О регулирующем воздействии биоты на окружающую среду

Эволюция биосферы убедительно свидетельствует, что при любом воздействии на биосферу — природном или антропо­генном — ее гомеостаз обеспечивается за счет сохранения био­логического разнообразия. Отсюда очевидно, что экологичес­кие условия есть продукт взаимодействия биоты и окружаю­щей среды, и лишь правильная оценка этого взаимодействия позволяет разработать достоверные методологические подхо­ды к сохранению или даже улучшению экологической обста­новки в случае ее нарушения на всех экосистемных уровнях, вплоть до глобального.

Исследуя проблемы биологической регуляции окружающей среды, В. В. Горшков, В. Г. Горшков, В. И. Данилов-Данильян и др. (1999) пришли к выводу, что в настоящее время в эко­логической науке известны две основные концепции взаимо­действия биоты и окружающей ее среды.

Согласно первой концепции — традиционной — окружаю­щая среда пригодна для жизни в силу уникальных условий на поверхности Земли, а естественная биота приспосабливается к любой окружающей ее среде благодаря главному свойству жизни — способности к эволюции и непрерывной адаптации к ме­няющимся условиям среды. При этом любые виды организ­мов, способные адаптироваться к окружающей среде и произ­водить наибольшее количество потомков, могут составлять земную биоту.

Согласно традиционной концепции — изменение окружа­ющей среды под воздействием человека — это определенный этап естественного эволюционного процесса — превращения биосферы в новую глобальную биосистему, а природное био­разнообразие — генетический ресурс человека, который сле­дует сохранять лишь в заповедниках, зоопарках и генных бан­ках. При этом безостановочный экономический рост возмо­жен лишь за счет непрерывного расширения использования ресурсов биосферы.

По мнению В. В. Горшкова и др. (1999), в традиционной концепции фактически игнорируются экологические ограни­чения на численность популяций биологических видов (в том числе человека), а также причины образования естественных сообществ, устойчивость сообществ и их среды обитания.

Во второй концепции основная роль отводится биотичес­кой регуляции окружающей среды. Биота Земли рассматри­вается как единственный механизм поддержания пригодных для жизни условий окружающей среды в локальных и гло­бальных масштабах. В случае прекращения регулирующего воздействия биоты физически неустойчивая окружающая среда быстро перейдет (примерно за 10 тыс. лет) в устойчивое со­стояние, в такое, как на Марсе или Венере, где жизнь невоз­можна.

В этой концепции главным свойством жизни считается способность видов к поддержанию тех условий окружающей среды, которые пригодны для существования биоты на лю­бом экосистемном уровне, а не способность к непрерывной адаптации к изменяющимся условиям этой среды. Биотичес­кая регуляция окружающей среды возможна в результате скореллированного взаимодействия между организмами и сре­дой, которая подобна скореллированности клеток и органов внутри многоклеточного организма. Работу по обеспечению поддержания окружающей среды выполняют виды с оптималь­ной, а не с максимальной численностью. Именно они образу­ют сообщества и составляют земную биоту, обеспечивая ста­ционарность численности особей, регулярность популяцион- ных колебаний видов и предотвращают популяционные взры­вы, разрушающие сообщества. Переход любого вида к произ­водству максимального количества потомков относится к ге­нетическому отклонению от нормы, и они немедленно вытес­няются из популяции. Механизм отбора в этом случае — кон­курентное взаимодействие однородных сообществ.

При переходе окружающей среды в новое состояние (на­пример, изменение восстановительной атмосферы на окисли­тельную) обязательно происходит существенная перестройка биоты. Но перестройка осуществляется без потери биотой спо­собности предотвращать переход среды в состояние, непри­годное для существования любой биоты. Это связано с тем, что существует несколько различных условий окружающей среды, пригодных для жизни, а эволюционирующая биота спо­собна перебирать все приемлемые для жизни условия.

