Біорізноманітність і її збереження 1 страница

Тварини п рослини — своєрідний барометр. Якщо раптово виявляється, що тварини й рослини зникають, то це попередження: з екосистемою негаразд. Тому охорона тварин і рослин, за своєю суттю — охорона нас самих... Треба захищати їх, бо якщо підуть вони, підемо й ми. (Дж. Даррелл).

Конвенція про біорізноманітність.

Зникнення видів і деградація довкілля викликають дедалі більше занепокоєння не лише вчених-екологів. Кількісне й якісне зубожіння біоти зазначають усі, хто хоч трохи стикається з дикою природою. Навіть не дуже спостережливі городяни помічають, що дедалі менше стає птахів, метеликів, риби, грибів, ягід, а передмістя, куди вони виїжджають на відпочинок, з кожним роком втрачають свою привабливість.

На думку одного з провідних світових експертів-екологів Е. Уілсона, зменшення різноманітності живої природи — найзагрозливіша серед змін довкілля, що відбуваються нині, бо це, мабуть, єдиний абсолютно необоротний процес. У кожної держави є три основних надбання: матеріальне, культурне й біологічне. Що означають перші два — всім цілком зрозуміло, адже люди стикаються з ними в повсякденному житті. А ось надбання біологічне...

Як уже повідомлялося в гл. 1, у 1992 р. у Ріо-де-Жанейро (Бразилія) відбулася Конференція ООН з питань довкілля й розвитку, в якій брали участь глави 179 держав світу. Це була найширша за числом учасників зустріч світових лідерів. До них приєдналися сотні інших офіційних осіб із громадських, урядових, наукових, ділових та інших організацій — усього понад 18 тис. представників і понад 400 тис. відвідувачів. Роботу Конференції висвітлювали 8 тис. журналістів.

Конференція ухвалила п´ять основних документів: Декларацію про довкілля й розвиток, Порядок денний XXI століття, Заяву про принципи управління, захисту й постійного розвитку всіх видів лісів, Рамкову конвенцію про зміну клімату та Конвенцію про біорізноманітність.

Конференція вперше оголосила збереження біорізноманітності пріоритетним напрямом діяльності людства. В преамбулі Конвенції про біорізноманітність говориться:

Людство усвідомлює істинну цінність біологічної різноманітності, а також екологічне, генетичне, соціальне, економічне, наукове, виховне, культурне, рекреаційне й естетичне значення біорізноманітності та її компонентів.

Людство усвідомлює величезне значення біорізноманітності для еволюції й збереження систем біосфери, які підтримують життя.

Збереження біорізноманітності — спільна справа всього людства.

Людство занепокоєне тим, що біорізноманітність істотно зменшується в результаті деяких видів людської діяльності.

Необхідно передбачити можливість істотного скорочення чи втрати біорізноманітності, відвернути небезпеку й усунути причини цього.

Конвенцією про біорізноманітність було створено постійний орган, що визначає стратегію й системи конкретних правових, наукових, фінансових, технічних, технологічних та інших заходів зі збереження біорізноманітності, — Конференцію Сторін.

Конвенція засвідчила, що біорізноманітність — це поняття багатопланове, і виділила три його основних аспекти: генетична різноманітність, видова й екосистемна.

Конвенція зазначила також, що збереження біорізноманітності пов´язане як із комплексними заходами для забезпечення виживання людства (ці питання розглядаються в розділі «Стратегія й тактика виживання людства»), так і з конкретними діями заради збереження біорізноманітності певного рівня — генетичної, видової, екосистемної.

Генетична біорізноманітність — це сукупність генофондів різних популяцій одного виду. Наприклад, популяції берегової ластівки на Поліссі, в Лісостепу й у Карпатах належать до одного виду. Проте кожна з цих популяцій дещо відрізняється від інших. Це видно, якщо порівняти середню довжину крила в кожній популяції, особливості живлення, навіть поведінки. Втрата якої-небудь із популяцій неминуче зменшить генетичну різноманітність виду берегової ластівки в цілому.

Генетична різноманітність багато в чому пов´язана з тим, що різні популяції характеризуються неоднаковими співвідношеннями домінантних і рецесивних алелей одного гена.

