Биосферный уровень и его экология

Биосферный уровень и его экология

Содержание

1. Введение (История понятия термина «биосфера).

2. В.И. Вернадский о «живом веществе» («живой материи»).

3. Биосфера — «один огромный организм».

4. Опытные данные, обобщенные В.И. Вернадским.

5. Экология и биосфера.

Сегодня наиболее общепризнанной, особенно в отечественной науке, является та система взглядов на биосферу, которую создал В.И. Вернадский, и которая широко вошла в историю науки как «учение о биосфере Вернадского.

Однако прежде, чем рассматривать концепцию Вернадского, необходимо узнать историю самого понятия и термина «биосфера».

Сам В.И. Вернадский ссылается на Ж.-Б. Ламарка, заметив, что «он дал нам представление о роли биосферы в истории нашей планеты». Однако Ламарк не пользовался термином «биосфера» и в своем труде «Гидрология» (1802 г.) говорил лишь о том, что «все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов».

Эту идею разделяли многие ученые XVIII—XIX вв. Например, немецкий естествоиспытатель А. Гумбольд в своих «Картинках природы» (1826 г.) ввел понятие «жизненная среда» (нем. die Zebensphдre), под которой понимал специфическую оболочку Земли, где в единую целостную систему объединены атмосферные, морские и континентальные процессы, а также весь органический мир. Позднее, в 1869 г. немецкий агроном Ф. Ратцель назвал поверхность Земли «пространством жизни» (die Zebensraum), а французский географ Э. Реклю в труде «Земля» дал красочное описание роли мира живых организмов и преобразованиях лика Земли.

Таким образом, начиная с Ламарка, в науке появилось представление о существовании на нашей планете некоего пространства, охваченного жизнью, и ею же создаваемого. А из всех терминов, предложенных для обозначения этого пространства, укоренился один — «биосфера», автором которого был австрийский геолог и палентолог Э. Зюсс (1875 г.). Он, однако, сразу не дал полной расшифровки этого термина, ограничившись описанием биосферы как особого слоя, находящегося «между верхними слоями атмосферы и литосферы и неограниченного литосферой». Лишь позднее в книге «Лик Земли» (1909 г.) Зюсс описал биосферу как «совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени, и обитающую на поверхности Земли».

Однако в этом случае Зюсс ничего не сказал о геологической роли биосферы и ее зависимости от планетарных факторов Земли. Впервые идею о геологических функциях «живого вещества», представленного совокупность всего органического мира в виде «единого нераздельного целого», высказал В.И. Вернадский в 1919 г. в «Записке о необходимости организации химического изучения организмов» (Киев, 1919 г.). Большое влияние на становление Вернадского оказал его учитель — почвовед и агроном В.В. Докучаев (1880-е гг.), активно пропагандировавший идею о необходимости создания целостного учения о взаимозависимых изменениях органического мира, рельефа, вод, почв, осадочных пород и климата.

В.И. Вернадский о «живом веществе» («живой материи»)

Итак, впервые центральную идею своего учения о биосфере — идею «живого вещества» — Вернадский высказал в 1919 г. Приняв, что «живая материя является определенным целым» и что это «целое» поддается изучению в аспекте его энергии и химического состава, Вернадский дал одно из первых своих определений живого вещества: «Под именем живого вещества я буду подразумевать всю совокупность организмов, растительных и животных, в том числе и человека. В последующих своих работах он постоянно возвращался к этому определению, дополняя и уточняя его. Главными из этих уточнений были его суждения о трансформации различных форм энергии, их роли в функционировании «живого вещества» и роли последнего в истории химических элементов на Земле.

Как изложено ранее, знаем, что впервые в достаточно завершенном виде Вернадский изложил положения своего учения о «живом веществе» в труде «Биосфера» (1926 г.). В нем все характеристики живого вещества были представлены как признаки организованной целостной системы — биосферы, а все явления жизни — как «части механизма биосферы», отличающиеся четкой упорядоченностью, что «основным и глубочайшим образом отражается на характере и строении живых существ». В функциональном плане живое вещество, по Вернадскому, это — то звено, которое соединяет историю химических элементов с эволюцией организмов и человека, а также с эволюцией всей биосферы.

В чем же еще, кроме системности и организованности, видел Вернадский отличие живого вещества от косной (неживой) материи? И какова была его позиция в вопросе происхождения живой материи?

Свои воззрения по первому вопросу Вернадский полно изложил в 1931 г. в докладе «Об условиях появления жизни на Земле», прочитанном в Ленинградском обществе естествоиспытателей. В нем он проявил себя горячим сторонником идеи теории молекулярной диссимметрии Л. Пастера. Он, как и Пастер, видел в наличии диссиметричности простран-

ственной структуры молекул отличительный и фундаментальный признак живой материи. Вернадский не только принял это положение, но и развил его, дополнив новыми идеями, понятиями и терминами.

Так, представив молекулярную диссимметрию как особое «свойство пространства… связанного с жизнью», Вернадский особо подчеркивал, что неотъемлемым признаком «живой диссиметрии» является преобладание одной из «сред» — левой или правой, т. е. одного из молекулярных стереоизомеров, что и характеризует «симметрию пространства, занятого живым веществом». «В соединениях, связанных с жизнью, — подчеркивал Вернадский, — преобладает или исключительно существует один антипод», а по его терминологии, «энантиоморф», т. е. молекулярный стереоизомер.

Что же касается происхождения столь фундаментального свойства «живого вещества», то подобно Пастеру, Вернадский рассматривал его не как планетарное, а как космическое явление, «наведенное» на живую материю факторами космического порядка. Правда, в отличие от Пастера, Вернадский не касался вопроса экспериментальной реконструкции молекулярных стереоизомеров. Случайно ли это? По-видимому, нет и вот почему.