О книге и ее авторе

На протяжении всей своей истории человечество было вынуждено бороться со стихийными силами природы за средства к существованию, уметь противостоять силам природы, с тем чтобы выжить в этой трудной борьбе и победить. И Человек выстоял и победил. Давно уже победил... Но отношение к природе как к объекту покорения осталось. К сожалению, оно очень распространено и в наше время, иные люди других отношений с окружающим нас миром и не мыслят.

Среди разнообразных, в том числе и положительных, итогов «покорения» природы в последнее время возник комплекс сложных и очень острых проблем, таких, как истощение природных, и прежде всего энергетических, ресурсов, необходимость устранения отходов разнообразных производств, предупреждение загрязнения воздушного бассейна, вод, почвы и ряд других.

Если совсем недавно идеи переустройства природы понимались главным образом метафорически, то ныне массы веществ, вовлеченные в технологические процессы, столь велики, что формируемые ими искусственные геохимические потоки вполне сопоставимы с природными геохимическими потоками. Реально, зримо они меняют лик Земли.

Колоссальная мощь техники, имеющейся сегодня в распоряжении Человека, налагает на него особую ответственность за судьбы природы, с которой он по‑прежнему неразрывно связан.

Идеи «покорения» природы – это своеобразный «заплыв против течения». Между тем опытный пловец, чтобы не быть втянутым в водоворот, всегда стремится плыть по течению, и центробежные силы быстро выносят его на спокойное место.

Не противостоять природе, а «плыть» с ней в одном потоке – это веление времени. Именно такой позиции придерживается Феликс Патури.

О чем эта книга? Ее с полным основанием можно отнести к научно‑популярной литературе о бионике. Бионика – продукт научно‑технической революции – оформилась как наука сравнительно недавно, около двух десятилетий назад. Она возникла на стыке экологии, биологических и технических дисциплин – такие пограничные области в науках бывают особенно плодотворными. Несмотря на короткий период существования этой науки, в ней наблюдается лавинообразный рост публикаций по самым различным проблемам, связанным с «техникой природы».

Подавляющее большинство работ по бионике посвящено зоологическим объектам – тут и моделирование различных органов чувств и отдельных их элементов, исследования биомеханики движений, эхолокация и различные формы связи и многое другое. Однако в круг изучаемых бионикой явлений входят и более сложные объекты – сообщества организмов. Бионика исследует организацию и функционирование биологических систем. Она изучает процессы преобразования вещества, энергии, информации и на уровне организма, и на уровне экосистемы. Но удельный вес работ, связанных с изучением надорганизменного, экосистемного уровня, невелик, невелико и число публикаций, посвященных ботаническим объектам. В известной мере это следствие слабой популяризации соответствующих дисциплин. Книга Феликса Патури с успехом восполнит пробел, имеющийся в этой области.

Автор – не биолог, он инженер по образованию, окончил высшую техническую школу в Дармштадте и университет в Штутгарте, специализировался в области электроники и психологии, работал в области ядерной физики и занимался прогнозированием энергоресурсов, был издателем литературы по счетной и измерительной технике. В 1972 году он опубликовал свою первую научно‑популярную книгу «Эффект эскалатора».

Взгляд на живую природу глазами инженера позволил Ф. Патури увидеть в ней те технические принципы, которые живые растения «используют» в своей архитектуре, и с увлечением рассказать о них читателям. Однако читатель не найдет в этой книге ни систематического изложения инженерных идей, ни систематических сведений о строении и жизнедеятельности растительных организмов. Правда, автор и не ставил перед собой такой задачи. Перед нами скорее ряд ярких, запоминающихся эскизов, беглых зарисовок с натуры, когда параллельно преподносятся растительные структуры и их индустриальные аналоги, причем все описание сопровождается прекрасно сделанными оригинальными иллюстрациями – преимущественно имеющими документальную ценность фотографиями. Одновременно выявляется не только внешнее сходство структур, но и общие принципы работы сравниваемых конструкций. Очевидно, что идея книги вынашивалась автором долго, столь же долго и скрупулезно собирался материал.

