В колыбели великой тайны

Соленые воды занимают большую часть поверхности нашей планеты. Мировой океан играет громадную роль во всех проявлениях жизни на Земле. Недаром многие ученые считают, что более подходящим и справедливым названием нашей планеты было бы название «Океан». В некоторых языках слова «море» и «мать» однокоренного происхождения.

Вода — основа жизни, ее колыбель. Возникновение жизни — сложный процесс, для которого необходимы свои «строительные материалы», свой «строитель». Этим строителем является Солнце, щедрые лучи которого когда-то совершили волшебство фотосинтеза. В роли же строительных материалов выступают самые различные химические элементы и их соединения, растворенные в воде, которые еще на заре геологической истории Земли были вымыты из различных магматических пород. Этот процесс обогащения морей минеральными солями непрерывно протекает до настоящего времени.

Жизнь возникла на планете более двух миллиардов лет назад в так называемой архейской эре. И первые стадии ее эволюции протекали в воде. Действительно, в организме многих представителей как животного, так и растительного мира морей и суши содержание многих макро- и микроэлементов и их соотношение в той или иной мере напоминают состав морской воды. Древние остатки белкового происхождения, найденные археологами и геологами в толще различных пород — суть морского происхождения.

О происхождении жизни написаны сотни книг. Поэтому здесь мы лишь очень кратко рассмотрим основные звенья этого процесса, чтобы яснее представить себе роль водорослей — аборигенов жизни.

Когда-то океан был насыщен различными химическими элементами и их неорганическими соединениями. В душной атмосфере, переполненной углекислым газом, аммиаком, метаном и едкими парами воды, а также в безжизненной гидросфере непрерывно протекали различного рода химические реакции. В результате многообразных явлений природы: дождей, гроз, обилия солнечной энергии постепенно создались благоприятные условия для синтеза несложных органических веществ, которые, группируясь, привели к образованию простейших протаминов. Протамины, вступая во взаимосвязь, дали начало более сложным белкам. На определенном этапе у белков появилась способность к ассимиляции и диссимиляции, т. е. начался обмен веществ. Этот обмен между белками и окружающей водой, продолжавшийся в течение многих тысячелетий, наконец, привел к образованию из бесформенных «кусков» белка первой живой клетки с присущим ей ядром и протоплазмой. Появились первые одноклеточные организмы. И вслед за этим бурно начала развиваться жизнь.

Первые живые клетки питались простыми органическими и неорганическими соединениями, которыми были богаты окружающие воды. Используя солнечные лучи, древние организмы постепенно стали меньше нуждаться в готовых питательных веществах. У них появилась способность к самостоятельному продуцированию органических веществ из углекислоты и воды. Хорошая освещенность, благоприятная температура воды, насыщенность макро- и микроэлементами дали толчок к бурному росту организмов, перешедших на автотрофное питание, т. е. на питание неорганическими продуктами. Позже возникли простейшие организмы с гетеротрофным типом питания, заключающемся в использовании органических соединений автотрофных организмов.

Белковые конгломераты, обладающие способностью активно совершать обмен веществ с окружающей средой, начали бурно размножаться. Эти конгломераты стали поглощать органические соединения гораздо быстрее, чем они синтезировались. Казалось бы, что это должно довольно быстро привести к затуханию жизни. Но природа нашла выход. Исчерпав органические вещества первые представители жизни перешли к новому, способу питания. Он родился благодаря выработке в простейших существах особого зеленого пигмента — хлорофилла. «Зерно хлорофилла — исходная точка того, что мы разумеем под словом жизнь», — писал К. А. Тимирязев.

