Роль и значение атмосферы, в органической жизни земли


Газовая оболочка предохраняет Землю от близкого к абсолютному нулю холода межпланетного пространства; защищает все живое от смертоносных космических лучей, несущихся из глубин Галактики, и от губительного же ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не было спасительной газовой оболочки вокруг Земли, она была бы такой же безводной и безжизненной, как Луна.

Действительно, ни воды, ни жизни не может быть на планете, лишенной газовой оболочки. Следовательно, вся органическая жизнь на земном шаре, во всех ее многообразных формах существования, даже возникновение органических веществ, приведшее в последующем развитии к возникновению живых организмов и к видоизменению самой газовой оболочки, обязана сложнейшим взаимодействиям между лучистой энергией Солнца и воздушным океаном, на самом дне которого развивалась и существует теперь вся органическая жизнь.

Физико-химические свойства нашей атмосферы и процессы распространения и превращения в ней солнечной энергии, включая ее самою, создали в далеком геологическом прошлом условия для возникновения из неживой материи органической жизни и поддерживают ее, способствуя дальнейшим процессам качественных и количественных изменений форм ее существования.

Напомним вкратце, что земная атмосфера почти на 99 процентов состоит из кислорода и азота. Молекулы этих газов занимают ведущее (после углерода) место в составе любых белков или белковых веществ, способ существования которых и является жизнью, как учит Энгельс.

Следовательно, без кислорода и азота, то есть без воздуха, жизнь на Земле невозможна.

Воздух, так же как и вода, — неотъемлемая составная часть каждого живого организма.

Подавляющая масса растений и животных, за редким исключением особых, так называемых анаэробных бактерий, не может существовать без кислорода воздуха, без газообмена. Человек может прожить без пищи более месяца, собака свыше двух месяцев. А продолжительность жизни без дыхания исчисляется немногими минутами. Так эволюционировала сама живая материя, принимавшая те или иные органические формы.

Сложна и многообразна роль воздушного океана для любого наземного организма. Каждое его движение и перемещение, естественно, должны происходить в воздушной среде. Она, с одной стороны, оказывает всем движениям некоторое сопротивление, а с другой — помогает и облегчает очень многим организмам и их зачаткам (семенам и спорам) перемещение на большие расстояния.

И мы увидим дальше на ряде примеров, как вся эволюция растительных и животных организмов совершалась в неразрывном единстве с условиями окружающей их среды и, хотя бы временно, в воздушной среде. Каждый организм строит свое тело из окружающей его среды. В результате организм и необходимые для его жизни условия становятся единством.

Все зеленые растения путем фотосинтеза включают в свой организм и солнечный свет, дошедший до зерен хлорофилла через толщу атмосферы.

Мы увидим что красивое образное выражение — «Рожденный ползать — летать не может» — не всегда приложимо к эволюции органической жизни на планете.

Так же как некогда живые организмы впервые «выползли» из водной стихии, где они зародились, на сушу, так и «ползавшие» по суше в своем постепенном развитии и совершенствовании под воздействием именно воздушной оболочки Земли видоизменялись и через многие миллионы лет простерли наконец свои формирующиеся крылья, чтобы начать завоевывать не только освоенную жизнью воду и землю, но и воздушную стихию.

Между водным и воздушным океанами по отношению к органической жизни существует полная противоположность: на самом дне глубоких океанов, ниже 7—8 километров от их поверхности, органическая жизнь хотя и существует в очень своеобразных формах, но количественно она несоизмеримо беднее, чем в мелководье и особенно у берегов.

В воздушном океане наблюдается совершенно обратное явление: самая обильная и многообразная жизнь органической природы находится именно на самом его дне, то есть на поверхности Земли. Чем выше мы будем подниматься в воздушную среду, тем беднее и малочисленнее живые существа или их зародыши. Мы имеем в виду не столько вздымающиеся ввысь горы, сколько свободную атмосферу.

Основная масса летающих насекомых, птиц, семян растений и т. д. сконцентрирована в приземном слое воздуха, примерно до 100—200 метров от поверхности Земли. Правда, отдельные виды насекомых встречаются на высоте 4—5 километров; хищные птицы поднимаются до 6—7 километров. Но уже в стратосфере живые организмы существовать не могут. Это невозможно не только из-за царящих там низких температур и малого давления, но и из-за космической лучистой энергии, в частности ультрафиолетовых солнечных лучей, убивающих самые стойкие споры грибов и бактерий.