До проявів генетичної різноманітності належить також існування в межах одного виду підвидів, рас, сортів, штамів, клонів, різновидів, форм тощо.

Наявність генетичної різноманітності доводить помилковість уявлень, нібито за збереження виду, наприклад у заповіднику, його винищення на решті територій не завдає шкоди біорізноманітності. Насправді ж зберігається (причому умовно) тільки видова різноманітність, але генетична різноманітність зменшується.

Видова біорізноманітність — це сукупність усіх видів, що населяють нашу планету, тобто загальний генофонд Землі. Зникнення будь-якого виду — непоправна втрата видової біорізноманітності.

Протягом усієї історії розвитку біосфери нашої планети простежується тенденція збільшення кількості видів на Землі. Це збільшення не було стабільним, а характеризувалося періодами швидкого видоутворення, які чергувалися з періодами мінімальних змін видового багатства й періодами масового вимирання видів. Найбільше вимирання сталося наприкінці пермського періоду (близько 250 млн. років тому), коли, як гадають учені, зникло 77—96 % видів морської флори й фауни тієї епохи.

Проте в цілому вимирання видів — такий самий природний процес, як і утворення їх. Проблема полягає у співвідношенні цих двох процесів. Видоутворення — повільний процес, який триває десятки тисяч, а іноді й мільйони років. Тоді, коли темпи видоутворення відповідали темпам вимирання видів або перевищували їх, видова різноманітність перебувала на постійному рівні або зростала. Вчені вважають, що саме цей процес переважав протягом минулих геологічних епох.

Сьогодні вченими описано близько 1.7 млн. сучасних видів, із них порівняно добре вивчено приблизно 3 %. Відносно вивченими вважаються 400—700 тис. видів, більш як половина залишаються практично невивченими — вони представлені тільки одиничними гербарними екземплярами, одиничними тушками черепами, іншими рештками чи навіть одиничними описами. За оцінками спеціалістів, іще від 15 до 80 млн. видів, які існують нині на планеті, людству поки що взагалі не відомі.

Стрімкий розвиток цивілізації не прискорив процесів видоутворення, але інтенсифікував процеси вимирання видів. Це відбувається через руйнування місць проживання видів, надмірну економічну експлуатацію окремих видів (масовий відстріл тварин, хижацьке рибальство, вирубування комерційно цінних видів дерев тощо), конкуренцію з екзотичними видами «чужих» фаун і флор, екстенсивне нарощування масштабів сільськогосподарської діяльності (передусім вирубування лісів і розорювання під сільськогосподарські угіддя цілинних земель), глобальне техногенне забруднення біосфери.

За сучасними оцінками, сьогодні темпи вимирання видів під антропогенним пресом перевищують темпи природного вимирання в 100—1000 разів, і навіть якщо ці темпи залишаться на нинішньому рівні (а поки що вони наростають), через 50—100 років планета втратить від 25 до 50 % сучасної видової різноманітності! Мільйони (а можливо, десятки мільйонів) видів можуть зникнути швидше, ніж людство дізнається про їхнє існування.

У 1948 р. при ООН було створено спеціальну Комісію з охорони видів рослин і тварин, що зникають, а з часом — Міжнародну Червону книгу, куди заносяться дані про всі види рослин і тварин, які опинилися на межі вимирання. Ідея створення Червоної книги належить англійському зоологові П. Скотту. Міжнародна Червона книга складається з кількох солідних томів. До неї внесено близько 300 видів і підвидів ссавців, близько 300 видів птахів, понад 100 видів плазунів, близько 40 видів земноводних, понад 250 видів вищих рослин. У Червоній книзі є також і «чорний список», куди заносять тварин і рослини, які зникли на планеті після 1600 р. Види, внесені до Червоної книги, підлягають обов´язковій міжнародній і державній охороні, вони є об´єктами численних міждержавних угод, договорів, наукових проектів. З 1970 по 1999 р. кількість видів, яким загрожує повне вимирання, зросла з 92 до 550.

