Лекция 19. Биосферные концепции эволюции

1. Биосфера как планетарная система.

2. Биосферное учение В.И.Вернадского.

3. Ноосферная концепция В.И.Вернадского

4. Биосфера и космос.

Под биосферой понимается совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входит вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами. Пространство, включающее околоземную атмосферу и наружную оболочку Земли, освоенное живыми организмами и находящееся под влиянием их жизнедеятельности, называется биосферой.

Биосфера Земли образуется всей совокупностью биогеоценозов, связанных между собой круговоротом веществ и энергии. Она представляет собой область активной жизни, охватывающую нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Термин «биосфера» введен в 1875 г. Э.Зюссом.

Биосфера – своеобразная оболочка Земли, включающая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера является определенной природной системой, существование которой в первую очередь обусловлено круговоротом энергии и вещества при активном участии живых организмов. Биосфера как глобальная суперсистема включает в себя ряд подсистем.

Живые организмы обычно объединены в различные сообщества, например, популяции. В ходе эволюции формируется другой, качественно новый уровень живых систем, так называемый биоценоз, или совокупность совместно обитающих популяций разных видов живых организмов.

В 1877г. немецкий ученый гидробиолог К. Мебиус предложил понятие биоценоз для обозначения такой совокупности организмов, существование которых зависимо от абиотических (небиологических) факторов среды.Другое название биоценоза - сообщество. Биоценозы являются вторым уровнем организации и объединяют в себе несколько популяций.

Биоценоз – совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих участок среды с более или менее однородными условиями существования и характеризующихся определенными взаимосвязями между собой и приспособленностью к условиям окружающей среды (например, биоценоз озера, леса и т.д.).

Совокупность растений на участке с одинаковыми природными условиями, которые взаимодействуют друг с другом и со своим окружением, называется фитоценозом или растительным сообществом.

N.B! Фитоценоз - совокупность видов растений на однородном участке, находящихся в сложных взаимоотношениях между собой и с условиями окружающей среды (лес, степь, луг и т.д.).

Фитоценоз характеризуется определенным видовым составом, строением и сложением. Фитоценоз - это часть биоценоза.

Дальнейшее развитие биосферы приводит уже к росту и углублению дифференциации внутри ее самой. Биоценозы входят в качестве составных частей в еще более сложные системы, представляющие собой взаимообусловленный комплекс живых и абиотических компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергией - в биогеоценозы. Биогеоценоз - это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и абиотических косных (приземной слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обменом веществ и энергии).

Термин предложил акад. В.Н.Сукачев (1940 г). Иногда этот термин употребляется как синоним экосистемы, термин английского ботаника А.Тенсли (1935г.). Раздел биологии, изучающий экологические системы (биоценозы, биогеоценозы), называется биогеоценология.

В настоящее время в рамках популяционной биологии сформировались два тесно связанных между собой направления - биологическое и эволюционное. Главное содержание биологического направления составляет изучение популяций и биоценозов, которые, будучи тесно связанными между собой и с окружающей природой, олицетворяют живые механизмы кругооборота веществ в природе. Биологическая популяционная биология исследует границы популяций или пространственную структуру популяций, а также изучает поведение животных в популяциях, их взаимодействие друг с другом (этологическую структуру популяций).

Связи внутри популяций и между популяциями служат основным механизмом сохранения их целостности. Было выяснено, что популяция является метаболически открытой системой, в то время как биоценоз - метаболически замкнут на себя, т.е. внутри биоценозов круговорот веществ может совершаться без участия соседних биоценозов. В то же время устойчивость биоценозов зависит как от взаимодействия с соседними биоценозами, так и от их внутренней структуры.

На популяционно-биоценотическом уровне решающую роль играет взаимодействие составляющих его сочленов. Это взаимодействие носит трофический характер, т. е. происходит обмен веществами и энергией между популяциями или биоценозами.

В развитии экосистем большую роль играют организмы, способные самостоятельно синтезировать органическое вещество из неорганических соединений. Эти организмы называются автотрофами. Автотрофные растения и микроорганизмы представляют жизненную среду для гетеротрофов. Организмы, использующие для питания органические вещества, произведенные другими организмами, называются гетеротрофами. К гетеротрофным организмам относится человек, все животные, грибы, большинство бактерий, вирусов.

Таким образом, складывается биогеоценотический комплекс, который может существовать веками.

Учение о биосфере В.И.Вернадского. В 1919 году В. И. Вернадский впервые высказал идею о геологических функциях «живого вещества», представленного в виде «единого нераздельного целого» совокупностью всего органического мира. А само учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов (в том числе человека) проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, В.И.Вернадский создал в1926 г.

