Рейтинг@Mail.ru


Акад. В. И. Вернадский. Проблемы биогеохимии


VI. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ БИОСФЕРЫ. ДИССИММЕТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА

31. В строении биосферы есть очень яркая и глубокая особенность, связанная с явлениями жизни, которая до сих пор нигде в другой области на нашей планете не встречена. Пространство, охваченное живым организмом или соединениями, им созданными во время жизни, обладает особым состоянием, которое было неудачно названо Л. Пастером диссимметрией.

В полях жизни, т. е. внутри тела живых организмов и в меньшей степени в остатках соединений, из них происходящих, в органогенных минералах, в которых сохранились продукты, выработанные жизнью, резко проявляется преобладание правых или левых явлений. Обычно правых. Это преобладание нередко таково, что для того же самого вида организма или даже для одного и того же индивида для одних явлений преобладает правизна, для других левизна. Это отсутствие тождественности правизны и левизны проявляется не только в свойствах материальной среды, но и в физиологических функциях организмов, например, в их питании, в движениях. Красной нитью через все соприкасающееся с организмом проходит - в бесчисленных самых разнообразных формах - это свойство живого вещества в такой степени, что совершенно законно и точно можно говорить об особом состоянии пространства, занятого организмом в процессе жизни или же об особом свойстве жизни делать заметными право-левые свойства пространства биосферы, которые другими природными явлениями в ней не вскрываются. Какое из этих двух возможных объяснений верно - это первая задача, которую может и должно разрешить биогеохимическое изучение жизни. Отлично ли реально пространство живого от косной природы пли же все пространство биосферы одинаково диссимметрично, но жизнь может делать видными в нем такие свойства, которые не проявляются в нами изучаемых физико-химических явлениях? К этому последнему пониманию склонялся Пастер. Очевидно, решение этой проблемы имеет огромное не только научное, но и философское значение - но оно может быть дано только научным опытом и наблюдением.

Правизна и левизна проявляются в жизненных явлениях, как в случаях, связанных с кристаллохимическими процессами, гаки в случаях от них независимых - как, например, та правизна и левизна, всем известная, которая так характерна для организма человека. Это явление выражается в самых глубоких процессах организма - в клетке, в зародыше, в яйце и в живчике, еще глубже в строящих организм соединениях. Когда эти тела кристаллизуются, можно различать их правые иди левые кристаллические решетки, когда это тела коллоидальные, аморфные или жидкие, можно видеть их оптическую вращающую способность или особую структуру холестерических и подобных им отвечающих форм. В обоих случаях эти явления сводятся на винтовое, спиральное правое или левое распределение атомов. В кристаллах, в коллоидах, в жидкостях, созданных жизнью, отсутствует центр и плоскость симметрии. Это явление, однако, не связано с кристаллической симметрией, ибо, в противоречие с ней, тождественность правых и левых антиподов исчезает - появляется нарушающая симметрию или вскрывающая ее своеобразная причина - жизнь; наблюдается резкое преобладание одного из антиподов, правого или левого - такое строение выявляющее. Правизна или левизна организма нарушает симметрию таких тел.

Основываясь на этом частном случае нарушений кристаллической симметрии Пастер и назвал это явление диссимметрией.

В биосфере такие свойства наблюдаются только в организмах и отражаются в уменьшенном виде в некоторых органогенных минералах. В прочем косном веществе биосферы их нет. Неизвестны они и в других земных оболочках.

32. Эмпирически в биосфере можно различить две, вернее три разных материальных среды, три состояния отвечающего ей пространства. Пространство, занятое биосферой, представляется разнородным: во-первых, пространство живого вещества с резко выраженной правизной или левизной, характерной и определенной в пределах вида организмов или другой их морфы. Один из антиподов преобладает; рацемические разности тел редки, а вероятнее не существуют. По-видимому, в пределах морф индивидуально существуют всегда оба антипода - но в резко разном количестве.

Все живые организмы отвечают такому пространству. В сгущениях жизни в биосфере, например, в планктонной пленке оно преобладает (или жизнь делает это свойство пространства особенно видным). Другое состояние пространства отвечает некоторым органогенным минералам, минералам углеродистым, всегда являющимся продуктами жизни: нефтям, углям, асфальтам, гумусам. В них разделены антиподы и это выражается в том, что в природных физико-химических процессах ход реакций вправо и влево различен, как это может быть выявлено, например, на фигурах разъедания этими телами сторонних жизни природных кристаллов, обладающих центром или плоскостью симметрии. В биосфере нам неизвестны раздельно собранные антиподы, правые или левые, которые образовались бы вне участия жизни. Они разделены только в этих остатках жизни, где сохранились неразрушенными тела, образовавшиеся в то время, когда организмы, давшие органогенные минералы, жили. В этой уже мертвой среде, в каменном угле например, новые проявления диссимметрии уже не возникают: этим они отличаются от состояний пространства, характеризуемых жизнью. И, наконец, все остальное косное вещество, строящее биосферу не дает никакого указания на отличие правизны от левизны. Это третье состояние пространства в биосфере.

