РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ЧТЕНИЯ им. В.И ВЕРНАДСКОГО ХЫ1 Н.П.ЮШКИН БИОМИНЕРАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ «НАУКА»
/ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. В.И.ВЕРНАДСКОГО н.п.юшкин БИОМИНЕРАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 42-е чтение им. В.И.Вернадского 12 марта 2002 года МОСКВА «НАУКА» 2002
УДК 549+570. ББК 26.31+28.0 Ю96 Ответственный редактор академик Э.М.ГАЛИМОВ Рецензент доктор геолого-минералогических наук А.А.КАДИК Юшкин Н.П Биоминеральные взаимодействия: 42-е чтение им.В.И.Вернадского, 12 марта 2002 г. /Н.П.Юшкин; отв. ред. Э.М.Галимов. -М.: «Наука», 2002. - 60 с. 15В\ 5-02-006180-1 Рассматривается структура минерального и биологического миров, дается их сравнительный анализ, исследуются признаки сходства и различия минералов и биоорганизмов, устанавливается минеральная предопределенность основных биоструктур и биофункций. Проводится сравнительный анализ биоминералов и литосферных минералов, обсуждается биостартовая роль минералов. Приводятся данные а надмолекулярной упорядоченности твердых углеводородов, рассматривается вопрос Оуих роли как предбиоло- гических систем. Предлагается концепция углеводородной кристаллизации жизни и минерального организмобиоза. Табл. 4., ил. 24. Для геохимиков и петрологов. _ ^рО р-дн { / Т УрО Р-Дн 18ВП 5-02-006180-1 ©Н.П.Юшкин, 2002 Коми научный центр Уро РАН
Введение Одной из важнейших и интереснейших минералогических проблем, выдвинутых прошедшим веком и передаваемых в век XXI, стала проблема биоминеральных взаимодействий. Она предопределена самой сутью одного из величайших научных творений современности - биосферной концепции В.И.Вернадского. Идеи В.И.Вернадского, истоки которых в значительной степени связаны с его ранними минералогическими исследованиями и обобщениями, стали важнейшими точками зарождения новых направлений в учении о биоминеральных взаимодействиях, центрами новых открытий. Биоминеральные взаимодействия привлекают сегодня пристальное внимание не только минералогов, но и широкого круга естествоиспытателей. Ежегодно публикуются тысячи статей и монографий, регулярно проводятся международные научные конференции, совещания и школы, посвященные этой проблеме (Сыктывкар, 1993, 1996, 2000 гг.; Санкт-Петербург, 2002; Торонто (Канада), 1997, 1998; Бостон (США), 1998 и многие другие). Биоминеральные взаимодействия стали признанным объектом исследований в современной минералогии, однако интерес к ним проходит через всю историю развития наук о Земле. Геология, с первых этапов становления ее как самостоятельного направления естествознания, развивалась в органическом взаимодействии с биологией. Это определяется, с одной стороны, ролью живых организмов как мощного геологического фактора и источника генетической информации для расшифровки событий геологического прошлого, для геоисторических реконструкций, а с другой - большим значением геологических и геобиологических (палеонтологических) исследований для познания эволюции живого мира. Кроме палеонтологии, в цикле геологических наук можно назвать более десятка научных направлений, имеющих биоминералогическое или более широкое биогеологическое содержание, таких как биоминералогия, геомикробиология, биогеохимия, учение о каустобиолитах, астробиология, медицинская минералогия и др. Биоминеральные взаимодействия - комплекс взаимосвязанных проблем, охватываемых общим понятием "минералогия и жизнь" - я называю витаминералогией. Витаминералогия (от лат. УЙа - жизнь; минера - от позднелат. ттега - рудник, руда; логия от греч. Хоуо^ - учение, наука) - раздел минералогии, учение о взаимодействии минерального и биологического миров, о роли живых организмов в минералообразовании и значении минералов в происхождении, функционировании и развитии живых организмов, в жизни и деятельности человека. В лекционной практике я использую этот термин с начала 90-х годов. Как новое направление витаминералогия была выдвинута на II Международном семинаре «Минералогия и жизнь: биоминеральные взаимодействия» 3 Коми научный центр Уро РАН