По мнению Вернадского, два основных компонента биосферы – живые организмы и среда их обитания – непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном единстве, образуя целостную динамическую систему. Поэтому ученый понимал биосферу как объединение живого и неживого, включая в нее все продукты жизнедеятельности, выработанные за все время существования жизни, так называемый «культурный слой».

В. И. Вернадский дал одно из самых первых своих определений живого вещества: «Под именем живого вещества я буду подразумевать всю совокупность организмов, растительных и животных, в том числе и человека».

Отмечая характерные отличия живой материи от неживой, В. И. Вернадский, следуя взглядам Л.Пастера, видел основное отличие живого в дисимметрии строения его молекул (молекулярная хиральность).Он подчеркивал, что «в соединениях, связанных с жизнью, преобладает или исключительно существует один антипод», т.е. один стереоизомер - левовращающий или правовращающий.

В отличие от других исследователей Вернадский разрабатывал комплексное учение о биосфере как о взаимодействии и единстве всего живого и неживого. Такой подход потребовал от ученого определиться в исходном представлении: о возникновении жизни на Земле – из возможных вариантов:

1) живое возникло до образования планеты и было занесено на нее извне;

2) живое зародилось на Земле после ее образования;

3) жизнь возникла вместе с образованием планеты. Ученый придерживался последней точки зрения. Он считал, что поскольку нет убедительных доказательств того, что живое когда-либо существовало на планете, значит, биосфера была на ней всегда.

В рамках созданной им науки – биогеохимии, изучающей распределение химических элементов на поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что практически нет ни одного элемента таблицы Менделеева, который не входил бы в состав живого вещества. Придавая важное значение энергетической функции живых веществ (он называл живые организмы «механизмами превращения энергии»), Вернадский определял биосферу как тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под воздействием солнечной энергии и деятельности живых организмов.

Формулируя основные принципы существования биосферы, Вернадский конкретизирует и способы существования живого.

1. Первым выводом из учения о биосфере является принцип целостности биосферы.

2. С принципом целостности биосферы и неразрывной связи в ней живого и неживого (косного) веществ связан и принцип динамической гармонии биосферы.

3. Современное естествознание именно в процессе изучения биосферы, в частности, биоценозов, ввело новое понятие «коэволюция», означающее взаимное приспособление видов. Именно коэволюция обеспечивает взаимное сосуществование и повышение устойчивости биоценоза как системы.

4. Растекание жизни по планете – это проявление ее геохимической энергии.

5. Жизнь целиком определяется полем устойчивости земной растительности.

6. Постоянство количества живого вещества в биосфере.

7. Постоянное распространение жизни по планете.

Вернадский высказал предположение, что, возможно, живое вещество эволюционизирует по своим собственным, особым законам в рамках геологического времени, вне зависимости от изменения среды. В современной терминологии это можно назвать необратимостью изменений, происходящих в живом веществе в процессе эволюции.

Биосфера в ее естественном состоянии существовала и функционировала как подлинный «монолит жизни», самой жизнью создаваемый и управляемый. Ситуация коренным образом изменилась, когда появился главный компонент биосферы - человек. Он выступил как мощная геологическая сила, положившая начало перестройке биосферы: началась эпоха ноосферы.

Из сказанного следует, что ключевую роль в понимании существования живой природы на биосферном уровне играет экологический фактор. Особенно четко роль экологического фактора обозначилась тогда, когда биосфера обрела новую форму существования - форму ноосферы.

Учение о ноосфере. Осознание огромного влияния современного человека и последствий его деятельности на биосферу послужили импульсом к созданию учения о ноосфере (от греч. «ноос» - разум). Впервые термин в 1927 г. был предложен французскими учеными ифилософами Э. Леруа и П.Тейяром де Шарденом. Провозвестником здесь был философ И.Г.Фихте, понимавший под ней «сферу господства разума». Однако, они вложили в этот термин особое содержание, истолковав его как некий надбиосферный «мыслительный пласт», как единый покров, окутывающий планету.

Другое истолкование этому термину дал В. И. Вернадский. Под термином ноосфера он понимал ту часть нашей планеты и околопланетного пространства, которая несет на себе печать разумной деятельности человека. Так же, как и биосфера, ноосфера становится геологической силой, влияющей на все сферы Земли.

