ГЛАВА ПЯТАЯ. Живое вещество и особенности его изучения в геохимии

Помимо небольших изменений живого вещества во времени, носящих периодический характер, мы наблюдаем другой — необратимый — процесс, изменение его в течение геологических периодов.

В этом случае живое вещество претерпевает коренное изменение и морфология биосферы резко меняется. Огромное большинство видов организмов изменяется, и в каждую геологическую эпоху мир организмов имеет совершенно иной характер.

Очевидно, этому другому миру организмов отвечает и другое живое вещество. Живые однородные вещества меняются на поверхности нашей планеты — меняется их химический состав, их вес, их энергия и все другие свойства, которые мы можем изучать в современной картине биосферы.

Очевидно, если современная картина живого вещества не изучена, то еще менее изучена картина смены одного живого вещества другим в течение геологического времени. Здесь даже первые штрихи едва затронуты.

Изучение геологии живого вещества, очевидно, встречается с большими трудностями, так как мы не имеем возможности его наблюдать, а должны восстанавливать картину былого на основании сравнения с настоящим. Она может быть дана только тогда, когда будет хорошо изучена современная история однородных живых веществ.

Можно отметить, что, по-видимому, во все геологические эпохи мы имеем в общих чертах неизменно одну и ту же картину. Так, есть указания на неизменность всех тех разностей однородного живого вещества, какие мы наблюдаем и теперь6Э. К сожалению, однако, мы лишь в самом общем виде можем сейчас восстановить картину этого процесса, так как биология явлений мало обращала на себя внимание геологов и палеонтологов.

Несомненно, начиная с древнейшего палеозоя, мы имеем указания на существование в природе тех же сгущений и разрежений живого вещества, какие мы наблюдаем и ныне. Легко убедиться, что мы имеем уже в кембрии те же самые типы морских биоценозов, какие мы имеем теперь. На их основании мы должны Допустить й суЬцествойакие такйх йх йрбяБлешш, которые не оставляют следов, например нахождение таких планктонных сгущений. Во все геологические периоды наблюдается та же самая картина, хотя морфологический состав этих сгущений и разрежений резко меняется. Но никакой эволюции в этих формах проявления живого вещества мы, по-видимому, не наблюдаем в течение всего геологического времени, как не наблюдаем ее и в структуре живого вещества, с таким нахождением теснейшим образом связанной.

Для сухопутных сгущений и разрежений наши знания не идут так глубоко, как для морских, но указания на леса мы имеем уже в древнейших значительных растительных отложениях с девонской эпохи, и все указывает нам на то, что те же самые явления должны были наблюдаться и много раньше, так как в девонскую эпоху мы встречаем уже сложно развившийся растительный мир, далеко уходящий в прошлое. Если подтвердятся представления Вальтера и других о развитии пустынь в древнем палеозое, то, очевидно, и здесь мы имеем указания на существование таких же сгущений и разрежений, какие мы наблюдаем и ныне.

Наконец, как указано раньше, работы финских геологов, в частности Седергольма, заставляют нас предполагать существование их и для архейского периода оввиду идентичности физико-географических условий того времени с современным периодом.

В этих древних сгущениях мы встречаемся с теми же преобладаниями отдельных однородных живых веществ, какие наблюдаются и ныне. Одни и те же организмы составляют фон палеозойских коралловых рифов. Всюду, начиная с палеозоя и мезозоя, мы наблюдаем банки двустворок, состоящие на значительном протяжении из неделимых тех же видов. [...] Отложения корненожек — нуммулитов, орбитолитов и т. п. указывают на существование сгущений, где преобладало одно и то же однородное живое вещество. Однообразны по составу бывали иногда леса пермской и каменноугольной эпох и т. п.

Очевидно, это все указывает нам на то, что те же самые явления социальности определяли распределение организмов на земной поверхности, как они определяют их и ныне.

Точно так же в течение всего геологического времени мы имеем указания на аналогичные смеси однородных живых веществ. Наиболее для нас важные органические смеси — симбиоз, паразит и хозяин и т. п.— идут в самые древние геологические периоды и проявляются в тех же самых формах, какие мы имеем и ныне. Углубление в изучение природы заставляет нас допускать существование таких органических смесей, например симбиоза, в такой дали геологических времен, которая не оставила нам их реальных отпечатков или остатков.