Появились первые настоящие представители жизни — сине-зеленые водоросли. Их считают аборигенами жизни на планете. Первые живые организмы, овладевшие волшебством фотосинтеза, смогли покинуть прибрежные воды и расселились по всей поверхности Великого океана. Впервые зерна хлорофилла увидел в XVIII в. знаменитый ученый-самоучка голландец Антони Левенгук в окуляре сделанного им микроскопа. Молекулы хлорофилла обладают удивительной способностью утилизировать энергию солнечных лучей. Возникший процесс фотосинтеза привел к коренному преобразованию природы гидросферы, а позже и атмосферы. Необходимыми условиями для нормального протекания фотосинтетических реакций являются солнечные лучи и углекислый газ. В последнее время выяснилось, что активность фотосинтеза находится в зависимости от спектрального состава света. Как известно, солнечная энергия связывается молекулой хлорофилла. Один из электронов молекулы под влиянием энергии луча приходит в возбужденное состояние и испускается молекулой. Утилизация углекислого газа в этом случае уже может проходить в темноте.

Для приведения электрона молекулы хлорофилла в возбужденное состояние требуется определенная порция энергии. Не все солнечные лучи обладают необходимой для свершения фотосинтетической реакции дозой энергии. Наибольшим эффектом в этом отношении обладают лучи красного и фиолетового спектров. Но как раз эти-то лучи быстрее остальных гаснут в толще воды. Они не могут «пробить» многометровый слой воды. В связи с этим в процессе эволюции у глубоководных водорослей выработались особые пигменты, способные поглощать солнечные лучи, проникающие довольно глубоко в толщу воды. У многих представителей морской растительности появились дополнительные пигменты для усвоения лучей/ с малой энергией. Так, у бурых водорослей к хлорофиллу добавился пигмент фукоксантин, а у красных — фикоэритрин. Эти дополнительные включения способны утилизировать небольшие дозы энергии. солнечного спектра, используя их для процессов фотосинтеза.

Интенсивностью поглощения солнечных лучей, обладающих различной порцией энергии, объясняется ярусность расположения морской растительности. На мелководье, как правило, преобладают зеленые водоросли, глубже — бурые, а еще глубже — красные. Правда, это правило не всегда соблюдается. Так, красные водоросли, выросшие на мелководье, где имеется возможность усваивать лучи с большой энергией (в частности, красные), теряют свой первоначальный пигмент и приобретают зеленую окраску. Если же это растение в силу каких-либо обстоятельств вновь оказывается на большой глубине, потерянный пигмент полностью восстанавливается. Аналогичные явления могут наблюдаться и у других представителей морской флоры. Большую роль в процессах фотосинтеза, кроме хлорофилла, играет каротин (провитамин А) — это выяснилось в последние годы. Сейчас с полной достоверностью установлено, что продуктами фотосинтеза могут быть не только углеводы, как это раньше считалось, но и белки, жиры и различные витамины.

Значение фотосинтеза для жизни на Земле огромно. «Растительный мир, — пишет немецкий ученый Майер,— это склад, в котором летящие солнечные лучи задерживаются и искусно накапливаются для использования их в дальнейшем. От этой предусмотрительности природы зависит само существование человека». Суммарно процесс фотосинтеза можно выразить следующей реакцией:

Свет

6 СО2 + 6 Н2О → С6Н12О6 + 6 О2.

 

Они были первыми

Появившиеся первые растения — морские сине-зеленые водоросли — дали дорогу всему многообразию растительного мира. Прошли тысячелетия. Древние моря стали постепенно мелеть, увеличивалась площадь суши. Некоторые виды водорослей изменили условия жизни коренным образом, перебравшись на берег. И эти древнейшие растения сделались родоначальниками «сухопутных» мхов, лишайников, папоротникообразных, а в дальнейшем и высших растений.

Впервые появившиеся низшие растения — водоросли — произвели настоящую революцию на планете. Интенсивно поглощая углекислый газ, водоросли постепенно заполняли гидросферу и атмосферу живительным кислородом. Миллиарды лет назад атмосфера Земли, как это достоверно установлено, не имела кислорода. И первые простейшие живые существа усваивали другие компоненты, в частности азот и углекислый газ. К этим существам относились и сине-зеленые водоросли. Вот что пишет о них известный советский микробиолог М. В. Гусев: «Можно высказать предположение, что именно СЗВ (сине-зеленые водоросли. — В. К.) и подобные им организмы, появившиеся на Земле тогда, когда кислорода в атмосфере еще не было, начали выделять его. Таким путем они заставили другие живые существа искать средства защиты от этого мощного яда. И прошло, вероятно, еще немало времени, пока, испробуя различные механизмы защиты, жизнь нашла идеальный способ и превратила нейтрализацию яда в энергетически выгодный для себя процесс». И это имело громадное значение для развития всего многообразия растительного, а также и животного мира.