Учение о ноосфере не имеет пока законченного характера. Наиболее развернуто оно в трудах В.Вернадского. Вернадский начал разрабатывать свою концепцию с начала 30-х годов – после изложения учения о биосфере. Очень важным тут было то, что Вернадский впервые осознал значение человека в существовании планеты. Однако и в его работах встречаются разные определения и представления о ноосфере, которые менялись на протяжении жизни ученого.

По его представлениям ноосфера есть уже качественно иная, высшая стадия биосферы, связанная с коренным преобразованием не только природы, но и самого человека. Речь идет о таком уровне развития, когда преобразующая деятельность человека будет основываться на строго научном и разумном понимании всех происходящих процессов и обязательно сочетаться с «интересами природы». Вернадский развивал концепцию ноосферы как растущего глобального усиления вторжения человека в биогеохимические циклы, но одновременно и более взвешенного контроля человека над глобальной геобиохимией.

Эволюция мира и его переход в ноосферу основателями учения понимается по-разному. Т.де Шарден говорил о постепенном перетекании биосферы в ноосферу, как в сферу разума, эволюция которого подчиняется разуму и воле человека, путем постепенного сглаживания трудностей между человеком и природой. У Вернадского иной подход. В его учении живое вещество преобразует верхнюю оболочку Земли. Постепенно человечество становится основной планетарной геолого-образующей силой. Поэтому человек несет прямую ответственность за эволюцию планеты, и понимание им этой ответственности необходимо для его собственного выживания. Стихийность же развития, неуправляемость делает биосферу непригодной для обитания людей. Воздействия на нее должны быть взвешены и дозированы, чтобы постепенно биосфера преобразовывалась в ноосферу, где ее развитие приобретает направляемый и управляемый характер.

В трудах Вернадского указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы:

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;

N.B! Это условие можно считать если не выполненным, то выполняющимся. Возникшая после Второй мировой войны ООН оказалась гораздо устойчивее и действенней, чем Лига Наций, просуществовавшая в Женеве с 1919 по 1946 гг.

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

5) расширение границ биосферы и выход человека в космос;

6) открытие новых источников энергии;

7) равенство людей всех рас и религий;

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

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

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

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

12) исключение войн из жизни общества;

Процесс образования ноосферы постепенный, и вероятно, нельзя будет точно указать год или даже десятилетие, с которого переход можно будет считать совершенным.

Прорыв научной мысли подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные корни. Ноосфера – это биосфера, переработанная научной мыслью, подготавливающаяся всем прошлым планеты, а не кратковременное и преходящее геологическое явление.

Ноосфера подготавливается как эволюцией биосферы, так и историческим развитием человечества. С точки зрения ноосферного подхода по-иному видятся и современные болевые точки развития мировой цивилизации. Варварское отношение к биосфере, угроза мировой экологической катастрофы, производство средств массового уничтожения – все это должно иметь преходящее значение. Вопрос о коренном повороте к истокам жизни, к организованности биосферы в современных условиях должен звучать как набат, призыв к тому, чтобы мыслить и действовать, в биосферном – планетном аспекте.

Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственную научную мысль и на ее порождение – технику, человек создал в биосфере новую биогенную силу, поддерживающую размножение и дальнейшее заселение различных частей биосферы. Причем вместе с расширением области жительства человечество начинает представлять из себя все более и более сплоченную массу, так как развивающиеся средства связи – средства передачи мысли окутывают весь земной шар.

При этом человек впервые реально понял, что он – житель планеты и может и должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать только в области жизни – в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно непрерывно изменяет. Похоже, что впервые мы находимся в условиях единого геологического процесса, охватившего одновременно всю планету. ХХ век характерен тем, что любые происходящие на планете события связываются в единое целое. И с каждым днем социальная, научная и культурная связанность человечества только усиливается.

Значение трудов В.И. Вернадского для человечества огромно. В результате их экология из чисто биологической превратилась в междисципли­нарную область не только естественно-научного, но и философского значения.

Влияние космоса на земные процессы было замечено еще в древности: например, влияние Луны на приливы и отливы. Однако, сама связь космоса с Землей осмысливалась лишь на уровне астрономических гипотез или философских доктрин (например, «русского космизма»). В ХХ в. знания и Космосе и его влиянии на планету значительно расширились, в чем существенная заслуга российских ученых – К.Э.Циолковского, В.И.Вернадского, А.Л.Чижевского.

Вернадский среди факторов, влияющих на развитие и состояние биосферы Земли, указывал и на космическое влияние и, прежде всего, на излучение Солнца, без энергии которого жизнь на планете была бы вообще невозможна: живые организмы существуют лишь благодаря трансформации этой энергии. Вернадский не исключал даже возможности занесения живых существ (организмов) из космоса. Такую же позицию занимал и шведский ученый С.Аррениус: по его мнению, занос жизни на Землю из космоса был возможен в виде бактерий – из космической пыли – благодаря мощному потоку энергии.

