Книга: Следопыты в стране анималькулей

Великаны на иждивении карликов

Если бы весной и летом 1947 года какой-либо корабль уклонился от прямых морских дорог и попал в малопосещаемую часть Тихого океана, то команда и пассажиры этого корабля могли бы наблюдать удивительную картину. Они увидели бы прямой парус и шесть человек, которые спокойно покачиваются вверх и вниз на длинной, медленно катящейся волне, увенчанной белыми гребнями.

А если бы корабль подошел поближе, то с его высокой палубы открылся бы плот, глубоко сидящий в воде — плот из девяти огромных бревен легчайшего бальзового дерева, связанных веревками.

Именно на таком плоту норвежский ученый Тур Хейердал и совершил с пятью спутниками знаменитое путешествие через Тихий океан от берегов Перу до островов Полинезии.

Исследователи проплыли на примитивном плоту вдвое больше, чем Колумб во время его первого путешествия к островам Вест-Индии, которое он совершил на хорошо оснащенных по тому времени мореходных кораблях.

Основной задачей экспедиции Хейердала было доказать, что древние жители Перу могли достигнуть на своих плотах островов Полинезии и заселить их.

Хейердал назвал свой плот именем легендарного вождя перуанцев — Кон-Тики. А после благополучного завершения экспедиции написал книгу, в которой увлекательно рассказал о приключениях путешественников и о тех научных наблюдениях, которые они сделали в пути. Есть там и страничка, посвященная мельчайшим обитателям морской воды — планктонным организмам.

«Планктон, — пишет Тур Хейердал, — это общее название для тысячи видов мелких существ, видимых и невидимых глазу, которые плавают в океане у самой поверхности. Некоторые из них являются растениями, а другие — свободно плавающими рыбьими икринками или крохотными животными.

Когда холодное течение Гумбольдта южнее экватора повернуло на запад, мы могли через каждые несколько часов вынимать из моря нашу шелковую планктонную сеть в виде воронки с пятьюстами ячеек на каждый квадратный сантиметр. И каждые несколько часов мы вынимали из сетки по одному — два килограмма планктонной кашицы. Планктон скоплялся в сетке напоминающими торт цветными слоями — бурыми, красными, серыми и зелеными, — в зависимости от того, по каким планктонным полям мы проходили.

Если бы у нас не было других способов проводить время на плоту, мы могли бы целыми днями лежать, уткнувшись носом в планктонную сетку. Разглядывая невооруженным глазом каждое из этих мельчайших существ в отдельности, мы могли любоваться бесконечным разнообразием фантастических форм и цветов».

Путешественники находили в планктонной кашице, собравшейся в сетке, крошечных ракообразных, икринки, личинки рыб и моллюсков, забавных миниатюрных крабов всех цветов и множество других мелких созданий. Все они были очень малы, и в каждом стакане морской воды путешественники насчитывали их тысячами.

«Эти почти невидимые планктонные организмы, которые в бесчисленном множестве плавают по океанам по воле течений, являются, без сомнения, очень питательной пищей для всех, кто движется в воде и над водой, — сообщает Тур Хейердал. — Если некоторые рыбы и морские птицы сами не питаются планктоном, то в таком случае они живут за счет других рыб или морских животных, которые, как бы велики они ни были, питаются им.

Эти мельчайшие морские организмы представляли собой неплохую пищу даже для нас, великанов, когда мы научились добывать их по стольку, за раз, чтобы хватило на приличный глоток.

То, что эти маленькие организмы достаточно питательны, доказано голубыми китами, которые являются самыми крупными в мире животными, а питаются планктоном».

Голубые киты достигают в длину двадцати метров и веса в сто пятьдесят тысяч килограммов. Подумать только, сколько миллиардов планктонных существ нужно на обед такому громадному животному! А ведь прямо или через посредство других животных планктон поддерживает жизнь всех обитателей моря.

Между тем количество планктона в море не убывает. И возникает вопрос: откуда добывают пищу сами планктонные организмы?

Крошечные, едва видимые невооруженным глазом существа, которых рассматривали участники экспедиции на «Кон-Тики», питаются еще более мелкими организмами — невидимой частью планктона: микроскопическими существами, одноклеточными водорослями и различными инфузориями. Первые сами добывают себе пропитание из углекислоты и солей, растворенных в воде морей и океанов. Вторые питаются еще более мелкими существами — бактериями, обитающими в каждой капле воды. Так замыкается круг — от бактерий-невидимок до огромного кита. И это еще раз доказывает, что в природе все находится в тесной взаимосвязи.

