Áèáëèîòåêà
Òåîëîãèÿ
Êîíôåññèè
Èíîñòðàííûå ÿçûêè
Äðóãèå ïðîåêòû
|
Âàø êîììåíòàðèé î êíèãå
Äóáíèùåâà Ò. Êîíöåïöèè ñîâðåìåííîãî åñòåñòâîçíàíèÿ. Ó÷åáíîå ïîñîáèå
Ãëàâà 14 ÊÎÍÖÅÏÖÈÈ ÑÒÐÎÅÍÈß È ÔÓÍÊÖÈÎÍÈÐÎÂÀÍÈß
ÍÀ ÁÈÎÑÔÅÐÍÎÌ ÓÐÎÂÍÅ ÎÐÃÀÍÈÇÀÖÈÈ ÆÈÂÎÉ ÌÀÒÅÐÈÈ
14.1. Áèîñôåðíûé óðîâåíü îðãàíèçàöèè æèçíè. Îñíîâû ó÷åíèÿ Â.È.Âåðíàäñêîãî î áèîñôåðå
Áèîñôåðíûé óðîâåíü — âûñøàÿ ôîðìà îðãàíèçàöèè æèçíè íà Çåìëå. Íà ýòîì óðîâíå ïðîèñõîäèò îáúåäèíåíèå âñåõ êðóãîâîðîòîâ âåùåñòâ è ïðåâðàùåíèÿ ýíåðãèè â åäèíûé êðóãîâîðîò. Æèâîå îðãàíèçîâàíî ïî òèïó èåðàðõè÷íûõ ñèñòåì: ïåðåõîä ñ îäíîãî óðîâíÿ íà äðóãîé ñâÿçàí ñ ñîõðàíåíèåì ôóíêöèîíàëüíûõ ìåõàíèçìîâ, äåéñòâîâàâøèõ íà ïðåäûäóùåì óðîâíå, è ñ ïîÿâëåíèåì íîâûõ ñòðóêòóð è ôóíêöèé, íîâûõ êà÷åñòâ. Óðîâåíü ïðåäñòàâëåí áèîñôåðîé — îáëàñòüþ àêòèâíîé æèçíè. Îíà îõâàòûâàåò àýðîñôåðó (íèæíþþ ÷àñòü àòìîñôåðû), ãèäðîáèîñôåðó (ãèäðîñôåðó), òåððàáèîñôåðó (ïîâåðõíîñòü ñóøè) è ëèòîáèîñôåðó (âåðõíþþ ÷àñòü ëèòîñôåðû). Áèîñôåðà — äîñòàòî÷íî òîíêèé ñëîé: ìèêðîáíàÿ æèçíü ðàñïðîñòðàíåíà äî âûñîò 22 êì íàä ïîâåðõíîñòüþ, à â îêåàíàõ íàëè÷èå æèçíè îáíàðóæåíî íà ãëóáèíàõ äî 10— 11 êì íèæå óðîâíÿ ìîðÿ.  çåìíóþ êîðó æèçíü ïðîíèêàåò ìåíüøå, ìèêðîîðãàíèçìû íàéäåíû ïðè áóðåíèè äî ãëóáèí 2 — 3 êì. Ñëó÷àéíî æèâàÿ ìàòåðèÿ ïîïàäàåò è â ñëîè, ëåæàùèå ðÿäîì «íàä» è «ïîä», èõ íàçûâàþò ïàðà-è ìåòàáèîñôåðîé ñîîòâåòñòâåííî. Íî «ïëåíêà æèçíè» ïîêðûâàåò âñþ Çåìëþ, äàæå â ïóñòûíÿõ è ëüäàõ îáíàðóæåíû ñëåäû æèâîãî. Ðàñïðåäåëåíèå æèçíè êðàéíå íåðàâíîìåðíî.  ïî÷âå (âåðõíèå ñëîè ëèòîñôåðû), ãèäðîñôåðå è íèæíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû — ñàìîå áîëüøîå êîëè÷åñòâî æèâîãî âåùåñòâà.
Ðàçðàáîòêà ó÷åíèÿ î áèîñôåðå èìååò ñâîþ èñòîðèþ. Îäíèì èç ïåðâûõ åñòåñòâîèñïûòàòåëåé, ñìîòðåâøèõ íà Çåìëþ êàê íà öåëîå, áûë Ì.Â.Ëîìîíîñîâ. Îí ïèñàë â ðàáîòå «Î ñëîÿõ çåìíûõ», ÷òî «÷åðíîçåì íå ïåðâîîáðàçíàÿ è íå ïåðâîçäàííàÿ ìàòåðèÿ, íî ïðîèçîøåë îò ñîãíèòèÿ æèâîòíûõ è ðàñòóùèõ òåë ñî âðåìåíåì», ÷òî áóðûé óãîëü, êàìåííûé óãîëü è ÷åðíîçåì — ðåçóëüòàòû âëèÿíèÿ îðãàíèçìîâ íà ãðóíò. Ëîìîíîñîâ äàë îáùèé î÷åðê ãåîëîãèè Çåìëè, äîêàçûâàë åå äðåâíîñòü êàê ïëàíåòû.  òî âðåìÿ äàæå îêàìåíåëîñòè — èñêîïàåìûå îñòàòêè îðãàíèçìîâ — äàëåêî íå âñåìè âîñïðèíèìàëèñü êàê ñëåäû íåêîãäà áûâøåé æèçíè.  1802 ã. Ëàìàðê â «Ãèäðîãåîëîãèè» óêàçûâàë íà ðîëü æèâûõ îðãàíèçìîâ â ãåîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññàõ.  êíèãå À. Ãóìáîëüäòà «Êîñìîñ» ñîáðàíî ìíîãî ìàòåðèàëà î âëèÿíèè æèâîãî íà ãåîëîãè÷åñêèå ñòðóêòóðû.
Çàðîæäåíèå îòå÷åñòâåííîé àãðîõèìèè ñâÿçàíî ñ Ä.È.Ìåíäåëååâûì. Îí èññëåäîâàë ïðîáëåìû ïèòàíèÿ ðàñòåíèé è ïîâûøåíèÿ óðîæàéíîñòè
557
ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð. Ýôôåêòèâíîñòüþ ìèíåðàëüíûõ è îðãàíè÷åñêèõ óäîáðåíèé çàíèìàëèñü À.Í.Ýíãåëüãàðäò è Ä.Í.Ïðÿíèøíèêîâ. Âîçíèêøàÿ â íà÷àëå XX â. ãåîõèìèÿ èñõîäèëà èç ïðèíöèïîâ ýâîëþöèè. Ïî÷âåííûì ëåñîîáðàçîâàíèåì çàíèìàëñÿ Â. À. Îáðó÷åâ, ïîëîæèâ íà÷àëî ìåðçëîòîâåäåíèþ, îí èçó÷àë òåêòîíèêó è ãåîëîãèþ. Â.Â.Äîêó÷àåâ ñâîåé ðàáîòîé «Ðóññêèé ÷åðíîçåì» îòêðûë ïî÷âîâåäåíèå êàê íàó÷íóþ äèñöèïëèíó, ñòîÿùóþ íà ñòûêå ãåîëîãèè, áèîëîãèè è õèìèè. Ó íåãî ïî÷âà — îñîáîå ïðèðîäíîå òåëî, èìåþùåå îãðîìíîå çíà÷åíèå äëÿ ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà. Îí äàë ïåðâóþ â ìèðå êëàññèôèêàöèþ ïî÷â, èçëîæèë ó÷åíèå î ëàíäøàôòíî-ãåîãðàôè÷åñêèõ çîíàõ, ðàçðàáîòàë ïëàíû áîðüáû ñ çàñóõîé, ïðåäóñìîòðåâ â íèõ ðÿä àãðîíîìè÷åñêèõ è ëåñîìåëèîðàòèâíûõ ìåð. Âìåñòå ñ íèì ðàáîòàëè Ì. Ì. Ñèáèðöåâ è Ï. À. Êîñòû÷åâ. Ñèáèðöåâ ó÷àñòâîâàë âî ìíîãèõ ýêñïåäèöèÿõ â þæíûå ñòåïè Ðîññèè, íàïèñàë ïåðâûé ó÷åáíèê «Ïî÷âîâåäåíèå» (1889). Êîñòû÷åâ ïîêàçàë ñâÿçü ñâîéñòâ ïî÷â ñ æèçíåäåÿòåëüíîñòüþ ðàñòåíèé è ìèêðîîðãàíèçìîâ, ðîëü ÷åëîâåêà â èçìåíåíèè ýòèõ ñâÿçåé. Îí óñòàíîâèë (1886) ðåøàþùóþ ðîëü íèçøèõ îðãàíèçìîâ â îáðàçîâàíèè ïåðåãíîÿ (ãóìóñà). Íåìåöêèé ó÷åíûé Ã.Ãåëüðèãåð ïîêàçàë îïûòíûì ïóòåì ñèìáèîç áîáîâûõ êóëüòóð ñ êëóáåíüêîâûìè áàêòåðèÿìè (1888), ÷òî îêàçàëîñü âàæíûì â àãðîíîìèè.
Ðóññêèé ó÷åíûé Â. Ð. Âèëüÿìc äîêàçàë ðîëü áèîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ (ïðèðîäíûõ ñîîáùåñòâ âûñøèõ çåëåíûõ ðàñòåíèé è ìèêðîîðãàíèçìîâ) â ôîðìèðîâàíèè ïëîäîðîäèÿ ïî÷â. Îí ïåðâûì ïîä÷åðêíóë çíà÷åíèå áèîëîãè÷åñêîãî êðóãîâîðîòà ýëåìåíòîâ â ôîðìèðîâàíèè íå òîëüêî îðãàíè÷åñêîé, íî è ìèíåðàëüíîé ÷àñòè ïî÷â, ðàçðàáîòàë íàó÷íûå îñíîâû òðàâîïîëüíîé ñèñòåìû çåìëåäåëèÿ (1914). Äîêó÷àåâ, ïðåïîäàâàâøèé ìèíåðàëîãèþ, îïðåäåëèë æèçíåííûå èíòåðåñû Â. È. Âåðíàäñêîãî åùå â ñòóäåí÷åñêèå ãîäû. Âåðíàäñêèé èññëåäîâàë ýâîëþöèþ ìèíåðàëîâ çåìíîé êîðû (1908), ñîçäàë ãåîõèìè÷åñêóþ êëàññèôèêàöèþ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, ðàçðàáîòàë ó÷åíèå î ìèãðàöèè àòîìîâ â çåìíîé êîðå, çàëîæèë îñíîâû ãåíåòè÷åñêîãî íàïðàâëåíèÿ â ìèíåðàëîãèè, è èìåííî îáùèå ïðîáëåìû ìèíåðàëîãèè è ãåîëîãèè ïðèâåëè åãî ê êîíöåïöèè áèîãåîõèìèè (1917). «Áèîñôåðà» Âåðíàäñêîãî äàåò öåëîñòíóþ êàðòèíó ìåõàíèçìà ôîðìèðîâàíèÿ çåìíîé êîðû ñ ó÷åòîì îïðåäåëÿþùåãî âëèÿíèÿ æèçíè.
Â.È.Âåðíàäñêèé ñîçäàë ó÷åíèå î áèîñôåðå êàê îá àêòèâíîé îáîëî÷êå Çåìëè, â êîòîðîé ñîâîêóïíàÿ äåÿòåëüíîñòü æèâûõ îðãàíèçìîâ — ãåîõèìè÷åñêèé ôàêòîð ïëàíåòàðíîãî ìàñøòàáà è çíà÷åíèÿ. Òåðìèí «áèîñôåðà», ââåäåííûé (1875) Ý.Çþññîì, îòíîñèëñÿ ê ñîâîêóïíîñòè îðãàíèçìîâ, îáèòàþùèõ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè.  ïîíÿòèå æèâûõ îðãàíèçìîâ Âåðíàäñêèé âêëþ÷èë è ÷åëîâåêà. Îí âûäåëÿë â áèîñôåðå êîñíîå (ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ, ãîðíûå ïîðîäû, ìèíåðàëû è ò.ä.) è áèîêîñíîå (ïî÷âû, ïîâåðõíîñòíûå âîäû è îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà). Õîòÿ æèâîå âåùåñòâî ïî ìàññå è îáúåìó ñîñòàâëÿåò íåçíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü áèîñôåðû, îíî èãðàåò îñíîâíóþ ðîëü â ãåîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññàõ, ñâÿçàííûõ ñ èçìåíåíèåì íàøåé ïëàíåòû.
558
Ïî Âåðíàäñêîìó, áèîñôåðà — ýòî æèâîå âåùåñòâî ïëàíåòû è ïðåîáðàçîâàííîå èì êîñíîå âåùåñòâî. Ïîíÿòèå «áèîñôåðà» — ôóíäàìåíòàëüíîå ïîíÿòèå áèîãåîõèìèè, à íå áèîëîãè÷åñêîå è íå ãåîëîãè÷åñêîå. Áèîñôåðà îðãàíèçóåò ïðîöåññû íà Çåìëå è îêîëî Çåìëè, â íåé ïðîèñõîäÿò áèîýíåðãåòè÷åñêèå ïðîöåññû è îáìåí âåùåñòâ âñëåäñòâèå æèçíåäåÿòåëüíîñòè. Æèâîé îðãàíèçì — íåîòúåìëåìàÿ ÷àñòü çåìíîé êîðû, ìîãóùàÿ èçìåíÿòü åå. Æèâîå âåùåñòâî — ñîâîêóïíîñòü îðãàíèçìîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ãåîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññàõ. Îðãàíèçìû áåðóò èç îêðóæàþùåé ñðåäû õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû, ñòðîÿò èç íèõ òåëà, âîçâðàùàþò èõ â òó æå ñðåäó è â ïðîöåññå æèçíè è ïîñëå ñâîåé ñìåðòè. Ïîòîìó æèâîå âåùåñòâî ñâÿçûâàåò áèîñôåðó âîåäèíî, ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìîîáðàçóþùèì ôàêòîðîì. Èçìåíåíèÿ â æèâîì âåùåñòâå ïðîèñõîäÿò ñóùåñòâåííî áûñòðåå, ÷åì â êîñíîì, ïîýòîìó â íåì ïîëüçóþòñÿ ïîíÿòèåì èñòîðè÷åñêîãî âðåìåíè, à â êîñíîì — ãåîëîãè÷åñêîãî.  õîäå ãåîëîãè÷åñêèõ âðåìåí ðàñòåò ìîùü æèâîãî âåùåñòâà è åãî âîçäåéñòâèÿ íà êîñíîå âåùåñòâî, è òîëüêî â æèâîì âåùåñòâå çà ýòè âðåìåíà ïðîèñõîäÿò êà÷åñòâåííûå èçìåíåíèÿ. È æèâîå âåùåñòâî, âîçìîæíî, èìååò ñâîé ïðîöåññ ýâîëþöèè, âíå çàâèñèìîñòè îò èçìåíåíèÿ ñðåäû.
Åñëè «æèçíåííûé öèêë» îòäåëüíîãî îðãàíèçìà êîíå÷åí è åãî ñóùåñòâîâàíèå íå áåñïðåäåëüíî, òî æèâîå êàê öåëîå ìîæíî ñ÷èòàòü ãåîëîãè÷åñêè áåññìåðòíûì. Ãåîëîãè÷åñêè æèçíü âå÷íà, ïîýòîìó åñëè îòäåëüíûé èíäèâèäóóì ñî âðåìåíåì òåðÿåò âîçìîæíîñòü ñîâåðøàòü ðàáîòó è ïðåêðàùàåò ñâîå ñóùåñòâîâàíèå, òî ñàì ïðîöåññ æèçíè îòëè÷àåòñÿ íåïðåðûâíûì ðîñòîì âîçìîæíîñòè ñîâåðøàòü âíåøíþþ ðàáîòó. Ýòó èäåþ îí âûðàçèë â òðåõ ïðèíöèïàõ, êîòîðûå íàçâàë áèîãåîõèìè÷åñêèìè:
- — ñâîáîäíàÿ (áèîãåîõèìè÷åñêàÿ) ýíåðãèÿ ñòðåìèòñÿ â áèîñôåðå ê ìàêñèìàëüíîìó ïðîÿâëåíèþ;
- — ïðè ýâîëþöèè âèäîâ âûæèâàþò òå îðãàíèçìû, êîòîðûå ñâîåé æèçíüþ óâåëè÷èâàþò ñâîáîäíóþ ýíåðãèþ;
- — çàñåëåíèå Çåìëè äîëæíî áûòü ìàêñèìàëüíî âîçìîæíûì â òå÷åíèå ãåîëîãè÷åñêîãî âðåìåíè.
Ýòè ïðèíöèïû âûðàæàþò çàêîí òîëüêî æèâîé ïðèðîäû è íå ïðîòèâîðå÷àò çàêîíàì òåðìîäèíàìèêè. Âåñü ïîòîê æèâîãî âåùåñòâà îò ñàìûõ ïðîñòåéøèõ äî ñàìûõ ðàçâèòûõ ôîðì, âêëþ÷àÿ ðàçóì ÷åëîâåêà è îáùåñòâåííûé òðóä, ÿâëÿåòñÿ òîé ôîðìîé äâèæåíèÿ ìàòåðèè, ãäå äåéñòâóåò çàêîí óáûâàíèÿ ýíòðîïèè, òîãäà êàê îíà ðàñòåò äëÿ íåîðãàíè÷åñêîé ìàòåðèè. È ýòè äâà âèäà ìàòåðèè ñâÿçàíû â åäèíîå öåëîå. Çàêîí âîçðàñòàíèÿ ýíòðîïèè Âåðíàäñêèé óñïåøíî ïðèìåíÿë äëÿ îáúÿñíåíèÿ êîñìè÷åñêîé ýâîëþöèè Çåìëè. À ðîæäåíèå áèîñôåðû ðàññìàòðèâàë êàê ïëàíåòàðíî-êîñìè-÷åñêóþ «îñîáóþ òî÷êó» — êà÷åñòâåííûé ñêà÷îê, äî êîòîðîãî íà ïîâåðõíîñòè íàøåé ïëàíåòû ïðåîáëàäàëè ïðîöåññû íåæèâîé ïðèðîäû, à ïîñëå êîòîðîãî ñòàëè ïðåîáëàäàòü ïðîöåññû â æèâîé ïðè-
559
ðîäå. Ïîä äåéñòâèåì ëó÷èñòîé ýíåðãèè âîçíèêàåò è íåîáðàòèìî ðàçâèâàåòñÿ îðãàíè÷åñêàÿ æèçíü.
Âåðíàäñêèé ñ÷èòàë, ÷òî æèçíü íà Çåìëå âîçíèêëà îäíîâðåìåííî ñ ôîðìèðîâàíèåì ïëàíåòû: «Òâàðè Çåìëè ÿâëÿþòñÿ ñîçäàíèåì êîñìè÷åñêîãî ïðîöåññà, íåîáõîäèìîé è çàêîíîìåðíîé ÷àñòüþ ñòðîéíîãî êîñìè÷åñêîãî ìåõàíèçìà». Ñðåäè ìíîæåñòâà çàêîíîìåðíîñòåé, èìåþùèõ ìåñòî â áèîëîãèè, ãåîëîãèè, áèîõèìèè è ãåîõèìèè, Âåðíàäñêèé âûäåëèë îñíîâíûå ýìïèðè÷åñêèå ïðèíöèïû.
- Ïðèíöèï öåëîñòíîñòè áèîñôåðû îáåñïå÷èâàåòñÿ ñàìîñîãëàñîâàííîñòüþ âñåõ ïðîöåññîâ â áèîñôåðå. Æèçíü îãðàíè÷åíà óçêèìè ïðåäåëàìè — ôèçè÷åñêèìè êîíñòàíòàìè, óðîâíÿìè ðàäèàöèè è ïð. Ãðàâèòàöèîííàÿ ïîñòîÿííàÿ îïðåäåëÿåò ðàçìåðû çâåçä, òåìïåðàòóðó è äàâëåíèå â íèõ. Åñëè îíà ñòàíåò ìåíüøå, çâåçäû áóäóò èìåòü ìåíüøèå ìàññû, èõ òåìïåðàòóðà ñòàíåò íåäîñòàòî÷íîé äëÿ ïðîòåêàíèÿ ÿäåðíûõ ðåàêöèé; åñëè ÷óòü áîëüøå, çâåçäû ïåðåéäóò ñâîþ «êðèòè÷åñêóþ ìàññó», âûéäóò èç îáùåãî êðóãîâîðîòà è ïðåâðàòÿòñÿ â ÷åðíûå äûðû. Ïîñòîÿííàÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ îïðåäåëÿåò õèìè÷åñêèå ïðåâðàùåíèÿ, îòâå÷àåò çà ýëåêòðîííóþ îáîëî÷êó àòîìîâ è ïðî÷íîñòü ñâÿçåé â ìîëåêóëàõ. Êîíñòàíòà ñëàáîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, îòâå÷àþùåãî çà ïðåâðàùåíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ïðè ñâîåì èçìåíåíèè «ïîäîðâåò» âåñü íàø ìèð. Êîíñòàíòà ñèëüíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, îòâå÷àþùåãî çà ñòàáèëüíîñòü ÿäåð àòîìîâ, òîæå íå äîëæíà ìåíÿòüñÿ, èíà÷å â çâåçäàõ ðåàêöèè ïîéäóò ïî-äðóãîìó, ìîãóò íå îáðàçîâàòüñÿ óãëåðîä è àçîò. Äà è íåïîíÿòíî, âîçìîæíà ëè áóäåò âîîáùå æèçíü íàøåãî òèïà.
- Ïðèíöèï ãàðìîíèè áèîñôåðû è åå îðãàíèçîâàííîñòè ñâÿçàí ñ ïðåäûäóùèì. Çàêîíû ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè íà Çåìëå, çàêîíû äâèæåíèÿ àòîìîâ åñòü îòðàæåíèå ãàðìîíèè Êîñìîñà, ðèòìè÷íîñòè äâèæåíèÿ íåáåñíûõ òåë. Îñíîâà ñóùåñòâîâàíèÿ áèîñôåðû — ïîëîæåíèå Çåìëè â Êîñìîñå, íàêëîí çåìíîé îñè ê ýêëèïòèêå, îïðåäåëÿþùèé êëèìàò è æèçíåííûå öèêëû âñåõ îðãàíèçìîâ. Ñîëíöå — îñíîâíîé èñòî÷íèê ýíåðãèè áèîñôåðû è ðåãóëÿòîð áèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Êàê îòìåòèë åùå Þ. Ð. Ìàéåð, «æèçíü åñòü ñîçäàíèå ñîëíå÷íîãî ëó÷à».
- Êîñìè÷åñêàÿ ðîëü áèîñôåðû â òðàíñôîðìàöèè ýíåðãèè — ìîæíî ðàññìàòðèâàòü ýòó ÷àñòü æèâîé ïðèðîäû êàê äàëüíåéøåå ðàçâèòèå îäíîãî è òîãî æå ïðîöåññà ïðåâðàùåíèÿ ñîëíå÷íîé ñâåòîâîé ýíåðãèè â äåéñòâåííóþ ýíåðãèþ Çåìëè. Áèîñôåðà ÿâëÿåòñÿ îäíèì è òåì æå êîñìè÷åñêèì àïïàðàòîì ñ ñàìûõ äðåâíåéøèõ ãåîëîãè÷åñêèõ âðåìåí. Æèçíü âñå ýòî âðåìÿ îñòàâàëàñü ïîñòîÿííîé, ìåíÿëàñü òîëüêî åå ôîðìà. Ñàìî æèâîå âåùåñòâî íå ÿâëÿåòñÿ ñëó÷àéíûì ñîçäàíèåì. Èñòî÷íèêè ýíåðãèè ãåîëîãè÷åñêèõ ÿâëåíèé — êîñìè÷åñêàÿ, ïðåèìóùåñòâåííî ñîëíå÷íàÿ; ïëàíåòíàÿ, ñâÿçàííàÿ ñî ñòðîåíèåì è êîñìè÷åñêîé èñòîðèåé Çåìëè; âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ìàòåðèè — ðàäèîàêòèâíîñòü. Æèâîå âåùåñòâî àêòèâíî òðàíñôîðìèðóåò ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ â õèìè÷åñêîå ìîëåêóëÿðíîå äâèæåíèå è â ñëîæíîñòü áèîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð.
560
- Ðàñòåêàíèå æèçíè — ïðîÿâëåíèå åå ãåîõèìè÷åñêîé ýíåðãèè, àíàëîã çàêîíà èíåðöèè íåæèâîé ìàòåðèè. Ìåëêèå îðãàíèçìû ðàçìíîæàþòñÿ áûñòðåå, ÷åì êðóïíûå. Ñêîðîñòü ïåðåäà÷è æèçíè çàâèñèò îò ïëîòíîñòè æèâîãî âåùåñòâà.
- Àâòîòðîôíûå îðãàíèçìû âñå íóæíîå äëÿ æèçíè áåðóò èç îêðóæàþùåé èõ êîñíîé ìàòåðèè è íå òðåáóþò äëÿ ïîñòðîåíèÿ ñâîåãî òåëà ãîòîâûõ ñîåäèíåíèé äðóãîãî îðãàíèçìà. Ïîëå ñóùåñòâîâàíèÿ çåëåíûõ àâòîòðîôíûõ îðãàíèçìîâ îïðåäåëÿåòñÿ ïðåæäå âñåãî îáëàñòüþ ïðîíèêíîâåíèÿ ñîëíå÷íûõ ëó÷åé.
- Êîñìè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ âûçûâàåò äàâëåíèå æèçíè, êîòîðîå äîñòèãàåòñÿ ðàçìíîæåíèåì. Ðàçìíîæåíèå îðãàíèçìîâ óìåíüøàåòñÿ ïî ìåðå ðîñòà èõ êîëè÷åñòâà.
- Ôîðìû íàõîæäåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ: ãîðíûå ïîðîäû è ìèíåðàëû, ìàãìû, ðàññåÿííûå ýëåìåíòû, æèâîå âåùåñòâî. Çåìíàÿ êîðà — ñëîæíûé ìåõàíèçì, ãäå ïîñòîÿííî äâèæóòñÿ àòîìû è ìîëåêóëû, ïðîèñõîäÿò ðàçíîîáðàçíûå ãåîõèìè÷åñêèå êðóãîâîðîòû, îïðåäåëÿåìûå â çíà÷èòåëüíîé ìåðå äåÿòåëüíîñòüþ æèâîãî âåùåñòâà. Çàêîí áåðåæëèâîñòè â èñïîëüçîâàíèè æèâûì âåùåñòâîì ïðîñòûõ õèìè÷åñêèõ òåë: ðàç âîøåäøèé ýëåìåíò ïðîõîäèò äëèííûé ðÿä ñîñòîÿíèé, è îðãàíèçì ââîäèò â ñåáÿ òîëüêî íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî ýëåìåíòîâ.
- Æèçíü íà Çåìëå ïîëíîñòüþ îïðåäåëÿåòñÿ ïîëåì óñòîé÷èâîñòè çåëåíîé ðàñòèòåëüíîñòè. Ïðåäåëû æèçíè îïðåäåëÿþòñÿ ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè ñîåäèíåíèé, ñòðîÿùèõ îðãàíèçì, èõ íåðàçðóøèìîñòüþ â îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ñðåäû. Ìàêñèìàëüíîå ïîëå æèçíè îïðåäåëÿåòñÿ êðàéíèìè ïðåäåëàìè âûæèâàíèÿ îðãàíèçìîâ. Âåðõíèé ïðåäåë æèçíè îáóñëîâëåí ëó÷èñòîé ýíåðãèåé, ïðèñóòñòâèå êîòîðîé èñêëþ÷àåò æèçíü è îò êîòîðîé ïðåäîõðàíÿåò îçîíîâûé ñëîé. Íèæíèé ïðåäåë ñâÿçàí ñ äîñòèæåíèåì âûñîêîé òåìïåðàòóðû. Èíòåðâàë â 432 °Ñ (îò -252 äî +180 °Ñ) ÿâëÿåòñÿ ïðåäåëüíûì òåïëîâûì ùèòîì.
- Ïðèíöèï ïîñòîÿíñòâà êîëè÷åñòâà æèâîãî âåùåñòâà â áèîñôåðå. Êîëè÷åñòâî ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà â àòìîñôåðå òîãî æå ïîðÿäêà, ÷òî è êîëè÷åñòâî æèâîãî âåùåñòâà (1,5-1018 êã è 1017—1018 êã). Ñêîðîñòü ïåðåäà÷è æèçíè íå ìîæåò ïåðåéòè ïðåäåëû, íàðóøàþùèå ñâîéñòâà ãàçîâ. Èäåò áîðüáà çà íóæíûé ãàç.