О космической миссии человека, как самого совершенного из созданий природы, философы и ученые рассуждают с незапамятных времен. Писатели-фантасты придумывают инопланетные «замки будущего», ученые-футурологи пытаются предугадать, с какими проблемами столкнется человек, осваивая космическое пространство.

Весьма оригинальными, например, были идеи первого представителя «русского космизма» Н.Ф.Федорова. Полагая, что развитие науки в будущем сделает человека бессмертным, он был уверен, что отправка людей на другие планеты из-за перенаселенности Земли станет неизбежной. Но главным для Федорова было то, что Космос станет поприщем активной деятельности человека. В середине XIX в. он прорабатывал вариант перемещения людей в космическом пространстве посредством электрического поля Земли, которое якобы способно превратить планету в космический «планетовод».

Космическая философия К.Э.Циолковского. Идеи Федорова о расселении людей на другие планеты развивал К.Э.Циолковский – гениальный ученый в области ракетостроения.

На основе представления о всеобщности жизни, всегда и вечно существующей вследствие вечно подвижных атомов, Циолковский создал целую систему «космической философии». Жизнь, по Циолковскому, вечна. Кусочек материи подвержен бесчисленному ряду жизней, хотя и разделенных громадными промежутками времени («Грезы о Земле и небе»).

Циолковский полагал, что угнездившиеся на Земле жизнь и разум не являются единственными во Вселенной. В качестве доказательства им использовалось утверждение, что Вселенная безгранична и «заполнена органическим, чувствующим и разумным миром». На основании того астрономического факта, что Земля как планета сравнительно молода, он делал вывод о том, что на других, «старших планетах жизнь гораздо более совершенна». Более того, она активно влияет на низшие уровни жизни, включая земную.

В своей космической этике Циолковский сугубо последователен и рационален, исходя из идеи постоянного совершенствования материи, он видит процесс «улучшения космоса» следующим образом. Многие миллионы лет эволюции постепенно усовершенствуют природу человека и его социальную организацию. В ходе эволюции человеческий организм претерпеет существенные изменения, которые превратят человека в существо «животное-растение», напрямую перерабатывающее солнечную энергию, тем самым будет достигнута полная независимость человека от среды обитания. Таким образом, человечество сможет, используя солнечную энергию, освоить все околосолнечное пространство, где и осуществляется «гуманитарная помощь» разумным существам более низкого уровня развития. Человечество, пройдя эволюционные муки и зная свое печальное прошлое, былое несовершенство, обладает моральным правом регулировать жизнь других, примитивных пока планет, их население от мук развития. «Совершенный мир» берет на себя заботы, поддерживая и поощряя «только хорошее» на более низких по уровню планетах, устраняя «плохое».

Концепция А.А.Чижевского. Выявить, понять и оценить масштабы воздействия Космоса, и, прежде всего, Солнца, на земную жизнь во многом удалось лишь А.Чижевскому. Ученые давно обратили внимание на связь активности Солнца, так называемых «солнечных бурь» (появление на поверхности светила пятен, факелов, протуберанцев), с электромагнитными колебаниями в мировом пространстве. В 1915 г. 18-летний Чижевский, изучавший астрономию, химию и физику, обратил внимание на синхронность образования солнечных пятен и одновременную активность боевых действий на фронтах первой мировой войны. Проведя многочисленные исследования по астрономии, биологии и истории, Чижевский пришел к выводу об очень существенном воздействии Солнца и его активности на биологические и социальные процессы на Земле. Смысл его концепции – в доказательстве существования космических ритмов и зависимости биологической и общественной жизни на земле от «пульса космоса» («Эхо солнечных бурь», «Физические факторы исторического процесса»).

По его убеждению, социальные конфликты во многом предопределены активностью нашего светила. По подсчетам, в периоды минимальной активности Солнца процент массовых активных социальных действий не превышает 5%, а во время пика солнечной активности – достигает 60%.

Многие идеи Чижевского находят свое применение в биологических и космических науках. Они подтверждают неразрывное единство человека и космоса, их взаимовлияние на уровне биосферы.

Лекция 20.Экологические концепции естествознания.

1. Взаимоотношения человека и природы.

2. Противоречия в системе «биосфера – человек»

3.Основные направления действия антропогенного фактора.

4. Экология и ее задачи.