33. Особое состояние пространства, занятого жизнью в биосфере распространяется на пространство-время. До сих пор неизвестно ни одного случая, где бы такие состояния пространства были получены какими-нибудь, не связанными с жизнью, геологическими процессами. Согласно принципу Реди 1 организмы, размножаясь, создают новые отдельные - в общем мелкие, в совокупности значительные - части такого пространства. Размножение организмов есть единственный источник его появления в биосфере. Так создается непрерывность этого пространства во времени: оно непрерывно возрождается, создается в биосфере из себя.

34. Научная теоретическая мысль только подходит к области этих явлений. Это почти непочатое поле процессов, которые мне представляются затрагивающими основные проблемы естествознания. В физике крупнейшим обобщением здесь является обобщение П. Кюри, приводящее к понятию о состояниях пространства. Оно гласит, что всякое диссимметрическое явление может произойти только от геометрически такой же диссимметрической причины. В основе - это эмпирическое положение, но по своей общности и отвлеченности оно должно для натуралиста в его реальном мире иметь значение аксиомы.

Путь, проложенный Кюри, остался не тронутым.

К сожалению, вопрос о правизне и левизне в общей форме и в форме органогенной диссимметрии еще менее глубоко охвачен философской мыслью и математическим анализом, даже в его обычной, выявленной учением о кристаллической симметрии форме, чем столь мало философией затронутая проблема симметрии.

Прав один из немногих геометров, занимавшийся этим вопросом с геометрической точки зрения, Эдуард Штуди,2 указывающий, что это явление имеет в основе для нас аксиоматический характер; может быть поэтому оно не было учтено в философской критике понятия пространства и в математическом его понимании. Но едва ли может быть сомнение, что упущенное в философской мысли свойство Космоса, выражающееся в правизне и левизне пространства-времени, столь основное, что должно сказываться на всех выводах философии и метафизики природы и ослаблять реальное значение этих выводов для натуралиста.

35. Для биогеохимии эта проблема разнородности пространства биосферы, или выявления жизнью такого свойства пространства биосферы, которое не отзывается в других физико-механических и химических способах ее изучения - имеет первостепенное значение и не может быть оставлено в стороне.

1 Ср. W. Vernadsky. Geochemie. t., 1930, p. 223.
2 E. Study. Archiv d. Mathem. u. Physik. 21, M., 1913.

Что значит для систем разнородных равновесий, к законам которых могут быть сводимы биогеохимические процессы, резкие проявления одного из антиподов, проявления правизны или левизны в продуктах реакций? Это значит, что в них играет наряду с температурой, с давлением, с химическим составом, с фазой вещества, как равноценный фактор, влияющий на ход процесса - органическая диссимметрия Пастера. Общность явления заставляет думать, что этот аспект биогеохимических процессов, т. е. существование для них особого нового параметра физико-химических равновесий, отличает их от обычных геохимических процессов.

Поэтому, вопрос о диссимметрии жизни был поставлен нашей лабораторией при самом ее зарождении, но, к сожалению мы не могли до сих нор получить, несмотря на наши старания, нужных средств, В сущности небольших, для того, чтобы поставить эту работу.

Для первоначальной работы их надо немного: сейчас это девственное поле работы и прежде всего надо выявить, что известно. Никто этого не знает, так как огромный, рассеянный в литературе запас случайных наблюдений не собран и не систематизирован. Нельзя, конечно, считать удобными для нашей работы издания вроде сводки Т. Кука1 (1912), где этот вопрос затронут случайно.

К этому году вышла новая очень важная сводка о правизне и левизне в животном царстве зоолога В. Людвига.2

Несмотря на ее неполноту, мне кажется, со мной согласится всякий биолог, что книга эта имеет большое значение, ибо она вскрывает впервые глубину, общность, разнообразие этих проявлений в строении и биологии животных, их по существу загадочность, манящую мысль.

Такая же работа должна быть сделана в аспекте биосферы. Никогда еще этого не делали, но насколько я вижу из имеющихся данных, мы встретимся здесь с явлениями очень большого значения. Наряду с этой сводкой, исполнить которую важно, есть другая проблема, требующая неотложного решения, - это выявление опытом и наблюдением смены правизны и левизны в обычный период одного и того же вида или в разных биоценозах или в разном времени - в частности, времени геологическом. Есть ряд фактов, на которых я здесь останавливаться не могу, которые указывают, что один и тот же вид в течение геологического времени меняет свой право-левый характер и в то же время есть ряд указаний, когда, для одного и того же водоема для водных организмов резко менялся в историческое время правый характер на левый или обратно.

Эти явления имеют огромный интерес с точки зрения биосферы, ее организованности и может быть они связаны с большими биосферными процессами, в которых не исключена возможность и проявлений космических.

1 Т. Cook. The curves of life. L., 1914.
2 W. Ludwig. Das rechts-links Problem in Thierreich. L., 1932.

Мы видим на этом явлении, что изучение биогеохимии может внести новые выявления и новые проблемы не только в исследование жизни, но и в исследование строения Космоса. То же ясно сказывается и в другой области, к которой я перехожу - в газовом проявлении организмов в биосфере.

Предыдущая Следующая