Текст книги "Диалоги (июнь 2003 г.)"

А.Г. Выяснить отношения.

В.И. …отыскать нарушителя, иногда даже вплоть до того, что с великим ожесточением клюёт этот динамик. И таким образом можно транслировать самые разные песни и каким-то образом описывать или оценивать поведение респондента, то есть самца, который задействован в опыте.

И я проигрывал песни садовой камышевки – болотной, и наоборот, песни болотной камышевки – садовой. И наблюдал, что у меня выходит, как ведёт себя респондент. Картина оказалась очень неожиданной и совершенно асимметричной, в общем-то. Потому что болотная камышевка абсолютно игнорирует песню садовой камышевки, никак не неё не реагирует, никакой реакции практически не проявляет. А садовая – та как раз реагирует чётко, азартно, бурно. Самец садовой приближается к динамику, явно кого-то ищет возле него, подлетает вплотную. И производит некие действия, которые свидетельствуют о том, что он бы сейчас кое-кому задал основательную трёпку.

А.Г. То есть, садовая камышевка видит болотного конкурента, а та – нет…

В.И. Да, это проявление того самого доминирования, о котором я уже говорил, рассказывая о том, как они выбирают место для пения в той ситуации, когда их участки перекрываются. Таким образом, я повторяю, у певчих птиц совместное использование эфира отражает какие-то их побуждения избегать одновременного пения, избегать этой самой конкуренции за каналы связи. Но это далеко не все, о чём здесь можно говорить.

А.Г. Но, прежде всего, я хотел бы задать вопрос ещё вот какой. Вы сказали, что самцы поют в основном, потому что это своего рода сигнал. Во-первых, самке о том, что здесь есть самец. А во-вторых, второму самцу: «не приближайся, я здесь». А самки вообще не поют?

В.И. У большинства певчих птиц самки практически не поют или поют крайне редко. Но, в общем-то, у каждой самки в нервной системе закодирована вся необходимая информация, необходимая для пения. То есть, они обладают равными генетическими программами для пения. И голосовой аппарат у них устроен точно так же, как и у самцов.

А.Г. То есть, могут петь, как самцы, но не поют.

В.И. Абсолютно точно. Причём, устроить это довольно легко. Для этого нужно поймать самку и сделать ей инъекцию самцового гормона. После этого она с большой вероятностью будет петь. Ну, конечно, не так азартно, как самец. И, может быть, не так разнообразно и ярко. Во всяком случае, рядовую песню она исполнит вполне удовлетворительно. Если не на пятёрку, то на четвёрку во всяком случае. Так что, в принципе, самки петь умеют, но делать это избегают в обычных условиях. Да это им, в общем-то, и не нужно, потому что у птиц полом, который себя подаёт, являются самцы. А полом, который выбирает, являются самки. Как, впрочем, у многих других живых существ. Поэтому самкам в нормальной жизни, в принципе, петь совершенно не нужно. Но иногда в разного рода экспериментальных работах выявить, как поёт самка, бывает очень важно.

А.Г. И вы сказали, «споёт видовую песню». То есть, может быть не на пятёрку, но на четвёрку. Это значит, что есть некая песня, которая запрограммирована у данного вида птиц. И каждая птица этого вида, вне зависимости от того, в какой среде она растёт, эту рядовую песню знает от рождения. Это верно?

В.И. Это верно, но лишь отчасти. Индивидуальное развитие песни у птицы, в процессе её жизни, проходит, по меньшей мере, две ключевые стадии. Первая стадия целиком запрограммирована генами. Это генетически обусловленная стадия, и результатом этой стадии является то, что у любой птицы (даже абсолютно изолированной с рождения от своих сородичей, даже выращенной в инкубаторе, хотя, в общем, певчих птиц едва ли можно вырастить в инкубаторе) формируется в конечном итоге какая-то песня, очень похожая на её видовую песню. Очень похожая, но весьма отличная в деталях. Это, если можно так сказать, очень расплывчатый образ, где видовые черты скорее угадываются, чем присутствуют. Но при этом, допустим, тот же зяблик, выращенный в изоляции от сородичей, будет петь песню, которая значительно больше похожа на песню зяблика, чем, скажем, на песню той же леснички, которую мы слышали. А молодая лесничка, когда она тоже оказалась волею судеб в изоляции от своих всех сородичей, она будет петь песню, достаточно похожую на песню леснички, а вовсе не на песню зяблика.

