Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

270

играют превращения, происходящие в химических связях фосфорных соединений, в которых принимают участие белки и нуклеотиды.

Результатом появления многоклеточных форм жизни является потребность живого существовать в условиях избытка энергии как фактора, предохраняющего живое от гибели. Эволюция от прокариотов до эукариотов может рассматриваться как возможная эволюция фосфагенов, поскольку для мышц необходимы легкодоступные источники энергии, какими фосфаты и являются. Как отмечал Р. Фокс, организм может легко перемещаться, если его ткани «насыщены» энергией, и как раз для этого и нужны фосфагены. В результате естественного отбора в живых организмах, существующих за счет притока энергии, сохранились организмы, у которых сформировались ткани с более эффективным энергетическим обменом и способом утилизации энергии, с более совершенной регуляцией этих процессов и накоплением энергии.

Можно считать, что жизнь возникла благодаря потокам энергии и особым веществам, преобразующим энергию в живом организме.

16.2. Биогеохимические принципы В.И. Вернадского и живое вещество

Мир - мгновенье, и я в нем - мгновенье одно. Сколько вздохов мне сделать за миг суждено? Будь же весел, живой! Это бренное здание Никому во владенье навек не дано.

Омар.Хайам

То, что я понял, —: прекрасно, из этого я заключаю, что и остальное, чего я не понял, - тоже прекрасно

Сократ

16.2.1. Живое вещество

Биосфера является единством живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Большое значение для понимания эволюции жизни и роли всех процессов, происходящих

458

на Земле, в становлении и функционировании биосферы сыграли работы и идеи нашего выдающегося естествоиспытателя В.И. Вернадского. Им же было введено понятие живого вещества и сформулированы биогеохимические принципы. Согласно Вернадскому,

• живое вещество — это совокупность всех живых организмов нашей планеты. При этом биосфера рассматривается как некое системное образование на основе внешней геологической оболочки Земли, включающее в себя как живое вещество всей планеты, так и среду обитания, которая преобразуется этим живым веществом.

Заметим, что с энергетической точки зрения живое вещество является наиболее эффективным способом преодоления роста энтропии.

Тем самым была показана роль живого вещества в процессе эволюции Земли и неотделимость развития биосферы от геологической истории планеты. В этом смысле биосфера рассматривалась как самостоятельная часть геосферы, в которой масса живого вещества сравнима с массой горных пород, а его энергия сопоставима с такими геологическими явлениями, как горообразование, извержения, землетрясения. Живое вещество активно участвует в круговороте веществ и энергии в земной коре, причем его энергия значительно больше, чем энергия косного вещества.

Биосфера, по В.И. Вернадскому, включает в себя следующие элементы:

•живое вещество;

•косное вещество (без наличия живых организмов);

•биогенное, создаваемое и перерабатываемое организмами (газы, каменный уголь, известь, битум и т.д.);

•биокосное, возникающее при совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (вода, почва, кора выветривания; таким образом, почву и осадочные породы можно рассматривать как результат преобразования биокосного вещества);

•радиоактивное вещество;

•вещество космического происхождения.

Вернадский предположил, что живое вещество биосферы выполняет и биогеохимические функции жизни, формирующие среду для существования живого. Это

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

271

— газовая (все организмы); кислородная (хлорофильные растения); окислительная

459

(бактерии, автотрофы); кальциевая (водоросли, бактерии); восстановительная (бактерии); концентрационная (животные и растения); разрушение органических соединений (грибы, бактерии); восстановительное разложение (бактерии); метаболизм и дыхание (все организмы). В результате совместного осуществления этих функций происходят образование различных соединений (карбонатов, сулифидов, фосфатов, соединений азота, железа, марганца и т.д.), их восстановление до других химических форм, концентрация в почвах и осадочных породах, синтез и разрушение органического вещества, т.е. те процессы, которые мы называем круговоротом веществ в природе.

Вэтом смысле единство состава и функционирования живой природы независимо от уровня представляющих их структур — это биогеохимическое единство. Можно считать, что геохимические процессы в биосфере задаются живым веществом и что геохимические процессы — это биогеохимические процессы; в этом состоит биогеохимическое проявление биосферы. Результатом деятельности живого вещества является формирование осадочных и образовавшихся из них метаморфических пород, полезных ископаемых, ландшафтов Земли и ее атмосферы.

16.2.2.Биогеохимические принципы В.И. Вернадского

Всоответствии с представлениями, изложенными выше, В.И. Вернадский сформулировал два биогеохимических принципа:

• биогенная миграция атомов, вызванная энергией Солнца, процессы обмена веществ, рост и размножение организмов стремятся к максимальному проявлению;

• эта же биогенная миграция приводит к выживанию организмов, увеличивающих саму биогенную миграцию атомов биосферы.

Всвете этих идей, подтвержденных современной наукой, можно также отметить и пять постулатов В.И. Вернадского, касающихся структуры и функций первичной биосферы:

• первобытная биосфера была функционально разнообразна;

• появление организмов произошло не в единичном порядке, а массово, в совокупности, должны были сразу появиться биогеоценозы;

460

•эти биогеоценозы — главная движущая сила геохимических преобразований, морфологические изменения не влияли на глобальные химические функции;

•живые организмы порождают миграцию химических элементов в биосфере;

•все без исключения функции живого организма в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами.

Отсюда следует, что эволюцию Земли и затем образование и развитие биосферы В.И. Вернадский объединил через три фактора макроэволюции — космический, геологический и геохимический, которые самым тесным образом связаны с биологической эволюцией, и все они объединяются в энергетических процессах биосферы. Таким образом, можно дать еще одно определение жизни: жизнь — это могучая геологическая сила нашей планеты, формирующая облик Земли и создающая ее

вобразе живой планеты. Геологическая активность и роль живого вещества проявляются

вего геохимических функциях — энергетической, деструктивной, средообразующей и транспортной.

Совокупность живых организмов в их совместном осуществлении жизненных процессов на Земле как раз и обеспечивает миграцию химических элементов в биосфере

— основу круговорота жизни. Именно с этим обстоятельством связана определяющая роль живого вещества в становлении атмосферы, гидросферы и литосферы Земли. Источником необходимой для этого огромной энергии служит биогеохимическая энергия живого вещества биосферы. Исходя из развитых В.И. Вернадским представлений можно заключить, что жизнь на Земле существует примерно столько же лет, сколько существует сама Земля. Предполагается, что жизнь возникла в виде примитивной биосферы и связана

вцелом с эволюцией Земли и влиянием на нее живого вещества. Заметим, что только широчайшее разнообразие животных, растений и других форм жизни, возникшее в виде простейших организмов 3—3,5 млрд лет назад, обусловило выполнение всех функций живого вещества. Именно такая огромная роль живого вещества позволила В.И. Вернадскому образно говорить о вечности жизни на Земле.

461

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.