в Сыктывкаре в июне и также на двух симпозиумах ЗО-й сессии Международного геологического конгресса в Пекине (Китай) в августе 1996 г. В докладе невозможно обрисовать, даже в самом общем виде, всю область охвата витаминералогии, поэтому остановлюсь, в основном, на структурно-вещественных и функциональных аспектах, которым обычно уделяется не столь много исследовательского внимания, как аспектам физико- химическим, геохимическим, энергетическим, эволюционным, прикладным. Главное, на что хотелось бы обратить внимание, - это особенности структуры минерального и биологического миров, их изоморфизм и изофункциональность, биоминеральные гомологии, минеральные истоки жизни, минеральный организмобиоз, эволюционные инновации, проблемы коэволюции. Сердечно благодарю академика Э.М.Галимова за оказанную высочайшую честь сделать этот доклад на всемирно знаменитых чтениях им. В.И.Вернадского и за несколько дней до них приславшего свою новую книгу "Феномен жизни", плод долгих и глубоких исследований и размышлений, читая которую я имел возможность получить новую информационную подпитку для развиваемой мною концепции и найти целый ряд оснований для постановки дальнейших минералогических исследований. На формирование моих представлений о строении и природе минерального и биологического миров огромное влияние оказали идеи многих моих наставников и совместные исследования с многочисленными коллегами и учениками, которых я не в состоянии перечислить и которым я безмерно благодарен. Но два имени я должен назвать с особым почтением и глубочайшей признательностью, поскольку им, в первую очередь, обязан своим биоминеральным мировоззрением. Это академик М.В.Иванов, ныне директор Института микробиологии РАН, который, еще будучи аспирантом в 1959 г., воочию через убедительные полевые эксперименты с применением меченых атомов раскрыл мне, коллектору одной из геологических партий, будущую роль микроорганизмов в процессах гипергенного минералообразования; и профессор Ленинградского (Санкт-Петербургского) горного института Д.П.Григорьев, увлекший меня в мир живых минералов. Дискретность минерального и биологического вещества. Индивиды, организмы, жизнь Ключевой задачей в изучении биоминералъных взаимодействий является сравнительный анализ биологических и минеральных систем, поиски сходства и различий между ними. Конструктивность этой проблемы очевидна, так как только мир минералов и живой мир представлены относительно автономными системами - индивидами, организмами, особями, морфология и функционирование которых определяются в большей степени внутренними структурными факторами, чем внешними. 4 Коми научный центр Уро РАН
Индивиды обладают собственной формой и наиболее сложны и совершенны в структурной иерархии материальных систем. Все другие системы по отношению к минеральным индивидам и биологическим особям являются или их компонентами, или производными от них, или средами в понимании А.В.Шубникова. Следовательно, главное сходство живого и минерального миров - это их структурная организация, дискретность, существование в форме индивидов, биологических и минеральных организмов. Биология и минералогия, следовательно, есть две науки о наиболее высокоорганизованной материи, существующей в форме систем с высочайшей степенью самоорганизованности, саморазвития, автономности. Именно объектами исследований, в первую очередь, определяется фундаментальный статус этих наук. Представление о минералах как организмах, которое ныне получило широкое развитие, наиболее строго и логично сформулировал Д.П.Григорьев в докладе на Минералогическом семинаре в Сыктывкаре 1 июня 1976 г. Основные положения его концепции сводятся к следующему: "Минералы, т.е. кристаллы и зерна, в форме которых реально существуют природные химические соединения и физико-химические фазы, выступают в нашей науке каждый как целостный организм, индивид, со своей анатомией, всегда по-своему «живущий» ...