Тема 5. Учение В.И. Вернадского о биосфере: эволюция
биосферы
1. Взаимодействие эволюции видов и эволюции биосферы
2. Основные тенденции в эволюции биосферы
3. Ноосфера — закономерный этап эволюции биосферы
1. Взаимодействие эволюции видов и эволюции биосферы
О возникновении биосферы. В первые годы своей деятельности В.И.Вернадский
придерживался гипотезы о вечном существовании жизни в космосе и о появлении
жизни на нашей планете в результате заноса микроорганизмов или спор из
космического пространства (гипотезы Г. Рихтера и С. Аррениуса). Абиогенез
казался невозможным из-за специфики живого вещества перед косным. После
гипотезы А.И.Опарина о закономерном возникновении жизни в условиях
восстановительной среды В. И. Вернадский, признавая возможность абиогенного
происхождения жизни, считал правильным говорить о возникновении биосферы: «Вне
биосферы мы жизнь научно не знаем и проявлений ее научно не видим... Говоря о
появлении на нашей планете жизни, мы в действительности говорим только об
образовании на ней биосферы» (В. И. Вернадский, 1980).
Одноклеточные организмы способны
выполнить все биогеохимические функции биосферы, возможно, именно таковым было
появление жизни на планете. В биосфере всегда существовало разнородное живое
вещество, и жизнь всегда исполняла разнородные биогеохимические функции.
Вернадский считал недопустимым рассматривать возникновение жизни как абиогенез
однообразных организмов, появление должно быть представлено «совокупностью
многих видов, морфологически принадлежащих к разным резко разделенным классам
организмов...» (В. И. Вернадский, 1980). Если же жизнь возникла из одной
простейшей формы, ее дробление на формы, выполняющие разные геохимические
функции, должно было произойти чрезвычайно быстро — вне эволюционного порядка,
поскольку эволюционный процесс возможен внутри биосферы. Комплекс одноклеточных
организмов обладает чрезвычайной скоростью размножения: в течение немногих
дней жизнь могла охватить всю поверхность планеты, образовать биосферу и дать
начало процессу эволюции живых организмов.
Среди организмов нет форм, способных
одновременно выполнить все функции биосферы. Мир живых организмов представляет
собой исторически сложившуюся
форму организации биогенных потоков вещества
и энергии. «Необходимо считаться с особенностью геохимических функций организмов и механизма биосферы,
вызывающих сложность жизни, существование неразрывного комплекса организмов,
распадающихся на многочисленные морфологически
различные формы. В биосфере всегда наблюдалось, говоря терминами
геохимии, разнородное живое вещество и жизнь всегда исполняла одновременно
разнородные биогеохимические функции».
Долгое время эти оригинальные идеи
ученого оставались не востребованными. В свете современных знаний становится
ясным, что жизнь — это свойство, присущее экосистеме в целом, а не отдельным
организмам или изолированным скоплениям молекулярных соединений. Отсюда
следует, что в раннем археозое на основе высокомолекулярных белковых и
нуклеотидных соединений возникали не единицы, а миллионы открытых систем, способных
более или менее продолжительное время находиться в состоянии динамического
равновесия. Но лишь немногие из них достигали той степени внутренней
слаженности и сбалансированности процессов метаболизма, которые были
необходимы для их самосохранения и воспроизведения в условиях зарождающейся
биосферы.
Предположение В.И.Вернадского о
практически одновременном (в масштабе геологического времени) формировании
планеты и жизни завоевывают популярность и среди геологов. На смену взглядам о
длительном, охватывающем несколько миллиардов лет периоде биопоэза приходят
идеи о том, что предбиологическая эволюция шла очень быстро. Ее основные
достижения (абиогенный синтез органических соединений, формирование матричного
синтеза органических молекул, образование жизни вирусоидного типа, обладающей
точным аппаратом самовоспроизведения макромолекулярных комплексов РНК и ДНК,
развитие прокариотов) заняли гораздо меньше времени, чем вся последующая эволюция
жизни.
Общие
представления об эволюции биосферы.