Феликс Патури – не первый инженер, обративший внимание на совершенство растительных форм, их обусловленность законами механики. В. Ф. Раздорский, известный советский ботаник, анатом растений, тоже инженер по образованию, еще в 30–40‑х годах нашего столетия сформулировал «строительно‑механические принципы конструкции органов растений» («Архитектоника растений», изд‑во «Советская наука», М., 1955).

Ф. Патури с большим воодушевлением раскрывает перед читателями нюансы структуры и функций различных ботанических феноменов, проводит подчас неожиданные, но оправданные сопоставления их с техническими конструкциями и, как правило, отдает пальму первенства творениям природы (зачастую, впрочем, с пристрастием).

Своеобразие подхода автора заключается в том, что он обратил внимание на те стороны бионики, которые до сих пор в значительной мере оставались в тени: среди них проблема утилизации отходов и создание безотходных производств, экологический кризис и функционирование таких крупных саморегулирующихся систем, как растительные сообщества, вопросы расточительного расхода энергии и сырьевых ресурсов. Все это проблемы, где есть над чем поработать, есть чему поучиться у природы.

Ф. Патури обнажает клубок противоречий, связанных с неэкономным расходованием энергии, возникновением неестественной, неблагоприятной окружающей среды, к которой человек вынужден с ущербом для собственного здоровья адаптироваться.

Антиподами энергетического расточительства служат зеленые растения – великие аккумуляторы энергии на Земле. Их планетарной роли, планетарной роли фотосинтеза посвящено немало строк в этой книге. Сопоставление современных технических устройств по поглощению и аккумулированию солнечной энергии с зеленым листом оказывается не в пользу первых. В этом нет ничего удивительного, ибо современная техника существует десятки лет, а процессы фотосинтеза отшлифовывались в мастерской природы многие сотни миллионов лет.

Отдельный раздел посвящен острейшей проблеме современности – проблеме отходив производства и уничтожения отбросов. Большинство заводов по переработке мусора изменяют лишь форму загрязнения среды; твердые отбросы при сжигании становятся газообразными, менее заметными, но отнюдь не менее опасными. В мире растений проблемы отходов вообще не существует – вся продукты жизнедеятельности полностью утилизируются в длинных цепях питания грибов и микроорганизмов. Естественные экосистемы – это та лаборатория, в которой можно найти рациональное решение большинства экологических проблем, стоящих перед человечеством. Безотходное производство – вот тот идеал, который может быть одним из гарантов окружающей среды. Автор приводит пример с биологической очисткой воды, которая по своим параметрам приближается к безотходному производству.

Другие разнообразные примеры приспособленности растений к самым различным условиям обитания, особенности их строения, архитектоники, размещения опорных тканей, жилкования и т.д. также даются в сопоставлении с аналогичными техническими сооружениями: усики лиан и дверные пружины; рифленое железо и гофрированные листья веерных пальм; корни‑подпорки панданусов и свайные деревни. На страницах книги читатель найдет описание множества интересных ботанических феноменов: здесь и микоризы орхидей и других растений, растения‑камни, растения‑кашпо, муравьиные сады, термальные, обитающие в кипящей воде сине‑зеленые водоросли, насекомоядные растения и другие.

Для всего изложения характерен постоянный крен в сторону экологии, постоянное обращение к проблемам охраны природы и сохранения окружающей среды, выпуклый показ гармоничных решений проблем этого рода в мире растений. И в этом несомненное достоинство и своеобразие этого яркого повествования.

Вместе с тем временами автор, увлекшись, начинает наделять растения чувствами, стремлениями, подобными человеческим, даже чуть ли не разумом. Злоупотребление антропоморфизмом временами просто утомительно. Не следует и абсолютизировать приспособленность растений к тем или иным условиям окружающей среды – эта приспособленность, как правило, бывает относительна. Не надо идеализировать мир живой природы – он далек от полной гармонии. В течение длительной геологической истории Земли жизнь прошла через многочисленные кризисные ситуации. Часть этих кризисных ситуаций возникла независимо от развития жизни на Земле, а часть явилась прямым следствием ее возникновения и развития. Так, биогенная трансформация древней атмосферы Земли сопровождалась рядом крупных глобальных климатических сдвигов, приведших к вымиранию одних форм и прогрессивному развитию других.