Взаимоотношения человека и природы. Наиболее тесно человек взаимодействует с такими компонентами биосферы, как географическая среда и среда обитания.

Географическая среда – это часть природы, т.е. растительный и животный мир, вода, почва, атмосфера, где происходит жизнедеятельность данного социума, природные условия и полезные ископаемые этого региона оказывают существенное влияние на разные стороны жизни людей, прежде всего, на развитие материального производства. От особенностей географической среды зависят конкретные направления человеческой деятельности, развитие тех или иных отраслей производства, а также особенности исторического развития народов.

Степень влияния географической среды на развитие народов настолько существенна, что послужила основой для формирования целого направления в социологии – географического детерминизма. Его сторонники (Платон, Аристотель, Г.Бокль, Л.Мечников и др.) считали, что развитие народов в первую очередь определяется местным ландшафтом, почвой, климатом, пищей.

Влияние природы на исторический путь того или иного народа на ранних этапах развития государств проявлялось, в основном, в возможности получения продуктов питания, благоприятном климате, рыбных промыслах, охоте (т.е. тогда, когда технологическое преобразование природных ресурсов было весьма незначительным по сравнению с использованием в готовом виде. Неблагоприятные условия существенно тормозили общественное развитие. Не случайно поэтому все древние цивилизации возникли вначале в южных регионах – на берегах Нила, Евфрата, Ганга и др., где благоприятный климат требовал меньших затрат труда на получение продуктов питания, содержание жилищ и т.п. В дальнейшем положительная роль благоприятных географических условий постепенно ослабевала и даже парадоксальным образом превратилась в отрицательный фактор, поскольку перестала стимулировать трудовую активность населения, развитие промышленного производства.

Интересной и оригинальной является «океаническая концепция» Л.Н.Мечникова, в которой он приходит к выводу о том, что развитие человеческого общества определяется в первую очередь освоением водных ресурсов и путей сообщения. Согласно его концепции, последовательно сменяя друг друга, существовало несколько цивилизаций: речная, в это время общество развивалось благодаря освоению и использованию великих рек Китая, Египта, Месопотамии и других стран; средиземноморская цивилизация, позволившая людям овладеть морскими пространствами и перемещаться с континента на континент; с открытием Америки и освоением океанов человечество вступило в период новой, океанической цивилизации в масштабах всей Земли.

Одними из социально-опасных теорий, основанных на принципах географического детерминизма, явились расово-географические теории, распространенные в середине ХХ века.

Среда обитания, или окружающая среда – понятие более широкое, чем географическая среда. Оно включает в себя, помимо перечисленного, и часть биосферы и даже астросферы (Солнечной системы или околоземного пространства), а также материальный мир, созданный человеком. В структуре окружающей среды можно выделить две важнейшие составляющие: естественную и искусственную среды обитания.

Естественная среда обитания охватывает живую и неживую природу – биосферу и геосферу. Она существует и развивается по своим внутренним законам, без вмешательства людей. Однако в ходе эволюции человек все более осваивал среду обитания. Первоначально это было связано с потреблением естественных ресурсов (плодов, животных и др.), затем с использованием естественных источников энергии (тепловой, водной), и потом и полезных ископаемых, которые человек преобразовывал для своих нужд. В результате такого освоения человек смог не только выжить как вид, но и приобрел то, что принципиально отличает его от животных – способность производить орудия труда, и благодаря этому целенаправленно преобразовывать окружающую среду, создавая материальную и духовную культуру. В конечном итоге, людьми была создана искусственная среда обитания (т.е. все то, что произведено человеком – предметы, здания, техника, домашние растения и животные, преобразованные ландшафты, каналы, сооружения, средства связи и т.д.). С развитием общества роль этой среды постоянно возрастает.

Человеческий социум, как автономная структура внутри биосферы, вносит принципиально новые элементы во взаимодействие с природой. Преобразуя биосферу, подстраивая ее под свои нужды, человек создает техносферу, т.е. производит овеществление природы, создавая искусственные материалы, предметы, процессы, технологии.

Но, к сожалению, созданное человеком далеко не всегда находится в гармонии с окружающей средой. Более того, сделанное и создаваемое сейчас людьми ведет к истреблению запасов энергии, полезных ископаемых, вызывает гибель экосистем, что ставит на грань катастрофы само существование человеческого сообщества, не говоря уже о том, что создание оружия массового поражения – это прямая угроза всему живому, всей биосфере.