10. Âñÿêàÿ ñèñòåìà äîñòèãàåò ïîëîæåíèÿ óñòîé÷èâîãî ðàâíîâå
ñèÿ, êîãäà åå ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿ ðàâíÿåòñÿ íóëþ èëè ïðèáëèæàåò
ñÿ ê íåìó, ò. å. êîãäà âñÿ âîçìîæíàÿ â óñëîâèÿõ ñèñòåìû ðàáîòà ïðî
èçâåäåíà. Ïîíÿòèå óñòîé÷èâîãî ðàâíîâåñèÿ èñêëþ÷èòåëüíî âàæíî.
Àíòðîïíûé ïðèíöèï, âûäâèíóòûé Ã.Ì.Èäëèñîì (1958), ñâÿçàí ñ ïåðâûì èç ïåðå÷èñëåííûõ çäåñü ïðèíöèïîâ Âåðíàäñêîãî è ñîñòîèò â òî÷íîì ñîîòâåòñòâèè çíà÷åíèé ìèðîâûõ êîíñòàíò ñ âîçìîæíîñòÿìè ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè. Óäèâèòåëüíàÿ ñîãëàñîâàííîñòü ðÿäà âåëè÷èí ïðîèçâîäèò âïå÷àòëåíèå, ÷òî ìîæåò ñóùåñòâîâàòü ñêðûòûé ïðèíöèï, óïîðÿäî÷èâàþùèé âñþ Âñåëåííóþ. Ê ýòîìó
561
ôàêòó îáðàùàëèñü î÷åíü ìíîãèå. Ñåé÷àñ åãî ôîðìóëèðóþò â äâóõ âàðèàíòàõ — ñëàáîì è ñèëüíîì. Êàê âûðàçèëñÿ èçâåñòíûé àìåðèêàíñêèé ôèçèê Äæ. Äàéñîí: «Åñëè ìû ïðèãëÿäèìñÿ êî Âñåëåííîé è óâèäèì, êàê ìíîãî ñëó÷àéíîñòåé ïîñëóæèëè íàì âî áëàãî, òî êàæåòñÿ ïî÷òè, ÷òî Âñåëåííàÿ çíàëà, ÷òî ìû ïîÿâèìñÿ». Ýòî — îäíà èç ôîðìóëèðîâîê ñëàáîãî ïðèíöèïà, â àíãëèéñêîé ëèòåðàòóðå — WAP. Íî îí íå îòâå÷àåò íà ìíîãèå âîïðîñû, íàïðèìåð, ïî÷åìó Âñåëåííàÿ òàêîâà, ÷òî äîïóñòèëà çàðîæäåíèå æèçíè. À, ìîæåò, íå íóæíî ñîçäàâàòü òåîðèé, êîòîðûå íå äîïóñêàþò ñóùåñòâîâàíèå íàáëþäàòåëÿ? Ñèëüíûé ïðèíöèï — âîçíèêíîâåíèå æèçíè çàêîíîìåðíî âî Âñåëåííîé, íî, ìîæåò, ïîÿâëåíèå íàáëþäàòåëÿ è åñòü öåëü ýâîëþöèè Âñåëåííîé?
Ãåîëîãè÷åñêóþ ðîëü æèâîãî Âåðíàäñêèé êëàññèôèöèðîâàë ïî ïÿòè êàòåãîðèÿì: ýíåðãåòè÷åñêàÿ, êîíöåíòðàöèîííàÿ, äåñòðóêòèâíàÿ, ñðåäîîáðàçóþùàÿ, òðàíñïîðòíàÿ. Æèâûå îðãàíèçìû òâîðÿò ìèãðàöèþ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â áèîñôåðå ïîñðåäñòâîì ñâîåãî äûõàíèÿ, ïèòàíèÿ, îáìåíà âåùåñòâ, íåïðåðûâíîé ñìåíîé ïîêîëåíèé. Áèîãåîõèìè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ æèâîãî ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ýíåðãèè ïðåîáðàçîâàíèÿ ãåîñôåð.
14.2. Ðàñïðåäåëåíèå íà Çåìëå ñîëíå÷íîé ýíåðãèè. Áèîòè÷åñêèé êðóãîâîðîò
Ëèøü íåáîëüøàÿ ÷àñòü ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, ïîñòóïàþùåé íà Çåìëþ, óëàâëèâàåòñÿ áèîñôåðîé (ðèñ. 14.1). Óëüòðàôèîëåòîâàÿ ÷àñòü ñïåêòðà, ñîñòàâëÿþùàÿ îêîëî 30 % âñåé ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, äîõîäÿùåé äî Çåìëè, ïî÷òè ïîëíîñòüþ çàäåðæèâàåòñÿ àòìîñôåðîé. Ïîëîâèíà ïîñòóïàþùåé ýíåðãèè ïðåâðàùàåòñÿ â òåïëîòó è çàòåì èçëó÷àåòñÿ â êîñìè÷åñêîå ïðîñòðàíñòâî, 20 % ðàñõîäóåòñÿ íà èñïàðåíèå âîäû è îáðàçîâàíèå îáëàêîâ è òîëüêî îêîëî 0,02 % èñïîëüçóåòñÿ áèîñôåðîé (ñì. ðèñ. 12.4).  ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà çåëåíûå ðàñòåíèÿ è âîäîðîñëè óñâàèâàþò ýòó ýíåðãèþ è çàïàñàþò â ôîðìå Ñàõàðîâ. Îò ýòîãî ïðîöåññà çàâèñèò âñå ñóùåñòâîâàíèå áèîñôåðû.
Ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ ïðåîáðàçóåòñÿ â ïðîöåññàõ áðîæåíèÿ è äûõàíèÿ â ñïåöèàëüíûõ ñòðóêòóðàõ êëåòîê ðàñòåíèé â ýíåðãèþ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé. Ýòà ýíåðãèÿ âûñâîáîæäàåòñÿ è èñïîëüçóåòñÿ æèâûìè îðãàíèçìàìè.  öåíòðå ýòèõ ïðåâðàùåíèé â êëåòêå íàõîäèòñÿ ÀÒÔ, êîòîðàÿ ñèíòåçèðóåòñÿ èç ÀÄÔ è Í3ÐO4 çà ñ÷åò ñâåòîâîé ýíåðãèè èëè ýíåðãèè, âûäåëÿåìîé ïðè áðîæåíèè èëè äûõàíèè. Ïðè ãèäðîëèçå ÀÒÔ âûäåëÿåòñÿ ýíåðãèÿ, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ñîâåðøåíèÿ âñåé ðàáîòû æèâîãî îðãàíèçìà, — îò ñîçäàíèÿ ãðàäèåíòîâ êîíöåíòðàöèè èîíîâ è ñîêðàùåíèÿ ìûøö äî ñèíòåçà áåëêà (ñì. ãë. 11 — 12).
Áèîòè÷åñêèé êðóãîâîðîò ñîñòîèò èç ðàçíûõ êðóãîâîðîòîâ (ðèñ. 14.2). Êàæäûé áèîöåíîç — ìîäåëü áèîñôåðû â ìèíèàòþðå. Èíîãäà âûäåëÿþò áèîöåíîòè÷åñêèé óðîâåíü îðãàíèçàöèè æèçíè, ïðåäñòàâëåí-
562
íûé áèîöåíîçàìè (ýêîñèñòåìàìè). Îíè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñèñòåìû, ñîñòîÿùèå èç âçàèìîçàâèñèìûõ ñîîáùåñòâ îðãàíèçìîâ è àáèîòè÷åñêèõ ôàêòîðîâ ñðåäû, êîòîðûå ñëîæèëèñü â õîäå èñòîðè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ. Ýêîñèñòåìàì ïðèñóùå äèíàìè÷åñêîå ðàâíîâåñèå ìåæäó îðãàíèçìàìè è àáèîòè÷åñêèìè ôàêòîðàìè. Âàæíû è èñòîðè÷åñêèå ôàêòîðû ôîðìèðîâàíèÿ áèîöåíîçà, è êëèìàò, è ëàíäøàôò, è ìíîãîå äðóãîå. Èçâåñòíûé àìåðèêàíñêèé ýêîëîã Å. Îäóì ïðåäëîæèë ñèñòåìó ñòðóêòóðèðîâàíèÿ ýêîñèñòåì. Íàïðèìåð, ýêîñèñòåìà ëåñà âêëþ÷àåò áèîöåíîçû ðàçëè÷íûõ òèïîâ ëåñîâ — õâîéíûõ, ëèñòâåííûõ, òðîïè÷åñêèõ, êàæäûé èç êîòîðûõ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñâîèì êðóãîâîðîòîì âåùåñòâ. Àíãëèéñêèé ó÷åíûé ×. Ýëòîí â 1960 ã. îáðàòèë âíèìàíèå íà ðàçíóþ íàñûùåííîñòü æèçíüþ ðàçëè÷íûõ áèîöåíîçîâ.
563
Ïåðåðàáîòêà ïèùè â îðãàíèçìàõ ñîïðîâîæäàåòñÿ âûäåëåíèåì ýíåðãèè, ÷àñòè÷íî çàïàñàåìîé â ôîðìå õèìè÷åñêîé ýíåðãèè è èñïîëüçóåìîé äëÿ ñîâåðøåíèÿ ðàáîòû. Æèâîòíûå, ïîåäàÿ ðàñòåíèÿ, à õèùíèêè — òðàâîÿäíûõ æèâîòíûõ, îñâîáîæäàþò åå äëÿ ñåáÿ, ñæèãàÿ ñàõàðà è äðóãèå ïèòàòåëüíûå âåùåñòâà ïðè ïîìîùè êèñëîðîäà. Óñòàíàâëèâàþòñÿ òðîôè÷åñêèå óðîâíè (ðèñ. 14.3).  îòëè÷èå îò ïðîñòåéøèõ ñóùåñòâ, ó êîòîðûõ ñæèãàíèå âåùåñòâ ìîæåò ïðîèñõîäèòü â ëþáîé ÷àñòè îðãàíèçìà, âûñøèå æèâîòíûå îáëàäàþò ñïåöèàëüíîé ñèñòåìîé, ðàñïðåäåëÿþùåé ïî îðãàíèçìó êèñëîðîä è ýíåðãîíîñèòåëè.  ëåãêèõ êðîâü ïîãëîùàåò êèñëîðîä è âûäåëÿåò óãëåêèñëûé ãàç, â êèøå÷íèêå îíà ïîëó÷àåò ïèòàòåëüíûå âåùåñòâà. Ïðîöåññû ïåðåâàðèâàíèÿ ïèùè îáåñïå÷èâàþò ðàçëîæåíèå ñëîæíûõ êîìïîíåíòîâ ïèùè íà áîëåå ïðîñòûå, êîòîðûå óñâàèâàþòñÿ êèøå÷íèêîì è ïîñòóïàþò â êðîâü, ïðè ýòîì âûñâîáîæäàåòñÿ ýíåðãèÿ. Êîíå÷íûå ïðîäóêòû îáìåíà âåùåñòâ (èçáûòîê ñîëåé, âîäû, ÷óæåðîäíûå è òîêñè÷íûå ñîåäèíåíèÿ) ïîñòóïàþò ÷åðåç ïî÷êè â ìî÷ó è âûâîäÿòñÿ èç îðãàíèçìà.
 îðãàíèçìå ïîñòîÿííî ñîâåðøàåòñÿ ðàáîòà: ïåðåêà÷èâàåòñÿ êðîâü, ïîãëîùàþòñÿ ïèòàòåëüíûå âåùåñòâà, ïðîèñõîäÿò ïðîöåññû âîçáóæäåíèÿ ìîëåêóë, â êîòîðûõ çàïàñàåòñÿ ýíåðãèÿ, âûâîäÿòñÿ îòõîäû æèçíåäåÿòåëüíîñòè è âðåäíûå âåùåñòâà è ò.ä. Äëÿ ñîçäàíèÿ óïîðÿäî÷åííûõ ñèñòåì (âûñîêîãî óðîâíÿ ãåíåòè÷åñêîé èëè íåðâíîé îðãàíèçàöèè) òîæå íåîáõîäèìà ýíåðãèÿ. Ýôôåêòèâíîå ôóíêöèîíèðîâàíèå ñèñòåì îáåñïå÷èâàåòñÿ òàêæå èíôîðìàöèåé î âíåøíåì è âíóòðåííåì îêðóæåíèè. Ðàáîòà ñîñòîèò â âûðàáîòêå ñèãíàëîâ, ðåãóëèðóþùèõ ýíåðãåòè÷åñêèå ïðîöåññû, îðãàíèçóþùèõ áèîñòðóêòóðû, êîíòðîëèðóþùèõ ðàñõîä ýíåðãèè è ò. ï. (ñì. ðèñ. 11.10). Æèâîòíûå íå ïîëó÷àþò íóæíóþ ýíåðãèþ íåïîñðåäñòâåííî îò Ñîëíöà. Äëÿ äîáûâàíèÿ ïèùè èì íóæíà ñåíñîðíàÿ ñèñòåìà åå îáíàðóæåíèÿ (ãëàçà, óøè, íîñ èëè ñîíàð — óëüòðàçâóêîâîé ëîêàòîð, èíûå îðãàíû) è ìóñêóëüíàÿ ñèñòåìà, ïðèâîäÿùàÿ â äâèæåíèå ðóêè, íîãè, ïëàâíèêè, êðûëüÿ è ò.ä. Êðîìå òîãî, ó æèâîòíûõ èìåþòñÿ ðåãóëèðóþùèå ñèñòåìû — æåëåçû, âûäåëÿþùèå ãîðìîíû, è íåðâíàÿ ñèñòåìà.
Óäîâëåòâîðåíèå ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîòðåáíîñòåé îðãàíèçìîâ ïðîèñõîäèò â ðàìêàõ ðàâíîâåñèÿ, êîòîðîå óñòàíàâëèâàåòñÿ ìåæäó ðàçëè÷íûìè îðãàíèçìàìè äàííîé ñðåäû îáèòàíèÿ (ýêîñèñòåìû). Ñðåäè îáèòàòåëåé âûäåëÿþò äâà òèïà îðãàíèçìîâ: îäíè ñïîñîáíû íåïîñðåäñòâåííî èñïîëüçîâàòü ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ è ïåðåðàáàòûâàòü â ïèùó âåùåñòâà èç íåæèâîé îêðóæàþùåé ñðåäû (àâòîòðîôû), äðóãèå çàâèñÿò îò îñòàëüíûõ ïðîèçâîäèòåëåé ýíåðãèè, ò.å. ñàìè íå ïðîèçâîäÿò íåîáõîäèìóþ èì ïèùó (ãåòåðîòðîôû) (ñì. ðèñ. 14.3). Âñå ýëåìåíòû, èç êîòîðûõ ïîñòðîåíû îðãàíèçìû, ìíîãîêðàòíî èñïîëüçóþòñÿ â áèîñôåðå, òåì áîëåå ÷òî ìàññà âñåãî æèâîãî, êîãäà-ëèáî çàñåëÿâøåãî Çåìëþ, ìíîãî áîëüøå ìàññû ñàìîé Çåìëè. Îáìåí ýíåðãèè â áèîñôåðå îòëè÷àåòñÿ îò êðóãîâîðîòà âåùåñòâ â
564
íåé. ×àñòè÷íî ýíåðãèÿ ðàññåèâàåòñÿ ïðè ïåðåõîäå îò ïðîäóöåíòîâ (çåëåíûõ ðàñòåíèé) ê òðàâîÿäíûì, à çàòåì è ê ïëîòîÿäíûì æèâîòíûì (ðåäóöåíòàì), ïîýòîìó íåîáõîäèìà ïîñòîÿííàÿ ïîäïèòêà áèîñôåðû ñîëíå÷íîé ýíåðãèåé.
Áèîòè÷åñêèé êðóãîâîðîò îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ — îñíîâà áèîñôåðû.  çàêîíîìåðíîñòÿõ ýòîãî êðóãîâîðîòà ðåøåíà ïðîáëåìà ðàçâèòèÿ è äëèòåëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè. Ìû íå ãîâîðèì «áåñêîíå÷íîãî», ïîòîìó ÷òî âñå íà Çåìëå èìååò êîíåö: ñàìà Çåìëÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îãðàíè÷åííîå òåëî, êîíå÷åí çàïàñ ìèíåðàëüíûõ ýëåìåíòîâ è ò.ä. «Åäèíñòâåííûé ñïîñîá ïðèäàòü îãðàíè÷åííîìó êîëè÷åñòâó ñâîéñòâî áåñêîíå÷íîãî, — ïèñàë Â. Ð. Âèëüÿìc â êíèãå «Àãðîíîìèÿ», — ýòî çàñòàâèòü åãî âðàùàòüñÿ ïî çàìêíóòîé êðèâîé. Çåëåíûå ðàñòåíèÿ ñîçäàþò îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî, íå çåëåíûå ðàçðóøàþò åãî. Èç ìèíåðàëüíûõ ñîåäèíåíèé, ïîëó÷åííûõ èç ðàñïàäà îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, íîâûå çåëåíûå ðàñòåíèÿ ñòðîÿò íîâîå îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî, è òàê áåç êîíöà» (ðèñ. 14.4).
Æèçíü íà Çåìëå èäåò èìåííî òàêèì ïóòåì. Êàæäûé âèä — ýòî òîëüêî çâåíî â áèîòè÷åñêîì êðóãîâîðîòå. Íåïðåðûâíîñòü æèçíè îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðîöåññàìè ñèíòåçà è ðàñïàäà, êàæäûé îðãàíèçì îòäàåò èëè âûäåëÿåò òî, ÷òî èñïîëüçóþò äðóãèå îðãàíèçìû. Îñîáåííî âåëèêà â ýòîì êðóãîâîðîòå ðîëü ìèêðîîðãàíèçìîâ, êîòîðûå
566
ïðåâðàùàþò îñòàíêè æèâîòíûõ è ðàñòåíèé â ìèíåðàëüíûå ñîëè è ïðîñòåéøèå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, âíîâü èñïîëüçóåìûå çåëåíûìè ðàñòåíèÿìè äëÿ ñèíòåçà íîâûõ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ. Ïðè ðàçðóøåíèè ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé âûñâîáîæäàåòñÿ ýíåðãèÿ, òåðÿåòñÿ èíôîðìàöèÿ, ñâîéñòâåííàÿ ñëîæíî îðãàíèçîâàííûì ñóùåñòâàì. Ëþáàÿ ôîðìà æèçíè ó÷àñòâóåò â áèîòè÷åñêîì êðóãîâîðîòå, è íà íåì îñíîâàíà ñàìîðåãóëÿöèÿ áèîñôåðû. Ìèêðîîðãàíèçìû ïðè ýòîì èãðàþò äâîÿêóþ ðîëü: îíè áûñòðî ïðèñïîñàáëèâàþòñÿ ê ðàçíûì óñëîâèÿì æèçíè è ìîãóò èñïîëüçîâàòü ðàçëè÷íûå ñóáñòðàòû â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà óãëåðîäà è ýíåðãèè. Âûñøèå îðãàíèçìû íå îáëàäàþò òàêèìè ñïîñîáíîñòÿìè è ïîòîìó ðàñïîëàãàþòñÿ âûøå îäíîêëåòî÷íûõ â ýêîëîãè÷åñêîé ïèðàìèäå, îïèðàÿñü íà íèõ êàê íà ôóíäàìåíò.
Ñóììàðíóþ ãîäîâóþ ïðîäóêöèþ ôîòîñèíòåçà Çåìëè â 46 • 1012 êã îðãàíè÷åñêîãî óãëåðîäà îöåíèë â 1967 ã. ñîâåòñêèé ôèçèîëîã À.À.Íè÷èïîðîâè÷. Äëÿ ïðîèçâîäñòâà òàêîãî êîëè÷åñòâà óãëåðîäà íóæíî ñâÿçàòü 170 1012 êã óãëåêèñëîòû è 68 • 1012 êã âîäû, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îáðàçóþòñÿ 115 • 1012 êã ñóõîãî îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà è 123 • 1012 êã êèñëîðîäà. Ïðè ýòîì óñâàèâàþòñÿ 18,55 • 1020 Äæ ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè. Íî â ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà ó÷àñòâóþò íå òîëüêî âîäà è óãëåêèñëîòà. Åæåãîäíî èñïîëüçóþòñÿ îêîëî 6 • 1012 êã àçîòà, 2 • 1012 êã ôîñôîðà è äðóãèõ ýëåìåíòîâ (êàëèé, êàëüöèé, ñåðà, æåëåçî, ìåäü, êîáàëüò, ìîëèáäåí è ïð.). Áîëüøîå êîëè÷åñòâî âîäû òðàòèòñÿ íà èñïàðåíèå. Áîëåå òî÷íûå ðàñ÷åòû äàþò â 2 ðàçà áîëüøèé ïðèðîñò ïðîäóêöèè, ïðè÷åì ôèòîìàññà îêåàíà, ñîñòàâëÿþùàÿ 0,01 % ñóììàðíîé, äàåò 25,8 % âñåé ïåðâè÷íîé ïðîäóêöèè Çåìëè. Îáúÿñíÿåòñÿ ýòî òåì, ÷òî íà ñóøå ïåðâè÷íàÿ ïðîäóêöèÿ ñîçäàåòñÿ äîñòàòî÷íî ìåäëåííî ðàñòóùèìè öâåòêîâûìè ðàñòåíèÿìè, à â îêåàíå — áûñòðî ðàçìíîæàþùèìñÿ ïëàíêòîíîì. Èç ñîïîñòàâëåíèÿ âñåé áèîìàññû ðàñòåíèé (2400 • 1012 êã) ñ âåëè÷èíîé åæåãîäíîé ïðîäóêöèè (235,5 • 1012 êã) ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî åæåãîäíî âîçîáíîâëÿåòñÿ ìåíåå 10 % áèîìàññû (ðèñ. 14.5).
×àñòü ýòîãî âåùåñòâà (232,2-1012 êã) äîëæíà ïîòðåáëÿòüñÿ æèâîòíûìè è ìèêðîîðãàíèçìàìè, ñóììàðíàÿ ìàññà êîòîðûõ 23 1012 êã. Ðàñòåíèÿ åæåãîäíî ïðîäóöèðóþò îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî, ñîñòàâëÿþùåå ïðèìåðíî 10 % èõ áèîìàññû, à äåñòðóêòîðû äîëæíû ïåðåðàáàòûâàòü ýòó ìàññó îðãàíèêè, êîòîðàÿ â 10 ðàç ïðåâûøàåò èõ ìàññó. Òàê ÷òî êîìïîíåíòû áèîòè÷åñêîãî êðóãîâîðîòà äîëæíû áûòü òùàòåëüíî ïîäîãíàíû.  êðóãîâîðîòå íåîðãàíèêè òîæå íàáëþäàþòñÿ îïðåäåëåííûå ñîîòíîøåíèÿ. Ïî äàííûì Å. Ðàáèíîâè÷à (1951), âåñü êèñëîðîä â àòìîñôåðå îáîðà÷èâàåòñÿ ÷åðåç îðãàíèçìû ïðèìåðíî çà 2000 ëåò, óãëåêèñëîòà — çà 300 ëåò, âîäà — çà 2 ìëí ëåò.
Çà âðåìÿ ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè íà Çåìëå íå òîëüêî óãëåêèñëîòà è êèñëîðîä, íî è âîäà óñïåëè ïðîéòè ÷åðåç æèâîå âåùåñòâî íå îäíó òûñÿ÷ó ðàç. Ðàñïðåäåëåíèå ïðîèçâîäñòâà îðãàíèêè ïî ïîâåðõíîñòè Çåìëè âåñüìà íåðàâíîìåðíî.  ñðåäíåì íà 1 ãà ïðèõîäèòñÿ
567
160,9 ò ðàñòèòåëüíîé ìàññû ïðè ãîäîâîé ïðîäóêöèè 11,5 ò (â òðîïèêàõ — îêîëî 440 ò, à â ïóñòûíÿõ — îêîëî 7 ò). Èíòåíñèâíîñòü êðóãîîáîðîòà õàðàêòåðèçóåòñÿ ñêîðîñòüþ íàêîïëåíèÿ è ðàçëîæåíèÿ ìåðòâîãî îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà, êîòîðîå îáðàçóåòñÿ ïðè îïàäàíèè ëèñòüåâ è îòìèðàíèè îðãàíèçìîâ. Ýòîò êðóãîâîðîò — îñíîâà îðãàíèçàöèè æèçíè â ïëàíåòàðíîì ìàñøòàáå, î ÷åì ãîâîðèë Âåðíàäñêèé.
14.3. Ñâÿçè ìåæäó îðãàíèçìàìè â ýêîñèñòåìå
Áèîñôåðà — ñîâîêóïíîñòü âñåõ æèâûõ îðãàíèçìîâ âìåñòå ñî ñðåäîé îáèòàíèÿ. Ýòó ñðåäó ñîñòàâëÿþò âîäà, íèæíÿÿ ÷àñòü àòìîñôåðû è âåðõíÿÿ ÷àñòü çåìíîé êîðû, íàñåëåííàÿ ìèêðîîðãàíèçìàìè. Æèâûå îðãàíèçìû è ñðåäà íåïðåðûâíî âçàèìîäåéñòâóþò è
568
íàõîäÿòñÿ â òåñíîì åäèíñòâå, îáðàçóÿ öåëîñòíóþ ñèñòåìó. Êàê ñàìàÿ ãëîáàëüíàÿ ñèñòåìà íà Çåìëå áèîñôåðà ñîñòîèò èç ðÿäà ïîäñèñòåì. Âåðíàäñêèé âïåðâûå â ñâîèõ ëåêöèÿõ â Ñîðáîííå â 1923 — 24 ãã. óêàçàë íà ãåîëîãè÷åñêèå ôóíêöèè æèâîãî âåùåñòâà, ðàçðàáîòàë ïðåäñòàâëåíèå î ñîâîêóïíîñòè âñåãî îðãàíè÷åñêîãî ìèðà êàê åäèíîãî öåëîãî. Ýòè ëåêöèè âäîõíîâèëè äâóõ ìîëîäûõ ëþäåé — Òåéÿðà äå Øàðäåíà è Ëå Ðóà — íà ðàçäóìüÿ î ìåñòå è íàçíà÷åíèè ÷åëîâåêà â ïðèðîäå. Ôàêòîðîì, îáúåäèíÿþùèì âñå óðîâíè îðãàíèçàöèè æèâîãî â åäèíîå öåëîå — áèîñôåðó, — ÿâëÿåòñÿ áèîòè÷åñêèé îáìåí âåùåñòâ.
Áèîñôåðà — åäèíñòâî æèâîãî è ìèíåðàëüíûõ ýëåìåíòîâ, âîâëå÷åííûõ â ñôåðó æèçíè. Îíà — èåðàðõè÷åñêè ïîñòðîåííîå åäèíñòâî, âêëþ÷àþùåå ðàçíûå óðîâíè æèçíè: îñîáü, ïîïóëÿöèÿ, áèîöåíîç.  ïðîöåññå èñòîðè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ ñëîæèëèñü ðàçëè÷íûå ãðóïïû îðãàíèçìîâ — ñîîáùåñòâà, âçàèìîäåéñòâóþùèå ñî ñâîåé ñðåäîé îáèòàíèÿ. Êðóïíåéøèå íàçåìíûå ñîîáùåñòâà, òåñíî ñâÿçàííûå ñ îïðåäåëåííûìè ïðèðîäíûìè çîíàìè è ïîÿñàìè, íàçûâàþòñÿ áèîìàìè. Ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå ñóùåñòâóþò â òåñíîé çàâèñèìîñòè îò îêðóæàþùåé íåæèâîé ïðèðîäû è îò äðóãèõ îðãàíèçìîâ, èñïûòûâàþò íà ñåáå èõ âîçäåéñòâèå è ïðèñïîñàáëèâàþòñÿ ê íèì. Áèîöåíîç, èëè ñîîáùåñòâî, — ýòî ñîâîêóïíîñòü ðàñòåíèé èëè æèâîòíûõ, íàñåëÿþùèõ ó÷àñòîê ñðåäû îáèòàíèÿ. Áèîãåîöåíîç, èëè ýêîñèñòåìà, — ýòî ñîâîêóïíîñòü ñîîáùåñòâà è ñðåäû åãî îáèòàíèÿ. Áèîöåíîç — æèâàÿ ÷àñòü áèîãåîöåíîçà — ñîñòîèò èç ïîïóëÿöèé îðãàíèçìîâ ðàçíûõ âèäîâ, â íèõ ñîñóùåñòâóþò ïîïóëÿöèè âèäîâ ñ ðàçíîé èñòîðèåé (êàê è íàáëþäàåìûå çâåçäû, êàæäàÿ èç êîòîðûõ èìååò ñâîé âîçðàñò è ñâîþ èñòîðèþ).