Автор пытается абсолютизировать эволюцию, считая, что эволюция ошибок не допускала... Конечно же, это не так: в эволюции жизни на Земле было немало тупиковых направлений, представители которых дошли до наших дней только в ископаемом виде.

Временами в изложении утрачивается разница между инженерным творчеством и творчеством природы. В природе, по воле автора, появляется изначальная идея. Между тем природа слепа и творит без какого‑либо плана. Впрочем, автор и не преследовал цели сколько‑нибудь связно изложить эволюционную теорию. Однако читателю было бы очень полезно освежить в памяти и систематический курс ботаники, и теорию эволюции в самом сжатом изложении. (См., например, Н. В. Тимофеев‑Ресовский, Н. Н. Воронцов, А. В. Яблоков, Краткий очерк теории эволюции, изд‑во «Наука», М., 1969; К. Даддингтон, Эволюционная ботаника, изд‑во «Мир», М., 1972.)

Обращает на себя внимание заметный экологический пессимизм Ф. Патури. Как и многие представители его круга, причины возникновения экологических проблем он видит в чем угодно: в быстром прогрессе технических средств, развитии добывающей промышленности, росте городов, накоплении отходов, – но только не в социальной структуре капиталистического общества.

Не будут поняты многими советскими читателями сетования автора и его опасения по поводу быстрого прогресса машинной техники, боязнь быстрого роста современных городов. Автор чувствует себя беспомощным перед стихийным развитием техники в условиях бесплановой капиталистической экономики. Он искусственно противопоставляет науку и технический прогресс человеку, обществу; противоречие между трудом и капиталом пытается подменить противоречием между техникой и человеком. Советскому читателю, разумеется, ясно, что дело здесь, конечно же, не в развитии техники, а в социальном устройстве общества: в мире капитала техника принадлежит эксплуататорским классам и является орудием эксплуатации, поэтому человек боится технического прогресса; при социализме технический прогресс служит трудящимся, освобождая им время для творческого развития. Точно так же и рост городов опасен тогда, когда города обрастают трущобами и свалками – тогда это реальный источник эпидемий; социалистическое градостроительство не знает таких проблем, для трудящихся нашей страны расширение градостроительства означает дальнейший рост их благосостояния, улучшение жилищных условий в соответствии с самыми высокими санитарными нормами.

К сожалению, приходится констатировать, что автору мало знакома советская литература, в частности работы, открывающие возможность биологического решения ряда экологических проблем. Приведем лишь один из многочисленных примеров. Так, весьма любопытным с точки зрения бионики является разработанный в нашей стране метод утилизации органических отходов с использованием специфических видов насекомых. В данном случае удачно найдено недостающее звено в искусственной агроэкосистеме: личинки насекомых полностью утилизируют отходы, превращая их в высококачественный ил, пригодный для непосредственного внесения в почву и обладающий высокой нематоцидной активностью. Сами же личинки идут на корм птице, скоту и даже рыбе и для белковой подкормки пчел. Наблюдение в природе навело авторов метода на мысль использовать в искусственных агроценозах естественные пищевые цепи, потоки веществ, механизм действия которых отшлифован многими миллионами лет сопряженного эволюционного развития.

Экологический пессимизм Ф. Патури, вероятно, дал бы трещину, если бы он ознакомился с широко ведущимися в нашей стране поисковыми работами по созданию новых типов экологически чистых двигателей, с разработкой проблем водородной энергетики.

Отмеченные выше недостатки не заслоняют, однако, главных достоинств книги – свежесть излагаемого в ней материала, высокое качество иллюстративного материала, его информативную насыщенность, присутствующий на всех страницах книги природоохранительный пафос.

Ценность научно‑популярной книги Ф. Патури в том, что он обратил внимание на растительный мир, на удивительные и временами кажущиеся невероятными формы приспособления зеленых растении к самым крайним условиям существования жизни на нашей планете.

Автор не дает полного очерка бионики как науки, между тем у читателя может появиться интерес к этой области знания. Краткий систематический обзор по бионике опубликован И. В. Литинецким: Бионика. Пособие для учителей, изд‑во «Просвещение», М., 1976.