А.Г. Похожую с точки зрения экспериментатора, или эту песню можно предъявить, и её узнают?

В.И. Они её узнают. Дальше в природе приходит время второго этапа. Второй этап уже включает в себя с необходимостью элемент обучения. Для того чтобы песня, существующая в виде такой, генетически предопределённой, аморфной заготовки сформировалась, трансформировалась уже в песню настоящую, яркую, видовую песню, необходимо обучение. Причём, обучение это должно происходить достаточно в юном возрасте. Считается, что у большинства видов певчих птиц, о которых мы с вами сейчас ведём речь, этот период составляет где-то порядка двух месяцев от роду, от момента вылупления. Чтобы было понятно: две недели птица проводит в гнезде, потом она вылетает из гнёзда, ещё через две недели она приобретает навыки самостоятельной жизни – у птичек всё быстро происходит. И вот в течение месяца, примерно, она должна слышать пение своего вида. И только в этом случае она сформирует ту видовую песню, которая является непременным атрибутом данной породы птиц.

А.Г. А обучение проходит только в школе своего вида или, слыша другие виды, она может что-то заимствовать оттуда?

В.И. Если нарисовать наиболее часто встречающуюся картину, то всё-таки учителями птицы чаще всего выступают певцы своего вида. Более того, по-видимому, довольно часто таким учителем становится, собственно, отец. Поскольку, даже приобретя навыки самостоятельной жизни, молодая птица, как у нас говорят, слеток, то есть птица, которая только что вылетела из гнёзда, первое время держится в окрестностях своего гнёзда на своей территории, где ей привычнее, где она чувствует себя в безопасности, где о появлении опасности её могут предупредить родители. И пение собственного отца – оно, видимо, иногда и довольно часто становится моделью, с которой птица формирует собственный репертуар.

Но так, конечно, происходит далеко не всегда. И есть среди птиц, к счастью, уже знакомые нам камышевки. Это совершенно необычные, удивительные птицы. Их непрерывная, очень богатая звуками песня, в существенной степени включает в себя всевозможные имитации, заимствование голосов других птиц. Причём других видов птиц.

С болотной камышевкой была проведена страшно кропотливая работа. В Бельгии очень подробно анализировали её песню, и оказалось, что репертуар песни болотной камышевки содержит заимствование до двухсот разных видов птиц. Это результаты анализа около двух десятков разных самцов-певцов этого вида, а репертуар одной птички, одного самца болотной камышевки может включать заимствования до восьмидесяти разных видов.

А.Г. Это в процентном отношении сколько, можно сказать? От общей длины песни?

В.И. Вы знаете, это довольно сложно посчитать, ведь песня болотной камышевки непрерывная, она длится в течение, скажем, десятков минут и может быть непрерывной. Когда самец разойдётся, он может петь десятки минут практически без перерыва. И посчитать, какой процент там составляет имитация – это довольно сложно. Тот автор, работами которого я оперирую, этого не делал, не подсчитывал. Но, во всяком случае, можно считать, что эти заимствования, эти имитации составляют значительную долю в совокупной акустической продукции, которую выдают певцы данного вида.

Это довольно поразительно и довольно интересно. И интересно это, прежде всего, с той точки зрения, что источником этих заимствований, этих подражаний являются не только те птицы, которые соседствуют с болотной камышевкой в том месте, где она гнездится. Она заимствует и звуки, которые слышит на пролёте и на зимовке. А зимует она в экваториальной Африке, довольно далеко. Это тоже очень интересно – почему?