Строение и функции биосферы определяются особенностями Земли и Космоса. На
уровне живого вещества и биосферы идет постоянная миграция атомов,
соединяющихся в сложные молекулы и вновь рассыпающихся; атомы и молекулы
переходят из атмосферы в гидросферу, в земную кору и замыкают свои
круговороты, возвращаясь в первоначальную среду. Живое вещество активно
регулирует геохимическую миграцию атомов. Благодаря ему за сотни миллионов лет
геологической истории сохраняется стабильность биосферы и осуществляется
эволюция как живых организмов, так и всей биосферы в целом. Это постоянно
изменчивое равновесное состояние среды В.И.Вернадский назвал динамическим
равновесием. Биосфера развивается, самосовершенствуется, все более полно и в
большем масштабе накапливает, трансформирует энергию, усложняет организацию
систем, обогащается информацией. Источники энергии геологических явлений —
космическая энергия, преимущественно солнечная, планетарная энергия, связанная
со строением и космической историей Земли, а также внутренняя энергия материи,
радиоактивная. Особую роль играет живое вещество, активно трансформирующее
солнечную энергию в химическое молекулярное движение.
В земной коре постоянно движутся атомы и
молекулы, осуществляются разнообразные геохимические обороты, в значительной
степени определяемые деятельностью живого вещества. Между смежными геосферами
идет непрерывный обмен веществ и энергии, накапливаемой в биосфере и земной
коре. Получается так, словно за долгую геологическую историю солнечные лучи
пронизывают всю земную кору в среднем до
Реконструкции начальных этапов развития
биосферы всегда гипотетичны. Достоверно известен лишь один этап — современная,
сложно дифференцированная биосфера, включающая более миллиона видов животных и
растений, каждый из которых выполняет в ней различные функции: средообразующие,
деструктивные, концентрационные, энергетические и транспортные. Еще в
Единство
процессов видообразования и эволюции
биосферы.
В.И.Вернадский впервые выдвинул идею об эволюции поверхностной
оболочки Земли как целостном процессе взаимодействия живого вещества и косной
материи. Ведущую роль во взаимодействии ученый отводил жизни — «великому,
постоянному и непрерывному нарушителю химической косности поверхности нашей
планеты». Уже в середине XX в. он выделил
вид как главный носитель эволюции, считал главным установление связи «эволюции
видов с механизмом биосферы, с ходом биогеохимических процессов». Существование
подобной связи не вызывало у Вернадского сомнений, так как «основные числа,
характеризующие эти процессы, являются видовыми признаками, меняющимися в процессе
эволюции». К числу таких признаков ученый относил общую биомассу вида, его
химический состав и геохимическую энергию. Эволюцию химической и энергетической
структур биосферы рассматривал как интегральный результат преобразований,
происходящих на видовом уровне организации жизни. Изменение морфологического
строения живых организмов, наблюдаемое в ходе эволюции, в ходе геологического
времени, неизбежно приводит к изменению их химического состава. Факторы и
движущие силы видообразования представляют собой ведущие источники
преобразования всей биосферы, «эволюция видов переходит в эволюцию биосферы».
Эволюционный процесс присущ только живому веществу. В косном веществе нет его
проявлений. Исключением являются биокосные природные тела, всегда связанные с
живым веществом.
В то же время В.И.Вернадский учитывал
детерминирующее влияние структуры биосферы на эволюцию каждого вида: «Жизнь
неразрывно связана с биосферой, и ее эволюция в значительной степени
определяется ее строением». Таким образом, он впервые выдвинул задачу синтеза
основных положений эволюционной теории с созданным им учением о биосфере.
В области эволюционной теории, названной
микроэволюцией, В.И.Вернадский придерживался принципов селекционизма. Но в
дарвинизме он видел преимущественно учение, раскрывающее процессы
видообразования, но не объясняющее движущие силы и закономерности
макроэволюции.
Геохимическая трактовка вида и
видообразования. Связывая эволюцию
видов и биосферы, В. И. Вернадский отмечал необходимость изучать видообразование
с точки зрения не только преобразования морфологических и физиологических
признаков организмов, но и изменения их массы, элементарного состава и геохимической
энергии. Благодаря его работам в этом направлении было показано, что вид
является морфологической системой, помноженной на геохимическую определенность.
Ученый подчеркивал, что хотя носители геохимической энергии — организмы —
дискретны, в совокупности они представляют единое целое, занимающее
определенное место в геохимических и энергетических процессах биосферы.
В.И.Вернадский ввел термин
«биогеохимическая энергия организмов», обозначавший эффект воздействия данного
вида на окружающую среду. С повышением геохимической энергии ускоряется
осуществляемая данным видом биогенная миграция атомов в биосфере и тем самым
усиливается его участие в биогеохимических циклах.