На відміну від нас, тварини — не володарі свого майбутнього... Вони не можуть домагатися автономії, в них немає членів парламенту, котрих вони могли б закидати скаргами, вони не можуть навіть змусити свої профспілки оголосити страйк і вимагати ліпших умов. їхнє майбутнє, саме їхнє існування — в наших руках. (Дж. Даррелл).

Сьогодні, крім Міжнародної Червоної книги, всі розвинені країни створюють національні Червоні книги. В Україні першу Червону книгу випущено в 1980 р., а через два роки ухвалено Закон про Червону книгу України, який закріпив її в статусі державного документа. В 1994 й 1996 р. Червону книгу України було перевидано вже у двох томах. Кількість видів, які в нашій країні опинилися перед загрозою зникнення, стрімко зростає. Наприклад, якщо в перше видання Червоної книги України було внесено 151 вид вищих рослин і 29 — ссавців, то в друге — вже 467 і 41 відповідно.

Екосистемна біорізноманітність — це сукупність екосистем планети на всіх рівнях, починаючи з біогеоценотичного. Різноманітність елементарних екосистем планети — біогеоценозів — величезна. Найбільша цінність екосистемної різноманітності полягає в сукупності зв´язків між елементами екосистем — видами — та абіотичними факторами середовища. Вважають, що чим більше видове багатство екосистеми, тим вища її інформативність, тим краще збалансовані потоки речовини та енергії, тим злагодженіше працюють механізми її саморегуляції.

Екосистеми планети — найуразливіший компонент біологічної різноманітності. Навіть випадіння з екосистеми одного, другорядного стосовно продукції, виду порушує систему зв´язків, що складалася віками. А вилучення з екосистеми виду-домінанта дощенту руйнує її. Вирубуючи ліс, людина використовує для своїх потреб лише деякі органи одного, рідше — кількох видів (зазвичай стовбури однієї—п´яти деревних порід), але винищує при цьому сотні, а іноді й тисячі видів, супутніх домінантові.

Наприклад, навіть порівняно бідний на види біогеоценоз ялинника налічує в середньому кілька десятків видів вищих рослин, по кілька сотень видів бактерій, грибів, водоростей і безхребетних тварин, мінімум кілька видів хребетних. Заготівля стовбурів однієї тільки ялини на території експлуатованого біогеоценозу супроводжується загибеллю близько 1000 видів інших організмів.

Спробуйте уявити собі втрати, завдані біорізноманітності вирубуванням вологого тропічного лісу, де лише на одному дереві можна знайти аж 43 види мурашок, де на одному гектарі росте понад 700 видів деревних порід. Сьогодні територія, зайнята такими лісами, скоротилася більш як удвоє й продовжує скорочуватися на 1 % щороку. І це при тому, що у вологих тропічних лісах, за найобережнішими оцінками, неописаними (тобто невідомими науці) залишаються 80 % тварин і 30 % вищих рослин. Ці невідомі види не можна зберегти жодним іншим способом, окрім як зберігаючи екосистеми в цілому.

На відміну від видів, котрі часом можуть пристосуватися до антропогенного фактора, переселитися в штучні біогеоценози — агроценози, лісосмуги й лісопосадки, водосховища й ставки, природні екосистеми до людини не пристосовуються. Вони або остаточно деградують, або перетворюються на квазіприродні екосистеми.

Подібно до Червоної книги, сьогодні складаються списки рідкісних екосистем і тих, що зникають, а отже, потребують особливої охорони. Такі списки називають Зеленою книгою. Не викликає сумніву, що Зелена книга найближчим часом набуде статусу державного документа, як і Червона книга.

Збереження біорізноманітності — це складна, комплексна проблема. Вона пов´язана з цілою системою юридичних, наукових, організаційних, фінансових, етичних, виховних заходів, охоплює біорізноманітність на всіх її рівнях. Завдання щодо збереження біорізноманітності входять до глобальної концепції стратегії й тактики виживання людства. Це:

– планування й збалансоване використання земельних ресурсів;

– боротьба зі зменшенням площі лісів;

– невиснажливе використання природних екосистем;

– невиснажливе ведення сільського господарства;

– зниження рівня техногенних забруднень води, ґрунту й повітря;

– раціональне використання ресурсів моря та ін.

