Биосфера и ноосфера в учении В.И. Вернадского и с позиций современного естествознания

   В настоящее время данную классификацию  дополняют еще одной группой веществ, образующихся в процессе деятельности человека. Это так называемые антропогенные вещества. Часть из них участвует в естественном круговороте вещества, но многие соединения практически не утилизируются живым веществом, а потому представляют огромную опасность для биосферы. Это в первую очередь разного рода полимерные материалы, типа целлофана, капрона и т.п.

   Наибольшую  роль на планете играет именно живое  вещество. Рассмотрим его особенности.

   1. Высокая химическая активность  благодаря биологическим катализаторам (ферментам).

   В живых организмах при ничтожных  температурах протекают реакции  между веществами, которые в воздухе не соединяются, даже в лабораторных печах при 1000-градусной жаре. Живые организмы, например, способны фиксировать в своем теле молекулярный азот атмосферы при нормальных атмосферных условиях, что в промышленных условиях требует температуры порядка 500 град. и давления 300-500 атмосфер.

   2. Высокая скорость протекания  реакций.

   Она на несколько порядков выше, чем  в неживом веществе; например, некоторые гусеницы потребляют за день количество пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела; дождевые черви, совокупная масса которых в 10 раз больше биомассы всего человечества, за 150-200 лет пропускают через свои организмы весь однометровый слой почвы; сурки, суслики и т.п. в результате своей деятельности создают своеобразный ландшафт местности; практически все осадочные породы (слой 3 и более километров) на 95-99 % переработаны живыми организмами; вся углекислота проходит через живые организмы в процессе фотосинтеза за 6-7 лет, вся вода Земли - за 5-6 млн лет.

   3. Высокая скорость обновления живого вещества.

   В среднем для биосферы она составляет 8 лет, для суши - 14 лет, а для океана - 33 дня (здесь преобладают организмы  с коротким периодом жизни). За всю  историю существования жизни  общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли.

   4. Способность быстро занимать  все свободное пространство.

   Вернадский  назвал это "всюдностью жизни". По словам Вернадского, “живое вещество - совокупность организмов, - подобно  массе газа, растекается по земной поверхности и оказывает определенное давление в окружающей среде, обходит препятствия, мешающие его движению, или ими овладевает, их покрывает. Это движение достигается путем размножения организмов”. Именно это свойство позволило сделать вывод о постоянстве количества живого вещества во все эпохи. Некоторые микроорганизмы могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней, если бы не было факторов, сдерживающих их потенциальные возможности. Так, например, численность некоторых бактерий удваивается каждые 22 минуты. Кроме того, жизнь обладает способностью увеличивать поверхность своего тела. Например, площадь листьев растений на 1 га, составляет 8-10 га и более. То же относится и к корневым системам.

   5. Активность движения вопреки  принципу роста энтропии.

   Вся история жизни есть свидетельство  борьбы с энтропией, то есть с силами разрушения. Жизнь сопротивляется естественному ходу событий, направленному на установление равновесия в природе. Наиболее показательными в этом плане являются такие примеры, как движение рыб против течения реки, движение птиц против силы тяжести и воздушных потоков и т.п.

   6. Устойчивость при жизни и быстрое  разложение после смерти.

   В любом живом организме, в том  числе и в организме биосферы, жизнь и смерть не могут обходиться друг без друга. Любая подсистема организма после смерти должна вернуть вещество в круговорот жизни. Это обеспечивает бесконечность жизненного процесса.

   7. Высокая приспособительная способность  (адаптация).

   Например, некоторые организмы выносят  температуры, близкие к абсолютному нулю, другие встречаются в термальных источниках с температурой до 140 градусов.

   4. Биогеохимические процессы

   По  Вернадскому, работа живого вещества в  биосфере может проявляться  в двух основных формах:

   химической (биохимической) – I род геологической деятельности;

   механической  – II род такой деятельности.

         Геологическая деятельность I  рода  –  построение  тела  организмов  и

   переваривание пищи, – конечно,  является  более  значительной.  Классическим стало функциональное определение жизни, данное Фридрихом  Энгельсом:  “жизнь есть способ  существования  белковых  тел,  существенным  моментом  которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней  природой,  причем с прекращением этого обмена веществ прокращается и жизнь”

         Собственно  говоря,  постоянный  обмен  веществ  между  живым  организмом  и внешней  средой  и  обусловливает  проявление  большинства  функций   живого вещества в биосфере. Между тем  по геохимическому эффекту своей физиологической деятельности человек отнюдь  не самый  важный  вид  разнородного  живого  вещества  биосферы.  Геохимический эффект физиологической деятельности  организмов  обратно  пропорционален  их размерам,  и  наиболее  значимой  оказывается  деятельность  прокариотов   – бактерий и цианобактерий.