Генезис минерала представляется как сумма всех событий его истории, начиная с акта зарождения, явления роста и метаморфизма при непрерывном взаимодействии между минералом и средой и между органами и частицами минерала... Познание минерала как организма и его естественной истории, обусловливающей все качества, условия и места нахождения минералов, есть назначение и прерогатива минералогической науки"1. проблемы генетической информации в минералогии. Сыктывкар, 1976. С. 6-7. Поскольку организм (фр. ог§атзте, от старо-лат. ог§ап12о - устраиваю, придаю стройный вид) - это целостная система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношения и особенности строения которых детерминированы их функционированием как целого, а жизнь - совокупность процессов и механизмов функционирования и развития (т.е. способ существования) целостных, внутренне детерминированных относительно автономных систем (организмов) от их зарождения до разрушения, то мы вправе допускать, что наряду с биологической существуют и другие формы жизни, в том числе минеральная, кристаллическая. Более того, можно говорить о полиморфизме жизни и о минеральной жизни как одном из его проявлений. Выдающийся минералог Н.И.Кокшаров пытался привлечь к этому внимание еще в 1876 г. в своей знаменитой лекции в Морском собрании в Кронштадте: "...Если бы мы согласились: 1. Разуметь под именем жизни индивидуумов в здоровом их состоянии не что иное, как только их существо5 Коми научный центр Уро РАН
вание в нормальном виде, т.е. при полном совершенстве свойств их... 2. Под именем болезни разуметь то состояние индивидуумов нашего мира, при котором часть присущих им свойств сделалась ненормальной. Наконец: 3. Под именем смерти разуметь состояние, при котором почти все нормальные внутренние свойства индивидуумов изменились или парализовались и осталась только одна наружная форма, с уничтожением которой следует неминуемо разрушение индивидуума. То индивидуумы всех трех царств природы, т.е. животные, растения и кристаллы подвелись бы тогда под один общий уровень, и мы были бы вправе сказать: животные и растения живут жизнью органической, а кристаллы - жизнью неорганической". Структура и разнообразие минерального мира Минералогия вместе с ее смежным науками (геохимией, петрографией, литологией) исследует минеральное вещество. Минеральное вещество - часть вещества Вселенной (т.е. того вида материи, который в отличие от поля обладает массой покоя и характеризуется дискретностью), принимающая участие в сложении минералов и составляющая вещественную основу минерального мира в целом. Минеральное вещество в ранговой системе фундаментальных структурных единиц вещества Земли образует определенный структурный уровень, поэтому его можно определить как вещество, находящееся в кристаллическом (минеральном) состоянии. Наряду с этим строгим определением нередко широко, особенно в прикладных исследованиях и в практике, используется более широкое, операциональное, утилитарное представление о минеральном веществе как веществе не только минералов, но и всех полезных ископаемых, включая газообразные, жидкие некристаллические (газы, нефть, уголь, торф, янтарь и т.п.), или даже как о всем веществе Земли. Из этого широкого понятия о минеральном веществе исходят такие технико-экономические категории, как "минеральное сырье", "минеральные ресурсы" и др. В состав минерального вещества входят атомы всех известных химических элементов в различных сочетаниях и соотношениях. Структура минерального вещества характеризуется трехмерной пространственной периодичностью равновесных расположений атомов (дальний порядок), связанных между собой силами электромагнитных взаимодействий, и описывается законами трансляционной симметрии. Фундаментальной особенностью минерального вещества, как уже отмечалось, является его дискретность, существование в форме минеральных индивидов (ограненных или неограненных кристаллов), относящихся к тем или иным минеральным видам (естественным множествам минеральных индивидов с тождественным составом, структурой, свойствами). Структура минерального мира определяется его элементами (индиви6 Коми научный центр Уро РАН
