 Каковы
же функции живого вещества в биосфере?
По Вернадскому, таких функций девять:
газовая функция
кислородная функция
окислительная функция
кальциевая функция
восстановительная функция
концентрационная функция
функция разрушения
органических соединений
функция
восстановительного разложения
функция метаболизма
и дыхания организмов
Эти выделенные Владимиром Ивановичем функции живого
вещества с учетом накопленного за последние десятилетия материала можно
несколько перегруппировать.
Энергетическая функция проявляется в
ассимиляции живым веществом энергии и передаче ее по трофической цепи.
Установлено, что на собственные нужды организмы расходуют не более 10–12%
ассимилированной ими энергии; остальная ее часть перераспределяется внутри
экосистемы. Частично энергия рассеивается, а частично накапливается в
биогенном веществе. После перехода в ископаемое состояние энергия
«консервируется» в земной коре и служит энергетической базой для экзогенных
геологических процессов.
Живое вещество является довольно совершенным приемником
солнечной энергии. Вернадский подсчитал, что если поверхность Земли
составляет едва 0,0001% поверхности Солнца, то суммарная поверхность
ассимиляционного аппарата растений – от 0,86 до 4,2%. Измерения,
произведенные красноярскими биофизиками в конце 70‑х годов, подтвердили порядок величин, полученных
В. И. Вернадским.
Еще совсем недавно солнечная энергия считалась
единственным энергетическим источником всех биотических процессов. При этом
считалось, что и хемоавтотрофы используют энергию, когда‑то ранее
ассимилированную фотоавтотрофами и в дальнейшем законсервированную в
метабиосфере. Сейчас, однако, показано, что живое вещество с успехом может
использовать и «первичную» эндогенную энергию: абиссальные рифтовые сгущения
жизни, описанные в предыдущей главе, потребляют эндогенный сероводород и
энергетически независимы от солнечного излучения. Масштабы этого
новооткрытого приемника энергии пока трудно оценить, но факт остается фактом:
живое вещество ассимилирует энергию из обоих источников, поступающих в
биосферу, – космического и эндогенного. А в итоге, как четко
сформулировал французский ботаник Г. Гегамян, «энергетический баланс
планеты как космической системы зависит от живого вещества».
В «Путешествиях Гулливера» Дж. Свифта мимолетно
описан член Великой Академии Лапуты, восемь лет разрабатывающий проект
извлечения энергии из огурцов и хранения ее в герметически закупоренных
склянках. Неизвестно, решил ли эту проблему лапутянский труженик науки, но
человечество в течение тысячелетий, действительно, использовало исключительно
энергию, заключенную в живом веществе (правда, не в огурцах, а в дровах).
Первые трудности возникли в середине прошлого века. В «Вестнике естественных
наук» за 1847 г. можно прочитать следующее: «Ныне, когда в скором
времени железные дороги прорежут Россию в разных направлениях, когда уже в
Москве за сносную сажень березовых дров случается платить по 45 рублей
ассигнациями, ныне по необходимости общее внимание обращено на приискание
нового горючего материала, который ожидают получить или в каменном угле, или
в торфе».
Энергия, заключенная в горючих ископаемых, в течение 100 с
лишним лет удовлетворяла потребности человечества. Однако в наши дни
человечество каждый год сжигает столько горючих ископаемых, сколько былые
биосферы накопили их за миллион. При таких темпах потребления энергии, как
говорилось на 27‑м
Международном геологическом конгрессе в 1984 г., разведанных запасов нефти едва хватит на 32 года, газа – на 39 лет,
угля – на 72 года. И поневоле взоры человечества снова обратились к
возобновимому источнику энергии – живому веществу, а точнее, к зеленой
массе растений (Свифт как в воду глядел!), из которой путем
микробиологической переработки получают жидкое
или газообразное топливо.
В Бразилии, например, уже в ближайшие годы весь
автомобильный транспорт должен перейти с бензина на этанол, получаемый при
микробиогенной переработке сахарного тростника; та же схема получения
горючего применяется и в Зимбабве. А в нашей стране разрабатывается проект
использования фотосинтеза для разложения воды с получением кислорода и
водорода. Для осуществления этого проекта выращивается культура двух
микроорганизмов: водоросли и анаэробной цианобактерии. Осуществится ли этот
проект – покажет будущее. Но, как бы то ни было, можно не сомневаться,
что для удовлетворения своих потребностей человечество всегда в той или иной
форме будет использовать энергетическую функцию живого вещества.
Концентрационная функция живого вещества в биосфере заключается
в том, что большинство различных организмов, составляющих её, способны в
крайне существенных количествах, диктуемых их физиологией и анатомией,
накапливать самые разнообразные вещества в своем составе.
|