ГЛАВА ПЯТАЯ. Живое вещество и особенности его изучения в геохимии

Чрезвычайно своеобразной чертой строения однородного живого вещества является любопытная ее полярность, выражающаяся в существовании двух полов — мужского и женского.

Огромное количество видов организмов принадлежит к обоеполым разностям. Количество таких видов, где это свойство живой материи не проявляется, достигает нескольких тысяч, едва ли десятков тысяч, тогда как раздельно половые неделимые сосредоточены в нескольких миллионах видов. Выраженное весовым путем это различие еще резче. Так что мы можем считать это свойство наиболее характерным и основным для живого вещества.

Несмотря на это, исходя из предположений более философского, чем научного характера, предполагая, что жизнь началась на Земле когда-то из более простых организмов, допускают, что было время, когда на Земле существовала жизнь только бесполого вещества. Только путем долгой эволюции из него выработались половые разности. В этом представлении являются гипотезами, не основанными на фактах, и то, что жизнь на нашей планете имела вообще начало, и то, что при этом начале она была представлена самыми простыми и однообразными элементами.

В действительности половые разности уже ярко выражены в самых старых доступных нашему изучению слоях земной коры — в кембрии и в тех формах докембрийской фауны, которые сейчас перед нами открываются. Сверх сего мы имеем многочисленные случаи, когда в видах, размножающихся половым путем, и в которых представлены — морфологически — оба пола, начинается бесполое размножение, но мы не имеем ни одного случая обратного характера.

Поэтому, основываясь на фактическом материале, мы будем считать, что половые различия в однородном живом веществе наблюдаются как яркий и характерный признак на всем протяжении доступной нашему изучению геологической истории Земли. Нигде мы не видим геохимических процессов, где бы участвовала только живая материя без половых различий.

Эти половые разности всегда резко — иногда чрезвычайно резко — выражены морфологически. Уже поэтому, на основании общего принципа, мы должпы считать, что неделимые разного пола химически различны и что эти различия будут проявляться и в элементарном составе. Надо ожидать, что и геохимический эффект обоих полов моя^ет быть различный.

Хотя явления эти изучены недостаточно, однако все, что мы знаем, указывает нам на это чрезвычайно ярко и заставляет настойчиво стремиться к систематическому изучению этих явлений ввиду большого научного и практического значения связанных с ними вопросов. Важно обратить внимание на химические различия разных полов не только с геохимической, но и с чисто биологической точки зрения, ибо вопрос о происхождении нола до сих пор является неясным, и очень возмояшо, что его разрешение связано как раз с изучением биохимии организма. Мы знаем и тенерь, что иногда резко отличается но своему химическому составу. Например, мужские и женские особи Limulus по старым, правда, требующим проверки наблюдениям Гейта отличаются очень резко по количеству в золе меди и железа. По опытам Готье известно, что мышьяк собирается различно в я^енских и мужских особях человека, что он концентрируется в менструальной жидкости и в женских волосах и т. п. Очевидно, мы должны наблюдать то же самое и для железа в организме человека, так как количество эритроцитов в женских и мужских организмах резко различно, а между тем, сколько можно судить по очень недостаточным данным о количестве железа в организме человека, оно главным образом определяется его содержанием в красных кровяных шариках (Бунге).

К сожалению, таких данных чрезвычайно мало, ибо до сих пор этот вопрос химически не изучался. А между тем на решение вопроса о поле в биологических дисциплинах, с ним связанных, потрачена огромная многовековая работа и скопилась огромная литература. Уже в 1909 г. Фюрбрингер (и раньше Гегенбаур *) указывал, что полученный при этом результат не отвечает затраченному на него труду. Этот вывод не изменился за эти 12 лет 67, хотя темп работы и ее количество не только не уменьшились, но даже, вероятно, увеличились. Очень возможно, что такой малый успех проблемы отчасти зависел от того, что вся работа шла исключительно в рамках морфологических данных и что биохимия была оставлена в стороне.