дами, видами) и взаимосвязями между ними. При общей массе минерального вещества Земли около п-1028 г масса отдельных индивидов не превышает п-10'8 г, в подавляющем большинстве п-10'2-п-10'4. Следовательно, общее число минеральных индивидов в составе только земной коры можно оценить в 0,п-п-10 . Другой особенностью минерального вещества является его агрегация, т.е. существование минеральных индивидов не отдельно друг от друга, а в виде агрегатов, закономерных срастаний индивидов, а также других синми- нералогических систем. Размер минеральных индивидов варьирует в весьма широких пределах (рис. 1). РАЗМЕРНЫЕ УРОВНИ МИНЕРАЛЬНОГО МИРА Индивиды-гиганты, монокристалльиые тела, безграничные кристаллические РАЗМЕРНЫЕ УРОВНИ БИЛОГИЧЕСКОГО МИРА СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Пряное Рабочие длины волн явблюдемие методов спектроскопия — Синий кит Человек Мышь гпектроскспия; Бактерии I Вирусы _ Рентгеновская спектроскопия Мономинеральные индивиды, различимые визуально - разрешения з- человеческогое- Эпителиальная гла,а § клетка « /___ Яйцо лягушки 1 Белковые Г молекулы ----- Аминокислоты Й Нанокристаллы, кристаллические вирусы, фуллерены квазикристаллы, молекулы у-спепроскопия, 5 ^Мессбауэровская 1 спектроскопия — Предел _ разрешения Микоплазма ” Яйцеклетка. человека '« Т . ,1.^ Оптическая спектроскопия. . Вакуумная УФ спектроскопия Разрешение - - ~ современного — электронного = А , микроскопа § | ‘ г §41 Минеральные индивиды, различимые под микроскопом -*-■ Эритроцит Атомы и элементарные ячейки Рис. 1. Размерные уровни минерального мира (размерность биологичеких систем дана по К.Вилли и В.Детье) 7 Коми научный центр Уро РАН
Самый минимальный размер индивидов теоретически можно определить в несколько нанометров. Это образования из нескольких элементарных ячеек, в сочетании которых уже устанавливается регулярность, периодичность и формируется структурно несопряженная граница с окружающей средой. Верхняя граница между микро- и наноиндивидами в среднем оценивается размером в 100 нм, определяемым таким соотношением поверхностных атомов (Н) к их общему числу в частице (14), т.е. I.) = М/К, когда число поверхностных атомов отличается от числа объемных на первые порядки. Общее число атомов в таком объеме составляет около п-103-п-104, и в случае их структурирования по законам дальнего порядка они могут формировать минеральные наноиндивиды, нанокристаллы. Нижняя граница наноструктур характеризуется величиной Э = 1, т.е. ситуацией, когда все атомы поверхностны. Это размер около 1 нм или немного меньше. Для кристаллических структур он соответствует примерно размеру элементарной ячейки, т.е. протокристаллу, протоминералу, который при трансляционной достройке может эволюционировать в минеральный индивид. Типичной структурой с Б = 1 являются широко известные фуллерены. К ним близки кватароны А.М.Асхабова. Максимальный размер минеральных индивидов точно не установлен, хотя проблема кристаллов-гигантов широко обсуждается в минералогической литературе, в частности, Д.П.Григорьевым, А.Е.Ферсманом, Ч.Фронделем и др. Вероятно, предельный размер монокристаллических минеральных индивидов находится где-то в первых десятках метров. Самым крупным из известных ограненных кристаллов считается кристалл берилла из Шалакиали- ны (Мадагаскар) длиной 18 м и толщиной 3,5 м, вес которого определен в 380 т в берилловом руднике Дэвис Хол (Колорадо, США); известны моноблоки микроклина размером 49,38-35,97-13,72 м; в горах Дамарленда (Боливия), найден кристалл молочно-белого кварца с ограненной вершиной, высотой около 50 м. Известны кристаллические моноблоки гипса в его зернистой массе размером в 30—50 м. Таким образом, размер минеральных индивидов варьирует в пределах от нескольких нанометров до нескольких десятков метров, хотя основная масса минерального вещества литосферы окристаллизована в индивиды от 1 мкм до 1 см. Примерно те же размеры характерны и для биологических особей. Нижний их предел определяется размером бактерий (от 0,2 до 10 мкм) и вирусов (вирусные частицы - вирионы - имеют размер 15-350 нм, достигая 2600 нм). Великаном среди современных животных является синий кит (35 м), среди древних животных - акула Са1каго<1оп те$а1ас1оп (35 м). Минеральный мир, пространственные границы которого в общем совпадают с границами литосферы Земли и других доступных для исследова8 Коми научный центр Уро РАН
