IV гипотеза Владимира Ивановича Вернадского

«Живое может происходить только из живого».

При этом Вернадский не ставил перед собой цели объяснить, как это происходит. Он считал, что жизнь существовала всегда.

Он поддерживал в этом французского биолога Пастера, который утверждал то же самое. Пастер предложил кипятить медицинские инструменты, отсюда – пастеризация (кипячение медицинского инструмента, молока).

V гипотеза основывается на идее синергетики (самоорганизации).

В сильно неравновесных и нелинейных системах при критических значениях параметров может возникнуть определенный порядок из беспорядка (такая система – Мировой океан).

Главное, что в такой системе возможно возникновение структур, в которых уже существует запись информации в виде некоторого кода (неживая клетка). С помощью этого кода управляется уже воспроизводство таких структур. В дальнейшем эти структуры оказываются более стойкими к разрушительному воздействию излучения. Эти более сложные структуры могли дать живую клетку, а более простые органические соединения разрушались. Таким образом накапливался более стойкий слой.

Это похоже на «естественный отбор» в неживой природе.

Эту гипотезу выдвинул Эйген. Она находится в стадии разработки, но связывает воедино все предыдущие гипотезы.

Доказательство гипотезы. Для того, чтобы подтвердить гипотезу, необходимо было найти:

1) микроорганизмы, которые являлись бы промежуточным звеном между живой и неживой природой;

2) более примитивные организмы, которые обладали бы структурой более простой, чем ДНК.

По первому пункту были обнаружены вирусы, которые вызывают болезни у бактерий – бактериофаг. Эти вирусы открыл француз Д’Эррель и отнес их к живым организмам, так как они могут размножаться только в живой материи. Противники этой теории относят бактериофаг к мертвой материи, обосновывая это тем, что он может бесконечно долго жить.

По второму пункту обнаружен вирус табачной мозаики, у которой существует только одна РНК.

Оболочки Земли

Биосфера. Главное отличие Земли от других планет Солнечной системы – существование живого вещества – растительного и животного мира. В связи с этим еще в XIX в. французский биолог Ж.Б. Ламарк (1744–1829) и австрийский геолог Э. Зюсс (1831–1914) ввели понятие биосферы (шар, наполненный жизнью, область жизни).

В настоящее время понятие «биосфера» имеет значение комплексной земной оболочки, включающей живое вещество и неживое, организованное деятельностью живого. Поэтому земная оболочка в целом характеризуется специфическим геологическим и физико-химическим составом. Биосферой называется та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существует живое вещество (рис. 36).

Атмосфера является сплошной средой, менее плотной, чем вода. Вследствие этого обитатели атмосферы не могут существовать в отрыве от поверхности земли долгое время. Нет животных, которые парили бы в воздухе постоянно.

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без определенной резкой границы в нижележащую астеносферу, прочность вещества которой относительно мала. Литосфера включает земную кору, т.е. верхнюю сиолическую (кремнеземную) оболочку Земли и отделенную от нее границей Мохоровичича жесткую верхнюю часть мантии Земли.

Сверху литосфера ограничена атмосферой и гидросферой, которые частично в нее проникают. Мощность (толщина пласта) литосферы не определена и колеблется вероятно от 50 до 200 км, в том числе мощность верхней ее части – земной коры – достигает 30 ¸ 60 км под континентами и 5 ¸ 10 км под океанами (на Кольском полуострове пробурена скважина глубиной 6 км); нижележащая часть литосферы сложена ультраосновными породами.

На граница Мохоровичича (югославский сейсмолог) скорость продольных упругих волн резко возрастает (с 6,7 ¸ 7,0 км/с в земной коре до 8,2 ¸ 8,3 км/с).

Литосфера, как ресурсная оболочка Земли, испытывает техногенные воздействия (на почву, горные породы, подземные воды, рельеф территории и т.д.) в связи с добычей полезных ископаемых, что влияет на различные экосистемы. В результате разномасштабных проявлений техногенных воздействий Земля превращается в гигантскую свалку, литосфера как геодинамическая геофизика – геохимическая и геофизическая оболочка Земли – начинает испытывать необратимые негативные изменения, экологические последствия которых трудно предсказать. Наибольшее по масштабам техногенное воздействие на литосферу обусловлено прежде всего такими видами деятельности, как горнотехническая (добыча и переработка полезных ископаемых), инженерно-строительная (строительство дорог, сооружений, предприятий, искусственных водохранилищ, метро и т.д.), сельскохозяйственная и военная.

Техногенная деятельность человека на Земле может не только вызывать замедление, но и активизацию природных геологических процессов, но способна порождать новые геологические процессы, которые раньше на данной территории не наблюдались. Создание крупных и глубинных водохранилищ приводит к возникновению таких грандиозных и опасных геологических явлений, как землетрясение.

Воздействие человека на геологическую среду привели к техногенному изменению геофизических полей Земли – гравитационного, магнитного, электрического, радиационного, теплового.

Огромное влияние на развитие научных представлений о биосфере оказало наследие В.И Вернадского (1863–1945).

