Чего не знает современная наука - Сборник статей

Но периодическое повторение свойств на новом этапе происходит не только в химических элементах, но и в биологических системах.

Вернуться, чтобы уйти

В биологии был открыт биогенетический закон.

Кому не посчастливилось наблюдать, как из икринок появляются головастики, тот не оценит всего чуда этого процесса. Потому что развитие головастиками не заканчивается. Они трансформируются в лягушек. Но и не в этом все чудо! Ученые наблюдали ранние стадии развития рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих… и обнаружили совершенно очевидное сходство их форм. Все сначала похожи на маленьких головастиков! Но в дальнейшем начинают проявляться индивидуальные черты каждого класса. Когда же все эти внешне одинаковые существа начинают трансформироваться в то, чем должны стать? Изменения накапливаются очень медленно, но наступает исключительный момент – «момент истины», когда каждое существо становится похожим на своих предков: становится тем, кем должно быть.

А что же человек?

Развитие зародыша, в том числе человеческого, – это чудо трансформации и особое таинство природы. Мы можем лишь наблюдать, как это происходит: как из одной клетки (зиготы, что означает «соединенные вместе»), получившейся в результате слияния двух клеток, возникает сложное целое. Прав был Аристотель, предположив четыре типа движения! Они все заключены в жизни одной маленькой клетки. Вначале из одной формируется множество клеток, представляющих собой некую аморфную массу. Потом начинают выделяться специальные клетки, которые потом станут тканями, органами и частями человеческого организма. Также возникает и некоторая система взаимосвязи органов, которая позволит разным частям стать единым целым.

Эмбрион человека растет и изменяет свою форму. Нам уже известно, что на каком-то этапе этого роста формируются жабры, хвост, а потом все это трансформируется. Клетки хвоста и жабр, «умирая», становятся строительным материалом, из которого зарождаются другие органы и ткани.

Родившийся человек продолжает движение. Мы меняем свое расположение, перемещаясь в пространстве в буквальном смысле слова. Внутри организма циркулируют жидкости, мигрируют клетки. Организм непрерывно растет! К примеру, рост волос – тоже проявление этого вида движения. Что же можно сказать о качественном изменении? Изо дня в день мы внешне вроде бы сильно и не меняемся. Но каждый день мы уже не совсем те, что были вчера… Наши клетки непрерывно возобновляются. Каждую минуту разрушаются миллиарды клеток, а из «израсходованного» материала тут же синтезируются новые.

Сегодня ученым хорошо известны циклы, согласно которым все в организме возобновляется. Даже столь прочная и стабильная костная ткань обновляется раз в 10–12 лет, и раз в 3–4 месяца происходит возобновление кальция, находящегося в костях: он переходит из кости в кровь и обратно.

Есть еще интересный пример возобновления. Если в организме гибнут клетки, то они должны чем-то замещаться. Стволовые клетки – это хорошо сформированный эволюцией «отряд быстрого реагирования», который при необходимости готов заменить клетки той или иной ткани. Скорее всего, о стволовых клетках Аристотель не знал, но обозначенный им тип движения, который сопровождается существенным изменением, – это, пожалуй, и о них в том числе. И в результате человеческий организм – это идеальный пример движения, как и другие живые существа!

Но взглянем на Землю. Хотя бы здесь все должно быть постоянно! Но даже материки, к которым мы привыкли за последние этак пару тысяч лет, и те непрерывно движутся.

Циклы глобальных масштабов

Сегодня в науке есть несколько теорий по поводу того, как сформировались континенты. И они не сильно отличаются от той картины, которая сохранилась в мифологии. Сегодня наука говорит о начальном едином континенте Пангее и окружающем его океане. В определенный момент Пангея раскалывается на отдельные блоки, и впоследствии все должно закончиться слиянием континентов в единый континент.

На протяжении истории Земли учеными фиксируются четыре таких цикла раскола и объединения континентов. Интересно, что если Земля сохранит такое движении и в дальнейшем, то через 50–60 млн лет положение материков будет таким, как на иллюстрирующей этот процесс картинке. Как можно предположить, будет происходить сближение Африканского континента с Евразией.