Жизнь на Земле существует около 4 млрд. лет, причем альтернативность вышеописанных концепций сохраняется на протяжении всего этого периода. Но за этот период изменил­ся диапазон условий, пригодных для жизни, от локальных до глобальных масштабов. Это значит, что жизнь все это время активно изменяла окружающую среду в благоприятном для себя направлении, т. е. биотическая регуляция среды имела место с самого момента возникновения жизни.

Существование биотической регуляции окружающей сре­ды доказывается рядом факторов, важнейшими из которых являются следующие (Горшков и др., 1999):

1. Выбросы неорганического углерода из земных недр в атмосферу с огромной точностью соответствуют содержанию органического углерода в осадочных породах, что обеспечи­вает практически постоянное содержание неорганического уг­лерода в атмосфере в течение сотен миллионов лет.

2. Концентрации биогенных элементов (С, 14, Р, О,) в оке­ане сформированы и поддерживаются биотой, о чем свиде­тельствует отношение С/Ы/Р/О,, совпадающее с таковым при синтезе органического вещества.

3. Круговорот воды на суше также определяется биотой, так как 2/3 осадков связано с испарением воды на суше, в котором доминирующая роль принадлежит биоте.

4. Не затронутая деятельностью человека биота океана по­глощает избыток диоксида углерода, выбрасываемого в ат­мосферу человеком, т. е. действует в соответствии с отрица­тельными обратными связями, в то время как измененная человеком биота суши утратила эту способность.

5. Биотой океана поддерживается концентрация диоксида углерода в океане в три раза меньше, чем если бы ее воздей­ствие отсутствовало, так как потеря неорганического углеро­да океаном в атмосферу компенсируется поступлением в оке­ан органического углерода.

Биотическая регуляция исключает адаптацию, и наобо­рот. Адаптационные процессы связываются со способнос­тью выживания организмов в определенных условиях, а если условия не меняются — нет и адаптации. При отсут­ствии адаптации биоты к искаженным условиям среды раз­рушение биотической регуляции обратимо. После прекра­щения антропогенного возмущения происходит восстанов­ление аборигенных сообществ, содержащих правильную информацию о нормальных условиях среды и способах их регуляции путем уже описанных выше сукцессионных про­цессов (см. гл. 5, § 6).

Таким образом, биотическая регуляция окружающей сре­ды — это механизм управления окружающей средой, осно­ванный на отобранных в процессе эволюции видах, содержа­щих необходимую для управления средой генетическую ин­формацию. Возможность выживания человечества состоит в восстановлении естественной биоты на территориях, доста­точных для сохранения ее способности к регуляции окружаю­щей среды в глобальных масштабах. Главной экологической задачей человечества должно считаться сохранение естествен­ной биоты на Земле, которое должно сопровождаться полным прекращением дальнейшего освоения естественной биоты оке­ана и ее восстановлением на значительной освоенной части суши. Ряд ученых считают, например, что условием сохране­ния естественного биоразнообразия, обеспечивающего устой­чивость биосферы, является расширение площади заповедни­ков до 30% от всей территории, а общая природоохраняемая территория должна составлять (вместе с заповедниками) 85%.

Человек, став мощным геологическим фактором, оказы­вает глобальное воздействие на биосферу. Биосфера, со сво­ей стороны, через свои экологические законы, которые он вынужден соблюдать, чтобы выжить, в том числе и закон о биотической регуляции окружающей среды, воздействует на человека. Создаются условия, очень напоминающие сопря­женную эволюцию или коэволюцию «человек—биосфера». Продуктом такой коэволюции может стать так называемая «ноосфера», т. е. сфера разума.

§ 4. Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы

Ноосфера («мыслящая оболочка», сфера разума) — выс­шая стадия развития биосферы. Это «сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человече­ская деятельность становится главным, определяющим фак­тором развития» .