Потому что, как я говорил, окончательная кристаллизация песни большинства птиц заканчивается в возрасте около двух месяцев. Как у тех же зябликов, по которым очень много работ. Кстати, для них это достаточно чётко показано. Действительно, два месяца – это тот критический период, в течение которого птица должна сформировать свою песню и в течение которого она её формирует. А болотная камышевка обладает совершенно, видимо, неограниченным диапазоном обучения, который простирается, по крайней мере, на несколько месяцев.

Представьте себе, болотная камышевка появляется на свет где-то в июне, а потом она в конце августа отправляется в путь, в миграцию, в перелёт. Летит через Средиземное море, через пустыню Сахару, через какую-нибудь Кению и останавливается где-нибудь в Зимбабве. И вот на всём этом пути, который занимает несколько месяцев, она всё время впитывает в себя информацию, которую поставляет ей тот калейдоскоп видов, который её сопровождает на этом длительном пути. Всё это она прекрасно впитывает, запоминает, и потом это всё выдаёт, вернувшись на следующий год на место своего рождения, на место своего гнездования. Где она образует пару, выводит птенчиков, и всё это выдаёт, всю эту программу, которая была усвоена в течение этого длительного времени.

То есть вот у видов-имитаторов, у видов-подражателей период обучения, видимо, длится, по меньшей мере, всю первую зиму их жизни, а, может быть, они учатся и всю жизнь. Ну, правда, надо сказать, что мелкие певчие птички живут очень мало, три-четыре года они в природе живут, это не так много. Но, тем не менее, они успевают выучить очень много.

Вот что это такое? Представьте себе, один самец выучивает восемьдесят разных, будем говорить, звуков. Хотя, в общем, там не просто звуки, довольно сложные иногда эти звуки бывают. Какие-то обрывки песен, какие-то отдельные, как у нас говорят, позывки, сигналы тревоги или сигналы другого предназначения – восемьдесят. То есть восемьдесят звуков он вызубривает, выучивает, и способен их воспроизводить. Вы знаете, попугаи говорят, и если попугай выучивает восемьдесят слов, то такой попугай считается уже изрядным говоруном. А рекорд у этой породы птиц где-то триста-четыреста, может быть, пятьсот-шестьсот слов. Это уже самые продвинутые попугаи, с которыми занимаются тренеры высшей квалификации. Причём, которые обычно уже с какой-то научной целью занимаются обучением попугая. То есть, понимаете, такая крошечная птичка всего за год своей жизни овладевает репертуаром продвинутого попугая.

А.Г. Свойства памяти пернатых меня всегда восхищали. Когда я узнал, что синица способна запомнить до пятисот, по-моему, а то и больше точек, где она прячет зёрна, и составить карту-схему, чтобы потом к ним вернуться… Это не укладывается у меня в голове – как в такой маленькой головке может отпечататься такая информация?

В.И. Да, вы знаете, это не укладывается у очень многих, и хоть это не имеет отношения к теме нашего разговора, но это совершенно потрясающая область изучения птиц – их запасание кормом.

Существуют разные токи зрения на этот предмет. Очень многих учёных тоже крайне озадачивает такая способность. И они весьма сомневаются в том, что птицы именно таким образом действуют. Существуют разного рода альтернативные механизмы, которые позволяют им находить спрятанный корм. Если коротко, здесь есть два момента: первое, они ищут там, где прячут, а второе – это то, что они прячут очень много. Вот, скажем, маленькая синичка, допустим, за год прячет, если мне не изменяет память, примерно 16 килограммов еловых семян. Я не помню, сколько весит еловое семечко, но очень мало. Вы можете посчитать, сколько запасов она делает. То есть это даже не пятьсот, это десятки тысяч запасов. Здесь, конечно, механизм довольно сложный. Едва ли она помнит все свои запасы, хотя здесь тоже существуют всякого рода экспериментальные работы, которые свидетельствуют о такой памяти.

