скачать djvu/1,2M

ПРЕДИСЛОВИЕ

---

Предлагаемая вниманию читателей книга профессора П. А. Коржуева касается одного из интереснейших аспектов проблемы эволюции — роли в филогенезе животного мира фактора гравитации — постоянного действия поля земного тяготения на организм. Исходя из широких общебиологических взглядов, автор прослеживает изменения, вызванные переходом живых существ из первичной колыбели жизни — мирового океана — на сушу. Этот переход представлял собой качественный скачок в гипергравитационную среду. Автор справедливо указывает, что переход к иным условиям существования, вызвавший большие морфофизиологические изменения в организмах, не привлек сколько-нибудь широкого внимания физиологов, а стал традиционной монополией морфологии, вследствие чего приобрел известную однобокость. Несколько большее, хотя все же недостаточное освещение получили со стороны физиологов и биохимиков изменения у вторично-водных (перешедших из гипергравитационной в гипогравитационную среду) животных, особенно, млекопитающих.

П. А. Коржуев особенно подробно останавливается в своей книге на изменениях скелета и основного органа кровотворения — костного  {3}  мозга, связанных с повышенным влиянием гравитации в условиях наземной жизни. Обусловленное этими изменениями усиление энергетического обмена потребовало в свою очередь повышенной доставки кислорода тканям и увеличения массы крови и ее кислородной емкости. Убедительным доказательством высказанной точки зрения служат изменения вторично-водных животных (редукция скелета и костного мозга, уменьшение синтеза гемоглобина в костном мозге и повышение в скелетной мускулатуре).

В связи с освоением космоса вопрос о влиянии длительной невесомости приобретает не только большое теоретическое, но и чисто практическое значение. Однако интерес книги П. А. Коржуева не ограничивается только этим. Благодаря широкой эрудиции автора книгу с интересом и пользой прочтут и широкие круги биологов — эволюционистов и просто любознательных читателей, количество которых так выросло в нашей стране в результате роста культурного уровня народа. В этом одно из величайших завоеваний нашего общественного строя.

Академик В. В. Парин

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

---

Эволюция, гравитация, невесомость... Что, казалось бы, общего между этими понятиями? До сих пор они применялись и применяются в разных областях знания.

Эволюция — термин биологический, касающийся закономерностей изменения природы живых организмов на всем протяжении истории жизни на нашей планете. Гравитация — термин физический, характеризующий силы взаимного тяготения масс независимо от того, идет ли речь о земных телах или планетах и звездах, что нашло свое выражение в законе всемирного тяготения, открытым Ньютоном. Невесомость — также термин физический, ставший особенно популярным после первых полетов в космос животных и человека.

Так что же все-таки объединяет эти термины?

Появились факты, свидетельствующие о тесной зависимости, существующей между природой живых организмов и тем гравитационным полем, в котором они живут. Биологи до сих пор рассматривали эволюцию организмов на нашей планете как явление изолированное, самобытное. В первую очередь изучалась хронология появления организмов в ряду современных животных, в меньшей степени — зависимость особенностей структуры и функций организма от особенностей внешней среды.

Однако, несмотря на то, что живые организмы так же, как и неживые тела, подчиняются силам земного притяжения, роль сил гравитации в жизни животных и растений до сих пор находится вне поля зрения биологов. Если характер влияния на живые организмы таких внешних факторов, как тепло, свет, влажность, низкое парциальное давление кислорода и другие, в основном известен, то конкретный характер воздействия сил  {5}  гравитации остается неизвестным. Совершенно очевидно, что пока не будут выявлены конкретные пути воздействия такого мощного фактора, как силы гравитации, на живые организмы, мы не сможем понять те закономерности, которые определяют эволюцию жизни на нашей планете.

Физика пока не дала ответа на вопрос о том, что такое силы тяготения, или гравитации, какова их природа, как осуществляется взаимодействие между тяготеющими телами.

Силы гравитации резко выделяются в ряду других сил природы. Природа света, электричества, магнетизма известна, их можно генерировать. Все они обладают способностью взаимопревращения, что и используется в современной технике (тепло, например, превращается в электричество, электричество в свет и т. д.). Силы гравитации не могут быть генерированы и пока не поддаются никаким воздействиям со стороны человека. В то же время это самые универсальные силы, проявляющие себя во всех звеньях Вселенной,— от атома до галактик, ибо гравитационное поле создается там, где имеются материальные массы. Все, что имеет массу (а масса присуща любому виду материи), должно испытывать гравитационное воздействие.

