Понятие о биосфере

    Учение  о биосфере 

    Следующий этап развития биосферы Земли связан с эволюцией живого вещества и  вызванного этим изменением физико-химического состава планеты. Этот процесс подробно описан В.И. Вернадским и составляет суть его учения о биосфере. Впервые единую картину мира и роль в нем живого вещества представил русский ученый, натуралист, философ, академик Владимир Иванович Вернадский. Он обосновал, что возникновение биосферы на Земле - это объективный результат развития общего космического процесса. При этом биосферу нужно рассматривать как целостную геологическую оболочку Земли, состоящую из живого и неживого. Вернадский подчеркивал, что для строения биосферы характерны физико-химическая и геометрическая разнородности. Разнородность строения является господствующим фактором, резко отличающим биосферу от всех других оболочек земного шара. Живое вещество охватывает всю биосферу, ее создает и изменяет. Живое вещество едва ли составляет одну - две сотых процента по весу. Но геологически оно является самой большой силой в биосфере, определяет все идущие в ней процессы. В.И. Вернадский показал, что тонкая оболочка Земли - биосфера, состоящая из разнородных структур - живого и неживого вещества, поддерживает в состоянии динамического равновесия все протекающие в ней процессы благодаря непрерывному перетоку (круговороту) атомов из косной материи через живое вещество снова в неживую природу. Он раскрыл геологическую роль живых организмов в создании современного газового состава атмосферы, в формировании горных пород, вод мирового океана. Учение В.И. Вернадского - это философское и естественнонаучное обобщение законов развития нашей планеты с позиций единого космического процесса и исключительной роли, которую выполнило и выполняет на ней живое вещество. В.И. Вернадский создал его в 20-30-е годы ХХ века. Отчасти это было "предвидение, предсказание прошлого". Многие экспериментальные и фактические данные, подтверждающие правильность его идей, появляются только сейчас. На основе учения Вернадского в настоящее время биосферу определяют как активную оболочку Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба. Такое определение биосферы отражает важный тезис: наша планета Земля такая, какая она есть сегодня, только потому, что на ней существует жизнь! 

