Учение Вернадского о биосфере

       Копролиты (ископаемые остатки экскрементов) известны в  геологических отложениях, начиная с ордовика, однако бесспорно,  что  большинство  их  при геологических  описаниях  не  учитывается.  Происходит  это   из-за   слабой изученности  вопроса  и  из-за  отсутствия  диагностических  признаков   для определения копролитов.

       Между тем в донных отложениях современных водоемов  фекальные комочки беспозвоночных распространены  очень  широко  и  нередко  являются  основной частью осадка. В южной Атлантике,  например,  илы почти нацело  слагаются фекалиями планктонных ракообразных,  а  по  берегам  Северного  моря  донные осадки, образованные фекалиями мидий, имеют мощность до 8 м.

        Биогенная  миграция  атомов  II  рода  (механическая) отчетливо проявляется в наземных экосистемах с  хорошо  развитым  почвенным  покровом, позволяющим животным создавать глубокие укрытия (гнездовые камеры  термитов, например, расположены на глубине 2 - 4 м от  поверхности).  Благодаря выбросам землероев, в верхние слои почвы попадают первичные  невыветрившиеся минералы,  которые,  разлагаясь, вовлекаются  в  биологический  круговорот.

      Недаром известный геолог Г.Ф.Мирчинк (1889 – 1942)  называл  сурка-тарбагана “лучшим геологом  Забайкалья”  –  его  норы  окружены  “коллекциями”  горных пород, добытых с глубины нескольких метров!

       К биогенной миграции  II  рода  можно  отнести  и  перемещение  самого живого  вещества.  Сюда  относятся  сезонные  перелеты   птиц,   перемещения животных в поисках корма, массовые миграции животных. Естественно,  что  все эти  разнообразные  формы  движения  живого   вызывают   и   транспортировку небиогенного вещества.

       Вернадский, как мы  видели,  подразделял  процессы,  осуществляемые  в биосфере живым веществом, по  характеру  самих  процессов.  Несколько  иначе подошел  к  этому  вопросу современник Владимира Ивановича Н.А.Андрусов. “Химическая деятельность организма вообще,  имеющая  геологическое  значение,– писал Андрусов,– может быть  сведена  к  двум категориям:  во-первых,  к образованию на наружной поверхности или внутри твердых выделений,  способных сохраняться; во-вторых,  к  образованию  жидких  и  газообразных  выделений, способных   вступать   в   различные   химические   реакции   с   окружающим неорганическим миром”. По существу, эту же мысль  развивала  на  современном материале микробиолог Т.В.Аристовская.  Она  указала,  что  миграция  атомов химических элементов может быть как  прямым,  так  и  косвенным  результатом жизнедеятельности  организмов  (в  первую  очередь  бактерий).   В таблице совмещены классификационные подходы Вернадского  (горизонтальные  ряды)  и Андрусова – Аристовской (вертикальные столбцы). Для понимания  той  работы, которую совершает живое вещество в  биосфере,  очень  важными являются  три основных положения, которые  Владимир  Иванович  называл  “биогеохимическими принципами”.

       В формулировке В.И.Вернадского [6] они звучат следующим образом:

I принцип:”Биогенная  миграция атомов химических элементов  в биосфере  всегда стремится к максимальному своему проявлению”.

II принцип:  “Эволюция видов в  ходе  геологического  времени,  приводящая  к созданию  форм  жизни   устойчивых   в   биосфере,   идет   в   направлении,

увеличивающем  биогенную   миграцию   атомов   биосферы”   (или   в   другой формулировке: “При эволюции  видов  выживают  те  организмы,  которые  своею жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию”).

III  принцип:  “В  течение  всего  геологического  времени,   с   криптозоя, заселение планеты должно было быть максимально возможное  для  всего  живого вещества, которое тогда существовало”.

       Для  Вернадского  I  биогеохимический  принцип  был  тесно  связан  со способностью  живого  вещества  неограниченно  размножаться  в   оптимальных условиях. “Вихрь атомов”, который представляет собой жизнь,  по  определению Жоржа  Кювье,  стремится  к  безграничной  экспансии.  Следствием этого и является максимальное проявление биогенной миграции атомов в биосфере.