ний космических тел, достаточно сложен (хотя несоизмеримо проще мира живого) и включает более 4 тыс. минеральных видов. Фактурный стержень истории минералогии - это расширение границ минерального мира, открытие новых минеральных видов, пополнение фонда минералов. За последние два десятилетия фонд минеральных видов вырос почти в 2 раза. Биологический мир несравнимо более разнообразен, но относительные темпы в его познании примерно одинаковые (рис. 2). Годы Рис. 2. Динамика прироста новых минеральных и биологических видов С увеличением числа известных минеральных видов, с исследованием их конституционных особенностей и свойств, с познанием закономерностей пространственного распределения, генезиса и эволюции минерального мира происходили и формирование структуры минералогической науки, и ее дифференциация - формирование новых научных дисциплин, таких, как палеонтология, геохимия, петрография (на основе объектов, считавшихся ископаемыми телами, но не являющихся минералами). Пополнение фонда минералов происходит и сегодня. Ежегодно открывается около 100 новых минеральных видов, причем Россия по крайней мере три последних десятилетия занимает лидирующее положение, обеспечивая от 8 до 30% открытий новых минералов. Видимо, открытие новых минералов будет продолжаться, и даже нарастать более высокими темпами в связи с углублением исследований с микроуровня на наноуровень, хотя многие ученые определяют предел в 30-50 тыс. видов, исходя из реальных условий протекания минералообразующих про9 Коми научный центр Уро РАН
цессов на Земле. А.П.Хомяков справедливо считает, что число возможных минеральных видов практически не ограничено. В то же время представления о структуре минерального мира вряд ли существенно изменятся. Анализ показывает, что пополнение фонда минералов уже не меняет показатели информационной энтропии минерального мира. Минеральное вещество Земли дифференцировано тангенциально и по вертикали. Земная кора характеризуется преимущественно окисло- силикатным составом, мантия сложена тугоплавкими силикатами, преимущественно магниевыми. Наблюдается и определенная тангенциальная неоднородность минерального вещества геосфер, связанная с пространственной локализацией определенных минералогических процессов. На поверхности литосферы происходит интенсивное физическое перемещение минерального вещества, сопровождающееся его частичным разрушением. В процессе космической и планетарной эволюции минерального вещества происходит закономерное и направленное усложнение его состава и структуры, рост числа минералов, увеличения их разнообразия. Минеральный мир весьма разнообразен по составу, и это разнообразие носит закономерный характер. Назрела необходимость разработки учения о минералогическом разнообразии - минералогической диатропики. Современные исследования минералогического разнообразия ограничиваются сравнением различных объектов по минералогическому составу. Необходимы поиски путей сжатия информации. В своих работах по генетикоинформационной минералогии мы предложили ряд подходов, основанных на принципах теории информации и структурного анализа. В на- стояще время они довольно продуктивно развиваются рядом минералогов, особенно Б.В.Чесноковым. Эволюция минерального мира Одним из важнейших компонентов современной теоретической минералогии является представление об эволюции минерального мира. Весь огромный фактический материал минералогических исследований, наблюдений, экспериментов убедительно свидетельствует о строго закономерной направленности минералогенетических процессов, о существовании многоуровневой иерархии частных и общих эволюционных закономерностей, управляющих минералогенезисом. Эволюционные идеи зарождались и формировались еще на заре минералогических исследований, чему в немалой степени способствовало развитие минералогии совместно с палеонтологией в общей системе геогнозии. Это стимулировало поиски в минеральном мире тех же закономерностей, которые устанавливались при изучении древних организмов. Поэтому уже в 10 Коми научный центр Уро РАН