А.Г. То, что у них когнитивный процесс идёт, это, вне всякого сомнения, показали молочники в Лондоне, которые боролись с синицами, вскрывающими сливки в любых упаковках. Достаточно трудно уберечься от этих малых птах – но вернёмся к пению.

Вы сказали уже несколько раз, что помимо основной функции – «маяка» – самец даёт знать и другому самцу, и самке, что он здесь находится, у них есть ещё некая сигнальная система, которая способна предупредить об опасности, о приближении хищника, может быть, указать на корм птенцам и так далее. Можно об этом?

В.И. Да, конечно. Дело в том, что мы до сих пор всё время говорили о песне. Это было ключевое слово. И действительно, песня – это, видимо, самый важный элемент в общей системе акустического общения певчих птиц. Но далеко не единственный.

Дело в том, что наряду с песней, акустический репертуар всех видов певчих птиц, в том числе и всех, о которых мы с вами говорили, включает так называемые, «позывы» или «позывки», это совершенно иной класс звуков. Отличаются они от песни, пожалуй, по двум основным признакам.

Первое. Песня – это всё-таки довольно сложный сигнал, длительный, состоящий в простейшем случае из двух звуков, а иногда это сотни и тысячи звуков, если говорить о камышевках. В общем – это сложный сигнал. Сложный, длительный достаточно сигнал. Позывка же – это, как правило, только один короткий сигнал, это вскрик, окрик, это одна такая короткая посылка, очень простая, довольно простой структуры. И, если говорить о частотной модуляции, амплитудной модуляции, резко отличающаяся от песни в этом отношении.

Второе отличие состоит в том, что если для формирования песни, как я уже говорил, нужен период обучения, нужна некая модель, то позывки или позывы, они, в основном, развиваются на генетическом фундаменте, и для того чтобы у особи данного вида сформировалась присущая ей система позывок, ей совсем не нужно слушать других птиц своего вида. Это всё формируется на генетическом автомате. Гены здесь всё решают.

И третий важный момент – это то, что песня приурочена к периоду размножения, поскольку она обслуживает сферу репродуктивной коммуникации, призыв самок и отпугивание других самцов. А система позывок обслуживает весь бытовой цикл. И поэтому она бывает довольно разнообразной. Репертуар у некоторых видов, скажем, у тех же синиц, о которых мы уже говорили, включает десятки разных видов позывок.

В частности, самой сложной системой, вообще одной из самых сложных систем позывок в мире пернатых, обладает большая синица, всем прекрасно известная, поскольку именно она живёт в городе, и которая у нас на балконах чаще всего бывает. Невероятное разнообразие разных звуков они издают, и вот каждый такой звук, в общем, хочется считать элементом их языка. Всегда кажется, что каждый такой звук что-то значит, скажем, тревогу, или то, что птица нашла корм, или то, что она к кому-то обращается, или кого-то о чём-то предупреждает.

Собственно говоря, это и есть главный подход к анализу позывок птиц, поскольку им-то как раз и приписываются функции языка в системе коммуникации пернатых. Действительно, эти позывки очень похожи на наши слова. Они довольно короткие, они стереотипные, они легко воспринимаются: это такая позывка, это такая, это третья, четвёртая, пятая, шестая и так далее. Они как-то очень провоцируют на то, чтобы считать их отдельными словами. И именно таковыми их обычно и считали, довольно долго. Но сейчас от такого рода трактовок всё в большей степени отходят, потому что всё в большей мере становится ясно, что аналогии между языком птиц и нашим языком в высшей степени поверхностные. Конечно, у птиц, как и у большинства других животных, языка в том смысле, который присущ нам, нет. Хотя, конечно, эти позывки в целом ряде случаев могут быть связаны с обозначением достаточно фиксированных ситуаций, возникающих в жизни птиц.