Каждая частица материи обладает свойством притяжения к другим материальным частицам. Общая сумма всех притяжений в любой точке Вселенной составляет местную величину гравитации. Различие определяется лишь величиной массы взаимодействующих тел. Если такими телами являются планеты Солнечной системы, то силы гравитации будут определяться размерами планет. Наибольшая сила гравитации на поверхности таких крупнейших планет, как Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (по сравнению с действием сил гравитации на поверхности нашей Земли). Причем, на Юпитере силы гравитации в два с половиной раза выше, чем на Земле, тогда как на Луне они в шесть раз меньше, чем на Земле.

Как известно, Ньютон выразил закон всемирного тяготения простой формулой

Суть этого закона состоит в том, что два тела действуют друг на друга с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Примечательно, что обратная пропорциональность квадрату расстояния характерна и для электрических сил. Две электрические частицы, например два электрона, за счет электрического заряда отталкивают друг друга с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, но благодаря действию сил гравитации притягиваются друг к другу опять-таки с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния. Пока никому не удалось показать, что тяготение и электричество представляют собой проявление одной и той же сущности, ибо в таких масштабах эти две силы несоизмеримы: тяготение относится к электрическому отталкиванию, как единица к числу с 42 нулями.

Однако гравитационные силы становятся грандиозными, когда тела обладают огромной массой, как, например, планеты, звезды. Таким образом, силы гравитации представляют собой дальнодействующие силы.

Физики, характеризуя роль сил гравитации в жизни нашей планеты, подчеркивают, что форма планеты, ее водный и воздушный океан существуют только благодаря силам гравитации: «Волна в море, движение каждой капли воды в питающих это море реках, все течения, все ветры, облака, весь климат планеты определяются игрой двух основных факторов: солнечной деятельности и земного притяжения. Гравитация не только удерживает на Земле людей, животных, воду и воздух, но и сжимает их. Это сжатие у поверхности Земли не так уж велико, но роль его немаловажна.

Корабль плывет по морю. Что мешает ему утонуть — известно всем. Это знаменитая выталкивающая сила Архимеда. А ведь она появляется только потому, что вода сжата тяготением с силой, увеличивающейся с ростом глубины. Внутри космического корабля в полете выталкивающей силы нет, как нет и веса.

Сам земной шар сжат силами тяготения до колоссальных давлений. В центре Земли давление, по-видимому, превышает 3 миллиона атмосфер»¹.  {7} 

О действии сил гравитации можно судить хотя бы по тому, что если бы их не было, то не надо было бы иметь подъёмные краны, лифты в многоэтажных домах, летательные аппараты и многое другое. Все эти сооружения помогают человеку преодолеть действие сил гравитации.

Силы гравитации — фактор огромной мощности, который определяет специфические особенности нашей планеты. Живые организмы, населяющие Землю, не представляют исключения. Они так же, как и тела неживой природы, подвержены воздействию сил гравитации. Мы это воздействие ощущаем на себе буквально на каждом шагу.

Но существует разница в характере воздействия сил гравитации на неживые тела т на живые организмы, специфической особенностью которых является способность к передвижению. Двигаться в гравитационном поле— значит преодолевать его, затрачивать энергию, иметь соответствующие структуры для генерации энергии и для передвижения в гравитационном поле. Именно в этом плане можно ожидать изменений структуры организма животных под влиянием действия сил гравитации.

Эволюция жизни на Земле проходила в гравитационном поле определенной интенсивности, зависящей от размера нашей планеты. И, несомненно, это должно было наложить определенный отпечаток на характер эволюции живых организмов. Именно поэтому переход животных и человека в условия, где гравитационное поле резко ослаблено, то есть в условия невесомости, не может быть безразличным для организма. Рассмотрение этих вопросов и составляет содержание последующих глав.

ЛИТЕРАТУРА

Аксенова М. Я. Газообмен у северных оленей при голодании, кормлении и в период работы. Труды Бурят-Монгол. зоовет. ин-та, 1941, вып. 2.

Аршавский И. А. Физиология кровообращения во внутриутробном периоде. М.—Л., Медгиз, 1960.

Баркрофт Дж. Некоторые изменения, происходящие при рождении. «Успехи совр. биол.», 1935, т. 4, вып. 4—5.

Баркрофт Дж. Основные черты архитектуры физиологических функций. М., Биомедгиз, 1937.

Бернштейн А. Человек в условиях среднегорья. Алма-Ата, изд-во «Казахстан», 1967.