Через миллионы лет появились новые более сложные по строению водоросли. Изучая разнообразные простейшие растения, можно заметить постепенный переход от одноклеточного строения к многоклеточному. Это привело в дальнейшем к появлению и дифференциации половых клеток. Начиная от сине-зеленых водорослей, жизнь постоянно усложнялась, неуклонно поднимаясь на следующие эволюционные этажи, что в конечном итоге привело к дифференциации как растительного, так и животного мира. Итак, возникновение жизни можно представить как сложный эволюционный процесс с революционными скачками от одного звена к другому, более сложному. Вот эта схематическая цепочка: химические неорганические соединения → органические вещества → простые протамины и сложные белки → одноклеточные и далее многоклеточные низшие растительные организмы → растительный и животный мир во всем своем многообразии.

Водоросли — древнейшие представители жизни. И не удивительно поэтому, что морские растения как почти единственные созидатели органических веществ на ранних этапах являются той первопищей, без которой немыслима жизнь всех остальных живых обитателей Мирового океана, а в конечном итоге и суши.

Водоросли имеют много общего с бактериями, считающимися наиболее ранними и устойчивыми организмами на древнейших этапах эволюции жизни. Особенно близки к бактериям жгутиковые водоросли, которые занимают промежуточное положение между микробами и водорослями. Жгутиковые представители морской флоры являются самыми первыми представителями жизни на планете.

Можно перефразировать высказывание писателя-юмориста Феликса Кривина о долголетии инфузорий: «...еще когда не было динозавров, водоросли уже были водорослями, уже когда давным-давно нет динозавров, водоросли все еще водоросли». Сейчас накопилось много фактов, подтверждающих первенство водорослей в филогенезе. Эрой возникновения жизни на планете является протерозойская, или, как ее еще называют, альгонкская. И в ранних отложениях этого периода находят скелеты некоторых видов водорослей. Отмершие низшие морские растения заполняют многокилометровую толщу верхних частей протерозоя. Выделенный ими кислород и накопленный углекислый газ сыграл большую роль в образовании плотных слоев известняка, который, собственно говоря, сам является скелетообразующим веществом ряда водорослей.

Совсем недавно советские геологи и геохронологи Б. Келлер, Н. Полевая, Г. Казаков, И. Крылов, применив радиоактивный метод исследования, доказали, что почти два миллиарда лет назад появились на Земле пионеры живого мира — сине-зеленые водоросли. Ископаемые остатки этих низших растений позволили проследить не только сложнейшую эволюцию простейших организмов, но и помогли с достаточной точностью установить возраст земной коры. Измеряя содержание радиоактивного калия и продукта его расщепления — аргона в слюдяных отложениях, советские исследователи вскрыли основные периоды развития сине-зеленых водорослей.

Одним из доказательств того, что водоросли способствовали рождению других, более развитых живых существ, служит в частности следующий факт.

Летом 1883 г. при извержении одного из вулканов временно был похоронен в пучине моря остров Кракатау, находящийся в Индонезии. Все живое погибло под толщей раскаленной лавы. Прошло несколько месяцев, обнажилась мертвая поверхность острова. Еще не совсем остыли вулканические породы, как на них уже появились первые предвестники жизни. И через один год после катастрофы ученые нашли на этом казалось бы безжизненном клочке земли, лишенном плодородной почвы, шесть видов сине-зеленых водорослей. Все необходимые микро- и макроэлементы эти пионеры жизни брали непосредственно из горных пород. Азот водорослями усваивался непосредственно из воздуха так же, как и другие необходимые составные части воздуха. Размножаясь и отмирая, разрушая горные породы, эти растения способствовали образованию и накоплению органических веществ, тем самым создавая благоприятные условия для образования высокоплодородной почвы. Прошло несколько лет и на островке зазеленели высшие растения, семена которых были сюда занесены водой или потоками воздуха из других мест. Несколько позже на островок переселились и животные. Жизнь вновь возродилась на изолированном краешке земли.