Я, к сожалению, синицами никогда не занимался, а вот обычные воробьи довольно долго служили предметом моего специального внимания, я занимался расшифровыванием их языка, если можно так выразиться. Я буду пользоваться этим термином, он устоялся.

У них тоже довольно много позывок, и, в общем, этот пример хорош тем, что при желании все, кто меня сейчас слушают, могут завтра выйти и послушать, как звучат воробьи. У воробьёв есть чириканье. Чириканье – это воробьиная песня. Она простая, но выполняет те же функции, что и песня соловья. Это призыв самки к территории самца и охрана территории от других самцов. Но наряду с этим чириканьем у воробьёв имеется много всяких позывок. Вот, скажем, есть такой очень распространённый сигнал, когда воробьи так кричат, я позволю себе сымитировать, поскольку у нас записи-то нет этой. Это джи-джи-джи-джи… Это сигнал тревоги. Его воробьи обычно издают, когда, например, видят кошку. Очень хочется называть этот сигнал предупредительным сигналом, сигналом предупреждения об опасности. Но в действительности воробей никого не предупреждал, поскольку сидят они все вместе, собираются на кусте довольно высоко, кошку они все прекрасно видят, кошка их не достанет ни за что в этой ситуации. Когда надо, она их достанет, но в данной ситуации она для них совершенно безопасна. И, в общем-то, кому адресован этот сигнал, кого они предупреждают, в этой ситуации понять довольно трудно.

А.Г. Может, они просто называют состояние, в котором находятся?

В.И. Да, они как-то обозначают своё состояние в данной ситуации, то есть это, коммуникация на уровне очевидного, я бы сказал.

А.Г. У меня вопрос, поскольку времени немного осталось. Я недавно по телевизору видел, как обезьяны разных видов предупреждают друг друга (в первую очередь, конечно, свой вид, но другие виды тоже понимают сигнал тревоги) о приближении хищника. Птицы понимают межвидовые сигналы или нет? Есть межвидовое общение? Скажем, воробьи зачирикали, увидев кошку, вернее зажужжали, а голуби испугались?

В.И. Вы знаете, этот вопрос в высшей степени интересен, и по нему существует довольно много данных, которые подтверждают, что птицы действительно воспринимают сигналы других видов. В частности, сигналы тревоги. Самый распространённый возмутитель спокойствия в наших лесах, это сорока. Сорока начинает трещать с ожесточением при виде человека, при виде хищника, вообще при малейшей тревоге она начинает трещать. Причём, очень громко, её слышат на сотни метров. И считается, что мелкие птицы прекрасно знают сигнал сороки, и каким-то образом затаиваются, когда его слышат. Но, к сожалению, строгих научных подтверждений такой межвидовой коммуникации пока что, по крайней мере, мне неизвестно. И я думаю, что это как раз вот то направление, которое будет…

Возникновение биосферы

10.06.03

(хр.00:48:08)

Участник:

Заварзин Георгий Александрович – академик РАН, доктор биологических наук.

Александр Гордон: Если говорить о системном восприятии мира, а тема у нас сегодня такая, которая должна быть одним из краеугольных камней для понимания системы существования… «Возникновение биосферы» – звучит пугающе.

Георгий Заварзин: Да, и постоянно задаётся этот вопрос, сейчас очень назойливо он возникает. Дело в том, что здесь есть два подхода. В течение второй половины 20-го столетия, по крайней мере, господствовал редукционизм, и была надежда, что познание элементов живой системы позволит приблизиться к пониманию, и действительно, продвинулись очень далеко.

Но на определённом этапе стало ясно, что существует и другая задача. Задача совершенно противоположная, когда нужно думать, допустим, не о лечении какого-нибудь синдрома Дауна или другой биомедицинской задачи, а когда нужно думать о выживании человечества.