       II биогеохимический принцип, по существу, затрагивает кардинальную проблему  современной  биологической  теории  –  вопрос   о   направленности эволюции организмов. По мысли  Вернадского,  преимущества  в  ходе  эволюции получают те организмы, которые приобрели способность усваивать  новые формы энергии или “научились” полнее использовать химическую  энергию,  запасенную в  других  организмах.  В  ходе  биологической  эволюции,   таким   образом, увеличивается “КПД”  биосферы  в  целом.  Чисто  математически  это  показал В.В.Алексеев,  который  на  основе  расчетов  пришел  к  следующим  выводам: “Эволюция должна идти в направлении увеличения скорости обмена  веществом  в системе”. И далее: “Становится понятным, почему образовались ферменты,  роль которых заключается  в  резком  увеличении  скоростей  реакций,  идущих  при обычных условиях исключительно медленно”.

      II биохимический принцип Вернадского получает подтверждения на  самом разнообразном эмпирическом материале. Так, в 1956  году  почвовед  В.Л.Ковда изложил  результаты  химического  исследования  более  1300  образцов   золы современных высших  растений.  На  этом  обширнейшем  фактическом  материале автор пришел к выводу, что (за несколькими исключениями) зольность  растений возрастает  от  представителей  древних  таксонов к более молодым. Эта закономерность – одно из частных проявлений II  биогеохимического  принципа. Вообще  же  его  проявления  в  биосфере  очень  многообразны   и   довольно неожиданны. Возьмем другой пример из области ботаники. Магаданский  ботаник  А.П.Хохряков  недавно  установил   своеобразную направленность эволюции высших растений  –  интенсификацию  смен  органов  в ходе индивидуального развития организма.

       III  биогеохимический  принцип   также  связан  с “давлением” жизни. Этот фактор обеспечивает  безостановочный захват  живым веществом любой территории, где возможно нормальное  функционирование  живых организмов. 
 
 
 
 

4. Биосфера  и человек. Ноосфера. 

      Вернадский, анализируя геологическую  историю  Земли,  утверждает,  что наблюдается переход биосферы в новое состояние – в  ноосферу  под  действием новой геологической  силы,  научной  мысли  человечества.  Однако  в  трудах Вернадского  нет  законченного  и  непротиворечивого   толкования   сущности материальной ноосферы как  преобразованной  биосферы.  В  одних  случаях  он писал о ноосфере в будущем времени  (она  еще  не  наступила),  в  других  в настоящем (мы входим в нее),  а  иногда  связывал  формирование  ноосферы  с появлением   человека   разумного   или   с   возникновением   промышленного производства. Надо заметить, что  когда  в  качестве  минералога  В.И. Вернадский писал о геологической деятельности человека, он еще  не  употреблял  понятий “ноосфера” и даже “биосфера”. О формировании на Земле ноосферы  он  наиболее подробно  писал  в  незавершенной  работе  “Научная  мысль   как   планетное явление”, но преимущественно с точки зрения истории науки.

       Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания?  Труды Вернадского позволяют более обоснованно ответить  на  поставленный  вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых  для  становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия:

1) заселение человеком всей планеты;

2) резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

3) усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;

4) начало преобладания геологической роли человека над  другими  геологическими процессами, протекающими в биосфере;

5) расширение границ биосферы и выход в космос;

7) открытие новых источников энергии;

8) равенство людей всех рас и религий;

9) увеличение роли народных  масс  в  решении  вопросов  внешней  и  внутренней политики;

10) свобода  научной  мысли  и  научного  искания   от   давления   религиозных, философских и политических построений и  создание  в  государственном  строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;

11) продуманная  система   народного   образования   и   подъем   благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и  голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;

12) разумное  преобразование  первичной  природы  Земли  с  целью   сделать   ее способной  удовлетворить   все   материальные,   эстетические   и   духовные потребности численно возрастающего населения;

13) исключение войн из жизни общества.

       Проследим, насколько выполняются эти  условия  в  современном  мире  и остановимся более подробно на некоторых из них.

      Заселение человеком  всей  планеты.  Это  условие  выполнено.  На  Земле  не осталось мест, где не ступала  бы  нога  человека.  Он  обосновался  даже  в Антарктиде.