Æèçíü ðàñïðåäåëåíà ïî çåìíîé ïîâåðõíîñòè êðàéíå íåðàâíîìåðíî è â ðàçëè÷íûõ ïðèðîäíûõ óñëîâèÿõ ïðèíèìàåò âèä îòíîñèòåëüíî íåçàâèñèìûõ êîìïëåêñîâ — áèîãåîöåíîçîâ (èëè ýêîñèñòåì). Êàæäûé èç óðîâíåé îòíîñèòåëüíî íåçàâèñèì îò äðóãèõ, äàâàÿ âîçìîæíîñòü ýâîëþöèîíèðîâàòü âñåé ìàêðîñèñòåìå. Áèîãåîöåíîçû ìîãóò âêëþ÷àòü â ðàçíûõ áèîìàõ ïðåäñòàâèòåëåé îò ìíîãèõ ñîòåí äî ìíîãèõ òûñÿ÷ âèäîâ æèâûõ îðãàíèçìîâ.
Ýêîëîãèÿ — îñîáûé ðàçäåë áèîëîãèè, êîòîðûé çàíèìàåòñÿ èçó÷åíèåì âçàèìîîòíîøåíèé ñîâìåñòíî æèâóùèõ îðãàíèçìîâ è èõ çàâèñèìîñòè îò âíåøíåé ñðåäû. Ýòîò òåðìèí ïðåäëîæèë íåìåöêèé áèîëîã-ýâîëþöèîíèñò Ý.Ãåêêåëü (1866).  áóêâàëüíîì ñìûñëå ýòîò òåðìèí îçíà÷àåò íàóêó î «äîìå», «ìåñòå îáèòàíèÿ». Íî ýòà íàóêà ñòàëà àêòèâíî ðàçâèâàòüñÿ òîëüêî ÷åðåç ñòîëåòèå.  çàâèñèìîñòè îò óðîâíÿ îðãàíèçàöèè æèâîãî ðàçëè÷àþò àóòîýêîëîãèþ, êîòîðàÿ èçó÷àåò âçàèìîäåéñòâèå îòäåëüíûõ âèäîâ ñî ñðåäîé, è ñèíýêîëîãèþ, èçó÷àþùóþ ñîîáùåñòâà.
Ïðèíöèï óñòîé÷èâîñòè — îäèí èç ãëàâíûõ â ýêîëîãèè. Ìíîãîêîìïîíåíòíûå ñèñòåìû íå âñåãäà îòëè÷àþòñÿ îò ìàëîêîìïîíåíòíûõ ïî ñòåïåíè óñòîé÷èâîñòè, âåðîÿòíî, óñòîé÷èâîñòü ýêî-
569
ñèñòåìû îïðåäåëÿåòñÿ íå ÷èñëîì âèäîâ, à èõ ýêîëîãè÷åñêèìè îñîáåííîñòÿìè. Äëÿ ïîíèìàíèÿ ôóíêöèîíàëüíîé ñòðóêòóðû áèîñôåðû âàæíû ýêîëîãè÷åñêèå íèøè, îïðåäåëÿþùèå ïîëîæåíèå âèäà â öåïÿõ ïèòàíèÿ. Ñòðîèòñÿ ïèðàìèäà ïèòàíèÿ, ñîñòîÿùàÿ èç íåñêîëüêèõ òðîôè÷åñêèõ óðîâíåé. Íèçøèé óðîâåíü çàíèìàþò àâòîòðîô-íûå îðãàíèçìû, ïîëó÷àþùèå ïèòàíèå èç êîñíîãî âåùåñòâà. Ýòî — â áîëüøèíñòâå ñâîåì ðàñòåíèÿ. Âûøå ðàñïîëàãàþòñÿ ãåòåðîòðîôíûå îðãàíèçìû, ïèòàþùèåñÿ áèîìàññîé ðàñòåíèé (òðàâîÿäíûå). Çàòåì — ãåòåðîòðîôû áîëåå âûñîêîãî ïîðÿäêà, ïèòàþùèåñÿ òðàâîÿäíûìè æèâîòíûìè è ò.ä. (ñì. ðèñ. 14.3). Ýòà ïèðàìèäà ñâÿçàíà ñ êðóãîâîðîòîì âåùåñòâ â áèîñôåðå. Êðóã çàìûêàþò áàêòåðèè è ãðèáû, ñïîñîáíûå ðàçëàãàòü îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà. Ïèðàìèäà áîëåå óñòîé÷èâà, åñëè òðîôè÷åñêèõ óðîâíåé áîëüøå. Íî ÷åì áîëüøå òðîôè÷åñêèõ óðîâíåé, òåì âûøå ïîòåðè ýíåðãèè â ñèñòåìå. Áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî äâà âèäà, çàíèìàþùèõ îäíó íèøó, íå ìîãóò ñóùåñòâîâàòü íåîãðàíè÷åííî äîëãî â îäíîì ìåñòå.
Ðàçëè÷íûå âèäû îðãàíèçìîâ îáðàçóþò äðóã ñ äðóãîì ñâÿçè, ìíîãèå èç êîòîðûõ æèçíåííî íåîáõîäèìû, à èñòî÷íèêîì ýíåðãèè äëÿ íèõ ñëóæèò èçëó÷åíèå Ñîëíöà. Êàæäûé áèîöåíîç ÿâëÿåòñÿ òðàíñôîðìàòîðîì ñîëíå÷íîé ýíåðãèè â ñâîþ ñîáñòâåííóþ. Ñëîæíàÿ ñòðóêòóðà ýêîñèñòåì — íåîáõîäèìàÿ ïðåäïîñûëêà ïîääåðæàíèÿ óñòîé÷èâîñòè. Âåðíàäñêèé âûäåëèë íåñêîëüêî óñëîâèé ñóùåñòâåííîñòè âçàèìîñâÿçåé â ýêîñèñòåìàõ: à) êàæäûé îðãàíèçì ìîæåò ñóùåñòâîâàòü òîëüêî ïðè óñëîâèè ïîñòîÿííîé ñâÿçè ñ âíåøíåé ñðåäîé (â òîì ÷èñëå è ñ íåæèâîé ïðèðîäîé, è ñ äðóãèìè îðãàíèçìàìè); á) æèçíü èçìåíèëà íàøó ïëàíåòó, ïðè ýòîì îðãàíèçìû âñå øèðå ðàñïðîñòðàíèëèñü ïî íåé, ñòèìóëèðóÿ ïåðåðàñïðåäåëåíèå ýíåðãèè è âåùåñòâ; â) ðàçìåðû ïîïóëÿöèè ðàñòóò äî òåõ ïîð, ïîêà ñðåäà ìîæåò ïîääåðæèâàòü èõ äàëüíåéøåå óâåëè÷åíèå, ïîñëå ÷åãî íàñòóïèò ðàâíîâåñèå; ÷èñëåííîñòü ïîïóëÿöèè âñåãäà ïî÷òè ðàâíîâåñíà, êîëåáëåòñÿ îêîëî ðàâíîâåñíîãî çíà÷åíèÿ.
Ïðèíöèï ðàâíîâåñèÿ äëÿ æèâûõ ñèñòåì èãðàåò îãðîìíóþ ðîëü. Îáùåå ðàâíîâåñèå â áèîñôåðå ïîääåðæèâàåò ìíîæåñòâî ðàâíîâåñèé ìåæäó ðàçíûìè åå êîìïîíåíòàìè. Ðàâíîâåñèå â æèâîé ïðèðîäå äèíàìè÷íî, ýòî êîëåáàíèÿ îêîëî òî÷êè óñòîé÷èâîñòè. Åñëè îíè íå èçìåíÿþòñÿ, ãîâîðÿò î ãîìåîñòàçå. Ãîìåîñòà-òè÷åñêèé ìåõàíèçì ïîääåðæèâàåò â æèâîì îðãàíèçìå ïàðàìåòðû âíóòðåííåé ñðåäû òàêîâûìè, ÷òîáû ïðåïÿòñòâîâàòü âîçäåéñòâèÿì âíåøíåé ñðåäû, íàïðèìåð òåìïåðàòóðà, êðîâÿíîå äàâëåíèå, ÷àñòîòà ïóëüñà ïîääåðæèâàþòñÿ òàêèìè ìåõàíèçìàìè. Åñòåñòâåííûå áèîöåíîçû ìîãóò ñîõðàíÿòüñÿ äîëãîå âðåìÿ, à ìîãóò èçìåíÿòüñÿ, íàïðèìåð çàáîëà÷èâàåòñÿ îçåðî, îáðàçóåòñÿ òîðôÿíèê, íà ìåñòå áîëîòà âûðàñòàåò ëåñ. Òàêèì îáðàçîì ðàçâèâàþòñÿ íå òîëüêî îðãàíèçìû è âèäû, íî è ýêîñèñòåìû. Ïîñòîÿííîå âçàèìîäåéñòâèå âñåõ êîìïîíåíòîâ áèîãåîöåíîçà ìîæåò ñòàòü ïðè÷èíîé åãî èçìåíåíèÿ, à òîë÷êîì ê ýòîìó ìîæåò ñëóæèòü íåáîëüøîå èçìåíåíèå.
570
Ýêîëîãè÷åñêèå ñóêöåññèè (îò ëàò. successio— ïðååìñòâåííîñòü) — çàêîíîìåðíûå èçìåíåíèÿ áèîöåíîçà, ñâÿçàííûå ñ åãî ýâîëþöèåé.  ðåçóëüòàòå ðÿäà ïðîöåññîâ áèîöåíîç ïðèîáðåòàåò íîâûå âîçìîæíîñòè äëÿ óâåëè÷åíèÿ ðàçíîîáðàçèÿ. Ýêîëîãè íàçûâàþò ñóêöåññèþ ïåðåõîäîì áèîöåíîçà èç ñòàäèè ðàçâèòèÿ è ñòàáèëèçàöèè â ñîñòîÿíèå êëèìàêñà. Áèîöåíîç ðàçâèâàåòñÿ ïî ñõåìå ðàçâèòèÿ ñâîèõ êîìïîíåíò (ðèñ. 14.6). ×èñëåííîñòü ðàçíûõ êîìïîíåíòîâ ïåðèîäè÷åñêè ÷åðåäóåòñÿ.
Ïðèìåð: ïåñ÷àíàÿ äþíà — òðàâà — ñóõîé äóáîâûé ëåñ — âëàæíûé ëåñ èç äóáà — êëèìàêñîâûé ëåñ èç áóêà è êëåíà. Îòíîñèòåëüíàÿ íåçàâèñèìîñòü áèîöåíîçîâ, ñâÿçè ìåæäó êîòîðûìè îãðàíè÷èâàþòñÿ ïîñðåäíèêàìè èç íåæèâûõ êîìïîíåíòîâ áèîñôåðû — ìèíåðàëüíûìè ñîëÿìè, ãàçàìè àòìîñôåðû, âîäîé, îáåñïå÷èâàåò óñòîé÷èâîñòü âñåé áèîñôåðû è åå ñïîñîáíîñòü ê ýâîëþöèè.
Ïðè ýòîì îêàçàëîñü, ÷òî ïðè ðàçâèòèè ñèñòåì â íàïðàâëåíèè ïîâûøåíèÿ óñòîé÷èâîñòè óâåëè÷èâàåòñÿ ðàçíîîáðàçèå. Ðàíüøå êàçàëîñü, ÷òî ìåíåå ñëîæíûå âèäû äàþò äîðîãó áîëåå ñëîæíûì è ñòàíîâÿòñÿ íåíóæíûìè, íî ýòî íåâåðíî. Ñíèæåíèå ðàçíîîáðàçèÿ, èìåþùåå ìåñòî â ñîâðåìåííûõ óñëîâèÿõ, ñòàëî îïàñíûì äëÿ óñòîé÷èâîñòè áèîñôåðû.
Ðàñïðîñòðàíåííîñòü âèäîâ â áèîöåíîçàõ çàêîíîìåðíà — ÷åì ìåíüøå ìàññà îðãàíèçìà (è âûäåëÿåìàÿ èì òåïëîòà), òåì áîëüøå ÷èñëåííîñòü îñîáåé, ïðè÷åì íàèáîëüøèì ðàñïðîñòðàíåíèåì îòëè÷àåòñÿ ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîå ÷èñëî âèäîâ (ðèñ. 14.7).  ðàñòèòåëüíîñòè âûñîêîòðàâíîé ñòåïè Îêëàõîìû Ý.Ðàéñ (1952) îòìå-
òèë, ÷òî 84 % òðàâ ñîñòàâëÿëè 9 âèäîâ, à íà äîëþ îñòàëüíûõ 20 âèäîâ ïðèõîäèëîñü òîëüêî 16 %. Ïðè èçìåíåíèè óñëîâèé æèçíè ïåðâûìè íà÷èíàþò âûìèðàòü ñïåöèàëèçèðîâàííûå ê äàííûì óñëîâèÿì âèäû, à âèäû ñ áîëåå øèðîêèì ñïåêòðîì âîçìîæíîñòåé âûæèâàþò.
14.4. Ñàìîîðãàíèçàöèÿ â ôîðìèðîâàíèè êëèìàòà
Ïîíÿòèå êëèìàòà âîçíèêëî åùå â Äðåâíåé Ãðåöèè (îò ãðå÷. klima— íàêëîí). Òåðìèí áûë ââåäåí äðåâíåãðå÷åñêèì àñòðîíîìîì Ãèïïàðõîì. Ëþäè óæå òîãäà ïîíèìàëè, ÷òî ïîãîäíûå óñëîâèÿ çàâèñÿò îò íàêëîíà çåìíîé ïîâåðõíîñòè ê ñîëíå÷íûì ëó÷àì. Äî XIX â. ñ÷èòàëîñü, ÷òî êëèìàò îïðåäåëÿåòñÿ âûñîòîé Ñîëíöà íàä ãîðèçîíòîì.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì âûäåëÿëè íåñêîëüêî êëèìàòè÷åñêèõ ïîÿñîâ (12 èëè 36), ãðàíèöû êîòîðûõ ïðîõîäèëè ïî÷òè ïàðàëëåëüíî ýêâàòîðó, íî ñðåäíèå ïîãîäíûå óñëîâèÿ â ýòèõ ïîÿñàõ âñå ðàâíî îòëè÷àëèñü. À.Ãóìáîëüäò (1845) îïðåäåëèë, ÷òî «êëèìàò — ñïåöèôè÷åñêîå ñâîéñòâî àòìîñôåðû, êîòîðîå çàâèñèò îò íåïðåðûâíîãî ñîâìåñòíîãî äåéñòâèÿ ïîäâèæíîé ïîâåðõ-
572
íîñòè ìîðÿ, èçáîðîæäåííîé òå÷åíèÿìè ïðîòèâîïîëîæíûõ òåìïåðàòóð, èçëó÷àþùåé òåïëî ñóøåé, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò ãðîìàäíîå ðàçíîîáðàçèå â îòíîøåíèè ñâîåé îðîãðàôèè, îêðàñêè è ñîñòîÿíèÿ ïîêðîâà». Ê êëèìàòó îòíîñèòñÿ òî, ÷òî íå ìîæåò áûòü âûðàæåíî â òåðìèíàõ ïîãîäû.
Ïîãîäà — ýòî ñîâîêóïíîñòü çíà÷åíèé ìåòåîðîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè â äàííîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà. Ñóùåñòâóåò ïðåäåë ïðåäñêàçóåìîñòè ïîãîäû â 2 — 3 íåäåëè.
Ïîä êëèìàòîì ïîíèìàþò óñðåäíåííûå âî âðåìåíè õàðàêòåðèñòèêè, ñåé÷àñ îáû÷íî çà ýòî âðåìÿ âûáèðàþò 100 ëåò. Îêàçàëîñü, ÷òî ñòîëåòíèå ñðåäíèå äàííûå îäèíàêîâî óñòîé÷èâû äëÿ âñåé ïëàíåòû, ïîýòîìó ñàì êëèìàò ñ÷èòàåòñÿ ãëîáàëüíîé õàðàêòåðèñòèêîé. Âåêîâûå èçìåíåíèÿ ïðèïèñûâàþò èçìåíåíèþ êëèìàòà. Íà ïðîòÿæåíèè ÷åëîâå÷åñêîé æèçíè (â ñðåäíåì 75 ëåò) êëèìàò ïî÷òè íå ìåíÿåòñÿ, ïîýòîìó ïîãîäà ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê íå÷òî êîëåáëþùååñÿ îêîëî ïîñòîÿííîé ñèíóñîèäû âðåìåí ãîäà, è çàìåòèòü èçìåí÷èâîñòü êëèìàòà óäàëîñü òîëüêî íàóêå. Êëèìàòè÷åñêàÿ ñèñòåìà âêëþ÷àåò êîìïîíåíòû, íàõîäÿùèåñÿ ìåæäó ñîáîé â ñèëüíîé âçàèìíîé çàâèñèìîñòè: îêåàí, àòìîñôåðó, ïîâåðõíîñòü ñóøè, áèîñôåðó. È äëÿ îïèñàíèÿ êëèìàòà Çåìëè íóæíî çíàòü ñîâîêóïíîñòü ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê âñåõ êîìïîíåíò ñèñòåìû. Ïåðèîä ìåòåîíàáëþäåíèé ïîðÿäêà 100—150 ëåò, à ñïóòíèêîâûå âèäû íàáëþäåíèé åùå áîëåå íåäàâíèå. Ïðîñëåäèòü çà èñòîðèåé êëèìàòà Çåìëè ìîæíî òîëüêî ïî î÷åíü îãðàíè÷åííîìó ÷èñëó ïîêàçàòåëåé èëè êîñâåííûõ ïðèçíàêîâ.
Äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà ñóùåñòâåííà çàâèñèìîñòü îò êëèìàòà. È õîòÿ â XXI â. âîçìîæíî ïðåîäîëåòü ïîñëåäñòâèÿ òàêèõ àíîìàëèé, çàâèñèìîñòü îò êëèìàòà íå îñëàáåâàåò. Äà è ÷åëîâå÷åñêàÿ äåÿòåëüíîñòü ñòàëà îêàçûâàòü âëèÿíèå íà êëèìàò. Òàê, êëèìàò âáëèçè ñîçäàííûõ âîäîåìîâ óæå îòëè÷åí îò êëèìàòà îêðóæàþùèõ ìåñò, ìåíÿåòñÿ ãàçîâûé è àýðîçîëüíûé ñîñòàâ àòìîñôåðû, âñå ìåíüøå îñòàåòñÿ ëåñîâ, ïîÿâëÿþòñÿ ïóñòûííûå èëè çàáîëî÷åííûå òåððèòîðèè. Ðîñò íàñåëåíèÿ çåìëè è ðàçâèòèå öèâèëèçàöèè òðåáóþò óâåëè÷åíèÿ ïîòðåáëåíèÿ ýíåðãèè, ñûðüÿ, ïðîäîâîëüñòâèÿ, ðàñøèðåíèÿ ïàõîòíûõ çåìåëü è ò.ä., ÷òî ñïîñîáíî ñóùåñòâåííî ïîâëèÿòü íà èçìåíåíèå êëèìàòà íà áîëüøèõ ïðîñòðàíñòâàõ. Íàóêà êëèìàòîëîãèÿ ïðèçâàíà èñïîëüçîâàòü çíàíèÿ î êëèìàòå è åãî èçìåíåíèÿõ ïðè ïëàíèðîâàíèè è óïðàâëåíèè õîçÿéñòâåííîé äåÿòåëüíîñòüþ, íî ïîêà îíà íå ñïîñîáíà îäíîçíà÷íî îöåíèòü ïîñëåäñòâèÿ ñóììàðíîãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò ôàêòîðîâ åñòåñòâåííîãî è àíòðîïîãåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ.
 1967 ã. áûëà íà÷àòà ïîäãîòîâêà ìåæäóíàðîäíîé íàó÷íîé Ïðîãðàììû èññëåäîâàíèÿ ãëîáàëüíûõ àòìîñôåðíûõ ïðîöåññîâ ïðè ïîääåðæêå ÎÎÍ. Îíà äîëæíà áûëà îáåñïå÷èòü äîëãîñðî÷íûå ïðîãíîçû ïîãîäû íà 3 — 5 äíåé è íà ñðåäíèå ñðîêè (2 — 3 íåäåëè). Ê íà÷àëó 80-õ ãã. áûëà ïðèíÿòà Âñåìèðíàÿ êëèìàòè÷åñêàÿ ïðîãðàììà, êîòîðàÿ ïðåäóñìàòðèâàëà òðè ñîñòàâ-
573
ëÿþùèõ: ñáîð äàííûõ î êëèìàòå è èñïîëüçîâàíèå ýòèõ äàííûõ íà ïðàêòèêå, èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ êëèìàòà íà äåÿòåëüíîñòü ÷åëîâåêà; èçó÷åíèå èçìåíåíèé êëèìàòà ïîä âëèÿíèåì ïðèðîäíûõ è àíòðîïîãåííûõ ôàêòîðîâ. Íåñìîòðÿ íà âàæíîñòü èçó÷åíèÿ êëèìàòà òîëüêî â ñåðåäèíå XX â. íàóêà íà÷àëà ïåðåõîäèòü îò îïèñàíèÿ êëèìàòà ê îáúÿñíåíèþ åãî.
Äëÿ êëèìàòà âàæíà âåëè÷èíà ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà åäèíèöó ïîâåðõíîñòè Çåìëè çà ñóòêè. Ñâåòîâàÿ ìîùíîñòü, ïîïàäàþùàÿ íà åäèíè÷íóþ ïëîùàäêó, èëè îñâåùåííîñòü, ïðîïîðöèîíàëüíà êîñèíóñó óãëà ìåæäó íàïðàâëåíèåì íà èñòî÷íèê ñâåòà è íîðìàëüþ ê ïëîùàäêå è îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà êâàäðàòó ðàññòîÿíèÿ — ñîëíå÷íàÿ ïîñòîÿííàÿ; à — ñðåäíåå ðàññòîÿíèå äî Ñîëíöà. Ðàññòîÿíèå äî Ñîëíöà â òå÷åíèå ãîäà ìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ 3,3 %, ò. å. ðàçíèöà â îñâåùåííîñòè Çåìëè ïðèìåðíî 7 %. Óãîë íàêëîíà ïëîùàäêè ê Ñîëíöó ìåíÿåòñÿ êàæäûé ÷àñ, äåíü, ãîä è çàâèñèò îò øèðîòû ìåñòíîñòè. Èç-çà áîëüøîé òåïëîåìêîñòè çåìíîé ïîâåðõíîñòè, îñîáåííî ïîêðûòûõ âîäîé ó÷àñòêîâ, îñòûâàíèå çà íî÷ü íå î÷åíü âåëèêî, è ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ, ïîñòóïàþùàÿ çà ñóòêè, — âàæíåéøàÿ õàðàêòåðèñòèêà êëèìàòà äàííîé øèðîòû. Òåïëîâûå õàðàêòåðèñòèêè — âàæíûå ïàðàìåòðû êëèìàòè÷åñêîé ñèñòåìû. Îòðàæàòåëüíûå ñâîéñòâà ïîâåðõíîñòè ôèêñèðóþòñÿ òàêèì ïàðàìåòðîì, êàê àëüáåäî ïîâåðõíîñòè; âàæíû òåïëîâûå ñâîéñòâà ïîâåðõíîñòè, òåïëîîáìåí àòìîñôåðû ñ ïîäñòèëàþùåé ïîâåðõíîñòüþ ñóøè è îêåàíà, óðîâåíü îêåàíà, ïîëîæåíèå ëåäíèêîâ è ò.ä. Ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè îáùåé öèðêóëÿöèè àòìîñôåðû ïîçâîëÿþò âîññòàíîâèòü ðåæèì êëèìàòè÷åñêîé ñèñòåìû ñ ó÷åòîì ýòèõ ôàêòîðîâ â ðàçëè÷íûå âðåìåíà ãîäà. Èñïîëüçîâàíèå ÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ ñ ðàçíûìè òèïàìè ìîäåëåé öèðêóëÿöèè àòìîñôåðû ïîçâîëÿåò óñîâåðøåíñòâîâàòü ìîäåëè êëèìàòà è óòî÷íèòü êàðòèíó èçìåíåíèé êëèìàòà.
Çíàíèå ýâîëþöèè êëèìàòà âàæíî äëÿ ïîíèìàíèÿ ïðîöåññîâ åãî èçìåíåíèÿ. Îñíîâíóþ èíôîðìàöèþ äàþò ãåîëîãè÷åñêèå è ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå äàííûå, äîïîëíÿåìûå äàííûìè àðõåîëîãèè è èñòîðèè, îòíîñÿùèìèñÿ ê ïîñëåäíåìó ïåðèîäó èñòîðèè Çåìëè. Äëÿ ýïîõè ãîëîöåíà èñïîëüçóþò ñâåäåíèÿ èç àðõèâîâ è ëåòîïèñåé. Ïî äàííûì ïàëåîíòîëîãèè âîññòàíîâèëè âèä ïîâåðõíîñòè ñóøè, åå ëàíäøàôòà, ðàñòèòåëüíîñòè, îðîãðàôèè, òåìïåðàòóðû ïîâåðõíîñòè îêåàíà. Äëÿ êîëè÷åñòâåííûõ õàðàêòåðèñòèê êëèìàòà ïðîøëîãî èñïîëüçóþò ìåòîäû ãåîõèìèè. Èçîòîïíûé àíàëèç ïîçâîëèë âûäåëèòü â èñòîðèè Çåìëè íåñêîëüêî êðóïíûõ ëåäíèêîâûõ ýïîõ; ïîñëåäíèé áûë îêîëî 650 ìëí ëåò íàçàä. Áûëè ïåðèîäè÷åñêèå ïîõîëîäàíèÿ è ïîòåïëåíèÿ, ìåíÿëñÿ ñîñòàâ àòìîñôåðû. Áîëåå íàäåæíûå äàííûå î êëèìàòå åñòü ëèøü çà ïîñëåäíèå 2 ìëí ëåò, êîãäà ôîðìèðîâàëàñü áèîñôåðà (÷åòâåðòè÷íûé ïåðèîä). Òîãäà òåìïåðàòóðà Çåìëè áûëà ïîðÿäêà 15 °Ñ è êîëåáàëàñü ïðè ïåðåõîäå îò ëåäíèêîâûõ ýïîõ ê ìåæëåäíèêîâûì â ïðåäåëàõ 5—10 °Ñ. Çà ýòîò ïåðèîä áûëè è äëèòåëüíûå îëåäåíåíèÿ ( ïî 70 — 120 òûñ. ëåò), è áîëåå
574
êîðîòêèå ìåæëåäíèêîâûå ïåðèîäû ( ïî 15 — 20 òûñ. ëåò). Äàííûå òåðìèíû âîâñå íå îçíà÷àþò, ÷òî Çåìëÿ áûëà â ýòîò ïåðèîä ïîëíîñòüþ ïîêðûòà ëüäîì èëè ñâîáîäíà îò íåãî.
