ВЕТВЯЩАЯСЯ БИОСФЕРА (albercul) wrote,
ВЕТВЯЩАЯСЯ БИОСФЕРА
albercul

39. Морфологическая закономерность эволюции

Биологический дендро-морфогенез
Начало: (38)

вб-бренд
Ветвящаяся биосфера

2. Крутой поворот в эволюции биосферы:
укоренение жизни
в континентальной коре выветривания


После того, как были решены основные проблемы наружного и внутреннего обустройства гетеротрофного организма, на арену глобальной эволюции выходит, наконец, зеленое дерево-автотроф (с которым у нас, собственно, и связано изначально стереотипное представление о дереве как таковом). Приблизительно в середине палеозоя биологическое ветвление начинает распространяться на континентальную кору выветривания и по мере интенсификации и генерализации этого процесса становится в биосфере организующим и системообразующим фактором глобального, поверхностно-планетарного масштаба. Именно здесь, на суше (в твердом минеральном субстрате), воплотившись в высшее растение, дерево с колоссальным размахом реализовало свои могучие потенциальные возможности. Ничто так не украсило, не облагородило, не преобразило Землю за всю историю ее существования, как зеленое дерево, которое в дальнейшей судьбе биосферы стало главным ее приобретением.

вб2-эволюция

Вполне могло случиться так, что в силуре (а это порядка 400 млн. лет назад) морские многоклеточные водоросли, державшиеся своим разветвленным основанием за прибрежный субстрат, оказались в силу определенных причин наземными растениями-амфибиями. Физиологически они оставались поначалу водно-воздушными. В этих новых, двойных и противоречивых условиях возникла тенденция к перестройке внутренней и наружной организации, формированию осевого органа растения. Резко выраженная полярность, т.е. противоположение испаряющей части растения и части всасывающей (чего, понятно, не могло быть в первоначальных подводных условиях) явилась мощным импульсом к постепенному превращению его основания в настоящие подземные корни. Поиск воды (а вместе с ней и совершенно необходимой для всякой жизни минеральной пищи) стимулировал его дальнейшее разветвление, удлинение и истончение периферийных терминалов, что облегчало проникновение растительного организма в глубину земного субстрата, как и распространение в горизонтальных направлениях, с целью его максимального охвата. Определившийся затем гидро-, хемо- и геотропизм окончательно закрепил такую тенденцию.

вб2-псилофиты

Оказались ли морские водоросли (а может, водоросли внутренних водоемов) на суше вследствие поднятия дна или же сами постепенно заселяли прибрежные участки в приливно-отливной зоне, случилось ли это несколько раньше или же несколько позже предполагаемых сроков (ориентировочно, судя по данным палеонтологии, в середине палеозоя), шел ли этот процесс несколько быстрее или же несколько медленнее, наконец, с какой систематической группой водорослей (бурыми или зелеными) связывать его, - мы достоверно не знаем. Все это – несомненно, важные для науки (и отнюдь не простые) вопросы, относящиеся к компетенции филогенетиков, морфологов и палеоботаников. Их разногласия, однако, не затрагивают существа рассматриваемой здесь проблемы и могут быть без ущерба для нее опущены (даже если даже допустить, что эволюция высших растений исходно была связана не с океаном, а зарождалась в водорослевом населении суши). Нам важен здесь конечный результат процесса, а он совершенно очевиден: континентальная кора выветривания оказались на определенном историческом этапе во власти биологического дендро-морфогенеза.

вб2-выход на сушу


вб2-происхождение1

вб2-происхождение


вб2-происхождение2

В поисках воды и минерального питания дерево (я употребляю это слово не в узко ботаническом, а в общебиологическом и даже математическом смысле, имея в виду, что и любое травянистое растение с его побегами и корнями - в принципе тоже дерево) активно внедряется в субстрат (порой совершенно твердый и монолитный), выискивая в нем малейшие трещины. Разъедает, измельчает и разрыхляет его изнутри своим крайне агрессивным в биохимическом отношении живым веществом и всасывает найденные и рассеянные в нем биогенные элементы, перемещая их вверх, против силы тяжести по системе проводящих каналов. Добытые таким путем рассеянные в горной породе, либо изначально заключенные в каменную оболочку жизненно необходимые минералы (калий, фосфор, кальций, магний и другие, включая микроэлементы) идут на построение собственной живой плоти, а затем по мере ее старения и разрушения различными гетеротрофами (животными, грибами и микроорганизмами) возвращаются в землю. Здесь их поджидает серьёзное (с точки зрения континентальной жизни) испытание: перейдя в растворимое состояние, они могут вымываться и выноситься в гидрографическую сеть, и далее - в океан поверхностными и грунтовыми водами. Однако продолжающие жизнь деревья, особенно их многочисленное потомство, перехватывают поток ускользающих биогенных элементов и вновь направляют его вверх.