[1]Не следует идеализировать мир живой природы – он далек от полной гармонии. Кризисные ситуации для различных форм жизни возникали в естественной истории Земли не раз и были, в частности, связаны с биогенной трансформацией древней атмосферы. Свидетельства этих кризисных ситуаций в историческом развитии жизни – многочисленные ископаемые остатки вымерших форм.– Прим. ред.

[2]Представления автора о более «сознательном» отношении растений к окружающей среде следует расценивать как явную гиперболу, ибо очевидно, что растения ни в какой мере не обладают сознанием. – Прим. ред.

[3]Автор не видит принципиальных отличий между естественным отбором и отбором инженерных вариантов. Если в инженерных разработках всегда есть изначальная техническая идея, то у природы изначальной идеи нет и не может быть, и «творит» она без заранее обдуманного плана, вслепую.– Прим. ред.

[4]Автор переоценивает непогрешимость эволюции: в эволюции было немало тупиковых путей, и число вымерших форм не меньше числа ныне живущих. – Прим. ред.

[5]Опасения по поводу быстрого прогресса машинной техники сродни «машинным бунтам». Дело не в технике, а в социальной структуре общества: в мире капитала техника служит интересам эксплуатации человека, при социализме технический прогресс освобождает человеку время для творческого труда. – Прим. ред.

[6]от лат. fenestra – окно.– Ред.

[7]Угроза распространения инфекционных болезней в результате роста городов реальна лишь тогда, когда города расширяют свои территории за счет свалок и трущоб с их антисанитарными условиями. Развитие социалистического градостроительства, ведущегося современными индустриальными методами с учетом новейших достижений науки, техники, архитектуры, приводит к улучшению жилищных условий горожан, в частности санитарных условий их жизни, и исключает опасность развития эпидемий.– Прим. ред.

[8]В русском (да и не только в русском) языке такой термин есть: утилизация вторичного сырья. Требуется радикальное расширение этой области хозяйства, создание индустрии вторсырья.– Прим. ред.

[9]Мизерные дозы химических веществ для информационных целей используются в газопроводах – следы меркаптанов придают топливному газу неприятный запах, позволяющий обнаружить утечку газа. Пахучие вещества используются для сигнализации в воздухопроводах шахт. Мирным целям информации служат ничтожнейшие количества радиоактивных веществ: меченые атомы применяются в разнообразных биологических экспериментах.– Прим. ред.

[10]Половые клетки мхов и папоротников, споры водорослей и грибов являются лишь одноклеточными стадиями развития этих многоклеточных растений.– Прим. ред.

[11]В нашей стране успешно решается проблема рекультивации земель, нарушенных горными разработками. Созданы специальные методы ведения вскрышных работ при открытых горных выработках, методы организации искусственных (кстати, лесных) биоценозов на отвалах горнодобывающей промышленности.– Прим. ред.

[12]Абсолютно точного соответствия правилам симметрии в живой природе нет – всегда имеют место индивидуальные отличия, вариации. Даже правая в левая половины одного и того же лица не одинаковы, что легко обнаружить, разрезав зеркальные фотоизображения по оси симметрии и составив новый портрет из двух правых и двух левых половинок (получится два совершенно разных лица). – Прим. ред.

[13]Освоение поверхности моря с целью строительства жилых и производственных сооружений не является сегодня утопией или только предполагаемой возможностью. Нефтедобывающая промышленность различных стран давно уже шагнула в море, а испытывающая большой дефицит суши Япония уже сейчас пытается осваивать морскую поверхность близ своих берегов для строительства промышленных и жилых сооружений.– Прим. ред.

[14]Родина физалиса – Япония и близкие к ней страны Восточной Азии. Ее неядовитые ягоды, которые в народе именуются «песьей вишней», заключены в пузыревидные чашечки, сохраняющие свою кораллово‑красную окраску и форму также после высыхания. Растение с сухими декоративными чашечками получило у нас название «китайского фонарика».– Прим. ред.

[15]«Плановый» характер природных процессов – вновь явная гипербола автора, отражающая его склонность к антропоморфизму. К тому же для многих природных явлений можно предположить избыточность – например, образование спор, пыльцы и т. п. Когда пылят хвойные, пыльца тонким слоем лежит на всех предметах, на поверхности воды, носится в воздухе, тогда как для опыления достаточно ничтожного ее количества.– Прим. ред.

