Я не буду здесь останавливаться дальше на обсуждении постановки методики исследований. Необходимо лишь отметить их необходимость и важность возможных результатов.

Важно это исследование не только для практического результата – добычи гелия, с которой у нас далеко не благополучно. Но это исследование дает меру радиоактивного распада вещества Земли. С этой точки зрения важно выяснить картину гелиевого дыхания нашей планеты, его распределения. Научные последствия понимания этого процесса мне представляются очень важными и только отчасти могут быть предвидены (например, для поиска радиевых руд).

23. Еще несколько слов.

Очень распространено представление об уходе гелия из области тяготения нашей планеты.

В связи с этим предполагали, что гелий сосредоточивается в течение геологического времени в верхних оболочках земной коры – в стратосфере и ионосфере. Такой концентрации установить не удалось.

Исследование гелиевого дыхания поможет разобраться и в этой проблеме.

В связи с работой биогеохимической лаборатории Академии наук

Опубликовано впервые: Известия АН СССР. ОМЕН. Серия геол. 1938. Т. 18. № 1. С. 19–34. Здесь печатается по этому изданию.

Автор определяет место биогеохимии среди других биологических наук и на основании современных интересов и задач, стоящих в смежных областях знания, устанавливает проблемы, над которыми должна работать руководимая им лаборатория биогеохимии при Академии наук СССР, и сообщает состояние работ лаборатории в настоящее время.

Биогеохимия, часть геохимии со своеобразной методикой и со своеобразными своими проблемами, сводится, в конце концов, к точному количественному, математическому выражению живой природы в ее неразрывной связи с той внешней средой, в которой живая природа имеет место. Живой организм получает при этом другой облик, чем какой он имел в биологии; он выражается в числах атомного или весового состава, в особых физических, количественно выраженных проявлениях занятого им пространства, в числовых энергетических выражениях производимой им работы в области жизни на нашей планете, в особой ее оболочке – в биосфере.

Жизнь в биогеохимическом аспекте есть живое вещество биосферы, то есть совокупность всех живых организмов, в данный момент в биосфере находящихся. И сам живой организм, выраженный в числах, является новым, независимым выражением того же явления, которое изучает биолог в красочном, физиологически-морфологическом выражении бесчисленных форм жизни. Между ними можно и нужно искать точных, научно выраженных соотношений.

В биогеохимии, как показывает и ее название, мы научно изучаем явления жизни в аспекте атомов.

Благодаря этому, мне кажется, мы можем в явлениях жизни по-новому подойти к ряду основных проблем жизни, с одной стороны, а с другой – связать биологические явления с науками об атомах, с той областью знания, которая отличает нашу эпоху от всех ей предшествующих. В этом основном отличии биогеохимии от других биологических наук лежит ее значение и ее интерес для биолога.

Мы можем сейчас определенно утверждать, что биогеохимия проникает до атомных свойств, а не только до свойств химических элементов, ибо можно изучать различное отражение жизни на разных атомах одного и того же химического элемента, разное ее отношение к его изотопам. Уже при первом охвате биогеохимических явлений можно было поставить эту проблему в таком аспекте, как возможную. Это было сделано мной, исходя из эмпирического обобщения научных фактов в нашей Академии наук в 1926 году, двенадцать лет тому назад, и проблема эта была тогда же включена в план нашей лаборатории. Теперь можно ставить эту задачу точнее и увереннее, ибо для водорода и для калия различение их изотопов в биохимических процессах можно считать установленным.

До сих пор изотопы в земной коре отличались в своих эффектах в радиохимических процессах – так была поставлена эта проблема и для жизни, для калия, физиологами Цвардемаакером в Голландии и Стоклаза в Чехословакии. Новые работы Брюера в Вашингтоне в 1936 году доказали, что радиохимические процессы здесь ни при чем, так как оба изотопа калия (веса 39 и веса 41), отношение между количествами которых меняется жизненным процессом, не радиоактивны.

Поставленная нами в 1926 году проблема никогда не сходила с поля зрения лаборатории, но обстоятельства не позволяли развернуть ее настоящим образом. В 1931 году работы В. Г. Хлопина и М. А. Хлопиной-Пасвик доказали для зерен гороха, что в пределах точности химического определения атомного веса атомный вес калия из гороха остается неизменным, но они же отметили, что это не решает вопроса, так как отклонения могут быть меньшего порядка, не открываемые этой методикой.

Еще раньше в лаборатории была сделана попытка перейти к более чувствительной методике, но начавшаяся было постройка прибора Демпстера девять лет назад оказалась тогда для лаборатории непосильной. С переездом в Москву наше положение изменилось к лучшему, и открытие Брюера, применявшего улучшенный масс-спектрограф Демпстера, застало нас уже в работе над постройкой масс-спектрографов этой же и другой системы (Д. Д. Томсона) и над установкой определения изотопов сверхтонкой спектрографией атомов. Я надеюсь, что в ближайшие годы мы сможем двинуть эту проблему серьезно в достаточном охвате.

Вместе с тем через посредство моего сына, проф. Йельского университета в Нью-Хэйвене Г. В. Вернадского, мы получили сейчас нужный материал для проверки чисел Брюера, материал из тех же водорослей, гигантских водорослей Macrocystis из Тихого океана, над которыми работал Брюер, и выделяем теперь из него калий, который должен быть изменен жизненным процессом.

Я надеюсь иметь возможность в текущем же академическом году доложить результаты этой работы.

Общий вопрос стоит перед нами: является ли изменение атомного веса химического элемента жизненным процессом – уделом немногих химических элементов, каковы водород и калий, или это является общим явлением для всех организмов и для всех химических элементов? Не видим ли мы в этом биогенном изменении атомного веса одно из многих проявлений резкого материально-энергетического отличия живого и косного, которые выявляются во всех биогеохимических проблемах? К этому я еще ниже вернусь.

Решить это можно только опытом. Точно так же только опыт покажет, какую роль играет жизнь в тех колебаниях атомного веса химических элементов, которые только начинают выясняться в геохимических процессах земной коры и которые оставлялись до сих пор без внимания.

Это изучение, поскольку изменение атомного веса не связано с жизнью, не может являться нашей задачей. Это дело геохимиков. Лаборатория ограничивается изучением биогенного изменения атомного веса; на очереди стоят Н, К, Mg, Fe, Zn.

Но мы не можем оставаться безучастными и к другой физиологической стороне этой проблемы в тех случаях, когда ее возможно ставить, к вопросу о механизме воздействия организмов на изотопические смеси элементов. Сами этим заниматься мы не можем. Но раз по отношению к калию лаборатория будет иметь в своем распоряжении биогенный калий с другим атомным весом, то необходимо поставить изучение его жизненных свойств.

Важно выяснить физиологическую сторону явления и для растений, и для животных. Мы надеемся для растений и микробов на помощь лаборатории Д. Н. Прянишникова; ведутся переговоры о совместной работе для животных с лабораторией акад. A. B. Палладина при Украинской Академии наук в Киеве. Материал биогенно измененного калия должен быть у нас до конца использован.

Огромная часть нашей работы связана с изучением не самих атомов, а химических элементов – изотопических смесей. В чисто химических процессах все изотопы одного и того же элемента проявляются одинаково. Поэтому, пока мы остаемся в области чисто химических процессов, можно химический элемент отождествлять, как это имеет место в периодической системе элементов, с атомом. На этом зиждется вся химия.