Как много в море микроскопических существ, можно понять, наблюдая днем за окраской морской воды, а ночью — за свечением моря.

Эти явления описаны многими учеными, в том числе великим английским естествоиспытателем Чарлзом Дарвином.

Во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» Чарлз Дарвин много раз наблюдал, что скопление огромного количества микроорганизмов изменяет даже цвет морской воды.

«Когда мы находились неподалеку от островков Аброльос, внимание мое было привлечено красновато-бурым оттенком моря. Вся поверхность воды, как показало исследование ее под лупой, была покрыта как бы кусочками мелко искрошенного сена с зазубренными кончиками. То были крохотные цилиндрические водоросли, собранные в пучки или кучки, от двадцати до шестидесяти штук в каждой. Это тот самый вид водорослей, которыми покрыты огромные пространства в Красном море, откуда и произошло его название».

А у берегов Чили «Бигль» прошел однажды через большие пространства окрашенной воды. В стакане эта вода имела бледно-красный оттенок, а под микроскопом видно было, что она кишела множеством мельчайших животных, которые носились взад и вперед.

«Они очень малы и совершенно невидимы невооруженным глазом, так как каждое занимает площадь, равную всего лишь одной тысячной квадратного дюйма. Число их было бесконечно, потому что я находил их во множестве в самой маленькой капле воды, какую только мог выделить. Как-то раз мы в один день прошли через два таких водных пространства, одно из которых простиралось, должно быть, на несколько квадратных миль. Какое бесчисленное множество этих микроскопических животных!»

Наблюдал Дарвин и свечение моря.

«Как-то в очень темную ночь, когда мы проплывали несколько южнее Ла-Платы, море представляло удивительное и прекраснейшее зрелище. Дул легкий ветер, и вся поверхность воды, которая днем была сплошь покрыта пеной, светилась теперь слабым светом. Корабль гнал перед собой две волны точно из жидкого фосфора, а в кильватере тянулся молочный след. Насколько хватал глаз, светился гребень каждой волны, а небосклон у горизонта, отражая сверкание этих синеватых огней, был не так темен, как небо над головой».

Тайна светящегося моря была открыта много позже. Исследователь северных морей английский капитан Скоресби как-то попал у берегов Гренландии в полосу сильно светящейся воды. Там, где море было спокойнее, свет его был очень слаб. Но, как только волна ударяла о борт корабля, она вспыхивала тысячами искр белого цвета. То же явление можно было наблюдать, когда исследователь направился в шлюпке на берег: при каждом взмахе весел загорался целый фонтан из бесчисленных огоньков.

А на отлогий берег набегала волна за волной. И каждая волна, подходившая к берегу, вдруг начинала гореть, как масса расплавленного серебра. Она с легким шумом разливалась по песку и галечнику, покрывавшему берег, и широкая береговая полоса, смоченная морской влагой, загоралась синевато-зеленым пламенем. Не успевал этот свет гаснуть, как на берег набегала новая волна со сверкающим в темноте гребнем и снова покрывала весь берег светящимися струйками.

Заинтересовавшись этим явлением, исследователь наполнил водой матросскую кружку и, вернувшись на корабль, исследовал ее содержимое. Оказалось, что свечение моря вызывает инфузория типа жгутоносцев, которая получила имя «ночесветка». Это маленькое прозрачное животное при быстром движении и при соприкосновении с посторонними предметами светится фосфорическим блеском. Скоресби высчитал, что ночесветок в кружке было не менее ста пятидесяти миллионов.

Сколько же их должно плавать в морской воде, которая светится иногда на необозримом пространстве!

А профессор А. Г. Генкель обнаружил бактерии, которые, накапливаясь в воде в большом количестве, также вызывают свечение моря. Наполнив водой со светящимися бактериями двенадцать пробирок, этот ученый читал газету ночью, — так силен был испускаемый бактериями свет.

И если в одной матросской кружке, наполненной водой, было сто пятьдесят миллионов сравнительно крупных ночесветок, то сколько же должно быть мельчайших бактерий в каждой капле воды, чтобы заставить море гореть и искриться бриллиантовой россыпью!

