Биосферный уровень. Концепции ноосферы

Противник, вскрывающий ваши ошиб­ки, полезнее для вас, чем друг, желаю­щий их скрыть.

Леонардо да Винчи

Термин «биосфера» впервые был использован в 1875 го­ду австрийским геологом Э. Зюссом. В то время био­сфера понималась как совокупность всех живых орга­низмов на Земле. В книге «Лик Земли» (1909) Зюсс описал

биосферу как «совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхно­сти Земли».

Позднее под биосферой стали подразумевать совокупность всех живых организмов вместе со средой обитания, в которую входят вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, на­селенная микроорганизмами.

Научную концепцию биосферы и ноосферы создал выдающийся русский ученый академик Владимир Ива­нович Вернадский (1863-1945). По его представлениям, жизнь могла существовать в форме гигантской системы, биосферы, где живое вещество выполняет энергетиче­ские, геохимические и средообразующие функции, обес­печивающие сохранение и эволюцию организмов. Для описания целостности биосферы В. И. Вернадский ввел понятие «организованность», а также предложил новые подходы к изучению качественной специфики живого вещества, учитывающие в биологических системах осо­бенности пространства и времени. Им были намечены пути для изучения эволюции жизни как сложносопряженного процесса, который протекает одновременно на разных уровнях организации жизни. Вместе с тем он ста­вил задачу учитывать и обратное влияние структуры биосферы и действующих в ней биогеохимических прин­ципов на процессы видообразования.

В работах Вернадского развивались мысли о вы­сокой устойчивости основных характеристик био­сферы, которая представляет единство геологи­ческих и биологических процессов.

Вернадский понимал биосферу как целостную систе­му, в которую входят следующие составные части:

- совокупность живых организмов - живое вещество;

- вещество, создаваемое и перерабатываемое живы­ми организмами,

- биогенное вещество (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.);

- косное вещество, образованное в процессах, в кото­рых живое вещество не участвует;

- вещества, создаваемые живыми организмами и кос­ными процессами, и их динамическое равновесие;

- вещество, находящееся в процессе радиоактивного распада;

- рассеянные атомы, которые выделяются из земно­го вещества различных видов под влиянием космичес­ких излучений;

- вещество космического происхождения, включаю­щее отдельные атомы и молекулы, проникающие на Зем­лю из космоса.

В. И. Вернадский определял живое вещество как «всю совокупность организмов, растительных и животных, в том числе и человека». По его мнению, в функцио­нальном плане живое вещество - это то звено, которое соединяет историю химических элементов с эволюцией организма и человека, а также с эволюцией всей био­сферы. В структуру живого вещества Вернадский вклю­чал совокупность всех живых организмов, часть окружающей живое вещество внешней среды, необходимой для поддержания их нормальной жизни, выделения и ча­сти, теряемые организмами, и умершие организмы, а так­же органические смеси, находящиеся вне организмов.

Одним из основных отличий живого вещества от косной материи В. И. Вернадский считал асим­метрию пространственной структуры молекул жи­вой материи, то есть он развил и дополнил идеи Л. Пастера.

«В соединениях, связанных с жизнью, преобладает или исключительно существует один антипод», то есть молекулярный стереоизомер. Вернадский рассматривал происхождение этого фундаментального свойства живой материи как космическое явление.

В то же время он разделял принцип Ф. Реди - «все живое происходит только из живого». Отсю­да, поскольку «живой организм никогда и нигде не происходил из косной материи», то в истории Земли, по мнению Вернадского, не было вообще геологических эпох, лишенных жизни.

Взаимодействие живой и неживой материи состоит в непрерывном круговороте химических элементов. Био­генный ток атомов вызывается живым веществом и вы­ражается в постоянном процессе дыхания, питания, размножения. В. И. Вернадский выделил три фунда­ментальных принципа непрекращающегося обмена ве­ществ биосферы:

а) биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к своему максимальному проявлению;

б) эволюция устойчивых на Земле видов жизни должна идти в направлении, увеличивающем про­явление биогенной миграции атомов в биосфере;

в) заселенность биосферы в определенный гео­логический период времени должна быть макси­мальной для живого.

Результатом деятельности биосферы как цело­го, биологического круговорота, определяемого взаимодействием растений, животных и микроор­ганизмов, является усиливающееся «давление жиз­ни».

Зеленые растения при этом обеспечивают Земле мо­лекулярный кислород и выполняют функцию аккуму­ляции солнечной энергии в биосфере. Микроорганизмы участвуют в минерализации органических веществ, об­разовании ряда горных пород, в почвообразовании и па­тогенном действии на другие организмы.

Биосфера - иерархически организованная живая си­стема. В настоящее время широко распространенной в учении о биосферогенезе является теория Геи-Земли, предложенная около 20 лет назад английским химиком Джеймсом Лавлоком и американским микробиологом Линн Маргулис.

Согласно их гипотезе, биосфера представляет собой единый суперорганизм с развитым гомеостазом, делающим его относительно независимым от флуктуации внешних факторов.

Сопоставление палеонтологической и геологической летописей свидетельствует о том, что по меньшей мере 2 млрд лет организмы контролируют климат на Земле, поддерживая глобальную температуру в относительно узких пределах. В качестве признака жизни биосферы рассматривается также химическая неравномерность атмосферы Земли. Когда саморегулирующаяся система Гея-Земля попадает в состояние стресса, близкое к гра­ницам саморегуляции, даже маленькое потрясение мо­жет толкнуть ее к переходу в новое состояние или полно­стью уничтожить всю систему.

Примерно через каждые 25-30 млн лет органический мир Земли потрясали крупные катастрофы, кризисы вымирания, но у биосферы выработались компенсаторные и регуляторные механизмы биосферного гомеостаза, и здесь большую роль играет основная структурная единица биосферы - биогеоценоз. Л. Маргулис подошла к гипотезе Геи-Земли с биологи­ческих позиций в результате изучения происхождения эукариотических клеток посредством симбиотического союза про­стых прокариотических клеток. По ее мнению, жизнь на Земле представляет собой сеть взаимозависимых связей, позволяю­щих планете действовать как саморегулирующаяся и само­воспроизводящаяся система.

В. И. Вернадский выдвинул идею о закономерном пе­реходе биосферы в ноосферу (сферу разума).

Под ноосферой понимается та область биосфе­ры, которая подвержена человеческой деятельно­сти и процессы в которой могут быть в принципе управляемы человеком.

Идеи, связанные с развитием ноосферы, сложились у Вернадского еще в конце XIX века, а в 20-е годы в Па­риже на семинаре А. Бергсона русский академик изло­жил уже целостную концепцию управляемого взаи­модействия человека и природы. Термин «ноосфера» (noos - разум) переводится как сфера разума и был вве­ден французским ученым Э. Леруа для уже разрабо­танной концепции Вернадского. Впоследствии П. Тейяр де Шарден рассматривал ноосферу как идеальное обра­зование, внебиосферную оболочку мысли, окружаю­щую Землю.

Рассматривая человеческую деятельность как новую мощную преобразующую геологическую силу, В. И. Вернадский придавал особое значение научной мысли человечества как фактору, кото­рый гигантски ускоряет преобразование биосферы.

В целом эволюция рассматривалась им как движение в направлении усиления сознания, мысли и создания форм, все более усиливающих влияние жизни на окружа­ющую среду. Вернадский представлял ноосферу не в узконаучном, а в широком социально-культурном смысле.

Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете, в ней человек становится крупней­шей геологической силой. Он может и должен пере­страивать область своей жизни трудом и мыслью, причем перестраивать коренным образом.