|
ЖИЗНЬ И ВОДА
Каширин Виктор Владимирович
Общеизвестно значение воды для жизни. Но может ли жизнь иметь влияние на воду?
Целью настоящей работы является выдвижение и обоснование гипотезы о том, что жизнь на нашей планете не просто использует воду, как самое необходимое для своего существования вещество, подаренное ей неживой природой, но что сама жизнь произвела значительную часть свободной воды и продолжает это производство в планетарных и, возможно, все более возрастающих масштабах.
Гипотезы о появлении гидросферы на нашей планете распадаются на две группы. Часть гипотез считает источником воды недра нашей планеты, другая часть считает источником космос, причем все гипотезы предусматривают генерацию воды на поверхности нашей планеты только как неорганический процесс, никак не связанный с жизнью. По времени появления главной массы воды, собственно Мирового океана, так же нет единого мнения. Часть исследователей считает, что океаны почти столь же древни, как и сама Земля, но исследования дна океанов обнаружили необыкновенную их молодость и теперь необходимо найти объяснение, откуда взялась основная масса воды в столь недавнем (по масштабам жизни Земли) времени. Найти такое объяснение совсем непросто. Обе группы гипотез оказываются бессильными перед этой проблемой. Поиски ответа на этот вопрос приводят к мысли о том, что необходима еще одна гипотеза, не принадлежащая ни к одной из указанных групп гипотез, и которая предполагает, что производителем такой массы воды может являться жизнь, а земные недра тут участвуют лишь косвенно.
Следует, видимо, считать истинным мнение о том, что главной геологической силой на земле является биосфера. Есть даже оценки, что биосфера за время своего существования произвела вещества во много раз больше, чем масса всей планеты. И здесь является несколько непонятной мысль, что вода – вся вода – имеет только абиогенное происхождение. По нашему мнению жизнь изобрела очень эффективные и мощные средства изготовления воды, просто мы по какой-то причине не хотим замечать этот феномен.
Итак, кто и что в биосфере может производить воду? Наиболее подходящими для этой задачи являются водородные бактерии, которые получают энергию для своей жизнедеятельности путем соединения водорода с кислородом по формуле: 2Н2 + О2= 2 Н2О. Для простоты мы будем учитывать в дальнейшем только эти бактерии, хотя в биосфере вода производится и по многим другим реакциям многими другими организмами. Если предположить, что количество водородных бактерий в биосфере достаточно велико и они получают абиогенный водород, то будет вполне оправдано предположение, что водородные бактерии и произвели значительную часть Мирового океана.
Посмотрим, что дает нам микробиология.
В работах 1,2 приводятся лабораторные данные об объеме водорода, поглощаемого одной бактериальной клеткой в один час. Мы усреднили данные 10 опытов Беляевой М.И. для разных типов водородных бактерий и разных условий и получили, величину 63,41∙ 10-6 .мм 3 . Далее в том же источнике приведены данные опытов, в которых бактерии находились не в оптимальных условиях, а в условиях минимального содержания водорода в газовой смеси. В этом случае средняя величина поглощаемого водорода составит 24,93∙10-9 мм3 т.е. на три порядка меньше. Как обстоит дело в природе, неизвестно, но можно предположить, что объем поглощения водорода бактериями находится в этом диапазоне.
Теперь для упрощения дальнейшей арифметики найдем кол-во бактерий, необходимых для поглощения одного моля водорода в 1 час для двух вариантов:
1. 22,4∙106 мм3 ÷ 63,41∙ 10-6 .мм 3 = 0,35∙10 12 .
2. 22,4∙106 мм3 ÷24,93∙10-9 мм3 = 0,9∙1015
Далее, если у нас есть оценки объема мирового океана, его возрастa по современным представлениям и количества водородных бактерий в биосфере, мы получим интересующие нас итоги. Объем мирового океана оценивается в 1,4∙1018 м3 , 1 моль воды составляет 18,015 гр. и в молях воды масса океана составит 77,7∙1021молей. Возраст океанической коры не превышает 150 млн. лет или 1,314∙1012 часов или молей воды для принятого количества бактерий. Итак, для производства воды в объеме Мирового океана нам надо увеличить количество бактерий в 59,1∙109 раз. По первому варианту нам потребуется работа 20,7∙1021 , по второму - 53,2∙1024 бактерий.