Как вода в океанах поглощает и рассеивает солнечный свет, препятствуя его проникновению в глубину, так и воздушный океан поглощает и преобразует космические и ультрафиолетовые лучи, охраняя от их пагубного действия жизнь на своем дне — Земле.

Нужно сказать несколько слов об условиях жизни организмов в почве. Трудами наших выдающихся ученых — В. В. Докучаева, П. А. Костычева, В. Р. Вильямса, а в наши дни и профессора М. С. Гилярова, изучающего жизнь и развитие самых разнообразных организмов, обитающих в почве, и др., мы знаем, что сама почва является продуктом сложных взаимоотношений между лучистой энергией Солнца, воздушной средой и деятельностью микроорганизмов наряду с другими организмами, поселившимися целиком или частично, как корни растений, в почве.

Но вся почва тоже напитана воздухом — воздушный океан проникает на десятки метров, а иногда и больше под поверхность земных пластов. И подавляющая масса почвообитающих организмов дышит почвенным воздухом, приспособившись к такому типу дыхания.

Итак, мы подчеркиваем, что органическая жизнь на нашей планете возникла, развивалась, видоизменялась и совершенствовалась под непосредственным воздействием, газовой оболочки, окружавшей Землю.

Поэтому абсолютное большинство наземных организмов самым тесным образом связано во всех своих жизненных проявлениях е атмосферным воздухом, являющимся для них в большей или меньшей степени средой обитания.

И если бы вдруг воздушная сфера, в которой обитают и в зависимости от которой развиваются все организмы, исчезла, то они перестали бы существовать, наступила бы смерть, разрушение.

 

* * *

Если самой ранней весной, как только подсохнут проталины, но кое-где еще лежат сугробы, выйти в ясный солнечный день на безжизненную по виду лесную опушку, где растут кусты орешника, или подойти к пруду, над которым склонились ольховые деревья, можно наблюдать очень интересную картину.

Полное безветрие. Тишина. Вдруг из желтой, сильно удлинившейся сережки орешника или ольхи вылетает маленькая, едва заметная желтоватая дымка и рассеивается в воздухе, тихо опускаясь вниз. Это лопнули пыльники мужских цветков, собранные сотнями в сережке, и пыльца разлетелась. Иногда неуловимые нами воздушные течения уносят пыльцу, и она в конце концов может все же попасть на скромные, едва заметные красноватые рыльца невзрачных женских цветков. Произошло оплодотворение. Летом можно будет собирать орехи.

Подобным же образом «пылит» ольха. Пыльца попадает не только на женские цветки своего же куста или дерева в пределах той же кроны. Ветер перебрасывает легчайшую пыльцу сосны за сотни километров и гораздо дальше на другие деревья. Когда цветут сосны, ветер несет от бора тучи желтой пыльцы, оседающей иногда в огромных количествах далеко от сосновых насаждений.

Природа как бы требует перекрестного оплодотворения для развития более устойчивых, лучших, не вырождающихся потомков. Так ветер — движение воздуха — помогает не только размножению очень многих наших древесных пород и других растений, но и улучшению их породных качеств.

Мы знаем большую группу так называемых споровых растений. К ним относятся всем известные папоротники. Их мельчайшие споры, подобно тому как пыльцу у орешника, ольхи или хвойных деревьев, ветер переносит иногда на громадные расстояния.

Однажды экспедиция ботаников, работавших в горных областях экваториальной Африки, нашла на скалах группу неизвестных им папоротников. До тех пор этот новый вид совершенно не был известен на Африканском материке. Оказалось, что это южноамериканский вид, широко там распространенный. Как мог попасть он в неизведанные, не посещавшиеся людьми африканские дебри?

Очевидно, споры его были переброшены воздушными потоками за 4—5 тысяч километров. В этом, как мы увидим дальше, нет ничего невероятного. Известно, что воздушные потоки на этих высотах могут двигаться со скоростью 120—150 километров в час в течение двух-трех суток, почти не меняя своего основного направления. Легкие споры в массе могли быть подняты восходящими воздушными токами на высоту 4—5 тысяч километров и, будучи подхвачены горизонтальными течениями, могли через несколько дней, а может быть и раньше, оказаться над Африкой.