А вот другой факт. Взрыв американской водородной бомбы полностью уничтожил все проявления жизни на одном из островков океана. Не осталось даже следов органических веществ. Но, спустя сравнительно небольшой промежуток времени, исследователи, прибывшие на оплавленные скалы острова, увидели, что сине-зеленые волшебники уже справили здесь новоселье. Это они, усвоив атмосферный азот, подготовили почву для развития и быстрого размножения микробов, которые, постепенно разрушая горные породы, сделали клочок земли пригодным для развития высшей флоры.

 

Скромные труженики

Водоросли играют колоссальную роль в общем круговороте веществ. Некоторые виды, перешедшие на земной образ жизни, приспособились к условиям, казалось бы не отвечающим понятию жизнь. Поселяясь на скальных породах, они вместе с лишайниками образуют так называемую кору выветривания. Сине-зеленые карлики проделывают титанический труд, активно участвуя в формировании солончаковых, сероземных и других видов почв. Изменяя химический состав различных безжизненных пород, низшие растения накапливают необходимые органические вещества, создавая таким образом благоприятнейшие условия для появления плодородных слоев земли. Водоросли вносят большое количество азота в почву, способствуя его стабилизации. Только за один вегетационный период своего развития водоросли накапливают в почве до 200 кг азота на площади в 1 га.

Около двух миллионов видов растений и животных, обитающих на нашей Земле в атмосфере, гидросфере и геосфере, активно влияют на жизнь планеты. Большой удельный вес в этом грандиозном процессе занимают водоросли. Более двух миллиардов лет с помощью волшебства фотосинтеза они содействуют переходу химических элементов и их всевозможных неорганических соединений в растительные и животные клетки. После отмирания последних этот процесс вновь и вновь повторяется и будет протекать до тех пор, пока существует Земля. И в этом круговороте веществ водоросли наряду с другими растениями, если так можно сказать, «пропускают» через себя все органические и неорганические продукты поверхностного слоя земли, а также морских глубин.

Растительный мир — почти единственный потребитель углекислоты. Подсчитано, что за четыре года при благоприятных условиях морская и наземная флора смогла бы утилизировать весь имеющийся на планете углекислый газ. И 90% этой работы берут на себя скромные труженики моря — водоросли. Они как гигантские легкие гигантского организма, всасывая в себя углекислый газ, постоянно выделяют в окружающую среду живительный кислород, полностью удовлетворяя потребности живых существ Земли.

Богатство этой «пищи» вызвало бурное развитие других простейших организмов-иждивенцев, напоминающих по внешнему виду наших медуз. Основной пищей таких медуз, как уже было сказано выше, был кислород, и они в силу этого стали постоянными спутниками водорослей. Шло время и у водорослей постепенно стали появляться новые спутники-иждивенцы — железобактерии. Пожирая водорослевый кислород и активно размножаясь, эти бактерии отдали должную дань природе: образовали известные нам железные руды во многих районах планеты. Карликовые водоросли и здесь совершили чудо: невольно приняли участие в рождении ценного металла.

Есть предположение, что морские растения привели к образованию нефти и газа. Окончательно вопрос об их происхождении еще не решен. Одни считают, что эти необходимые для промышленности продукты неорганического происхождения, по другим данным — органического. Многие ученые, в том числе М. В. Ломоносов и Н. Д. Зелинский, утверждали, что основным компонентом нефти являются отмершие растения. В экспериментальных условиях из некоторых растительных масел учеными было получено нефтеподобное вещество. Советский геолог К. П. Калицкий считает, что нефть образовалась из растений морского происхождения, большинство которых, как известно, представлено водорослями, накопившими в древние времена большое количество необходимых для рождения нефти органических веществ.

К. П. Калицкий пишет, что подводные растения «...являются обитателями моря и солоноватых вод. Нефтяные залежи также приурочены к осадкам морским и солоноватым. Морская трава придерживается песчаных грунтов. Нефть встречается также почти исключительно в песчаниках... Заросли морской травы придерживаются берегов материков и островов, в полном соответствии с этим нефтяные залежи располагаются на периферии древних морей, чем очень просто объясняется столь частое расположение нефтяных месторождений у подножий хребтов».