[16]Существует предел давления, при котором разорвется столб воды. Этот предел составляет 1 килограмм на 1 квадратный сантиметр, и самая большая высота, на которую вакуумный насос может поднять воду, равна примерно 10 метрам.– Прим. перев.

[17]Достоверны сведения, что длина некоторых срубленных эвкалиптов достигала 110 метров; приводимые в некоторых работах величины в 145 м, 150 м, 155 м и даже 170 м, как в этой работе, остались пока неподтвержденными.– Прим. ред.

[18]Ксерофиты – растения засушливых областей (пустынь) или безводных почв.– Прим. перев.

[19]Заметим, что эта аналогия очень и очень условна. – Ред.

[20]Точка зрения автора верно отражает пороки стихийного развития экономики капитализма. В социалистическом обществе развитие экономики носит плановый характер, в частности, в нашей стране уже давно финансируются исследования по разработке различных систем экологически чистых двигателей.– Прим. ред.

[21]Осмос представляет собой диффузию вещества через перегородку (мембрану), разделяющую чистый растворитель и раствор или два раствора разной концентрации. Перегородка проницаема только для растворителя.– Прим. перев.

[22]Чем концентрированнее солевой раствор, тем больше он вбирает воды извне. Только таким путем может постепенно уменьшиться его концентрация. – Прим. перев.

[23]Живая протоплазма растительных клеток удерживает внутри вакуоли растворенные в воде вещества – соли, антоцианы, таннины, сахара.– Прим. перев.

[24]Под сочленением имеется в виду небольшое утолщение в месте прикрепления черешка листа к стеблю или ветке.– Прим. перев.

[25]Способность листьев мимозы к движению – это прежде всего приспособление к проливным тропическим дождям.– Прим. ред.

[26]Никтинастические движения листьев растений происходят в связи со сменой дня и ночи; они обусловлены периодическими колебаниями тургора в клетках особых сочленений черешков листочков сложного листа с главным черешком.– Прим. ред.

[27]Антропоморфное преувеличение – разумеется, растения не могут «проигрывать» какие бы то ни было варианты. – Прим. ред.

[28]Толстый слой пробки имеют также стволы амурского бархата (Phellodendron amurense), произрастающего в Приморье и Хабаровском крае. Пробка амурского бархата находит применение в промышленности, как и пробка пробкового дуба, причем по эластичности она превосходит последнюю.– Прим. ред.

[29]Горизонтальное расположение листьев характерно для многих травянистых растений под пологом леса и для ветвей деревьев нижних ярусов. Листья на ветвях деревьев в верхних ярусах леса (на полном солнечном освещении) могут быть ориентированы относительно горизонта самым различным образом.– Прим. ред.

[30]В растении содержатся наркотики – мескалин и лофофорин, которые вызывают зрительные и слуховые галлюцинации. – Прим. перев.

[31]Летучие собаки – один из крупных видов летучих мышей кормящихся фруктами. Иначе эту мышь называют крыланом, или калонгом. Его длина около 40 сантиметров, размах крыльев почти полтора метра. Окраска крылана рыжевато‑бурая. Обитает в лесах Индонезии.– Прим. перев.

[32]Бит – двоичная единица измерения количества информации.– Прим. ред.

[33]Перечисленная здесь и вся остальная генетическая информация о строении и развитии будущего растения содержится не только в семени растения, но и в любой из его клеток.– Прим. ред.

[34]Автор, по‑видимому, отдает предпочтение прикладным наукам, полагая, что они в наибольшей степени влияют на качество жизни. Между тем весьма далекая от прикладных задач теоретическая физика привела человечество к использованию ядерной энергии, что очень серьезно повлияло именно на качество жизни человечества.– Прим. ред.

[35]Нельзя говорить об «измерении» времени растением. Речь может идти о способности растений реагировать на определенные временные промежутки, на световые импульсы ничтожной, менее 1/10000 секунды длительности и т. п. – Прим. ред.