средние века в минералогии утвердились представления о направленной изменчивости формы, строения и свойств минералов во времени. К началу новейшего периода развития минералогической науки уже определился ряд основных эволюционных закономерностей. Среди них: • принцип направленного развития минерального мира (принцип Чер- мака); • принцип отражения минералами условий их образования (принцип Стенона); • эволюционные схемы развития формы кристаллов (схема Вернера и т.п.); • принцип последовательного образования минералов в минеральных телах и многие другие. В эволюции минерального мира выделяются три магистральные линии - онтогенез, сингенез и филогенез минералов, которые и составляют основу современной эволюционной минералогии. Очень важным достижением эволюционной минералогии, имеющим большое научное и прикладное значение, являются представления об эволюционных рядах минералов и эволюционной минералогической зональности. Анализ данных по онтогении, сингении и филогении минералов позволяет наметить ряд общих эволюционных закономерностей: 1. Общий рост числа минералов, усложнение структуры минерального мира, увеличение его разнообразия с течением геологического времени. Данная закономерность проявляется в ускорении темпов всех минералогенетических явлений и процессов, в усложнении более поздних минеральных ассоциаций по сравнению с предыдущими, в общем росте числа минералов, создаваемых более поздними процессами, в снижении относительной энергии развивающихся минеральных систем, в уменьшении их кристаллохимической плотности, увеличении роли явлений смешения, в нарастании энтропии, накоплений искажений в структуре и форме минералов и т.п. Это иллюстрируется многочисленными общими и частными примерами, которые в изобилии содержатся во всех работах по эволюционной минералогии и подтверждается, например, в космоэволюционном ряду закономерным изменением числа минералов (п) и суммарной плотности размещения атомов (Рд): Метеоритный этап п 40-50 Ра 0,4985 Базальтовый этап 60-70 0,4416 Коровый этап 250-300 0,4037 2. Эволюция "кубического" или "куборомбического”минерального мира в "моноклинный" от ранних этапов развития Земли к современному, сниже11 Коми научный центр Уро РАН
ние симметрии вещества на фоне сохраняющейся высокой (а может быть, и повышающейся) симметрии самой Земли. Закономерность хорошо подтверждается статистическими данными. Например, в космоэволюционном ряду метеориты (хондри- ты)->Луна->Земля суммарный индекс симметричности минеральных ассоциаций снижается в последовательности 33,58—>29,00-»21,95%. Подобная тенденция наблюдается и во всех земных минеральных ассоциациях, из которых наиболее высокосимметричными являются глубинные магматоген- ные, а самыми низкосимметричными - гипергенные. 3. Накопление усложнений минеральных систем в верхних частях земной коры, особенно у поверхности геоида. Эта закономерность определяется энергетической природой важнейших эволюционных факторов. Движущей силой эволюции минерального мира является стремление развивающихся минеральных систем к равновесному состоянию в условиях закономерно непрерывной потери тепла, достигшей за 4,5 млрд лет около 7,1-1029 кал. Потеря тепла литосферой идет с земной поверхности, поэтому и эволюционные процессы наиболее интенсивно и энергично протекают, как впервые заметил Д.В.