Космические связи биосферы

«Биосфера» — термин, введенный в биологию еще Ж. Ламарком. В буквальном переводе он означает «сфера жизни». Стройное и глубокое учение о биосфере разработано нашим знаменитым соотечественником Владимиром Ивановичем Вернадским.

Жизнь встречается на Земле буквально повсюду.

Споры бактерий и грибков залетают в стратосферу на высоту более 20 км. Суша и океан буквально кишат живыми существами. Внутри земной коры, в шахтах глубиной около 3 км, находят анаэробные бактерии, способные жить и действовать при полном отсутствии кислорода. Словом, почти всюду в литосфере, гидросфере и атмосфере, куда бы ни проник человек, он встречает жизнь. Лишь очень высоко в атмосфере и в глубинах земного шара господствуют условия, исключающие жизнь. Впрочем, даже это, казалось бы, очевидное утверждение, по-видимому, нуждается в опытной проверке.

Жизнь существует на Земле по меньшей мере три миллиарда лет. За это время совершилась эволюция от простейших организмов до разумных существ. По мнению академика В. И. Вернадского, «твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма».

Жизнь — явление космическое, а не только земное.

Это означает, что жизнь на Земле с первых своих шагов и до наших дней развивалась не изолированно от внешней космической среды, а, наоборот, постоянно взаимодействуя с ней. Печать космоса лежит на всех живых существах Земли, образующих ныне «биомассу» весом в тысячу биллионов (10¹⁵) тонн. Если космические ритмы охватывают все неорганические оболочки Земли и даже земной шар в целом, то заранее можно предполагать, что эти ритмы как-то отражаются в жизни всех обитателей нашей планеты. Они не могут оставаться безразличными к окружающей их физической среде. А под внешней средой, как утверждал еще много лет назад А. Л. Чижевский, «мы должны понимать весь окружающий нас мир с великим множеством разного рода раздражителей».

«Мы вправе рассматривать весь органический мир нашей планеты, — говорил А. Л. Чижевский, — как творчество, как отражение космического процесса, происходящего за сотни миллионов километров от нас. В этом смысле жпзнь должна считаться явлением космическим, работою космических сил».

Факты показывают, что и на самом деле биосфера необыкновенно чувствительна ко всем космическим ритмам.

Мы не будем говорить о том, как реагируют живые существа на смену дня и ночи или на чередование времен года — эти факты общеизвестны. Наша цель — познакомить читателя с некоторыми гораздо более тонкими и менее известными космическими связями биосферы.

Солнечные ритмы растений

Еще в III веке до н. э. римский писатель Катон Старший обратил внимание на то, что в периоды «помрачения Солнца» цены на рожь заметно снижались. В XVII веке Батиста Балиани, современник и друг Галилея, в одном из писем великому итальянскому астроному высказал предположение, что солнечные пятна охлаждающе действуют на Землю, а это, в свою очередь, должно влиять на растительный мир планеты.

Вряд ли Вильям Гершель, знаменитый английский астроном XVIII века, знал о письме Балиани. Но и его интересовало влияние солнечных пятен на земные растения. В те времена 11-летний цикл еще не был известен, но астрономы знали, что в разные годы «пятнистость» Солнца неодинакова.

Гершель собрал наблюдения солнечных пятен почти за два века и сопоставил их с рыночными ценами на пшеницу. Связь в среднем получилась вполне четкой — чем «пятнистее» было Солнце, тем дешевле стоила пшеница.

Нам понятна эта связь. В годы высокой солнечной активности обильные дожди увлажняют почву. Урожай получается богатым, а рыночные цены на пшеницу соответственно падают.

Позже многие ученые подтвердили явную связь между урожаями и солнечными пятнами. Например, во Франции колебания цен на вино упорно следуют за колебаниями солнечной активности — ведь урожай винограда, как и пшеницы, больше тогда, когда на Солнце больше пятен.

Совсем недавно, в 1969 году, ленинградские биологи И. И. Минкевич, Т. И. Захарова и Н. А. Шибкова установили, что существует тесная связь между солнечной активностью и некоторыми болезнями сельскохозяйственных культур (бурой ржавчиной пшеницы и др.). Правда, в разных районах Земли солнечная активность влияет на урожай по-разному. В одних она повышает урожайность, в других, наоборот, усиливает вредоносность болезней растений. Видимо, эта разница вызвана различием в местных климатических условиях. Тем не менее связь солнечных пятен и урожаев бесспорна.

Еще в 1892 году русский ученый Ф. Н. Шведов обратил внимание на солнечные ритмы в толщине годичных слоев деревьев. Исследования Дугласа, о которых уже упоминалось, были, в сущности, лишь развитием и обобщением работ Шведова.

В 1948–1949 годах советский биолог М. П. Скрябин нашел следы векового солнечного цикла в таких явлениях жизни леса, как режим боровых болот, смена пород деревьев и многих других. Читатель не удивится, если узнает, что лесные пожары в некоторых районах бывают тем чаще, чем выше солнечная активность, а значит, чаще возникают засухи. Отражается в жизни леса и Брикнеров 33-летний цикл.

Механизм всех этих связей не вызывает сомнений.

Солнце влияет на климат, а изменения климата сказываются на росте растений и других особенностях их жизни. Но, к сожалению, далеко не всегда солнечно-земные связи так легко объяснимы.

Известно, что все растения выделяют через корни в почву различные органические вещества — аминокислоты, аминосахара и др. Чтобы из клетки растения попасть в почву, эти вещества должны преодолеть естественную преграду — оболочку клетки. Оказывается, проницаемость этой преграды в разное время неодинакова.

Московский биолог А. П. Дубров неожиданно открыл удивительный факт: после вспышек на Солнце резко увеличиваются корневые выделения растений, следовательно, столь же резко повышается проницаемость оболочек растительных клеток.

В октябре 1968 года удалось провести уникальный эксперимент. На протяжении двух дней в Москве, Иркутске, Свердловске, Минске, Таллине и Флоренции велась одновременная запись интенсивности корневых выделений проростков ячменя. Когда сравнили результаты, выяснилось, что всюду кривые поразительно схожи. Значит, на корневые выделения растений действуют не местные земные условия (в разных городах они различны), а какая-то одинаковая для всего земного шара космическая причина. Такой причиной, оказывается, были колебания напряженности магнитного поля Земли. А эти колебания — одно из непосредственных проявлений солнечной активности. Получается, что чем выше солнечная активность, тем обильнее растения выделяют в почву органические вещества.

Объяснить в подробностях, как все это совершается, далеко не просто. Всем известно, как магнит притягивает железные опилки. Но никому еще не удавалось поднять магнитом упавший лист. Как будто весь опыт человечества свидетельствует о том, что магнитные силы никак не могут влиять на растения.

Но это — заблуждение. Очень скоро читатель убедится, что на действие магнитных сил отзывается все живое.