На первый взгляд может показаться, что это движение только механическое, то есть поменяется только взаиморасположение материков. Но это не совсем так. Когда материки сталкиваются, то формируются горы, а также изменяется магнитное поле Земли и, следовательно, меняется климат. Это приводит к изменению характеристик тех осадочных пород, которые образуются в соответствующем климате.

А внутри самой Земли непрерывно движется мантия: более легкие мантийные вещества поднимаются к поверхности. Больше всего таких явлений зарегистрировано на дне океана, и называется это подводным вулканизмом или гидротермами. Здесь лава прорывается на подводную поверхность и вступает во взаимодействие с водами океана: происходит встреча океанской воды и огня. Здесь-то как раз и осуществляется трансформация элементов, которые поступают из недр Земли вместе с магмой: возникают рудные минералы, различные газы. В глубинных гидротермах рождается и органическая жизнь.

На поверхности Земли тоже нет постоянства: лава прорывается через водную оболочку и выходит на поверхность. Именно такое вулканическое (магматическое) происхождение ученые предполагают у Исландии. Магматические породы разрушаются водными потоками, ветрами и превращаются в осадочные породы, сносятся водами в водоемы и там откладываются. Здесь тоже можно отметить, что сначала произошло разъединение, то есть некоторая дифференциация, а потом опять слияние в более мощную форму. Наконец, если осадочные породы погружаются на большие глубины, то под действием высоких температур они трансформируются и образуют метаморфические породы.

Рождение яшмы – только один поражающий пример процесса, сочетающего в себе все четыре типа движения в природе. Кремнезем, который является пеплом при вулканических извержениях, попадает в водоем, где образуется его водная форма – опал. Опал используется водными организмами – радиоляриями – для построения домиков. Когда радиолярии умирают, опал погружается на дно водоема, спрессовывается и из него рождается яшма прекрасной, причудливой формы.

Непостоянное в постоянном, или Из жизни минералов

Жизнь минералов тоже имеет свои циклы. Минералы рождаются в магматических расплавах, магматических очагах или водных растворах. Во время роста минерал стремится приобрести наиболее совершенную форму и чистоту – стать драгоценным камнем. Жизнь минерала продолжается многие миллионы лет. Как правило, она скрыта от глаз и протекает в глубинах Земли, в пещерах. А вот когда жизнь минерала заканчивается, он появляется на поверхности и… разрушается. Это и есть начало новой жизни. Если это растворенный минерал, то в какой-то момент появляется новый зародыш. Если минерал разрушен механически, то он даст начало осадочным горным породам. В этот момент минерал может даже восстановить свою форму, снова начать путь к совершенству. И возможен третий вариант – он может превратиться во что-то новое: в глубинах Земли это метаморфические горные породы. Под воздействием высокого давления и температуры минерал прекращает свое существование, трансформируясь в другой набор минералов, которые могут жить в новых условиях.

«Все течет, все изменяется»

Конечно, это о воде! Вот уж что-что, но не природную воду можно подозревать в отсутствии движения. Все реки текут в океаны – это теперь знает каждый младший школьник. Водою покрыто 75 % площади нашей планеты, и 97,6 % запасов воды на Земле сосредоточено в морях и океанах. Все четыре океана – Тихий, Атлантический, Индийский и Северный – связаны между собой морскими течениями. Поверхностные океанские воды перемещаются под действием ветра, глубинное движение океанов и морей вызвано разностью плотности воды: чем холоднее и солонее вода, тем она плотнее. В приполярных районах вода на поверхности охлаждается и становится еще более соленой и плотной. Эта плотная вода опускается на глубину и очень медленно – со скоростью несколько метров в день – течет в сторону экватора. Области интенсивного образования глубинных течений находятся близ Гренландии и в морях Уэдалла и Росса в Антарктике.

Вода, которая находится на поверхности Земли и над ней – в атмосфере – также непрерывно движется. И это ее движение вызывает особый интерес у ученых. Следует сказать, что вода вообще как обязательное условие жизни на Земле – один из самых притягательных объектов для исследования. По мнению В. В. Вернадского, русского натурфилософа конца XIX – начала XX вв., вода не только дарует жизнь, но сама есть жизнь. И хотя современные ученые пока не приходят к единому мнению по поводу того, почему это именно вода, но в поиске жизни на других планетах они ищут в первую очередь воду.