Сила разуплотнения поверхностного слоя воды и ее роль в геологических процессах (стр. 37 )

Подобным же образом заживляют свои раны и деревья. На­пример, если березу надрезать с целью сбора березового сока, то через некоторое время этот надрез заполняется коллоидной же­леобразной массой и затем зарастает. Надрезы в хвойных де­ревьях заживляются благодаря выделению вязкой смолы (нередко называемой «живица»), которая сразу же обволакивает и запол­няет их, ускоряя зарастание. Если вы немного порезали палец, не повредив кровеносных сосудов, то и ранка заполняется светлой коллоидной жидкостью, которая способствует ее заживлению. Коллоидными частичками здесь являются органические молекулы.

Следовательно, в живой природе действует механизм, подоб­ный механизму диффузионного флюидозамещения в горных поро­дах: раны заполняются коллоидной массой биологических моле­кул, просачивающейся из вмещающих участков ткани, и затем за­растают живой тканью.

Я не берусь рассматривать, как это конкретно происходит в биологических тканях, – это дело специалистов-биологов. Но це­лесообразно обратить внимание на эту аналогию в жизнедеятель­ности неживой и живой природы, где, по-видимому, действует еди­ный механизм типа диффузионного флюидозамещения.

3.3. Регулирование роста растений и живых организмов до определенного размера, определяющего срок их молодости и старости

Обратим сначала внимание на особенности роста деревьев и увеличения толщины их ствола. Известно, что древесина на стволе нарастает утолщенными слоями в местах напряжений (Ко­валев, 1988). При постоянно дующих ветрах дерево может накло­ниться, в результате чего центр тяжести у него смещается. И тогда у основания дерева в зоне так называемой корневой лапы в мес­тах напряжений начинается интенсивное нарастание биомассы древесины. Это усиливает прочность дерева в положении крена. Дерево, растущее на свободном пространстве, меньше по высоте, чем его однолетка в лесу. Ствол в сечении имеет здесь овальную форму и переходит в мощные поверхностные корни. По величине этих овалов можно безошибочно определить, с какой стороны дует преобладающий ветер.

Известно также, что в нижней части ветвей любого дерева, где находится зона его сжатия, заметно быстрее нарастает древе­сина, чем в верхней части. Это выражается в большем утолщении здесь годовых колец.

Интересна способность дерева и вообще любого растения «чувствовать» центр тяжести нашей планеты. На любой наклонной поверхности дерево, особенно хвойное, всегда занимает строго вертикальное положение. Причем отклонение от него обычно не превышает нескольких угловых минут. Если дерево по каким-либо причинам, например, из-за оползня, оказалось наклоненным, то его верхушка все равно стремится расти вертикально. При этом соответствующим образом укрепляется и корневая система, чтобы противостоять наклону.

Биологи признают, что причина того, как дерево определяет величину напряжений и их места и соответствующим образом реа­гирует на это своим ростом, остается невыясненной. Предполага­ется, что сигнализатором в таких случаях служит изменение био­электрического потенциала клеток в местах напряжений, что спо­собствует их разрастанию (Ковалев, 1988).

Автором предлагается иное объяснение – на основе законо­мерностей изменения горных пород в земной коре. Как показано выше, инициатором, по существу, всех преобразований горных пород – метасоматоза, рудо - и магмообразования, пластических деформаций, а также в определенной степени регионального и контактового метаморфизма – являются тектонические движения в земной коре. Они создают различие в величине пористости и про­ницаемости горных пород, что активизирует деятельность МДК-эффекта и механизма диффузионного флюидозамещения, под влиянием которых осуществляются метасоматоз, перекристалли­зация и пластические деформации пород.

По существу, подобное, но в несколько иной форме наблюда­ется в процессе роста деревьев. Участки наиболее существенных напряжений в виде сжатия ствола вдоль волокон испытывают ин­тенсивный рост и утолщение. При этом следует обратить внима­ние на то, что при сжатии происходит некоторое разуплотнение древесины, как бы расщепление ее волокон. Поэтому между во­локнами появляется дополнительная пористость, которая, наибо­лее вероятно, и способствует большему нарастанию биомассы за счет усиления деятельности МДК-эффекта. В участках, где осуще­ствляется растяжение древесины, такая пористость не возникает, поэтому здесь утолщения ствола не происходит. Причем опытным путем установлено, что древесина обладает гораздо меньшей прочностью на сжатие, чем на растяжение (Ковалев, 1988). По­этому при перегибе ствола под действием ветра участки сжатия с подветренной стороны могут подвергаться микросмещениям и микроразрывам, которые дополнительно увеличивают микропо­ристость, способствуя усиленному росту биомассы дерева. Если эти участки будут постоянно подвергаться таким деформациям под влиянием наклона дерева или постоянно дующих ветров, то утолщение этих участков укрепит их. Тогда верхушка дерева будет расти с отклонением в противоположную сторону, стремясь при­близить центр его тяжести к вертикали. Таким образом, дерево стремится приобрести строго вертикальное положение.