Почему возникло понятие «ноосфера»? Оно появилось в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы. Непре­ходящая ценность учения В. И. Вернадского о ноосфере именно в том, что он выявил геологическую роль жизни, живого ве­щества в планетарных процессах, в создании и развитии био­сферы и всего разнообразия живых существ в ней. Среди этих существ он выделил человека как мощную геологическую силу. Эта сила способна оказывать влияние на ход биогеохи­мических и других процессов в охваченной ее воздействием среде Земли и околоземном пространстве (пока «ближний» кос­мос). Вся эта среда весьма существенно изменяется челове­ком благодаря его труду. Он способен перестроить ее соглас­но своим представлениям и потребностям, изменить факти­чески ту биосферу, которая складывалась в течение всей гео­логической истории Земли.

В. И. Вернадский писал, что становление ноосферы «есть не случайное явление на нашей планете», «создание свобод­ного разума», «человеческого гения», а «природное явление, резко материально проявляющееся в своих следствиях в окру­жающей человека среде» (Размышления натуралиста, 1975). Иными словами, ноосфера — окружающая человека среда, в которой природные процессы обмена веществ и энергии кон­тролируются обществом.

Человек, по мнению В. И. Вернадского, является частью биосферы, ее «определенной функцией». Подчеркивая тесную связь человека и природы, он допускал, что предпосылки воз­никновения человеческого разума имели место еще во време­на животных, предшественников Номо сапис, и проявление его началось миллионы лет назад, в конце третичного перио­да. Но как новая геологическая сила смог проявить себя толь­ко человек.

Воздействие человеческого общества как единого целого на природу по своему характеру резко отличается от воздей­ствий других форм живого вещества. В. И. Вернадский пи­сал: «Раньше организмы влияли на историю тех атомов, ко­торые были нужны им для роста, размножения, питания, ды­хания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нуж­ные для техники и создания цивилизованных форм жизни», что и изменило «вечный бег геохимических циклов» (Размыш­ления натуралиста. Кн. 2, 1977).

Эти гениальные мысли В. И. Вернадского позволили ря­ду ученых допустить в дальнейшем и такой ход событий в эволюции биосферы, как коэволюцию между человеческим обществом и природной средой, в результате чего и возник­нет ноосфера, но это будет происходить благодаря «новым фор­мам действия живого вещества на обмен атомов живого ве­щества с косной материей». Он считал, что «геологически мы переживаем сейчас выделение в биосфере царства разума, ме­няющего коренным образом и ее облик, и ее строение, — ноо­сферы».

Анализируя представления В. И. Вернадского о ноосфере, Э. В. Гирусов (1986) высказал мнение, что ломка развития че­ловеческой деятельности должна идти не вопреки, а в унисон с организованностью биосферы, ибо человечество, образуя ноо­сферу, всеми своими корнями связано с биосферой. Ноосфе­ра — естественное и необходимое следствие человеческих уси­лий. Это преобразованная людьми биосфера соответственно по­знанным и практически освоенным законам ее строения и раз­вития. Рассматривая такое развитие биосферы в ноосферу с по­зиций системного подхода, можно заключить, что ноосфера — это новое состояние некоторой глобальной суперсистемы как совокупности трех мощных подсистем: «человек», «производ­ство» и «природа», как трех взаимосвязанных элементов при активной роли подсистемы «человек» (Прудников, 1990).

Становление ноосферы, по В. И. Вернадскому, — процесс длительный, но ряд ученых полагают, что человечество уже вступило в период ноосферы, хотя многие считают, что пока об этом говорить рано, так как то, что сейчас происходит во взаимодействии человека и природы, трудно увязать с наступ­лением эпохи разума. Тем не менее прогресс человеческого ра­зума и научной мысли ноосферы налицо: они вышли уже за пределы биосферы Земли, в космос и глубины литосферы (сверхглубокая Кольская скважина). По мнению многих уче­ных, ноосфера в будущем станет особой областью Солнечной системы. «Биосфера перейдет так или иначе, рано или поздно в ноосферу... На определенном этапе развития человек вынуж­ден взять на себя ответственность за дальнейшую эволюцию планеты, иначе у него не будет будущего», — утверждал В. И. Вернадский.

ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Люди повинуются законам природы, даже ко­гда действуют против них.

И. В. Гёте