      Резкое  преобразование средств связи и  обмена  между  странами.  Это  условие также  можно  считать  выполненным.  С  помощью  радио  и   телевидения   мы моментально  узнаем  о  событиях  в  любой  точке  земного  шара.   Средства коммуникации  постоянно  совершенствуются,  ускоряются,   появляются   такие возможности, о которых недавно  трудно  было  мечтать.  И  здесь  нельзя  не вспомнить пророческих слов Вернадского: “Этот процесс  –  полного  заселения биосферы человеком – обусловлен  ходом  истории  научной  мысли,  неразрывно связан  со  скоростью  сношений,  с   успехами   техники   передвижения,   с возможностью мгновенной передачи  мысли,  ее  одновременного  обсуждения  на всей  планете.”  [7].  До  недавнего   времени   средства   телекоммуникации ограничивались телеграфом, телефоном, радио и телевидением, о которых  писал еще Вернадский. Имелась возможность передавать данные от  одного  компьютера к другому при помощи модема, подключенного к телефонной линии, документы  на бумаге передавались с помощью факсимильных  аппаратов.  Только  в  последние годы развитие глобальной  телекоммуникационной  компьютерной  сети  Internet дало начало настоящей революции в человеческой цивилизации,  которая  входит сейчас в эру информации. В Рост  и  развитие  сети Internet, совершенствование вычислительной и коммуникационной  техники идет сейчас подобно тому, как идет размножение и эволюция  живых  организмов.  На это в свое время  обратил  внимание  Вернадский:  “Со  скоростью,  сравнимой скоростью  размножения,  выражаемой  геометрической   прогрессией   в   ходе времени, создается этим путем в биосфере все растущее  множество  новых  для нее косных природных тел и новых больших природных  явлений.”  [8].  “...Ход

научной мысли, например, в создании машин, как  давно  замечено,  совершенно аналогичен  ходу   размножения   организмов.”   [9].   Если   раньше   сетью пользовались только исследователи  в  области  информатики,  государственные служащие и подрядчики, то теперь практически любой желающий  может  получить доступ к ней. И здесь мы видим воплощение мечты Вернадского о  благоприятной среде  для  развития  научной  работы,  популяризации  научного  знания,  об интернациональности  науки.  Действительно,  если  раньше  людей   разделяли границы и огромные расстояния, то теперь, возможно, только языковой  барьер. “Всякий научный факт, всякое научное наблюдение, – писал Вернадский,  –  где бы и кем бы они ни были сделаны, поступают в единый научный аппарат,  в  нем классифицируются  и  приводятся  к  единой  форме,  сразу  становятся  общим достоянием для критики, размышлений и научной работы.”[10]. Но  если  раньше для того, чтобы вышла в свет  научная  работа,  чтобы  научная  мысль  стала известной миру, требовались годы, то сейчас любой ученый, имеющий  доступ  к сети Internet, может представить свой труд, например, в виде так  называемой WWW странички (World-Wide Web  – “Всемирная  паутина”)  на  обозрение всем пользователям сети,  причем  не  только  текст  статьи  и  рисунки  (как  на бумаге), но и подвижные иллюстрации,  а  иногда  и  звуковое  сопровождение. Сейчас сеть Internet – это мировое сообщество около  30  тысяч  компьютерных сетей, взаимодействующих между  собой. Население Internet  уже составляет почти 30 миллионов пользователей и около 10  миллионов  компьютеров,  причем количество узлов каждые полтора года удваивается. Вернадский  писал:  “Скоро можно будет  сделать  видными  для  всех  события,  происходящие  за  тысячи километров”  [11].  Можно  считать,  что  и  это  предсказание   Вернадского сбылось.

      Усиление  связей, в том числе политических, между всеми странами  Земли.  Это условие можно считать  если  не  выполненным,  то  выполняющимся.  Возникшая после второй мировой войны Организация Объединенных  наций  (ООН)  оказалась гораздо более устойчивой и действенной, чем  Лига  наций,  существовавшая  в Женеве с 1919 г. по 1946г.

      Начало  преобладания геологической роли человека над  другими  геологическими процессами,  протекающими  в  биосфере.  Это  условие  также  можно  считать выполненным, хотя именно преобладание геологической  роли  человека  в  ряде случаев привело к тяжелым экологическим последствиям.  Объем  горных  пород, извлекаемых из глубин Земли всеми шахтами и карьерами мира, сейчас  почти  в два раза превышает средний объем лав  и  пеплов,  выносимых  ежегодно  всеми вулканами Земли.