Рундквист, у земной поверхности. Рудосфера, обязанная своим происхождением разнообразным процессам дифференциации, переотложения и концентрации вещества, по этой же причине занимает самую внешнюю часть литосферы выше изограды 600-700 °С. Пульсационность минералогенетических процессов есть следствие пульсационного "дыхания" Космоса и автоколебаниями самих минералообразующих процессов. Переходы с эволюционного на революционный пути развития связаны с энергетическими "скачками" в земной коре. Особенность эволюционных процессов в минеральном мире заключается в том, что мы не всегда можем определить их прогрессивный или регрессивный характер. Здесь обычны прямые и обратные эволюционные схемы, которые в биологической эволюции выступают как исключение, сложные сочетания прямых и обратных схем, приводящие к интерференции. Глобальные эволюционные тенденции не всегда совпадают с конкретными. Поясним это на простом примере. Как уже подчеркивалось, развитие минерального мира в целом происходит в условиях направленного оттока тепла. Формируются минералы и минеральные комплексы, направленность изменения которых является следствием снижения энергосодержания - это прямая эволюционная тенденция. Если в каком-то участке Земли произошел прорыв глубинного тепла и вещества, минералообразование в условиях наступающего теплового фронта, в условиях притока энергии, развивается уже по обратной схеме. Но этот путь вряд ли можно назвать регрессивным, он - созидательный, приводит к образованию весьма важных минеральных комплексов, создающих минералогический облик литосферы и включающих полезные минералы, формирующих 12 Коми научный центр Уро РАН
месторождения. Затем поток энергии и вещества будет ослабевать, минералообразование будет развиваться в условиях отступающего теплового фронта, будет реализовываться прямая эволюционная схема. Реальная картина еще сложнее. Такая дивариантность, или даже поливариантность, путей минералогической эволюции приводит к формированию хорошо известных геологам и минералогам прямой и обратной зональностей, к реализации прямых и инверсионных схем кристаллизации. Наблюдается довольно отчетливый параллелизм, взаимообусловленность в эволюции мира минералов и мира живых организмов. Биосфера развивается, в основном, в литосферной среде, и минералы являются важными экологическими компонентами среды обитания живых организмов. С другой стороны, биогенез выступает как один из важнейших факторов минералогенезиса. Биогенные минералы отличаются от абиогенных аналогов и конституцией, и свойствами (например, самородная сера - по соотношению изотопов). С включением биогенного фактора в минералогенезис начинает существенно меняться и структура минерального мира в целом. Познание особенностей минеральной и биологической коэволюции имеет поэтому общенаучное значение. Открываются новые возможности для решения проблемы происхождения жизни. Поиски сходства и различий в жизни минералов и биоорганизмов. Изоморфизм и гомологичность живых и минеральных систем Есть ли существенные различия жизни минеральной и жизни биологической? Вопрос этот уходит далеко в истоки истории естествознания. Вплоть до конца XVIII в. вели непримиримую дискуссию две школы. Джеронимо Кардано (1501-1576), И.Ф.Генкель (1678-1744) и их последователи утверждали, что жизнь и структура минералов полностью подобны структуре растений, что камни, как и растения, растут за счет земных соков, впитываемых и циркулирующих по порам, кавернам, трубчатым волокнам, каналам. В самоцветах и других прозрачных минералах в проходящем свете обнаруживается множество таких органоподобных образований. Пористые, слоистые, волокнистые структуры видны и в непрозрачных минералах. По мнению Д.Кардано и его сторонников, подобные образования представляют собой упрощенные в соответствии с низшим типом жизни органические структуры, наблюдаемые в животных и растениях. Д.Кардано считал, что "...камни не только живут, они страдают от болезней, впадают в старость и умирают". Противники этих представлений издевательски разбивали аргументы карданистов, но сами предлагали не менее забавные гипотезы. Так приверженец аристотелевой школы А.Бациус, подчеркивая, что из принципа аналогий можно утверждать, что Цезарь живет в своей статуе или что в облаках живут люди и драконы, поскольку те своими очертаниями их напоминают, 13 Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=