Биосфера
важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их
жизнедеятельности:
открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с
дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной
особенности живых тел;
явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их
влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое
вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В.И.Вернадский называет
косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные
тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные
воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет
незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических
процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.
Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы,
постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только
в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В.И.Вернадский
считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом
материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической
силой, ее определяющей.[1]
Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней
биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты
и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике,
или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли
определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь –
жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является
основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических,
химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно
выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер
(1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.
Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:
изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в
косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе
используется понятие исторического, а в косных телах – геологического
времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени
соответствует примерно ста тысячам лет исторического;
в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его
воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И.
Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов
из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";
только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе
геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли
объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора
Ч.Дарвина (1859 г.);
живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды,
адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное
накопление таких изменений служит источником эволюции.
В.И.Вернадский высказывает предположение, что живое вещество,
возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом
геологического времени, вне зависимости от изменения среды.[2]
Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост
центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на
особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели
эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не
попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была
раньше” [3]. В современных терминах это явление можно описать как
необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и
развития.
Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов
организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на
природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т.
д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем
третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно
распространяется и переходит на всю биосферу.
Поскольку эволюция и возникновение новых видов предполагают
существование своего начала, постольку закономерно возникает вопрос: а есть
ли такое начало у жизни? Если есть, то где его искать – на Земле или в
Космосе? Может ли возникнуть живое из неживого?
Над этими вопросами на протяжении столетий задумывались многие
религиозные деятели, представители искусства, философы и ученые.
В.И.Вернадский подробно рассматривает наиболее интересные точки зрения,
которые выдвигались выдающимися мыслителями разных эпох, и приходит к
выводу, что никакого убедительного ответа на эти вопросы пока не
существует. Сам он как ученый вначале придерживался эмпирического подхода к
решению указанных вопросов, когда утверждал, что многочисленные попытки
обнаружить в древних геологических слоях Земли следы присутствия каких-либо
переходных форм жизни не увенчались успехом. Во всяком случае некоторые
останки жизни были обнаружены даже в докембрийских слоях, насчитывающих 600
миллионов лет. Эти отрицательные результаты, по мнению В.И.Вернадского,
дают возможность высказать предположение, что жизнь как материя и энергия
существует во Вселенной вечно и поэтому не имеет своего начала. Но такое
предположение есть не больше, чем эмпирическое обобщение, основанное на
том, что следы живого вещества до сих пор не обнаружены в земных слоях.
Чтобы стать научной гипотезой, оно должно быть согласовано с другими
результатами научного познания, в том числе и с более широкими концепциями
естествознания и философии. Во всяком случае нельзя не считаться со
взглядами тех натуралистов и философов, которые защищали тезис о
возникновении живой материи из неживой, а в настоящее время даже выдвигают
достаточно обоснованные гипотезы и модели происхождения жизни.
Предположения относительно абиогенного, или неорганического,
происхождении жизни делались неоднократно еще в античную эпоху, например,
Аристотелем, который допускал возможность возникновения мелких организмов
из неорганического вещества. С возникновением экспериментального
естествознания и появлением таких наук, как геология, палеонтология и
биология, такая точка зрения подверглась критике как не обоснованная
эмпирическими фактами. Еще во второй половине XVII в. широкое
распространение получил принцип, провозглашенный известным флорентийским
врачом и натуралистом Ф.Реди, что все живое возникает из живого.
Утверждению этого принципа содействовали исследования знаменитого
английского физиолога Уильяма Гарвея (1578 – 1657), который считал, что
всякое животное происходит из яйца, хотя он и допускал возможность
возникновения жизни абиогенным путем.
В дальнейшем, по мере проникновения физико-химических методов в
биологические исследования снова и все настойчивее стали выдвигаться
гипотезы об абиогенном происхождении жизни. Выше мы уже говорили о
химической эволюции как предпосылке возникновения предбиотической, или
предбиологической, стадии возникновения жизни. С указанными результатами не
мог не считаться В.И. Вернадский, и поэтому его взгляды по этим вопросам не
оставались неизменными, но, опираясь на почву точно установленных фактов,
он не допускал ни божественного вмешательства, ни земного происхождения
жизни. Он перенес возникновение жизни за пределы Земли, а также допускал
возможность ее появлении в биосфере при определенных условиях. Он писал:
“Принцип Реди... не указывает на невозможность абиогенеза вне биосферы или
при установлении наличия в биосфере (теперь или раньше) физико-химических
явлений, не принятых при научном определении этой формы организованности
земной оболочки.” [4]
Несмотря на некоторые противоречия, учение Вернадского о биосфере
представляет собой новый крупный шаг в понимании не только живой природы,
но и ее неразрывной связи с исторической деятельностью человечества.
III. Биогенная миграция химических элементов и биогеохимические принципы.
По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в
двух основных формах:
химической (биохимической) – I род геологической деятельности;
механической – II род такой деятельности.
Геологическая деятельность I рода – построение тела организмов и
переваривание пищи, – конечно, является более значительной. Классическим
стало функциональное определение жизни, данное Фридрихом Энгельсом: “жизнь
