Земля и жизнь - [29]

Следует отметить, что и ранее некоторые мыслители, в частности в XVII в. Ж. Бюффон, высказывались за идею об относительной неизменности количества живого вещества. Между тем и в настоящее время нет точных данных об изменениях количества живого вещества во времени и потому решение этого вопроса пока оказывается невозможным.

Рассматривая элементарный состав живого вещества, В. И. Вернадский разбил элементы в зависимости от их распространения на декады:

В составе тел всех ныне живущих организмов мы находим кислород, водород, серу, азот и в особенности углерод. Эти элементы и ряд других, присутствующих в меньших количествах, железо, марганец, медь, образуют простые и сложные химические соединения, главнейшими из которых являются белковые. Из простых соединений следует отметить воду, углекислоту, метан, угарный газ, закись азота и другие, свойственные, оказывается, не только живым организмам, но и так называемой "мертвой природе".

Упомянутые элементы и их простые и сложные соединения слагают тела организмов, но все они также свойственны и окружающей их среде. Элементы и соединения извлекаются организмами из среды с образованием нужных им веществ для построения соответствующих клеток и тканей, а затем в процессе обмена со средой и после смерти организма они возвращаются снова в состав среды.

Таким образом, органическая жизнь базируется на химических элементах и соединениях, являющихся общими и для нее и для окружающей "мертвой природы". Отсюда возникает один из важнейших законов биологии - "единство среды и жизни", прежде всего в вещественном понимании.

Основной признак каждого живого существа - способность усвоения соответствующих элементов и веществ природы - способность к ассимиляции. Ф. Энгельс считал ассимиляцию существенной функцией жизни.

Элементарное вещество, обусловливающее жизнь,- белок, или комплекс белковых соединений. По Ф. Энгельсу, белок - совершенно бесструктурное вещество, обнаруживает все основные свойства жизни, осуществляемой путем ассимиляции: пищеварение, выделение, сокращение (раздражимость, реакцию на раздражение), размножение. Великий мыслитель считал, что должны были пройти тысячелетия, пока не создались условия, необходимые для следующего шага вперед, когда из этого бесформенного белка благодаря образованию ядра и оболочки возникла клетка. Он полагал, что сначала возникли бесконечные количества бесскелетных бесклеточных и клеточных протистов (простейших), о которых говорит наука палеонтология и которые преобразовались постепенно в первые растения, в первых животных. В настоящее время на первом месте в этом перечне мы ставим микроорганизмы - бактерии и близкие к ним формы жизни.

Сущность связи организма со средой состоит в энергетике. Всем организмам свойственно постоянное извлечение из среды энергии, которая затем используется организмом в его многообразных функциях, прежде всего на построение его тела, на движение. Питание в общем смысле и есть тот путь, который позволяет организму постоянно и непрерывно пополнять запас энергии, и как только приток энергии по каким-либо причинам прекращается - организм погибает. В древнейших водных бассейнах или во влаге древнейших почв на суше, где возникали и развивались наидревнейшие формы жизни, она могла развиться путем усвоения в основном неорганических веществ, которые оказывались способными к окислению их несвободным или свободным кислородом. Это могли быть углекислота, метан, соли, растворенные в воде, которые, попав в организм, способны были окисляться, причем выделялась свободная энергия (тепловая и химическая), а продукты окисления или шли на построение тела и его оболочки, или извергались обратно в состав среды, где они чаще шли в осадок, на дно. Накопление органических веществ, развитие органической жизни обусловило и другой путь извлечения свободной энергии - окисление органических веществ, относительно более эффективное в энергетическом отношении, чем окисление неорганических соединений.

Как известно, академик А. И. Опарин создал гипотезу происхождения жизни на Земле именно на основе представлений о первоначальном уплотнении органических соединений на Земле, возникших химическим путем, до образования белка. Белок сгустился в капли - коацерваты, которые, усваивая тоже белковые соединения среды, стали первыми живыми клетками. Не исключается, что жизнь, массово и беспорядочно, удачно и неудачно, возникавшая и отмиравшая, шла и тем и другим путем, а также и промежуточным, т. е. с одновременным использованием и неорганической и органической пищи (миксотрофы).

Растение, получая энергию солнечных лучей извне, использует ее на разложение воды, на ассимиляцию углекислоты из атмосферы, на построение из синтетически создаваемых углеродных соединений нужных веществ в процессе своего роста и размножения. Клетка железобактерии, ассимилируя из среды растворенные в ней закисные соединения железа или марганца, окисляет их в окисные соединения, выделяющиеся в твердом виде или в состав среды, или на поверхности клетки в виде чехла. Ржавая железистая вода есть результат растворения и окисления железа бактериями "ржавчины" (в технике это называется коррозией металлов). Такие организмы, использующие неорганические соединения для своего существования, называются автотрофами. Организмы, питающиеся органическими соединениями, как, например, гнилостные бактерии, а также животные называются гетеротрофами.