Исходя из этого мы должны считать, что однородное живое вещество, состоящее из индивидов двух полов, представляет своеобразную механическую смесь и что в тех случаях, когда мужские или женские неделимые могут в природных условиях или находиться в смеси в неодинаковых количествах, или схо дить на нет, мы можем получить половые разности однородного живого вещества. Эти половые разности должны обладать разным химическим составом, следовательно, должны различным образом влиять на геохимические процессы.

Мыслимы для каждого такого однородного живого вещества следующие половые разности:

1) смесь обоих компонентов — муя^ского и женского, без ясного преобладания того или другого;

2) смесь их, в которой преобладает мужской компонент;

3) смесь их, в которой преобладает женский компонент;

4) один мужской компонент;

5) один я^енский компонент.

Наблюдая бесконечное разнообразие явлений природы, мы действительно встречаем в ней все эти пять возмояшых половых разностей, причем их образование идет двояким резко различным путем, и одно и то я^е однородное живое вещество в разных случаях, в разные времена и в разных местностях дает те или иные из этих разностей.

Образование таких разностей, с одной стороны, связано с малоизвестными нам внутренними свойствами организма, а с другой — с более или менее изменчивыми условиями его биологической жизни, его инстинктов, привычек, влияния внешней среды. Несомненно, существуют переходы между этими двумя явлениями, так что мы далеко не всегда можем провести мея^ду ними границу. Тем более, что для животного (и растительного?) организма проявления привычек — инстинкта в широком его понимании — сводятся, вероятно, тоже к внутренним свойствам организма, являются для него столь же характерными видовыми признаками, как не связанное как будто с его психической жизнью появление при рождении определенного количества мужских и женских неделимых, образующих природную смесь.

При этом появление различных половых смесей и по составу и по происхождению оказывается чрезвычайно распространенным.

Обращаясь к внутренним свойствам организма, мы замечаем, что есть постоянное, трудно меняющееся число, которое вырая^ает отношение между рождающимися неделимыми разного пола.

Колебания, которые при этом наблюдаются, как для разных видов, так и в пределах одного и того же вида в разных экологических и географических условиях его нахоя^дения, очевидно, зависят от тех явлений внутреннего характера, которые обусловливают зарождение после оплодотворения из яйца или семени мужского или женского индивида.

Наибольшее количество наблюдений этого рода сделано над животными организмами.

В основу изучения этого явления кладется определение так называемого показателя мужских рождений 68. Оно давно обращало на себя внимание, и имеется довольно много относящихся сюда определений, главным образом для разных классов животного царства, но все же их недостаточно для получения общей картины.

Для самых различных групп мы имеем это отношение близким к единице (относят к 100). Это наблюдается для человека, где в среднем этот показатель равен 105,8—106,7, в среднем — 106,3 для Европы. Он меняется, как увидим дальше, с географическими и расовыми условиями. Более или менее он хорошо изучен для домашних животных:

Свинья 111,8 (Вилькенс) Лошадь 99,7 (Дарвин)

Овца 97,7 (Дарвин) 98,3 (Дюдинг)

Бык 94,4 (Дарвин) 97,3 (Вилькенс)

107,3 (Вилькенс) Собака 104,5 (Лейкарт)

110,0 (Дарвин)

То же наблюдается у многих хищных млекопитающих, четвероруких. Среди птиц у хищных, некоторых Gallinaceae, Palmipedes, Passeres (максимальный у голубей— 115%), у большинства рыб. Колебания в числе особей незначительны у многих Lepidop- tera и других насекомых. Для Lepidoptera имеются наблюдения Штандфуса над многими тысячами неделимых. Здесь этот показатель равен 101—117.

Аналогичные случаи мы имеем и среди растений. Так, например, для Mercurialis annua этот показатель равен 106, т. е. совершенно такому же числу, какое наблюдается для человека.

Во всех этих случаях в обычных условиях мы должны ждать половой разности первого рода, когда количество мужских и женских особей почти одинаково и химические свойства живого вещества будут приблизительно средними между химическим составом мужского и женского неделимого. [...]

Обычно в комплексе такого живого вещества А + Б, где А — количество мужских, а Б — количество женских особей, можно лишь наблюдать ослабление влияния тех или иных из них. Среди позвоночных очень часто ослабляется фактор А. Так, у жвачных, грызунов, некоторых хищных количество самок преобладает пад количеством самцов, например, по Фришу, для кошек А : Б = = 1:20.