Основные положения по проблеме
геохимической энергии сводятся к следующему. Вырабатываемая живым веществом
энергия, сводимая к работе, связанной с движением атомов, и проявляющаяся в
движениях живого вещества, была названа В.И.Вернадским биогеохимической
энергией. Наиболее важная форма проявления этой энергии — энергия, связанная с
размножением организмов. Каждый вид имеет специфический темп размножения,
который можно выразить в математическом виде. Для сравнения биогеохимической
энергии разных организмов Вернадский приводил примеры скорости заселения всей
планеты разными организмами. Влияние жизни на окружающую среду, проявляющееся
в росте и размножении организмов, есть результат превращения энергии Солнца в
биогеохимическую энергию. Это движение живых организмов длится без перерыва и
промедления миллиарды лет, совершая огромную геохимическую работу.
В.И.Вернадский назвал еще две формы
проявления биогеохимической энергии: создание массы живого вещества и ее
сохранение путем метаболизма, а также деятельность человечества, руководимая
его мыслью.
Необходимо различать реальный
геохимический эффект вида и максимально возможное проявление его геохимической
энергии при благоприятных условиях. Само развитие биосферы В.И.Вернадский
связывал с постоянным противоречием между способностью организмов к быстрому
размножению и ограниченностью материальных и энергетических ресурсов жизни в
каждый геологический момент ее истории. Очевидно, что это противоречие
разрешимо только на пути создания все более прогрессивных форм жизни,
способных к завоеванию новых областей жизни, овладению новыми источниками
минеральных веществ и рациональному использованию уже освоенных ресурсов.
По данным В.И.Вернадского, наибольшей
геохимической энергией отличаются бактерии и цианофиты, выживаемость которых
обеспечивается за счет продуцирования и расхода большого количества биомассы.
Таксоны с наиболее высокой геохимической энергией в течение миллиардов лет
оставались на относительно низком уровне морфологической дифференциации.
По-видимому, предел в создании форм, способных к быстрому накоплению биомассы
и к «мгновенному» заселению потенциально доступной зоны жизни, был
достигнут еще на этапе зарождения жизни. В дальнейшем главным направлением
стало появление организмов, наиболее эффективно использующих солнечную энергию
для синтеза органических соединений (эволюция растительного покрова) и усложняющих
циклы миграции химических элементов за счет активного переноса их в разные
части биосферы (эволюция двигательной активности животных).
Биосферная
детерминация процессов макроэволюции.
В.И.Вернадский понимал эволюцию живого как непрерывный процесс приспособления
к сложной совокупности абиотических и биотических факторов. Высокая
эволюционная пластичность организмов, их способность адаптироваться к
разнообразным по температуре, давлению, химизму средам обусловливают
потенциальную возможность многообразных путей эволюции. Однако есть
ограничения для экспансии живых организмов в оболочке Земли. Самое главное —
это сложившаяся в биосфере система круговоротов вещества и потоков
трансформации энергии, которая и определяет главные направления в эволюции
живого, канализируя в какой-то мере всю эволюцию жизни.
Для понимания взаимосвязи эволюции
биосферы и видообразования особое значение имели биогеохимические принципы
В.И.Вернадского. По первому принципу, биогенная миграция стремится к
максимальному проявлению. По второму принципу, «эволюция видов в ходе
геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в
биосфере, идет в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции
атомов в биосфере». Таким образом, способность организмов интенсифицировать
биогенную миграцию атомов была одним из важнейших критериев действия отбора.
Отнюдь не каждый вид должен эволюционировать в сторону ускорения миграции
атомов. Есть формы жизни, неизменные в течение сотен миллионов лет в морфологическом
и химическом отношениях. В то же время сложившаяся в биосфере система
биогеохимических круговоротов препятствует возникновению форм с более низкой
биогеохимической энергией. Даже в ходе регрессивной эволюции форм, перешедших
к паразитизму, резко увеличивается скорость размножения, т.е. значительно
увеличивается биогенная миграция их атомов, что «усиливает их положение в
борьбе за существование».
2. Основные тенденции в эволюции биосферы
По В.И.Вернадскому, возникновение жизни
положило начало длительному процессу эволюции биосферы. «Благодаря эволюции
видов, непрерывно идущей и никогда не прекращающейся, резко меняется отражение
живого вещества на окружающей среде. Благодаря этому процесс эволюции —
изменения — переносится в природные биокосные и биогенные тела, играющие
основную роль в биосфере, в почвы, в наземные и подземные воды (в моря, озера,
реки и т.д.), в угли, битумы, известняки, органогенные руды и т.п.».
Рост
биомассы и организованности биосферы.
В. И. Вернадский был уверен, что благодаря способности к размножению в геометрической
прогрессии сформировавшаяся жизнь быстро распространилась по планете,
приспосабливаясь к разнообразным условиям существования. Возникает вопрос о
том, менялось ли количество живого вещества в ходе развития биосферы.
