Глава XX. ЗНАЧЕНИЕ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ И БИОГЕОХИМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ РОСТА И РАЗМНОЖЕНИЯ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В СТРУКТУРЕ БИОСФЕРЫ

Смотрите также:

БИОСФЕРА. Следы былых биосфер

Вернадский Владимир Иванович

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

Значение первого и второго биогеохимических принципов. Персистенты

 Как указано, биогеохимические функции приводят нас к эмпирическим обобщениям, которые я назвал биогеохимическими принципами. Их три. Первые два прямо связаны с биогеохимическими функциями.

1.         Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

2.         Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы.

Оба эти принципа тесно связаны с особым энергетическим характером проявления живого вещества в биосфере. В своих лекциях в Сорбонне, в Парижском университете в 1923-1924 гг., часть которых была позже напечатана и несколько раз переработана с 1924 г. в виде "Очерков геохимии" [1], я обратил внимание и свел имевшиеся данные об особом энергетическом характере живого вещества в структуре нашей планеты [2]. Живое вещество перерабатывает на нашей планете три различные формы энергии: 1) космическую лучистую энергию Солнца, тепловую, световую; 2) космическую атомную энергию радиоактивного распада, причина которого неизвестна, но который охватывает, по-видимому, все элементы (а-, р- и у-излучений) и 3) космическую, исходящую из нашей Галактики (Млечного Пути), энергию рассеянных элементов . Первая - энергия Солнца - резко преобладает.

Однако мы слишком мало знаем о явлениях жизни и о причине необходимости для нее сверх солнечной, еще и атомной энергии, чтобы оставлять без внимания захват живым веществом радиоактивных элементов (и действие космических лучей), проявления которых находятся во всех организмах, в которых их искали.

Для радиоактивных элементов это было доказано работами нашей Биогеохимической лаборатории (Б.К. Бруновский, проф. В.И. Баранов, К.Г. Кунаше- ва, С.Г. Цейтлин; см. § 175). Их количество в организмах явно не случайно, а является видовым признаком.

Мы не должны забывать, что радиоактивные явления, так же как и явления жизни, противоречат принципу энтропии.

В результате этой переработки, взятой в целом, энергия живого вещества проявляется в сторону, обратную принципу энтропии Клаузиуса . Ибо действием живого вещества на земной поверхности создается мощное развитие свободной энергии, способной производить работу и, соответственно, производящей огромные изменения химические и физические на нашей планете, непрерывно действующие, по крайней мере, три миллиарда лет. Эта биогенная энергия находится как в действенном состоянии, способном производить работу, так и в пассивном (потенциальном), которое может переходить и постоянно переходит в действенную форму.

Действенная форма выражается в биогенной миграции атомов. Она выражается всеми указанными биохимическими функциями (см. § 176 и сл.): газовыми, концентрационными, окислительно-восстановительными, биохимическими функциями и биогеохимической функцией человека. Пассивная энергия концентрируется в биогенных минералах, среди которых твердые и жидкие каусто- биолиты (см. § 196-197) играют основную роль.

Впервые Р. Майер (1814-1878) правильно указал, что энергия каменного угля, образно говоря, но говоря точно, есть энергия ископаемого солнечного луча древних геологических периодов . Такая организованность планеты существует, по крайней мере, три миллиарда лет. Мы можем утверждать для этого промежутка времени, что термодинамические условия температуры и давления на земной поверхности, где сосредоточивается жизнь, были все это время примерно одни и те же или изменялись незначительно, ибо непрерывность поколений не нарушалась, и эволюционный процесс не показывает никаких катастроф и не дает возможности думать, что происходили какие-нибудь резкие изменения. Одно изменение, по-видимому, существует: что жизнь проникает всюду, где ее не было, но мы не можем утверждать, что это действительно были всегда свободные от жизни области планеты, никогда в другие геологические времена ею не занятые. Представляется возможным, что эти свободные от жизни области образовались в ближайшие геологические эпохи, и мы наблюдаем только освоение новыми формами жизни областей, в которых старое живое вещество почему бы то ни было исчезло. Возможно, что это так, например, для пещерной жизни. Но возможно и допущение, что мы здесь видим и реальное расширение области жизни, причем шла длительная эволюция организмов, приспособляющихся к новым условиям. Мне кажется, иначе трудно уверенно объяснять приспособления глубоководных, живущих глубже 6 км, организмов, но доказанным это считаться не может.