Проте є й система специфічних заходів захисту. Це, передусім, заповідна справа та біоконсервація.

Заповідна справа — це теорія й практика організації та збереження заповідних територій різних рангів. На заповідних територіях охороняються як окремі носії біорізноманітності — популяції, види, екосистеми, так і середовище проживання в цілому. Ранг заповідної території визначається науковою значущістю об´єктів, що охороняються, та її площею. Серед заповідних територій найвищий ранг мають заповідники й національні природні парки (табл. 2. 2.), потім — заказники й заповідно-мисливські господарства, а також пам´ятки природи.

Сучасні ретельні еколого-економічні розрахунки й моделі показують: збереження генофонду будь-якого регіону можливе лише за умови, що не менше ніж 10—15 % його площі зайнято заповідними територіями рангу заповідника чи заказника. Наявність розвиненої мережі заповідних територій — необхідна (хоч і не достатня) умова збереження біорізноманітності. Тому кожна держава, яка приєдналася до Конвенції про біорізноманітність, зобов´язана підтримувати й розвивати мережу заповідних територій, насамперед — заповідників.

Потрібно менше мисливців — більше сторожів у заповідниках, менше мисливських товариств — більше товариств захисту тварин, менше мисливської літератури — більше літератури біологічної. І тоді останні акти трагедії диких тварин, які людство впише в історію життя на планеті Земля, матимуть гарний фінал! (І. І. Акимушкін, російський біолог, публіцист).

Заповідник — це виділені державою території й акваторії, в межах яких охороняються природні об´єкти, що становлять особливу екологічну, генетичну, наукову чи культурну цінність: типові чи рідкісні ландшафти, еталонні ділянки природного середовища, рідкісні геологічні утворення, угруповання рослин і тварин із характерним генофондом тощо. Заповідники беруться під охорону закону, на їхній території категорично забороняються всі види господарської діяльності (мисливство, рибальство, вилов тварин, усі види лісокористування, заготівля сіна, лікарських трав, збирання квітів, випасання худоби), застосування будь-яких хімічних засобів, шумових дій. У заповіднику вводиться певний заповідний режим. Це або абсолютне заповідання, тобто цілковите невтручання людей у природні процеси, або заповідання обмежене, за якого для досягнення максимальної природної рівноваги й максимального збереження екосистем допускається здійснення певних біотехнологічних заходів (наприклад, вилов тварин, що надміру розмножилися, створення штучних водопоїв, протиерозійний захист тощо). Всього у світі створено більш як 11 тис. заповідних територій, що мають статус заповідника чи національного парку.

Заповідники, які являють собою найхарактернішу еталонну ділянку біосфери даної фізико-географічної зони або біома й де діє режим абсолютного заповідання, мають найвищий статус — це біосферні (або еталонні) заповідники. Сьогодні в світі є близько 350 біосферних заповідників, і чотири з них розташовані на території України: Асканія-Нова, Чорноморський, Карпатський та Дунайський.

У заповідниках із нижчим статусом на більшості території вводиться режим обмеженого заповідання, хоч обов´язково є також і ділянки абсолютної заповідності. В Україні 17 таких заповідних територій (рис. 2. 13.): у Поліссі це Поліський і Рівненський заповідники; в лісостепу — заповідники Канівський, Дніпровсько-Орільський, Розточчя та Медобори; в степовій зоні — Український степовий, Луганський та Єланецький степ; у Карпатах — заповідник Горгани; в Криму — заповідники Карадазький, Кримський, Ялтинський гірсько-лісовий, Казантипський, Опукський і Мис Мартьян; у Прикарпатті — Черемський заповідник.

Крім указаних природних заповідників, в Україні є 54 історико-культурних та історико-архітектурних заповідники. Серед них такі всесвітньо відомі, як Шевченківський у Каневі, Києво-Печерський, Софія Київська, Асканія-Нова тощо.

Національні природні парки — це території, що створюються для збереження природних комплексів, які мають екологічну, історичну й естетичну цінність завдяки сприятливому поєднанню природних і культурних ландшафтів, і для використання їх у рекреаційних, виховних, наукових і просвітницьких цілях. В Україні є 11 національних парків, таких як Шацькі озера, Подільські Товтри, озеро Синевир тощо.

