История биологии с начала XX века до наших дней

Зачатки биогеохимических представлений о биосфере можно обнаружить у Б. Варениуса в его «Всеобщей географии» (1650), в высказываниях X. Гюйгенса (1695), Ж. Бюффона (1749, 1780), Ф. Вик д’Азира (1786), в «Гидрогеологии» Ж.Б. Ламарка (1802) и, особенно, пятитомном сочинении А. Гумбольдта «Космос» (1848–1863). Гумбольдт осуществил весьма полный для своего времени синтез естественнонаучных знаний о Земле, приведший его к идее взаимосвязи всех природных процессов и явлений. Представление о закономерной связи между растениями, животными и минералами было развито в учении В.В. Докучаева о ландшафтно-географических зонах, охватывающих все элементы земной поверхности (1899). Созданное в 1927 г. Вернадским учение о роли организмов в геохимии земной коры — биогеохимия — явилось дальнейшим развитием этих идей Докучаева.

Разработкой биогеохимического учения о биосфере Вернадский занимался до конца своей жизни. В 1940 г. выходят получившие широкую известность «Биогеохимические очерки», в 1944 г, — статья «Несколько слов о ноосфере», в 1965 г. появилась его последняя, изданная посмертно, книга «Химическое строение биосферы Земли и ее окружение».

Биосфера, по Вернадскому, включает четыре основных компонента: живое вещество — совокупность живых организмов; биогенное вещество — создаваемое и перерабатываемое организмами (газы атмосферы, каменный уголь, битумы, известь и т. п.), косное вещество — образующееся без участия организмов (продукты тектонической деятельности, метеориты и пр.); биокосное вещество — результат совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (вода, почва, кора выветривания).

Термины «живое вещество», «косное вещество», применявшиеся Вернадским и некоторыми его последователями, нельзя назвать удачными. В них отражены первоначальные неверные представления их автора о принципиальном различии живого, способного к эволюции, и косного, чуждого развитию. Поэтому сейчас обычно пользуются другими выражениями: «совокупность организмов», «живой покров Земли» (В.Н. Беклемишев, 1964), «пленка жизни» (В.И. Вернадский, 1965), «биомасса Земли», «биотический круговорот», «биос». Вместо термина «косное вещество» говорят о «минеральных элементах», «неорганическом веществе», «абиогенном веществе».

Владимир Иванович Вернадский. 1863–1945.

Верхняя граница биосферы, по Вернадскому (1965), проходит на высоте 15–20 км, охватывая всю тропосферу и нижнюю часть стратосферы; снизу биосфера ограничена органическими отложениями на дне океанов (порой до глубины свыше 10 км.) и глубиной проникновения в недра Земли организмов и воды в жидком состоянии. Бактерии, например, обнаружены при бурении в дельте Миссисипи на глубине, превышающей 7,5 км.

Самая существенная особенность биосферы — биогенная миграция атомов химических элементов, вызванная лучистой энергией Солнца и выражающаяся в процессах обмена веществ, росте и размножении организмов. Биогенная миграция атомов подчиняется двум биогеохимическим принципам (Вернадский, 1940): 1) стремится к максимальному проявлению; в итоге возникает то, что Вернадский назвал «всюдностью жизни»; 2) приводит к выживанию организмов, увеличивающих биогенную миграцию атомов биосферы. Формулировка второго биогеохимического принципа близка к высказываниям на аналогичную тему А. Лотки (1925)[206], на монографию которого Вернадский неоднократно ссылается.