Боголюбский С. Н. О весовом росте скелета, мышц и внутренних органов в послеутробном онтогенезе «Советского мериноса» и других пород овец. Труды ИМЖ. 1951, вып. 35.

Бровар В. Я. Закономерности роста скелета домашних млекопитающих. Труды ТСХА, 1944, вып. 31.

Бровар В. Я. Силы тяжести и морфология животных. М., изд-во АН СССР, 1960.

Вернадский В. И. Биогеохимические очерки. М.— Л., изд-во АН СССР, 1940.

Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., «Наука», 1965.

Винберг Г. Г. Интенсивность обмена и пищевые потребности рыб. Изд-во Белгосуниверситета, 1956.

Винер Н. Творец и робот. М., изд-во «Прогресс», 1966.

Волский М. И. Новое в науке о дыхании. Горький, 1961.

Горб Т. Е., Семенченко 3. П. Повышение продуктивности романовских овец при длительном полноценном кормлении. «Советская зоотехния», 1950, вып. 2.

Дарвин Ч. Происхождение видов. М.— Л., Сельхозгиз, 1937.

Дранников С. Я. Некоторые наблюдения над газообменом у лягушек и других холоднокровных. Труды Харьковского об-ва испыт-ей природы, 1914, т. 47.

Дюрст И. Основы разведения крупного рогатого скота. М., Сельхозгиз, 1936.

Заварзин А. А. Очерки эволюционной гистологии крови и соединительной ткани, 1945, вып. 1.

Зенкевич Л. А. Очерки по эволюции двигательного аппарата  {148}  животных. Общие положения эволюции движения животных. «Журнал общей биологии», 1944, т. 5, вып. 3.

Ивлев В. С. Опыт оценки эволюционного значения уровней энергетического обмена. «Журнал общей биологии», 1959, 20, вып. 2.

Калабухов И. И. Спячка животных. Изд-во Харьков-го ун-та, 1956.

Кларк А. Черты будущего. М., изд-во «Мир», 1966.

Коржуев П. А. Дыхательная функция крови и скелет позвоночных животных. «Успехи совр. биол.», 1955, 39, вып. 2.

Коржуев П. А. Физиолого-биохимические аспекты невесомости. В сб.: «Медикобиологические аспекты невесомости». Изд-во «Медицина», 1968.

Коржуев П. А. Проблема невесомости с точки зрения земной физиологии. «Авиационная и космическая медицина». М., 1963.

Коржуев П. А. Гемоглобин. М., Изд-во АН СССР, 1964.

Коржуев П. А. Силы гравитации и филогенез позвоночных животных. «Успехи соврем. биологии», 1965, т. 60. вып. 2(5).

Коржуев П. А. Проблемы резервов кислорода в организме животных и человека. Сб.: «Кислородный режим организма и его регулирование». Киев, 1966.

Коржуев П. А. Гомеостаз и проблема невесомости, 1968, т. 13, № 4.

Коржуев П. А., Глазова Т. II. Количественная характеристика крови и кроветворных органов черноморских дельфинов. «Журнал эволюц. биохим. и физиол.», 1967, т 3, № 2.

Крепе Е. М. Особенности физиологии ныряющих животных. «Успехи соврем, биологии». 1941, т. 14, вып. 3.

Падучева А. Л. Особенности обмена веществ многоплодных маток. Вестник с.-х. науки, 1954, № 12.

Пшеничный П. Д., Дмитроченко А. П. Кормление сельскохозяйственных животных. Изд-во Сельхозлитература. М.—Л., 1961.

Ромер А. Ш. Палеонтология позвоночных животных. М.— Л., изд-во НТИ, 1939.

Рулье К. Ф. Общая зоология. Избр. биолог. произвед. М., изд-во АН СССР, 1954.

Северцов А. Н. Главные направления эволюционного процесса. Био-медгиз, 1934.

Северцов А. Н. Морфофизиологические закономерности эволюции. Изд-во АН СССР, 1939.

Сеченов И. М. Две заключительные лекции о значении так называемых растительных актов в животной жизни. «Мед. вестник», 1861, №26, №28.

Студитский А. Н. Потенциал скелетогенной клетки. Сборник, посвященный академику Насонову к 80-летию со дня рождения. М.—Л., Изд-во АН СССР, 1937.

Томме М. Ф. Обмен веществ и энергии у сельскохозяйственных животных. М., Сельхозгиз, 1949.

Хэммонд Р. Рост и развитие мясности у овец. М., Сельхозгиз, 1937.

