Гавриил Тихов - Астробиология
Представители дикой высокогорной флоры прошли длительный путь развития и приспособились к суровым условиям высокогорья. Культурное же растение попадает на Памире в совершенно новую обстановку, какой оно не встречает нигде в земледельческих зонах земного шара. Однако и для развития культурного растения все крайности климата не являются непреодолимыми препятствиями.
Памирская закалка дает растению широкие возможности для перенесения заморозков. Она делает даже совершенно нестойкий к заморозкам картофель способным переносить отрицательные температуры в 7–8°. Яровые двурядные ячмени с низкой морозоустойчивостью также становятся устойчивыми к заморозкам.
Своеобразная обстановка Памира преобразует растения, обладающие в обычных условиях высокими показателями транспирации (испарения влаги) в растения мало транспирирующие.
Думаю, приведенных примеров совершенно достаточно, чтобы не считать чрезвычайную сухость марсианской атмосферы препятствием для существования растений.
По данным спектрального анализа известно, что в атмосфере Марса очень мало и кислорода. Могут ли растения существовать при кислородном голоде?
Пример этого мы видим в растениях подводных и растениях болотных. Развитие их шло по линии приспособления к уменьшенному количеству кислорода. Большинство болотных и водных растений имеют значительные запасы воздуха внутри своего тела в виде широких межклетников, дыхательных корней и других приспособлений.
То же может быть и на Марсе. Для фотосинтеза растение использует углекислый газ. Его в атмосфере Марса вдвое больше, чем в земной. При фотосинтезе растение выделяет кислород, образующийся разложе нием воды. Так как кислород необходим растению для дыхания, то при фотосинтезе оно может не только выделять его в атмосферу, но и сохранять в различных частях, например в корнях.
Перейдем теперь к вопросу о коротковолновых ультрафиолетовых лучах.
В земной атмосфере роль фильтра, поглощающего гибельные для жизни коротковолновые ультрафиолетовые лучи, играет озон. В атмосфере Марса озона нет. На этом основании утверждают, что растения существовать там не могут. Однако нет никаких оснований думать, что за многие сотни миллионов лет они не могли бы приспособиться к условиям существования на Марсе, в частности к действию коротковолновых ультрафиолетовых лучей. Зарождение и развитие жизни могут итти на других планетах своими путями, отличными от земных.
Диалектический материализм учит, что жизнь есть явление закономерное, появляющееся с железной необходимостью как результат эволюции материи. Если бы в земной атмосфере не появился озон, то жизнь все равно существовала бы, приспособившись к коротковолновым ультрафиолетовым лучам.
Об этом мы и должны помнить, разбирая, в частности, проблему ультрафиолетовых лучей. Например, можно говорить о гибельном действии коротковолно-вых ультрафиолетовых лучей на бактерии, если прибавить к слову «бактерии» «современные». Но нельзя так говорить о бактериях древнейших геологических периодов.
По общепринятому мнению, пионерами жизни на Земле были микроорганизмы. Значительно позже появились растения, а в результате их жизнедеятельности — кислород,
Из кислорода образовался тот слой озона в 3 миллиметра толщиною (при нормальном давлении), который поглощает ультрафиолетовые лучи, гибельные для современных земных бактерий и других организмов. Следовательно, если не говорить о неизвестных нам пока что других поглотителях ультрафиолетовых лучей в древнейшей земной атмосфере, то пионеры жизни на Земле не боялись этих лучей.
Очень интересные исследования были проведены в 1950 году в Нальчике. Сделали два опыта: взяли по 6 семян кукурузы на влажной пропускной бумаге и поместили под колокол воздушного насоса объемом в 5,5 литра.
Температура во время опытов держалась в пределах 20–22,5° днем и ночью. Это соответствует летней марсианской температуре в зоне незаходящего Солнца. Давление воздуха поддерживалось такое, как на поверхности Марса.
В первом опыте воздух менялся 2 раза в сутки, и растения находились в течение 3 суток под давлением от 20 до 70 миллиметров ртутного столба. Ростки в начале развития листьев имели определенно лучшее развитие, чем в контрольных семенах.
Во втором опыте те же проросшие семена были перенесены в условия неменяющегося разрежения воздуха в пределах 18–22 миллиметров давления и выдержаны без обмена воздуха в течение 5 суток. Развитие листьев замедлилось в сравнении с развитием листьев контрольных семян, но ростки сохранили свежий вид. Никаких признаков увядания не было.
Из опытов можно сделать два вывода. Первый — семена кукурузы хорошо проросли бы до развития листьев, если бы были высажены на Марсе. Второй — в обстановке обычного парника семена кукурузы могли бы прорастать до развития листьев на высотах до 25 километров в условиях Земли.