Возможно, что остатки водорослей и других морских растений под воздействием высоких температур и громадного давления действительно послужили возникновению древнейших месторождений нефти и газа.

Убедительно доказано, что горючие сланцы — водорослевого происхождения. В далекие геологические эпохи водоросли покрывали большую часть планеты. Разрушаясь, они приводили к образованию колоссальных количеств органических веществ, которые, смешиваясь с различными глинистыми осадками, привели в дальнейшем к рождению близких родственников углей — горючих сланцев.

Наиболее древние месторождения горючих сланцев найдены на территории Советского Союза, в частности в Сибири, на побережье Финского залива, в Эстонии. Если рассматривать горючие сланцы под микроскопом, то в поле зрения часто попадают остатки сине-зеленых водорослей.

В нашей стране добывают угли под названием сапропелиты. Они имеют черно-бурый цвет и однородное строение. Их, как правило, добывают вместе с другими углями. И в них, как и в горючих сланцах, имеется большое скопление планктонных водорослей, подвергшихся в свое время действию щелочей, воды и анаэробных микроорганизмов.

Водоросли вместе с другой флорой за время своего существования создали столько органических веществ, что если бы их равномерно распределить по поверхности планеты, то на каждый гектар Земли пришлось бы по 200 т органических продуктов обмена земной и водной флоры.

В основном благодаря водорослям, обладающим мощным фотосинтетическим реактором, ежегодно связывается около 175 млрд. т углерода и образуется примерно 400 млрд. т. органических веществ и 460 млрд. т кислорода. При этом накапливается энергия, эквивалентная мощности 200000 таких гидроэлектростанций, как Куйбышевская.

 

Сине-зеленые спартанцы

Водоросли, как и бактерии, — наиболее древние и устойчивые организмы. В процессе эволюции они в отличие от других живых существ выработали такие компенсаторные механизмы, которые позволили им приспособиться к неблагоприятным условиям внешней среды.

В суровых климатических условиях одноклеточные низшие растения приживаются гораздо раньше других «старожилов» флоры — мхов и грибов. Интересно, что, поселившись в самых неприхотливых местностях, водоросли вытесняют своих собратьев — лишайники. Микроскопические водоросли находят в ледниках Арктики, в снегах Заполярья, в горячих минеральных источниках. И здесь они вместе с некоторыми бактериями являются единственными живыми обитателями.

Приведем несколько примеров. В 1818 г. моряки, подходя на корабле под командой знаменитого капитана Джона Росса к берегам Гренландии, заметили, что на фоне ослепительно белого снега выделяются живописные участки красно-багрового цвета. Это зрелище было так очаровательно, что капитан назвал ущелье, полное прекрасных «оазисов», кармазиновой скалой. Виновниками интенсивного покраснения отдельных участков снега оказалась водоросль — хламидомонада. Исследуя такой «пораженный» водорослями кусочек снега под микроскопом, на предметном стекле можно увидеть бесчисленное количество круглых клеточек, внутри которых имеются хлорофиллоносные включения.

В арктических зонах ученые неоднократно отмечали различную окраску снега в зависимости от произрастающих там микроскопических растений. Так, зеленый цвет снега объясняется наличием водорослей рафидиум, бурый — наличием сине-зеленых водорослей. А водоросль скотиэлла придает снегу черный цвет, как будто он густо покрыт сажей. Есть данные о том, что водоросли, растущие на внутренней поверхности льда, меняют его обычную окраску.

Многочисленные эксперименты убедительно доказывают, что древнейшие низшие растения отлично приспосабливаются к суровым условиям. Неоднократно подтверждалось, что водоросли вполне удовлетворительно переносили семидесятиградусные морозы. Даже после длительного замораживания до температур, приближающихся к абсолютному нулю (до минус 238°), водоросли сохраняют способность к дальнейшему развитию. Правда, при таких весьма низких температурах обменные процессы в водорослях на время приостанавливаются. Но едва стоит их отогреть — и они вновь начинают расти как ни в чем не бывало.