    Учение  о ноосфере 

    Одним из уникальных этапов эволюции биосфеpы явилось возникновение разума и интеллекта как высшей познавательной способности живого организма. Это столь же загадочная и необъяснимая перестройка процесса развития материального мира, как и возникновение жизни. Мозг человека и мозг животного, особенно высших млекопитающих, состоит на одних и тех же нейронов. При этом мозг человека обладает способностью познавать сам себя, видеть себя со стороны, познавать окружающий мир. Благодаря появлению разума возникает общество - совокупность индивидуумов, способ-ных к совместному труду, к планомерной деятельности, к совместной духовной жизни. Появление интеллекта радикальным образом ускорило темпы практически всех процессов, протекающих во внешней оболочке Земли - биосфере. Но был один процесс, который вследствие появления интеллекта стал замедляться - это развитие человека как биологического вида, а примерно 30-40 тысяч лет назад механизм генетического развития человека на основе внутривидового отбора перестал функционировать. Эволюция, морфологическое совершенствование человека, в том числе и развитие мозга, закончились! Почему это произошло? Для отказа от дальнейшего использования механизма, которому человек обязан своим утверждением на вершине биологической пирамиды, должны были быть неординарные причины. Одна из гипотез (академика Никиты Николаевича Моисеева) основывается на том, что на определенном этапе эволюции наших предков помимо силы, выносливости и других чисто физических качеств, определяющих выживание прачеловека, стала осознаваться определяющая роль знания, опыта и мастерства. Знания и опыт повлекли за собой формулирование целого ряда запретов-табу в поведении и действиях членов общества. Мудрецы и умельцы, которые во все большей степени обеспечивали благосостояние рода или племени, далеко не всегда были самыми сильными и смелыми членами общества, кому обычно естественный внутривидовой отбор давал преимущества. Жизненной необходимостью рода-племени стала защита не только самок и потомства, но и тех, кто оказывался носителем знаний и мастерства. На этой основе сформировался важнейший из всех запретов - "не убий!". В силу его исключительной важности для любой человеческой общности он оказался в основе морали и существует в том или ином виде у всех народов, во всех религиях. Возникновение именно этого запрета, вероятно, и поставило пре-дел морфологическому совершенствованию организма человека. В самом деле, указанный запрет способствовал выживанию тех умельцев, которые способны не только хранить нужные знания и навыки, но и приобретать новые и, что самое главное, передавать их другим поколениям. Принцип "не убий!" разрешал противоречие между сильным и умным в пользу последнего. Защита слабых - эта дополнительная и весьма обременительная нагрузка, которую по необходимости взяло на себя рождавшееся общество, - прекратила действие естественного отбора, а следовательно, и индивидуальное развитие человека. Появление жизни на планете Земля - это реализация одной из возможных форм самоорганизации материи. Это естественный процесс космического масштаба. То же самое можно сказать и о двух рассматриваемых явлениях эволюции живого вещества на Земле - возникновении разума и норм морали. Так же, как и возникновение жизни, они есть формы самоорганизации материи. Являются ли они неизбежной фазой развития живого? Очевидно, нет. Это связано с тем, что любые системы (в том числе и живые) обладают пороговыми состояниями, переход через которые по достижении точки бифуркации ведет к кардинальному качественному изменению протекающих в них процессов - к изменению их организации. Переход системы в новое состояние, так же, как и характер ее новой организации, неоднозначен, то есть после бифуркации существует множество возможных структур (возможных путей самоорганизации материи), в рамках которых в дальнейшем будет развиваться система. И предсказать заранее, какая из этих структур реализуется, нельзя. Нельзя в принципе, поскольку это зависит от тех неизбежно присутствующих случайных воздействий - флуктуаций внешней среды, которые в момент перехода через пороговое состояние и будут определять выбор. Поэтому необходимо понимать, что человек как биологический вид, обладающий разумом и развивающийся в рамках определенных норм морали, есть явление уникальное, неповторимое. В привычном нам "виде" он больше нигде и никогда не возникнет. Это с одной стороны. С другой стороны, он всего-навсего одна из бесчисленного множества возможных реализаций самооpганизации материи во Вселенной - естественного космического объективного процесса и никаких особых привилегий нарушать или развиваться вопреки объективным законам и процессам не имеет. Он просто будет навсегда уничтожен "породившей" его Вселенной, в которой будут реализовываться все новые и новые формы самоорганизации материи, но вид Homo Sapiens уже никогда не повторится. Поэтому, мысля космическими категориями, у человека нет другого выхода и выбора, как действовать в согласии с планетарными объективными законами эволюции. Об этом уже в первые годы ХХ столетия начал говорить В.И. Вернадский. Он отмечал, что воздействие человека на окружающую природу растет столь быстро, что скоро он превратится в решающую геологообразующую силу. И, как следствие, он должен будет принять на себя ответственность за будущее развитие природы. Развитие окружающей среды и общества сделаются неразрывными. Биосфера перейдет однажды в сферу разума - в ноосферу. Произойдет объединение, в результате которого развитие планеты сделается направленным - направляемым силой разума. Термин "ноосфера" предложил французский исследователь Леруа в 1924 г., впоследствии он широко использовался Пьером Тейяр де Шарденом - французским палеонтологом, занимающимся вопросами эволюции; В.И. Вернадский стал употреблять этот термин только в последние годы своей жизни. С термином ноосфера до сих пор не все просто, поскольку однозначное его толкование отсутствует. Среди специалистов-естественников широко распространена наиболее простая его трактовка - сфера разума, так принято называть часть биосферы, которая оказывается под влиянием человека и преобразуется им. Переход биосферы в ноосферу означает при таком понимании всего лишь постепенное освоение человеком биосфеpы. Однако В.И.Вернадский, создавая свое учение о ноосфере, закладывал в него гораздо более глубокий, философский смысл. Он считал, что согласованное с природой развитие общества, ответственность за природу и ее будущее потребуют специальной организации общества, создания специальных структур, которые будут способны обеспечить это совместное согласованное развитие. Исходя из такого взгляда, ноосфера - это такое состояние бисферы, когда ее развитие происходит целенаправленно, когда Разум имеет возможность направлять развитие биосферы в интересах эволюции человека. Выполнение принципа совместного развития, обеспечения коэволюции (совместного развития) биосфеpы и общества потребуют от человечества регламентации своих действий, определенных ограничений. Уже сегодня человечество подвело планету к той предельной черте, дальше которой начинаются необратимые процессы. 

    Природная среда 

   Характеризуя  природную среду Земли с экологической  точки зрения, эколог на первое место всегда может ставить освещения типов и особенностей существующих в нем взаимосвязей между всеми природными процессами и явлениями (данного объекта, района, ландшафта или региона), а также характера влияния на такие процессы человеческой деятельности. При этом очень важно использовать современные методы изучения взаимосвязей между населением, хозяйством и окружающей средой, уделять особое внимание причинам и следствиям возникновение так называемых цепных реакций в природе. Важно также придерживаться нового принципа — комплексной оценки экологических ситуаций на основе построения цепей причинно-следственных связей на разных стадиях прогноза с привлечением к решению проблемы представителей разных областей знаний, прежде всего — географов, геологов, биологов, экономистов, медиков, юристов.