В.И. Вернадский сформулировал концепцию биосферы. В этой концепции основу биосферы как геологической оболочки составляет живое существо, понимаемое как совокупность химических элементов, сосредоточенных во всех живых организмах, вместе взятых.

Три основных биогеохимических принципа эволюции биосферы как целостного образования, сформулированные В.И. Вернадским, состоят в следующем.

Первый принцип вытекает из факта устойчивости геологических процессов в ходе исторического времени и состоит в том, что биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному значению.

Вовлекая неорганическое вещество в биотический круговорот, живое способно со временем проникать в ранее недоступные области и увеличивать перерабатывающую активность. Освоение новых областей осуществляется за счет увеличения разнообразия форм живых организмов. Другим проявлением этого принципа можно считать постоянство среднего химического состава живого вещества с момента формирования по настоящее время. Таким образом, можно его назвать правилом постоянства химической основы эволюционных процессов органического мира.

Второй принцип связывает воедино эволюцию в целом биосферы и отдельных видов. Он состоит в том, что эволюция видов, приводящая в ходе геологического развития к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию составляющих биосферы. Этот принцип задает правило направленности изменений органического мира. Появление человека есть закономерный процесс, так как выделение его из животного мира связано с резким ростом процесса переработки окружающей среды.

Третий биогеохимический принцип основывается на геометрической прогрессии размножения живых организмов. В соответствии с ним в течение всего геологического времени заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.

Процесс заселения планеты есть одно из следствий геометрической прогрессии размножения живых организмов. В.И. Вернадский предположил рассматривать скорость заселения земной поверхности тем или иным видом как характеристику его геохимической функции. Чем больше скорость заселения, тем сильнее вид перерабатывает окружающую среду. Учитывая исключительно высокие темпы размножения живых организмов, этот принцип можно интерпретировать как правило полной заселенности Земли в любое геологическое время.

В.И. Вернадский является основателем естествознания как науки в России. Он создал целый комплекс наук о Земле – от генетической минералогии до биогеохимии и радиологии.

Как эволюцию биосферы, В.И. Вернадский рассматривал появление «ноосферы» (от греч. «ноос» – разум и сфера – в смысле оболочки Земли).

Появление научной мысли в биосфере в перспективе неизбежно полностью ее видоизменит. В сочетании с трудовой деятельностью человека мысль становится неведомой до этого геологической силой, способной преобразовать вместе с биосферой весь поверхностный слой Земли. Носитель земного разума – человек – с нарастающим темпом воздействует на биосферу, активно захватывая все занимаемое ею пространство, меняя облик земной поверхности. По убеждению академика В.И. Вернадского, преобразование биосферы грядет неизбежно и необратимо. Такая точка зрения была высказана им в начале 30-х годов ХХ в. и со скептицизмом воспринята научным сообществом тех лет. Ученый назвал трансформированную биосферу ноосферой. Под ноосферой он понимал не выделенный над биосферой «мыслящий пласт», а качественно новое ее состояние. Известны и более ранние переходы биосферы в подобные состояния, сопровождавшиеся почти полной ее перестройкой. Но современный переход представляет собой нечто особенное, ни с чем не сравнимое.

Свой анализ процесса трансформации биосферы в ноосферу В.И. Вернадский заканчивал следующими обобщениями.

· Ход научного творчества является силой, при помощи которой человек меняет биосферу. Изменение биосферы после появления в ней человека – неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.

· Изменение биосферы не зависит от человеческой воли, оно стихийно, как природный естественный процесс.

· Научная работа человечества есть природный процесс осуществления перехода биосферы в новое, более упорядоченное состояние – ноосферу.

· Такой переход выражает собой закон природы. Поэтому появление в биосфере рода Homo (человека) есть начало новой эры в истории планеты.

· Человек может рассматриваться как определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве–времени. Во всех своих проявлениях человек выражает определенные закономерности развития (становления) биосферы.

· Взрыв научной мысли в ХХ столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Она не может остановиться или регрессировать. Биосфера неизбежно, рано или поздно, преобразуется в ноосферу. И в истории народов, населяющих планету происходят нужные для этого события, а не события, этому противоречащие.

Что можно сказать по поводу перехода биосферы в ноосферу с точки зрения современной концепции развития? Процесс трансформации биосферы – это объективная реальность. Мы все, живущие на Земле, являемся свидетелями и, в определенной мере, участниками этого переходного процесса, даже если не отдаем себе отчета в характере происходящего. Процесс преобразования биосферы начался не вчера и завершится не завтра. По человеческому масштабу времени трансформация растянута на несколько поколений, но в геологическом измерении она мгновенна и ее следует рассматривать как скачок в развитии биосферы. В основе современных представлений об этом процессе лежит предложенная В.И. Вернадским концепция формирования ноосферы.

Понятие «ноосфера» было введено Э. Лерца (1881–1954) в 1927 году вместе с П. Тейяром де Шарденом (1881–1955).

По представлениям Вернадского, ноосфера – это царство разума, которое охватит всю область живого вещества планеты.