И эта линия, между прочим, возникала раз от разу. Скажем, очень ярко это выразил совсем у нас забытый Александр Гумбольдт ещё в конце 18-го столетия – как раз как стремление понять горизонтальный срез через всю планету. Потом она сменилось попыткой объяснить всё через историю происхождения – то, что представляет, собственно говоря, несистемный подход. Надо сказать, что взлёт русской мысли в последней четверти 19-го столетия как раз дал очень интересный подход. Одним из самых интересных людей в этом отношении был Сергей Николаевич Виноградский. Он, в общем-то, в наших учебниках попадается, но в зарубежных с него начинается, собственно говоря, микробиология. И он показал, что мир создаётся деятельностью невидимых (тем, что нельзя показать по телевизору, и поэтому я показать, так сказать, «зверушку» вам не могу). Но важно понять, что именно эти невидимые создают мир.

Когда это началось? В 80-х годах стало понятно, что в дополнении редукционизму, к стремлению понять генетические закономерности, нужно иметь большую систему. Называлась эта вся штука – геосферно-биосферная программа.

И она, в общем-то, воспроизводит идеологию Вернадского, но Виноградский, о котором я говорил, он на четверть века раньше и точнее сформулировал её. Но он человек был довольно тяжёлый, ему один раз в жизни удалось прочитать хорошую лекцию, и то – членам императорской фамилии, когда деваться было некуда.

Так что, история, которую нам показывают и по телевизору, и в музеях, составляет одну восьмую часть истории Земли, когда уже всё очень хорошо сложилось, очень хорошо установилось и все эти птички, бабочки, цветочки и ягодки наложились на то, что было создано для них, и без вот этого основания они, собственно говоря, существовать не могут.

Поэтому для того чтобы понять, как возникла биосфера, мы вынуждены двигаться в тёмный мир докембрия. И такое серьёзное продвижение в этом направлении было лет 30-40…

Вот на маленькой картинке, которая сейчас на экране, можно видеть, как распадается вся история Земли. Эта лестница сделана академиком Семихатовым, она изображает тот период, когда существовали только цианобактериальные маты, то есть всё, что было на земле, это было цианобактериальное сообщество. Оно оставило совершенно чёткие и надёжные свидетельства своего происхождения. Я даже для того, чтобы вы мне поверили, я захватил камень, правда, не за пазухой… Это строматолит, который мне подарил Игорь Николаевич Крылов, один из первых, кто изучил эти вещи. Поверхность, которую вы видите, это как раз плёнки цианобактерии, которая окаменела и осталась 800 миллионов лет – это Южный Урал. Вот камушек, который я подобрал около Онежского озера, ему несколько больше, два миллиарда лет. С той стороны вы видите реплику, а вот эта чёрная вершина, это то, как выглядит высохшая плёнка. А с этим я очень прошу вас аккуратно, потому что она не окаменела, ей два года этой плёнке. И если вы сравните тот зелёный камень, и этот, то они, в общем-то, окажутся совершенно одинаковыми. Значит, у нас возникает вопрос: а каким же образом в течение двух с чем-то миллиардов лет (хотя о сроках ещё идут споры, в которые я не буду вдаваться) они выжили и продолжали существовать, почему их не вытеснили более совершённые цветочки?

Ну, вот то, что я вам показывал – живое, нынешнее – это с Курильских островов, из горячего источника, то есть выживают они в стороне от цветочков. И поэтому мы можем сказать, что область, занятая биосферой, по мере усложнения организмов сокращалась, в общем-то, а отнюдь не расширялась.

Возможности для жизни по мере совершенствования всё сокращались и сокращались и приходили, так сказать, к нормальным условиям, которые мы сейчас видим в поле или в лесу.

И переход осуществился примерно два миллиарда лет назад, то есть установившаяся уже наверняка система была примерно два миллиарда лет назад – вот как раз чёрный камушек, который я вам дал.