   Поэтому, изучая особенности основных составных  природной среды, необходимо помнить, что все они тесно связаны  между собою, зависят одно от одного и чувствительно реагируют на любые изменения, а окружающая среда - это сильное сложная, многофункциональная, извечное сбалансированная единая система, которая живое и постоянно самовосстанавливается благодаря своим особым законам обмена веществ и энергии. Эта система развивалась и функционировала мільйони лет, но человек на современном этапе своей деятельностью настолько разбалансировал природные связи всей глобальной экосистемы, что она начала активно деградировать, теряя способность самовосстанавливаться.

   Таким образом, природная среда - это мегаекзосфера  постоянных взаимодействий и взаимопроникновения элементов и процессов четверых ее составных экзосфер (приповерхностных оболочек): атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы- под влиянием экзогенных (в частности космических) и эндогенных факторов и деятельности человека. Любая из экзосфер имеет свои составные элементы, структуру и особенности. Три из них - атмосфера, литосфера и гидросфера - образованные безжизненными веществами и есть ареалом функционирования живого вещества - биоты - главного компонента четвертой составной окружающей среды – биосферы.

   Природные ресурсы 

   Природные ресурсы — это особый компонент  природной среды, им следует уделять  особое внимание, поскольку Их наличие, вид, количество и качество в значительной мере определяют отношения человека к природе, характер и объем антропогенных изменений окружающей среды.

   Под природными ресурсами понимают все  то, что человек использует для  обеспечения своего существования  — продукты питания, минеральное  сырье, энергоносители, пространство для  жизни, воздушное пространство, воду, объекты для удовлетворения эстетичных потребностей.

   Еще несколько десятилетий поэтому, если отношение всех народов к  природе определялось лишь одним  девизом: подчинить, взять самое  большее, ничего не отдавая, поскольку, мовляв, богатства Земли неисчерпаемые человечество и брало, разрушало, сжигало, вырубало, убивало, истощало, поглощало, не считая. Ныне настали другие времена, так как, подсчитав, опомнились. Обнаруживается, практически неисчерпаемых ресурсов в природе вообще нет. Условно пока еще можно относить к неисчерпаемых общие запасы воды на планете и кислороде в атмосфере. Но через их неравномерное распределение уже сегодня в отдельных районах и регионах Земли ощущается их острый недостаток. Все минеральные ресурсы принадлежат к невосстановимых и главнейшие из них ныне уже исчерпанные или находятся на границе уничтожения (уголь, железо, марганец, нефть, полиметаллы). Через быструю деградацию ряда экосистем биосферы в последнее время ресурсы живого вещества - биомассы - тоже перестали восстанавливаться, как и запасы пресной питьевой воды.

   Поскольку биосфера планеты есть замкнутая  система с относительно постоянной массой и обменивается с космическим  пространством лишь энергией, человечеству следует учитывать его состояние  и её способность самовосстанавливать свою биомассу, вичерпність современных энергоносителей, которые используются человечеством, уменьшить объемы использования ресурсов, сознательно отказавшись от излишков, перейти к тактике и стратегии рационального ресурсопользования. 

Проблемы биосферы сегодня 

   Ресурсы дикой природы дают человеку всевозможные экономические выгоды, они служат источниками пищи, топлива, бумаги, ткани, кожи, лекарств и всего остального, что использует человек в своей деятельности. Кроме того, многие дикие виды имеют еще и эстетическую ценность и создают условия для отдыха.

   Однако  их наибольшим вкладом является поддержание  “здоровья” и целостности экосистем мира. Многие люди считают, что природу необходимо охранять только из-за ее реальной или потенциальной пользы для людей, - этот подход называют антропоцентрическим (с “человеком в центре”) взглядом на мир. Некоторые люди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, что недостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как человек не более важен, чем другие виды на земле. “У человека нет превосходства над другими видами, ибо все есть суета сует” - считают они. Другие придерживаются экоцентрического (центр-экосистема) взгляда и полагают, что оправданы только те действия, которые направлены на поддержание систем жизнеобеспечения земли.