Но это, как говорится, только половина дела. В своем неодолимом стремлении максимально развить поверхность контакта с субстратом дерево максимально ветвится и вытягивается своими терминалами так, что они прогрессивно истончаются к периферии и все больше приближаются по своим метрическим параметрам к нитям, распространяясь вглубь и вширь и во все другие стороны. В результате биологический дендро-морфогенез попутно становится еще и фактором текстилизации    поверхностного слоя изначально подвижной континентальной коры выветривания без каких-либо дополнительных материальных и энергетических затрат. А это очень важно. Переплетенный биогенными нитями (задернённый) субстрат теперь стабилизирован и надежно защищен от разрушительных геологических процессов, связанных с воздушными и водными потоками.

В этих условиях в коре выветривания начался по существу системогенез глобального поверхностно-планетарного масштаба. Ситуация в биосфере стала стремительно меняться в сторону прогресса. Континентальные деревья начали обогащать поверхностный слой коры выветривания элементами плодородия, выкачивая их из нижних горизонтов и концентрируя в верхних. Со своей стороны обогащенный субстрат открывал все большие возможности для интенсивного размножения деревьев. Последние в столь благоприятной обстановке получили возможность биологически эволюционировать (от примитивных риниофитов до высших цветковых растений). Они становились все более сухопутными, способными уже к активной экспансии за пределы своих первичных резерваций и поселению в местах, еще не затронутых почвообразующим дендро-морфогенезом со всеми вытекающими отсюда последствиями. Причина (дерево) и следствие (среда обитания) взаимно переплелись. Они с нарастающей быстротой и силой стали обусловливать и стимулировать друг друга, попеременно меняясь значением.

вб2-горные леса


вб2-тропический лес

вб2-степь


вб2-степь1

Интегральная мощность этого двуединого механизма, если иметь в виду всю планетарную совокупность континентальных деревьев, достигает колоссальных, поистине геологических масштабов. В результате его длительного (в ряду бесчисленных поколений) функционирования и происходит то, что мы называем биологической аккумуляцией. Малопригодная для жизни или же вовсе бесплодная горная порода с течением времени преобразуется и обособляется (даже на достаточно крутых горных склонах) в плодородное органо-минеральное тело, биокосную систему - континентальный почвенный покров. От него, от этого планетарного «детского места» теперь стали питаться и полностью зависеть не только все материковые (биогеоценотические), но в конечном итоге - и океанические формы жизни. Открылись беспрецедентные возможности экологического сосуществования для многообразных форм жизни (особенно гетеротрофных, причем не только микроскопических) как в самой почве, так и в кронах зеленых деревьев, а также под их тенистой сенью.

вб2-почвенный горизонт

вб2-растения в почве

В биосфере произошел революционный взрыв (разумеется, в масштабах геологической шкалы времени). Континентальная жизнь после длительного и монотонного периода стагнации, связанного с господством микроорганизмов, стала развиваться опережающими темпами в сравнении с океанической. На многие порядки возросла масса живого вещества. Центр биосферы переместился из океана на материковую часть планеты. Общее направление прогресса эволюции биосферы стало характеризоваться стремительным возрастанием аккумуляции энергии, увеличением сложности и упорядоченности биологической организации, ростом негэнтропии, уменьшением информационной и термодинамической энтропии, возрастанием способности наземных экосистем к саморегуляции.

Более того, на Земле сложился неведомый ранее глобальный водорегулирующий механизм. Континентальная гидрографическая сеть стала организованной и стабильной. Коренным образом изменились характер поверхностного стока, выветривания и осадконакопления, поскольку покрытая текстилизированным почвенно-элювиальным чехлом, кора выветривания оказалась защищенной от интенсивного и ускоренного разрушения. Изменился весь лик Земли, который в прошлом имел редуцированный и примитивный характер. Вся история биосферы разделилась тем самым на два периода – до и после укоренения жизни в континентальной коре выветривания.

Несомненная заслуга В.И. Вернадского состояла в том, что он как геохимик, абстрагировавшись от традиционного для биологов дискретного (организменного, таксономического) понимания жизни, ввел в науку (вернее будет сказать, наполнил новым конкретным содержанием) понятие «живого вещества», как бы противопоставив живую материю минеральной горной породе. Однако, как это теперь отчетливо видится, он все-таки излишне абсолютизировал геологическое значение обезличенного живого вещества (то есть его содержательной части, принимая во внимание лишь общую массу вещества, заключенную в ней энергию и биохимическую активность), безотносительно к его конкретной структурной составляющей. Это представление, ставшее уже классическим, нуждается ныне в коррективах. Биологический дендро-морфогенез являет собой активную и даже определяющую роль формы, структуры, приобретя которую, содержание (живое вещество) реализует себя наиболее эффективным образом, причем не только на уровне индивидуального организма, биоценоза, экосистемы, но и на уровне биосферы в целом.

Tags: биологическая аккумуляция, выход растений на сушу, кора выветривания, текстилизация коры выветривания
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 44 comments