velikol.ru
1

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 1998, том 68, № 5, с. 458-460






НАУКА ПРИБЛИЗИЛАСЬ К ИДЕЯМ ВЕРНАДСКОГО

Сравнительно небольшая по объему книга Ф.Т. Яншиной* - на мой взгляд, одно из наиболее интересных исследований творчества В.И. Вер­надского последнего времени. Прежде всего бла­годаря тому, что серьезный научный анализ ведет­ся на фоне событий жизни выдающегося естество­испытателя, она легко и с интересом читается. Подход Ф.Т. Яншиной представляется очень удач­ным: изменения во взглядах и суждениях Вернад­ского воспринимаются не как конфликт между представлениями ученого и научными фактами, а как результат обогащения его жизненного и ис­следовательского опыта. В.И. Вернадский неод­нократно корректировал свое видение биосфе­ры, проблемы происхождения жизни, и Ф.Т. Ян­шиной удалось профессионально показать эволюцию его взглядов в их приближении к со­временному уровню знания.

Нет нужды излагать здесь содержание книги -ее непременно следует прочитать. Хотел бы лишь подчеркнуть, что некоторые выводы Вер­надского базировались, скорее, на глубокой фи­лософской позиции, чем на скудных фактах, до­ступных ученому его времени. По мере получе­ния новых эмпирических данных он вносил те или иные поправки в свою концепцию, но оставался верен ей по сути. И последующее развитие науки приближало нас к представлениям, которые ког­да-то казались ошибочными.

Примером может служить известное положе­ние В.И. Вернадского о постоянстве объема био­сферы. Как справедливо отмечает Ф.Т. Яншина, в поздних работах ученый в большей мере акценти­ровал внимание на эволюции биосферы. Но мысль о постоянстве объема живого вещества верна в главном. Биомасса очень быстро наращи­вается. В геологически короткое время она дости­гает предельной величины, ограничиваемой до­ступностью необходимых химических элементов. При этом, как правило, не недостаток углерода -основного элемента жизни - лимитирует ее рост, а дефицит микроэлементов, прежде всего фосфо­ра. Фосфор входит в состав систем, определяю­щих самую возможность биосинтеза, - информа­ционной и энергетической (ДНК и АТФ-АДФ си­стемы). Присутствие и доступность в биосфере

* Ф.Т. ЯНШИНА. Эволюция взглядов В.И. Вернадского на биосферу и развитие учения о ноосфере. М.: Наука, 1996. 221 с. Рецензия на эту книгу опубликована в "Вестнике РАН" (1997. №11).

элементов-нутриентов определяют массу живого вещества.

В ходе геологического времени изменялись со­держание и доступность этих элементов, как ло­кально, например, вследствие усиления или сни­жения интенсивности циркуляции океанических вод (апвеллингов и др.), так и глобально, напри­мер, в эпохи вулканизма и активизации геохими­ческого круговорота. Изменения климата, соста­ва атмосферы приводили к наступлению жизни в одних областях и отступлению - в других. Появ­ление новых видов обеспечивало экспансию жиз­ни и увеличение объема живого вещества. Рас­пространение жизни на сушу в фанерозое яви­лось важнейшим событием в истории развития биосферы. Но все же это были колебания в пре­делах приблизительно одного порядка величин (масса живого вещества составляла 1017-1018 г). Мне представляется, что сформулированное Вер­надским еще в ранних работах положение об ус­тойчивости массы живого вещества биосферы не противоречит эволюционной концепции. Инте­ресно именно то, что массу живого вещества на планете он рассматривал не как параметр, харак­теризующий биологическую эволюцию, а как ге­охимическую константу.

В.И. Вернадский делал упор на постоянство объема живого вещества биосферы, потому что этот вывод виделся ему в его время гораздо более фундаментальным, чем суждения о наличии эво­люционных трансформаций. Напротив, сегодня представление об устойчивом (в первом прибли­жении) объеме биомассы кажется тривиальным, и нас более всего занимают причины и следствия эволюционных и катастрофических ее изменений.

В книге Ф.Т. Яншиной критически анализиру­ется увлеченность Вернадского принципом Реди и его якобы отказ от этого принципа в последних работах. Но следует иметь в виду, что изначально принцип Реди не был связан с проблемой проис­хождения жизни (какой она представляется сей­час). В XVII в. было распространено убеждение, что живые организмы могут возникать спонтанно: например, считалось, что появлявшиеся в мясе черви образовывались непосредственно из мяса и т.п. Поэтому провозглашение невозможности абиогенеза - "живое только от живого" - имело фундаментальное значение. В этом главный смысл принципа Реди. Другое дело, что, будучи спроецирован на проблему происхождения жизни

458

^ НАУКА ПРИБЛИЗИЛАСЬ К ИДЕЯМ ВЕРНАДСКОГО

459


на Земле, этот принцип оказался преждевремен­ной, необоснованной экстраполяцией.

Не поставлена последняя точка и в вопросе о том, зарождается ли жизнь на планете спонтанно или может быть занесена из космоса. В.И. Вер­надский, как известно, в ранних своих работах придерживался последней точки зрения - концеп­ции панспермии. Но исследования А.И. Опарина, опыты Юри-Миллера склонили его и большинст­во ученых второй половины нашего века к тому мнению, что жизнь имеет все необходимые пред­посылки для зарождения на Земле, и гипотеза о вечной жизни, распространяющейся в космосе и переносимой от одного космического тела к дру­гому, потеряла актуальность.