Заказники — це території й акваторії, на яких охороняються окремі види рослин і тварин або природні комплекси (озера, болота, ділянки лісу чи степу з рідкісними видами рослин або тварин, печери, території з унікальними геологічними утвореннями тощо). На території заказників дозволяється обмежена господарська діяльність, але тільки така, що не завдає шкоди об´єктам, які охороняються (наприклад, обмежена заготівля сіна в лісових заказниках, збирання морської трави зостери в приморських заказниках, регламентоване полювання на окремих видів тварин у заповідно-мисливських господарствах). На території України практично в кожній області є принаймні кілька заказників.

Пам´ятки природи являють собою окремі невідновлювані природні об´єкти, які мають наукове, історичне чи культурно-естетичне значення, наприклад: водоспад, печера, дуже старе дерево, джерело, рідкісне геологічне відслонення. Останнім часом до пам´яток природи дедалі частіше почали відносити також невеликі території (площею до кількох сотень квадратних метрів), зайняті популяціями рідкісних та реліктових видів або популяціями, розташованими на межі ареалу виду. Створення системи таких пам´яток природи сприяє збереженню передусім генетичної різноманітності. На їхній території заборонено будь-яку діяльність, що руйнує чи пошкоджує об´єкти охорони.

Проте навіть розвинена мережа заповідних територій не зможе забезпечити збереження біорізноманітності. Біоконсервація належить до галузі новітніх напрямів біоекології. Це система заходів, спрямованих на збереження генетичної й видової різноманітності шляхом збереження популяційних і видових генотипів окремих особин поза природними місцями проживання — в зоопарках, ботанічних садах, у колекціях культур тощо.

Біоконсервація сьогодні розглядається як остання лінія захисту генетичної й видової біорізноманітності. Навіть у біосферних заповідниках з їхньою налагодженою й суворою системою охорони деградація біоти триває. Наприклад, у Карпатському біосферному заповіднику через кислотні дощі дедалі скорочуються популяції лишайників, занесених до Червоної книги.

У природно-заповідний фонд України (рис. 2. 14., 2. 15.) входять також регіональні ландшафтні парки, заповідні урочища, ботанічні сади, зоологічні, дендрологічні парки, пам´ятки садово-паркового мистецтва тощо. Загалом природно-заповідний фонд України в 2001 р. налічував у своєму складі 6939 територій і об´єктів площею 2508,7 тис. га, що становить 4,16 % території країни.

Сьогодні людство «законсервувало» для нащадків близько 10 % відомої науці сучасної біоти. Однак біоконсервація поки що не може стати гарантом збереження біорізноманітності. Законсервувати будь-який вид — це складна наукова й технічна задача. Але незмірно складнішою справою є розконсервація виду й повернення його в природу. Вид, випущений «із пробірки» в природу, як правило, поводиться непередбачувано: адже він потрапляє до системи з іншими зв´язками. Найчастіше такий вид не встигає пристосуватися до свого оточення й стає легкою здобиччю для хижаків, субстратом для хвороб, їжею для паразитів. Якщо ж він виявляється здатним протистояти цьому тискові, то зазвичай сам стає агресором: витіснює види аборигенної флори й фауни, стрімко розселяється, створює різні біоперешкоди. Такі наслідки біологи й екологи називають «беззвучними вибухами».

Екологічна мережа. Протягом останніх п´яти років в Україні, як і в усьому світі, велике значення надається розвиткові екологічної мережі. Концепція екомережі є інтегральною в організації збереження біологічної і ландшафтної різноманітності. Вона поєднує в собі всі попередні системи охорони природи, пов´язує природоохоронну діяльність із різними секторами економіки (аграрним, транспортним, лісовим, туристичним тощо) і є основним елементом стратегії збалансованого розвитку. Це якісно новий підхід до розв´язання споконвічної проблеми людства у відносинах із Природою, спрямований на забезпечення функціонування всіх природних компонентів довкілля як єдиної цілісної системи.

