Влияние эволюции органического мира на геохимическое строение биосферы

Начиная с 40-х годов в СССР публикуется все больше работ, в которых эволюция биосферы трактуется прежде всего как возникновение под влиянием органической эволюции необратимых изменений в химическом составе ее компонентов и процессах миграции атомов.

При этом обычно имеют в виду преобразование газового состава атмосферы, химических свойств гидросферы и осадочных пород литосферы, эволюцию минералообраэования, процессов формирования месторождений полезных ископаемых, почвообразования и т. д. Тематика этих исследований выходит за рамки данной монографии, поэтому мы кратко остановимся лишь на их главных результатах и выводах.

Центральным событием в истории биосферы считается переход от первичной восстановительной атмосферы к кислородной, который коренным образом изменил геохимическую обстановку в биосфере, преобразовав ее геологические, физико-географические, биогеохимические и эволюционнобиологические процессы. Прямые доказательства этого перехода были получены в ряде работ по геологии и геохимии докембрия (см.: Виноградов, 1947). В сочетании с исследованиями физиологических и биохимических аспектов эволюции фотосинтеза (Д. И. Сапожников, А. А. Красновский, Б. А. Рубин, В. П. Скулачев, Г. Гаффрон, А. А. Ничипорович и др.) эти работы стали основой для реконструкции эволюции атмосферы в докембрии (Poole, 1951; Руби, 1957; Виноградов, 1959а; Юри, 1959; Berkner, Marshall, 1964). Особо надо отметить работы Виноградова.

В 1941 г. Виноградов совместно с Р. В. Тейс впервые экспериментально доказал, что основная масса выделяемого растениями кислорода образуется не путем восстановления углерода из углекислого газа, как это было общепринято, а в результате дегидрогенизации воды. Несколько позже он показал, что ни один из абиогенных способов образования свободного кислорода по своим масштабам не может сравниться с фотосинтезирующей деятельностью растений и обеспечить накопление свободного кислорода в атмосфере (1947). Оценивая биогенное образование кислорода как важнейший биогеохимический процесс, Виноградов отмечал, что создание азотно-кислородной атмосферы и озонового экрана коренным образом изменило радиационный пояс Земли и в значительной степени предопределило всю дальнейшую эволюцию живого (1973).

Возрастающая концентрация кислорода резко расширила пространственные границы биосферы и обеспечила захват жизнью новых экологических зон. Превращение же дыхания в главный способ окисления органических соединений повысило эффективность энергетических процессов в организмах, общую активность их жизнедеятельности, а тем самым и общую интенсивность биогеохимических и энергетических процессов в биосфере.