Страница 13 из 39
Начальные наблюдения были сделаны в пределах большой возвышенности, покрытой вековым сосновым лесом и известной под названием горы Косой. Наиболее высокая часть этой возвышенности представлена прерывистой цепью скалистых выходов гранитогнейса. Один из таких выходов избрали для подробных исследований. Вот как описывает Б. Б. Полынов свои наблюдения:
“Громадные глыбы гранитогнейса нельзя было назвать обнаженными в полном смысле этого слова. Их открытые поверхности представляли достаточно пеструю картину. На площадках в несколько квадратных метров можно было наблюдать целую систему своего рода “микроландшафтов”. Здесь были участки, лишенные заметной простым глазом растительности. Они были как будто покрыты тонким ржаво–бурым налетом, который, однако, не скрывал зернисто–кристаллической структуры породы. В других местах этот налет отсутствовал, и поверхность выступала, как свежий излом породы, но еще больше было участков, покрытых лишайниками. Некоторые из участков были с различными по окраске так называемыми “накипными” лишайниками, так крепко внедрившимися в породу, что отделить их можно было только соскабливая вместе с частицами породы, другие участки были с “листовыми” лишайниками, прикрепленными к породе лишь в одном месте “куста” и простирающими над ней свои пальчатообразно расположенные пластинки; иные были с пластинками, прикрепленными в нескольких местах, причем величина и окраска этих пластинок были весьма разнообразны. Наконец, более или менее ясно выраженные впадины на поверхности глыб часто были заселены уже щетками и подушками темно–зеленых мхов. Из глубоких трещин, местами растрескавших глыбы, равно как и из расщелины между глыбами, нередко поднимались сосновые деревца”.
Более внимательное изучение этих “микроландшафтов” позволило Полынову нарисовать следующую вероятную картину расселения растительности. Одними из первых поселенцев на скальной породе стали накипные лишайники. На подготовленном ими субстрате развиваются лишайники с листообразными пластинками, под которыми всегда имеется некоторый, хотя и ничтожный, слой темного порошкообразного вещества, так называемый “мелкозем под лишайниками”. При этом не исключается возможность смены одних лишайников другими. На трупах лишайников появляются мхи и под ними обнаруживается уже более заметный слой темного мелкозема. Темный порошкообразный материал, постепенно заполняющий трещины в глыбах и расщелины между ними, становится областью распространения корней “скальной” сосны. Этот порошок, с одной стороны, — смесь продуктов гумификации и минерализации лишайников и мхов, а с другой — смесь остаточных элементов породы после разрушения ее поверхности лишайниками и мхами и усвоения ими изъятой из породы минеральной “пищи”. Возможно, что первопоселенцами на скальных породах были микроорганизмы, однако Б. Б. Полынов приходит к выводу о том, что лишайники способны не только механически разрушать скальные породы, но и использовать минеральную пищу непосредственно из кристаллических минералов, слагающих породу. Исследования разрезов почв у подошвы описанных скалистых выходов гранитогнейса и ниже, проведенные участниками этой экспедиции, свидетельствуют о том, что формирование профилей таких “неполных” почв происходит главным образом за счет погребения обломков щебня тонким мелкоземлистым материалом, снесенным или смытым с поверхности скал и окрестных камней, на которых он создается благодаря неизменной и неуклонной работе лишайников.
Эти исследования позволили Б. Б. Полынову утверждать, что превращение породы в рухляк не есть стерильный процесс и само образование рухляка происходит при активном участии организмов.
К сожалению, эти интереснейшие исследования были прерваны войной.
После войны сотрудники и ученики Б. Б. Полынова опубликовали серию работ о первичном почвообразовании на скалах, закрепив приоритет нашей науки в вопросе об эмбриогенезе почв.