Національна екологічна мережа України розглядається як складова всеєвропейської екомережі, створення якої схвалено Конференцією міністрів довкілля 55 країн Європи в Софії в 1995 р.

У нашій країні набув чинності закон «Про загальнодержавну програму формування національної екологічної мережі України на 2000—2015 рр.». Основною метою цього важливого документа є збільшення частки земельного фонду з природними заповідними територіями до рівня, достатнього для збереження біологічної і ландшафтної різноманітності.

Екологічна мережа забезпечить можливість природної міграції та поширення рослин і тварин.

3.1. Деякі риси екологічної системи «Земля»

Із Космосу Земля здається нам невеличкою крихкою кулькою, загальні контури якої визначаються не людськими діяннями, а складною системою хмар, океанів, рослинності й фунтів. Неспроможність людини узгодити свої дії з цією мінливою системою спричинює докорінну зміну структур, що існують на планеті. Багато з таких змін криють у собі небезпеку знищення життя на Землі. (Із доповіді Міжнародної комісії з довкілля «Наше спільне майбутнє» (1989)).

Космонавт Юрій Гагарін, що першим із людей побачив рідну планету з висоти космічної орбіти, не міг стримати свого захвату й вигукнув: «Яка прекрасна наша Земля!» Оповита тонким блакитним серпанком атмосфери, як коштовний діамант, сяє вона на тлі чорного вакууму Космосу. Ось там, біля полюса, видніються білі крижані поля, ось за ілюмінатором космічного корабля пропливають вершини Гімалаїв, потім простяглися безкраї океанічні простори, вкриті білими спіралями циклонів. Ось корабель перетнув межу дня й ночі — термінатор, і все обгорнула оксамитова чорнота. Але за хвилину очі космонавта призвичаїлися до темряви, і він бачить далеко внизу палахкотіння тропічної грози, а потім, наче жар прогорілого багаття, скупчення вогнів великого міста. І знову корабель наближається до термінатора, мить — і спалахує райдужна смужка атмосфери, з-за Землі виринає кошлате сліпуче Сонце...

Перші люди, які побували в Космосі, розповідають про особливе, ні з чим не зрівнянне почуття, що виникає під час спостереження за нашою Землею здаля. Ось що каже, наприклад, американський астронавт Джим Ірвінг, який побував на Місяці: «Глянувши вниз, я побачив свої сліди на місячному пилу, а ось коли підняв голову вгору, то побачив Землю. Вона виявилася зовсім маленькою. Коли ми відлітали від Землі, вона ставала дедалі меншою: величиною як баскетбольний м´яч, потім — як бейсбольний, потім — як м´яч для гри в гольф... Вигляд рідної планети вразив нас. Вона була схожа на різдвяну іграшку, підвішену в Космосі. Така незахищена — здавалося, досить лише доторкнутись — і вона розсиплеться...».

Земля — унікальна планета Сонячної системи, і унікальність її полягає передусім у тому, що на ній існує життя. Поки що ні на знімках інших планет, які передані космічними апаратами, ні в пробах місячного чи марсіанського ґрунту жодних ознак органічного життя не виявлено. (Втім нещодавно в одному з метеоритів, котрий упав на Землю й, як гадають американські вчені, прилетів із Марса, знайдено відбиток скам´янілого мільярди років тому мікроорганізму. Та сьогодні на Марсі умови надто ворожі для життя.)

На Землі життя існує завдяки збігові кількох сприятливих астрономічних факторів: це й велика маса Землі, достатня для втримання навколо планети за рахунок гравітації захисного шару атмосфери; це сильне магнітне поле Землі, що захищає її біосферу від згубної дії космічної радіації; це й наявність великої кількості води, життєво необхідної для живих організмів, тощо. Мабуть, найдивовижніша в цьому розумінні орбіта Землі. Американський учений М. Харт підрахував, що якби відстань між Землею та Сонцем була лише на 5 % меншою або на 1 % більшою, то життя на ній було б неможливим: у першому випадку на планеті було б надто жарко (як на Венері), в другому — надто холодно, й Земля постійно перебувала б в умовах глобального льодовикового періоду (як Марс).