   По  меньшей мере 94% из примерно полумиллиарда  различных видов, которые жили на земле, исчезли или эволюционировали в новые виды. Массовое вымирание в далеком прошлом происходило в результате неизвестных природных причин. Однако с тех пор, как 10 000 лет назад зародилось земледелие, в результате человеческой деятельности скорость исчезновения видов возросла в миллионы раз и предполагается, что такая тенденция сохранится в ближайшие десятилетия. Виды, которые могут вскоре исчезнуть, классифицируются как виды, подвергающиеся опасности исчезновения, а те, которые, вероятно, будут подвергаться опасности, классифицируются как виды, находящиеся под угрозой исчезновения.

   Основными, связанными с деятельностью человека факторами, которые способны подвергнуть виды угрозе, опасности или исчезновению, являются:

                    -     уничтожение или нарушение  мест обитания;                

   -     промысловая охота;

   -     контролирование вредителей и  хищников для защиты домашнего скота, сельскохозяйственных культур и для охоты;

   -     разведение в качестве домашних  животных, декоративных растений, для медицинских исследований и для зоопарков;

   -     загрязнение;

   -     случайная или намеренная интродукция  конкурирующих или хищных видов в экосистемы;

   -     рост населения.

   Ряд видов обладает природными особенностями, которые в большей степени способствуют их исчезновению в результате деятельности человека и природных катастроф, чем другие виды. Это: медленная скорость размножения, крупный размер, ограниченные или особые районы гнездования или размножения, особые привычки питания, установленные способы миграции и определенный тип поведения.

   Для охраны подвергающихся опасности и  угрозе вымирания диких видов  и для предотвращения опасности, которой могут подвергнуться другие виды, используются три основные стратегии:

   -     принятие соглашений, законов и  создание заповедников;

   -     использование генных банков, зоопарков,  исследовательских центров,

   ботанических  садов и аквариумов для сохранения небольшого количества диких

   животных;

   -     охрана и защита разнообразия  уникальных и типичных экосистем  во всем мире.

   Менеджмент  диких животных подразумевает регулирование  популяций диких видов и их мест обитания для пользы человека, благополучия других видов и для охраны подвергающихся опасности или угрозе вымирания видов. Для достижения этих часто противоречивых целей используются три подхода:

   -     охрана относительно ненарушенных  областей от наносящей вред человеческой деятельности;

   -     регулирование численности популяций, растительности в местах обитания и запасов воды для поддержания видового разнообразия территории;

   -     регулирование размеров популяций,  растительности в местах обитания  и запасов воды на конкретной территории для благополучия отдельного вида.

   В большинстве развитых стран популяции  охотничьих животных регулируются законами, которые определяют способ и время спортивной охоты на определенные виды. Менеджмент водоплавающих перелетных птиц может осуществляться посредством:

   -    охраны существующих мест обитания на лугах и заболоченных участках в районах их летних и зимних гнездований и вдоль путей миграции;

   -     создания новых мест обитания;

   -     регулирования охоты.

   Для регулирования популяций ценных промысловых и представляющих интерес для спортивной рыбной ловли пресноводных и морских видов рыб также используются законы и постановления. Однако многие важные промысловые виды морских рыб и китов добывались в интересах краткосрочной экономической выгоды до тех пор, пока они не стали столь малочисленны, что ловить их стало невыгодно. В настоящее время ведутся разработки новых, более эффективных способов управления популяциями животных, делаются попытки оградить дикую природу от антропогенного воздействия, или хотя бы свести это воздействие к минимуму, при котором популяции животных перестали бы уменьшаться. 

Устойчивость  биосферы 

   Какова  устойчивость биосферы, то есть ее способность  возвращаться в исходное состояние после любых возмущающих воздействий? Она очень велика. Биосфера существует уже около 3,8 миллиардов лет (Солнце и планеты – около 4,6 миллиарда) и за это время ее эволюция не прерывалась: это следует из того, что все живые организмы, от вирусов до человека, имеют один и тот же генетический код, записанный в молекуле ДНК, а их белки построены из 20 аминокислот, одинаковых у всех организмов. И как бы не были велики возмущающие воздействия, а некоторые из них можно отнести к разряду глобальных катастроф, приводивших к исчезновению многих видов, в биосфере всегда находились внутренние резервы для восстановления и развития. Только за последние 570 миллионов лет отмечено шесть крупных катастроф. В результате одной из них число семейств морских животных уменьшилось более чем на 40%. Крупнейшая катастрофа на границе пермского и триасового периодов (240 миллионов лет назад) привела к вымиранию около 70% видов, а катастрофа на границе мелового и третичного периодов (67 миллионов лет назад) -  вымиранию почти половины видов (тогда-то вымерли и динозавры).