Однако, несмотря на всю свою мощь и независимость, человечество является составной частью природы, результатом и этапом биологической эволюции. Человек неразрывно связан с биосферой и не в состоянии существовать вне ее. Природа является естественной основой жизнедеятельности человека и общества в целом. Связь человека с окружающей средой особенно ярко проявляется в сфере материального производства. Полезные ископаемые, природные ресурсы являются базой промышленного производства, сельхозугодья – основой производства продуктов питания. Поэтому, даже отделившись от естественной природы, создав особую биосоциальную среду, нишу в окружающем мире, человек не в состоянии долго существовать без продуктов материального производства, обусловленного природой.

В наши дни человечество практически вышло за пределы биосферы, создав техносферу, систему со своими особыми закономерностями миграции веществ. При этом нужно учитывать и встречный процесс – влияние изменившихся условий жизни на человека и его организм, сформировавшийся путем естественной биологической эволюции уже к эпохе верхнего палеолита, 50-100 тыс. лет тому назад. Сформировавшиеся в ходе эволюции люди были адаптированы к действию определенного комплекса экологических факторов: климата субтропиков, характера питания и др. продолжительность жизни человека тогда редко превышала 30 лет.

Последующее развитие человека в биосфере сопровождалось освоением новых климатических зон, изменением характера питания, двукратным увеличением продолжительности жизни. Одновременно в ходе социального развития происходили исключительно сложные процессы накопления и переработки информации, биологическим следствием которых явилось увеличение нагрузки на высшие отделы центральной нервной системы. В результате произошел отрыв человека от естественного экологического окружения и появился ряд проблем, связанных с этим, острота которых возрастает по мере развития цивилизации.

Противоречия в системе «биосфера – человек». Взаимоотношения природы и человека всегда и неизбежно отличались определенными противоречиями, поскольку взаимодействие людей и природы – это переплетение двух тенденций. Первая: с развитием производительных сил общества расширяется господство человека над естественными силами природы (сегодня уже в планетарном масштабе). Вторая: постоянное углубление противоречий и дисгармония.

Природа, несмотря на многообразие своих составных частей, есть единое целое. Поэтому воздействие человека на отдельные составляющие одновременно оказывает влияние на другие компоненты, причем зачастую независимо от желания и воли людей. Результаты ответной реакции часто непредсказуемы, плохо прогнозируемы и, как правило, негативны.

Современный человек сформировался 30-40 тыс. лет назад, и с этого времени в эволюции органического мира стал действовать новый фактор – антропогенный (от греч. «антропос» – человек). Появление человека на Земле не только качественно изменило биосферу, но и повлияло на формы ее планетарного воздействия. Стал постепенно осуществляться переход от чисто качественного, биологического приспособления живых организмов к разумному, целенаправленному изменению окружающей среды и природы, прежде всего, в интересах людей.

Последствия появления человека и его связи с биосферой разнообразны и многофункциональны. С одной стороны, для удовлетворения своих потребностей человек одомашнил и вывел большое количество животных и видов растений, увеличив тем самым разнообразие форм в биосфере. С другой стороны, многие виды растений и животных сознательно или бессознательно уничтожены человеком или вследствие его деятельности. Если на заре возникновения сообществ людей их влияние на природу мало чем отличалось от других популяций высших животных, то за последние несколько тысячелетий воздействие человека на жизнь планеты нарастает в неудержимой прогрессии.

Интенсивное воздействие человека на биосферу обычно связывают с нарастанием промышленного производства и научно-технической революцией. Между тем, подобное воздействие, по-видимому, является изначальным свойством, присущим биолого-социальной природе человека. Применение им даже самых примитивных орудий, переход от охоты к скотоводству и земледелию (около 10 тыс. лет назад) неизбежно нарушали равновесие между человеческим сообществом и окружающей средой, имевшее место на ранних этапах антропогенеза. Нарушалась основа динамического равновесия – относительная стабильность численности видов, ограниченная пищевыми ресурсами по правилу экологической пирамиды и контролируемая естественным отбором. Возможность умножать пищевые ресурсы с помощью орудий труда привела к невиданной по срокам и масштабам экспансии человека как биологического вида.

Экологические последствия этого процесса усилились в результате перехода человека от растительного к смешанному типу питания. На протяжении всей истории вида «Гомо сапиенс» происходило увеличение доли животной пищи в его рационе, что в соответствии с тем же правилом экологической пирамиды означает переход на более высокий трофический уровень и многократное увеличение энергозатрат, необходимых для построения единицы биомассы. Видовое экологическое своеобразие человека является результатом взаимодействия трех факторов: прогрессивного увеличения численности людей, наращивания темпов производства, изменения характера питания и образа жизни.