Однако в последнее время гипотеза панспер­мии вновь привлекает внимание. В пределах Сол­нечной системы вещество одних планет может по­ступать на поверхность других. На Земле найдены инопланетные обломки пород, которые по ряду геохимических признаков определяются как ве­щество Марса (так называемые SNC-метеориты), а также лунные метеориты, то есть обломки веще­ства Луны. При ударе крупных тел о поверхность какой-либо планеты фрагменты образующих ее пород приобретают скорость, достаточную для выброса за пределы тяготения планетного тела, и после длительного, иногда занимающего миллио­ны лет, путешествия в космосе попадают на дру­гие планеты, в том числе Землю. Один из таких марсианских метеоритов (Allan Hill 84001) приоб­рел особую известность, так как группа американ­ских исследователей обнаружила в нем микроско­пические структуры, напоминающие микроорга­низмы. Геохимические аргументы, приведенные авторами этой работы в подтверждение биологи­ческой природы этих структур, на мой взгляд, не­убедительны. Дело, однако, в том, что нельзя ис­ключить возможность существования жизни на Марсе, по крайней мере, в какой-то период в про­шлом, как нельзя исключить возможность попа­дания на Землю заключенных в обломке организ­мов. Снимки, переданные американским космиче­ским аппаратом "Pathfinder" с Марса, показывают, что округлые камни в районе посадки были выне­сены на поверхность древними грязевыми потока­ми. А значит, в крупных кратерах могла удержи­ваться вода, могли формироваться осадочные процессы.

Недавно журнал "Nature" опубликовал серьез­ную работу, в которой рассматривается возмож­ность перемещения в космическом пространстве молекул ДНК и даже вирусов, защищенных от действия радиации минеральной пленкой меж­звездной пыли. Предполагается, что синтез слож­ных органических соединений может происхо­дить в окрестностях звезд - красных гигантов, а

под действием светового давления микроскопи­ческие пылинки могут перемещаться с очень большими скоростями. Двигаясь таким образом в течение миллионов лет, частицы пересекли бы пространство, измеряемое несколькими световы­ми годами, создали бы предбиологический фон в галактике. Вероятнее всего, жизнь в ее функцио­нальных формах все же возникла на самой Земле, но предшественниками ее, по-видимому, были до­статочно сложные предбиологические формы, поступившие на поверхность планеты в ранний период ее эволюции из космоса.

Другая замечательная идея В.И. Вернадского -об изотопной избирательности организмов - была отвергнута под давлением фактов. Но со време­нем выяснилось, что и она не была ошибочной, а лишь должна быть модифицирована с учетом вне­сенных новыми фактами ограничений. Вернад­ский предполагал, что элементы, входящие в со­став живого вещества, представлены не смесью изотопов, а только одним из изотопов. (То есть живые организмы обладают абсолютной изотоп­ной избирательностью аналогично тому, как ор­ганизмы избирательны в отношении лево- или правовращательной формы органических соеди­нений.) Ученый исходил из того, что физическая среда в живых организмах отличается от физиче­ской среды неорганического мира. Используя ре­лятивистскую терминологию А. Эйнштейна, он полагал, что особое состояние пространства-вре­мени характерно не только для явлений космичес­кого масштаба, но и для живых систем. Он говорил об особом пространстве-времени живого вещест­ва, в котором проявляются особые свойства сим­метрии, имеет место избирательность по отноше­нию к структурным формам соединений и изотоп­ному составу элементов.

Эти идеи не нашли поддержки. Строго говоря, в том изложении, которое дал им Вернадский, они были ошибочны. Живое вещество сложено элементами почти в том же изотопном соотноше­нии, что и в неорганическом мире. Однако это "почти" оказалось весьма знаменательным. Био­логические организмы действительно фракциони­руют изотопы, но не абсолютно, как полагал Вер­надский, а лишь на уровне долей процента от ис­ходного изотопного отношения. Однако механизм фракционирования на самом деле обусловлен осо­бенностями химической среды живого вещества. Все химические реакции биосинтеза проходят в организме под управлением ферментов. В обыч­ной среде химические реакции обусловлены хао­тичными столкновениями молекул. При доста­точной энергии (температуре) это приводит к их взаимодействию и превращению. В живых систе­мах каждое взаимодействие осуществляется на активном центре фермента. Только в данной ло-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 68 № 5 1998

460 ГАЛИМОВ

кальности и в данной геометрии могут размес­титься и взаимодействовать в биологических сис­темах определенные молекулы. Именно свойства ферментативных реакций обусловливают и на­блюдаемое в организмах фракционирование изо­топов. Таким образом, химические реакции в би­ологических системах действительно осуществ­ляются в особой физической среде, и ее свойства сказываются на структурной и изотопной избира­тельности живого. Однако это происходит не так, как представлял себе Вернадский, и описывается сегодня не в тех терминах, которые он употреб­лял. Но все это второстепенно, по сравнению с

его восхитительной проницательностью в отно­шении сущности явления.

Эволюция взглядов ученого в течение его жиз­ни - естественный процесс. В жизни В.И. Вернад­ского она действительно имела место, и Ф.Т. Ян­шина хорошо это показала. Не менее важно и другое. Изменялись не только представления Вернадского, но и наука, развиваясь, приближа­лась к идеям нашего великого соотечественника.

Э. М. ГАЛИМОВ,

академик

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 68 № 5 1998