Ветер разносит мириады спор грибов, начиная от комнатных плесневых и общеизвестных округлых дождевиков до лучших съедобных видов, как белые грибы и шампиньоны.

Ветер разносит и семена цветковых растений — в июне, в разгар лета, ежегодно улицы Москвы, как и многих других городов и деревень, покрываются пушистым, не тающим «снегом». Он иногда в массах летает в воздухе, проникает через окна и двери в комнаты, попадает в нос и глаза.

Это обсеменяются женские деревья тополей. Не у всех ветроопыляемых растений и мужские и женские цветки находятся на одних и тех же деревьях, как у орешника и ольхи. Среди них есть так называемые двудомные, или раздельнополые. К ним принадлежат тополя и осины. Ранней весной ветер переносит пыльцу с мужских деревьев на женские, вызывая их оплодотворение, а летом он далеко разносит пушистые семена, способствуя расселению этих видов деревьев.

Так неподвижные, прочно укоренившиеся организмы получают возможность перебрасывать свое потомство на сотни километров.

Можно было бы привести множество подобных примеров и из травянистой растительности. Вспомним наш обычный желтый одуванчик. Отцветая, он превращается в прекрасный ажурный шарик, образованный множеством замечательных парашютиков, которые удерживаются до поры до времени семянками на материнском растении.

Но вот семена созрели. Ветер слегка качнул высоко вытянувшийся к этому времени стебелек одуванчика — и десятки белых парашютов понесли семена в воздушную посевную кампанию.

Так же распространяют свои семена наши первые весенние цветы — мать-и-мачеха, а летом злостные сорняки полей — осот и бодяк, красивый лиловый иван-чай, обитатель лесных порубок и мало удобных для других растений склонов и кустарниковых зарослей.

Приведем еще один из многих подобных примеров, в котором воздушные течения играют основную роль в расселении растений. Есть такое растение перекати-поле, или курай. Оно оригинальнейшим образом приспособлено для того, чтобы путешествовать на далекие расстояния по степям и во время этого путешествия рассеивать понемногу свои семена.

Ко времени созревания семян у курая клетки ткани около основания стебля начинают отмирать, и стебелек легко переламывается, подобно тому как легко отпадает осенью от ветки желтеющий лист. Ветви перекати-поля образуют округлую форму, и такие отмершие, но еще не обсеменившиеся шары, гонимые ветром, катятся десятки километров даже тогда, когда зима покроет степные просторы снежной пеленой.

В песчаных пустынях среди безбрежных барханов произрастает несколько видов кустарников, приспособившихся к условиям этих пустынь. У них своеобразные семена. Маленькое семя окружено ажурным сплетением твердых коричневых выростов. Получается легкий шарик размером с крупную вишню. И такие «перекати-пустыню» шарики-семена ветры гонят за сотни километров через барханы, пока не остановит их бег какое-нибудь препятствие, чаще всего другие растения, среди которых и прорастают остановившиеся семена.

Приведенные примеры говорят об исключительной роли воздушного океана в жизни и распространении громадного количества растений. Но была бы слишком узкой оценка роли воздуха только как механического переносчика пыльцы и семян.

Воздушный океан снабжает растительный мир необходимейшей ему влагой, а без воды немыслима органическая жизнь вообще. Все организмы состоят и из воды; при недостаче ее замедляется рост и развитие растений и животных.

А водой снабжает все материки воздух.

В других главах книги говорилось о том, как тепловая энергия солнечных лучей совершает через посредство атмосферы постоянный круговорот воды, поднимая с поверхности океанов, морей, озер, рек и с самой суши ежегодно многие тысячи кубических километров воды. Воздух принимает в себя ее пары, поднимает их до пределов тропосферы, забрасывает за высочайшие горные пики и несет в выжженные пустыни, давая и там возможность развиваться органической жизни.

