Начала экскретологии - Вадим Романов

Поступательное движение организма к естественной смерти, к прекращению индивидуального существования обусловлено его старением, проявляющимся в ослаблении и угасании жизнедеятельности, и в конечном счёте в гибели, то есть в становлении экскретом. Эти процессы объясняются исходя из диалектико-материалистического понимания развития как непрерывного отмирания старого и возникновения нового.

4. Жизнь с позиций экскретологии – это поглощение или замещение экскретов сегодняшних экскретами завтрашними. Экскреты – звенья пищевых (трофических) цепочек. Биосфера – целостная организованная система живого вещества – включает в себя экскреты как необходимые элементы.

На протяжении жизни любого из организмов, населяющих нашу планету, в его органах и тканях осуществляется бесконечно сложная цепь разнообразных химических превращений. Ни один организм не может существовать без тесного взаимодействия с окружающей его внешней средой, из которой он получает необходимые питательные вещества. Организм перерабатывает эти вещества и выделяет те, которые ему не нужны. Не остаются постоянными и вещества, входящие в состав тела растения, животного или микроорганизма. В каждой его клетке непрестанно происходит сложный комплекс химических процессов – обмен веществ. Питательные вещества, воспринимаемые организмом из внешней среды, подвергаются процессам распада и в результате сложных изменений, протекающих внутри клеток, превращаются в вещества организма, необходимые для жизнедеятельности (процессы ассимиляции). Одновременно в организме непрерывно осуществляются процессы разложения (диссимиляции) веществ, входящих в состав его клеток.

Живые организмы, входящие в состав биоценоза, неодинаковы с точки зрения специфики ассимиляции ими вещества и энергии из окружающей среды. Растения не нуждаются в других живых посредниках для строительства своего организма (их называют автотрофами, производителями или продуцентами). Они, используя энергию солнечного света, создают органическое вещество из неорганического.

Организмы, которые не могут создавать собственное вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать вещества, созданные автотрофами, употребляя их (автотрофов) в пищу. Такие организмы называют гетеротрофами, что означает «питаемый другими», или консументами.

Жизнь, как биологический процесс, представляется так. Травоядные животные – консументы 1-го порядка поедают растения – продуценты, первичные хищники – консументы 2-го порядка поедают травоядных, вторичные хищники – консументы 3-го порядка поедают хищников – консументов 2-го порядка и консументов 1-го порядка. Таким образом, создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов. Эти цепи могут быть довольно длинными, однако почти всегда они заканчиваются человеком – консументом наивысшего порядка.

Функционирование каждой пищевой цепочки предполагает наличие жертв, то есть экскретов. Человек как «венец природы» ест всех, а его съесть не может никто! Однако это не совсем верно, когда дело касается конечного этапа жизни человека.

Дело в том, что и продуценты и консументы на разных этапах своего жизненного цикла встречаются и входят в пищевой контакт с редуцентами, или деструкторами (разрушителями) – простейшими организмами, микроорганизмами, водорослями, грибами. Эта же участь уготована и для человека. На конечном этапе своего существования консументы (в том числе и человек) становятся экскретами и должны освободить жизненное пространство для новой жизни.

Микроорганизменные и простейшие редуценты биологически разлагают экскретов (мёртвые организмы и конечные выделения живых организмов), минерализуют их до воды, СО2 и минеральных веществ – составных частей гумуса. Твёрдые остатки ископаемых животных входят в состав осадочных пород. Таким образом, в сообществах живых организмов, проходя этап превращения в экскреты, от звена к звену циркулируют питательные вещества и энергия. Все формы жизни на Земле составляют одну всеобъемлющую и взаимосвязанную систему, в которой живое превращается в живое, пройдя стадию экскретов.

5. Ни один живой организм не способен жить в среде (окружении) собственных экскретов.

Изучение жизнедеятельности живых организмов показало, что они способны существенно воздействовать на среду своего обитания. Их жизнедеятельность может значительно влиять на жидкостный, твёрдофазный и газовый состав природных сред, в которых они живут. Например, при фотосинтезе зелёных растений в атмосферу поступает кислород, диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов. Аналогичная ситуация наблюдается и в водоёмах и с объектами флоры и фауны.

Следует отметить, что в естественных условиях живые организмы обитают в достаточно «просторных» средах, так что их выделения, как правило, не способны заметно повлиять на состав этих сред. Однако иногда возникают ситуации ограничения жизненного пространства популяции, и тогда может возникнуть негативное влияние выделяемых веществ на качество окружающей особь среды. Это особенно актуально не только для обитателей небольших водоёмов, но и для человека, практически вся производственная жизнь которого протекает в замкнутых помещениях с плохой вентиляцией. Выделяемые человеком антропотоксины (экскреты) в прямом смысле отравляют его жизнь.

Обобщая указанную закономерность на биосферу, можно утверждать, что живые организмы, потребляя из окружающей среды необходимые им вещества и выделяя в неё экскреты (продукты своей жизнедеятельности), делают её в замкнутом пространстве непригодной для жизни.

Это положение экскретологии может быть проиллюстрировано на примере быстроразмножающихся бактерий [70], все процессы жизнедеятельности которых легко изучать в лабораторных условиях на питательной среде. Размножение бактерий определяется временем генерации – периода, в течение которого осуществляется деление клетки. Несмотря на то, что продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, состава питательной среды, температуры и многих других факторов, во всех экспериментах исследователи наблюдают одно и то же поведение популяции микроорганизмов. Отмечаются следующие фазы размножения бактериальных клеток на жидкой питательной среде [70]:

1) Начальная стационарная фаза; она характеризуется тем количеством бактерий, которое попало в питательную среду и в ней находится.

2) Лаг-фаза (фаза покоя); её продолжительность – 3^4 ч, во время которого происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения ещё нет. В этом временном интервале увеличивается количество белка, РНК.

3) Фаза логарифмического размножения. В этой фазе активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение клеток преобладает над их гибелью.

4) Максимальная стационарная фаза, во время которой бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции. При этом количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит.

5) Фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде и накапливаются токсические продукты жизнедеятельности клеток (экскреты), продукты метаболизма.

Этой фазы развития популяции можно избежать, если использовать метод проточного культивирования. Его сущность в постоянном удалении из питательной среды продуктов выделения бактерий и восполнении питательных веществ. Одним восполнением питательного раствора фазу ускоренной гибели клеток остановить невозможно. Клетки испытывают дискомфорт и угнетение и вяло размножаются. Если периодически не добавлять питательный раствор в сосуд, то через некоторое время бактерии погибают из-за самоотравления продуктами собственных выделений – экскретами.

Такие же закономерности наблюдаются и в отношении других живых организмов.

6. Основным конечным продуктом разложения экскретов является гумус. Таким образом, выделяемый микроорганизмами и простейшими организмами гумус – это экскрет экскретов.

Гумус (в переводе с латинского – «земля», «почва») – это совокупность темноокрашенных органических веществ почвы. Он состоит из гумусовых кислот (гуминовых и фульвокислот), гумина и ульмина. Гумус образуется из перегноя – органических остатков растений и животных в результате сложных биохимических превращений. Интенсивность этих превращений, а следовательно, и накопление в почве гумуса зависят от теплоёмкости почвы, её увлажнения и аэрации, реакции почвенного раствора.