Позиция В.И.Вернадского по этой проблеме
была неоднозначной. С одной стороны, он считал, что общее количество живого
вещества было примерно одинаковым в течение всего геологического времени.
Исходя из постоянного химического облика земной коры в течение всего
геологического времени, из сходства минеральных ассоциаций различных
геологических эпох следует, что геохимические явления не изменились заметно со
времени архейской эры. Значит, средние количество и химический состав живого
вещества оставались приблизительно одинаковыми. «Таким образом, количество
живого вещества, по-видимому, является планетной константой со времени
архейской эпохи, т.е. за все дление геологического времени» (В. И.Вернадский,
1983). Не только количество, но и средний химический состав живого вещества
должны быть неизменными, ибо каждое химическое изменение живого вещества
должно было бы проявиться в образовании новых минералов или в увеличении и
уменьшении их количества. Объем живого вещества представлялся ему определенным
количеством химических элементов, пригодных для использования в биологических
процессах. Химическое изменение, необходимо сопутствующее каждому
морфологическому изменению, образованию вида, расы и т.д., совершается в
химически неизменных рамках живого вещества. В.И. Вернадский опирался на сведения
того времени: биомасса океана во много раз превышает биомассу более молодых
наземных экосистем. Современные исследования показывают, что ошибки при
сравнении биомассы суши и океана отличались, по меньшей мере, на три порядка
величин.
С другой стороны, высказывания
Вернадского о непрерывной экспансии жизни, об образовании все более сложных и
продуктивных экосистем, об усложнении циклов миграции химических элементов
свидетельствуют о том, что ученый допускал возможность увеличения биомассы в
эволюции биосферы. «Область жизни, по-видимому, расширяется в геологическом
времени. ... Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу и
захват этот не закончился» (В.И.Вернадский, 1967).
В
качестве важнейшей тенденции в эволюции биосферы Вернадский: выделял
возрастание ее организованности, отмечал усиление стабильности, способности к
саморегуляции и независимости от других земных оболочек. Возможно, это связано
с тем, что в процессе коренных перестроек биосферы сохранялись прежде всего те
группы организмов, которые были устойчивы к воздействию астрономических и
геологических факторов. Возрастание целостности и автономности элементарных
компонентов в биосфере в целом способствовало и ее лучшей организованности.
Роль
живого вещества в становлении и стабилизации поверхностных оболочек Земли. Под влиянием живых организмов и продуктов их
жизнедеятельности все геологические и геохимические процессы превратились в
биогеологические и биогеохимические. «На земной поверхности нет химической
силы, более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным
последствиям, чем живые организмы, взятые в целом» (В.И.Вернадский, 1967).
Решающая роль живого вещества в эволюции
биосферы особенно ярко проявилась в формировании и стабилизации газового
состава атмосферы, в превращении восстановительной обстановки на нашей планете
в окислительную, в преобразовании химической и минеральной структуры
литосферы, в детерминации химической активности природных вод и общего
термодинамического баланса биосферы. «Жизнь создает в окружающей ее среде
условия, благоприятные для ее существования» (В. И.Вернадский, 1987).
Избирательно поглощая из окружающей среды химические элементы и их изотопы и
выделяя их обратно в виде органических соединений, живое вещество создает и
сохраняет, в охваченной им области, общепланетарный биологический круговорот.
«Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы,
действенная его энергия по сравнению с энергией косного вещества огромна. Живое
вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени».
В.И.Вернадский писал, что «тропосфера не
есть астрономическое явление, а есть планетное явление, созданное живым веществом»
и что «земная газовая оболочка, наш воздух, есть создание жизни». Он показал,
что само соотношение основных газов атмосферы обусловлено жизнедеятельностью
организмов. Регуляция газового состава осуществлялась двумя путями: первый связан
с жизнедеятельностью организмов или с разложением их остатков, а второй — с
процессами метаморфизации и вулканизма. В. И. Вернадский считал, что
большинство газов, выделяемых при метаморфизме горных пород и извержении
вулканов, по своему происхождению биогенны, т.е. являются преобразованными продуктами
жизнедеятельности организмов. «Реакция образования свободного кислорода в
земной коре не единственная, но, насколько можно судить, она единственная,
которая дает значительные массы свободного кислорода в составе атмосферы, облекающей
нашу планету» (В.И.Вернадский, 1967, 1987).
Вернадский показал также определяющую и
закономерную роль живого вещества в химической активности вод. Эта регуляция
осуществляется путем концентрации элементов организмами из вод океана.