Ìåòîäàìè ñïåêòðàëüíîãî àíàëèçà ðàçëè÷íûõ êîñâåííûõ êëèìàòè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé áûëè âûäåëåíû òðè ïåðèîäè÷íîñòè êîëåáàíèé êëèìàòà. Ïåðèîä â 100 òûñ. ëåò ñâÿçàí ñ òàêèì æå ïåðèîäîì êîëåáàíèÿ ýêñöåíòðèñèòåòà îðáèòû Çåìëè, ïåðèîä â 40—43 òûñ. ëåò — ñ ïåðèîäè÷åñêèìè èçìåíåíèÿìè íàêëîíà ýêâàòîðà ê ïëîñêîñòè îðáèòû, à ïåðèîä â 19 — 23 òûñ. ëåò — ñ ïðåöåññèåé îðáèòû. Òàêèì îáðàçîì, îòìå÷åííàÿ ïåðèîäè÷íîñòü ñâÿçàíà ñ èçìåíåíèÿìè ïðèõîäÿùåé íà Çåìëþ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, âûçâàííûìè êîëåáàíèÿìè îðáèòû íàøåé ïëàíåòû. Íà÷àëî èñòîðèè öèâèëèçàöèè ïðèõîäèòñÿ íà ïîñëåäíèé ìåæëåäíèêîâûé ïåðèîä, íà÷àâøèéñÿ îêîëî 10—15 òûñ. ëåò íàçàä, — ãîëîöåí. Çà ýòîò ïåðèîä êëèìàò íåîäíîêðàòíî ìåíÿëñÿ. Îêîëî 7 — 8 òûñ. ëåò íàçàä, êîãäà íàñòóïèëî ïîòåïëåíèå ïîñëå ëåäíèêîâîãî ïåðèîäà, ðàñòàÿë ñíà÷àëà ñêàíäèíàâñêèé ëåäÿíîé ïîêðîâ, çàòåì — ëüäû â Ñåâåðíîé Àìåðèêå, à 4,5 òûñ. ëåò íàçàä — ëàáðàäîðñêèå ëüäû. Îòñòóïèëà íà ñåâåð ãðàíèöà çîíû âå÷íîé ìåðçëîòû. Îçåðî ×àä èìåëî ðàçìåðû Êàñïèéñêîãî ìîðÿ, à óðîâåíü âîäû â íåì ïðåâûøàë óðîâåíü âîäû Êàñïèÿ íà 40 ì. Îêîëî 4 òûñ. ëåò íàçàä ñòàëî õîëîäíåå è ñóøå, è ìíîãèå ñóáòðîïè÷åñêèå çîíû ñòàëè ïðåâðàùàòüñÿ â ïóñòûíè (â Ñàõàðå, Àðàâèè, â äîëèíå Èíäà). Ðÿä öèâèëèçàöèé ïåðåìåñòèëèñü íà âîçâûøåííîñòè è äîëèíû ðåê Òèãðà, Åâôðàòà è äð. Ïîòåïëåíèå îòìå÷àëîñü â VIII —XII ââ., ïîòîì â XIV—XIX ââ. — ïîõîëîäàíèå, à ñåé÷àñ — ïîòåïëåíèå. Äåÿòåëüíîñòü ÷åëîâåêà âíîñèò âñå áîëüøèå êîððåêòèâû â õîä ýòèõ ïðîöåññîâ.
Èçëó÷åíèå Ñîëíöà âî âðåìÿ ñâîåãî îáðàçîâàíèÿ áûëî íà 30 % ñëàáåå íûíåøíåãî, è ïîòîì ñâåòèìîñòü Ñîëíöà ñòàëà âîçðàñòàòü ïðîïîðöèîíàëüíî âðåìåíè. Ýòîò òàê íàçûâàåìûé ïàðàäîêñ ìîëîäîãî Ñîëíöà äîëæåí áûòü ñêàçàòüñÿ íà êëèìàòå ïëàíåò: åñëè áû àòìîñôåðà 4 ìëðä ëåò íàçàä áûëà òàêîé, êàê ñåé÷àñ, òî îíà íàõîäèëàñü áû â çàìîðîæåííîì ñîñòîÿíèè åùå 2 ìëðä ëåò íàçàä. Íî äàííûå ïî èçó÷åíèþ îñàäî÷íûõ ïîðîä ýòîãî íå ïîäòâåðæäàþò. Ïî êðàéíåé ìåðå, 3,8 ìëðä ëåò íàçàä íà Çåìëå óæå áûëè îêåàíû, ïîýòîìó äîëæíà áûëà èçìåíèòüñÿ è çåìíàÿ àòìîñôåðà. Ïëàíåòû çåìíîé ãðóïïû, âåðîÿòíî, êîãäà-òî áûëè ïîõîæè äðóã íà äðóãà. Îíè ñîñòîÿëè ïî÷òè èç îäèíàêîâûõ ïîðîä, èìåëè ñõîäíûå ïî ñîñòàâó àòìîñôåðû è áûëè äîñòàòî÷íî áîëüøèìè, ÷òîáû óäåðæàòü âîäó íà ïîâåðõíîñòè. Ðàçíèöà â êëèìàòå âîçíèêëà èç-çà ðàçíîãî êðóãîâîðîòà óãëåêèñëîãî ãàçà ïðè îáìåíå èì ìåæäó êîðîé è àòìîñôåðîé. Êàê è âîäÿíîé ïàð, óãëåêèñëûé ãàç — ãàç ïàðíèêîâûé, òàê êàê îí, ïðîïóñêàÿ ñîëíå÷íûé ñâåò, ïîãëîùàåò òåïëîòó ïëàíåòû è ïåðåèçëó÷àåò ÷àñòü åå ê ïîâåðõíîñòè. Ðàñ÷åòû, ïðîâåäåííûå íà ÝÂÌ, ïîêàçûâàþò, ÷òî óìåðåííûé êëèìàò Çåìëè îáÿçàí ñâîèì ïðîèñõîæäåíèåì îñîáåííîñòÿì ìåõàíèçìà ãàçîâîãî îáìåíà: ïðè
575
îñòûâàíèè ïëàíåòû êîëè÷åñòâî óãëåêèñëîãî ãàçà â àòìîñôåðå óâåëè÷èâàåòñÿ, è íàîáîðîò. Ìàðñ ïîòåðÿë ñïîñîáíîñòü âîçâðàùàòü ãàç â àòìîñôåðó, ïîòîìó îí «çàìîðîæåí», Âåíåðà, íàîáîðîò, íå èìååò ìåõàíèçìà âûâåäåíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà èç àòìîñôåðû, à Ìåðêóðèé âîîáùå íå ñïîñîáåí óäåðæàòü àòìîñôåðó, è Ñîëíöå îïðåäåëÿåò òåìïåðàòóðó åãî ïîâåðõíîñòè.
Êëèìàò ìåíÿëñÿ âìåñòå ñ ýâîëþöèåé ïëàíåò. Ïðåäïîëàãàþò, ÷òî â îòäàëåííîì ïðîøëîì áûë çíà÷èòåëüíûé ïàðíèêîâûé ýôôåêò, è àììèàê (ýôôåêòèâíûé ïîãëîòèòåëü èíôðàêðàñíîãî èçëó÷åíèÿ) ìîã áû ñîçäàòü áîëåå òåïëûé êëèìàò íà Çåìëå, åñëè áû ñîñòàâëÿë ñîòûå äîëè ïðîöåíòà âîçäóõà. Íî ïîä äåéñòâèåì ñâåòà àììèàê ðàçëàãàåòñÿ íà àçîò è âîäîðîä — ãàçû, íå ñîçäàþùèå ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà, è îí äîëæåí áûë âñå âðåìÿ âûäåëÿòüñÿ èç íåäð ïëàíåòû äëÿ ñîõðàíåíèÿ òåïëîòû. Óãëåêèñëûé ãàç íå òàê áûñòðî ðàçðóøàåòñÿ ñâåòîì, åãî äîñòàòî÷íî ìíîãî íà Çåìëå (õîòÿ â àòìîñôåðå åãî äàâëåíèå âñåãî 30 Ïà, íî íàëè÷èå åãî â êàðáîíàòíûõ ïîðîäàõ äîñòàòî÷íî äëÿ ñîçäàíèÿ äàâëåíèÿ è â 6 • 106 Ïà). Åñëè áû â ïåðâîíà÷àëüíîé àòìîñôåðå Çåìëè åãî áûëî äàæå íåñêîëüêî òûñÿ÷ Ïàñêàëåé, òî ñîçäàâàåìîãî èì ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà áûëî áû äîñòàòî÷íî äëÿ òîãî, ÷òîáû âîäà íå çàìåðçàëà. Ïî îöåíêàì Ì. Õàðòðà, ñíèæåíèå ñîäåðæàíèÿ Ñ02 â àòìîñôåðå ïðîèñõîäèò ñî ñêîðîñòüþ, êîìïåíñèðóþùåé âîçðàñòàíèå ñâåòèìîñòè Ñîëíöà. Ñðàâíèâàÿ àíàëîãè÷íûå ðàñ÷åòû äëÿ ðàçíûõ ðàññòîÿíèé îò Ñîëíöà, îí ïîëó÷èë, ÷òî ïðè ðàññòîÿíèè îò Ñîëíöà ìåíüøå 1 à. å. íà 5 % àòìîñôåðà íàãðåëàñü áû íàñòîëüêî, ÷òî îêåàíû èñïàðèëèñü áû â ðåçóëüòàòå ðàçãîíÿþùåãîñÿ ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà, à íà ðàññòîÿíèÿõ, áîëüøèõ íà 1 %, — ðàçãîíÿþùåãî îëåäåíåíèÿ, ò.å. òîëüêî â óçêîé ïîëîñêå ðàññòîÿíèé ìåæäó 0,95 è 1,01 à. å. Çåìëÿ ñìîãëà èçáåæàòü ýòîé êàòàñòðîôû êëèìàòà.
Ýòîò ðåæèì ñàìîðåãóëÿöèè, èëè îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè, îáåñïå÷èë íàøåé ïëàíåòå óñòîé÷èâîñòü êëèìàòà. Âðÿä ëè ïîÿâëåíèå æèçíè íà Çåìëå â òàêîì óçêîì êîëüöå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — ýòî ñëó÷àéíîñòü. Ñêîðåå âñåãî, ñîäåðæàíèå Ñ02 ìåíÿëîñü â ñîîòâåòñòâèè ñ èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðû ïîâåðõíîñòè Çåìëè. Ýòà îáðàòíàÿ ñâÿçü ìîãëà îáåñïå÷èâàòüñÿ êàðáîíàòíî-ñèëèêàòíûì ãåîõèìè÷åñêèì öèêëîì, êîòîðûé ñïîñîáåí îòâå÷àòü çà 80 % îáìåíà Ñ02 ìåæäó ïëàíåòîé è åå àòìîñôåðîé íà âðåìåííûõ èíòåðâàëàõ áîëåå 0,5 ìëí ëåò.
Íà÷àëîì öèêëà êàðáîíàòíîãî ìåòàáîëèçìà ìîæíî ñ÷èòàòü ðàñòâîðåíèå àòìîñôåðíîãî óãëåêèñëîãî ãàçà â âîäÿíûõ êàïåëüêàõ è îáðàçîâàíèå óãîëüíîé êèñëîòû. Äîæäåâûå îñàäêè ðàçðóøàëè ãîðíûå ïîðîäû, ñîñòîÿâøèå èç ñîåäèíåíèé êàëüöèÿ, êðåìíèÿ è êèñëîðîäà. Óãîëüíàÿ êèñëîòà âñòóïàëà â ðåàêöèþ ñ ïîðîäàìè íà ïîâåðõíîñòè, âûñâîáîæäàÿ èîíû êàëüöèÿ è áèêàðáîíàòà, êîòîðûå ïîñòóïàëè â ãðóíòîâûå âîäû, à çàòåì â îêåàí, ãäå îñåäàëè â ñêåëåòàõ è ðàêîâèíàõ ïëàíêòîíà è äðóãèõ îðãàíèç-
576
ìîâ, ñîñòîÿùèõ èç êàðáîíàòà êàëüöèÿ (ÑàÑ03). Îñòàíêè ýòèõ îðãàíèçìîâ îòêëàäûâàëèñü íà îêåàíñêîì äíå, ôîðìèðóÿ îñàäî÷íûå ïîðîäû. Äíî ìîðÿ ðàñøèðÿëîñü, ÷åðåç ìíîãî òûñÿ÷ ëåò ýòè ïîðîäû ïðèáëèçèëèñü ê êðàÿì êîíòèíåíòîâ. Äíî ïîäòÿãèâàëî èõ ïîä áåðåã, îíè ïîïàäàëè â çåìíûå íåäðà, ãäå íà íèõ äåéñòâîâàëè äàâëåíèå è òåìïåðàòóðà. Êàðáîíàò êàëüöèÿ ñîåäèíèëñÿ ñ êðåìíèåì, îáðàçóÿ ñèëèêàòíûå ïîðîäû è âûäåëÿÿ óãëåêèñëûé ãàç. Ãàç âíîâü ïîïàäàë â àòìîñôåðó ÷åðåç èçâåðæåíèÿ âóëêàíîâ è ñðå-äèííî-îêåàíè÷åñêèå õðåáòû. Öèêë çàâåðøèëñÿ (ñì. ðèñ. 10.3, á).
Èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû çåìíîé ïîâåðõíîñòè âëèÿþò íà êîëè÷åñòâî Ñ02 â àòìîñôåðå è âåëè÷èíó ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà. Ïóñòü ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå íà Çåìëå ñòàëî ïðîõëàäíåå. Òîãäà ìåíüøå âîäû èñïàðèòñÿ èç îêåàíà, ìåíüøå âûïàäåò äîæäåé, óìåíüøèòñÿ ýðîçèÿ ïî÷âû, âûçâàííàÿ îñàäêàìè. Äëÿ Ñ02 óìåíüøèòñÿ ñêîðîñòü ïîêèäàíèÿ àòìîñôåðû, à ñêîðîñòü ðåãåíåðàöèè â ïðîöåññå êàðáîíàòíîãî ìåòàáîëèçìà è ïîñòóïëåíèÿ â àòìîñôåðó îñòàíåòñÿ íà ïðåæíåì óðîâíå. Áóäåò íàêàïëèâàòüñÿ Ñ02, óñèëèòñÿ ïàðíèêîâûé ýôôåêò è âîññòàíîâèòñÿ áîëåå òåïëûé êëèìàò. Åñëè ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå íà Çåìëå ïðîèçîéäåò ïîòåïëåíèå, îáðàòíàÿ ñâÿçü ñðàáîòàåò â äðóãóþ ñòîðîíó, è ðàâíîâåñèå óñòàíîâèòñÿ. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî âñå îêåàíû âûìåðçëè, äîæäè ïðåêðàòèëèñü, ñîäåðæàíèå Ñ02 â àòìîñôåðå âîçðîñëî. Ïðè ñîâðåìåííîé ñêîðîñòè âûäåëåíèÿ åãî äàâëåíèå â 105 Ïà ñîçäàåòñÿ çà 20 ìëí ëåò, òàêîãî êîëè÷åñòâà óãëåêèñëîãî ãàçà õâàòèò íà ïîäíÿòèå ñðåäíåé òåìïåðàòóðû äî +50 °Ñ. Çíà÷èò, ëüäû ðàñòàþò, è âîññòàíîâèòñÿ íîðìàëüíûé äëÿ æèçíè êëèìàò.
 êðóãîâîðîòå óãëåêèñëîãî ãàçà áîëüøóþ ðîëü èãðàþò îðãàíèçìû, îïðåäåëÿþùèå èçìåíåíèÿ êëèìàòà. Îêîëî 20 % Ñ02, íå ó÷àñòâóþùåãî â êàðáîíàòíî-ñèëèêàòíîì îáìåíå, âûâîäèòñÿ èç àòìîñôåðû ôîòîñèíòåçèðóþùèìè ðàñòåíèÿìè. Ïðè ãíèåíèè ðàñòåíèé è îêèñëåíèè â ïî÷âå íàêàïëèâàåòñÿ Ñ02, è åãî îêàçûâàåòñÿ â ïî÷âå áîëüøå, ÷åì áûëî 400 ìëí ëåò íàçàä äî ïîÿâëåíèÿ ðàñòåíèé. Ïîýòîìó ïðåâðàùåíèå ñèëèêàòíûõ ìàòåðèàëîâ â îñàäî÷íûå êàðáîíàòíûå ïîðîäû ïðîèñõîäèò áûñòðåå. Ïî ðàñ÷åòàì èñ÷åçíîâåíèå ðàñòåíèé ïîâûñèëî áû òåìïåðàòóðó íà 10 °Ñ çà ñ÷åò îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè ñèëèêàòíî-êàðáîíàòíîãî öèêëà.
Âî ìíîãèõ ãåîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññàõ, â òîì ÷èñëå â êðóãîâîðîòå àçîòà, óãëåðîäà è ñåðû, êëþ÷åâóþ ðîëü èãðàþò áàêòåðèè. Åñëè áû ýòè ïðîöåññû ïðåêðàòèëèñü, òî ïî÷âà, àòìîñôåðà è âîäà ñòàëè áû íåïðèãîäíû íè äëÿ êàêèõ ôîðì æèçíè, ïîýòîìó ýòè ïðèìèòèâíûå îäíîêëåòî÷íûå îðãàíèçìû ìîæíî íàçâàòü îðãàíèçàòîðàìè æèçíè íà Çåìëå. Óâåëè÷åíèå òåìïåðàòóðû è âîçðîñøèé ïàðíèêîâûé ýôôåêò ñîçäàëè áû íà Çåìëå êëèìàò, êîòîðûé áûë â ñåðåäèíå ìåëîâîãî ïåðèîäà 100 òûñ. ëåò íàçàä: òåïëûé è ïîäõîäÿùèé äëÿ íåêîòîðûõ ôîðì æèçíè (âêëþ÷àÿ è äèíîçàâðîâ). Ïî ðàñ÷åòàì òîëüêî âîäÿíîé ïàð, äàþùèé ñåé÷àñ íàèáîëüøèé âêëàä â ïàðíèêîâûé ýôôåêò, íå ìîã áû îáåñïå÷èòü ñòàáèëüíûå òåïëîâûå óñëîâèÿ íà ïëàíåòå ïðè ìåíÿþùåéñÿ ñâåòèìîñòè Ñîëíöà.
577
Åñëè áû ïîäîáíûå ïðîöåññû ñóùåñòâîâàëè íà Ìàðñå, îíè íå ñìîãëè áû óäåðæàòü êëèìàò â äîñòàòî÷íî óçêèõ ïðåäåëàõ.  àòìîñôåðå Ìàðñà óãëåêèñëûé ãàç ñîçäàåò äàâëåíèå òîëüêî â 600 Ïà, ÷òî ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü ïàðíèêîâûé ýôôåêò íà óðîâíå 6 °Ñ. Ôîòîãðàôèè, ïîëó÷åííûå ñòàíöèÿìè «Ìàðèíåð» è «Âèêèíã», ïîäòâåðäèëè, ÷òî ïîâåðõíîñòü Ìàðñà ïîêðûòà êàíàëàìè, êîòîðûå ìîãëè îáðàçîâàòüñÿ ïðè âûõîäå íà ïîâåðõíîñòü ãëóáèííûõ âîä, êîãäà íà Ìàðñå áûëî òåïëåå. Ãåîëîãè íå îïðåäåëèëè, íàñêîëüêî êîãäà-òî òåìïåðàòóðà Ìàðñà áûëà âûøå. Ìîæåò áûòü, òîãäà áûëî áîëüøå (ðàç â 100) óãëåêèñëîãî ãàçà, îáåñïå÷èâàþùåãî ïàðíèêîâûé ýôôåêò. Íî Ìàðñ ìåíüøå Çåìëè ïî ìàññå ïî÷òè â 10 ðàç, è êðóãîâîðîò ÑÎ2 äîëæåí áûòü ñëàáåå. Îöåíêè âîçðàñòà êàíàëîâ ïî êîëè÷åñòâó ïîêðûâàþùèõ èõ ìåòåîðèòíûõ êðàòåðîâ ïîêàçûâàþò, ÷òî îí ñòàðøå 3,8 ìëðä ëåò. Çàìåäëåíèå ïðîöåññà êðóãîâîðîòà Ñ02 ïðîèçîøëî èç-çà ìåõàíèçìà âîçâðàòà ãàçà â àòìîñôåðó, ïîñêîëüêó íà Ìàðñå, âåðîÿòíî, íå áûëà ñòîëü âûðàæåíà òåêòîíèêà ïëèò. Âóëêàíè÷åñêàÿ ëàâà ïîêðûâàëà êàðáîíàòíûå îñòàòêè, îíè ïîãðóæàëèñü íà ãëóáèíû, ãäå ïîä äåéñòâèåì äàâëåíèÿ âûñâîáîæäàëñÿ ãàçîîáðàçíûé Ñ02, è ïî îöåíêàì, òàê ìîãëî ïðîäîëæàòüñÿ ïðèìåðíî 1 ìëðä ëåò. Âèäèìî, Ìàðñ èç-çà ìåíüøèõ ðàçìåðîâ îõëàæäàëñÿ áûñòðåå, ÷åì Çåìëÿ: ó íåãî áûëî ìåíüøå âíóòðåííåé òåïëîòû, êîòîðóþ îí èç-çà áîëüøåãî îòíîøåíèÿ ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè ê îáúåìó ñêîðåå òåðÿë, åãî íåäðà îõëàæäàëèñü, òåðÿÿ ñïîñîáíîñòü âûñâîáîæäàòü óãëåêèñëûé ãàç èç ïîðîä. Óãëåêèñëûé ãàç èç àòìîñôåðû ïîñòåïåííî íàêàïëèâàëñÿ â ãðóíòå, ïëàíåòà ñòàíîâèëàñü âñå òîíüøå, ìåíÿÿ êëèìàò, è ñåé÷àñ Ìàðñ èìååò âîäó òîëüêî â çàìîðîæåííîì âèäå.
Íà Âåíåðå ïî÷òè íåò âîäû. Îäíè ó÷åíûå ñ÷èòàþò, ÷òî åå òàì áûëî íå áîëüøå, ÷åì íóæíî äëÿ îáðàçîâàíèÿ ãèäðàòèðîâàííûõ ìèíåðàëîâ, òàê êàê Âåíåðà îáðàçîâàëàñü èç ñëèøêîì ãîðÿ÷åé ÷àñòè òóìàííîñòè; äðóãèå — ÷òî âîäû áûëî ïî÷òè ñòîëüêî, ñêîëüêî è ó Çåìëè, íî îíà, ïîïàâ â âåðõíèå ñëîè àòìîñôåðû, ðàñïàëàñü ïîä äåéñòâèåì ñîëíå÷íîãî ñâåòà, à âîäîðîä óëåòó÷èëñÿ â êîñìè÷åñêîå ïðîñòðàíñòâî.
Êîíöåïöèþ ðàçãîíÿþùåãîñÿ ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà ïðåäëîæèë Õîéë (1955). Ñåé÷àñ ñ÷èòàåòñÿ áîëåå ïîäõîäÿùåé òåîðèÿ âëàæíîãî ïàðíèêà, òàê êàê ïðè äàâëåíèè 105 Ïà è âîäÿíîãî ïàðà, è óãëåêèñëîãî ãàçà âîäÿíîé ïàð çàíÿë áû 50 % îáúåìà, è áîëüøàÿ ÷àñòü åãî ïîêèíóëà áû àòìîñôåðó. Âîçäóõ â òàêîé àòìîñôåðå îõëàæäàëñÿ áû ìåäëåííî, íà âûñîòàõ îêîëî 100 êì îáðàçîâàëàñü áû õîëîäíàÿ ëîâóøêà (ñëîé, ãäå íèçêàÿ òåìïåðàòóðà è âûñîêîå äàâëåíèå ñîçäàþò ìèíèìóì òî÷êè íàñûùåíèÿ).  íåé è ïðîèñõîäèëà áû ôîòîäèññîöèàöèÿ âîäû, à èç-çà ðàñïîëîæåíèÿ åå íà áîëüøîé âûñîòå âîäîðîä óñêîëüçàë áû â Êîñìîñ. Äëÿ ñðàâíåíèÿ: ó Çåìëè òàêàÿ ëîâóøêà ðàñïîëîæåíà íà âûñîòå ìåæäó 9 è 16 êì (âáëèçè ãðàíèöû òðîïîñôåðû è ñòðàòîñôåðû), ïîýòîìó íàø âîäÿíîé ïàð óñïåâàåò ñêîíäåíñèðîâàòüñÿ, ñòðàòîñôåðà îêàçûâàåòñÿ ñóõîé, íå ïîçâîëÿÿ óëåòó÷èòüñÿ âîäîðîäó. Òàê ê ñâîåìó ñóõîìó è ãîðÿ÷åìó ñîñòîÿíèþ ïðèøëà àòìîñôåðà Âåíåðû. Åñëè òàì è áûëè îêåàíû, îíè ïîñòåïåííî áû èñïàðèëèñü, ïðåêðàòèëîñü îáðàçîâàíèå êàðáîíàòîâ, Ñ02 ñòàë íàêàïëèâàòüñÿ â àòìîñôåðå. Ãàçîîáðàçíûå ñîåäèíåíèÿ ñåðû õîðîøî ðàñòâîðÿþòñÿ â âîäå. Ñíà÷àëà èõ
578
áûëî ìàëî, íî çàòåì îíè ñòàëè íàêàïëèâàòüñÿ è îáðàçîâûâàòü îáëàêà èç ñåðíîé êèñëîòû, èç êîòîðûõ ñåé÷àñ ñîñòîèò àòìîñôåðà Âåíåðû. Ê íåé ïðèõîäèò ñîëíå÷íîãî ñâåòà ïî÷òè âäâîå áîëüøå, ÷åì ê Çåìëå, íî åå êèñëîòíûå îáëàêà îòðàæàþò äî 80 % ñâåòà, è îíà ïîëó÷àåò òåïëîòû è ñâåòà îò Ñîëíöà ìåíüøå, ÷åì Çåìëÿ. Ïðè îòñóòñòâèè ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà Âåíåðà áûëà áû íå íàìíîãî òåïëåå Ìàðñà è õîëîäíåå Çåìëè.
Ñâåòèìîñòü Ñîëíöà ðàñòåò ïðèìåðíî íà 1 % â 100 ìëí ëåò, ò.å. ÷åðåç 1 ìëðä ëåò íà Çåìëå ìîãóò âîçíèêíóòü óñëîâèÿ, óãðîæàþùèå ñóùåñòâîâàíèþ æèçíè è ñîõðàíåíèþ âîäû íà íåé. Ìíîãèå èç ìåõàíèçìîâ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè, êîòîðûå ñïîñîáñòâîâàëè ñòàáèëèçàöèè êëèìàòà íà íåé â òå÷åíèå 4,5 ìëðä ëåò, ìîãëè áû äåéñòâîâàòü è íà äðóãîé ïëàíåòå, ðàñïîëîæåííîé äàëüøå îò Ñîëíöà â ðàñøèðåííîì ñîâðåìåííûìè ðàñ÷åòàìè êîðèäîðå äî 1,5 à. å., èëè íà Ìàðñå, áóäü îí ïîáîëüøå ñàì è áóäü ïîáîëüøå åãî àòìîñôåðà. Èòàê, óæå íàéäåíà ïîëîñà óñëîâèé ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè äëÿ îáíàðóæåííûõ ó êàêîé-òî çâåçäû ïëàíåò. Ïîâåðõíîñòü Çåìëè ïîêà ïðåäñòàâëÿåòñÿ íàì «êîñìè÷åñêîé ÷àøêîé Ïåòðè», ãäå æèçíü ìîæåò çàðîäèòüñÿ è ýâîëþöèîíèðîâàòü ê äîñòàòî÷íî ñëîæíûì ôîðìàì.
14.5. Êîíöåïöèè ýâîëþöèè ðàñòèòåëüíîãî è æèâîòíîãî ìèðà
Ïåðâûå êëåòêè, íà÷àëî áèîëîãè÷åñêîé ýâîëþöèè, ïîÿâèëèñü åùå â àðõåéñêóþ ýðó. Ñëåäû æèçíè áûëè íåçíà÷èòåëüíû, îáíàðóæåíû îñòàòêè àíàýðîáíûõ àâòîòðîôíûõ ïðåäøåñòâåííèêîâ ñèíåçåëåíûõ âîäîðîñëåé. Ïåðåõîä ê ôîòîñèíòåçó, äëèòåëüíûé, çàâåðøèëñÿ îêîëî 1,8 ìëðä ëåò íàçàä, èçìåíèâ íàøó ïëàíåòó. Àòìîñôåðà ñòàëà êèñëîðîäíîé, âîçíèê îçîíîâûé ñëîé, çàòðóäíÿþùèé ïóòü óëüòðàôèîëåòîâîìó èçëó÷åíèþ ê ïîâåðõíîñòè Çåìëè. Êèñëîòíîñòü ìîðñêîé âîäû, íàîáîðîò, óìåíüøèëàñü. Ïðîèçîøåë ïåðåõîä îò ïðîêàðèîòîâ ê ýóêàðèîòàì. Ó íèõ ÄÍÊ óæå ñêîíöåíòðèðîâàíà â õðîìîñîìû, ñîñðåäîòî÷åííûå â ÿäðå êëåòêè. Ýòà êëåòêà âîñïðîèçâîäèòñÿ ïî÷òè áåç èçìåíåíèé, è â íåèçìåííîé ñðåäå ýòè íîâûå, «äî÷åðíèå» êëåòêè èìåþò ïðåèìóùåñòâà ïðè îòáîðå.
 ïðîòåðîçîå, äëèâøåìñÿ 2 ìëðä ëåò, ìèð áûë íàñåëåí åùå îäíîêëåòî÷íûìè, è òîëüêî íà÷àëîñü ðàçäåëåíèå êëåòîê íà ðàñòèòåëüíûå è æèâîòíûå. Ðàñòèòåëüíûå êëåòêè ïîêðûâàëèñü áîëåå æåñòêîé îáîëî÷êîé, êîòîðàÿ çàùèùàëà èõ, íî è ìåøàëà ïåðåìåùåíèþ ïðè äîáûâàíèè ïèùè. Ýòè êëåòêè ñîâåðøåíñòâîâàëèñü äëÿ íàêîïëåíèÿ ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ â ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà — îáðàçîâûâàëèñü êëåòêè êàê ñ àâòîòðîôíûì, òàê è ãåòåðîòðîôíûì ïèòàíèåì. Îáå ýòè ãðóïïû ó÷àñòâîâàëè â áèîòè÷åñêîì êðóãîâîðîòå âåùåñòâ è âçàèìíî äîïîëíÿëè äðóã äðóãà. Æèâîòíûå êëåòêè áûëè ïîêðûòû áîëåå ýëàñòè÷íîé îáîëî÷êîé, íå ìåøàþùåé èì ïåðå-
579
äâèãàòüñÿ â ïîèñêàõ ïèùè, êîòîðîé èì ñëóæèëè äðóãèå êëåòêè, — ðàñòèòåëüíûå èëè æèâîòíûå. Ýòè êà÷åñòâà ñîâåðøåíñòâîâàëèñü, æèâîòíûå êëåòêè ïîãëîùàëè âñå áîëåå êðóïíûå ÷àñòèöû, ïðîïóñêàÿ èõ ÷åðåç ñâîþ îáîëî÷êó; åñòåñòâåííûé îòáîð óñêîðÿë ýòè óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ.
Ñëåäóþùèé ýòàï ðàçâèòèÿ æèçíè è óñëîæíåíèÿ åå ôîðì — ïîÿâëåíèå ïîëîâîãî ðàçìíîæåíèÿ ( 900 ìëí ëåò íàçàä). Åãî äîñòîèíñòâî — â óâåëè÷åíèè ðàçíîîáðàçèÿ âèäîâ è óñêîðåíèè ýâîëþöèè. Ïåðâûå ìíîãîêëåòî÷íûå ïðåäñòàâëåíû ãóáêàìè, êèøå÷íîïîëîñòíûìè, ÷ëåíèñòîíîãèìè. Èõ ýâîëþöèÿ øëà â íàïðàâëåíèè ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ñïîñîáîâ ïåðåäâèæåíèÿ è äûõàíèÿ, ëó÷øåé êîîðäèíàöèè äåÿòåëüíîñòè êëåòîê è ïð. È çà 100 ìëí ëåò óñëîæíèëàñü îðãàíèçàöèÿ ìíîãîêëåòî÷íûõ îðãàíèçìîâ ñ äèôôåðåíöèðîâàííûì òåëîì, îðãàíàìè è òêàíÿìè, èìåþùèìè ðàçëè÷íûå ôóíêöèè.
 ïðîòåðîçîå è íà÷àëå ïàëåîçîÿ ðàñòåíèÿ æèâóò â ìîðñêîé âîäå: áóðûå è çåëåíûå âîäîðîñëè ïðèêðåïëåíû êî äíó, à â òîëùå âîäû íàõîäÿòñÿ êðàñíûå è çîëîòèñòûå âîäîðîñëè. Èç-çà ïîâûøåíèÿ ñîëåíîñòè ìîðåé æèâîòíûå, óñâàèâàÿ ìèíåðàëüíûå ñîëè, ñìîãëè îáðàçîâûâàòü æåñòêèé ñêåëåò (ðèñ. 14.8).
 êåìáðèè, äëèâøåìñÿ 100 ìëí ëåò, ïðîèçîøåë ãèãàíòñêèé «âçðûâ» æèçíè.  ìîðå ïîÿâèëèñü ïî÷òè âñå âèäû æèâîòíûõ, êîòîðûå âïîñëåäñòâèè ðàçâèâàëèñü è ñîâåðøåíñòâîâàëèñü: ðàêîîáðàçíûå, êîðàëëû, ìîëëþñêè, òðèëîáèòû, ïëå÷åíîãèå, èãëîêîæèå. Ñðåäè îêàìåíåëîñòåé êåìáðèÿ íàõîäÿò íåìàëî îñòàòêîâ ñêåëåòîâ æèâîòíûõ, ïîõîæèõ ïî ñòðîåíèþ íà ñîâðåìåííûå, êîòîðûõ íå íàõîäèëè â äîêåìáðèéñêèõ ïëàñòàõ. Ýòîò ñêà÷îê è îïðåäåëèë ãðàíèöó ìåæäó ýðàìè íà øêàëå ãåîëîãè÷åñêîãî âðåìåíè Çåìëè. Íî ëèøü íåìíîãèå èç âèäîâ æèâîòíûõ, íàñåëÿþùèõ êåìáðèéñêèå ìîðÿ, ñòàëè ïðåäêàìè ñóùåñòâóþùèõ íûíå ôîðì. Áîëüøèíñòâî âèäîâ âûìåðëè, èõ ñ÷èòàþò «îøèáêàìè» ïðèðîäû.
Ïîÿâëåíèå îãðîìíîãî ðàçíîîáðàçèÿ âèäîâ èçìåíèëî è îòíîøåíèÿ ìåæäó æèâîòíûìè. Âñå øèðå ðàñïðîñòðàíÿëèñü îðãàíèçìû, ïèòàþùèåñÿ æèâîòíîé ïèùåé, ïîÿâèëèñü õèùíèêè, ñòàëè ñêëàäûâàòüñÿ ñîâðåìåííûå òèïû æèâîòíûõ ñîîáùåñòâ, ñâÿçàííûõ ïèùåâûìè öåïÿìè. Îáíàðóæåíû îêàìåíåëîñòè õèùíèêîâ, ïîâåðæåííûõ èìè æåðòâ è ó îòäåëüíûõ æèâîòíûõ — ïðèñïîñîáëåíèÿ äëÿ áîðüáû ñ õèùíèêàìè.  ðÿäå íîâûõ òèïîâ âïåðâûå âîçíèêëè ðàêîâèíà è ýêçîñêåëåò. Ó íåêîòîðûõ òðèëîáèòîâ ðàçâèëèñü äëèííûå øèïû, çàòðóäíÿâøèå íàïàäåíèå õèùíèêîâ, êîòîðûå ñòàëè âàæíûì ýëåìåíòîì ñðåäû îáèòàíèÿ. Êàê îáúÿñíèòü òàêîé «âçðûâ» ðàçíîîáðàçèÿ ôîðì 570 ìëí ëåò íàçàä? Ñèëüíî èçìåíèëèñü êîíöåíòðàöèè ôîñôàòîâ, èçîòîïîâ ñåðû è ñòðîíöèÿ â ìîðñêîé âîäå, è, âåðîÿòíî, åùå â ïðîòåðîçîå íà ïîâåðõíîñòè ñóøè â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ ìèíåðàëîâ, êëèìàòè÷åñêèõ óñëîâèé è áàêòåðèé ñòàëà îáðàçîâûâàòüñÿ ïî÷âà. Ýòî ïîäãîòîâèëî âûõîä íà ñóøó ðàñòåíèé, à
580
çàòåì è æèâîòíûõ. Ê íà÷àëó êåìáðèÿ ïðè îáèëèè ïèòàíèÿ â ìîðñêèõ âîäàõ ðàñêîëîëñÿ ñóïåðêîíòèíåíò, è âîçíèêëè ïðîòÿæåííûå áåðåãîâûå ëèíèè ñ òðîïè÷åñêèì êëèìàòîì. Ñ÷èòàþò, ÷òî òîãäà ãåíîì áûë ñóùåñòâåííî ïðîùå, è ìåíüøå ìóòàöèé îêàçûâàëèñü ëåòàëüíûìè. Ýòà ãåíåòè÷åñêàÿ ïëàñòè÷íîñòü ïðè îáèëèè íåçàíÿòûõ ýêîëîãè÷åñêèõ íèø è ïðèâåëà ê âçðûâó ðàçíîîáðàçèÿ âèäîâ.  îðäîâèêå (500 ìëí ëåò íàçàä) â ìîðå ïîÿâèëèñü ïëîòîÿäíûå, èìåþùèå äëèíó äî 10 ì, è íåáîëüøèõ ðàçìåðîâ ïåðâûå ïîçâîíî÷íûå — æèâîòíûå, èìåþùèå ñêåëåòû. Âåðîÿòíî, ýòî áûëè áåñ÷åëþñòíûå ðûáîîáðàçíûå, ïîêðûòûå ÷åøóåé, êîòîðàÿ ïîìîãàëà èì ñïàñàòüñÿ îò õèùíèêîâ. Ãîñïîäñòâîâàëè èãëîêîæèå, òðèëîáèòû.  êîíöå îðäîâèêà íà÷àëñÿ ïåðåõîä íà ñóøó ïåðâûõ ñïîðî-
581
âûõ ðàñòåíèé, çàñåëÿâøèõ áåðåãà ïðåñíûõ âîäîåìîâ. Â ìîðÿõ ðàñïðîñòðàíèëèñü ïîëóõîðäîâûå (òèïà ëàíöåòíèêà). Ïîâåðõíîñòü Çåìëè áûëà êðàñíîâàòîé èç-çà êîððîçèè ìèíåðàëîâ æåëåçà â êèñëîðîäíîé àòìîñôåðå.
 ïåðèîä ñèëóðà, íàñòóïèâøåãî åùå ÷åðåç 100 ìëí ëåò, ïîÿâèëèñü ïîçâîíî÷íûå — ïàíöèðíûå ðûáû — è ïðîäîëæèëîñü çàñåëåíèå ñóøè ðàñòåíèÿìè. Ïåðåõîä íà ñóøó ñîïðîâîæäàëñÿ èçìåíåíèÿìè â ïðèñïîñîáëÿåìîñòè èõ ê íîâîé ñðåäå. Òàê, ñèëüíî âîçðîñëà ìàññà òåëà (íà âåëè÷èíó âûòàëêèâàþùåé ñèëû).  âîçäóõå íåò ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ, âûøå ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà, è îí ïðîïóñêàåò ñâåò è çâóê èíà÷å, ÷åì âîäà. Ïåðåñåëÿâøèåñÿ íà ñóøó ðàñòåíèÿ ïîëó÷àëè ýâîëþöèîííûå ïðåèìóùåñòâà — ïðè îáèëèè ñîëíå÷íîãî ñâåòà ôîòîñèíòåç ñòàíîâèëñÿ áîëåå ñîâåðøåííûì. ×òîáû îãðàíè÷èòü èñïàðåíèå âëàãè, ñòàëà ôîðìèðîâàòüñÿ âîäîíåïðîíèöàåìàÿ îáîëî÷êà, äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ïèòàíèåì â íîâîé ñðåäå ðàçâèâàëàñü êîðíåâàÿ ñèñòåìà, äëÿ óêðåïëåíèÿ è ïîääåðæàíèÿ â óñëîâèÿõ ñóøè ôîðìèðîâàëàñü è äðåâåñèíà. Ïðîèñõîäèëà äèôôåðåíöèàöèÿ òåëà íà êîðåíü, ñòåáåëü è ëèñò. Èçìåíèëàñü è ðåïðîäóêòèâíàÿ ñèñòåìà — íà ñóøå îêàçàëèñü íåïðèãîäíûìè äëÿ ðàçìíîæåíèÿ ñâîáîäíî ïëàâàþùèå ïîëîâûå êëåòêè, ñòàëè ôîðìèðîâàòüñÿ ñåìåíà è ñïîðû. Ñïîðîôèòíàÿ âåòâü îêàçàëàñü áîëåå ïðèñïîñîáëåííîé ê æèçíè, åå ïðåäñòàâëÿþò âûñøèå ðàñòåíèÿ. Ãàìåòîôèòíîå íàïðàâëåíèå ïðåäñòàâëåíî ìîõîîáðàçíûìè. Ê êîíöó ñèëóðà ïîâåðõíîñòü Çåìëè âáëèçè âîäîåìîâ ïðèîáðåëà çåëåíûé öâåò: èç äðåâíèõ ãîëîñåìåííûõ è ïðîãèìíîñïðèìîâ ïîÿâèëèñü è æèâîòíûå — ïàóêîîáðàçíûå (òèïà ñîâðåìåííûõ ñêîðïèîíîâ).
 äåâîíå ïîÿâèëèñü äâîÿêîäûøàùèå, ò. å. ïîìèìî äûõàíèÿ â âîäå îíè ìîãëè äûøàòü è ëåãêèìè, à òàêæå õðÿùåâûå ðûáû — àêóëû è ñêàòû. Ó àêóë ñëîæíàÿ ñèñòåìà ïîâåäåíèÿ, ïðåêðàñíûå îáîíÿíèå è ýëåêòðîìàãíèòíàÿ ñèñòåìà îðèåíòàöèè, ïî÷òè íå èçìåíèâøèåñÿ çà ïðîøåäøèå 400 ìëí ëåò.  ýòîò ïåðèîä ïîÿâèëèñü è êîñòèñòûå ðûáû; äâîÿêîäûøàùèå ïðåñíîâîäíûå ðûáû, âåðîÿòíî, äàëè æèçíü ïåðâè÷íûì çåìíîâîäíûì, à çàòåì è ñóõîïóòíûì ïîçâîíî÷íûì. Ïîñòåïåííî âûðàáàòûâàþòñÿ ðàçíûå ñïîñîáû óêðåïëåíèÿ êàðêàñà òåëà: ïîìèìî âíóòðåííåãî êàðêàñà ó ïîçâîíî÷íûõ ñêëàäûâàåòñÿ è íàðóæíûé — ó íàñåêîìûõ. Ïîÿâèâøèåñÿ íàñåêîìûå îáëàäàþò äîñòàòî÷íî ñëîæíîé ñèñòåìîé îòðàæåíèÿ, âðîæäåííûå ðåôëåêñû ïðåîáëàäàþò íàä ïðèîáðåòåííûìè, ïî âñåìó òåëó ðàñïðåäåëåíû íåðâíûå öåíòðû, òîãäà êàê ó ïîçâîíî÷íûõ ðàçâèâàåòñÿ â îñíîâíîì ìîçã è ïðåîáëàäàþò óñëîâíûå ðåôëåêñû íàä áåçóñëîâíûìè. Ýòè ðàçëè÷èÿ âîçðàñòàëè è ñòàëè ïðîÿâëÿòüñÿ ïîñëå ïåðåõîäà ê æèçíè íà ñóøå.  äåâîíå âîçíèêëè ãðèáû, ñóøó îñâîèëè ïàóêè è êëåùè.
 êàðáîíå êëèìàò áûë òåïëûé è âëàæíûé, Çåìëÿ ïîêðûëàñü ìîðÿìè è áîëüøèìè çàáîëî÷åííûìè òåððèòîðèÿìè, øèðîêî ðàñïðîñòðàíèëèñü êîðàëëû è ìîëëþñêè.  óñëîâèÿõ ïîñòîÿííîãî ëåòà
582
ðàçðîñëèñü ãóñòûå òðîïè÷åñêèå ëåñà ïàïîðîòíèêîâîãî òèïà. Íà÷àëîñü àêòèâíîå çàñåëåíèå ñóøè æèâîòíûìè. Ïåðâûìè èç ïîçâîíî÷íûõ, 'ïðèñïîñîáèâøèìèñÿ ê íîâûì óñëîâèÿì ñðåäû, ñòàëè ðåïòèëèè. ßéöà ðåïòèëèé ïîêðûòû ñêîðëóïîé, ïðåäîõðàíåíû îò âûñûõàíèÿ è ñíàáæåíû ïèòàíèåì äëÿ ýìáðèîíà. Íåêîòîðûå óõîäèëè â âîäó (ìåçîçàâðû), à äðóãèå, íàîáîðîò, óäàëÿëèñü îò âîäû. Ðàñòåíèÿ êàðáîíà òîæå óæå ïðèñïîñîáèëèñü óäåðæèâàòü âîäó è çàùèùàòü ñåìåíà îò âûñûõàíèÿ, ìîùíûå ñïîðîâûå ðàñòåíèÿ äîñòèãàëè âûñîòû 40 ì. Ê êîíöó ïåðèîäà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ãîëîñåìåííûå, ó êîòîðûõ ïðîèñõîäèò ïåðåõîä îò îäèíàðíîãî íàáîðà õðîìîñîì ê äâîéíîìó. Òàê ðàñòóò ãåíåòè÷åñêèå âîçìîæíîñòè îðãàíèçìîâ. Äàëüíåéøàÿ ýâîëþöèÿ øëà ïî ñîâåðøåíñòâîâàíèþ ñåìÿí. Ïåðåõîä ê ñåìåííîìó ðàçìíîæåíèþ îáëàäàë ðÿäîì ýâîëþöèîííûõ ïðåèìóùåñòâ, è ñåìåííûå ðàñòåíèÿ ðàçðàñòàëèñü. Ïîÿâèëèñü ïåðâûå õâîéíûå. Ê êîíöó ïåðèîäà êàðáîíà (285 ìëí ëåò íàçàä) êëèìàò ñòàë áîëåå çàñóøëèâûì, çåìíîâîäíûå, êîòîðûå ïðåîáëàäàëè ýòè 60 ìëí ëåò êàìåííîóãîëüíîãî ïåðèîäà, ñòàëè âûòåñíÿòüñÿ ïðåñìûêàþùèìèñÿ, ñïîñîáíûìè óäàëÿòüñÿ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ îò âîäîåìîâ.
 êîíöå ïàëåîçîéñêîé ýðû, â ïåðìè, âîçäóõ îñâàèâàþò îãðîìíîå êîëè÷åñòâî íàñåêîìûõ. Ïîÿâèëèñü è ïîêðûòîñåìåííûå ðàñòåíèÿ. Òàêèå ñåìåíà ìîãëè ïåðåíîñèòü æèâîòíûå, è ðàñòåíèÿ ôîðìèðîâàëè ñðåäñòâà, ïðèâëåêàþùèå æèâîòíûõ. Öâåòêîâûå — ÷ðåçâû÷àéíî ðàçíîîáðàçíû ïî öâåòó, ôîðìå è çàïàõó. È ñåé÷àñ â òðîïè÷åñêèõ ëåñàõ ïî÷òè 80 % ñîñòàâëÿþò ïîêðûòîñåìåííûå ðàñòåíèÿ. Çåìíîâîäíûå (àìôèáèè) æèëè íà ñóøå; ó íèõ óñîâåðøåíñòâîâàëîñü ëåãî÷íîå äûõàíèå, ðàçâèëèñü ïÿòèïàëûå êîíå÷íîñòè ñ ïëå÷åâûì è áåäðåííûì ñóñòàâàìè. Íî ðàçìíîæàëèñü îíè ñ ïîìîùüþ èêðû, êîòîðóþ ìåòàëè â âîäó, ïîýòîìó îíè íå ìîãëè óäàëÿòüñÿ äàëåêî îò âîäîåìîâ.  ñâÿçè ñ ýòèì ãîñïîäñòâî çåìíîâîäíûõ íà Çåìëå áûëî íåïðîäîëæèòåëüíûì.
Ìåçîçîéñêàÿ ýðà ïðîäîëæàëàñü 170 ìëí ëåò è çàêîí÷èëàñü 70 ìëí ëåò íàçàä. Îíà ðàçäåëåíà íà òðè ïåðèîäà: òðèàñîâûé, þðñêèé è ìåëîâîé. Åå íàçûâàþò ýðîé ïðåñìûêàþùèõñÿ, ðàñïðîñòðàíèâøèõñÿ ïî âñåé ïëàíåòå è äîñòèãøèõ îãðîìíîãî ðàçíîîáðàçèÿ. Íåêîòîðûå ðåïòèëèè ñòàëè õèùíûìè, à äðóãèå — òðàâîÿäíûìè.  òðèàñå ðàçìåðû äèíîçàâðîâ äîñòèãëè 6 ì â äëèíó è óâåëè÷èâàëèñü ïî ìåðå îâëàäåíèÿ ïëàíåòîé. Ïîÿâèëèñü ÷åðåïàõè, êðîêîäèëû è ïåðâûå ìëåêîïèòàþùèå.  þðñêèé ïåðèîä (äëèâøèéñÿ 60 ìëí ëåò) âîçíèêëè ïòèöû, íî ïåðâûå (àðõåîïòåðèêñ) íàïîìèíàëè íå òîëüêî ïòèö, íî è ðåïòèëèé. Ðàçâèâàëèñü ìîðñêèå ðåïòèëèè — èõòèîçàâðû è ïëåçèîçàâðû, ïîÿâèëèñü ëåòàþùèå ÿùåðû — ïòåðîäàêòèëè. Ê ìåëîâîìó ïåðèîäó îòíîñèòñÿ ïîÿâëåíèå ãèãàíòñêèõ ðàñòèòåëüíîÿäíûõ äèíîçàâðîâ — áðàõèîçàâðîâ (äëèíîé äî 30 ì, ìàññîé äî 50 ò).  êîíöå ìåçîçîÿ êëèìàò ñòàë áîëåå õîëîäíûì, ñîêðàòèëèñü ïëîùàäè îáëàñòåé ñ áîãàòîé ðàñòèòåëüíîñòüþ, ÷òî
583
ïðèâåëî ê ãèáåëè ñíà÷àëà ðàñòèòåëüíîÿäíûõ, à çàòåì è ïëîòîÿäíûõ äèíîçàâðîâ. Ïðåèìóùåñòâî â ðàçâèòèè ïðè ïîõîëîäàíèè ïîëó÷èëè òåïëîêðîâíûå æèâîòíûå — ïòèöû è ìëåêîïèòàþùèå.
Êàéíîçîéñêàÿ ýðà, êîòîðàÿ íà÷àëàñü 67 ìëí ëåò íàçàä, ðàçäåëåíà íà òðè ïåðèîäà: ïàëåîãåí, íåîãåí è ÷åòâåðòè÷íûé. Ïðåîáëàäàþò öâåòêîâûå ðàñòåíèÿ, íàñåêîìûå, ïòèöû è ìëåêîïèòàþùèå; ïðîãðåññèðóþò ïîêðûòîñåìåííûå ðàñòåíèÿ, ôîðìèðóÿ íîâûå ñèñòåìàòè÷åñêèå ãðóïïû.  íà÷àëå ïàëåîãåíà (ïàëåîöåíå) ïîñëå âûìèðàíèÿ äèíîçàâðîâ ïî÷òè âñå ýêîëîãè÷åñêèå íèøè íà ñóøå, âîäå è âîçäóõå çàíÿëè ìëåêîïèòàþùèå, ñðåäè íèõ ïîÿâèëèñü è ïåðâûå õèùíûå. Ìëåêîïèòàþùèå èìåëè áîëüøîå ïðåèìóùåñòâî ïåðåä ãîñïîäñòâîâàâøèìè ðàíåå ïðåñìûêàþùèìèñÿ, òàê êàê ìåíüøå çàâèñåëè îò ïåðåìåí îêðóæàþùåé ñðåäû. Îíè èìåëè áîëåå ðàçâèòûé ìîçã, âûíàøèâàëè äåòåíûøåé â òåëå ìàòåðè è ïèòàëè èõ ÷åðåç ïëàöåíòó, ïîääåðæèâàëè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðó òåëà. Îò ïåðâûõ õèùíèêîâ ïðîèçîøëè êîïûòíûå, îò íåêîòîðûõ âèäîâ íàñåêîìîÿäíûõ — ïðèìàòû.  íåîãåíå ïîÿâèëèñü ìíîãî÷èñëåííûå âèäû îáåçüÿí, à â êîíöå ïåðèîäà — ïëèîöåíå (8 — 3 ìëí ëåò íàçàä) ñôîðìèðîâàëèñü ïî÷òè âñå ñîâðåìåííûå ñåìåéñòâà ìëåêîïèòàþùèõ (òîãäà èõ áûëî 140, ñåé÷àñ — îêîëî 95). ×àñòü ìëåêîïèòàþùèõ óøëà â ìîðå: êèòîîáðàçíûå è ëàñòîíîãèå.
Ïàëåîãåí è íåîãåí èíîãäà íàçûâàþò òðåòè÷íûì ïåðèîäîì, à ÷åòâåðòè÷íûé ïåðèîä — àíòðîïîãåíîì. Ýòîò ïîñëåäíèé ïåðèîä, íà÷àâøèéñÿ 3 ìëí ëåò íàçàä, õàðàêòåðèçóåòñÿ çàìåòíûì ïîõîëîäàíèåì. Ñåâåðíîå ïîëóøàðèå ÷åòûðåæäû ïîäâåðãàåòñÿ îëåäåíåíèþ. Âûìèðàþò ìíîãèå êðóïíûå æèâîòíûå: ìàìîíòû, ñàáëåçóáûå òèãðû è äð. Ïðèðîäà ïðèíèìàåò ïî÷òè ñîâðåìåííûé âèä, â æèâîòíûõ ôîðìèðóþòñÿ òåíäåíöèè ñòàäíîãî îáðàçà æèçíè. Ïðè ýòîì ó ìëåêîïèòàþùèõ ïåðåõîä ê ñòàäíîìó îáðàçó æèçíè íå âåë ê ïîòåðå èíäèâèäóàëüíîñòè, êàê ó íàñåêîìûõ, à, íàîáîðîò, ïîä÷åðêèâàë åå. Ýòè òåíäåíöèè âåëè ê âîçíèêíîâåíèþ ÷åëîâåêà. Ýâîëþöèîííîå îòäåëåíèå âåòâè, êîòîðàÿ ïðèâåëà ê ïîÿâëåíèþ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, ïðîèçîøëî ïðèìåðíî 13 — 7 ìëí ëåò íàçàä.  ýìáðèîíàëüíîì ðàçâèòèè ÷åëîâåêà åñòü ÷åðòû, ïîõîæèå íà ÷åðòû âñåõ æèâîòíûõ òèïà õîðäîâûõ, êëàññà ìëåêîïèòàþùèõ, ïîäêëàññà ïëàöåíòàðíûõ è îòðÿäà ïðèìàòîâ.
14.6. ×åëîâåê — êà÷åñòâåííî íîâàÿ ñòóïåíü ðàçâèòèÿ áèîñôåðû
Ñîâðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ÷åëîâåêå ñâÿçàíû ñ ôåíîìåíîì åãî ïîÿâëåíèÿ êàê èòîãà ýâîëþöèè îðãàíè÷åñêîãî ìèðà. Íåêîòîðûå ó÷åíûå ñ÷èòàþò íà÷àëîì âûäåëåíèÿ ÷åëîâåêà — ïîÿâëåíèå ïðÿìîõîæäåíèÿ. Îñòàíêè òàêîãî ÷åëîâåêà íàéäåíû â Ýôèîïèè, èì îêîëî 4 ìëí ëåò. Ïî íèì ìîæíî âèäåòü, ÷òî òîãäà íå áûëî íè
584
îãíÿ, íè îðóäèé òðóäà. Ïðÿìîõîæäåíèå îñâîáîäèëî ðóêè, ðàçâèâàëàñü ðóêà äëÿ èíûõ öåëåé — íà íåé âûäåëèëñÿ áîëüøîé ïàëåö. Ïîÿâëåíèå îãíÿ äàòèðîâàíî 1,4 — 1,9 ìëí ëåò. Âûäåëÿåò ÷åëîâåêà èç æèâîòíîãî ìèðà íå òîëüêî èñïîëüçîâàíèå îãíÿ, íî è çàõîðîíåíèå òðóïîâ.  Êåíèè íàéäåíî çàõîðîíåíèå ÷åëîâåêà â âîçðàñòå ÷åëîâåêà óìåëîãî, êîòîðîìó 1,8 ìëí ëåò. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî çàñåëåíèå Åâðîïû è Àçèè øëî ñ Áëèæíåãî Âîñòîêà.  ðàéîíå Ãîðíî-Àëòàéñêà àêàäåìèê À. Ï. Îêëàäíèêîâ îáíàðóæèë ñëåäû ãîìèíèçàöèè íà îòìåòêå 1,5 ìëí ëåò.
Ïîÿâëåíèå ÷åëîâåêà — êà÷åñòâåííî íîâûé ýòàï ðàçâèòèÿ áèîñôåðû, êîòîðûé îáåñïå÷èë ðàçóì ÷åëîâåêà. Áëàãîäàðÿ ðàçóìó ÷åëîâå÷åñòâî ñòàëî ñàìîîðãàíèçóþùåéñÿ ñèñòåìîé. Åùå â ïðîøëîì âåêå È. Ì. Ñå÷åíîâ ãîâîðèë, ÷òî ïîíÿòü ÷åëîâåêà ìîæíî òîëüêî â åäèíñòâå ïëîòè, äóõà è ïðèðîäû, ÷àñòüþ êîòîðîé îí ÿâëÿåòñÿ (1861): «Îðãàíèçì áåç âíåøíåé ñðåäû, ïîääåðæèâàþùåé åãî ñóùåñòâîâàíèå, íåâîçìîæåí, ïîýòîìó â íàó÷íîå îïðåäåëåíèå îðãàíèçìà äîëæíà âõîäèòü è ñðåäà, âëèÿþùàÿ íà íåãî». Ñõîäñòâî ÷åëîâåêà ñ æèâîòíûì îïðåäåëÿåòñÿ íå òîëüêî ýëåìåíòíûì ñîñòàâîì è ñòðîåíèåì òåëà (òå æå áåëêè è íóêëåèíîâûå êèñëîòû, òå æå ñòðóêòóðû è îðãàíû), íî è ïîâåäåíèåì. Êðîìå òîãî, ÷åëîâå÷åñêèé çàðîäûø ïðîõîäèò âî âíóòðèóòðîáíîì ðàçâèòèè âñå ñòàäèè ýâîëþöèè âèäà. Äîïîëíèòåëüíûå äîêàçàòåëüñòâà: ðóäèìåíòàëüíûå îðãàíû, àòàâèçì, ìíîãèå ÷åðòû ïîâåäåíèÿ. Ó æèâîòíûõ, êàê è ó ÷åëîâåêà, ðàçâèòà ñèñòåìà îáùåíèÿ ñ ïîìîùüþ òåõ èëè èíûõ ñèãíàëîâ.
Èçó÷èâ îãðîìíûé ìàòåðèàë ïî çàðîäûøåâîìó ðàçâèòèþ ãóáîê, èãëîêîæèõ, êèøå÷íîïîëîñòíûõ è äðóãèõ áåñïîçâîíî÷íûõ, íàøè åñòåñòâîèñïûòàòåëè È. È. Ìå÷íèêîâ è À. Î. Êîâàëåâñêèé îáîñíîâàëè èäåþ åäèíñòâà ïðîèñõîæäåíèÿ âñåãî îðãàíè÷åñêîãî ìèðà. Ðàçâèâàÿ ýòè èññëåäîâàíèÿ è îáíàðóæèâ âíóòðèêëåòî÷íîå ïèùåâàðåíèå â ïîäâèæíûõ êëåòêàõ ñîåäèíèòåëüíîé òêàíè áåñïîçâîíî÷íûõ, Ìå÷íèêîâ ðàçðàáîòàë òåîðèþ ôàãîöèòåëëû — òåîðèþ ïðîèñõîæäåíèÿ ìíîãîêëåòî÷íûõ îðãàíèçìîâ (1880). Ôàãîöèòîç — ýòî ñïîñîáíîñòü îñîáûõ, áëóæäàþùèõ êëåòîê àêòèâíî çàõâàòûâàòü è óíè÷òîæàòü ðàçëè÷íûå èíîðîäíûå òåëà (â òîì ÷èñëå è ìèêðîáû). Åñëè ïîáåæäàþò ôàãîöèòû, áîëüíîé âûçäîðàâëèâàåò, â ïðîòèâíîì ñëó÷àå — óìèðàåò. Ó âûñøèõ æèâîòíûõ, íàïðèìåð, òèïè÷íûìè ôàãîöèòàìè (ïîæèðàòåëÿìè) ÿâëÿþòñÿ áåëûå êðîâÿíûå òåëüöà — ëåéêîöèòû. Ïðîöåññ ïðîíèêàíèÿ ëåéêîöèòîâ ÷åðåç ñòåíêè ñîñóäîâ ê ìåñòó âîñïàëåíèÿ — îäíî èç íàèáîëåå èíòåðåñíåéøèõ ÿâëåíèé ïðèðîäû. Íà ìíîãèõ îïûòàõ ñ õîëåðíûìè ìèêðîáàìè (â òîì ÷èñëå è íà ñàìîì ñåáå) Ìå÷íèêîâ äîêàçàë, ÷òî ôàãîöèòîç èãðàë íàèáîëüøóþ ðîëü â ôîðìèðîâàíèè íåâîñïðèèì÷èâîñòè îðãàíèçìà ê èíôåêöèÿì.
 ïðèòÿãàòåëüíóþ äëÿ ëþáîãî ÷åëîâåêà îáëàñòü ÿâëåíèé ïñèõèêè âïåðâûå ïðîíèê È.Ì.Ñå÷åíîâ. Îí ïåðâûì âûñêàçàë ïîëîæåíèå î íàëè÷èè
585
ñâÿçè æèçíåííîé äåÿòåëüíîñòè êëåòêè ñ âíåøíåé ñðåäîé. Ñå÷åíîâ äîêàçàë, ÷òî ïñèõè÷åñêàÿ æèçíü ÷åëîâåêà è, â ÷àñòíîñòè, åãî ñîçíàíèå ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòîì äåÿòåëüíîñòè ìîçãîâûõ êëåòîê (1863). Îí óòâåðæäàë, ÷òî âñå àêòû ñîçíàòåëüíîé è áåññîçíàòåëüíîé æèçíè ÷åëîâåêà ïî ñïîñîáó ïðîõîæäåíèÿ — òîëüêî ðåôëåêñû, ïðè÷åì èñòî÷íèêîì ðåôëåêñîâ ìîãóò áûòü êàê âíóòðåííèå, òàê è âíåøíèå ðàçäðàæèòåëè. Ó ÷åëîâåêà â êà÷åñòâå òàêèõ èñòî÷íèêîâ ìîãóò áûòü íðàâñòâåííûå ðåãóëÿòîðû. Äåìîíñòðèðóÿ â îïûòàõ íà ñåáå ñêîðîñòü ïðîõîæäåíèÿ ðåôëåêñà, îí ñèëîé âîëè çàäåðæèâàë ñêîðîñòü íåêîòîðûõ èç íèõ. Îòñþäà — îñîáàÿ ðîëü ñòîëêíîâåíèÿ ÷åëîâåêà ñ æèçíüþ, âîñïèòàíèÿ â øèðîêîì ñìûñëå ñëîâà â íðàâñòâåííîé ðåãóëÿöèè ïîñòóïêîâ, à çíà÷èò, è â ñêîðîñòè òåõ èëè èíûõ ðåàêöèé îðãàíèçìà. Ýòè èññëåäîâàíèÿ äàëè îñíîâàíèÿ È. Ï. Ïàâëîâó óòâåðæäàòü, ÷òî «ïðèáëèæàåòñÿ âàæíûé ýòàï ÷åëîâå÷åñêîé ìûñëè, êîãäà ôèçèîëîãè÷åñêîå è ïñèõîëîãè÷åñêîå, îáúåêòèâíîå è ñóáúåêòèâíîå äåéñòâèòåëüíî ñîëüþòñÿ è... îòïàäåò åñòåñòâåííûì ïóòåì ïðîòèâîïîñòàâëåíèå ìîåãî ñîçíàíèÿ ìîåìó òåëó». Ïàâëîâ ïåðåøåë îò èçó÷åíèÿ ñâÿçåé îðãàíèçìà ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé, îñóùåñòâëÿåìûõ íåðâíîé ñèñòåìîé, ê èññëåäîâàíèÿì ôóíêöèé áîëüøèõ ïîëóøàðèé ãîëîâíîãî ìîçãà. Îí ðàçäåëèë ðåôëåêñû íà áåçóñëîâíûå è óñëîâíûå.  1925 ã. îí îòêðûë ïðè ñâîåé ëàáîðàòîðèè äâå êëèíèêè — íåðâíóþ è ïñèõèàòðè÷åñêóþ, â êîòîðûõ ïðèìåíÿë äëÿ ëå÷åíèÿ ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå â èññëåäîâàíèÿõ âûñøåé íåðâíîé äåÿòåëüíîñòè. Òàêèì îáðàçîì, îí ïîêàçàë, ÷òî ðÿä íàðóøåíèé äóøåâíîé äåÿòåëüíîñòè (íàïðèìåð, øèçîôðåíèÿ) ñâÿçàí ñ ïîä÷åðêíóòûì ïðîÿâëåíèåì òàê íàçûâàåìîãî îõðàíèòåëüíîãî òîðìîæåíèÿ.
Èññëåäóÿ êà÷åñòâåííûå ðàçëè÷èÿ âûñøåé íåðâíîé äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà è æèâîòíûõ, Ïàâëîâ ðàçðàáîòàë ó÷åíèå î äâóõ ñèãíàëüíûõ ñèñòåìàõ: ïåðâîé, îáùåé äëÿ îáîèõ, è âòîðîé, ñâîéñòâåííîé òîëüêî ÷åëîâåêó. Âûñøèå æèâîòíûå ñïîñîáíû ïîíèìàòü ñëîâà è ýìîöèè, íî îíè íå ñïîñîáíû ê ôîðìèðîâàíèþ îòâëå÷åííûõ ïîíÿòèé. Ìûøëåíèå æèâîòíûõ âñåãäà êîíêðåòíî, òîãäà êàê ÷åëîâåê ôîðìèðóåò îáîáùåíèÿ, ïîíÿòèÿ. Ïðè ïîìîùè âòîðîé ñèãíàëüíîé ñèñòåìû îñóùåñòâëÿåòñÿ âûñøåå ÷åëîâå÷åñêîå îòâëå÷åííîå ìûøëåíèå. Ñïîñîáíîñòü ê ïîíÿòèéíîìó ìûøëåíèþ îòðàæàåò èíòåëëåêò ÷åëîâåêà. ×åëîâåê èìååò ïëàí ñâîåé ðàáîòû, îí ñïîñîáåí ñîçíàâàòü è ïîíèìàòü ïðîèñõîäÿùåå â ìèðå. Ðàçâèòàÿ ðå÷ü ïîçâîëèëà ðàñøèðèòü îáùåíèå ñ ïîìîùüþ ñëîâ, ê ýòîìó íå ñïîñîáíû æèâîòíûå. Íåäàðîì — «â íà÷àëå áûëî Ñëîâî». Îíî ñïîñîáñòâîâàëî îðãàíèçàöèè ëþäåé â îáùåñòâî. ×åëîâåê íå òîëüêî ñïîñîáåí ê òðóäó, íî è öåëåíàïðàâëåííî èçãîòîâëÿòü îðóäèÿ òðóäà.
Ìèð æèâîãî — ñàìîîðãàíèçóþùèéñÿ. Ïîäîáíî òîìó êàê áèîñôåðà — ñàìîîðãàíèçóþùàÿ öåëîñòíîñòü, òàêîâû è âñå åå óðîâíè. Äëÿ æèâîòíîãî ìèðà ôîðìîé îðãàíèçàöèè ÿâëÿåòñÿ ñòàäî. Ñîöèàëüíîå ïîâåäåíèå æèâîòíûõ — ýòî ýâîëþöèîííûé ìåõàíèçì, îïðåäåëÿåìûé ïðåèìóùåñòâàìè îáùåñòâåííîé æèçíè. Ïîñòåïåííî ïîòðåáíîñòü â îáåñïå÷åíèè áåçîïàñíîñòè ó æèâîòíûõ ñòàíîâèëàñü âûñøåé ïîòðåáíîñòüþ, ñôîðìèðîâàëà ñîîòâåòñòâóþùèå èíñòèíêòû. Ñíà÷àëà áûëà àíîíèìíàÿ ñòàÿ, ïîòîì ïîÿâèëàñü áåçëè÷íàÿ,
586
çàòåì ëè÷íàÿ ñåìüÿ. Ýòîëîãèÿ (îò ãðå÷. ýòîñ — ïîâåäåíèå, õàðàêòåð, íðàâ) — íàóêà î ïîâåäåíèè æèâîòíûõ — ïîêàçûâàåò, ÷òî â æèâîòíîì ìèðå åñòü îáùåñòâåííàÿ æèçíü ñ ýìîöèÿìè è ÷óâñòâàìè. Ê. Ôðèø ýêñïåðèìåíòèðîâàë ñ ï÷åëàìè, à Ê.Ëîðåíö è Í.Òèíáåðãåí èçó÷àëè áîëåå ñëîæíîå ïîâåäåíèå ìíîãèõ âèäîâ ïòèö, ðûá, ìëåêîïèòàþùèõ è íàñåêîìûõ.
Ïðîáëåìà ñîîòíîøåíèÿ ñîöèàëüíîãî è áèîëîãè÷åñêîãî èíòåðåñîâàëà ó÷åíûõ è ôèëîñîôîâ âî âòîðîé ïîëîâèíå XX â. Ëþáîâü — ñäåðæèâàþùèé àãðåññèþ ôàêòîð, ýâîëþöèîííî âûãîäíûé, ïîñêîëüêó îáåñïå÷èâàåò ðåïðîäóêöèþ. Ó áîëüøîãî ÷èñëà âèäîâ ñóùåñòâóåò èåðàðõè÷åñêàÿ ôîðìà îðãàíèçàöèè, â òîì ÷èñëå è ó âûñøèõ æèâîòíûõ. Óïðàâëÿåò òàêîé îðãàíèçàöèåé ÷àùå âñåãî îäíà îñîáü, íî âñòðå÷àåòñÿ è êîëëåãèàëüíîå óïðàâëåíèå. Ï÷åëû, ìóðàâüè è òåðìèòû æèâóò êîëîíèÿìè, îðãàíèçîâàííûìè ïî êàñòîâîìó ïðèçíàêó. Ïðèìàòû èìåþò áîëåå ãèáêóþ ñèñòåìó, â êîòîðîé âîçìîæíî ïåðåðàñïðåäåëåíèå ðîëåé. Åñòü ãðóïïû, êîòîðûå âåäóò íåïðèìèðèìóþ áîðüáó çà ïåðâåíñòâî, òàêèìè ÿâëÿþòñÿ ñîîáùåñòâà êðûñ — ñïóòíèêîâ ÷åëîâåêà. Ïî Ëîðåíöó, «êðûñà ïîëüçóåòñÿ òåìè æå ìåòîäàìè, ÷òî è ÷åëîâåê: òðàäèöèîííîé ïåðåäà÷åé îïûòà è åãî ðàñïðîñòðàíåíèåì âíóòðè òåñíî ñïëî÷åííîãî ñîîáùåñòâà... Òàì, ãäå îòáîð ïðîèçâîäèòñÿ ñîïåðíè÷åñòâîì ñîðîäè÷åé ñàìèì ïî ñåáå, — òàì ñóùåñòâóåò îãðîìíàÿ îïàñíîñòü, ÷òî ñîðîäè÷è â ñëåïîé êîíêóðåíöèè çàãîíÿò äðóã äðóãà â ñàìûå òåìíûå òóïèêè ýâîëþöèè». Ê 80-ì ãã. ïîçèöèÿ Ëîðåíöà ñìåñòèëàñü â ñòîðîíó áîëüøåé ãóìàíèçàöèè ÷åëîâåêà è îáùåñòâà. Áèîëîãèçàöèÿ ÷åëîâåêà âåäåò íå òîëüêî ê ïàññèâíîñòè â âîñïèòàíèè, îíà ìîæåò ñëóæèòü è èäåéíûì îñíîâàíèåì ðàçëè÷íûõ ôîðì ðàñèçìà. Íî ê íà÷àëó XXI â. áûë ðàñøèôðîâàí ãåíîì ÷åëîâåêà, è ñòàëî èçâåñòíî, ÷òî ðàñîâûå îòëè÷èÿ â íåì îòñóòñòâóþò.
×åëîâåê — áèîñîöèàëüíîå ñóùåñòâî. Îí ïðîøåë ïóòü ýâîëþöèè, ñôîðìèðîâàëîñü îáùåñòâî, è ÷åëîâåê — åãî ñîöèàëüíûé ïðîäóêò. Ðàçðóøåíèå â ÷åëîâåêå åãî ñîöèàëüíîé ñóùíîñòè — âîçâðàò ê æèâîòíîìó ìèðó. Ýòè ïðîáëåìû îáñóæäàëèñü åùå â àíòè÷íîñòè: êèíèêè âèäåëè ïðèðîäó ÷åëîâåêà â åãî åñòåñòâåííîì îáðàçå æèçíè, Ýïèêóð — â åãî ÷óâñòâàõ (îäèíàêîâûõ ó ÷åëîâåêà è æèâîòíûõ), ñòîèêè — â ðàçóìå. Ñåé÷àñ ýòèì çàíèìàåòñÿ íàóêà — ñîöèî-áèîëîãèÿ. Ïîýòîìó ÷åëîâåê îáðå÷åí íà ðàçâèòèå, íà ñàìîóñîâåðøåíñòâîâàíèå ÷åðåç èíäèâèäóàëüíîñòü è ÷åðåç îáùåñòâî. Èíäèâèäóàëüíîñòü îòòà÷èâàåò ìèðîïîíèìàíèå, îáùåñòâî ñòàâèò ðàìêè, â êîòîðûõ èíäèâèäóàëüíîå ìèðîïîíèìàíèå èãðàåò ïîëîæèòåëüíóþ ðîëü â îáùåñòâå. Ïîÿâëåíèå ïðîòèâîðå÷èé ìåæäó èíäèâèäóàëüíûì è îáùåñòâåííûì îòðàæàåò èíåðöèþ â ðàçâèòèè; îíà ñïàñàåò îò êðàéíèõ ôëóêòóàöèé â ðàçâèòèè èíäèâèäóàëüíîñòè è äåéñòâèé èíäèâèäà â îòíîøåíèè îáùåñòâà. Íî ñëèøêîì áîëüøàÿ èíåðöèîííîñòü îáùåñòâà ìîæåò è «çàäàâèòü» ëè÷íîñòü, åñëè èíäèâèäóàëüíîñòü íå áóäåò åå ó÷èòûâàòü, ò.å. ñèñòåìà «ëè÷íîñòü — îáùå-
587
ñòâî» ðàçâèâàåòñÿ â ñàìîñîãëàñîâàííîì ðåæèìå: ëè÷íîñòü ñîçðåâàåò â îáùåñòâå, à îáùåñòâî ñîçäàåòñÿ ïîä âëèÿíèåì ëè÷íîñòè. Åäèíñòâî áèîëîãè÷åñêîãî è ñîöèàëüíîãî — îñíîâà ôåíîìåíîëî-ãèëèçìà ÷åëîâåêà. Ïðèìåðîâ íàðóøåíèÿ ýòîãî áàëàíñà â ÷åëîâå÷åñêîé èñòîðèè ïðåäîñòàòî÷íî, è âñå îíè ïîó÷èòåëüíû. Ìíîãîêðàòíî îáùåñòâî ðàñïðàâëÿëîñü ñ èíäèâèäóàëüíîñòüþ, ÷åì íàíîñèëî óùåðá ñâîåìó ðàçâèòèþ. ×àñòî è ãåíèàëüíàÿ ëè÷íîñòü ââåðãàëà îáùåñòâî â ðàçëè÷íûå àâàíòþðû.
Îáùåñòâî òîæå ïðîøëî îïðåäåëåííóþ ýâîëþöèþ. Ñóùåñòâóåò êóëüòóðíî-èñòîðè÷åñêàÿ êîíöåïöèÿ, èäóùàÿ èç Äðåâíåé Ãðåöèè. Ãåðîäîò ïðîòèâîïîñòàâëÿë Åâðîïó — ìèð ýëëèíñêèõ ïîëèñîâ è Àçèþ — ïåðñèäñêóþ ìîíàðõèþ. Äåëåíèå íà ïðîëåòàðèàò è áóðæóàçèþ â íåêîòîðîì ðîäå ñîîòâåòñòâóåò ýòîé êîíöåïöèè. Ñîãëàñíî äðóãîé êîíöåïöèè, èñòîðèÿ îáùåñòâà — åäèíûé ïðîöåññ ðàçâèòèÿ âñåé ïëàíåòû. Ñíà÷àëà îáùåñòâî îïèðàëîñü íà ÷åòûðå èìïåðèè — Àññèðèéñêóþ, Ïåðñèäñêóþ, Ìàêåäîíñêóþ è Ðèìñêóþ. À.Äæ.Òîéíáè â êà÷åñòâå åäèíèöû âñåìèðíîé èñòîðèè âûáðàë íàöèîíàëüíîå ãîñóäàðñòâî, ïûòàÿñü ñîâìåñòèòü ýòè îáà ïîäõîäà. Ïîòîì çàìåíèë íîâîé åäèíèöåé — ëîêàëüíîé öèâèëèçàöèåé. Îí âûäåëèë ñðåäè «íååâðîïåéñêèõ» 21 öèâèëèçàöèþ â 16 ðåãèîíàõ ïëàíåòû. Ñðåäè öèâèëèçàöèé — «ïðèìèòèâíûå» è «öèâèëèçîâàííûå». Ðàçâèòèå îáùåñòâà èäåò ÷åðåç ìèìåñèñ (ïîäðàæàíèå).  ïðèìèòèâíûõ öèâèëèçàöèÿõ — ýòî ïîäðàæàíèå ïðåäêàì, ò. å. îáùåñòâà ñòàòè÷íû. Öèâèëèçîâàííûå îáùåñòâà äèíàìè÷íû: ïîäðàæàþò ëè÷íîñòÿì, êîòîðûå «áðîñàþò âûçîâ» òðóäíîñòÿì è ïðåîäîëåâàþò èõ ÷åðåç óñèëèÿ. Ýòèìè âûçîâàìè ìîãóò áûòü ïðèðîäíûå êàòàêëèçìû, íàïàäåíèå ÷óæåçåìöåâ èëè ðàñïàä ïðåäûäóùèõ öèâèëèçàöèé. Îáúåäèíèòåëüíûå òåíäåíöèè ðàçâèòèÿ îáùåñòâ Òîéíáè ñâÿçàë ñ ìèðîâûìè ðåëèãèÿìè, ñðåäè êîòîðûõ — çîðîàñòðèçì, èóäàèçì, áóääèçì, õðèñòèàíñòâî, èñëàì. Ïðè ýòîì îí ïîñòåïåííî ïðèøåë ê èäåå «ýêóìåíè÷åñêîãî» âèäåíèÿ èñòîðèè, ñ÷èòàÿ, ÷òî ãëàâíîå ïîñëåäíåå åäèíåíèå ìîæåò áûòü äîñòèãíóòî íà áàçå îáúåäèíåííîé ðåëèãèè.
Óíèâåðñàëüíûé ýâîëþöèîíèçì èñõîäèò èç ïðåäñòàâëåíèÿ, ÷òî âîçíèêíîâåíèå äóõîâíîãî ìèðà ÷åëîâåêà, åãî ïëàíåòû è Âñåëåííîé — ðåçóëüòàò ñàìîîðãàíèçàöèè, ñàìîðàçâèòèÿ ÷åëîâåêà êàê áèîëîãè÷åñêîãî âèäà è îáùåñòâà êàê ñòðóêòóð ÷åëîâå÷åñòâà.
14.7. Êîíöåïöèè êîýâîëþöèè è íîîñôåðû
Õèìè÷åñêóþ ýâîëþöèþ ìîæíî òðàêòîâàòü êàê ðåçóëüòàò âçàèìîäåéñòâèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, áèîëîãè÷åñêóþ — îðãàíèçìîâ, êîíöåïöèÿ êîýâîëþöèè îáúÿñíÿåò ýâîëþöèþ â ñõåìå «õèùíèê— æåðòâà», êîãäà îáà îáúåêòà äîëæíû ïîñòîÿííî ñîâåðøåíñòâîâàòüñÿ. Êîíöåïöèÿ êîýâîëþöèè îáúÿñíÿåò ñóùåñòâîâàíèå àëüòðóèçìà
588
ó æèâîòíûõ — çàáîòó î ïîòîìñòâå, ïîâèíîâåíèå âîæàêàì, âçàèìîïîìîùü â òðóäíûõ óñëîâèÿõ è ò.ä.
Ãèïîòåçà î Ãåå — Çåìëå âîçíèêëà íà îñíîâå êîíöåïöèè êîýâîëþöèè, ó÷åíèÿ î áèîñôåðå è ýêîëîãèè. Åå ñôîðìóëèðîâàëè õèìèê Äæ. Ëàêëîê è ìèêðîáèîëîã Ë. Ìàðãóëèñ, âüùåëèâ íåðàâíîâåñíîñòü àòìîñôåðû Çåìëè. Ýòî îáû÷íî ñ÷èòàåòñÿ ïðèçíàêîì æèçíè, âåäü ïðèñóòñòâèå æèçíè îáíàðóæèâàåòñÿ ÷åðåç èçìåíåíèå õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà àòìîñôåðû. Ïðèìåíèâ ê Çåìëå ñèñòåìíûé ïîäõîä, Ëàâ-ëîê ââåë ïîíÿòèå ãåîôèçèîëîãèè. Îíè ïîñ÷èòàëè, ÷òî ñîõðàíåíèå â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè õèìè÷åñêîé íåðàâíîâåñíîñòè àòìîñôåðû îïðåäåëåíî ñîâîêóïíîñòüþ æèçíåííûõ ïðîöåññîâ. Íà ðàííåé Çåìëå ñóùåñòâîâàë ìåõàíèçì àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ òåïëîâûõ ïðîöåññîâ, îñóùåñòâëÿåìûé äâóîêèñüþ àçîòà. Òàê âîçíèêàëî ïðåïÿòñòâèå äëÿ ïîòåïëåíèÿ ïðè ðîñòå ÿðêîñòè ñîëíå÷íîãî ñâåòà — ìåõàíèçì îáðàòíîé ñâÿçè. Èçìåíåíèå ÿðêîñòè ñîëíå÷íîãî ñâåòà óâåëè÷èâàåò ðàçíîîáðàçèå, ñïîñîáíîñòü ðåãóëèðîâàòü òåìïåðàòóðó ïîâåðõíîñòè Çåìëè, ò. å. óâåëè÷èâàåòñÿ áèîìàññà.
Íî Çåìëÿ — ñàìîðåãóëèðóþùàÿñÿ ñèñòåìà. Ýòî ñâÿçàíî ñ íàëè÷èåì áèîòû è îêðóæàþùåé ñðåäû, êîòîðàÿ ñïîñîáíà ìåíÿòü õèìè÷åñêèé ñîñòàâ àòìîñôåðû è ïîääåðæèâàòü ñòîëü âàæíîå äëÿ æèçíè ïîñòîÿíñòâî êëèìàòà. Êîãäà ýòà ñèñòåìà íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè, áëèçêîì ê ãðàíèöàì ñàìîðåãóëÿöèè (ñòðåññ), òî äàæå ìàëîå èçìåíåíèå êàêîãî-òî ïàðàìåòðà ñïîñîáíî âûçâàòü ïåðåõîä â íîâîå ñòàöèîíàðíîå ñîñòîÿíèå («ýôôåêò áàáî÷êè», ñì. ãë. 13). Æèçíü íà Çåìëå — ñåòü ñâÿçåé, îáåñïå÷èâàþùèõ ñàìîðåãóëÿöèþ ñèñòåìû. Ìàðãóëèñ ïðåäïîëîæèëà, ÷òî ýóêàðèîòè÷åñêèå êëåòêè ïðîèçîøëè îò ñèìáèîçà ïðîêàðèîòè÷åñêèõ (òèïà áàêòåðèé), ìèòîõîíäðèè — îò àýðîáíûõ áàêòåðèé, à õëîðîïëàñòà áûëè òîãäà ôîòîñèíòåçè-ðóþùèìè áàêòåðèÿìè. Ïîýòîìó ñèìáèîç — îäèí èç íàèáîëåå ñîçèäàòåëüíûõ ôàêòîðîâ ýâîëþöèè. Ñîâìåñòíàÿ æèçíü ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ðàçíîîáðàçèÿ, ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ íîâûõ âèäîâ è ïðèçíàêîâ. Ýòà ñèìáèîòè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ èäåÿìè ñèíåðãåòèêè. Îáðàçîâàíèå êîëîíèè, ê ïðèìåðó, ìîæíî îïèñàòü òàê. Íà÷àëüíîé ôëóêòóàöèåé ñëóæèò ëîêàëüíîå óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè êîìî÷êîâ çåìëè, âîçíèêøåå â êàêîé-òî òî÷êå ïðåáûâàíèÿ êîëîíèè òåðìèòîâ. Êàæäûé òàêîé êîìî÷åê ïðèâëåêàòåëåí äëÿ äðóãèõ, ïîñêîëüêó ïðîïèòàí ãîðìîíàìè. Ôëóêòóàöèÿ ðàçðàñòàåòñÿ äî ðàçìåðîâ, îãðàíè÷åííûõ ðàäèóñîì äåéñòâèÿ ãîðìîíà. Òàê öåëåñîîáðàçíîñòü íà óðîâíå îðãàíèçìîâ ñòàíîâèòñÿ öåëåñîîáðàçíîñòüþ íà óðîâíå ñîîáùåñòâà.
Ïîïûòêó íàó÷íî îáîñíîâàòü êà÷åñòâåííûå èçìåíåíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ïðèðîäû è îáùåñòâà ïîä âëèÿíèåì äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà ïðåäïðèíÿë Âåðíàäñêèé. Îí ñ÷èòàë, ÷òî Çåìëÿ è Êîñìîñ — åäèíàÿ ñèñòåìà, â êîòîðîé æèçíü è æèâîå âåùåñòâî èãðàþò âàæíóþ ðîëü. Âåðíàäñêèé ññûëàëñÿ íà ìèíåðîëîãà è áèîëîãà Ä. Ä. Äàíà — ñîâðåìåííèêà ×.Äàðâèíà, êîòîðûé ïîêàçàë, ÷òî ýâîëþöèÿ
589
æèâîãî âåùåñòâà èäåò â îïðåäåëåííîì íàïðàâëåíèè. Îí óêàçàë, ÷òî â õîäå ãåîëîãè÷åñêîãî âðåìåíè (áîëåå 2 ìëðä ëåò) íàáëþäàþòñÿ ñêà÷êîîáðàçíûé ðîñò è óñîâåðøåíñòâîâàíèå öåíòðàëüíîé íåðâíîé ñèñòåìû (ìîçãà), íà÷èíàÿ ñ ðàêîîáðàçíûõ è ìîëëþñêîâ äî ÷åëîâåêà, ýòîò íåîáðàòèìûé îäíîíàïðàâëåííûé ïðîöåññ Äàí íàçâàë öåôàëèçàöèåé. Èñõîäÿ èç ãåîëîãè÷åñêîé ðîëè ÷åëîâåêà À. Ï. Ïàâëîâ ãîâîðèë îá àíòðîïîãåííîé ýðå.  XX â. ÷åëîâåê íå òîëüêî çàêîí÷èë êàðòó Çåìëè, âûøåë â Êîñìîñ è îñìîòðåë åå ñî ñòîðîíû, îí áëàãîäàðÿ ñðåäñòâàì ñâÿçè ñòàë ÷àñòüþ åäèíîãî ÷åëîâå÷åñòâà. Ðàçâèòèå ×åëîâåêà è Îáùåñòâà â ïðèðîäíîé ñðåäå ñòàíîâÿòñÿ íåðàçðûâíûìè. Íî ïî ìàññå ñâîåé ÷åëîâå÷åñòâî ñîñòàâëÿåò íè÷òîæíóþ äîëþ ìàññû ïëàíåòû, çíà÷èò, ñèëà â ðàñòóùåì ðàçóìå, â öåôàëèçàöèè.
Ïîÿâëåíèå ÷åëîâåêà íå òîëüêî èçìåíèëî áèîñôåðó, íî è ðåçóëüòàòû åå ïëàíåòàðíîãî âëèÿíèÿ. Íà÷àëñÿ ïåðåõîä ïðîñòîãî ïðèñïîñîáëåíèÿ îðãàíèçìîâ ê ðàçóìíîìó ïîâåäåíèþ è öåëåíàïðàâëåííîìó èçìåíåíèþ îêðóæàþùåé ïðèðîäû ðàçóìíûìè ñóùåñòâàìè. Ïîñòåïåííî ÷åëîâåê ñòàë ðåøàþùèì ôàêòîðîì ïðåîáðàçîâàíèÿ ïëàíåòû, è ïîñëåäñòâèÿ ïîÿâëåíèÿ ÷åëîâåêà ðàçóìíîãî íà Çåìëå ìíîãîôóíêöèîíàëüíû. ×åëîâåê âûâåë ìíîãî íîâûõ ðàñòåíèé è æèâîòíûõ, óâåëè÷èâ ðàçíîîáðàçèå ïðèðîäû, íî ìíîãèå âèäû â ñèëó ðàçíûõ ïðè÷èí îêàçàëèñü íà ãðàíè óíè÷òîæåíèÿ èëè óæå èñ÷åçëè. Æèâàÿ ïðèðîäà àêòèâíî ðåàãèðóåò íà âìåøàòåëüñòâî â íåå ÷åëîâåêà. Áûñòðî âîçðîñëà, íàïðèìåð, íåâîñïðèèì÷èâîñòü ãðûçóíîâ è íàñåêîìûõ ê ÿäàì, êîòîðûå èñïîëüçóåò ÷åëîâåê. Ïîÿâëÿþòñÿ ñàìûå ðàçíûå ìóòàíòû. ×åëîâåê ñîçäàåò òåõíîñôåðó, íå ñîñòàâëÿþùóþ öåëîñòíóþ ñèñòåìó ñ áèîñôåðîé, íå ñïîñîáñòâóþùóþ ñîçäàíèþ íîâûõ çàïàñîâ ýíåðãèè. Óíè÷òîæåíèå ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ è æèâîãî, èçìåíåíèå ëàíäøàôòîâ è ñîñòàâà àòìîñôåðû ñòàâèò áèîñôåðó óæå íà ãðàíü êàòàñòðîôû.
Âåðíàäñêèé ãîâîðèë, ÷òî «áèîñôåðà ïåðåéäåò îäíàæäû â ñôåðó ðàçóìà — íîîñôåðó. Ïðîèçîéäåò âåëèêîå îáúåäèíåíèå, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî ðàçâèòèå ïëàíåòû ñäåëàåòñÿ íàïðàâëåííûì ñèëîé Ðàçóìà». Ñàì òåðìèí «íîîñôåðà» âîçíèê íà ñåìèíàðå, ãäå âûñòóïàë Âåðíàäñêèé ñî ñâîåé êîíöåïöèåé áèîñôåðû. Åãî øèðîêî èñïîëüçîâàëè Ý.Ëå Ðóà è Ï.Òåéÿð äå Øàðäåí, íî ïîíèìàëè åãî êàê «îáîëî÷êó ìûñëè» íà ïëàíåòå. Ïî ìíåíèþ Òåéÿðà äå Øàð-äåíà, âîçíèêíîâåíèå ìûñëè — ÿâëåíèå, êîòîðîå çíàìåíóåò ñîáîé «òðàíñôîðìàöèþ, çàòðàãèâàþùóþ ñîñòîÿíèå âñåé ïëàíåòû».
Íîîñôåðà — ýòî âûñøàÿ ñòóïåíü èíòåãðàöèè âñåõ ôîðì ñóùåñòâîâàíèÿ ìàòåðèè, êîãäà ëþáàÿ ïðåîáðàçóþùàÿ äåÿòåëüíîñòü ÷åëîâåêà áóäåò îñíîâûâàòüñÿ íà íàó÷íîì ïîíèìàíèè åñòåñòâåííûõ è ñîöèàëüíûõ ïðîöåññîâ è îðãàíè÷åñêè ñîãëàñîâûâàòüñÿ ñ îáùèìè çàêîíàìè ðàçâèòèÿ ïðèðîäû. Ýòî âûñøèé ýòàï ýâîëþöèè ñèñòåìû «ïðèðîäà — îáùåñòâî», êîòîðûé òîëüêî ôîðìèðóåòñÿ è äîëæåí áûòü, åñëè ÷åëîâå÷åñòâî õî÷åò æèòü áåç ãëîáàëüíûõ ïîòðÿñå-
590
íèé. Òàêîé òèï îòíîøåíèé «ïðèðîäà — îáùåñòâî» ñîîòâåòñòâóåò êîýâîëþöèè.  ñòðóêòóðå íîîñôåðû ìîæíî âûäåëèòü ÷åëîâå÷åñòâî, ñîâîêóïíîñòü íàó÷íûõ çíàíèé, ñóììó òåõíèêè è òåõíîëîãèé â åäèíñòâå ñ áèîñôåðîé.
Ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ çàïóñòèëà ãåîõèìè÷åñêèå öèêëû êðóãîâîðîòà õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, â êîòîðûå âòÿãèâàþòñÿ âñå íîâûå ìàññû âåùåñòâà. Îáðàçîâàâøèåñÿ òîëùè îñàäî÷íûõ ïîðîä çàïàñëè ýíåðãèþ áèîìàññû (â ôîðìå ãàçà, óãëÿ, íåôòè). Ýòè ïðåîáðàçîâàíèÿ ïëàíåòàðíîãî ìàñøòàáà è ïðîèçâåëè ÷åëîâåêà — íîñèòåëÿ Ðàçóìà. ×åëîâåê çàâèñèò îò áèîñôåðû, îí — åå ïîðîæäåíèå. ×òîáû ïîä÷èíèòü ñâîåìó ðàçâèòèþ ñðåäó îáèòàíèÿ, îí äîëæåí îâëàäåòü áèîñôåðíûìè ïðîöåññàìè, èíà÷å áóäåò îáðå÷åí êàê áèîëîãè÷åñêèé âèä. Íî îáåñïå÷åíèå êîýâîëþöèè ÷åëîâåêà, ïðèðîäû è îáùåñòâà òðåáóþò ââåäåíèÿ íåêîòîðûõ îãðàíè÷åíèé äåÿòåëüíîñòè. Ïîýòîìó ïåðåõîä â íîîñôåðó îçíà÷àåò îáÿçàííîñòü ÷åëîâåêà âçÿòü îòâåòñòâåííîñòü çà äàëüíåéøóþ ýâîëþöèþ áèîñôåðû â öåëîì, ò.å. è çà ñåáÿ, äåéñòâóÿ ïî ïðèíöèïó «íå íàâðåäè».  ó÷åíèè î íîîñôåðå Âåðíàäñêèé âïåðâûå îñîçíàë è ïîïûòàëñÿ îñóùåñòâèòü ñèíòåç åñòåñòâåííûõ è îáùåñòâåííûõ íàóê â èññëåäîâàíèè ãëîáàëüíîé äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâå÷åñòâà. Æèâîå âåùåñòâî ïðåîáðàçóåò âåðõíþþ îáîëî÷êó Çåìëè, ïîñòåïåííî ÷åëîâåê ñòàíîâèòñÿ ñèëîé ãåîëîãè÷åñêîãî ìàñøòàáà, ïîýòîìó è íåñåò îòâåòñòâåííîñòü çà ýâîëþöèþ ïëàíåòû. Ñàì îí èñïîëüçîâàë ýòî ïîíÿòèå â ðàçíûõ ñìûñëàõ: êàê ñîñòîÿíèå ïëàíåòû, êîãäà ÷åëîâåê ñòàíîâèòñÿ ïðåîáðàçóþùåé ãåîëîãè÷åñêîé ñèëîé; êàê îáëàñòü àêòèâíîãî ïðîÿâëåíèÿ íàó÷íîé ìûñëè; êàê îñíîâíîé ôàêòîð ïåðåñòðîéêè è èçìåíåíèÿ âñåé áèîñôåðû.
Íîîñôåðíûé ýòàï (ýòàï äîïóñòèìîãî ðàçâèòèÿ) ñîñòîèò â òîì, ÷òî ýêîíîìè÷åñêèå è ýêîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû âçàèìîîòíîøåíèé ñ áèîñôåðîé îïðåäåëÿþòñÿ íå âûæèâàíèåì ÷åëîâå÷åñòâà, à ñîõðàíåíèåì ýêîñôåðû â ãàðìîíèè æèâîé è íåæèâîé ìàòåðèè, ñîõðàíåíèåì ãàðìîíèè ïðèðîäû ñ ñîõðàíåíèåì ðåñóðñà æèâîòíîãî è ðàñòèòåëüíîãî ìèðîâ, ñîñóùåñòâóþùèõ â áèîöåíîçàõ è ýêîñèñòåìàõ.
Îòíîøåíèÿ â ñèñòåìå «÷åëîâåê—ïðèðîäà» ñòðîèëèñü ïî-ðàçíîìó â ðàçíûõ êóëüòóðíûõ òðàäèöèÿõ.  êëàññè÷åñêîé çàïàäíîåâðîïåéñêîé êóëüòóðå: ïðèðîäà — ïàññèâíûé ìàòåðèàë äëÿ ïðîÿâëåíèÿ òâîð÷åñêèõ âîçìîæíîñòåé ÷åëîâåêà; â âîñòî÷íîé êóëüòóðå îíà — èñòî÷íèê áëàãîãîâåéíîãî ïî÷èòàíèÿ äî ïîëíîãî ðàñòâîðåíèÿ â íåé ÷åëîâå÷åñêîãî íà÷àëà; â ðîññèéñêîé — ñëîæèëàñü ñàìîöåííîñòü ïðèðîäû, îíà — àêòèâíûé ìàòåðèàë, ñîðàçìåðíûé ñòàòóñó ÷åëîâåêà è ìèðîçäàíèÿ. Âåðíàäñêèé íàìåòèë äëÿ äîñòèæåíèÿ ýòàïà íîîñôåðû ñåðèþ ìåðîïðèÿòèé: ðåøèòü ïðîáëåìó ðàçóìíîé ïëîòíîñòè íàðîäîíàñåëåíèÿ è îïòèìàëüíîé ÷èñëåííîñòè æèòåëåé Çåìëè; ëèêâèäèðîâàòü áåäíîñòü; ðàñøèðèòü ãðàíèöû áèîñôåðû è âûéòè â êîñìîñ; îòêðûòü íîâûå èñòî÷íèêè ýíåðãèè; îöåíèòü äîïóñòèìîñòü è äîñòàòî÷íîñòü ýêîíîìè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ â ðàìêàõ
591
ñáàëàíñèðîâàííîãî ñàìîâîññòàíîâëåíèÿ áèîñôåðû; èñêëþ÷èòü âîéíû èç æèçíè îáùåñòâà; ïîäíÿòü êóëüòóðó ÷åëîâåêà íà âñåõ óðîâíÿõ îðãàíèçàöèè îáùåñòâà.
Ñõîäíûå ïðåäëîæåíèÿ áûëè ðàçðàáîòàíû áèîôèçèêîì À. Ë. ×èæåâñêèì — ñîçäàòåëåì ãåëèîáèîëîãèè. Îí óñòàíîâèë ñâÿçü ìåæäó öèêëè÷íîñòüþ ïðîöåññîâ íà Ñîëíöå è ÿâëåíèÿìè â áèîñôåðå. Åãî êîíöåïöèÿ, îñíîâàííàÿ íà áîãàòîì ôàêòè÷åñêîì ìàòåðèàëå, äîêàçûâàëà ñóùåñòâîâàíèå êîñìè÷åñêèõ ðèòìîâ è èõ ñâÿçü ñ áèîëîãè÷åñêîé è îáùåñòâåííîé æèçíüþ. ×èæåâñêèé ââåë ïðåäñòàâëåíèå î êîìïåíñàòîðíî-çàùèòíîé ôóíêöèè áèîñôåðû, íåîáõîäèìîé äëÿ ñóùåñòâîâàíèÿ æèâûõ îðãàíèçìîâ íà Çåìëå. Î ðàññåëåíèè ÷åëîâå÷åñòâà â áóäóùåì â êîñìîñå ãîâîðèëè ïðåäñòàâèòåëè òå÷åíèÿ «ðóññêèé êîñìèçì», èäåîëîãàìè êîòîðîãî áûëè Í.Ô.Ôåäîðîâ, Ê.Ý.Öèîëêîâñêèé.
Êîíöåïöèÿ óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ îñíîâàíà íà áèîòè÷åñêîé ðåãóëÿöèè ñðåäû. Ìèð â öåëîì â ñâîåì òåõíè÷åñêîì, ýêîíîìè÷åñêîì è ñîöèàëüíî-ïîëèòè÷åñêîì ðàçâèòèè ïðèáëèçèëñÿ ê òî÷êå áèôóðêàöèè — ðóáåæó, çà êîòîðûì ðàâíîâåðîÿòíû âûõîä íà êà÷åñòâåííî íîâûé (áîëåå âûñîêèé) óðîâåíü áûòèÿ ñèñòåìû è åå ãèáåëü. Ïîýòîìó ïåðåõîä íà ïóòü óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ ïðåäëàãàåò íå òîëüêî óñòàíîâëåíèå íåîáõîäèìîãî áàëàíñà ìåæäó ïîòðåáëåíèåì è âîñïðîèçâîäñòâîì ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ ïðè ìèíèìàëüíîì çàãðÿçíåíèè ñðåäû, íî è îáåñïå÷åíèå óñòîé÷èâîãî ðîñòà áëàãîñîñòîÿíèÿ, ñîöèàëüíîé çàùèùåííîñòè è âîçìîæíîñòåé ãàðìîíè÷íîãî ðàçâèòèÿ êàæäîãî. Óñòîé÷èâîå ðàçâèòèå — ýòî àëüòåðíàòèâà íåóñòîé÷èâîñòè ìèðà, îçíà÷àþùàÿ ðàçâèòèå ñèñòåìû â ðåæèìå åå âíóòðåííåãî äèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ.  íà÷àëå XXI â. ñëîâî «âûæèâàòü» ñòàëî îäíèì èç ñàìûõ óïîòðåáëÿåìûõ â íàöèîíàëüíîì è ìåæäóíàðîäíîì ëåêñèêîíå. È çäåñü âåëèêà ðîëü öåííîñòíûõ óñòàíîâîê îáùåñòâà è, çíà÷èò, ñóáúåêòèâíîãî ôàêòîðà èñòîðèè — îñîáàÿ îòâåòñòâåííîñòü ëîæèòñÿ íà ïðàâÿùèå ïîëèòè÷åñêèå ñòðóêòóðû, ïðèíèìàþùèå ðåøåíèÿ è îðãàíèçóþùèå èçìåíåíèÿ â ìàññîâîì ñîçíàíèè. Îíè ñîñòàâëÿþò äóõîâíóþ îñíîâó óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ. Êàê âûðàçèëñÿ Ó. ×åð÷èëëü, «Ïåññèìèñò âèäèò ïðåïÿòñòâèÿ â êàæäîé âîçìîæíîñòè, à îïòèìèñò — âîçìîæíîñòè â êàæäîì ïðåïÿòñòâèè».
Ñëîâîñî÷åòàíèå «óñòîé÷èâîå ðàçâèòèå» ïîÿâèëîñü ïîñëå Êîíôåðåíöèè ïî îêðóæàþùåé ñðåäå è ðàçâèòèþ, êîòîðàÿ ñîñòîÿëàñü â Ðèî-äå-Æàíåéðî â èþëå 1992 ã. Ýòî ýêîíîìè÷åñêè ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå èëè óñòîé÷èâîñòü òåìïîâ ýêîíîìè÷åñêîãî ðîñòà, ïðè êîòîðîì óðîâåíü äàâëåíèÿ íà îêðóæàþùóþ ñðåäó êîìïåíñèðîâàëñÿ áû òåìïàìè âîññòàíîâëåíèÿ åå ñâîéñòâ. Ïðåîäîëåíèå òðóäíîñòåé, ñòîÿùèõ ïåðåä ñîâðåìåííûì ÷åëîâå÷åñòâîì, íå ìîæåò áûòü äîñòèãíóòî íè ñðåäñòâàìè ìàãè÷åñêîãî ìûøëåíèÿ, íè ïðèçûâàìè «âåðíóòüñÿ ê ãàðìîíèè ñ ÷èñòîé ïðèðîäîé». Òóò òðåáóåòñÿ ìûøëåíèå ðàöèîíàëüíîå, êîòîðîå ñïîñîáíî íå òîëüêî ïðåäâèäåòü êàòà-
592
ñòðîôû, íî è â ðÿäå ñëó÷àåâ óêàçàòü ïóòè èõ íåäîïóùåíèÿ. «Ñëîæíîå ïåðåïëåòåíèå âîïðîñîâ ýêîëîãèè, ýêîíîìèêè è ïîëèòèêè ìîæíî ðàñïóòàòü ìåòîäàìè ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ», — ñ÷èòàþò ñîâðåìåííûå ó÷åíûå Ð.Ã.Õëåáîïðîñ è À.È.Ôåò â êíèãå «Ïðèðî'äà è îáùåñòâî». Èòàê, åäèíñòâåííàÿ âîçìîæíîñòü âûæèâàíèÿ ÷åëîâå÷åñòâà ïðè ðîñòå ïîòðåáíîñòåé — ýòî èñïîëüçîâàíèå ìåõàíèçìà ïðèðîäíîé ñðåäû êàê ñàìîðåãóëèðóþùåéñÿ ñèñòåìû.  ýòîì ñìûñë íîîñôåðíûõ ïðåîáðàçîâàíèé.
14.8. Åñòåñòâåííî-íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà è îáùåñòâåííàÿ ìûñëü
 Äðåâíåé Ãðåöèè íàóêè î ïðèðîäå è îáùåñòâå áûëè òåñíî âçàèìîñâÿçàíû. Íà÷àëî ðàçäåëåíèþ äóõà è ìàòåðèè ïîëîæèëî àòîìèñòè÷åñêîå ó÷åíèå. Ýïîõà Âîçðîæäåíèÿ îòêðûëà ýêñïåðèìåíòàëüíûé ïóòü èññëåäîâàíèÿ ïðèðîäû è ìàòåìàòè÷åñêóþ ôîðìóëèðîâêó òåîðèé, ñëåäñòâèÿ èç êîòîðûõ ïðîâåðÿëèñü îïûòíûì ïóòåì. Îòäåëåíèå ãóìàíèòàðíîãî çíàíèÿ îò åñòåñòâåííî-íàó÷íîãî îòíîñèòñÿ ê Íîâîìó âðåìåíè. Èñêëþ÷èâ èç îïèñàíèÿ ìèðà Áîãà è ÷åëîâåêà, íàóêà ñïîñîáñòâîâàëà áóðíîìó ðîñòó ïðîìûøëåííîñòè. Íî, êàê ñòàëî ÿñíî â ïîñëåäíåå âðåìÿ, íàó÷íûé ðàöèîíàëèçì èìåë äëÿ ×åëîâåêà è Ïðèðîäû è îòðèöàòåëüíûå ïîñëåäñòâèÿ.
Åñòåñòâåííî-íàó÷íûå äîñòèæåíèÿ ïîðîäèëè óâåðåííîñòü, ÷òî ëþáûìè ïðîöåññàìè ìîæíî óïðàâëÿòü òàê æå, êàê ïðåäñêàçûâàòü òðàåêòîðèþ äâèæåíèÿ íåáåñíûõ òåë. Ïîñêîëüêó ôèçèêà øëà ïî ïóòè ðàññìîòðåíèÿ ïðîñòûõ ñèñòåì è ïðîñòûõ ìîäåëåé, êîòîðûå ñòàðàëèñü ïðèìåíÿòü ê ñèñòåìàì ðåàëüíûì è êîòîðûå îïèñûâàëè íàèáîëåå ñóùåñòâåííûå ÷åðòû ÿâëåíèé âáëèçè ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ, òî ýòîìó ñëåäîâàëè è äðóãèå íàóêè.  ìåõàíèñòè÷åñêèé âåê Ò. Ãîááñ îïèñûâàë ãîñóäàðñòâî êàê ìàøèíó, ãäå øåñòåðíÿìè ñëóæàò ãðàæäàíå. «Íåâèäèìàÿ ñèëà» ðûíêà À. Ñìèòà äåéñòâîâàëà êàê ñèëà âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ. Äà è êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ñòðîèëàñü ïî îáðàçó êëàññè÷åñêîé — óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà ëèíåéíî, äëÿ âîëíîâîé ôóíêöèè âûïîëíÿåòñÿ ïðèíöèï ñóïåðïîçèöèè. Ýòî ïðèâåëî ê íåîïðåäåëåííîñòè ñîáñòâåííûõ çíà÷åíèé, ê íåâîçìîæíîñòè åäèíîîáðàçíî îïèñàòü ïðîöåññ èçìåðåíèÿ.  êîïåíãàãåíñêîé òðàêòîâêå êâàíòîâîé ìåõàíèêè ïðèøëîñü ãîâîðèòü î ðàñùåïëåíèè ñóïåðïîçèöèè ñîñòîÿíèé (ïðèáîðà è êâàíòîâîé ñèñòåìû) èëè î êîëëàïñå âîëíîâîãî ïàêåòà. Îêàçàëîñü, ÷òî ïðîöåññ èçìåðåíèÿ âäàëè îò ðàâíîâåñèÿ íåîáðàòèì è ëèíåéíîå ìûøëåíèå ðàáîòàåò ëèøü â îãðàíè÷åííûõ óñëîâèÿõ.
Áèîñîöèàëüíûå ÿâëåíèÿ èìåþò ñõîäñòâî ñ ôèçèêî-òåõíè÷åñêèìè, íåñîìíåííà èõ âîëíîâàÿ ïðèðîäà. Ïåðèîäè÷íîñòü îáùåñòâåííûõ ñîáûòèé ñâÿçûâàþò ñ öèêëè÷íîñòüþ ñàìîé ïðèðîäû è ÷åëîâåêà, ïåðèîäè÷åñêîé ïîâòîðÿåìîñòüþ åãî ïîòðåáíîñòåé. À.Ë. ×èæåâñêèé ïèñàë: «Åñëè áû ìû ïîïûòàëèñü ãðàôè÷åñêè ïðåäñòàâèòü
593
êàðòèíó ìíîãîîáðàçèÿ ýòîé öèêëè÷íîñòè, òî ïîëó÷èëè áû ðÿä ñèíóñîèä, íàêëàäûâàþùèõñÿ îäíà íà äðóãóþ èëè ïåðåñåêàþùèõñÿ îäíà ñ äðóãîé...  ýòîì áåñêîíå÷íîì ÷èñëå ðàçíîé âåëè÷èíû ïîäúåìîâ è ñïóñêîâ ñêàçûâàåòñÿ áèåíèå îáùåìèðîâîãî ïóëüñà, âåëèêàÿ äèíàìèêà ïðèðîäû, ðàçëè÷íûå ÷àñòè êîòîðîé ñîçâó÷íî ðåçîíèðóþò îäíà ñ äðóãîé».  ýêîíîìèêå, íàïðèìåð, èçâåñòíî íåñêîëüêî ðûíêîâ ñî ñâîåé äèíàìèêîé, êîòîðûå ïîäâåðæåíû ðàçëè÷íûì öèêëàì. Òàê, ãîäè÷íûé öèêë îïðåäåëÿåò ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûé èëè òóðèñòè÷åñêèé ðûíêè, îòñþäà ñåçîííûå ðàñïðîäàæè îâîùåé, çåðíà, òîïëèâà, ïóòåâîê. Ýêîíîìè÷åñêèå ìîäåëè öèêëîâ äåëîâîé àêòèâíîñòè ñòðîèëèñü â 30-å ãã. (ìîäåëè Õàíñåíà— Ñàìóýëüñîíà èëè Ëóíäáåðãà — Ìåòöëåðà) è áûëè ëèíåéíûìè, à äëÿ îáúÿñíåíèÿ íåðåãóëÿðíîñòåé ââîäèëñÿ âíåøíèé òîë÷îê. Àíàëîãè÷íûå öèêëû áûëè âûäåëåíû Ïèòèðèìîì Ñîðîêèíûì â èñòîðèè îòêðûòèé è èçîáðåòåíèé, ïðîñëåæåííûõ èì ñ XV â.
Ñåé÷àñ ïîíÿòíî, ÷òî îêðóæàþùèé íàñ ìèð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñëîæíóþ ñèñòåìó, ñêîðåå èåðàðõèþ âçàèìîäåéñòâóþùèõ ñèñòåì, êîãäà êàæäàÿ èç ýòèõ ïîäñèñòåì äîëæíà ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê îòêðûòàÿ; ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà èçìåíèëàñü. Íîâîå ìèðîâîççðåíèå îñíîâàíî íà èäåå ýâîëþöèè è åäèíñòâà ìèðà, íà ïîíÿòèÿõ âåðîÿòíîñòè è ñàìîîðãàíèçàöèè, íà íåëèíåéíûõ âçàèìîäåéñòâèÿõ. Ýòîò âçãëÿä íåìèíóåìî äîëæåí ïðîÿâèòüñÿ è â ãóìàíèòàðíûõ çíàíèÿõ, è íå ïðîñòî ïî âíåøíåé àíàëîãèè. Ïðîöåññû îïèñûâàþòñÿ îäíèìè ìàòåìàòè÷åñêèìè óðàâíåíèÿìè, íà îäíîì ÿçûêå. Ñôîðìèðîâàëàñü ìåæäèñöèïëèíàðíàÿ ìåòîäîëîãèÿ äëÿ îáúÿñíåíèÿ ïðîöåññà îáðàçîâàíèÿ ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ÿâëåíèé, âîçíèêàþùèõ âäàëè îò ðàâíîâåñèÿ â îòêðûòûõ ñèñòåìàõ ïðè ïðåâûøåíèè íåêîòîðîãî ïîðîãîâîãî çíà÷åíèÿ ôàêòîðà âíåøíåãî âîçäåéñòâèÿ èç-çà âîçíèêíîâåíèÿ íåëèíåéíûõ âçàèìîäåéñòâèé íà ìèêðîóðîâíå. Ìàêðîñêîïè÷åñêèìè ÿâëåíèÿìè ìîãóò áûòü ðàçëè÷íûå âèäû ñâåòîâûõ èëè õèìè÷åñêèõ âîëí, æèäêîñòåé, ðàñòåíèÿ, ïîïóëÿöèè, ðûíêè, àíñàìáëè àòîìîâ, ìîëåêóë, êëåòîê, îðãàíèçìîâ, æèâîòíûå... Îíè âîçíèêàþò èç-çà âçàèìîäåéñòâèÿ íà ìèêðîóðîâíå ìåæäó ðàçíûìè ñèëàìè, ðàçíûìè ÷àñòèöàìè. Ïðîöåññû îïèñûâàþòñÿ îäèíàêîâî, è õîòÿ â êàæäîé ïðåäìåòíîé îáëàñòè êîíêðåòíûå âûâîäû ìîãóò îòëè÷àòüñÿ, îáùàÿ ýâîëþöèîííàÿ òåíäåíöèÿ îñòàåòñÿ.
Àìåðèêàíñêèé àñòðîôèçèê ÷ëåí Ðèìñêîãî êëóáà Ý.ßí÷, íàïðèìåð, ñ÷èòàåò, ÷òî ôëóêòóàöèîííóþ òåîðèþ ýâîëþöèè íóæíî ðàçâèòü äî ïîëèòè÷åñêîé òåîðèè è ÷òî èìåííî òàê ïîñòóïèë Ê.Ìàðêñ íà îñíîâå åñòåñòâåííî-íàó÷íûõ çíàíèé ñâîåãî âðåìåíè, êîãäà îïèñûâàëèñü ðàâíîâåñíûå ïðîöåññû è êàæäàÿ çàìêíóòàÿ ñèñòåìà ñòðåìèëàñü ê ñîñòîÿíèþ ðàâíîâåñèÿ. Ïîýòîìó ðàâíîâåñíàÿ è ñòàòè÷íàÿ êàðòèíà ìèðà ïðîøëîãî âåêà íå ìîãëà íå çàâåðøèòüñÿ òåîðèåé áåñêëàññîâîãî îáùåñòâà êàê êîíå÷íîé òî÷êè äâèæåíèÿ âñåé ÷åëîâå÷åñêîé èñòîðèè. Ñ ìèêðîñêîïè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ îáùåñòâî ñîñòîèò èç èíäèâèäîâ ñî ñâîèìè ñòðåìëåíèÿìè, æåëàíèÿìè,
594
óáåæäåíèÿìè. Íî ðàçâèòèå ðûíêîâ, íàöèé, êóëüòóð íå îòðàæàåòñÿ ïðîñòîé ñóïåðïîçèöèåé ñâîèõ ÷àñòåé. Òîò æå À. Ñìèò ïîä÷åðêèâàë, ÷òî íàìåðåíèÿ èíäèâèäîâ íåñóùåñòâåííû äëÿ ðûíêà, áàëàíñ ïîääåðæèâàåòñÿ «íåâèäèìîé ðóêîé», ò.å. íåëèíåéíûì âçàèìîäåéñòâèåì ïîòðåáèòåëåé è ïðîèçâîäèòåëåé. Ïîâåäåíèå ñëîæíûõ ñèñòåì â îáùåñòâåííûõ íàóêàõ äîëæíî áûòü îïèñàíî íåëèíåéíûìè ìîäåëÿìè. Ñòàíäàðòíûå ýêîíîìè÷åñêèå ìîäåëè äîëæíû áûòü ïåðåôîðìóëèðîâàíû â òåðìèíàõ íåëèíåéíîñòåé, è ââåäåíèå íåëè-íåéíîñòåé ïðèâåëî ê ïîíÿòèþ ñòðàííûõ àòòðàêòîðîâ â ýêîíîìèêå, êîãäà íåáîëüøèå îòêëîíåíèÿ â íà÷àëüíûõ óñëîâèÿõ ïðèâîäèëè ê ñóùåñòâåííîìó èçìåíåíèþ òðàåêòîðèè (òàê íàçûâàåìûé «ýôôåêò áàáî÷êè»).
Ïîêà ñîöèàëüíûå âîëíîâûå ïðîöåññû òîëüêî èññëåäóþòñÿ, íî ïîíÿòèÿ, ñëîæèâøèåñÿ â òåîðèè êîëåáàíèé, óæå ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ èõ àíàëèçà. Ðàçâèòèå îáùåñòâà ïðåäñòàâëÿþò ñïèðàëåâèäíûì íåîáðàòèìûì ïðîöåññîì ñ ýëåìåíòàìè ïîâòîðÿåìîñòè è öèêëè÷íîñòè, îïèñûâàåìûì äèàëåêòè÷åñêèìè çàêîíàìè «îòðèöàíèÿ îòðèöàíèÿ» è «åäèíñòâà è áîðüáû ïðîòèâîïîëîæíîñòåé». Ñîöèàëüíûé èëè ýêîíîìè÷åñêèé ïîðÿäîê èíòåðïðåòèðóåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïðåäñòàâëåíèé ñèíåðãåòèêè — ñ èñïîëüçîâàíèåì àòòðàêòîðîâ ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ. Ñîöèîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ âêëþ÷àþò òåîðèþ «óïðàâëÿåìîãî îáùåñòâåííîãî ïðîãðåññà», îñíîâàííóþ íà îáùåé «ñîöèîëîãèè êîíôëèêòîâ», àíàëèç ñïåöèôèêè ñîöèàëüíûõ èíñòèòóòîâ êóëüòóðû, ïîëèòèêè è ýêîíîìèêè, à òàêæå êîíöåïöèè ñàìîîðãàíèçàöèè è ñàìîóïðàâëåíèÿ îáùåñòâåííûõ ñèñòåì.
Íîâîå ìèðîâîççðåíèå, îïèðàþùååñÿ íà äîñòèæåíèÿ ñîâðåìåííûõ åñòåñòâåííûõ íàóê, ñâÿçàíî ñ ïîíÿòèÿìè âåðîÿòíîñòåé, ñëó÷àéíîñòåé, âûáîðà, èíôîðìàöèè è åå êîäèðîâàíèÿ. Ñòðåìèòåëüíîå ðàçâèòèå è âòîðæåíèå êèáåðíåòèêè è ÝÂÌ â íàøó æèçíü ïî ñâîèì ïîñëåäñòâèÿì ãèãàíòñêè ïðåâûøàþò ïåðåìåíû â îáùåñòâå ïîñëå èçîáðåòåíèÿ êíèãîïå÷àòàíèÿ. Ìèêðî- è íàíîýëåêòðîííûå òåõíîëîãèè, âûçâàâøèå íåáûâàëûé êîëè÷åñòâåííûé ðîñò è ñíèæåíèå ñòîèìîñòè âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè, ñäåëàëè äîñòóïíûìè ìàññîâîìó ïîòðåáèòåëþ ÝÂÌ è êîìïüþòåðíûå èíôîðìàöèîííûå ñåòè. Äèíàìèêó èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé òàêæå ìîæíî ìîäåëèðîâàòü. Îáùåñòâî ïåðåõîäèò îò òðàäèöèîííûõ ïðîèçâîäñòâ, ñâÿçàííûõ ñ òîâàðîì, ê èíäóñòðèè çíàíèÿ, ðàáîòàþùåãî íà ïîëó÷åíèå èíôîðìàöèè è ýêîíîìèþ èíôîðìàöèîííûõ ñðåäñòâ. Îòñþäà çàäà÷à ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ îòíîøåíèé ìåæäó ÷åëîâåêîì è ñðåäñòâàìè èíôîðìàöèè. Èçìåíåíèÿ êîñíóëèñü è ñðåäñòâ ïåðåäà÷è è ïåðåðàáîòêè èíôîðìàöèè.  îáðàçîâàòåëüíûõ òåõíîëîãèÿõ ñíèæàåòñÿ ðîëü ëè÷íîé áåñåäû, ëåêöèè, îáùåíèÿ ñ ó÷èòåëåì. Íà ñìåíó èì ïðèõîäèò äèñòàíöèîííîå îáðàçîâàíèå, èñïîëüçóþùåå ñîâðåìåííûå êàíàëû ñâÿçè è îáùåìèðîâûå èíôîðìàöèîííûå ðåñóðñû, íàïðèìåð ñèñòåìà Èíòåðíåò. ×åëîâå÷åñòâî ïåðåõîäèò îò èíäóñòðèàëüíîé ýïîõè ê ïîñòèíäóñòðèàëüíîé, èëè èíôîðìàöèîííîé. Ýòî
595
îçíà÷àåò, ÷òî èñòî÷íèêè èíôîðìàöèè äîñòóïíû ëþáîìó ÷åëîâåêó â ëþáîé ÷àñòè Çåìëè. È íàîáîðîò — ãåíåðèðóåìàÿ ëþäüìè íîâàÿ èíôîðìàöèÿ ìãíîâåííî ñòàíîâèòñÿ äîñòîÿíèåì âñåãî ÷åëîâå÷åñòâà.
Ïîëó÷åííûé âûâîä, ÷òî ñàìîîðãàíèçàöèÿ åñòü ðåçóëüòàò ñîáñòâåííîãî, âíóòðåííå íåîáõîäèìîãî èçìåíåíèÿ ñèñòåìû, ðàñïðîñòðàíÿþò è íà îáùåñòâåííûå ïðîöåññû. Ôàêòè÷åñêè ýòî ïåðåõîä îò ñòèõèéíîé ýâîëþöèîííî-áèîëîãè÷åñêîé îðãàíèçàöèè ê ñîöèàëüíî-îðãàíèçîâàííîìó óðîâíþ ìàòåðèàëüíûõ ñòðóêòóð. Áëàãîäàðÿ äàëüíåéøåìó ðàçâèòèþ îáùåñòâåííî-òðóäîâîé äåÿòåëüíîñòè, çà÷àòêè êîòîðîé Êðîïîòêèí îòìåòèë â îñîáåííîñòÿõ ãðóïïîâîãî ïîâåäåíèÿ æèâîòíûõ, ÷åëîâå÷åñòâî îò æèâîòíîé ôîðìû ïåðåøëî ê ñîöèàëüíûì ôîðìàì âçàèìîäåéñòâèÿ ñ îêðóæàþùåé ïðèðîäîé. Èññëåäîâàíèå çàêîíîìåðíîñòåé ïðîãðåññèâíîé ýâîëþöèè ìîæíî ïîñòðîèòü, âûäåëèâ òðè ïîëîæåíèÿ: 1) óñëîæíåíèå îðãàíèçàöèè áèîòè÷åñêîé ñðåäû (âçàèìîäåéñòâèå æèâîãî ñ æèâûì) — ðåøàþùèé ôàêòîð ýâîëþöèè; 2) âíóòðåííèå ïðîöåññû, îïðåäåëÿþùèå íàïðàâëåíèå ðàçâèòèÿ, åñòü ðåçóëüòàò ïðåäûäóùèõ ýòàïîâ ðàçâèòèÿ; 3) àíòðîïîãåííûé ôàêòîð èìååò äîìèíèðóþùåå çíà÷åíèå â ïðîöåññå ýâîëþöèè. Èçó÷åíèå åñòåñòâåííîé ïðåäûñòîðèè ÷åëîâå÷åñòâà íà îñíîâå ïðåäñòàâëåíèé î ñàìîîðãàíèçàöèè ñèñòåì îòêðûâàåò âîçìîæíîñòè ñîçäàíèÿ öåëîñòíîé òåîðèè ýâîëþöèè.
Àêàäåìèê Í.Í.Ìîèñååâ ñ÷èòàë êàæäûé åå ýòàï áèôóðêàöèîííûì, ò.å. ñàìî ðàçâèòèå ìîæåò â ëþáîé ìîìåíò ïîéòè íåïðåäñêàçóåìûì ïóòåì. Íî ñ ðàçâèòèåì èíòåëëåêòà ÷åëîâåê ïðèîáðåë ñïîñîáíîñòü ãèáêîãî ðåàãèðîâàíèÿ íà âíåøíþþ èíôîðìàöèþ, ïðåäâèäåíèÿ ñîáûòèé è ïðèíÿòèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ðåøåíèé. Ïðè âîçíèêíîâåíèè íîâûõ îáùåñòâåííûõ îòíîøåíèé áûë îòáðîøåí ïåðâîáûòíûé ñòàäíûé êîëëåêòèâèçì, ïðåîäîëåíèå êîòîðîãî øëî ñêà÷êîîáðàçíî, ÷åðåç äèàëåêòè÷åñêîå îòðèöàíèå. Ðîñëè äèôôåðåíöèðîâàííîñòü îñîáåé è ãðóïï, è ýòè «ìîðôîëîãè÷åñêèå» èçìåíåíèÿ ñòàëè âàæíåéøèìè.äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ýâîëþöèîííîé ýôôåêòèâíîñòè ôîðì èíòåãðàöèè. Áîëüøå øàíñîâ íà îñòàâëåíèå ïîòîìñòâà èìåëè êàê ñèëüíûå îñîáè, òàê è âûäåëÿþùèåñÿ ïî ñâîèì èíòåëëåêòóàëüíûì è äðóãèì (ëè÷íîñòíûì) îñîáåííîñòÿì èíäèâèäû, à òàêæå ÷ëåíû ñòàäà, âûðàæàâøèå ëó÷øèå êà÷åñòâà êîëëåêòèâà.  ìåæñòàäíûõ êîììóíèêàöèÿõ ïðîÿâëÿëèñü ñâîéñòâà îòêðûòûõ ñèñòåì, è ìåæãðóïïîâîé îòáîð îïðåäåëÿë óñïåõ ãðóïï, êîòîðûå áûëè áîëåå ïåðåäîâûìè â ñïîñîáàõ ãðóïïîâîé îðãàíèçàöèè: îáåñïå÷èâàëè íàäåæíóþ ïðèðîäíóþ îñíîâó äëÿ ôèêñàöèè, íàêîïëåíèÿ è ïåðåäà÷è îïûòà â ïðîöåññå ñîöèîãåíåçà.
Âûñîêàÿ ñòåïåíü ïîòåíöèàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ÷åëîâåêà è íèçêàÿ ñòåïåíü èõ ðåàëèçîâàííîñòè â ñëó÷àå íåýôôåêòèâíîé îðãàíèçàöèè ñîâðåìåííîãî îáùåñòâà óêàçûâàþò íà îïàñíûå òåíäåíöèè ðàçâèòèÿ. Îíî ìîæåò èäòè êàê â ñòîðîíó ñàìîðàçâèòèÿ, òàê è â
596
ñòîðîíó ñàìîðàñïàäà. Êîãäà â XVIII â. Ìîïåðòþè âûäâèíóë ñâîé ýêñòðåìàëüíûé ïðèíöèï äëÿ âåëè÷èíû, íàçâàííîé â ìåõàíèêå äåéñòâèåì, Ýéëåð îòìåòèë, ÷òî ðåàëüíûå òðàåêòîðèè èç âñåõ âîçìîæíûõ âûáèðàþòñÿ íå îáÿçàòåëüíî ïî èäåå ìèíèìóìà äåéñòâèÿ âäîëü íèõ, âîçìîæåí è ìàêñèìóì. Ãëàâíîå, ÷òî ïåðâàÿ ïðîèçâîäíàÿ — íóëåâàÿ, ò.å. óäîâëåòâîðÿåò óñëîâèþ ýêñòðåìóìà. È, ðàçâèâàÿ àíàëîãè÷íóþ åñòåñòâîçíàíèþ ñõåìó, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî â æèâîé ïðèðîäå ðåàëüíûì îêàçûâàåòñÿ ìàêñèìóì ýêñòðåìóìà äåéñòâèÿ, à â íåæèâîé — ìèíèìóì. Åñëè îáðàòèòüñÿ, íàïðèìåð, ê êíèãå «Ïîèñêè âûìûøëåííîãî öàðñòâà» Ë. Í. Ãóìèëåâà, òî â íåé íàçâàíèå êàæäîé ãëàâû êàê áû îòðàæàåò îïðåäåëåííûé óðîâåíü îðãàíèçàöèè îáùåñòâà, ïàññèîíàðíîñòü ïðåäñòàâëÿåòñÿ ôèçè÷åñêèì äåéñòâèåì, à ýêñòðåìàëüíûå ñèòóàöèè â æèçíè îáùåñòâà ñîïðîâîæäàþòñÿ ñîñòîÿíèåì êðàéíåãî äèñêîìôîðòà. Ïåðñïåêòèâà äâèæåíèÿ ê ðàçâèòèþ èëè ðàñïàäó îïðåäåëÿåòñÿ óðîâíåì ñàìîîðãàíèçàöèè îáùåñòâà.
Ê ÷èñëó êðèòåðèåâ, îïðåäåëÿþùèõ âûñîêèé óðîâåíü ñàìîîðãàíèçàöèè è, ñëåäîâàòåëüíî, îòíîñèòåëüíóþ óñòîé÷èâîñòü îáùåñòâåííûõ ñèñòåì, îòíîñÿò «ñïîñîáíîñòü ñèñòåìû ïðîòèâîñòîÿòü äåñòðóêòèâíûì òåíäåíöèÿì è âîçäåéñòâèÿì îêðóæàþùåé ñðåäû, ïîääåðæèâàòü îïðåäåëåííîå ñîîòíîøåíèå ðàâíîâåñíûõ è íåðàâíîâåñíûõ ïðîöåññîâ, óðîâåíü ãðàäèåíòîâ è ò.ä.»  îòëè÷èå îò òàêîé îáùåñòâåííîé ñèñòåìû ìàëîýôôåêòèâíàÿ îðãàíèçàöèÿ ñóùåñòâóåò òîëüêî áëàãîäàðÿ âðåìåííûì ñóáúåêòèâíûì ôàêòîðàì èëè âíåøíèì óñëîâèÿì. Ïðè ýòîì íàðàñòàþò åå âíóòðåííèå ïðîòèâîðå÷èÿ, à âìåøàòåëüñòâî â åñòåñòâåííîèñòîðè÷åñêèé ïðîöåññ ïðîèñõîäèò õàîòè÷åñêè.
Ðàçâèòèå îáùåñòâà çàâèñèò îò åãî ñàìîîðãàíèçàöèè, îïðåäåëÿåìîé îáúåêòèâíûìè è ñóáúåêòèâíûìè ïðè÷èíàìè. Èç ñóáúåêòèâíûõ ïðè÷èí îáû÷íî âûäåëÿþò ñîäåðæàíèå ñîçíàíèÿ, óðîâåíü îáðàçîâàííîñòè è ìåðó èíòåëëåêòóàëèçàöèè ìûøëåíèÿ, ñîñòîÿíèå äóõîâíîãî îïûòà è êóëüòóðû. Ïðîöåññ ñàìîîðãàíèçàöèè îáåñïå÷èâàåòñÿ, êàê ïîêàçûâàåò èñòîðè÷åñêèé îïûò ÷åëîâå÷åñòâà, ñàìîóïðàâëåíèåì ïðè äîñòàòî÷íîé êîìïåòåíòíîñòè â îñìûñëåíèè è îöåíêå ñîáûòèé, îïðåäåëåíèè ïóòåé è ñðåäñòâ äîñòèæåíèÿ öåëè.  ýòîì ñëó÷àå ïðîèñõîäèò îðèåíòàöèÿ â ñòîðîíó èíòåðåñîâ ðàçâèòèÿ îáùåñòâà, èñêëþ÷àþùàÿ âîçìîæíîñòü ïîäòàñîâêè è îáìàíà, ðàññ÷èòàííûõ íà íåêîìïåòåíòíîñòü è íåîñâåäîìëåííîñòü áîëüøèíñòâà ëþäåé.
Ëîãèêà ñàìîîðãàíèçàöèè îáùåñòâåííîãî ïðîöåññà îòðàæàåò åäèíñòâî èíñòèòóòîâ êóëüòóðû, ïîëèòèêè è ýêîíîìèêè, ñòàíîâèòñÿ âåäóùåé èäååé ÷åëîâå÷åñêîãî âçàèìîïîíèìàíèÿ è îáùåñòâåííîãî ðàçâèòèÿ.  òåîðèè óïðàâëåíèÿ íåîáõîäèìî õîðîøî çíàòü ñâîéñòâà îáúåêòà, åãî ðåàêöèè íà óïðàâëÿþùèå âîçäåéñòâèÿ è óìåëî íàïðàâëÿòü èõ íà äîñòèæåíèå ïîñòàâëåííîé öåëè. Ïîíèìàíèå è ôîðìàëüíîå îïðåäåëåíèå öåëè — çàäà÷à íå ìåíåå ñëîæíàÿ, ÷åì ñàìî óïðàâëåíèå. Íàõîæäåíèå êîìïðîìèññà ïðè
597
ìíîãèõ ïðîòèâîðå÷èâûõ òåíäåíöèÿõ â òàêèõ ñëîæíûõ ñèñòåìàõ, êàê «îáùåñòâî—îêðóæàþùàÿ ñðåäà», ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îäèí èç ïðèìåðîâ ðåøåíèÿ ïîäîáíûõ çàäà÷. Ñóùåñòâóåò ðàçäåë ìàòåìàòèêè, ïîñâÿùåííûé àíàëèçó êîíôëèêòíûõ ñèòóàöèé, ãäå ïîä êîìïðîìèññîì ïîíèìàåòñÿ êîëëåêòèâíîå ðåøåíèå, íå íàðóøàþùåå èíòåðåñû âñåõ ñòîðîí (óñòîé÷èâîñòü ñèñòåì). Èñòîðèÿ ïîêàçûâàåò, ÷òî íåñïîñîáíîñòü äîñòè÷ü êîìïðîìèññà âûçûâàëà âîéíû è äðóãèå êîíôëèêòû, îòáðàñûâàâøèå ÷åëîâå÷åñòâî íàçàä.
Âñÿêèé êîìïðîìèññ äîñòèãàåòñÿ îïðåäåëåííîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ øàãîâ è äåéñòâèé. Íàïðèìåð, äëÿ ðàçðåøåíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ ïðîáëåì íåîáõîäèìî ó÷åñòü âñå îãðàíè÷åíèÿ, íàðóøåíèå êîòîðûõ îçíà÷àëî áû íàðóøåíèå ãîìåîñòàòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ. Ýòî ïîçâîëèëî ñîñòàâèòü ôîðìàëüíóþ ñèñòåìó çàïðåòîâ, èëè ìèíèìóì óñëîâèé, íåîáõîäèìûõ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ãîìåîñòàçèñà.
Ñîâðåìåííûå ïðîáëåìû ñî÷åòàíèÿ ïðîòèâîðå÷èâûõ èíòåðåñîâ â óïðàâëåíèè ýêîíîìèêîé, à òàêæå òåîðèÿ è ïðàêòèêà âîåííîãî äåëà âûçâàëè ê æèçíè ìàòåìàòè÷åñêèé àïïàðàò îïèñàíèÿ êîíôëèêòíûõ ñèòóàöèé âîîáùå, ò.å. îáùóþ ñòðàòåãèþ.  1944 ã. â ÑØÀ áûëà îïóáëèêîâàíà êíèãà ìàòåìàòèêà è ôèçèêà Äæîíà ôîí Íåéìàíà è ýêîíîìèñòà Îñêàðà Ìîðãåíøòåðíà «Òåîðèÿ èãð è ýêîíîìè÷åñêîå ïîâåäåíèå», â êîòîðîé ðàññìàòðèâàëèñü âîïðîñû ìàòåìàòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ñïîñîáîâ ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé, òèïè÷íûõ äëÿ êîíêóðåíòíîé ýêîíîìèêè. Âïîñëåäñòâèè òåîðèÿ èãð ïðåâðàòèëàñü â îáùóþ ìàòåìàòè÷åñêóþ òåîðèþ êîíôëèêòîâ, îïèñûâàþùóþ ýêîíîìè÷åñêèå, âîåííûå è ïðàâîâûå êîëëèçèè, ñòîëêíîâåíèÿ, ñâÿçàííûå ñ áèîëîãè÷åñêîé áîðüáîé çà ñóùåñòâîâàíèå, ðàçëè÷íûå èãðîâûå ñòðàòåãèè. Ïðè èñïîëüçîâàíèè èãð ñ ïðîòèâîïîëîæíûìè èíòåðåñàìè (àíòàãîíèñòè÷åñêàÿ èãðà) îïòèìàëüíîé ñ÷èòàåòñÿ ñòðàòåãèÿ, íàïðàâëåííàÿ íà äîñòèæåíèå ìàêñèìàëüíîãî âûèãðûøà. Êîíêóðåíöèÿ çäåñü ÿâëÿåòñÿ ðàçíîâèäíîñòüþ êîíôëèêòà.  öåíòðå âíèìàíèÿ òåîðèè — îïòèìèçèðîâàííûå ïðàâèëà ïîâåäåíèÿ, âåäóùèå ê ïîáåäå îäíîé èç ñòîðîí.
Âîïðîñû äëÿ ñàìîïðîâåðêè è ïîâòîðåíèÿ
- Îõàðàêòåðèçóéòå áèîãåîöåíîçíûé óðîâåíü îðãàíèçàöèè æèâîé ìàòåðèè. Äàéòå îïðåäåëåíèÿ ïîíÿòèÿì «áèîãåîöåíîç», «ýêîëîãè÷åñêàÿ íèøà», «áèîöåíîç». ×åì îïðåäåëÿåòñÿ èõ óñòîé÷èâîñòü, êàêèå ñâÿçè ñóùåñòâóþò ìåæäó îðãàíèçìàìè â ýêîñèñòåìå?
- Êàêîâî çíà÷åíèå êðóãîâîðîòà âåùåñòâ äëÿ áèîñôåðû?
- Íàçîâèòå îñíîâíûå âûâîäû ó÷åíèÿ Âåðíàäñêîãî î áèîñôåðå.
- Êàê ôîðìèðîâàëñÿ êëèìàò íà Çåìëå è êàêîâû ïåðñïåêòèâû åãî èçìåíåíèÿ?
- Êàêèå ôàêòîðû îïðåäåëÿëè èçìåíåíèå êëèìàòà ïëàíåò? ×åì äîêàçûâàåòñÿ åäèíîâðåìåííîå ïðîèñõîæäåíèå òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû? Êàêîâû ðàçìåðû «ïîÿñà æèçíè» â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå?
- Îïèøèòå ýòàïû ýâîëþöèè æèçíè äî ïîÿâëåíèÿ ÷åëîâåêà.
598
7.  ÷åì ñóòü êîíöåïöèè êîýâîëþöèè è êàê îíà ðàçâèâàëàñü? Êàê â íåé
ñîâìåñòèëèñü âçãëÿäû Äàðâèíà è Êðîïîòêèíà?
- Îáîñíóéòå íà îñíîâå ýâîëþöèîííûõ ïðåäñòàâëåíèé î ðàçâèòèè ñòðóêòóðíûõ óðîâíåé îðãàíèçàöèè æèâîé ìàòåðèè ñòàíîâëåíèå íîîñôåðû. Ñóùåñòâóåò ëè íîîñôåðà â íàñòîÿùåå âðåìÿ?
- Êàê ïðîèñõîäèëà ýâîëþöèÿ ñ ïîçèöèè êîíöåïöèè êîýâîëþöèè? Ïîÿñíèòå âûðàæåíèå «Çåìëÿ — æèâîé îðãàíèçì». Êàê îöåíèâàåòñÿ ðîëü ïàññèîíàðèåâ ïî òåîðèè Ãóìèëåâà è ñèíåðãåòèêè?
10.  ÷åì ôåíîìåí ÷åëîâåêà? Ñ êàêîãî âðåìåíè íà÷èíàåòñÿ ÷åëîâå÷å
ñêàÿ èñòîðèÿ? Êàê Âû ïîíèìàåòå ïðîáëåìû ñîöèàëüíîé ýêîëîãèè, ýòî
ëîãèè è ñîöèîáèîëîãèè?
.
Âàø êîììåíòàðèé î êíèãå Îáðàòíî â ðàçäåë Íàóêà
|
|