Ускорение роста древесины в местах сжатия обусловлено улучшением питания клеток вследствие повышения пористости и ускорения благодаря этому циркуляции здесь питательных рас­творов. Клетки получают более комфортные условия для роста и размножения.

Однако дерево растет и с каждым годом становится выше, и соответственно нагрузка его веса на ствол становится все больше и больше, особенно в участках сжатия. Поэтому комфортные усло­вия для роста клеток не могут длиться бесконечно, так как иначе растения достигли бы невероятно больших размеров. Что же мо­жет остановить их рост? В предыдущих двух книгах я высказал идею, что причиной остановки роста является достижение пре­дельно больших микроразрывов волокон древесины из-за возрас­тания механических нагрузок на стволы.

Сейчас я считаю более вероятной другую причину, а именно то, что рост останавливается, когда сила роста корней и стволов достигает того предела, который способна обеспечить им темпе­ратурная составляющая СРПС, поскольку именно она противо­стоит силе тяжести. Как только сила тяжести, роль которой возрас­тает при увеличении высоты дерева, превысит силу роста, опре­деляемую Т–СРПС, рост дерева прекратится. В этом случае мик­родеформации, способствующие усилению деятельности МДК-эффекта, т. е. осмотической составляющей СРПС, уже не способ­ствуют росту. Деление клеток начинает тормозиться в местах наи­более сильных деформаций, в первую очередь в нижней части ствола и в корнях, дерево начинает стареть и отмирать.

Таким образом, на примере деревьев можно высказать гипо­тезу, что регулятором роста и последующего старения растений являются О–СРПС и Т–СРПС, проявляющиеся через деформации их стволов и корней в поле силы тяжести Земли под влиянием ветров или других периодических физических нагрузок. Каждый тип дерева или стебля и корней растений имеет определенную прочность в зависимости от состава и способа соединения клеток в тканях. Этот параметр заложен в генетический код молекул ДНК клетки и является постоянным для каждого вида растений. Однако практическая реализация этой прочности в природных условиях предоставлена влиянию внешних механических факторов. Конст­руктивно, например, древесина дуба прочнее стебля крапивы, по­этому дуб имеет вид большого дерева, а крапива – только невысо­кое растение. Но каждый этот представитель растительного мира в пределах своего роста от первого ростка до предельной вели­чины проходит все стадии молодости – интенсивного роста и по­следующего старения и отмирания. Отмирание происходит по­тому, что высота ствола или стебля превысила величину предель­ных физических нагрузок из них, когда сила роста клеток не может преодолеть силу температурной составляющей СРПС. Причем, по-видимому, для однолетних растений это связано с понижением температуры воздуха с наступлением осени, поскольку сила дей­ствия температурной составляющей СРПС уменьшается при по­нижении температуры окружающей среды.

Можно предположить, что подобный механизм роста и старе­ния действует в живых организмах, включая млекопитающих, в том числе и человека. Хорошо известно, что при интенсивных и регу­лярных физических упражнениях, особенно в молодом возрасте, увеличиваются объем и сила тех мышц, на которые приходятся максимальные нагрузки, подобно тому как при росте деревьев увеличивается объем биомассы в местах постоянных напряжений. Следовательно, в тканях живых организмов существует такой же механизм, регулирующий их рост. При физических упражнениях в области межклеточных соединений появляются дополнительные кратковременные микропоры и микросмещения, заполняющиеся питательными веществами. Через них улучшается обмен веществ клеток с внешней средой за счет усиления деятельности МДК-эф­фекта, т. е. осмотической составляющей СРПС. Это при опреде­ленной регулярности и интенсивности нагрузок может привести к усилению деления и размножения клеток и роста дополнительных мышечных волокон.

Но этот процесс свойствен только молодому растущему орга­низму, который еще не достиг предела своего размера и роста. Однако когда человек или вообще любое живое существо дости­гает определенного размера, физическая нагрузка на каждую мышцу в ходе его двигательной деятельности возрастает с каж­дым сантиметром. Она может достичь предельного значения, ко­гда связанная с ней деформация межклеточных соединений и са­мих клеток становится меньше силы роста клеток, обусловливае­мой температурной составляющей СРПС. Это может происходить не только во время непосредственных явно выраженных физиче­ских движений – беге, ходьбе, поднятии тяжестей и т. д., но также и при малейших движениях тела и мышц при сидении, лежании и даже во сне, так как определенная величина тела предполагает и определенные физические нагрузки на составляющие его мышцы и кости скелета. Как только сила роста клеток становится меньше предельных физических нагрузок на мышцы, так их рост замедля­ется и начинается старение организма.