В Каспийском и Азовском морях обнаружено по двадцать пять тысяч бактерий в каждом кубическом сантиметре воды.

Правда, каждая бактерия ничтожно мала. Однако вес одного миллиарда крупных бактерий составит примерно один миллиграмм. А это значит, что общий вес бактерий, населяющих участок моря площадью в один квадратный километр и глубиной всего в десять метров, будет равен уже двум с половиной тоннам. А теперь подумайте над тем, сколько весят бактерии, живущие во всех морях и океанах, которые не только велики, но и глубоки.

Общая площадь морей и океанов — триста шестьдесят один миллион квадратных километров. При равномерном распределении воды по всему земному шару она покрыла бы нашу планету слоем в четыре километра толщиной. Какие несметные армии бактерий и других микроорганизмов могут поместиться во всей этой воде!

«Не один раз, — пишет Тур Хейердал, — люди умирали в море от голода, потому что им не попадались рыбы такой величины, чтобы их можно было бить острогой, ловить сетью или на крючки. В таких случаях нередко бывало, что люди плыли буквально в сильно разбавленной ухе… Если бы вдобавок к крючкам и сетям у них были приспособления для процеживания ухи, среди которой они находились, они могли бы получить питательную гущу — планктон. Когда-нибудь в будущем люди начнут, пожалуй, думать о сборе планктона в море в больших масштабах, как когда-то, давным-давно, им пришла в голову мысль о сборе зерна на земле. От одного зерна пользы нет, но в больших количествах оно становится пищей».

Когда роль планктона в природе стала понятной, ученые пришли к выводу, что подобные мельчайшие существа и должны были одними из первых появиться на Земле.

Этот вывод имел большое значение. Он помог воссоздать картину того, как возникла и развивалась жизнь на нашей планете.

Наука постепенно обогащалась знаниями о законах природы. То, что еще вчера казалось таинственным и непонятным, становилось простым и ясным. Теперь уже никого не могли удовлетворить легенды о том, что весь окружающий мир — все растения, животные и человек — был создан богами.

«Все в мире вечно изменяется», — говорили древние мудрецы.

Но это было смутной, хотя и верной догадкой. А теперь наука открыла законы, лежащие в основе изменений, происходящих в природе.

Раньше люди считали, что поверхность Земли всегда остается неизменной, что горы стоят там, где они стояли «со дня сотворения», реки текут по раз начертанным руслам, а море бьется в одних и тех же берегах.

Потом стало ясным, что лицо нашей планеты медленно, но постоянно изменяется.

Поверхность суши днем нагревается солнцем, а ночью быстро остывает. Под влиянием резкой смены температур даже на самых прочных утесах появляются трещины, дождевая вода размывает и углубляет эти трещины, а ветер и песок изо дня в день обтачивают утесы со всех сторон. Они неутомимо дробят, точат, сверлят, шлифуют даже самые прочные скалы, как бы стремясь превратить неровную поверхность земли в гладкую равнину.

Самые высокие горные хребты разрушаются под напором быстрых горных ручьев и речек. Частицы разрушенных горных пород уносятся ручьями в долины и реки.

Реки, в свою очередь, размывают берега и несут к морю огромное количество песка и глины.

Сантиметр за сантиметром на дне морей образуются слои осадков толщиной в сотни и тысячи метров. Сдавленные громадной тяжестью верхних слоев, нижние уплотняются и превращаются в зависимости от своего состава в различные твердые горные породы: песок становится песчаником, а слои глины — глинистым сланцем.

В течение десятков миллионов лет этих осадков будет так много, что они заполнят отдельные участки моря.

А в морской воде живут разнообразные животные и растения. Они очень быстро размножаются и так же быстро погибают. Часть погибших морских обитателей погружается на дно моря, покрывается сверху песком и глиной. Сюда же вместе с речной водой попадают части наземных растений, остатки и даже целые трупы мелких и крупных животных.

Остатки растений и животных сохраняются в толще песка и глины длительное время. Они постепенно пропитываются солями, растворенными в морской воде, цементируются и становятся твердыми, как камень. С течением времени в пластах морских отложений образуются все новые и новые кладбища живых существ.

Морское дно постепенно поднимается, море отступает, а слои осадочных отложений вместе с окаменевшими остатками животных и растений становятся сушей. Иногда слои собираются в складки, которые поднимаются в виде гор.

