Страница 1 из 82
Донат Владимирович Наумов
Мир океана
Д. Наумов родился в 1921 году в Ленинграде. Здесь он учился в школе, был принят в комсомол, стал студентом ЛГУ. Осенью 1941 года вступил в ряды народного ополчения и воевал на Пулковских высотах, под Шлиссельбургом, на Ораниенбаумском пятачке. После ранения вернулся в университет.
Летом 1946 года, будучи студентом второго курса, участвовал в экспедиции на Белое море, где и решил стать морским гидробиологом. В том же году начал работать в зоологическом музее внештатным экскурсоводом. Тогда и определился другой круг его интересов — популяризация науки и педагогическая деятельность.
Д. Наумов изучал низших беспозвоночных животных наших морей, написал две монографии, в 40 лет стал доктором биологических наук.
Он много путешествовал. Принял участие в рейсах научно-исследовательских судов «Витязь», «Дмитрий Менделеев» и «Академик Курчатов».
В его научном багаже свыше 100 печатных трудов и ряд научно-популярных изданий. Некоторые из этих книг переведены и изданы в США, ФРГ и Болгарии.
Введение
Океан насыщен жизнью. Живые существа имеются в каждой капле морской воды от Северного полюса до берегов Антарктиды и от поверхности моря до дна самых глубоких желобов.
Многие морские организмы настолько малы, что не видны простым глазом — бактерии, простейшие одноклеточные животные и водоросли. Об их существовании мало кто догадывается. Другие обитатели моря, напротив, широко известны — морские рыбы, моллюски с красивыми раковинами, шустрые крабы, жгучие медузы. В океане живут и настоящие гиганты — самые крупные существа, населяющие нашу планету, — киты.
Наша книга посвящена жизни в океане. Здесь пойдет речь о всех тех, кто родился и вырос в соленой морской воде или же проводит в ней значительную часть своей жизни.
Очень трудно представить себе, что океан когда-то был безжизненным. Большинство ученых считает, что примерно 3,5 миллиарда лет назад на Земле установились условия для возникновения жизни. Вокруг была лишь неживая природа: вода, камень, песок — нигде ни зеленого листка, ни одного, даже самого примитивного, животного. Атмосфера над планетой — без кислорода. И в то же время по суше текли реки, по небу плыли облака, шли дожди, гремели грозы.
Сейчас чрезвычайно трудно во всех деталях представить себе процесс возникновения жизни. Совершенно очевидно, что чем моложе была наша планета, тем более примитивные организмы ее населяли. Об этом неоспоримо свидетельствуют ископаемые останки живых существ: их раковины, скелеты, отпечатки мягких частей тела. Специалисты-палеонтологи научились определять время, отделяющее нас от того периода, когда вымершие организмы еще были живы. Самые поздние останки находят ближе к поверхности грунта, самые древние — в его глубине.
Но обнаружение следов былой жизни возможно лишь до известного предела, глубже которого нет никаких органических остатков. Соответствует ли эта граница моменту возникновения жизни? Вряд ли. Дело в том, что самые первые живые существа были крайне примитивны и имели микроскопически малые размеры. От них в древних слоях Земли не сохранилось никаких следов. Известно большое количество современных организмов: бактерий, некоторых одноклеточных простейших животных и растений, лишенных скелета. Вполне вероятно, что подобные им существа населяли нашу планету на заре жизни. Им, в свою очередь, предшествовали еще более примитивные, близкие по организации к современным вирусам. Неизвестно, как долго длился этот период в истории нашей планеты, период, когда ее населяли только ультрамикроскопические обитатели, находящиеся на грани между живыми и неживыми.
В сложной научной проблеме возникновения жизни объяснение путей преодоления этой грани — очень важный раздел. Его решает не палеонтология, а биохимия. Благодаря успехам этой науки стало возможным из неорганического сырья создавать, или, как говорят сами биохимики, синтезировать, белок, то есть самое сложное вещество, из которого построены организмы.
Теперь уже известно, при каких условиях неживое может стать живым. Но вся проблема происхождения жизни этим не решается, так как первые организмы не могли возникнуть непосредственно из воды, камней и ила, их появлению предшествовал не менее длительный период добиологической эволюции.
Существует несколько предположений о том, как неорганические соединения, постепенно усложняясь, превращались в органические и наконец достигли того предела, когда вещество стало существом. Но все специалисты сходятся в одном: жизнь зародилась в океане. Это не традиционное и не скороспелое мнение, оно основано на точных экспериментах и на самых передовых направлениях теории.
Первым его высказал в 1893 году немецкий естествоиспытатель Г. Бунге, обративший внимание на удивительное сходство между кровью и морской водой по составу растворенных в них солей. Позднее теория океанического происхождения минерального состава крови была детально разработана английским физиологом Мак-Келлюмом, который для доказательства этого предположения проделал многочисленные анализы крови различных беспозвоночных и позвоночных животных.
Более того, не только кровь, но вся внутренняя среда нашего организма носит следы морского происхождения жизни. Предельно четко и убедительно об этом сказал известный советский ученый член-корреспондент Академии медицинских наук А. Гинецинский: «Жизнь несомненно возникла в воде. Столь же несомненно, что первые живые существа появились не в пресной воде, а в растворе солей натрия, калия, кальция и магния. Иначе нельзя объяснить тот факт, что клетки всех животных, от самых простых до самых сложных, какова бы ни были среда их обитания, содержат в себе эти ионы и погибают, когда они отсутствуют. В настоящее время никто не сомневается в том, что жизнь возникла в воде океана».
Если биохимики способны в условиях опыта синтезировать сложные органические соединения, то нет ничего удивительного в том, что при соответствующих условиях подобные вещества могли возникнуть и в природе. Предпосылок для этого было вполне достаточно.
В воде океана находились в растворенном состоянии неорганические соли, которые могли свободно взаимодействовать между собой. Энергия для химических реакций поступала от грозовых разрядов, а также в результате воздействия коротких ультрафиолетовых лучей. В настоящее время эти лучи не достигают поверхности Земли, их задерживает слой озона (изомера кислорода), но до появления жизни земная атмосфера была бескислородной.
Вначале из воды и минеральных солей образовались простые органические соединения. В современном океане такие вещества немедленно поглощаются или разлагаются живыми организмами, но древний океан был еще лишен жизни, и существованию органических соединений ничто не угрожало. Они даже не подвергались опасности окисления, так как свободный кислород не был растворен в морской воде той отдаленной эпохи.
В процессе усложнения органических соединений наступил момент, когда их дальнейшая судьба стала подчиняться закону естественного отбора. В этот период в океанской воде содержались вещества столь сложные, что по многим свойствам они не отличались от тех, которые входят в состав тела живых существ. Из огромного набора органических соединений преимущество стали получать такие, молекулы которых обладали свойством удваиваться за счет извлечения подходящего материала из окружающей среды.
От этих сложных молекул до простейших организмов остался один шаг. Теория происхождения жизни, не умозрительная предположительная гипотеза, а именно научно обоснованная теория, каждое звено которой подкреплено фактическими данными космогонии, астрономии, исторической геологии, минералогии, энергетики, физики, химии, в том числе биологической химии, и многих других наук, разработана лишь в последние десятилетия. Наибольший вклад в эту теорию внес советский ученый академик А. Опарин, к трудам которого и следует обращаться всем, кто интересуется проблемой возникновения жизни. Здесь же наиболее важно окончательно убедиться в том, что колыбелью жизни на нашей планете был океан.