Как видите, образ жизни водорослей действительно спартанский. Не так давно советский ученый Л. К. Лозина-Лозинский поставил следующий опыт. Он замораживал предварительно подсушенные одноклеточные водоросли почти до абсолютного нуля. После оттаивания растения вновь обретали способность к размножению. В своих работах основоположник учения о биосфере академик В. И. Вернадский приводит опыты французского физика Поля Беккереля. Этот ученый опускал мхи, лишайники и водоросли на несколько недель в жидкий воздух, температура которого приближалась к минус 190° (температура везде приводится по шкале Цельсия). При отогревании в горячей воде водоросли и другие низшие растения довольно быстро оживали. Даже после шестилетнего нахождения их в жидком воздухе Поль Беккерель добивался полного восстановления обменных процессов в низших организмах.

Весьма интересен и такой факт: после погружения водорослей в жидкий гелий, температура которого, как известно, равна минус 271°, они все равно снова начинали жить, когда их отогревали.

Водоросли сравнительно легко могут переносить не только весьма низкие температуры, но и довольно высокие, которые до недавнего времени считались абсолютно смертельными для всех живых существ. Неоднократно ученые обнаруживали водоросли в горячих источниках с температурой до плюс 70 — 80°. В гейзерных источниках Камчатки исследователи нередко находили этих «старичков» жизни. А температура гейзеров нередко достигает 90°, а то и более.

Эти факты весьма интересны с научной точки зрения. При высоких температурах белки, как правило, коагулируют (свертываются), что делает невозможным существование живых организмов. Белок обычно коагулирует при плюс 60 — 70°. Природа же доказывает другое. Споры грибков и бактерий могут приспосабливаться к весьма высоким температурам (до плюс 130 — 140°). Видимо, низшие организмы в процессе жизни выработали особые жароустойчивые белки. Вполне возможно, что эти организмы способны выдерживать и более высокие температуры при соответствующем давлении окружающей атмосферы. Все эти весьма интересные наблюдения расширяют наши представления о границах жизни вообще.

Рассматривая с диалектической точки зрения вопросы приспособляемости живых организмов, мы приходим к выводу, что неблагоприятные условия внешней среды в конце концов осваиваются растениями. Адаптация (приспособляемость) низших организмов к скудным условиям существования, выработанная в процессе эволюции, позволила видному советскому астроному Г. А. Тихону, подробно изучившему жизнь древнейших представителей, создать новую науку — астроботанику. Сейчас как никогда умы астрономов и биологов волнует проблема жизни на других планетах. Появляется все больше и больше данных о том, что на таких планетах, как Марс и Венера, имеются условия для развития жизни. Неоднократно в отечественной и зарубежной прессе появлялись и появляются сообщения о том, что, например, на Марсе есть некоторые представители низших организмов.

И действительно, на некоторых планетах солнечной системы в настоящее время наблюдаются такие условия, которые когда-то существовали на Земле в период первых проявлений жизни. Г. А. Тихов доказал, что некоторые виды земных растений могли бы приспособиться к ныне существующим условиям далеких планет, в частности Марса и Венеры. Последние научные данные говорят о том, что любые проявления жизни могут наблюдаться лишь на холодных, т. е. отражающих свет от звезд, небесных телах средних размеров.

Вернемся к нашим соседям Марсу и Венере. Спектральный анализ позволил сделать вывод о весьма незначительном содержании кислорода в атмосфере Марса. В таких условиях развитие высших организмов на данном этапе совершенно исключено. Разговор может идти только о низшей флоре. Прослеживая эволюцию развития водорослей, мы видим, что их развитие шло в условиях кислородного голодания. Используя углекислый газ, они постепенно обогащали гидросферу и атмосферу Земли кислородом. Аналогичным образом жизнь может развиваться и на близких к Земле планетах. Подтверждением этому служат некоторые проведенные опыты.