Снова проходят тысячелетия. Горы размываются, выветриваются, и на их месте образуется равнина.

Вот почему разрез земной коры всегда имеет слоистый вид, а в отдельных слоях современной суши заключены остатки морских обитателей, животных и растений, живших в давно прошедшие времена.

Слои наносных отложений помогают ученым-геологам узнать о событиях, происшедших на Земле, восстановить историю земной коры. А окаменевшие остатки и отпечатки растений и животных дают возможность ученым-палеонтологам представить себе, как выглядели эти растения и животные.

Было время, когда на месте современной Москвы расстилалось море, а на равнинах теперешней Украины жили обезьяны. Затем значительную часть поверхности Европы и Азии покрыли льды. В это время даже в Крыму жили полярные животные: песцы, северные олени, полярные жаворонки и тундровые куропатки.

А в еще более давние времена на месте вечно движущихся льдов Арктики был материк, покрытый тропическими лесами. В этих лесах также жили тропические животные, но они уже мало походили на современных.

Чем дальше в глубь веков, тем более резко сказывается различие между современными животными и их древними предками. Когда ученые исследовали очень древние пласты земной коры, они нашли там остатки необыкновенных, прямо-таки сказочных животных.

Почему же эти животные исчезли с лица Земли? Ответ на этот вопрос был дан русским ученым. Михаил Васильевич Ломоносов первым высказал мысль, что, когда изменялась поверхность Земли, изменялась и жизнь на ней, что не всегда живые существа были такими, как теперь, а «приняли со временем иной образ».

Изучая ископаемые остатки растений и животных, ученые установили, что все животные и растения, от простейших и до самых высокоорганизованных, представляют собой одну цепь, связанную родством, что изменяется, следовательно, не только мертвая, но и живая природа.

Но что заставляет животных и растения изменяться, постоянно совершенствоваться?

Был найден ответ и на этот вопрос. Чарлз Дарвин, обобщив данные, накопленные наукой, создал теорию развития жизни на Земле и подкрепил эту теорию множеством неопровержимых данных.

Дело в том, что, когда изменяются условия жизни на Земле, неизбежно должны изменяться и растения и животные. Но среди таких изменяющихся организмов происходит постоянный естественный отбор.

Животные и растения, которые стали более слабыми, менее приспособленными к окружающей природе, вымирали. Выживали только те, которые приобрели изменения, улучшившие их приспособленность к условиям жизни.

Так в процессе исторического развития благодаря естественному отбору живые организмы все больше совершенствовались.

На протяжении длительной истории Земли условия жизни изменялись иногда так резко, что целые большие группы растений и животных исчезали, уступая место другим, более совершенным, более приспособленным видам.

Таким образом, Дарвин доказал, что все разнообразные живые существа возникли естественным путем, в процессе очень долгого исторического развития. При этом более сложные существа произошли от более простых.

Сравнивая древних и современных животных и растения и располагая их последовательно, в зависимости от сложности организации, ученые получили как бы лестницу постепенного развития жизни на Земле. На нижних ступеньках этой лестницы были самые простые животные и растения, на верхних — самые сложные.

Для того чтобы мир живых существ стал сложным и разнообразным, потребовалось, конечно, много времени. И времени было достаточно. Ведь по самым скромным подсчетам жизнь на Земле существует не менее одного миллиарда лет.

В очень древних пластах земной коры ученые обнаружили отпечатки многоклеточных водорослей; там же были найдены окаменевшие остатки моллюсков, членистоногих и губок. В горных породах сохранились даже ходы червей, живших пятьсот семьдесят миллионов лет назад.

Чем старше горная порода, тем меньше в ней следов жизни. А в слоях земной коры, возраст которых превышает девятьсот миллионов лет, ни разу еще не удалось обнаружить остатки живых существ. Но зато в этих пластах есть такие вещества, которые и теперь накапливаются в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Это позволяет сделать вывод: в невероятно отдаленные времена на нашей планете уже жили какие-то неведомые нам существа, похожие на современных микробов. Эти микроскопические существа и были первыми обитателями нашей планеты.

И вот тут перед наукой возникла новая проблема. Откуда взялись микробы? А так как они первыми заселили Землю, то это было равнозначно вопросу: как вообще возникла жизнь?