Основные направления действия антропогенного фактора. С самых ранних этапов развития человеческого общества и до настоящего времени его воздействие на окружающую среду можно свести к следующим основным направлениям:

1. преобразование естественных экологических систем

2. разрушение экосистем

3. загрязнение окружающей среды.

Первое состоит в преобразовании ландшафтов, основу которых составляют агроценозы – экологические системы, в которых роль продуцентов выполняют выращиваемые человеком культурные растения.

N.B! Примерами является преобразование долины Нила, причерноморских субтропиков и др.

Агроценозы, обладая основными характеристиками естественных экосистем, отличаются от природных биоценозов рядом существенных особенностей. Главные из них связаны с тем, что природные биогеоценозы образуются в результате действия естественного отбора, устраняющего нежизнеспособные формы. Агроценозы же – результат искусственного отбора, проводящегося в соответствии с запросами человека, направленными в основном на повышение продуктивности одного вида, ценного в хозяйственном отношении. Увеличение продукции растений-автотрофов достигается за счет внесения удобрений, дополнительными затратами энергии на обработку почв, полив и т.д. следовательно, агроценозы – не саморегулирующиеся системы, их стабильность поддерживается лишь с помощью специальных приемов природопользования, обобщающих исторический опыт хозяйственной деятельности и являющихся, по существу, составной частью культуры общества. Соблюдение экологически обоснованных правил землепользования обеспечивает значительную устойчивость агроценозов и возникающих вокруг них антропогенных экологических систем.

N 2. Второе направление действия антропогенного фактора – это разрушение экосистем, или так называемые экологические катастрофы. Это спровоцированные деятельностью человека необратимые сдвиги равновесных природных процессов.

Особенностью деятельности человека является практически необратимый характер изменений в природе, вызываемых ею. Безвозвратно погибла экологическая система Аральского моря. Если бы даже оно наполнилось водой, это был бы уже иной водоем, с иной флорой и фауной и непредсказуемыми геофизическими свойствами.

3. Третье направление действия антропогенного фактора – загрязнение окружающей среды. Это особый вид воздействия человека на биосферу. Данный аспект взаимоотношений человека и природы приобрел в последнее время особую остроту. Следует помнить, что загрязнение среды представляет собой явление очень разнородное как с точки зрения социально-экономической, так и по экологическим последствиям. Главную опасность представляет промышленное загрязнение, т.е. выброс в окружающую среду отходов производства.

Масштабы созданной человеком материальной культуры огромны, и темпы ее развития постоянно возрастают. Сейчас техномасса, созданная человеком за год, уже на порядок превышает биомассу (диких растений и животных). Такое соотношение требует уже вдумчивого и научно-обоснованного анализа баланса составляющих системы «природа-биосфера-человек».

Влияние техники на биосферу и природу нуждается не только в прикладном, но и глубоком теоретическом осмыслении. Техника все меньше выполняет функцию только вспомогательной силы, управляемой человеком. Все больше проявляется ее автономность: автоматические линии, самоналаживающиеся компьютерные системы, межпланетные станции, робототехнические комплексы и др.

По аналогии с живым веществом – основой биосферы – можно говорить и о техновеществе как совокупности всех существующих технических устройств и систем (своеобразных техноценозов). В его состав включают технику, добывающую полезные ископаемые, вырабатывающую энергию, перерабатывающую сырье. Далее идет техника, производящая средства производства и средства потребления, а затем – технические системы по передаче, хранению и использованию средств информации и т.д. в последние годы создаются специальные техносистемы по переработке и утилизации технических отходов, т.е. своего рода «технические санитары». Таким образом, структура техновещества как совокупности технических устройств, машин и систем – техноценозов – все больше воспроизводит аналогичную организацию природных живых подсистем. По силе воздействия на планету техновещество в совокупности может на равных соперничать с живым веществом. Поэтому дальнейшее развитие техники со всей очевидностью требует оценок и выбора вариантов оптимального взаимодействия техновещества с природой.

В настоящее время можно уже реально говорить о существовании особого состояния окружающей среды – техносферы, которая охватывает всю совокупность технических устройств и систем вкупе с формами технической деятельности человека. Ее структура включает в себя техногенное вещество, технические системы и комплексы, часть земной коры, гидросферы, атмосферы и даже часть околоземного пространства (в связи с выходом человека в космос).

Нет необходимости далее говорить о влиянии техносферы на природу и жизнь общества. Но нельзя не указать на обостряющуюся сегодня проблему «гуманизации техносферы», ограничение ее антигуманного воздействия на окружающую среду. Нерешенность этой проблемы – результат слабого взаимодействия естественных и гуманитарных наук, их разобщенность.