Наша планета дуже активна. Змінюються, хоча й повільно, обриси її материків та океанів, руйнуються, розсипаючися на порох, цілі гірські хребти, здіймаються нові, вивергаються вулкани, стає іншим клімат. Безперервно змінюються важливі параметри навколишнього середовища — температура повітря й води, їхній хімічний склад, вологість ґрунтів і вміст у них необхідних речовин тощо. Безперервно оновлюється жива природа — тварини, рослини, мікроорганізми.

Утворення живої речовини та її розкладання — це дві сторони єдиного процесу, що зветься біологічним кругообігом речовин. Кругообіг хімічних елементів на Землі відбувається переважно за безпосередньої участі живих організмів. Уперше це було доведено В. І. Вернадським і сформульовано ним у законі міграції хімічних елементів: «Міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється або за безпосередньої участі живої речовини (біогенна міграція), або в середовищі, геохімічні властивості якого (вміст О2, СО2, Н2О й т. д.) зумовлені живою речовиною — як тією, що в наш час складає біосферу, так і тією, що діяла на Землі протягом усієї геологічної історії».

З погляду екології, до найважливіших належать кругообіги таких речовин, як кисень, вуглець, вода, азот, сірка, фосфор, що входять до складу живої речовини. Жива речовина істотно прискорила й змінила кругообіги цих речовин у біосфері.

Основний рушій кругообігу речовин у біосфері — енергія Сонця, певну (незначну) роль відіграє також внутрішня енергія Землі. В процесі кругообігу жива речовина поглинає енергію, в процесі ж її розпаду ця енергія повертається в довкілля.

Крім кругообігу хімічних речовин, у природі відбувається й кругообіг енергії. Енергія Сонця, яка засвоюється зеленими рослинами, частково консервується у вугіллі, торфі, нафті, а також витрачається на вивітрювання глибинних гірських порід — базальтів, гранітів тощо. В утворених унаслідок вивітрювання глинах запасається сонячна енергія. В подальшому, за рахунок тектонічних опускань земної кори, глини та інші пухкі осадові породи потрапляють у глибокі зони Землі, де під дією високих тисків і температур із них вивільнюється запасена раніше сонячна енергія, відбуваються процеси їх переплавлення й перетворення на магматичні (вивержені) гірські породи, наприклад граніти, і цикл кругообігу енергії завершується.

Крім кругообігу речовини та енергії, величезну роль у біосфері відіграють інформаційні зв´язки. Інформативні сигнали енергетично дуже слабкі й самі собою не можуть викликати якоїсь відчутної реакції, але вони містять важливі відомості в закодованій формі. Такі сигнали сприймаються, розшифровуються (здебільшого автоматично) й ураховуються живими організмами. Здатність сприймати, зберігати й передавати інформацію мають і неживі об´єкти, які здійснюють ці процеси шляхом загального енергоінформаційного обміну. Обробляти, накопичувати й використовувати інформацію окремо від енергії можуть тільки живі організми.

Ефективність інформаційних зв´язків у біосфері вражає. Наприклад, самець метелика шовкопряда вчуває самку на відстані до 2 км. Досліди й розрахунки показали, що така надзвичайно висока чутливість не може базуватися на хімічних сигналах, скажімо на дії якихось пахучих речовин, котрі виділяє самка. Цілком імовірно, відбувається передавання електромагнітних сигналів, причому за типом вибірковості («батько кібернетики» Н. Вінер назвав його «тим, кого це стосується»). Про це свідчить і будова вусиків шовкопряда (як і багатьох інших комах), що нагадують антену.

Загалом навколишнє природне середовище, в якому живе людина, складається з неживого й живого компонентів. До першого належать атмосфера, гідросфера та літосфера Землі, до другого — всі її живі мешканці (рослини, тварини й мікроорганізми).

Атмосфера

Ми опинилися в такому самому становищі в забрудненому повітрі, як і риби в забрудненій воді. (А. Кніс, американський біолог).

Атмосфера — це газова оболонка, що оточує Землю. Наявність атмосфери — одна з найголовніших умов життя на планеті. Без їжі людина може обходитися місяць, без води — тиждень, а без повітря не проживе й кількох хвилин.