Интересные работы, доказывающие участие микроорганизмов в первых стадиях выветривания минералов, были проведены ученицей Полынова М. А. Глазовской. В высокогорной зоне Тянь–Шаня, где хозяйничают ледники и голые гранитные скалы без всяких признаков жизни, она обследовала отслаивающиеся выветренные корки гранита. На нижней стороне такой корки были обнаружены не только сине–зеленые водоросли, которые обычно являются первыми поселенцами, но и богатая бактериальная флора, и низшие грибы. Кроме того, М. А. Глазовская ставила эксперименты по искусственному развитию микроорганизмов в питательных средах, где вместо того или иного питательного элемента, вводимого обычно в виде солей, она использовала его первоисточник в форме магматического минерала: вместо калия — ортоклаз, вместо магния — роговая обманка, вместо фосфора — апатит. Все эти опыты в отличие от контрольных показали прекрасное развитие микроорганизмов и разрушение минералов.
Итак, стало ясно, что процесс первичного почвообразования начинается с механического, физического и химического выветривания и далее продолжается при непосредственном участии биологического фактора. Работа литофильной (произрастающей на камнях) растительности на первых стадиях выветривания выражается в механическом разрушении минералов, в поглощении минеральных элементов, в образовании вторичных минералов.
Механическое разрушение минералов лишайниками хорошо иллюстрирует работа Е. А. Яриловой, в которой с помощью микрофотографии показано разрушение слюды гифами лишайника: раздробленные и расщепленные обломки минералов втягиваются гифами лишайника и в большей или меньшей степени как бы перевариваются в нем, так что тело лишайника часто бывает насыщено такими микроскопическими обломками.
В 1959 году на биостанцию Миассово, расположенную на Южном Урале в знаменитом Ильинском заповеднике, съехалось много молодых и уже немолодых ученых. Они собрались на научные “трёпы”, официально называемые симпозиумами по теоретической биологии. Душой этих дискуссий был тандем двух известных ученых: биолога–генетика Николая Владимировича Тимофеева–Ресовского, теперь известного героя повести Д. А. Гранина “Зубр”, и математика–кибернетика Алексея Андреевича Ляпунова. Время в науке было сложное. Генетика оказалась во власти прикладной агробиологии, а кибернетика числилась в разряде лженаук. Дискуссиям по теоретической биологии в глухом лесу на берегу красивого озера Большое Миассово никто не мешал. Трудно рассказать, как спорщики искали истину, но крик, или, как они говорили, “ор”, стоял невероятный. И только врожденный такт лидеров симпозиума мог поставить предобеденную точку.
А потом ученые расходились: кто шел купаться, а кто — в лес, где находилось сравнительно небольшое, но еще более красивое озеро Таткуль. Дорога к нему вела ровная, с остатками березовой рощи, погибшей от нашествия “шелкопряда”. На берег этого озера выходят невысокие скалы и среди них огромные, метров по пять, кварцевые глыбы. Что это — кварц, никто не сомневался, но он был розовым. Розовые кварцы?! Это что–то новое. Николай Владимирович призывал всех высказывать предположения о происхождении розовых кварцев.
“О сколько нам открытий чудных готовит просвещенья век”… Доктора и кандидаты наук выдвигали гипотезы одна интереснее другой.
Правильный ответ дала микробиолог Московского университета Т. Г. Мирчинк. Она провела исследование микрофлоры кварцев. И “стерильные” кварцы заговорили. Оказалось, что в не видимых глазу микротрещинках кварца поселились микроводоросли, относящиеся к классу зеленых, или равножгутиковых. Это были виды активно живущих и фотосинтезирующих микроводорослей в прозрачном кварце. Их окраска отсвечивала по всем граням кварцевых кристаллов, придавая им розовый цвет. “Давление” жизни, то есть рост числа и размеров клеток водорослей, было так велико, что кварц трещал “по швам”, точнее, по спайностям соседних кристаллов, и по новым микротрещинам расползались новые клетки микроводорослей. Как не вспомнить здесь силу жизни растений, пробивающихся через асфальт и бетон. Но, кроме давления, водоросли еще резко подщелачивали среду с рН 6,4 до 8,1.