В. И. Вернадский: жизнь во благо будущего

Биосфера и экология

Человек - элемент биосферы. Все жизненные ресурсы - воздух, пищу, воду и значительную часть энергетических и строительных ресурсов - он получает из биосферы. В биосферу же человек сбрасывает отходы -бытовые и промышленные. Долгое время такой тип человеческой деятельности не нарушал равновесия биосферы. Однако в последнее столетие, расширяя промышленную деятельность, человечество активно вторглось в живой мир Земли. В результате этого вторжения возникли острые проблемы: истощение природных ресурсов, гибель ряда видов растений и животных, загрязнения и отравления среды промышленным бытовыми отходами, ядохимикатами, разрушения естественных экосистем (озер, лесов). Все неблагоприятные изменения в биосфере воздействуют как на животный и растительный мир, так и на человека. Загрязнители попадают в почву и водоемы, накапливаются в тканях растений и животных а через них - в организме человека. Различные химические вещества часто усиливают мутационный процесс у человека. Понятно, что это может приводить к возникновению различных врожденных и наследственных аномалий. Поэтому защита от загрязнений приобретает глобальное значение для нас самих и наших потомков. [14, с. 267-268]

В процессе обмена с окружающей средой живое вещество Земли ежегодно воспроизводит десятую часть своей общей массы. Находясь в постоянном круговороте, оно вовлекает в него большие массы минеральных веществ и химических элементов: кислорода, углерода, азота, натрия, калия, марганца, железа, алюминия и многих других. [15, с. 403]

В 1887 г. американский биолог Стефен Форбс записал такое наблюдение: "Озеро образует небольшой замкнутый мирок, в котором в полную силу разворачиваются все жизненные события. И если, например, кому-то потребовалось изучить чёрного окуня, то нельзя ограничиваться исследованием только самою этого вида".

Сегодня мы назвали бы такой "мирок", будь то озеро, лесной массив или просто домашний аквариум, экосистемой (само понятие появилось в 1935 г.). Ни один биологический вид не может существовать вне экосистемы, без связи с другими видами и неживой природой.

Экосистема должна постоянно получать энергию извне. Большинство экосистем Земли можно сравнить с "солнечными фабриками", работающими на энергии световых лучей.

Но в отличие от настоящих фабрик "отходы" в экосистемах обычно идут в дело и перерабатываются. (Хотя иногда может происходить накопление каких-то веществ - так накапливается торф в болотах.)

Как это достигается? Производители (обычно это зелёные растения) создают органические вещества из "сырья" - минеральных солей, воды и углекислого газа. За их счёт живут потребители живого органического вещества - травоядные и плотоядные животные. Наконец, разрушители органического вещества (грибы, бактерии) завершают круговорот, поставляя "сырьё" для растений.
Если подсчитать вес всех живых существ на Земле, выяснится, что около 99% этого веса приходится на долю производителей - зелёных растений.

Все обитатели экосистемы находятся в сложной взаимосвязи друг с другом. Причём связь эта часто неочевидна. Понятно, что хищник погибнет, если не станет жертв. А как себя будет чувствовать жертва без хищника? В Самарском водохранилище исчезновение щук привело к снижению поголовья... леща. Казалось бы, в отсутствие своего врага лещ, наоборот, должен был лучше плодиться. Но, оказывается, некому стало уничтожать больных и слабых особей. В результате ослабела и вся популяция лещей водохранилища.

Ни за какую "верёвочку" невозможно "дёрнуть" в экосистеме, чтобы это не повлекло за собой далеко идущих, а часто катастрофических последствий. Об этом свидетельствует следующий случай, о котором рассказывают американские биологи Памела Кемп и Карен Армс.

В 50-х годах ХХ века в Индонезии попытались бороться с малярией, уничтожая малярийных комаров. Джунгли опрыскали ДДТ (вещество, ядовитое для насекомых и использовавшееся для их уничтожения). Комары, как и ожидалось, погибли. Но другие насекомые (например, тараканы) выжили, хотя и сделались вялыми. Ящерицы поедали их в огромном количестве. Попав в организмы ящериц, ДДТ вызвал у них нервные расстройства, благодаря чему они стали лёгкой добычей кошек. В конце концов, ящерицы погибали, как и поедавшие их КОШКИ.

Массовое вымирание кошек и ящериц привело к двум результатам. Во-первых, невероятно расплодились гусеницы, на которых прежде охотились ящерицы. Гусеницы объедали тростниковые крыши домов местных жителей, и крыши обваливались. Во-вторых, в отсутствие кошек из джунглей в посёлки пришли полчища крыс - разносчиков чумы. Чтобы не допустить эпидемии чумы, пришлось прекратить борьбу с малярией и сбросить на парашютах в джунгли большое количество кошек.

Этот пример лишний раз показывает, как хрупко равновесие в природе, как легко его нарушить. Необходимо именно рациональное использование природных ресурсов и всего, что нас окружает.

Сохранение биосферы и человечества возможно лишь при переходе промышленности и сельского хозяйства к ресурсосберегающим технологиям. Важнейшими их чертами являются:
1. Возможно более полное использование извлекаемых природных ресурсов.
2. Повторное использование отходов производства и потребления
3. Овладение чистыми источниками энергии (солнцем, кинетической энергией океана, термальными водами, ветром);
4. Строгое ограничение выбросов в пределах установленных норм.
Главным направление современного развития промышленности должно стать создание безотходной технологии. Безотходная технология включает в себя комплексной использование сырья и создание производств с замкнутым циклом без сброса сточных вод и без выброса в атмосферу вредных веществ.

Одно из самых увлекательных приложений экологии - создание замкнутых искусственных экосистем для жизнеобеспечения человека во время длительных исследований внеземной среды - в космосе. В замкнутой искусственной экосистеме происходит круговорот веществ, который можно регулировать биологическими механизмами. Фотосинтез водорослей или наземных растений - "космический огород" - обеспечивает утилизацию углекислого газа и снабжение человека кислородом. Микроорганизмы минерализуют все отходы человеческого организма. Освободившиеся минеральные вещества и вода используются "космическим огородом", поставляющим пищу для космонавтов. Такие экспериментальные закрытые системы уже созданы.
Разработки подобных систем важны не только для космоса, но и, прежде всего, для Земли, так как это идеальные безотходные системы. Принципы их организации войдут в технологию безотходных производств.

В.И.Вернадский неоднократно задавался вопросом: сможет ли человек разумно организовать свое взаимодействие с окружающей природой, не возникнет ли у него желания подчинить себе свое жилище, свой "ойкос" (экология - от греческого "ойкос" - жилище, убежище и "логос" - наука). Дорос ли человека до умения использовать силу, данную ему наукой? Сумеет ли он воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение?

Разум, считал Вернадский, не должен и не может противостоять остальной жизни на Земле, бездумно "покорять" ее. С помощью науки он должен прийти к гармоничному единству со всем живым в рамках ноосферы.

Современное экологическое сознание означает понимание того, что биосфера, производство и общество - это единое целое, что биосфера - это та система, которую легко нарушить и много труднее и дороже восстановить.