Был проведен следующий эксперимент. Запаянную трубку наполнили стерильными парами воды с некоторыми жизненно необходимыми химическими элементами. Кислород из трубки был полностью удален. В такие условия поместили водоросли и мхи, которые, усваивая минеральные вещества, стали синтезировать углекислый газ. Хорошая освещенность позволила водорослям и мхам продуцировать кислород. В таких условиях эти организмы жили в течение восьми лет, пока не кончились питательные вещества.

Подобные реакции вполне осуществимы на Марсе и Венере. На Марсе углекислого газа в два раза больше, чем в атмосфере Земли. Используя его, низшие растения могут обогащать атмосферу этой планеты кислородом.

Правда, на Марсе совсем мало воды. И это, естественно, является сильным тормозом для интенсивного роста простейших организмов.

Венера — другое дело. При весьма незначительном содержании кислорода атмосфера этой планеты богата другими составными частями воздуха, в число которых входит и углекислый газ. Возникает вопрос: а нельзя ли на Венеру забросить некоторые виды водорослей на космическом корабле? Водоросли за несколько лет «съедят» много тысяч тонн углекислоты и освободят адекватное количество кислорода. Все это приведет к дальнейшему развитию жизни. А будущие космонавты на такой планете смогут пополнить свои пищевые запасы, подышать свежим воздухом, отдохнуть и продолжить запрограммированный полет.

Этот вопрос серьезно обсуждался несколько лет тому назад в американской прессе. И американский ученый Карл Саган дает на него вполне положительный ответ. По его мнению, ракеты смогут доставить определенное количество водорослей на Венеру, которые со временем сделают атмосферу этого небесного тела пригодной для жизни. Планета может стать обитаемой в полном смысле слова. Это было бы величайшей победой человеческого разума над природой. Но сбудется ли такая мечта, реальна ли она?

С критикой американского ученого выступает советский ученый профессор А. А. Ничипорович. Он ставит под сомнение возможность жизни водорослей в непривычной обстановке Венеры. Действительно, для питания водорослей нужен не только углекислый газ. А будет ли там достаточное количество необходимых для низших растений компонентов, в частности азотистых и фосфорных соединений, серы и т. п.? Представим, что будет. Не исключено, что в атмосфере Венеры процессы фотосинтеза могут протекать совершенно иначе, чем на Земле. Если это так, то тогда водоросли не окажут плодотворного влияния на атмосферу Венеры. Возможно и другое: низшие растения засорят другую планету и в то же время до неузнаваемости видоизменятся, и будущие космонавты и ученые не узнают те растения, которым когда-то были вручены «верительные» грамоты. Картина распределения жизни может быть сильно искажена — это хорошо понимают ученые. И все-таки мечтать о подобном эксперименте надо. Мечта лишь тогда претворяется в действительность, когда будут самым тщательным образом проверены и изучены мельчайшие звенья проблемы, когда будут поставлены все точки над «и».

 

Санитары моря

На мелководье рек и морей водоросли и другие донные растения иногда так интенсивно разрастаются, что заполняют собой всю толщу воды. Благодаря этому в водоеме накапливается большое количество органических веществ. Казалось бы, в этих местах создаются идеальные условия для развития всевозможных микроорганизмов как патогенных, так и безвредных для подводной флоры и фауны. И действительно, условия для этого есть все: хорошая прогреваемость солнцем, обилие кислорода и других важных составных частей воздуха, наличие самых разнообразных жизненно необходимых макро- и микроэлементов.

Однако бурного роста микробов не происходит. В чем же дело? Всем давно известно выраженное бактерицидное действие лука и чеснока. Если мы рассмотрим под микроскопом микрофлору налетов зубов до и после употребления чеснока, то воочию убедимся в чудодейственной силе чеснока по почти полному исчезновению микроорганизмов. Всем также хорошо известна целебная сила антибиотиков, в частности пенициллина и стрептомицина, добываемых из различных плесневых грибков. Эти и другие антибиотики известны как мощные противомикробные средства. Что же представляют собой летучие и нелетучие вещества растений, которые губительно действуют на окружающую их микрофлору?

