Природа. Человек. Закон

Иванов Валентин Дмитриевич

Но уровень концентрации кислорода — только один из лимитирующих факторов. Не менее, по-видимому, важно и его, и других составляющих воздух компонентов биогенное происхождение. В одном из экспериментов люди находились в кабине в дискомфортных условиях: температура повышенная, постоянный шум на пределе человеческой выносливости, небольшие дозы радиации. Но пока в кабину подавали свежий земной воздух, испытатели чувствовали себя неплохо. А как только подача свежего воздуха прекратилась, то, хотя, по всем расчетам, в кабине сохранялось вполне достаточное его количество для дыхания находящихся в ней людей и дискомфортные условия были исключены, испытатели почувствовали себя значительно хуже. Все жаловались на вялость, снижение тонуса и работоспособности. Этот лее феномен был отмечен и несколько раньше, в конце 50-х годов, когда с целью создать оптимальные условия для работы точного оборудования, в том числе текстильных и трикотажных

производств, начали увлекаться созданием промышленных зданий без окон. Мощные кондиционеры производили, казалось бы, идеальные условия и для технологического оборудования, и для людей — ни пылинки в воздухе, постоянный уровень тепла и влажности, никаких сквозняков, — но люди в этих идеальных условиях болели значительно чаще, а производительность их труда была гораздо ниже, чем на обычных фабриках и заводах со всеми их неудобствами и сквозняками. Тогда это посчитали следствием клаустрофобии (боязнь закрытых пространств (прим. ред.).) и прочих чисто психологических факторов или накоплением выдыхаемой окиси углерода. Предкосмические исследования и эксперименты показали, что это не так.

Психологические факторы были исключены, поскольку испытуемым не сообщалось ни целей эксперимента, ни время и факт выключения притока свежего воздуха. Они только отмечали свое состояние и его изменение в дневниках. Виною тому и окись углерода быть не могла — приборы отмечали нормальную концентрацию углекислоты на уровне дыхания испытателей. Причиной снижения жизненного тонуса и работоспособности людей, как выяснилось, были многие, не очень пока еще известные (и известные тоже), газообразные выделения, которые выдыхаются и испаряются человеческим организмом в процессе жизнедеятельности, и в неменьшей мере отсутствие постоянного поступления в воздух кабины тех неуловимых, пока еще неведомых частиц веществ, которые выделяются в воздух растениями, животными, почвой и которые, как это показал задолго до того академик Н. Г. Холодный, назвавший эти частицы «атмо-витаминами», совершенно необходимы для нормального существования живых существ вообще и человека в частности.

Такие удивительные свойства естественного воздуха можно объяснить гораздо короче: тем, что он биогеиен — происходит или переработан в процессе жизнедеятельности растений и животных.

Атмосфера, как мы уже говорили, обязана своим существованием (во всяком случае в нынешнем своем составе) и стабильностью живому веществу.

На заре своего зарождения Жизнь вполне серьезно и основательно ставила перед собой знаменитый гамлетовский вопрос, интерпретировав его так: «бродить или не бродить?» И если бы Жизнь решила, что ей больше всего подходит существование, которое выражается формулой «жизнь для жизни», она скорее всего сказала бы «бродить»! Ибо реакция брожения проста и не требует особых затрат энергии. Полеживай себе да пухни как на дрожжах — кстати, именно дрожжи и некоторые другие существа выбрали себе именно эту простейшую форму. Но то, что просто, не всегда гениально. Чаще всего простота и непритязательность — неумение, нежелание или невозможность развиваться. А это всегда приводит в тупик. Брожение означало расширение по горизонтали, захвата и переработки все новых и новых порций пищи, какая бы она ни была, деление на все новые и новые, как две капли воды друг на друга похожие существа, а на самом деле все те же самые, что и первая, давшая жизнь всему этому месиву, клетки.

В конечном счете — все на свете кончено. Иссякли бы, сколько бы их там ни было, все питательные вещества, пригодные для ленивой, неактивной жизни. И Жизнь на Земле пришла бы к концу.

И когда Жизнь увидела эту пропасть, то ужаснулась. Она поняла, что жить бесконечно можно лишь на основе творческого созидания, что лишь активное существование позволит ей развиваться настолько, что она сможет не только потреблять исчезающий неумолимо с каждым ее поколением продукт, но и воссоздавать его вновь и вновь, и так до бесконечности.

Неизвестно, существовала ли эта дилемма на самом деле или живое вещество начало сразу же использовать оба пути. Зато известно достаточно хорошо, что первожизнь развивалась в анаэробных, бескислородных, условиях и перерабатывала метан, углекислоту, цианистые соединения и прочие ядовитейшие для нынешних живых существ газы первобытной атмосферы в азот и кислород — основные составляющие нашего воздуха и основу живого вещества. Ибо входят они непременной частью в обязательный состав каждой из 22 аминокислот, образующих белки наряду с углеродом и водородом.