Однако найдется ли такое количество водородных бактерий в биосфере? В литературе 3 приводится цифра ежегодной продукции биомассы водородных бактерий в 40-50∙106 тонн или, принимая обьем бактерии в 1 куб. микрон, 4-5∙1025 бактерий при их удельном весе, равном весу воды и предполагается, что реально эта цифра гораздо больше. Как видим, бактерий даже больше, чем нужно по лабораторным данным! Данных о количестве водородных бактерий в биосфере в литературе не имеется, исследователи указывают только на широчайшее распространение этих бактерий в биосфере. Их наверняка намного больше, чем указанная биомасса. Если выполнить оценки более детально, то только водородные бактерии уже смогут претендовать на авторство большей части Мирового океана. В любом случае, не составит особых трудностей выполнить целенаправленные исследования и оценить биомассу всех бактерий, производящих воду, а не только водородных, которые присутствуют в биосфере в настоящее время и определить вклад Жизни в объем Мирового океана.
.Полезно при этом учесть, что по данным микробиологов бактерия тратит на свою биомассу лишь одну молекулу водорода из пяти, так что 80 проц. ее продукции – это вода, выделенная в окружающую среду.
Здесь может иметь место сомнение в источнике водорода. Действительно, если бактерии будут получать биогенный водород, то они могут обеспечить в лучшем случае лишь круговорот одного и того же количества воды. Для производства дополнительной воды нужен абиогенный источник водорода. Атмосфера содержит немного водорода, существенно меньше, чем углекислого газа, к примеру. Но это объясняется микробиологами, в частности Беляевой М.И. тем, что масса водородных бактерий создает фильтр, который и не пускает водород из недр Земли в атмосферу.
А может быть, недра Земли совсем не выделяют абиогенный водород? Однако дегазация земных недр признается широким кругом геологов и в предположении, что земные недра поставляют для водородных бактерий абиогенный водород, не содержится ничего фантастического. Но для воды нужен еще и кислород. В работе 1 говорится следующее: «Таким образом, на основании литературных данных и проведенных нами исследований видно, что реакции окисления водорода в природе могут быть весьма разнообразными, в которых молекулярный водород может окисляться не только молекулярным кислородом, но также кислородом, находящимся в окиси углерода, двуокиси углерода, бикарбонате, нитратах, нитритах, серой, кислородом сульфатов, сульфитов, тиосульфата и ряда других соединений.»
Если учесть далее, что вообще земная кора состоит почти наполовину из кислорода, то как-то не верится, что живое не научилось извлекать этот кислород. Таким образом, водородные бактерии, и не только они, а масса других бактерий, способных производить воду при своей жизнедеятельности и обеспечили нас столь мощным современным Мировым океаном, который превращается уже в серьезную угрозу.
Итак, каковы возможные выводы из изложенной гипотезы? Любое теоретическое построение, обращенное в прошлое, имеет в основном лишь академический интерес. Другое дело – правильное прогнозирование будущего.
Известна озабоченность ученых относительно неуклонного поднятия уровня мирового океана. Этот феномен однозначно связывается пока что лишь с идеей потепления климата вследствие увеличения парникового эффекта атмосферы в связи с промышленной деятельностью человека. Отсюда появился Киотский протокол, призванный ограничить поступление углекислого газа в атмосферу от промышленной деятельности человека. Подобные намерения можно только приветствовать. Однако если изложенная гипотеза справедлива, то даже прекращение всякой деятельности человека, а не просто сокращение выбросов углекислого газа в атмосферу, не спасет низменные части суши от затопления уже совсем в недалеком будущем. Биологи – эволюционисты прогнозируют, что в будущем будут бегать крысольвы, крысозайцы и прочие произведения эволюции. Однако для них не будет суши, вот в чем проблема. И никаким млекопитающим негде будет бегать, они смогут разве что плавать по поверхности планеты с названием Океан…
Медики говорят, что своевременное обнаружение болезни многократно увеличивает шансы на излечение. Человечество вполне обоснованно пытается предвидеть возможные угрозы планетарного характера, такие, как изменения климата или столкновение планеты Земля с космическим телом. Но если данная гипотеза, окажись она справедливой, будет проигнорирована, то человечество рискует оказаться без земной тверди, пригодной для проживания, причем не в таком уж отдаленном будущем. Философская точка зрения о том, что все сущее несет в себе средства самоуничтожения, может претендовать на абсолютную истину. Овладение жизнью способности к производству воды на определенном этапе ее развития многократно увеличило мощь биосферы. Но, с другой стороны, сама жизнь готовит удар против себя, ибо затопление, к примеру, крупнейших лесных массивов планеты, а именно они будут уничтожены в первую очередь, нарушит хрупкое экологическое равновесие с катастрофическими последствиями для жизни на нашей планете, а не только для человечества.