Экология и ее задачи. Наука, изучающая взаимоотношения живых организмов с окружающей средой, получила название экология. Этот термин впервые был введен немецким биологом Э.Геккелем в 1866 г.

Ученый полагал, что новая наука будет заниматься лишь взаимосвязями животных и растений со средой их обитания. Однако, говоря сегодня о проблемах экологии (этот термин прочно вошел в наш обиход в 70-х г.), имеют в виду, прежде всего, социальную экологию – науку, изучающую проблемы взаимодействия человеческого общества и окружающей среды, биосферы.

Аутэкология – область экологических исследований, которая изучает взаимоотношения представителей одного и того же вида живых организмов с окружающей средой.

Основные понятия аутэкологии:

Популяция – группа организмов, относящихся к одному или близким видам и занимающих определенную область, называемую местообитанием.

Экологическая ниша – совокупность условий, необходимых для существования популяции, определяет положение вида в цепях питания.

В зависимости от характера питания строится пирамида питания, состоящая из нескольких трофических уровней:

Низший – автотрофные организмы, питающиеся неорганическими соединениями, прежде всего, растения;

Гетеротрофные организмы, использующие в пищу биомассу растений;

Гетеротрофы второго порядка, питающиеся гетеротрофами первого порядка, т.е. травоядными животными и т.д.;

Пирамида питания связана с круговоротом вещества в биосфере.

Цели изучения аутэкологии включают два основных аспекта:

ü -Изучение предела устойчивости и предпочтения по отношению к экологическим факторам;

ü -Изучение воздействия окружающей среды на морфологию, физиологию и поведение организма.

К экологическим факторам относятся абиотические и биотические факторы. Среди абиотических факторов важную роль играют климатические, вода и почва, освещенность территории. Среди биотических факторов – обеспеченность пищей, внутривидовое и межвидовое взаимодействие. Действие экологических факторов может устранять некоторые виды с территорий, изменять плодовитость и смертность, изменять плотность заселения, вызывать миграции, способствовать появлению приспособленческих реакций.

Главный закон аутэкологии – закон минимума. Он был установлен Либихом в 1840 г. и гласит, что рост растений ограничивается фактором, находящимся в минимуме.

Если тепла и воды достаточно, а питательных веществ недостаточно, то максимальный рост растений будет определяться именно объемом питательных веществ.Для каждого организма существуют количественные характеристики,

Среди современных направлений, изучающих проблему взаимодействия человека и природы, по масштабу охвата и объектам анализа можно выделить экологию человека, социальную экологию и глобальную экологию (планетарную).

Основная задача глобальной экологии (М.И.Будько): разработка схем возможных изменений биосферы под влиянием антропогенной деятельности, т.е. ее предмет – это изучение всей совокупности взаимоотношений социумов и природы в масштабе всей планеты – атмосферных, климатических и метеорологических последствий, изменений гидросферы и др.

Сегодняшнюю экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической. Первая конференция ООН по окружающей среде в 1972 г. официально констатировала наличие на планете глобального экологического кризиса всей биосферы.

Экология человека рассматривает эти взаимоотношения под углом зрения адаптационных возможностей организма людей, его гомеостаза при изменении условий обитания.

И, наконец, социальная экология изучает взаимоотношения конкретного социума со средой обитания в данном регионе. Она должна прогнозировать и давать ответ на вопрос: почему развитие человечества привело к экологическому кризису?

В силу своих специфических видовых качеств человек чаще борется, чем сотрудничает с природой. Так, человек, борясь за повышение продуктивности сельского хозяйства, нарушает равновесие в экосистеме (например, уничтожая вредителей, которые важны для разнообразия и устойчивости экосистемы), человек стремится взять как можно больше от природы, тогда как природа стремится не к максимальной продуктивности, а к максимальной устойчивости.

Чтобы справиться с указанными проблемами, нужна ответственная экологическая политика и практика государственных и хозяйственных органов. Перед обществом встает очень важная проблема и задача – формирование экологического сознания населения. Она должна включать целый комплекс мер экологического образования и воспитания детей и школьников, граждан, предпринимателей и др., чтобы в общественном сознании доминировали критерии экологической этики, психологии и морали, экологического правосознания.

Экологическое правосознание – это осознание гражданами юридической ответственности за нанесение вреда природе, т.е. правовая защита окружающей среды. Это должно обеспечиваться действенными юридическими нормами и правовыми актами, принимаемыми государством.

Дата добавления: 2014-01-05