Кроме того, выяснился и еще более поразительный факт, касающийся геохимических функций в биосфере. Как уже говорилось, в течение геологической истории эти функции оказались более устойчивыми, чем сами виды организмов. Виды исчезают, но функция – нет, ее подхватывают другие. И когда Вернадский собрал все факты, оказалось, что бактерии из девяти функций, которые он насчитывал в биосфере, выполняли восемь. Так он писал в статье “Начало жизни и эволюция видов”. (Вернадский, 1994, с.445 – 450). Но затем выяснил, что функции могут быть сведены к пяти группам, что отразил в обобщающей последней своей большой работе “Химическое строение биосферы Земли и ее окружения”. (Вернадский, 1987, с. 222). И все пять успешно выполняются микроорганизмами.
Биогеохимическая роль бактерий в самостоятельном поддержании функций означала ни много ни мало, что органический мир не мог постепенно усложняться, говорит Вернадский, сложиться из неживых реакций. Эволюционный процесс мог идти только внутри биосферы. С самого начала биосфера должна была быть целостной, даже если состояла из одних бактерий. “Возможность полного осуществления всех геохимических функций организмов в биосфере одноклеточными организмами делает вероятным, что таково было первое появление жизни... Таким образом первое появление жизни при создании биосферы должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организма, а в виде их совокупности, отвечающей геохимическим функциям жизни. Должны были сразу появиться биоценозы”. (Вернадский, 1994А, с. 459).
Необходимость существования постоянного совместного экологического комплекса, а не медленное постепенное усложнение жизни, как кажется всем, кто мало знаком с учением о биосфере, и ставит под сомнение главную господствующую схему о происхождении жизни на Земле. Жизнь всегда существует в виде сообщества, в виде ценозов, а следовательно, в виде сфер, охватывающих земной в данном случае шар, а не в виде некоего становящегося на ноги и развивающегося “древа жизни” на мертвой планете. Геохимические функции жизни есть такие же законы ее существования, как и законы размножения и как законы механики. Поэтому чтобы движение состоялось, как и в случае механического перемещения, необходимы как минимум три тела. В естественных условиях одна функция должна поддерживать другую, быть ей противоположной, иначе жизнь задохнется в собственных отходах. (43).
Таким образом, тот факт, что биосфера может состоять из одних бактерий, указывает на то, что, по всей видимости, она из них и состояла, а другие, многоклеточные организмы внедрились в сообщество, уже процветавшее на Земле. И железная устойчивость геохимических функций, существующая на Земле миллиарды лет без особых изменений, указывает на мощность этой первичной, назовем ее так, фундаментальной биосферы, поскольку именно хемолитотрофы их и поддерживают.
За последние полвека удивительные способности литотрофов открывалась учеными следующего поколения множество раз и ныне оказалось, что обнаружены целые континенты, гигантские невидимые миры хемосинтезирующих организмов, миры, не укладывающиеся в обычные биологические представления, которые все насквозь пронизаны идеей эволюции. Как и указывал Вернадский, стоит обратить внимание на то, что эти организмы не эволюционирующие и, следовательно, не умирающие. Они длятся в течение несметного количества лет, размножаясь с гигантской скоростью, стандарты смены поколений которой Вернадский и принимал за единицу биологического времени. Причем, как теперь выяснилось, отсутствие эволюции данных организмов с лихвой восполняется разнообразием возможностей экологического поведения литотрофов.
Это доказал один из ведущих наших микробиологов, заведующий отделом микробных сообществ Института микробиологии Академии наук академик Г.А. Заварзин. В своих исследованиях он придает большое значение тому основному методу, который открыл С.Н. Виноградский, а именно методу элективных (избирательных) культур. Метод эффективный, и более того, исключительно показательный, наталкивающий на общую идею. В работе с бактериями Сергей Виноградский материализовал принцип отбора Дарвина. Он сначала находит питательный субстрат, а организм появляется сам, обязательно находится, а затем ученый выделяет его культуру. Таким образом, утверждает Г.А. Заварзин, открытие Виноградского и явилось следствием нового, имеющего принципиальное значение для микробиологии подхода элективности: сначала надо представить себе экологическую нишу, в которой может жить организм, представить себе способ питания его, а затем он обнаружится, разумеется, при достаточной технике и навыках работы с культурами. Таким способом, Сергей Виноградский сделал свои принципиальные открытия уже не в чистой микробиологии, а на границе ее с экологией, то есть в той же сфере, что и Вернадский, в области раздела сред. (Виноградский, 1952; Заварзин, 1986, № 2, с. 71 - 85). И явилось, в сущности, не открытие организма, а целого набора новых наук, прежде всего экологической микробиологии.