Все живое представляет из себя непрерывно изменяющуюся, состоящую из самых разнообразных живых веществ, совокупность организмов, теснейшим образом между собою связанных и подверженных эволюционному процессу в течение геологического времени. Это своеобразное динамическое равновесие, стремящееся с ходом времени перейти в статическое равновесие.

Этот факт совершается тем путем, что с ходом геологического времени свободная энергия должна быть равна нулю или приближаться к нулю, раз равновесие не может прийти в строго статистическое состояние. Чем более длительно его существование, если нет никаких равноценных явлений, действующих в противоположную сторону, тем ближе к нулю будет свободная энергия. Вся работа, которая может быть сделана, будет сделана. И чем ближе будет такое динамическое равновесие приближаться к состоянию нулевой свободной энергии, тем устойчивее будет равновесие.

В данном случае мы видим два явления, которые сосуществуют одновременно, два рода биогенных миграций атомов, одновременно существующих и слагающихся. С одной стороны, биогенная миграция, в геологическое время не меняющаяся и, с другой стороны, биогенная миграция эволюционного процесса, в масштабе исторического времени не меняющаяся, но резко меняющаяся в аспекте геологического времени. Первый и второй биогеохимические принципы и отвечают этим двум эмпирическим обобщениям - двум типам биогенных миграций.

Мне кажется, первый принцип (см. § 206) есть простое эмпирическое обобщение, прямо вытекающее из факта устойчивости геологического процесса в ходе исторического времени и положения термодинамики, что для этого необходимо, чтобы вся работа, которая может быть сделана, была сделана, т.е. чтобы действенная энергия приближалась к нулю.

Второй принцип (см. § 206) заключает некоторое допущение, которое, мне кажется, однако, неизбежно вытекает из фактов геологически медленного, геологически длительного изменения эволюции видов живых организмов. Оно связано с тем, что, насколько мы видим эволюционный процесс, он идет с различной скоростью для отдельных видов. Наряду с изменчивыми организмами, быстро подлаживающимися в аспекте геологического времени к новым условиям окружающей их живой среды, существуют организмы-"персистенты" (см. § 198), которые морфологически, а следовательно, и химически, совершенно не менялись в заметной степени, например Lingula с кембрийского времени, т.е. в течение 500 млн лет, по крайней мере (см. § 32). В Бретани, в Чехословакии найдены остатки радиолярий альгонского времени, не отличимые по форме от современных.

Несомненно, эти неизменные организмы представляют из себя в этой общей картине природы небольшую часть, но, с другой стороны, мне кажется, они доказывают, что в непрерывно происходящем эволюционном процессе в ходе геологического времени, который захватывает огромное большинство видов, отдельные виды могут оставаться неизменными. Их биогенная миграция не меняется. Она не может уменьшаться, так как этому противоречит борьба за существование.

При наличии этой борьбы не может быть уменьшения биогенной миграции. К сожалению, я не могу сейчас располагать материалом, который помог бы решить этот вопрос при современном состоянии биологических наук, где на количественную сторону явлений все еще не обращают достаточно внимания и где изучение формы резко преобладает.

В вырождении, с морфологической точки зрения, например, когда паразиты чрезвычайно упрощают свою морфологическую структуру, они как раз чрезвычайно увеличивают биогеохимическую энергию, энергию размножения, т.е. чрезвычайно увеличивают биогенную миграцию своих атомов, что усиливает их положение в борьбе за существование.

Оба эти принципа определяют ту организованность, которую проявляет биогенная миграция атомов живого вещества в аспекте геологического времени.

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения