Гипотеза Геи, концепция Геи и геофизиология

Фактически, можно уже говорить о феномене Геи Джеймса Лавлока, о целом широком научно-общественном движении. При этом сам Джеймс Лавлок является почетным, но весьма скромным участником главным образом, научной части спектра этого движения, не стремящийся в какой-то мере направлять его в определенное русло. Он - прогрессивный ученый, фактически участвующий в разработке новой, немеханистической, некартезианской науки и в то же время - инженер-практик, обладающий удивительно развитым чувством реальности с большой долей умеренного разумного скептицизма. Да и сам он признается, что является типичным англичанином (как это ни крамольно звучит в постмодернистскую эпоху).

Для понимания феномена Геи целесообразно различать собственно гипотезу и следующую из нее гипотетическую целостную научную концепцию “холистского” типа с её научно - прикладными частями - геофизиологией и планетарной медициной. Кроме формирования естественнонаучной части, концепция привлекла интерес сторонников биоцентристской метафизики (типа экософии Арне Нёсса), глобалистской этики и ряда сопутствующих областей гуманитарного знания, не говоря уже о различных религиях и других областях вненаучных методов познания и практики. Все эти составляющие тесно взаимосвязаны и находятся в процессе становления. Они коэволюционируют, оставаясь относительно самостоятельными аспектами движения. Следует сразу отметить, что Джеймс Лавлок, Линн Маргулис и другие основные создатели концепции Геи занимаются в основном естественнонаучной и научно-образовательной деятельностью и почти не касаются метафизических, в частности, экософских и религиозных аспектов развития гипотезы. Во всяком случае, обвинения в язычестве раздающиеся в адрес биоцентристов разного толка со стороны христианских мыслителей касаются Дж. Лавлока и его соратников не более, чем к примеру творцов квантовой механики. Мода на биоцентризм может пройти, а геофизиология будет развиваться еще долго.

Научно-теоретическая часть концепции Геи, т.е. геофизиология очень близка концепции "Биосферы" В.И.Вернадского. В семидесятых Дж. Лавлок еще не был знаком с трудами великого русского ученого и мыслителя, о чем он с сожалением пишет в своих работах. Он объясняет свое незнание с одной стороны, отсутствием до последнего времени удачных переводов "Биосферы" на английский язык, а с другой - общеизвестной "глухостью" англоязычных авторов к другим языкам (острое критическое замечание самого Дж. Лавлока). В последние годы положение начинает исправляться. Более того, можно говорить уже о всплеске популярности работ В.И.Вернадского на Западе, что связано с ростом интереса к проблемам глобальной экологии. После публикации на английском языке работ историков науки и совсем недавно - самого полного текста “Биосферы” с критическими комментариями известного американского специалиста Мак-Менамина, мировая научная общественность получила возможность осознать провидческий смысл целого ряда идей великого русского ученого (Grinevald, 1996; Vernadsky, 1998).

Согласно концепции Геи, эволюция биоты, то есть совокупности всех биологических организмов настолько тесно связана с эволюцией их физического окружения в масштабе планеты, что вместе они составляют Нечто, единую саморазвивающуюся систему, которая обладает саморегуляторными свойствами, напоминающими физиологические свойства живого организма. Это нечто и названо Геей по имени греческой богини Земли (Gaia). Такое название, предложенное известным английским писателем, лауреатом Нобелевской премии по литературе Уильямом Голдингом выбрано отнюдь не случайно и имеет глубокий внутренний смысл, выходящий за рамки чистой науки (см. раздел 7).

Итак, Гея как своего рода самоорганизующая система, суперорганизм (биологическая метафора) обладает саморегуляторными “геофизиологическими” свойствами, т.е. поддерживает целый ряд параметров внутренней среды в относительно стабильном, благоприятном для живых организмов уровне (гомеостаз в любом временном срезе).

Собственно гипотеза Геи и состоит в утверждении, что в планетарном масштабе жизнь активно поддерживает относительно стабильные условия на Земле, комфортные для собственного существования. Иначе говоря, биота организует глобальные параметры среды, непрерывно подстраивая их “под себя”, в процессе собственного эволюционного развития (гомеорез).

... “Весь облик Земли, климат, состав горных пород, воздуха и океанских вод есть не только результат геологических процессов, но и является следствием присутствия жизни. Благодаря непрекращающейся активности живых организмов, условия на планете поддерживаются в благоприятном для жизни состоянии на протяжении последних 3.6 миллиардов лет. Любые виды, которые неблагоприятным образом влияют на окружающую среду, делают ее менее пригодной для потомства будут в конце концов изгнаны также, как более слабые, эволюционно неприспособленные виды..." (Lovelock, 1991, p.25).

С точки зрения геофизиологии (теории Геи) жизнь - это свойство целостной связанной системы, которая открыта для потоков энергии и вещества и которая обладает способностью поддерживать постоянным свое внутреннее состояние. Геофизиология, как синтетическая наука о Земле изучает свойства и развитие целостной системы, тесно связанными компонентами которой являются биота, атмосфера, океаны, земная кора.

Предполагается, что саморегуляция таких важных свойств, как климат и химический состав является эмерджентным свойством процесса развития (эпигенеза) Геи. Геофизиология ориентируется на поиск и изучение механизмов саморегуляции на планетарном уровне путем установления связей циклических самопродуцирующихся, аутопоэтических (autopоietic) (Varela, Maturana 1974) процессов на клеточно-молекулярном уровне с подобными процессами на других связанных уровнях, таких как организм, экосистемы и планета в целом (Lovelock, 1991).

В результате процесса совместной эволюции биоты и среды родилась, развилась и достигла зрелого возраста Гея. При этом такие глобальные параметры Геи, как химический состав атмосферы, ионный состав морской воды, климат поддерживаются в далеком от термодинамического равновесия состоянии, благоприятном для существования самой жизни. В данной системе живое и неживое настолько неразделимы и нужны друг другу, участвуя в общем глобальном процессе путем круговорота и переноса веществ, обмена информацией, что традиционное представление о среде, как о совокупности внешних факторов, к которым организм вынужден приспосабливаться в процессе адаптации и эволюции выглядит односторонним и узким взглядом изнутри, с точки зрения популяции, вида да и то, в ограниченных временных рамках, справедливым только в масштабах существования мелких таксонов и частных типов экосистем.

Лавлок уже не настаивает, как и его давняя соратница, биолог Линн Маргулис, что Гея именно суперорганизм. На докладе в Лондоне, посвященном основанию нового общества ("Gaia: the Society for Research and Education in Earth System Science") он признал (Lovelock, 1998), что во многих отношениях, организм - это всего лишь полезная метафора.

По мнению Л.Маргулис основные качественные скачки в эволюции биоты происходят в результате серии последовательных симбиогенезов. Так например, произошли эукариоты из прокариот. Велика роль экзосимбиоза в появлении многоклеточности. Дарвиновские механизмы непрерывно участвуют в процессе эволюции, но недостаточны для реализации качественных скачков в эволюции.

Огромную роль в эволюции биосферы от зарождения жизни до настоящего времени играет бактериальное сообщество. В исторически длительный период, когда бактерии были единственной формой жизни на Земле, происходил, как известно, непрерывный генетический обмен между ними с помощью вирусов и плазмид - кольцеобразных вирусоподобных структур (Margulis, 1987). Таким образом, древнее бактериальное сообщество в виде тонкой пленки живых матов покрывавшее поверхность Земли и царившее на протяжении трех миллиардов лет, представляло собой что-то вроде единой ткани. В начале Ордовика, около 500 млн. лет назад начался так называемый фанерозойский взрыв. Царство бактериальных сообществ в виде матов сменилось раскручивающейся спиралью развития бесконечного разнообразия сложных многоуровневых симбиотических организаций (Kovalev and Kazansky, 1999). При этом, как отмечает Э.Янч (Jantsch, 1980), основные автокаталитические единицы, управляющие “физиологическими” процессами Геи (восстановление и окисление, соединение кислорода с углеродом и наоборот) реализуются все теми же безъядерными одноклеточными, такими, как бактерии почвы, или их потомками в ядерных клетках - митохондриями (окислители) и, хлоропластами (восстановители). Последние же, в соответствии с эндосимбиотической теорией - бывшие прокариоты, вошедшие в состав эукариот в виде специализированных клеточных органелл. То есть аутопоэтическая (см. раздел 5) и саморегулирующая система Геи, как своего рода каталитический гиперцикл Эйгена, связывающий мельчайшие живые организмы с макросистемой планетарной атмосферы и климата установилась и стабилизировалась еще 1.5 миллиарда лет назад, когда свободный кислород достиг нынешней концентрации.

Линн Маргулис и ее соратники продолжают активно развивать концепцию симбиотической организации и эволюции биосферы, Геи.