[...] Особенно много таких случаев, когда преобладают женские особи, т. е. третья половая разность. Так, для позвоночных есть указания этого рода для рыб и для птиц. Среди рыб иногда самцы так редки, что не могли быть найдены. Так, у Со- bitis taenia и Cobitis fossilis * их не нашел Ратке. Возможно, однако, что это связано с трудностью различения самцов и самок по внешним морфологическим признакам.

Для птиц это выражено временами. Так, например, по Ф. Бер- ленешу, первые годовые выводки диких птиц в наших широтах состоят почти исключительно из самцов, вторые — из самок. Здесь мы видим разделение живого вещества пополам, несомненно, отражающееся и в его геохимических проявлениях.

Очень распространено такое явление среди некоторых групп насекомых. Может быть, оно здесь связано с переходом к пар- теногенезису, может быть, с своеобразным социальным строем (например, у пчел). Но есть случаи, когда мы это объяснить не умеем. Так, у комаров, целыми тучами собирающихся в лесах и болотах севера, в высоких широтах умеренного пояса и арктических областей, наблюдались лишь самки. Для Rhodites rosae (из Cynipidiae) на несколько сот самок встречается один самец. Но Келликеру, для Asterias rubens показатель мужских рождений 2%, по Лейкарту, для некоторых нематод еще меньше. В паразитной Hymenoptera Эмблетон нашел это число равным 0,1%. Здесь мы имеем почти чистую женскую половую разность живого вещества, полученную первичным путем.

Чрезвычайно обычны такие случаи женских половых разностей среди растений. Тут мы имеем уже совсем чистые разности. Так, Stratiotes aloides, наблюдаемый в Европе и северной Азии, в северной Европе известен только в виде женских особей. На огромных пространствах для финиковой пальмы, например в Египте, разводятся искони только женские особи, а для оплодотворения достают мужские цветки издалека — из пустыни.

Азиатская плакучая ива (Salix babilonica fragilis) * при культуре в Европе дает только женские особи. Очень яркий пример представляет Elodea. С конца 1830-х годов в Европе стало распространяться североамериканское растение Elodea canadensis, заселившее теперь все наши воды. Везде мы имеем для нее только женские особи. Elodea canadensis образует иногда скопления, которые, например, в реках Северной Германии затрудняют судоходство.

Гораздо реже получаются, по-видимому, мужские половые разности этим путем. По Мейнеке, показатель мужских рождений у некоторых Lepidoptera доходит до 400% и, может быть, подымается и выше. Еще резче это наблюдается в насаждениях пирамидального тополя (Populus italica = P. pyramidalis), который у нас представлен почти исключительно мужскими экземплярами, искусственно отбираемыми.

Эти явления образования половых разностей иод влиянием изменения количества особей каждого пола при рождении не остаются неизменными. Они могут меняться под влиянием причин, которые являются для нас неизвестными.

По-видимому, они меняются в связи с изменением внешней среды и условий питания организма. Так, показатель мужских рождений для обыкновенной лягушки (Rana), по Пфлюгеру, резко меняется в связи с ее происхождением (от 13,2 до 46,7%).

Может быть, это связано с условиями питания. Существуют многочисленные опыты над влиянием питания на беспозвоночных, которые, по-видимому, показывают, что при обильном питании увеличивается число женских особей. Но вывод этот не может считаться доказанным.

Для Phyllopoda есть наблюдения над влиянием солености воды, которая как будто повышает показатель мужских рождений.

Вероятно, в ближайшее время получатся данные, которые выяснят этот вопрос. По пока мы можем только указать на то, что этот признак не является неподвижным и что, очевидно, он должен меняться в зависимости от географических и экологических условий существования.

Получить общую картину явления мы сейчас еще не можем Для этого нет достаточных данных.

Еще разнообразнее те половые разности однородного живого вещества, которые получаются благодаря биологическим условиям жизни организмов, хотя бы они давали потомство с близким количеством особей каждого пола.