[36]Движения листьев, аналогичные никтинастическим, наблюдаются и в течение дня под влиянием резкой смены освещенности и температуры (фотонастия). Когда днем светлое пятно солнечной мозаики под пологом леса попадает на кислицу, она довольно быстро складывает листочки своего листа вертикально.– Прим. ред.

[37]Автор несколько усложняет вопрос – растение не «отключает» фотосинтез на ночь, просто баз света он не идет, если же я ночные часы дать искусственное освещение, то фотосинтез немедленно возобновится.– Прим. ред.

[38]Не являясь специалистом‑биологом, автор, по‑видимому, мало знаком с обширной литературой, посвященной исследованию природных ритмов как на уровне отдельного организма, популяции, вида, так и на уровне целых сообществ.– Прим. ред.

[39]Уместнее говорить об адекватных (соответствующих) реакциях растений, а не об их «разумном поведении».– Прим. ред.

[40]Правильнее говорить, что ритм сезонного развития бурых водорослей хорошо согласуется с лунным календарем.– Прим. ред.

[41]Автор опять проявляет свою приверженность к антропоморфным построениям. Лучше говорить лишь о хорошем соответствии суточных, сезонных, годичных и других ритмов развития растений, о суточной, сезонной, годичной периодичности явлений природы. – Прим. ред.

[42]Речь идет о так называемой гетеростилии, выражающейся в том, что растение имеет цветки двух или более типов с тычинками и столбиками разной длины. Когда насекомое погружает свой хоботок в трубку венчика короткостолбчатых цветков, она пачкается пыльцой как раз на том уровне, где будет рыльце длинностолбчатого цветка, и наоборот.– Прим. ред.

[43]Автор несколько упрощенно рисует взаимоотношения гриба и орхидеи. Гифы мицелия гриба проникают в ткани корня высшего растения для получения углеводного питания, при этом они снабжают растение почвенными растворами, во много раз увеличивая поглощающую поверхность корневой системы. Микориза – симбиоз гриба и корня высшего растения – характерна для всех орхидных и для большинства других цветковых растений; иногда этот симбиоз переходит в паразитизм гриба на растении и обратно.– Прим. ред.

[44]Роль эфирных выделений ясенца скорее в отпугивании травоядных животных резким запахом, а не в охлаждении листьев растения в жаркий день. – Прим. ред.

[45]Всего лишь сутки «живет» зрелое плодовое тело гриба, а сам гриб в виде белых нитей грибницы (мицелия), пронизывающих почву, существует многие годы.– Прим. ред.

[46]Без первоисточника трудно судить о достоверности приведенных сведений.– Прим. ред.

[47]Наиболее крупной водорослью является Macrocystis spyrifera (из бурых водорослей) –она достигает длины 300 метров.– Прим. ред.

[48]Ткани семени находятся в состоянии покоя (анабиоза), они содержат мало воды, защищены оболочками и в таком состоянии способны в благоприятных условиях сохраняться длительное время.– Прим. ред.

[49]Подавляющее большинство растений имеют недолговечные семена, сохраняющие всхожесть в течение немногих лет, а то и месяцев. Своеобразный рекорд быстроты потери всхожести принадлежит семенам тополя – они утрачивают ее в течение нескольких часов, и если за это время не попадут в благоприятную для прорастания обстановку, то гибнут. – Прим. ред.

[50]Автор, к сожалению, не приводит ссылки на научный первоисточник.– Прим. ред.

[51]Ловчие пузырьки пузырчатки являются видоизмененными частями листовой пластинки подводного сильно рассеченного листа. Над водой у пузырчатки обычные зеленые листья. Это растение – постоянный обитатель наших стоячих водоемов.– Прим. ред.

[52]Свечение морской воды в теплых морях вызывается главным образом панцирными жгутиковыми простейшими, однако способностью к биолюминесценции обладают и некоторые медузы, ракообразные, некоторые моллюски, а на суше – отдельные виды насекомых.– Прим. ред.

[53]Автор искусственно противопоставляет технический прогресс человеку, обществу. Противоречия между техническим прогрессом и обществом возникают там, где технические средства находятся в руках эксплуататорских классов; в социалистическом обществе, где нет социальных противоречий, достижения технического прогресса ставятся на службу человеку, его гармоничному развитию.– Прим. ред.