Страница 1 из 56
Новомир Васильевич Лысогоров
Когда отступает фантастика
Вместо введения
Много миллиардов лет прошло с тех пор, когда из космической пыли первичной туманности образовались солнечная система и наша планета — Земля. Ландшафт и внешние условия на этой тогда еще необитаемой планете были совсем не похожи на окружающие нас. Воды древних морей и океанов покрывали лишь небольшую часть суши, а воздух был нацело лишен кислорода.
В воде морей и океанов молодой Земли постепенно накапливались различные углеродистые соединения, вымываемые древними реками из горных пород и потоками ливней из первичной земной атмосферы. Под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца, космических частиц, электрических разрядов простые соединения углерода изменялись, усложнялись, становились более разнообразными. Наконец 2–3 миллиарда лет назад в водоемах юной Земли зародились прототипы современных бактерий и водорослей — примитивные микроскопические существа, уже способные, однако, питаться, расти и размножаться.
Существа эта были столь же не похожи на современных животных и растения, сколь условия их жизни отличались от наших. Так, первые существа не дышали — им просто нечем было дышать, ибо в атмосфере Земли еще отсутствовал кислород. Энергию, позволяющую расти и размножаться, они черпали из химических превращений простейших углеродистых соединений, растворенных в воде.
Иногда среди первожителей нашей планеты возникали новые существа, способные питаться иной пищей. Так, место сахара и крахмала в их рационе могли занимать входящие в состав земной коры неорганические химические вещества, содержащие серу или железо. Питаясь столь «невкусной» пищей, они отнюдь не погибали. Напротив, когда они попадали в подходящие условия, наступало бурное размножение, количество их неуклонно нарастало, а их массу уже можно было исчислять сотнями тысяч тонн.
Они заселяли все новые и новые участки земной поверхности. Столь непривередливые в пище, они проникали всюду, где только оказывалась вода. Они «съедали» целые пласты различных горных пород. Мириады их отмирали, мириады крошечных мертвых телец оседали на дно водных бассейнов, образуя древние осадочные породы биогенного происхождения, составленные из «переплавленных» в микроскопических живых «печах» различных химических соединений, послуживших им пищей. Толщи осадочных пород, покрывавшие дно древних водоемов, при различных геологических сдвигах выносились на сушу. Так уже первые обитатели Земли приняли участие в изменении ее внешнего облика, в изменении химического строения ее поверхностных слоев.
Но этого мало. Естественный отбор создавал новые, все более совершенные формы живых существ, все более экономично использующие энергию, скрытую в простых окружающих их химических веществах. Наконец появились существа, способные «питаться»… солнечным светом. Возник фотосинтез. Древние прототипы наших земных растений научились строить белки своего тела прямо из молекул воды и углекислого газа, при помощи квантов солнечных лучей. И как продукты отхода производства «солнечных консервов» в первичную атмосферу Земли стали поступать кубические километры кислорода.
Земной шар оделся кислородной оболочкой. В верхних слоях атмосферы возник защитный слой озона, предохраняющий от нередко гибельной бомбардировки квантами ультрафиолета. Условия на Земле коренным образом изменились. И это сразу же сказалось на образе жизни ее обитателей.
Появились живые существа, способные дышать. Дыхание, окисление кислородом воздуха различных органических соединений — наиболее выгодный в энергетическом отношении процесс. Эволюция дышащих живых существ пошла ускоренным темпом.
Вместе с ростом «населения» земного шара менялся его состав. Теперь основную массу обитателей водных бассейнов составляли организмы, способные дышать. Началось освоение суши. Но и возникновение многоклеточных животных и растений и дальнейшее развитие их вплоть до высших цветковых и человека происходило в уже довольно стабильных внешних условиях, почти не отличающихся от современных.
Итак, весь процесс развития жизни на Земле не только начался с первичных простейших организмов, но и стал возможным благодаря их жизнедеятельности. Первые микроскопические живые существа и были творцами биосферы — мощной живой пленки, покрывающей нашу планету.
Можно прямо сказать, что все великое многообразие жизни на Земле, созданное эволюцией, было порождено миром микробов. А многообразие это поистине велико.
Сейчас даже трудно подсчитать, сколько различных видов живых существ обитает на нашей планете. Так, зоологи полагают, что существует 1,5 миллиона видов животных. Число же различных видов растений составляет 500 тысяч, а по другим подсчетам — миллион. Конечно, в будущем эти цифры придется увеличить. Ежегодно ученые открывают и описывают десятки до того не известных видов. А ведь нога человека еще не ступала на колоссальные подводные материки, где в сумеречных лесах малоизученной подводной флоры наверняка обитают многие неведомые науке существа.
Но, породив весь огромный мир высших организмов, микробы в то же время сделали его средой своего обитания. Миллионы посторонних жильцов населяют тело каждого животного и растительного организма. Мир микробов буквально заполняет и небо, и землю, и море. Бактерии, кокки, спириллы, макроскопические грибы и их споры насыщают и воздух, и воду, и почву.
И нет такой среды на Земле, где бы не могли существовать микробы. Многие из них легко обходятся без кислорода. Это так называемые анаэробы.
Термофильные (теплолюбивые) микроорганизмы не гибнут, если их кипятить 100 часов.
Одни бактерии процветают и размножаются в арктических морях при температуре –7 градусов; другие выживают после погружения в жидкий гелий, температура которого близка к абсолютному нулю.
В Италии, в минеральных источниках, найдены бактерии, прекрасно себя чувствующие в насыщенном растворе борной кислоты. Есть микробы, способные существовать в таких ядовитых средах, как хлористая ртуть, медный купорос, селитра.
Вообще в этом удивительном мире понятия «пища» и «яд» совершенно не укладываются в привычные житейские представления. Так, есть бактерии, для которых сахар — яд. Но есть и другие, которые питаются раствором карболовой кислоты — той самой карболки, что обычно употребляется для уничтожения микробов.
Хитин, из которого состоит панцирь рака, с большим трудом поддается воздействию кислот. Но для некоторых микробов это вполне «удобоваримая» пища. Чтобы разложить каолин (белую глину), необходима температура около 1000 градусов. Микробы же в подобных случаях обходятся температурой обычной.
Известно, как губительно действует на все живое ионизирующая радиация, но советский микробиолог, член-корреспондент Академии наук СССР Анатолии Евсеевич Крисс высказал предположение, что существуют микроорганизмы, способные использовать энергию, выделяющуюся при радиоактивном распаде веществ. Правда, с этой гипотезой многие не согласны, и сейчас очень трудно сказать, окажется ли она вообще правильной. Но даже если и не признавать за микроорганизмами способности существовать за счет энергии радиоактивного распада, из приведенных примеров видно, сколь велика приспособленность обитателей мира микробов.
Однако микробы не только приспосабливаются к различным условиям внешней среды, но и сами активно влияют на окружающую среду, делая ее более пригодной для обитания. Простой пример: когда для бактерий или грибов среда оказывается слишком кислой, они ее нейтрализуют; когда же слишком щелочной, они ее подкисляют. Все это достигается выделением десятков и сотен разнообразных химических веществ. В том, что мириады различных микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности потребляют одни вещества и выделяют другие, и проявляется влияние мира микробов на живую и неживую природу нашей планеты, влияние, обеспечивающее возможность существования высших организмов.