Вадим Романов - Начала экскретологии

5. Ни один живой организм не способен жить в среде (окружении) собственных экскретов.

Изучение жизнедеятельности живых организмов показало, что они способны существенно воздействовать на среду своего обитания. Их жизнедеятельность может значительно влиять на жидкостный, твёрдофазный и газовый состав природных сред, в которых они живут. Например, при фотосинтезе зелёных растений в атмосферу поступает кислород, диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов. Аналогичная ситуация наблюдается и в водоёмах и с объектами флоры и фауны.

Следует отметить, что в естественных условиях живые организмы обитают в достаточно «просторных» средах, так что их выделения, как правило, не способны заметно повлиять на состав этих сред. Однако иногда возникают ситуации ограничения жизненного пространства популяции, и тогда может возникнуть негативное влияние выделяемых веществ на качество окружающей особь среды. Это особенно актуально не только для обитателей небольших водоёмов, но и для человека, практически вся производственная жизнь которого протекает в замкнутых помещениях с плохой вентиляцией. Выделяемые человеком антропотоксины (экскреты) в прямом смысле отравляют его жизнь.

Обобщая указанную закономерность на биосферу, можно утверждать, что живые организмы, потребляя из окружающей среды необходимые им вещества и выделяя в неё экскреты (продукты своей жизнедеятельности), делают её в замкнутом пространстве непригодной для жизни.

Это положение экскретологии может быть проиллюстрировано на примере быстроразмножающихся бактерий [70], все процессы жизнедеятельности которых легко изучать в лабораторных условиях на питательной среде. Размножение бактерий определяется временем генерации – периода, в течение которого осуществляется деление клетки. Несмотря на то, что продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, состава питательной среды, температуры и многих других факторов, во всех экспериментах исследователи наблюдают одно и то же поведение популяции микроорганизмов. Отмечаются следующие фазы размножения бактериальных клеток на жидкой питательной среде [70]:

1) Начальная стационарная фаза; она характеризуется тем количеством бактерий, которое попало в питательную среду и в ней находится.

2) Лаг-фаза (фаза покоя); её продолжительность – 3^4 ч, во время которого происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения ещё нет. В этом временном интервале увеличивается количество белка, РНК.

3) Фаза логарифмического размножения. В этой фазе активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение клеток преобладает над их гибелью.

4) Максимальная стационарная фаза, во время которой бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции. При этом количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит.

5) Фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде и накапливаются токсические продукты жизнедеятельности клеток (экскреты), продукты метаболизма.

Этой фазы развития популяции можно избежать, если использовать метод проточного культивирования. Его сущность в постоянном удалении из питательной среды продуктов выделения бактерий и восполнении питательных веществ. Одним восполнением питательного раствора фазу ускоренной гибели клеток остановить невозможно. Клетки испытывают дискомфорт и угнетение и вяло размножаются. Если периодически не добавлять питательный раствор в сосуд, то через некоторое время бактерии погибают из-за самоотравления продуктами собственных выделений – экскретами.

Такие же закономерности наблюдаются и в отношении других живых организмов.

6. Основным конечным продуктом разложения экскретов является гумус. Таким образом, выделяемый микроорганизмами и простейшими организмами гумус – это экскрет экскретов.

Гумус (в переводе с латинского – «земля», «почва») – это совокупность темноокрашенных органических веществ почвы. Он состоит из гумусовых кислот (гуминовых и фульвокислот), гумина и ульмина. Гумус образуется из перегноя – органических остатков растений и животных в результате сложных биохимических превращений. Интенсивность этих превращений, а следовательно, и накопление в почве гумуса зависят от теплоёмкости почвы, её увлажнения и аэрации, реакции почвенного раствора.

Перегной содержит основные элементы питания растений: азот, фосфор, калий, серу и др., но в труднодоступной для растений форме.

Под воздействием почвенных микроорганизмов и простейших организмов перегной доразлагается (происходит его минерализация), и питательные элементы становятся доступными растениям. Поэтому он является «кладовой питательных веществ» почвы и во многом определяет её плодородие. От содержания гумуса зависят также водный, воздушный и тепловой режимы почвы, её структура и биологическая активность.

Продуктами конечного выделения простейших водных организмов и микроорганизмов, очищающих водные объекты от различных загрязнителей, является так называемый «водный гумус».

Гумус, как конечный продукт выделения живых организмов, можно назвать экскретом экскретов. Он является наиболее массовым и универсальным экскретом, завершающим «бренное существование» всех наземных живых организмов. Благодаря гумусу жизнь начинается, гумусом – фактически прахом, заканчивается.

Процесс гуминизации экскретологически реализуется наиболее простейшими и примитивными земными существами, включая бактерии, одноклеточные организмы, черви и грибы.

7. Почвенный слой Земли, осадочные породы дна водоёмов и воздушный околоземный слой атмосферы являются местами накопления и хранения экскретов – окончательно выделенных и отторгнутых Природой и Человеком тел и веществ. Эти геологические структуры посредством простейших и микроорганизмов очищают биоценозы от загрязнений, являясь естественными биологическими фильтрами.

На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. Торфяники, глины, известняки, доломиты, бурые железняки, бокситы – все эти породы органогенного (т. е. с участием живых организмов) происхождения. Наконец, свойства природных вод, солёность Мирового океана и газовый состав атмосферы также определяются жизнедеятельностью населяющих планету существ. Чистота морских вод – во многом результат фильтрации, осуществляемой разнообразными водными и донными организмами (бентос, зоопланктон и др.). Большинство из них добывает пищу, отцеживая из воды мелкие частицы. Работа их настолько интенсивна, что океан очищается от взвеси за 4 года.