Ответить на этот вопрос было нелегко.

В свое время Луи Пастер неопровержимо, казалось, доказал, что самозарождение микробов невозможно, что каждый микроб может появиться только от другого микроба. В этом заслуга Пастера. Но это не помогло понять, откуда взялся на Земле первый микроб.

Между тем, если не ответить на этот вопрос, придется, пожалуй, рассказывать на новый лад старую религиозную сказку о том, что жизнь на Земле была сотворена богом.

Однако наука не остановилась и перед этой загадкой природы. «Жизнь на Земле, — заявили передовые ученые, — могла возникнуть только естественным путем из неживой материи».

Но значит ли это, что Пастер был неправ? Вовсе не значит: каждый микроб действительно может родиться только от микроба.

Дело в том, что подробное изучение строения и жизни микроорганизмов показало, что они вовсе не так уж просты, как это казалось раньше. Поэтому трудно себе представить, чтобы столь приспособленные к условиям жизни организмы, имеющие сложное строение, могли возникнуть сразу, вдруг, из мертвой материи.

«Представьте себе, — говорил русский академик Сергей Павлович Костычев, — человека, утверждающего, что в результате какой-либо естественной причины, например вулканического извержения, вдруг возникла большая фабрика — с топками, трубами, котлами, машинами, вентиляторами и т. п. Ясно, что такое утверждение было бы воспринято как неуместная и неумная шутка. Однако даже простейший микроорганизм устроен сложнее всякой фабрики. Значит, его случайное возникновение еще менее вероятно».

Но ведь все современные живые существа, в том числе и микробы, возникли в результате длительного развития и совершенствования их предков. Значит, можно предположить, что в давние времена существовали организмы более мелкие и простые, чем самая простая современная бактерия, а много раньше — существа еще более просто организованные… Так, можно представить себе организм, настолько просто устроенный, что он мог возникнуть и непосредственно из веществ неживой материи.

Именно такой точки зрения придерживаются советские ученые. Они считают, что жизнь на Земле зародилась более миллиарда лет назад в результате развития неживой природы.

Советский ученый академик А. И. Опарин нарисовал картину того, как это могло произойти.

Теплые воды древнего океана покрывали молодую Землю. Из моря повсюду поднимались скалистые вершины горных хребтов. Множество действующих вулканов выбрасывали в атмосферу дым, пар и пепел. По склонам вулканов стекали в море потоки расплавленной лавы и ручьи с горячей водой.

Под влиянием морского прибоя, ветров, частых ливней и вулканических взрывов разрушались горные породы. На дне океана уже откладывались первые осадки — песок и глина.

В этот период жизни на Земле не было. Но в воде уже были в растворенном состоянии все те вещества, которые необходимы для построения живых организмов. Вначале это были простейшие соединения углерода с водородом, кислородом и азотом, из которых в теплых водах первобытного океана возникали всё более сложные органические вещества, со все более удивительными свойствами.

Со временем некоторые из этих сложных органических веществ приобрели способность обособляться в воде в виде отдельных капелек, обмениваться с окружающей водной средой различными веществами, увеличиваться в объеме и делиться.

Капельки эти еще не были живыми организмами, но они уже обладали основными признаками жизни: питанием, ростом и размножением. Все эти особенности продолжали совершенствоваться, а внутреннее строение капелек усложнялось.

Потребовалась, быть может, не одна сотня миллионов лет, прежде чем дальнейшее усложнение и совершенствование капелек живого вещества привело к образованию простейших живых организмов.

Первое население нашей планеты не отличалось разнообразием.

Это были простейшие одноклеточные существа, подобные бактериям, мельчайшим водорослям и микроскопическим грибкам.

Приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни, мир живых существ становился все более разнообразным и сложным. Мы пока не знаем, как выглядели первые живые существа, появившиеся на Земле, но уже твердо можно сказать, что микробы — пионеры освоения нашей планеты, самые древние наши предки. Они расселились в морях, на островах и материках и подготовили появление других, более сложных существ.

Но и этим далеко не исчерпывается роль обитателей страны невидимок в истории жизни на Земле.

Оказывается, что если бы не было микробов, то вся многообразная, богатая жизнь в морях и на суше исчезла бы и наша планета вновь превратилась бы в безжизненную, бесплодную пустыню.