Дело в том, что к тому времени уже сформировалась система биогеохимических циклов, а это основная машина планеты. Здесь в качестве основы работает углеродный цикл, и, вообще говоря, эту машину можно просчитать в единицах и граммах органического углерода, можно просчитать как в конвертируемой валюте.

Если покажут следующую картинку, то мне будет легче.

Вы видите, здесь работает цикл, в котором одна реакция обеспечивает поступление органического вещества и отношение атмосферная углекислота, органический углерод и кислород работают в молярном отношении один к одному. То есть для того, чтобы у вас в атмосфере остался кислород, нужно каким-то образом убрать из системы восстановленный углерод. Это действительно происходит, это машина работала, начиная с первых осадочных пород, которые известны – углерод уходил, и, соответственно, кислород оставался. Значит, один к одному работает СО2, О2 и органический углерод.

Вторая система жёстко завязанных циклов – это синтез биомассы, потому что для синтеза биомассы нужно соотношение органического углерода и азота – шесть к одному, а для фосфора и органического углерода это соотношение будет больше, чем 116 к одному. Естественно, у растений, имеющих скелет (деревья, например), это соотношение будет гораздо больше, там гораздо меньше фосфора надо. Значит, эта часть жёстко связана с совершенно жёсткими количественными отношениями.

Теперь фокус в том, каким образом может остаться в атмосфере кислород? Для того чтобы он остался, нам нужно убрать углерод. Имеются два, собственно говоря, процесса – автотрофная ассимиляция фотосинтезом (идёт естественная солнечная энергия) и есть второй процесс – разложение этого углерода.

Если дыханием полностью всё сжигается, значит, баланс нулевой, ничего не получите, как в пустыни.

А если создаются какие-то условия, препятствующие микробам разложить это синтезированное органическое вещество, то, естественно, углерод уходит в осадочные породы, там основной его резервуар. Он превращается в устойчивый углерод керогена, и, собственно говоря, на этом начинает крутиться вся биогеохимическая машина планеты.

Постепенно в течение истории Земли за счёт неполного разложения созданного органического углерода… Почему-то все забывают об одной вещи: смотрят на зелёное растение и говорят: «Ах, вот оно нам даёт кислород и убирает углекислоту». Работает, на самом деле, не одно растение, может работать только система из двух компонентов.

Вот для России мы считали такие величины по климату, и получается, что из-за того, что наша страна холодная, из-за того, что у нас много болот, то углерод проваливается в эти резервуары восстановленного углерода. А триста миллиардов тонн углерода (меньше, я округлил цифру) остаются, и это как раз даёт кислород в атмосферу. Не столько фотосинтез, которого в тропических лесах, конечно, больше, сколько невозможность разложить углерод в наших болотах, в нашем сезонном климате.

И такая же штука работала не на уровне одного года или сезона, она работала в течение миллиардов лет, причём, содержание этого керогена осталось примерно одинаково в осадочных породах.

Как это может получиться? Видимо, мы можем сказать, что хлорофильное покрытие Земли было более или менее постоянно, оно менялось в разы, но не на порядки. И с этих камушков, которые я вам показал, оно так вот и работало.

Значит, вся биогеохимическая машина планеты сформировалась с цианобактериального сообщества. Цианобактерии или сине-зелёные водоросли, как их иначе называют, составляют очень узкую по своим физиологическим способностям систему, они накапливают разнообразные органические вещества, и эти вещества начинают использоваться очень разными бактериями. То есть на каждую компоненту этого вещества нужно иметь свой «трофический маршрут», который начинается со сложного вещества, с целлюлозы, например, постепенно деградируются мелкие молекулы, доходит до ацетата уксусной кислоты, водорода и там начинает работать вторая часть цикла.

Итак, вот это нужно чётко запомнить, что система состоит из продуктивной и деструктивной части.

