3. Эмпирические обобщения биосферного уровня

Биосфера, как атом, Вселенная или ген, недоступна непосредственному восприятию наблюдателя, однако в ее реальности никто не сомневается. Эмпирические данные о биосфере накапливаются географией, биологией, геологией и палеонтологией. Мощным средством познания биосферы и синтеза представлений перечисленных научных отраслей на наших глазах становятся космические исследования. Надо полагать, что именно в этой области в самые ближайшие годы и будут сделаны наиболее важные открытия.

Первым в историческом плане эмпирическим обобщением биосферного уровня, вероятно, следует считать принцип географической зональности. Другие обобщения, относящиеся к структурному состоянию биосферы, так или иначе касаются ее динамических особенностей. Их формулировки принадлежат В. И. Вернадскому (1975, с. 71 - 72):

1. "Никогда в течение всех известных геологических периодов не было никаких следов абиогенеза, т. е. непосредственного создания живого организма из мертвой, косной материн".

2. "Никогда в течение всего геологического времени не наблюдались азойные, т. е. лишенные жизни, геологические эпохи".

3. "Отсюда следует, что, во-первых, современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох и что, во-вторых, в течение всего этого времени условия земной среды были доступны для его существования, т. е. непрерывно были близки к современным".

4. "В течение всего этого геологического времени не было резкого изменения в какую-либо сторону в химическом влиянии живого вещества на окружающую его среду; все время на земной поверхности шли те же процессы выветривания, т. е. в общем наблюдался тот же средний химический состав живого вещества в земной коре, какой мы и ныне наблюдаем".

5. "Из неизменности процессов выветривания вытекает и неизменность количества атомов, захваченных жизнью, т. е. не было больших изменений в количестве живого вещества".

Можно оспаривать, в частности, последнее обобщение Вернадского, но в целом, особенно в свете понимания экологии как "научной основы управления живым покровом Земли", все перечисленные обобщения следует адресовать в первую очередь именно ей.

Здесь же следует упомянуть и "постулаты палеоэкологии" по Ю. Одуму (1975): 1) в различные геологические периоды действовали одни и те же экологические принципы; 2) об экологии ископаемых организмов можно судить на основании того, что известно об эквивалентных им или родственных современных видах.

Как мы уже отмечали, обобщение В. И. Вернадского "о неизменности количества атомов, захваченных жизнью" представляется сомнительным. Что касается неадекватности симметрии и пространства-времени в живой и неживой природе, подчеркиваемой Вернадским, то эти аспекты требуют еще самостоятельного исследования и осмысления. В этой связи уместно напомнить афоризм немецкого математика Г. Вейля (1968): "Прошлое может быть познано, но его нельзя изменить, будущее неизвестно, но его можно изменять решениями, принимаемыми в данный момент" (с. 55). Это положение можно считать "девизом" любого вида научного прогнозирования.

Функциональные особенности живого вещества биосферы исчерпывающим образом обобщены Вернадским (см. табл. 1), но отождествление биосферы с ее живым веществом является грубой ошибкой, хотя до сих пор весьма распространено. Сам Вернадский неоднократно пытался определить органичную функцию биосферы, т. е. такую функцию, которая свойственна именно биосфере в целом, а не только ее живому веществу. Ближе всего к подобному определению стоит следующее обобщение Вернадского: "В чем бы явления жизни ни состояли, энергия, выделяемая организмами, есть в главной своей части, а может быть и целиком, лучистая энергия Солнца. Через посредство организмов она регулирует химические проявления земной коры" (1975, с. 72). Далее Вернадский дополняет, что "кроме солнечной энергии организм использует атомную энергию радиоактивных элементов" (там же). Опираясь на это и предыдущие обобщения, органичную функцию биосферы в целом можно определить следующим образом: функцией биосферы является осуществление устойчивого и непрерывного материально-энергетического взаимодействия между физическими оболочками Земли и прилегающим космическим пространством. Разумеется, это рабочее определение не претендует на исчерпывающее освещение функциональной природы биосферы, его следует всячески конкретизировать, расширять и дополнять, особенно в связи с разнообразной деятельностью человека.

Серьезной заявкой, своего рода "заказом" на эмпирическое обобщение биосферного уровня и функционального порядка является замечание Ю. Одума (1975): "...следует решить, представляет ли собой разнообразие только "приправу" к жизни, или оно необходимо для долгой жизни всей экосистемы, в которую входят и человек, и природа" (с. 331). По-видимому, накоплено достаточно фактов, позволяющих утверждать, что биологическое разнообразие является отнюдь не "приправой", а первым и важнейшим условием, обеспечивающим устойчивость биологических и биокосных систем любого ранга. Характерно, что сам Одум приводит в пользу этого обстоятельства более чем достаточно доказательств (см. следующий раздел).

Переход биосферы в новую стадию ее эволюции, в новое качественное состояние, именуемое ноосферой, когда все большая часть функции управления природными процессами "узурпируется" человеком, требует ясного понимания по крайней мере следующих, на наш взгляд, наиболее актуальных моментов:

1. Какие структурные элементы биосферы несли функцию управления ее эволюцией на протяжении последних трех миллиардов лет, т. е. до появления на "арене жизни" человека?

2. Как соотносятся и координируются между собой эволюция морфоанатомических и физиологических структур организмов, эволюция структурно-функциональной организации сообществ (биоценозов) и эволюция биосферы?

3. Каковы пределы устойчивости (толерантности, резистентности) биосферы на фоне современных технических возможностей человека? Какие системы наиболее уязвимы и какие мероприятия необходимы для их сохранения?

Единая в своих глобальных метаболических отправлениях, биосфера поделена территориально самым причудливым образом государственными границами и политическими барьерами. Хозяйство в этих отдельных "клеточках" ведется по-разному. В международной практике возникает все больше проблем, когда мероприятия одного государства весьма ощутимым и пагубным образом отражаются на природной, а затем и экономической обстановке соседних государств (Чичварин, 1970). На всесоюзной школе "Программа и методы биогеоценологических исследований (динамика биогеоценозов)" в декабре 1982 г. весьма внушительно прозвучало замечание биоматематика Ю. М. Свирежева, в котором в приблизительной трактовке утверждалось следующее: для полной компенсации экологического ущерба, причиняемого неграмотным природопользованием страны в одной части водосборного бассейна пограничной реки, смежная страна должна обладать на порядок величин более мощным технико-экономическим потенциалом. В этих условиях особый вес приобретает международное сотрудничество в рамках международных научных программ типа межправительственной междисциплинарной программы научных исследований "Человек и биосфера", долженствующих не только разработать, но и донести до сознания людей теоретические основы учения о биосфере. В этой связи весьма знаменательно заявление секретаря Международного координационного комитета программы ЮНЕСКО "Человек и биосфера", известного эколога Франческо ди Кастри: "Термин "биосфера", предложенный в 1926 г. советским ученым В. И. Вернадским - первопроходцем в этой области, работы которого до сих пор поразительно современны в целом ряде аспектов, указывает конечную цель экологии" (1981, с. 10).