Наблюдаем мы и все те разности однородных живых веществ, какие выделены для современной геологической эпохи: возраст-* ные* половые, социальные однородные живые вещества. История ррганизмов с этой точки зрения мало изучена. Несомненно, для Отдельных групп или классов организмов, где они сейчас наблюдаются, эти разности могли отсутствовать, но в общем они существовали для других, вымерших. Так, есть предположения, довольно распространенные, но едва ли вполне подтвержденные фактами, о позднем появлении метаморфоза насекомых, но, с другой стороны, едва ли можно сомневаться в нахождении возрастных разностей живого вещества у вымерших древних гра- птолитов *.

В общем здесь бросается в глаза постоянство форм проявления живого вещества и его распределения на земной поверхности при разном его содержании. Получается впечатление, как будто эволюционный процесс не имеет места в тех явлениях массовых проявлений организмов — статистических законах живого вещества, которые резко отличаются этим от живой природы, изучаемой с точки зрения отдельного организма.

К тому же самому выводу мы подойдем, когда обратимся к основным проявлениям живого вещества — к его весу, его составу, его энергии. И здесь мы как будто не видим никаких изменений во времени, когда вместо изучения отдельных живых веществ исходим в наших суждениях из изучения всего живого вещества.

Приходится допустить, что как количество живого вещества, так и его состав — количество отдельных составляющих его химических элементов остались неизменными или почти неизменными в течение геологического времени.

К этому выводу мы приходим косвенным путем, однако путем точным. Мы изучаем продукты тех химических реакций, в которых участвовало живое вещество, и замечаем, что эти продукты как качественно, так и количественно не меняются в течение геологического времени. Этого не могло бы быть, если бы участвующее в этих реакциях и играющее в них — в биосфере — даже видную роль, живое вещество менялось заметным образом или в своем количестве, или в своем составе.

Но этот вывод касается только живого вещества, взятого в целом. Весьма вероятно, что в отдельных частях мы имеем здесь изменения и в составе живого вещества, и в количественных соотношениях, которые отвечают тому различию, какое наблюдается в морфологической структуре чуждых нам, исчезнувших в древние геологические эпохи организмов.

При таком изучении химического состава организмов возникает ряд различнейших проблем, имеющих значение и с точки зрения правильного изучения явлений эволюции — например, проблемы химических изменений, связанных с эволюционным процессом тех или иных линий животного или растительного царств. Я коснусь некоторых из относящихся сюда вопросов в дальнейшем изложении, здесь же только отмечу, что наше знание в этой области, хотя и получается косвенным путем, однако может опираться на точные данные.

Имея в относительно редких случаях возможность изучать химически не измененные или мало измененные остатки вымерших организмов (например, замороженные организмы вроде мамонта, послетретичные и третичные растения, кости, раковины, тела организмов в янтаре и т. п.), мы в других случаях можем подходить к изучению состава былых организмов двояким путем: 1) путем изучения тех минеральных продуктов, которые получались при их участии или путем их изменения, и 2) путем изучения химического состава близких к ним или тождественных с ними растительных и животных видов 70.

Если бы мы пошли этим путем, мы, несомненно, могли бы получить любопытные данные для суждения о химической истории биосферы во времени. К сожалению, таких сведений у нас нет, а между тем многое указывает на то, что при общем неизменном характере живого вещества биосферы частности его подвергались значительным изменениям.

Остановлюсь на двух-трех примерах для того, чтобы показать важность химического исследования наиболее древних видов и родов организмов.

Одним из древнейших организмов, сохранившихся до сих пор без изменения, является Lingula, принадлежащая к Branchiopoda. Это животное, массами встречавшееся еще в кембрии, встречается и теперь почти в том же самом виде в Южном полушарии. Полного анализа Lingula нет, но мы знаем, что она резко отличается от всех остальных организмов, обладающих раковиной, благодаря тому, что раковина Lingula состоит не из углекислого, а из фосфорнокислого кальция. Лингула является одним из самых богатых фосфором организмов и таким она была и в кембрии. Количество фосфора в ней доходит до нескольких процентов. Lingula ovalis была изучена Стерри Гейтом, в золе ее находится 85,79% Са3Р208, что отвечает 18,87% Р. Ближайшим к лингуле по богатству фосфором организмом является ....