Эти проявления мы видим на каждом шагу. Они связаны с нравами, инстинктами организмов, взаимоотношениями их разных видов. Иногда такие половые разности, например у многих животных, реже у растений, образуются временно, простым разделением полов, иногда же они связаны с временным исчезновением какого-нибудь пола. В нашей современной природе эти нестойкие, чрезвычайно чувствительные к изменению влияний внешней среды половые разности меняются еще и под влиянием человека.

Очень обычны такие половые разности среди млекопитающих, самки которых отделены от самцов в течение тех или иных периодов их жизни или когда количество самцов (при полигамии), например у домашнего рогатого скота, ничтожно по сравнению с количеством самок. Здесь благодаря различному значению самцов и самок в человеческой жизни изменения в общем складе живого вещества производит человек. Он действует сам, прямым культурным видоизменением, уничтожая самцов в культурных расах (например, у быков или овец) и создавая скопления однородного живого вещества одного пола или меняя соответственным образом соотношения полов у диких видов организмов. Как пример последнего рода можно привести те изменения, которые человек вносит в жизнь птиц. В неволю — а иногда и при охоте — попадают главным образом самцы, и этим путем изменяется соотношение полов в природе, где у птиц самцы значительно преобладают над самками.

Но те же явления наблюдаются в природе нетронутой или мало тронутой человеком в связи с исконной биологией различных организмов.

Так, среди высших животных косяки диких лошадей состоят в известные периоды из самок с одним жеребцом. То же самое мы наблюдаем у изюбров в Забайкалье. С весны собравшееся, зимой их стадо раскалывается, а в период спаривания образуются косяки из 10—15 и больше маток и одного быка. Популяция Phoca proboscideus, водившаяся на островах около Новой Зеландии, по Фрейсинэ, в периоды кормления детенышей разделяется на две части — самки находятся на острове и окружаются плавающими в море самцами, их оттуда не выпускающими. Фрейсинэ объясняет это явление инстинктом охраны потомства, так как в море находятся опасные для тюленя враги. С геохимической точки зрения мы видим здесь временное образование женских и мужских половых разностей одного и того же однородного вещества, находящегося рядом.

В других случаях и в других группах организмов эти разности разделяются еще более резко.

Так, например, среди бабочек, в тучах их, носящихся на солнце на берегу р. Тэффе (приток р. Амазонки), Бэте наблюдал почти исключительно самцов. Самки их прячутся в лесах. Иногда в хорошую погоду бабочки-самцы Symmachia trochilus и S. со- lubris «буквально кишат». Мы можем заметить то же и у растений. Так, например, для целого ряда Hydrocharitaceae в известных стадиях их жизни — для Vallisneria, Elodea, Hydrilla — женские особи целиком подымаются на поверхность воды, тогда как мужские растут на дне и на поверхность подымаются только их цветки. У гаг (Somateria mollissima) самцы плавают малыми стайками отдельно от самок на берегах Белого моря или Ледовитого океана.

Еще большее значение имеют те случаи, когда в данный момент в природе существуют только особи одного и того же пола или случаи, когда вследствие тех или иных причин особи одного пола чрезвычайно преуменьшены в количественном отношении. Это последнее явление мы наблюдаем, например, у пауков, среди которых встречаем обычно только самок. Самцы погибают или умерщвляются самками.

Несомненно, внимательное изучение природы дает нам огромное количество наблюдений этого рода и позволяет охватить тот тонкий механизм, посредством которого временным или постоянным преобладанием того или иного пола в частях однородного живого вещества регулируется геохимическая работа организмов в коре выветривания. Эти колебания и эти половые разности однородного живого вещества теснейшим образом связаны с другим, гораздо более общим и грандиозным биологическим явлением природы — сменой морфологически различных поколений. Их необходимо рассматривать совместно.

К содержанию книги: Владимир Иванович Вернадский: Живое вещество

Последние добавления:

Вернадский - химическое строение биосферы

Тайны ледниковых эпох

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ В ГОЛОЦЕНЕ

Тимофеев-Ресовский. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

Ковда. Биогеохимия почвенного покрова

Глазовская. Почвоведение и география почв

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника

Академик Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

ГЛАВА ПЯТАЯ. Живое вещество и особенности его изучения в геохимии

Половые разности однородного живого вещества