Можно с полным правом сказать, что живое вещество с первых же моментов своего существования начало активно преобразовывать окружающую среду для того, чтобы обеспечить беспредельный простор для своего не только размножения, но и главным образом развития, усложнения — того, что мы называем прогрессом. И так это

ловко у него получилось, что в конечном счете образовался совершенно уникальный, именно тот единственный, какой нужен для развития жизни в бесконечных вариантах в беспредельные времена, постоянно потребляемый живыми существами и ими же возобновляемый состав воздуха. И самое удивительное заключается в том, что без этого, созданного сотни миллионов лет назад живыми организмами — как мы уже знаем, это были сине-зеленые водоросли — состава земной атмосферы нынешняя жизнь не смогла бы развиваться так вольготно, а без нынешней жизни, главным образом растительной, этот состав, в свою очередь, тоже существовать бы не смог. В сущности — атмосфера, как, впрочем, и почва, это тот дом, который построила для себя на Земле Жизнь. И не только построила, но и, как заботливый хозяин, постоянно поддерживает в том великолепном состоянии, какой был снову. И если бы живое исчезло вдруг с лица Земли, ее лик сделался бы совершенно иным: почва пропала бы вовсе, а воздух совершенно изменил бы свой уникальный состав.

И если людям, осваивая новую планету, придется создавать искусственно атмосферу, то ничего лучшего для нормального существования и развития жизни, чем нынешний состав воздуха, придумать они не смогут. Не только потому, что живые существа привыкли, приспособились к этой смеси, но прежде всего оттого, что более эффективного соединения самых необходимейших для жизни газов создать невозможно.

По самому своему существу кислород — очень активное вещество. Он в своем свободном состоянии стремится вступать в соединения практически со всеми другими веществами. Даже неприступное золото в конце концов уступает его настойчивому стремлению. Потому-то и выбран он живым веществом в качестве главного сообщника для извлечения энергии из питательных веществ. Но не только поэтому. Еще и из-за того, что для организма реакция окисления энергетически гораздо выгоднее, нежели реакция восстановления одного и того же количества одного и того же вещества. Так, аэробные организмы из одного моля глюкозы при помощи кислорода добывают 686 килокалорий тепла, а анаэробы, скажем, при брожении используя процесс восстановления — отщепления от той же глюкозы водорода, — всего только 50 ккал. Именно такой 14-кратный энергетический выигрыш и позволил аэробам быстрее и свободнее двигаться в поисках жизненного пространства и более питательной пищи, она, в свою очередь, увеличивала запасы жизненной энергии, которая теперь уже не полностью расходовалась на первостепенные жизненные процессы — поиски питания, поддержания равновесных отношений со средой, размножения и т. п., — но и накапливалась в организме. Избыток энергии, как известно, всегда ищет выхода. И аэробы расходуют его на внеутилитарный поиск — то, что можно назвать игрой. В процессе игры приобретаются новые навыки, происходит обучение и осуществляется познание совершенно иных (по отношению к необходимым первостепенным) обстоятельств и сведений. Эти познания (не обязательно на уровне сознания) наследуются потомством от родителей, увеличиваются, накапливаясь от поколения к поколению, и таким образом идет то вертикальное развитие живого вещества, которое практически недостижимо для анаэробных организмов.

Причем наиболее энергетически выгодно потреблять именно атмосферный кислород. «Водная среда неблагоприятна для существования организмов с высокой интенсивностью окислительных процессов. Какой бы степени совершенства ни достигал орган водного дыхания, он не смог бы обеспечить развития высших форм жизни, которым свойственно постоянство температуры тела за счет интенсивного обмена веществ», — пишет доктор медицинских наук Н. А. Агаджнян в книге «Человек и биосфера» (Агаджнян Н. А. Человек и биосфера. М., 1986, с. 23.).

Почему? Вот простое объяснение. Если в 1 литре воды растворено не более 10 см³ кислорода, то в атмосферном воздухе его содержится 210 см³ на 1 литр.

Человек при усиленной мышечной работе может потреблять до 6 литров кислорода в минуту. Для этого через его легкие должно пройти около 120 литров воздуха, а в разреженной атмосфере еще больше. Если бы существовал аналогичный организм с водным дыханием, то через его жабры должно было бы пройти до 2 тысяч литров воды, и это — в одну минуту!

Ну как тут еще раз не поклониться, не поблагодарить все ту же сине-зеленую за то, что она с такой точностью выбрала и наиболее активный из газов и насытила им атмосферу именно в том количестве и соотношении к остальным газам (как мы увидим, также выбранных не случайно, а со знанием того, что именно понадобится «как воздух» ее потомкам), какое необходимо для наиболее полного развития с наименьшими энергетическими затратами живых организмов! И, согласитесь, невозможно себе представить, что точность эта произошла случайно и организмы только использовали, приспособились к этой случайности.