Другим примером можно взять плауны — Lycopodiales. Эти растения принадлежат к древним типам растительности, которая когда-то, в девонскую, пермскую и каменноугольную эпохи, образовывала целые леса. Таковы были различные лепидодендровые, остатки которых принимают такое деятельное участие в образовании каменных и бурых углей. Lepidodenrales близки к Lycopodiales, но по современным воззрениям систематиков представляют другой порядок, принадлежащий вместе с Lycopodiales и Selaginellales к одному и тому же классу плаунов — Lycopodi- пеае. Вымершие уже в пермскую эпоху лепидодендроны, очевид- ;ю, недоступны непосредственному химическому изучению. Мы ^ожем, однако, подойти к пониманию их биохимии, изучая современных их родичей. Селангинеллы, к сожалению, химически не изучены. Из плаунов, многочисленных представителей рода Lycopodium, также химически не изучены обычные в тропических лесах эпифиты деревьев — L. phlegmaria, L. squarrosum и т. п. Изучены только травянистые плауны наших лесов и лугов. Химический их состав чрезвычайно характерен благодаря огромному количеству в них алюминия. Алюминий был найден в золе плаунов Берцелиусом и позже определен количественно. Количество его здесь совсем необычно. Так, мы имеем: Lycopodium chamaecyparissus 51,85—57,36% А1203 в золе [(Идергольдт,1852) L. Clavatum 26,65% А1203 в золе 22,2% А1203 » (Риттгаузен)] L. Complanatum 39,07% А1203

По-видимому, однако, не все виды Lycopodium содержат А1203— он не найден для Lycopodium billardieri Spring. Несомненно, ввиду такого противоречия вопрос требует доследования, однако необходимо отметить, что ряд анализов указывает для нескольких видов Lycopodium нахождение огромных количеств алюминия, который тоже составит значительную часть по весу и в процентах состава организма.

Едва ли можно сомневаться, что в тесной связи с таким составом плауновых находится оригинальный состав золы бурых и каменных углей, связанных с лепидодендронами каменноугольного периода. Она очень богата А1203, количество которой нередко превышает 30% и наблюдается в самых разных местностях, например в Англии (кеннельский уголь) или в Центральной России (бурый уголь Московского бассейна).

Эти два примера, мне кажется, достаточно ясно указывают на то значение и тот интерес, какой представляет изучение древних типов организмов, до сих пор так мало обращающих на себя внимание натуралистов. (Ф. 518, on. 1, д. 53, лл. 72—135.)

Когда живое вещество переходит в живые организмы, общая сумма его не меняется. Захваченные им элементы переходят в новые формы соединений, оставаясь все же в том же самом процессе.

Однако одновременно совершается и другой процесс. Часть захваченного вещества надолго выходит из жизненного обмена, ибо переход отмерших частей организмов в обычные усвояемые организмами соединения совершается иногда медленно, длится многими тысячелетиями, геологическими периодами — образуются тела, прямо организмами не усвояемые.

Количество бывшей живой материи, выходящей этим путем из круговорота, огромное в масштабе наших представлений, составляет небольшую ее часть. Даже огромные толщи углей или нефтей, по-видимому, образуются организмами и, накопленные в течет ние геологических смен, едва соизмеримы с углеродом организмов,

Эти выделенные из обмена части вещества вновь возвращаются в живое вещество, частью обычными геохимическими процессами, но в значительной мере при помощи живой материи. Однако процесс такого перехода совершался очень медленно.

Лишь в последнюю эпоху появился новый и мощный агент — человек, который превращает в усвояемое живой материей состояние огромное количество ушедшей из обмена ее части. (Ф. 518, он. 1, д. 49, лл. 112—113) .

Геохимик на каждом шагу сталкивается с этими вопросами. Для него огромные массы живой материи, рассеянные по всей земной поверхности, не являются только массами, которые действуют своим весом — тяготением и своим составом, т. е. химической потенциальной энергией. Это механизмы, обладающие собственной действенной энергией, собранной в них в удобную для работы в земных условиях форму, и полученной посторонней для нашей планеты энергии — космической. (Ф. 518, on. 1, д. 49, л. 126.)

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

Живое вещество в геологическом времени