Если автора спросят, видит ли он разумные действия человека перед угрозой перепроизводства воды, то он ответит отрицательно.
Внушает оптимизм только то обстоятельство, что человек изобретателен и если он осознает какую либо угрозу, он найдет способ отвести или максимально ослабить эту угрозу. Но для этого он должен именно осознать эту угрозу. А после этого возможно будет осуществить комплекс необходимых мер. До сих пор микробиологи исследовали водородные бактерии в основном с целью их практического использования для выработки биомассы, не обращая внимания на производство воды. Микробиологам известно, что вода вырабатывается не только водородными бактериями. В литературе есть сведения, что в небольших количествах даже растения могут вырабатывать воду. Для получения авторитетных результатов без специальных исследований не обойтись. По вопросу о том, где живое производит основную массу воды, в почвах или в глубинах земных недр, автор не нашел литературных данных. Может оказаться, что недра Земли действительно извергают воду, вот только образуется она там благодаря деятельности живого. Давно известно также, что уничтожение лесов уничтожает и реки. Сейчас это объясняется тем, что вода не задерживается весной без лесной подстилки. Но в действительности из лесной зоны реки выносят в океаны воды больше, чем получает эта зона влаги в виде осадков. И уравнивание стока рек с количеством осадков географы делают только потому, что считают воду веществом исключительно абиогенного происхождения, количество которой неизменно и которая только и совершает свои круговороты…
В пользу выдвигаемой здесь гипотезы можно привести и данные по планетам земной группы. Венера и Марс не так уж отличаются от Земли по массе и положению относительно Солнца. Но они кардинально отличаются от Земли по двум параметрам: по Жизни и по Воде. Уже это наталкивает на мысль: Жизнь есть на Земле потому, что на ней есть Вода, а Вода есть на Земле, потому что на ней есть Жизнь.
Чем пристальнее мы будем рассматривать эту гипотезу со всех точек зрения, тем привлекательнее и достовернее она будет представляться. Внимательный читатель найдет, с его точки зрения, слабое место в представленной гипотезе и попросит автора ответить на вопрос: почему биосфера стала столь энергично производить воду лишь 150 млн. лет назад, если прокариоты, по всеобщему мнению, суть древнейшие организмы?
На этот вопрос можно ответить так: а кто доказал, что водородные бактерии возникли раньше, чем 150 млн. лет назад? Ведь и эукариоты уже очень давно на Земле, а млекопитающие, к примеру, возникли тоже совсем недавно.
Впрочем, автор имеет на это и серьезный ответ, но он не входит в объем настоящей работы.
Не следует думать, будто данная гипотеза отвергает абиогенные источники воды, подобные названным в известных гипотезах. Просто автор надеется, что данная гипотеза позволяет сделать дополнительный шаг к истине.
И последнее. Почему эта гипотеза не была выдвинута более чем полвека назад, когда были обнаружены и исследованы водородные бактерии? Причина в том, что микробиологи рассматривают мир в микроскоп и потому не могут увидеть океанов. А авторы гипотез о возникновении океанов смотрят на Землю с космических высот, откуда нельзя разглядеть микроскопических бактерий.
Литература:
1. Распространение водородных бактерий в природе. Беляева М.И. Ученые записки Казанского госуниверситета, юбилейный сборник, том 114, кн.8 1954 год
2. О хемосинтезе у водородных бактерий. М.И Беляева. Микробиология, том 27 вып. 5 1958 год.
3. Водородные бактерии и карбоксидобактерии. Заварзин Г.А. Наука 1978 год.
|
13.08.2010, 12:29 
....
.
?