Віктор Данилов-Данільян, член-кореспондент РАН, Ігор Рейф
Людина залежить від навколишнього середовища, але й навколишнє середовище залежить від людини. За час свого існування людська цивілізація не створила, мабуть, ні однієї технології, яка так чи інакше не руйнувала б навколишнє середовище. На щастя, паралельно йшов і творчий процес нарощування наукових знань. За останнє сторіччя стараннями багатьох дослідників людина прийшла до розуміння основних законів природи, що забезпечують стійкість біосфери. Але усвідомили Чи ми до кінця свою відповідальність перед життям на Землі в цілому?
Від Гумбольдта до Вернадського
Подібно яблучному черв'якові, підточує зсередини уподобаний їм плід, людина будує свою цивілізацію всередині біосфери та за рахунок часткового її руйнування. При цьому він лише нещодавно приступив до вивчення цієї найскладнішої системи, хоча перші спроби цілісного підходу до неї сягають ще до знаменитому німецькому натуралістові Олександру Гумбольдту (1769-1859), протиставивши мозаїці незалежно існуючих видів Карла Ліннея уявлення про взаємодію організмів між собою і з ландшафтом. У закладених ним основах біогеографії клімат виступає як визначальна ланка ландшафту.
Тим Проте погляди Гумбольдта на живий світ і його ландшафтне оточення як на єдину систему, невідривну від кліматичних факторів, у другій половині XIX століття поступилися місцем історії походження (філогенії) як єдино заслуговує уваги науковому поясненню явищ природи. Саме історією походження в процесі конкурентного природного відбору окремих особин зумів пояснити Чарльз Дарвін Ліннеевское безліч видів. При цьому дивовижна за своєю логічності ідея Дарвіна стала не тільки біологічною теорією, а й світоглядною концепцією. А в рамках її подальшого розвитку в біології запанував редукціоністскій підхід, тобто пояснення загального через приватне на основі накопиченого емпіричного матеріалу. Цей підхід сфокусував увагу вчених на еволюційної долі окремого виду і одиничної особини, створюючи інерцію В«дробленняВ» біоти. І ця тенденція, будучи зведена в абсолют, серйозно уповільнила розвиток поглядів на біосферу як на єдину систему.
Здавалося б, системна концепція біосфери повинна була виникнути в надрах екології, зароджувалася на рубежі XIX-XX століть. Проте насправді все склалося інакше. І перший своїм незалежним шляхом прийшов до сучасного трактування цього поняття не біолог, а мінералог, засновник геохімії, видатний російський вчений В. І. Вернадський (1863-1945). В опублікованих у 1926 році лекціях під загальною назвою В«БіосфераВ», три роки потому виданих французькою мовою, він висунув ідею цілісного світу, в якому жива матерія (В«плівка життяВ») об'єднана через систему біогеохімічних циклів з атмосферою, гідро-і літосферою. Оболонку Землі, в якій протікають біохімічні процеси, він і запропонував називати біосферою.
Вернадський показав, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети знаходиться цілком під впливом життя і визначається живими організмами. В його вченні про біосферу не тільки розглядалися основні властивості живої речовини та вплив на нього відсталої природи, але і вперше було розкрито грандіозне зворотний вплив життя на абиотическую середу і формування в результаті цього процесу біокосні природних субстанцій, таких, наприклад, як грунт. Вперше вся жива оболонка планети постала як єдине, складне, але в той же час і крихке освіту. У підсумковому узагальнюючому праці В«Хімічна будова біосфери Землі і її оточення В»Вернадський писав:В« На нашій планеті в біосфері існує не життя, від оточення незалежна, а жива речовина, тобто сукупність живих організмів, найтіснішим чином пов'язана з навколишнім її середовищем біосфери - потужним геологічним фактором від біосфери невіддільним В»1.
