Основываясь на этом частном случае нарушений кристаллической симметрии, Пастер и назвал это явление диссимметрией.
В биосфере такие свойства наблюдаются только в организмах и отражаются в уменьшенном виде в некоторых органогенных минералах. В прочем косном веществе биосферы их нет. Неизвестны они и в других земных оболочках.
32. Эмпирически в биосфере можно различить две, вернее три разных материальных среды, три состояния отвечающего ей пространства. Пространство, занятое биосферой, представляется разнородным: во‑первых, пространство живого вещества с резко выраженной правизной или левизной, характерной и определенной в пределах вида организмов или другой их морфы. Один из антиподов преобладает; рацемические разности тел редки, а вероятнее, не существуют. По-видимому, в пределах морф индивидуально существуют всегда оба антипода – но в резко разном количестве.
Все живые организмы отвечают такому пространству. В сгущениях жизни в биосфере, например, в планктонной пленке оно преобладает (или жизнь делает это свойство пространства особенно видным). Другое состояние пространства отвечает некоторым органогенным минералам, минералам углеродистым, всегда являющимся продуктами жизни: нефтям, углям, асфальтам, гумусам. В них разделены антиподы и это выражается в том, что в природных физико-химических процессах ход реакций вправо и влево различен, как это может быть выявлено, например, на фигурах разъедания этими телами сторонних жизни природных кристаллов, обладающих центром или плоскостью симметрии. В биосфере нам неизвестны раздельно собранные антиподы, правые или левые, которые образовались бы вне участия жизни. Они разделены только в этих остатках жизни, где сохранились не разрушенными тела, образовавшиеся в то время, когда организмы, давшие органогенные минералы, жили. В этой уже мертвой среде, в каменном угле, например, новые проявления диссимметрии уже не возникают: этим они отличаются от состояний пространства, характеризуемых жизнью. И, наконец, все остальное косное вещество, строящее биосферу, не дает никакого указания на отличие правизны от левизны. Это третье состояние пространства в биосфере.
33. Особое состояние пространства, занятого жизнью в биосфере распространяется на пространство-время. До сих пор неизвестно ни одного случая, где бы такие состояния пространства были получены какими-нибудь, не связанными с жизнью, геологическими процессами. Согласно принципу Реди[114] организмы, размножаясь, создают новые отдельные – в общем мелкие, в совокупности значительные – части такого пространства. Размножение организмов есть единственный источник его появления в биосфере. Так создается непрерывность этого пространства во времени: оно непрерывно возрождается, создается в биосфере из себя.
34. Научная теоретическая мысль только подходит к области этих явлений. Это почти непочатое поле процессов, которые мне представляются затрагивающими основные проблемы естествознания. В физике крупнейшим обобщением здесь является обобщение П. Кюри, приводящее к понятию о состояниях пространства. Оно гласит, что всякое диссимметрическое явление может произойти только от геометрически такой же диссимметрической причины. В основе – это эмпирическое положение, но по своей общности и отвлеченности оно должно для натуралиста в его реальном мире иметь значение аксиомы.
Путь, проложенный Кюри, остался нетронутым.
К сожалению, вопрос о правизне и левизне в общей форме и в форме органогенной диссимметрии еще менее глубоко охвачен философской мыслью и математическим анализом, даже в его обычной, выявленной учением о кристаллической симметрии форме, чем столь мало философией затронутая проблема симметрии.
Прав один из немногих геометров, занимавшийся этим вопросом с геометрической точки зрения, Эдуард Штуди[115], указывающий, что это явление имеет в основе для нас аксиоматический характер; может быть, поэтому оно не было учтено в философской критике понятия пространства и в математическом его понимании. Но едва ли может быть сомнение, что упущенное в философской мысли свойство Космоса, выражающееся в правизне и левизне пространства-времени, столь основное, что должно сказываться на всех выводах философии и метафизики природы и ослаблять реальное значение этих выводов для натуралиста.
35. Для биогеохимии эта проблема разнородности пространства биосферы, или выявления жизнью такого свойства пространства биосферы, которое не отзывается в других физико-механических и химических способах ее изучения – имеет первостепенное значение и не может быть оставлено в стороне.
Что значит для систем разнородных равновесий, к законам которых могут быть сводимы биогеохимические процессы, резкие проявления одного из антиподов, проявления правизны или левизны в продуктах реакций? Это значит, что в них играет наряду с температурой, с давлением, с химическим составом, с фазой вещества, как равноценный фактор, влияющий на ход процесса – органическая диссимметрия Пастера. Общность явления заставляет думать, что этот аспект биогеохимических процессов, то есть существование для них особого нового параметра физико-химических равновесий, отличает их от обычных геохимических процессов.
Поэтому вопрос о диссимметрии жизни был поставлен нашей лабораторией при самом ее зарождении, но, к сожалению, мы не могли до сих нор получить, несмотря на наши старания, нужных средств. В сущности небольших, для того, чтобы поставить эту работу.
Для первоначальной работы их надо немного: сейчас это девственное поле работы и прежде всего надо выявить, что известно. Никто этого не знает, так как огромный, рассеянный в литературе запас случайных наблюдений не собран и не систематизирован. Нельзя, конечно, считать удобными для нашей работы издания вроде сводки Т. Кука[116] (1912), где этот вопрос затронут случайно.
К этому году вышла новая, очень важная сводка о правизне и левизне в животном царстве зоолога В. Людвига[117].
Несмотря на ее неполноту, мне кажется, со мной согласится всякий биолог, что книга эта имеет большое значение, ибо она вскрывает впервые глубину, общность, разнообразие этих проявлений в строении и биологии животных, их, по существу, загадочность, манящую мысль.
Такая же работа должна быть сделана в аспекте биосферы. Никогда еще этого не делали, но, насколько я вижу из имеющихся данных, мы встретимся здесь с явлениями очень большого значения. Наряду с этой сводкой, исполнить которую важно, есть другая проблема, требующая неотложного решения, – это выявление опытом и наблюдением смены правизны и левизны в обычный период одного и того же вида или в разных биоценозах или в разном времени – в частности, времени геологическом. Есть ряд фактов, на которых я здесь останавливаться не могу, которые указывают, что один и тот же вид в течение геологического времени меняет свой право-левый характер и в то же время есть ряд указаний, когда, для одного и того же водоема для водных организмов резко менялся в историческое время правый характер на левый или обратно.
Эти явления имеют огромный интерес с точки зрения биосферы, ее организованности и, может быть, они связаны с большими биосферными процессами, в которых не исключена возможность и проявлений космических.
Мы видим на этом явлении, что изучение биогеохимии может внести новые выявления и новые проблемы не только в исследование жизни, но и в исследование строения Космоса. То же ясно сказывается и в другой области, к которой я перехожу – в газовом проявлении организмов в биосфере.
VII. Газовые функции живого вещества. Создание тропосферы
36. Своей жизнью живые организмы непрерывно вызывают огромные перемещения – миграции химических элементов, отвечающие массам вещества, во многие разы превышающим массу самого живого вещества.