Нужно побывать в пустынях, чтобы наглядно представить себе совершенно исключительную роль воздушного океана в жизни этих скудных областей земного шара. Автору довелось побывать в американских пустынях Аризоны и Калифорнии, в нагорных пустынях Мексики, в пустынях западной и южной Азии. Скупы и суровы они во время засух. Почва и грунт раскаляются до 82—85 градусов. Знойный воздух иссушает все. Мучит жажда. На запыленных колючих кустах не видно зеленого листика: они не имеют зимнего листопада, а только летний, обусловленный засухой. Некоторые низкорослые растения сжались в плотные буроватые комочки. Не видно ни ящериц, ни насекомых — все живое притаилось в укромных убежищах.

«В пустыне чахлой и скупой, на почве зноем раскаленной...» все кажется мертвым, безжизненным.

Но вот воздушные потоки, рожденные воздействием солнечной радиации на газовую оболочку Земли, начинают менять свои направления и приносят, скажем для примера, в индийские или аравийские пустыни обильные муссонные дожди.

Пустыни буквально преображаются. С изумительной быстротой появляется свежая зелень однолетников, семена которых лежали в сухой почве. Расцветают душистые цветы. Колючие кусты и деревья покрываются свежей листвой или, до ее появления,— ароматными цветами. Повсюду суетятся насекомые, летают яркие бабочки.

Воздушные течения принесли влагу и возродили активную жизнь в пустынях. Но как только кончают дуть муссоны, перестанут идти дожди, пустыни снова выгорают, и в них едва теплится скудная жизнь наиболее стойких, приспособившихся к сухости и зною организмов.

В тех областях земного шара, куда более постоянные ветры несут влагу с океанов, пышно разрастаются экваториальные леса — джунгли, в которых круглый год кипит самая многообразная жизнь, не знающая перерывов, вызываемых засухами. Обусловил эту пышную и обильную жизнь все тот же воздушный океан своими могучими потоками, проносящимися над морем и над сушей.

На этом не кончается огромная роль, которую играет воздух в жизни живых организмов и особенно растений Велико его значение и как источника питания, но об этом вы прочтете в других главах.

 

* * *

Не меньшую роль воздушная стихия играет и в жизни животных, начиная от громадных кондоров и кончая маленькими паучками и едва заметными мошками и москитами.

Пытливый ум человека, читающего «летописи земли и воды» — отложившиеся некогда осадочные породы, лежащие сейчас на больших глубинах, обнаружил там отпечатки и останки древнейших первоптиц — зубастых хищных ящеров, приобретших в процессе эволюции крылья.

В черной глине, встречающейся прослойками среди пластов каменного угля, хорошо сохранились отпечатки крыльев гигантских стрекоз, почти в метр величиной, древних тараканов и многих других крылатых насекомых. Следовательно, уже сотни миллионов лет назад воздушная сфера, как среда обитания животных, влияла на их эволюцию, заставляла организмы изменяться под воздействием на них условий существования в газовом покрове земного шара.

Поэтому. сейчас мы наблюдаем такое множество своеобразных приспособлений в самом устройстве тела и в поведении тысяч видов живых существ, которые в прошлом казались людям сверхъестественным чудом, совершенным богом. Только божественным провидением могли быть созданы быстрокрылые птицы и все другие твари, говорили служители религиозного культа и идеалисты.

Мы же теперь знаем, что и птицы в воздухе появились в результате длившейся миллионы лет эволюции — приспособления наземных животных к новым для них условиям существования в воздушной стихии.

Как легок скелет птицы, как идеально приспособлены ее крылья к передвижению в воздушной среде! Как замечательно уменье орла парить с распростертыми в вышине, кажущимися неподвижными крыльями, или коршуна, когда он высматривает на земле свою добычу! Он то замрет, то быстро машет крыльями, то не сдвигается ни на сантиметр — и вдруг падает камнем вниз, хватает свою жертву и снова взмывает в воздушный океан.

Глядя на них, мы вправе сказать образно: «Птиц сделал воздух».

По далеким воздушным путям совершают перелеты мириады птиц. С берегов Нила, от пальмовых лесов Шатт-Эль-Араба, или с южных берегов Каспийского моря, где лебеди, гуси, утки, чайки, журавли и тысячи других пернатых проводят зимние месяцы, ранней весной пускаются они в далекие северные края. Мы говорим, видя первых грачей, ходящих по намокшим зимним дорогам: «Прилетели вестники весны».