Жизнь на Марсе возможна, изучение ее ставит ряд интересных опытных задач перед биологией и биофизикой, которые помогут нам разгадать тайны нашей земной жизни.
ГИПОТЕЗА О ПАЛЕОБОТАНИКЕ МАРСА И ВЕНЕРЫ
Палеоботаникой называется наука о древних земных растениях, остатки которых находятся в напластованиях земной коры. Но как же подойти к палеоботанике Марса и Венеры?
На первый взгляд задача кажется совершенно неразрешимой. Однако, обратившись к оптическим свойствам растений этих планет и сравнив их с оптическими свойствами растений земных, мы найдем способ проникнуть в палеоботанику этих планет.
В 1948 году я наблюдал противостояние Марса на Ташкентской астрономической обсерватории. Воспользовавшись прекрасной библиотекой обсерватории, я сделал выписки из работ, относящихся к наблюдениям Марса, в том числе из работ французских астрономов Антониади и Бальдэ. Они производили наблюдения в 1924 году при помощи громадного рефрактора Медонской обсерватории близ Парижа.
Бальдэ пишет, что, начиная с 9 августа (это соответствовало той поре марсианской весны южного полушария, какая бывает 18 мая в северном полушарии Земли), вокруг южной полярной шапки постепенно развивалась полоса коричнево-шоколадного, а затем более светлого коричнево-каштанового цвета на участках, покрытых перед тем зеленовато-голубо-ватым оттенком, в частности на море Хрониум, широта которого -59°. Некоторые части «морей» приобрели цвет коричнево-лиловый или коричнево-фиолетовый, например некоторые части моря Сирен и моря Киммерийского, имеющих широту -28°, и все Тирренское море.
А Антониади замечает, что все места Марса с широтами от -60° до -80° впервые приобрели коричневый цвет между 15 и 24 мая.
С другой стороны, места с низкими широтами, от -17° до -37°, в промежуток времени от 30 мая до 8 июня переменили свой цвет из зеленого, серого или голубого на коричнево-лиловый. Эти даты указывают марсианское время года южного полушария в переводе на даты северного полушария Земли.
Необычность этих наблюдений в том, что весенний цвет растительности в южной полярной области оказался коричневым. Это долго было для меня непонятным.
В 1947 году была напечатана статья профессора Н. П. Барабашева «Об изменении цвета «морей» Марса».
«Для «морей» и «заливов», лежащих между широтами -30° и -60°, зеленая и голубая окраска, — пишет автор статьи, — наблюдаются лишь вблизи лета. До наступления зеленой и голубой окраски эти области бывают коричневыми. Та же коричневая окраска наблюдается и после зеленого и голубого периода».
Теперь вспомним одно интересное свойство молодых листочков земных растений, наблюдаемое весною. Первые полураспустившиеся листочки очень многих растений: молодого дубка, клена, тополя и каштана, имеют красновато-бурый цвет, который лишь позже переходит в обычный зеленый.
Это же подметил и председатель Минского отделения Всесоюзного астрономо-геодезического общества С. Н. Срединский.
Ранней весной (в апреле и начале мая) 1951 года в окрестностях Минска, вблизи биостанции университета, он наблюдал преобладание красноватого цвета растительности. Травы еще не было, а очень широко представлены были мхи печеночники и другие растения. Все они имели красноватую, красно-желтую и красно-бурую окраску. Зеленым был только плаун, вечнозеленое растение лесов вблизи торфяников.
Позднее наблюдателя поразил общий красноватый оттенок кустарниковых зарослей. Ветки, почки, нераспустившиеся листья имели красную, розовую, красно-бурую окраску.
Это явление С. Н. Срединский объясняет, опираясь на общеизвестный закон биологии: онтогения — история индивидуального развития живого существа — повторяет филогению — историю развития вида и рода.
Вот интересный пример. Палеоботаники установили, что многие из ископаемых листьев, приписываемых группе гинкго, из меловых отложений, довольно глубоко разрезаны, и это рассечение становится все более и более выраженным по мере удаления в прошлое. На следующей странице на рисунке показано, что у сравнительно позднего гинкго из миоцена почти незаметно отличия от ныне живущих видов. Но у современных сеянцев гинкго, как и у их далеких предков, листья разрезаны. Таким образом, существует большое сходство между молодыми современными растениями и взрослыми растениями далекого прошлого. Поэтому далеко не всегда особенности сезонных явлений в жизни растения можно объяснить одними современными условиями. Для их понимания надо учитывать происхождение растения, его историю.