В 1928 — 1929 гг. советский ученый Б. П. Токин создал учение о так называемых фитонцидах. Он выяснил, что растения в процессе жизнедеятельности синтезируют и выделяют особые вещества, губительно действующие на вредоносные для растений силы. Эти вещества были названы фитонцидами. В своей замечательной книге «Целебные яды растений», последнее издание которой вышло в 1967 г., Б. П. Токин подробно освещает фитонцидные свойства многих растений. Поскольку тема настоящей главы созвучна труду основателя учения о фитонцидах, автор широко пользуется здесь материалом Б. П. Токина.

Антибиотические свойства низших организмов были известны давно. Антибиотики являются одним из проявлений фитонцидного действия растительного мира. Многие антимикробные препараты были получены из низших растений — плесневых грибков. Синтез фитонцидов — один из важнейших защитных факторов наземной и донной флоры от всевозможных вредно действующих на нее организмов. Эти защитные вещества образовались в результате длительной эволюции растений. Кстати, фитонциды играют не только защитную роль. Значение их для флоры надо понимать гораздо шире. Они активно участвуют в различного рода обменных процессах растительного организма, являясь также важным фактором иммунитета (невосприимчивости) к патологическим моментам внешней среды. Фитонцидами растение как бы само себя стерилизует.

Фитонцидными свойствами обладают все без исключения растения как различных водоемов, так и суши.

Что же такое фитонциды? Б. П. Токин пишет: «...под фитонцидами мы условимся понимать вещества растений разнообразной химической природы, обладающие свойствами тормозить развитие или убивать бактерий, простейших, грибы и те или иные многоклеточные организмы и имеющие важное значение в предохранении растений от заболеваний, то есть играющие важную роль в естественной невосприимчивости к заразным заболеваниям — иммунитете растений». Сила фитонцидов настолько велика, что ее можно сравнить с действием высокой температуры на микробы.

Наиболее ярко фитонцидные свойства проявляются у одноклеточных растений. Сине-зеленая водоросль осциллярия, как показали опыты, выделяет в окружающую воду антибиотики, убивающие многие микробы даже на значительном расстоянии.

Самые различные процессы протекают в толще воды — и большинство из них являются для нас тайной. Не исключена возможность, что некоторые из них объясняются фитонцидным действием водорослей.

Установлено, что между водорослями и микроорганизмами существует ярко выраженный антагонизм. Мы уже знаем правило: мало водорослей — много микробов, много водорослей — мало микробов. Вода, содержащая в 1 см3 до 500 микробов, считается чистой с гигиенической точки зрения, до 1000 микробов — удовлетворительной, до нескольких тысяч — непригодной к употреблению. Для сравнения скажем, что молоко, содержащее в 1 см3 30000 микробов, считается вполне пригодным для употребления. Водоросли своими фитонцидами способствуют очищению воды от вредной микрофлоры. Так, в одном из подмосковных водоемов в 1 см3 были обнаружены десятки тысяч планктонных организмов, а соседей-микробов всего несколько десятков.

Приведем еще несколько примеров фитонцидного действия водорослей. Во время активного цветения воды возьмем из нее несколько кубических сантиметров жидкости. Процедив через плотный фильтр или просто хорошо прокипятив воду, мы избавим ее от планктонных организмов. Казалось бы, что этим самым создались неблагоприятные условия для жизни бактерий, лишенных органической пищи. Но выходит наоборот. Микробы бурно размножаются.

Один ученый взял из водоема 50 см3 воды и наполнил ею колбочки, предварительно тщательно отфильтровав воду, избавив ее от планктона. В другие колбочки он налил непрофильтрованную воду. Через некоторое время он сделал посевы воды из всех колбочек на питательные среды. Оказалось, что в 1 см3 воды непрофильтрованной было всего 1100 бактерий, а в таком же объеме профильтрованной — 1 451 000 бактерий!

Не исключена возможность, что когда-нибудь из водорослей точно так же, как сейчас из плесневых грибков, будут получены сильнодействующие медикаментозные препараты. А это принесет новую победу не только медицине, но и другим наукам. Последнее слово за учеными-энтузиастами.

Взор, который мы обращаем на

растительный покров, раскрывает

нам и полноту жизни, которая

питается и поддерживается им.

А. ГУМБОЛЬДТ