         Большое значение имеет также  количество пропускаемого  через   организм вещества. В этом отношении максимальный геохимический эффект на  суше  имеют грунтоеды, а в океане – илоеды и фильтраторы.

          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.

         Понятие “нора” и “гнездо”  обычно ассоциируются у  нас   с  грызунами  и птицами. Между тем биогенная  миграция  атомов  II  рода  распространена  не только в наземных, но и в морских экосистемах, и здесь ее роль, может  быть, еще более значительна. И на дне моря организмы строят себе  укрытия,  причем не  только  в  мягком,  но  и  в  скальном  грунте.  Олигохеты  и   полихеты углубляются в грунт на 40 см  и  более.  Двустворчатые  моллюски  зарываются обычно неглубоко, но некоторые из них – солениды и миа – роют норы,  которым  позавидует и сурок: они достигают глубины нескольких метров. В зоне  прибоя и на перемываемом волнами песке – вот беда! – норы не выроешь  и  гнездо  не совьешь. Приходится сверлить скальные породы. И сверлят.  Сверлят  водоросли и губки, бактерии и моллюски, полихеты, морские ежи, рачки...[6, с. 276]

         Сверлильщики появились в  далеком  геологическом  прошлом.  Источенные ими породы находят даже в докембрийских отложениях; и поныне они  продолжают свою разрушительную работу. Сверлящая деятельность моллюсков фолад  вызывает иногда катастрофические последствия.

         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

         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 они звучат следующим образом:

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

   2 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”).

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

         Для  Вернадского  1  биогеохимический  принцип был тесно связан  со способностью  живого  вещества  неограниченно  размножаться  в   оптимальных условиях.  Следствием  этого   и является максимальное проявление биогенной миграции атомов в биосфере.

         2 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. 

         2 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.

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

   5. Эмпирическое обобщение Вернадского 

   Эмпирическое  обобщение выдающегося естествоиспытателя, геохимика В.И. Вернадского, достижения современной науки и созвучные  им основополагающие идеи философии Живой этики позволяют, на наш взгляд, ближе подойти к единому пониманию эволюции биосферы, определить её направленность и движущие силы.

         Определяющую роль в преображении лика земли Вернадский отводил космическим воздействиям. При этом он исходил из того очевидного факта, что биосфера, занимая поверхность земли, открыта космосу, вследствие чего и жизнь здесь проявляет большую активность по сравнению с глубинными пластами планеты, инертными и неподвижными в ходе геологического времени. Учёный признавал, что постоянно действующие связи биосферы с космическими факторами, такими как космическая пыль, метеориты, космическая радиация, закономерно определяют ход преобразований биосферы Земли.

   Космическая эволюция биосферы Земли есть энергетический процесс, получающий развитие при энергообмене с более совершенными мирами. Одной из движущих сил космической эволюции является энергоинформационный обмен между структурами различных состояний и измерений материи, в результате которого расширяется сознание эволюционирующих биологических объектов, раздвигаются границы биосферы.

   Свободное творчество в устремлении к прекрасному, к Общему Мировому Благу определяет активную роль человека в космической эволюции.

   Становление человека духовного, осознающего единство земной жизни и жизни Космоса, ответственного за будущее и способного влиять на ход естественных эволюционных преобразований знаменует новый этап эволюции биосферы.

   Воспитание  утончённого чувства Прекрасного  – необходимое условие развития сознания и важнейшая государственная  задача.[2, с.199]

   6. Концепция ноосферы и переход к устойчивому развитию 

   Невозможность радикального решения проблемы безопасности без перехода на магистраль устойчивого развития дает основания для формулирования еще одного принципа обеспечения безопасности, носящего ориентационно-целевой характер. Обеспечение безопасности через устойчивое развитие осуществляется поэтапно и зависит от реализации тех или иных целей на пути устойчивого развития. Общей целью и, по сути, завершающим на определенном историческом отрезке времени этапом является становление ноосферы. В пользу этого предположения было приведено достаточно аргументов, которые позволяют если не отождествить переход к устойчивому развитию и становление ноосферы, то по крайней мере считать эти процессы достаточно близкими и однонаправленными. Эта логическая связь показалась достаточно привлекательной и для того, чтобы в заключительной части Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию сформулировать, что в отдаленной исторической перспективе постепенно должна решаться проблема гармонизации взаимодействия с природой всего мирового сообщества. Движение человечества к устойчивому развитию в конечном счете приведет к формированию предсказанной В.И.Вернадским сферы разума, ноосферы, когда мерилом национального и индивидуального богатства станут духовные ценности и знания Человека, живущего в гармонии с окружающей средой.