Метод элективных культур привел к впечатляющим результатам в исследовании хемосинтезирующих организмов. Оказалось, говорит Г.А. Заварзин, что если представить себе на основании знания минералогии, что в данном месте имеется некоторое количество энергии, которое можно извлечь биологическим путем с помощью окислительно-восстановительной реакции, значит в данном месте может быть какой-то организм, который этим и занимается. Выходит, мы вначале можем логически определить набор диагнозов, возможностей, содержащихся в данном геоценозе для микроскопических организмов. Ученый подсчитал, что насчитывается 378 признаков или возможностей для 13 групп организмов. Всевозможные перестановки из этого количества признаков и групп дают уже “логическое поле возможностей”, насчитывающее 2 с половиной миллиона экологических ниш, если исключить логически несовместимые. И в каждом “узле”, точке пересечения признаков организма со способами его питания должен находится вид микроорганизмов. Новые открытые их виды попадают в эту сеть пространства “логических возможностей”. (Заварзин, 1974). Выходит, то представление об эволюции, которое мы воспринимаем в школе и привычно культивируем всю жизнь, существенно, наполовину неполно. Хемосинтетики дополняют весь мир живого до целого. И во всем противоречат большим организмам.
При удивительной морфологической бедности, внешней одинаковости этих организмов они поразительно разнообразны в питании, как мы видели, у них 2, 5 миллиона возможностей. При переходе к многоклеточным организмам совсем наоборот: растет морфологическое разнообразие, но сужается пространство логических возможностей. Эволюция движется путем закрытия экологических ниш, как бы понуждая организмы к физиологическим изобретениям вплоть до развития головного мозга, или цефализации. (Нет, недаром Бергсон назвал свой главный труд “Творческая эволюция”!). Таким образом, с точки зрения экологии микроорганизмов увеличение физиологического богатства организмов обесценивается вырождением “пространства логических возможностей” или обеднения экологического их поведения, и наоборот, видовая бедность компенсируется богатством пищевого присвоения. Проигрываем в силе – выигрываем в расстоянии. 2,5 миллиона экологических ниш “обмениваются” на 2,5 миллиона видов, насчитываемых в современной систематике.
Вот почему так опередивший свое время Вернадский остался непонятен со своим непривычным выражением “монолит жизни”, с помощью которого он пытался выразить мысль о прочном единстве жизни. Неоднократно он указывал на недостаточность представления об изменчивости, и считал неизмеримо более важным для себя продолжить поиски старых натуралистов и настойчиво выяснять пределы сохранения жизни, устойчивость поля жизни, которые нельзя понять на путях биологических, физиологических закономерностей, а только рассматривая организм в единстве со средой, которая является произведением биоты. Эволюция внешне заключается не только в наращивании физиологических изменений, а смысл ее в решении задачи: как при изменениях обеспечить прежнюю устойчивость жизни. Существенны невидимые нити, ткущие совсем иной тип эволюции, о котором он впервые догадался: изменение всего поля жизни вместе со своей внешней средой, эволюция всей геологической оболочки. Представление о недавнем возникновении жизни из инертной материи с этой точки зрения не имеет никаких аргументов в свою защиту, оно попросту ненаучно. Весь огромный земной шар, все его оболочки, атмосфера, гидро- и литосфера и далее – гранитная, базальтовая и другие слои есть минеральное тело жизни, скелет биосферы. (44). Литотрофные, то есть питающиеся минералами хемосинтетические сообщества организмов, сопряженные с другими сообществами, о существовании которых во времена Дарвина ничего не знали, располагаются в каждом логическом узелке – энергетическом центре биосферы. Все газы, все минералы, все растворы, все более или менее сложные образования биосферы есть произведения ЖВ.