Чтобы кончить с этими цифрами, я должен упомянуть, что сейчас в море ещё работает серный цикл, где разложение идёт в условиях отсутствия кислорода за счёт восстановления сульфатов в сероводород – все морские системы так работают, как только уходят в анаэробные условия.

А в прошлом, примерно два миллиарда лет назад, в дополнении ещё работал железный цикл, тот самый, который создал Курскую магнитную аномалию, Костамукшу, где были накоплены чудовищные запасы кислорода, связанного железом. Считают, что в эти запасы и в сульфаты моря ушло примерно 40 процентов когда-либо образованного кислорода, если считать по углероду, остающемуся в осадочных породах.

Значит, получается такая штука, что вы не можете обходиться одним растением, одним животным, вы обязательно должны брать биосферно-геосферную систему, которая взаимодействует. И без системного подхода вы ничего не можете объяснить. И чем дальше, тем всё больше и больше приходится накручивать и расширять эту систему.

А большие системы изучать можно только одним путём: взять сначала очень большую систему, постепенно рассекать её на части, решать куски и помнить, что когда ты разрезал, выделил какую-то подсистему и начал изучать её, то тут рядом есть ещё одна система, и они взаимодействуют для создания большой системы, например, как климат взаимодействует с биотой.

Теперь ещё о чём можно рассказать? Как раз здесь показан кероген, и вот видите там, на пике, есть подъём в карбонатах в возрасте двух миллиардов лет, это как раз тот камушек, который я показывал.

Почему-то в этот момент произошло утяжеление карбоната. В то же время в органическом углероде держится примерное отношение изотопов около минус 25 промилле. И это служит чётким доказательством того, что в течение всего обозримого периода работала система, аналогичная цианобактериальной, потому что изотопная характеристика – это характеристика типа усвоения зелёным растением. А зелёное растение, кстати, это тоже просто способ вынести цианобактерию, когда-то занесённую внутрь, на поверхность, в воздух, где больше света, и обеспечить её водой.

У нас получается так, что вся история Земли в плане цикла углерода, была более или менее постоянна, всегда источником были фотосинтезирующие организмы, использующие цикл Кальвина или рибулозобисфосфатный цикл, но я не буду нагружать вас терминологией.

Два провала вниз объясняют тем, что, вероятно, в этот момент было большое образование за счёт окисления метана. Потому что у метанокисляющих идёт большее фракционирование, и углерод получается полегче. Но толком в этом нельзя разобраться, потому что тогда к этому же периоду нужно привязать избыток использования кислорода из атмосферы.

Вот на этих картинках показана общая схема.

Мы видим, что работают две взаимодополняющие системы. С одной стороны, наверху, я изобразил эндогенные процессы, происходящие в геологической среде. А внизу нарисовал солнышко, которое светит на биоту, использующую энергию. И у нас получается очень чёткая машина, движущаяся Солнцем. В начале происхождения Земли, примерно четыре миллиарда лет назад, сформировалась атмосфера и гидросфера в результате дегазации, в результате ударов планетезималей. С другой стороны, происходило постоянно обновление поверхности Земли. И для того чтобы остался кислород, нужно провести две вещи – нужно убрать СО2 из атмосферы, чтобы не было парникового эффекта и мы не превратились в Венеру. Для того чтобы убрать её, есть один реальный механизм – это образование известняков, доломитов – карбонатов вообще. Для того чтобы их образовать, нужно вынуть из изверженных пород кальций и магний и засадить их туда. В результате, после того как вы металлы вытащили из пород, у вас останется глина, а глина – это лучший глинистый минерал, естественно, тонко дисперсный материал. Это как раз самая выгодная вещь для того, чтобы захоронить кероген, и значит, вся машина очень жёстко опять-таки завязана друг с другом, и вы не можете выбрать из неё какой-то один элемент. Вот в центре я изобразил эти циклы. Мы их подробно рассмотрели.