Циолковский К. Э. Биология карликов и великанов. Сб.: «Путь к звездам», Изд-во АН СССР, 1961.

Чижевский А. Л. Аэроиниофикация в народном хозяйстве. М., Госпланиздат, 1960.  {149} 

Шмальгаузен И. И. Пути и закономерности эволюционного процесса. Изд-во АН СССР, 1940.

Шмальгаузен И. И. Проблемы дарвинизма. М.—Л., изд-во «Советская наука», 1946.

Acheson G. H., Dawes G. S. a. Mott J. С. Oxygen consumption and the arterial oxygen saturation in foetal and new-born lambs. J. Physiol., 1957, v. 135, N 3.

Allison A. C. Turnovers of erythrocytes and plasma proteins in mammals. Nature, 1960, v. 188, N 4744.

Brace K. Life span of the marmot erythroc. Blood, 1953, v. 8, N 7.

Brace K. a. Altland P. Red cell survival in the Turtle. Am. J. Physiol., 1955. v. 183. N 1.

Brace K. a. Altland P. Life span of the duck and chicken erythrocyte as determined with C^H. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 195*5, v. 92 (3).

Bogert С. М. Thermoregulation in reptiles a factor in evolution. Evolution, 1949, v. 3.

Brock M. A. Production and life span of erythrocytes during hibernation in the golden hamster. Am. J. Physiol., 1960, v. 196 (6).

Brody S. Bioenergetics and growth with special reference to the efficiency complex in domestic animals. New York, 1945.

Cornelius C. E. a. Kaneko J. J. Erythrocyte survival studies in the mule deer, aoudad sheep, an springbok antelope, using glycine—2—C^u. Am. J. Veterin. Rev., 1945, v. 20 (78).

Cornelius C. E. a. Kamko I. J. Erythrocyte life span in the guanaco. Science, 1962, v. 137 (3531).

Delattre A. et Fenart R. L'evolution du crane et le cosmos. Cahiers des etudes biol., 1960. N 6-7.

Foxon G. Problems of the double circulation in vertebrates. Biol. Rev., 1955, v. 30 (2).

Gray I. Studies in the mechanics of the tetrapod skeleton. J. Exp. Biol., 1944, v. 20(2).

Gregory W. Grandfather fish and his descendants. Natural History, 1941, v. 48.

Groebbels F. Der Fogel. Bau, Funktion Lebenserscheinung Einpassung. 1937, v. 1.

lleberich F. The functional separation of venous and arterial blood in the univ'entricular frog heart. Ann. New York Acad. Sci, 1965, v. 127, N 3.

Hesse R. Das Herzegewicht der Wibeltiere. Zool. I. Abt. Allg. Zool. u. Physiol, d. Tiere, 1921, v. 38.

Irving L. Respiration in diving mammal;. Physiol. Rev., 1939, v. 19.

Jordan H. Comparative haeinatology. Downey's handbook of Haematology, 1938, v. 2.

Krogh A. On the cutancow and pulmonary respiration of the frog. Skand. Arch. Physiol., 1904, v. 15.

Lawrie R. The activity of the cytochrome in muscle and its relation to myoglobin. Biocli. J., 1933, v. 55, 298.

Macallum A. B. The Paleochemistry of the body fluids and tissues. Physiol. Fev., 1.926, v. 6.

Mechanick N. Untersüchungen über das Gewidit des Knochenmarkes der Menschen. Ztschr. Ges. Arat., 1926, B. 79.  {150} 

Letnez L. a. Kopecky H. the number of erythrocyte recirculation in chick embryo and hen, a note on embryonic heart efficiency. Physiol. Bohemoskov., 1962, v. 11, N 2.

Robinson D. The muscle hemoglobin of seals as an oxygen store in diving. Science, 1939, v. 90.

Scholander P. F. Experimental investigation on the respiratory function in diving mammals and birds Hvalradets Skrifter, 1940, N 22.

Szarski H. Pochodzenie plazow. Warszawa, 1961.

Szarsky H. The structure of respiratory organs in relation to Body Size in Amphibia. Evolution, 1964, 18, N 1.

Thompson D. Growth and form. Cambridge Univ. Press, 1917.

Varicak T. Medulla ossium Urodela. Biol. Hrvaltsko priradasl drustvo, 1958, v. 11.

Wintrobe M. Variations in the size and hemoglobin content of erythrocytes in the blood of various Vertebrates. Folia Haematologica, 1933, v. 51.

СОДЕРЖАНИЕ