Він також першим висловив думку, що В«завдяки еволюції видів, безперервно йде і ніколи не припиняється, змінюється різко відображення живої речовини на навколишньому середовищу. Завдяки цьому процес еволюції - зміни - переноситься в природні біокосні і біогенні тіла, що грають основну роль в біосфері, в грунти, в наземні і підземні води (у моря, озера, річки і т. д.), на вугілля, бітуми, вапняки, органогенні руди і т. п. В»2.
Разом з тим, розмірковуючи про шляхи еволюції біосфери і про особливе місце, що займає в ній людиною, Вернадський прийшов до висновку про можливість керування біосферою силою людського розуму - В«науковою думкою і державно організованою, нею спрямовується технікою ... В». І в цьому відношенні він був людиною своєї епохи, який зв'язував надії на майбутнє з безмежними, як тоді здавалося, перспективами науково-технічного прогресу: В«Теоретично ми не бачимо межі його можливостям ... В»3.
Століття великих екологів
Ідеї Вернадського, далеко випередили час, могли б довго ще залишатиметься незатребуваними, якщо б не стрімко розвивалася в ті ж роки екологія. Ця нова галузь знання зосередила увагу вчених на структурі та функціонуванні не окремих організмів, а біологічних комплексів. І хоча Перше поняття В«екологіяВ» запровадив відомий німецький натураліст Ернст Геккель (1834-1919) для визначення області біології, що вивчає взаємовідносини організмів із середовищем, до початку 1900-х років цей термін майже не використовувався.
Істотний внесок у становлення нової науки внесли гідробіологи, що зрозуміло: адже об'єктом їх вивчення були водні організми, які неможливо розглядати у відриві від навколишнього їх фізичного середовища.
Одним з перших в цьому ряду був німецький зоолог Карл Мебіус (1825-1908). Вивчаючи відтворення молюсків на устричних мілинах Північного моря, він обгрунтував уявлення про біоценозі - внутрішньо пов'язаному співтоваристві організмів, що населяють той чи інший однорідний ділянка морського дна. Він зазначив еволюційно сформовану жорстку прив'язку окремих видів не тільки один до одного, але і до специфічних умов місцевого середовища (біотопу). Згодом поняття біоценозу було поширене на прісноводні та наземні спільноти - біоценоз ставка, озера; біоценоз березового лісу і т. д.
В початку XX століття внесок у дослідження надорганізменного рівня внесли біологи самих різних напрямків - ботаніки, зоології, гідробіології, лісознавців. Вдалося виявити деякі загальні закономірності, характерні для розвитку самих різних комплексів організмів (співтовариств, біоценозів) у ході взаємодії з навколишнім середовищем. До таких, наприклад, відноситься процес сукцесії - закономірною стадійності розвитку екосистем.
Відкриття сукцесії - заслуга двох американських ботаніків. Перший з них, Генрі Коулс (1869-1939), займався вивченням рослинності на узбережжі озера Мічиган, яке впродовж тривалого періоду міліло і відступало від берега. При цьому він припустив, що вік спільноти повинен збільшуватися пропорційно видаленню від кромки води, і, таким чином, зміг реконструювати хід всього процесу. Наймолодші, тільки що утворилися дюни були заселені багаторічними травами, зміцнює своїми коренями хиткі піски. Потім на їх місці з'являлися злаки, слідом за ними - чагарники. А вже потім, на більш старих і закріплених дюнах, починали рости дерева, причому в певній послідовності: спочатку сосни, через покоління сменявшиеся дубами і кленами, і, нарешті, на найбільшому видаленні від берега з'являлися букові дерева - самі тіньолюбні для цієї кліматичної зони.
Зображення: В«Наука і життяВ»
В 1916 послідовник Коулса Фредерік Клементс (1874-1945) опублікував класична праця В«Рослинна сукцесіяВ». Він показав здатність біоценозів пристосовуватися і еволюціонувати в ході змін навколишнього середовища. Причому якщо на початкових етапах різні спільноти одній і тій же...
