Живое вещество
Это центральная, ведущая подсистема сложной системы «Биосфера», составляющая, по оценке Вернадского, около 0.25% массы биосферы. Под «живым веществом» Вернадским понимал просто совокупность всех живых организмов. Наука до сих пор не дала определения жизни и нам придется довольствоваться интуитивным представлением. Все соглашаются, что:
– живое – это то, что способно к матричному самовоспроизведению;
– то, что состоит в основном из макромолекулярного органического вещества с большим одержанием воды;
– то, что осуществляет обмен веществ;
– то, что способно к биологической эволюции...
Все эти признаки живого общепризнаны, но не общепризнано, исчерпывают ли они понятие «жизнь». Поэтому мы с вами в эту сложнейшую философскую проблему современного естествознания углубляться не будем и снова обратимся к живому веществу по Вернадскому.
Живое вещество обладает 12-ю характерными свойствами.
1. Живое вещество обладает особым типом пространства.
2. В современной биосфере безраздельно господствует принцип Реди – «все живое из живого.
3. Для живого вещества характерно наличие биологической эволюции.
4. Организмы биосферы непременно передвигаются – либо пассивно, что присуще всем организмам вследствие их роста и размножения, либо активно, что характерно для животных и в меньшей мере для растений. (В замечательной научно-антастической книже «День триффидов» были описаны захватившие Землю пришельцы из Космоса – передвигающиеся скачками мыслящие растения).
Пассивное движение – размножение – приводит живое вещество к экспансии, и так сказать, помимо чьего-ибо «желания» эта экспансия стремится распространиться на все возможное пространство, в пределе – на весь земной шар (а для человечества – на ближний Космос). В этом и состоит причина «первого биогеохимического принципа» – или «Закона Вернадского». Эту экспансию Вернадский называл «давлением жизни» и рассчитывал скорость экспансии по специальным формулам.
5. Живое вещество гораздо разнообразнее косного. Мы уже говорили о 2 млн видов: в их составе содержатся около 2 млн органических соединений, что совершенно несопоставимо всего лишь с двумя тысячами минеральных видов. Вот почему химия углерода (точнее – углеводородов!) давно отпочковалась от химии как отдельная наука. Виды живого резче отличаются друг от друга, чем виды неживого.
6. Живое вещество представлено в биосфере только квантами – индивидами, т.е. организмами. Неквантованная биосфера пока остается порождением фантастики великого Станислава Лема (живой океан на Солярисе). Разброс размеров живых индивидов превышает 9 порядков: от 20 нм у наиболее мелких вирусов до 100 м у секвойи. Вернадский считал, что ограничения размеров заданы предельными возможностями их газового обмена со средой.
7. Несмотря на свою квантованность (дисперсность) живое вещество никогда не образует морфологически чистых форм – популяций индивидов только одного вида: оно всегда представлено биоценозами. Даже на первый взгляд, в «чистом» сосновом лесу обитает на самом деле около тысячи разнообразных организмов. Но есть такие особые биоценозы, как коралловые рифы, в которых разнообразие видов особенно велико.
8. Живое вещество обладает огромной свободной энергией. В неорганическом мире столь же «заряжены» энергией могут быть вулканические извержения и атмосферные явления, но там энергия приходится на большую массу, и сами эти носители недолговечны.
9. Органические (а отчасти и неорганические) компоненты живого вещества (белки, ферменты и пр.) устойчивы только в живом организме – а после его смерти обычно оказываются нестабильными даже в «мягких» условиях гипергенеза, и прежде всего они начинают окисляться и растворяться
10. Существует огромное различие между массой современного живого вещества и суммарной массой живого вещества «былых биосфер», которое непрерывно производило геологическую работу в зоне гипергенеза. Если в современной биосфере масса живого вещества составляет по разным оценкам что-то около 1012 т, то за геологическое время, по оценке петербургского геохимика С.Г.Неручева, эта масса (сумма всех поколений живого) составила 2.4х1020 г, что в 12 раз превышает массу земной коры.
11. Живое вещество благодаря ферментам на несколько порядков ускоряет скорости химических реакций, при этом небольшие импульсы энергии вызывают передачу и переработку весьма значительных энергий и масс. Например, синица за день съедает насекомых столько же, сколько весит сама, а некоторые гусеницы – в 200 раз больше своего веса! (попробуйте в день скушать 60 кг...).