Включенные в состав биохимических соединений, они и меняют характер миграции.
Развивая идеи В. В.Докучаева, Вернадский
рассматривает почвообразование как часть более общего биогеохимического преобразования
поверхностных оболочек планеты. Это положение вошло в основу современных представлений
об эволюции почвенного покрова.
Давно были известны органогенные породы
(известняки, сланцы). Но в целом деятельность организмов и разложение их остатков
оценивались как второстепенный фактор образования осадочных пород, полезных
ископаемых, минералов; наиболее распространенные породы — пески и глины —
считались абиогенными. В. И. Вернадский пишет: «Все минералы верхних частей
коры — свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и
доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки и бокситы) и многие
сотни других непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни ...». Ученый
подробно проанализировал роль организмов в преобразованиях соединений алюминия,
железа, кремния, магния, углерода, кальция. Разбирая циклы кремния, он
показал, как организмы захватывают атомы кремния из водных золей кремнезема.
Другие организмы разрушают алюмосиликаты, извлекая кремний. Под влиянием продуктов
жизнедеятельности кремний концентрируется в твердые коллоиды — опалы, а затем и
выкристаллизовывается в кварц, собирается в водных силикатах и в глинах.
Образующиеся минералы со временем проникают в метаморфизированные оболочки,
где образуют хлориты, хлоритоиды, тальки, серпентины, или возвращаются в
исходное состояние — превращаются в слюды, полевые шпаты и др. На больших
глубинах в метаморфизированных породах вновь синтезируются различные каолиновые
алюмосиликаты.
В.И.Вернадский доказал, что продуктами
жизнедеятельности являются не только громадные запасы горючих ископаемых, но и
все осадочные породы, и даже, возможно, гранитная оболочка представляет собой
метаморфизированные остатки былых биосфер. Эти идеи с трудом воспринимались
геологами и географами. Сейчас большинство их считает, что с самого начала
образования биосферы органическое вещество стало одной из главных сил
поверхностных и приповерхностных процессов, вызвавших глубокую и мощную
дифференциацию и трансформацию первичного земного вещества наружной оболочки
планеты. История жизни и история планеты являются коэволюцией.
Накопление
энергии в биосфере. В.И. Вернадский
отстаивал положение об особом энергетическом характере живого вещества. В
косных процессах количество свободной энергии, способной производить работу,
постоянно уменьшается и энергия рассеивается в виде тепла. В результате
существования живых организмов количество свободной энергии в окружающей среде
увеличивается. Многочисленными проявлениями этой закономерности являются
синтез органических соединений растениями, рост двигательной активности
животных, образование свободного кислорода и каменного угля и др. Рост энергии
в биосфере реализуется и через растекание жизни по планете, распределяющее
энергию по поверхности планеты более или менее равномерно. «Живое вещество
становится, таким образом, регулятором действенной энергии биосферы» (В. И.
Вернадский, 1967). Оно собирает солнечную энергию и передает глубоким слоям
земной коры в виде химических соединений: в первую очередь углеродистых тел и
карбонатов, способных при определенных условиях обеспечить выделение свободной
энергии.
Развивая высказывания предшественников о
направленности эволюции жизни в сторону уменьшения энтропии, В.И.Вернадский
предложил рассматривать находящуюся в биосфере энергию как результат эволюции
организмов. Он сформулировал основные способы увеличения количества энергии: 1)
фотосинтез и выделение кислорода, обладающего высокой химической активностью;
2) захват растениями новых областей и превращение их в области аккумуляции
солнечной энергии при фотосинтезе; 3) аккумуляция солнечной энергии в горючих
ископаемых и биогенных минералах.
Эволюция биосферы ведет к прогрессивному
накоплению запаса превращаемой энергии в поверхностных оболочках Земли, прежде
всего в литосфере, и тем самым к уменьшению производства непревращаемых форм
энергии в земных условиях. По мере развития растительности и усложнения
трофических связей в биосфере идет обогащение ее живого и биокосного вещества
аккумулированной энергией. «Обыкновенно в земной коре в результате жизни и
всех ее проявлений происходит увеличение действенной энергии» (В.И.Вернадский,
1967).
О
возникновении новой формы миграции химических элементов. В.И.Вернадский полагал, что функции, связанные с
питанием, размножением и дыханием организмов, с разложением их остатков,
издавна существуют в биосфере. Функция, связанная с перемещением атомов в
процессах преобразования внешней среды в соответствии с потребностями
организмов, стала возможной с появлением животных со сложным поведением.
Деятельность роющих животных, постройка муравейников, ульев, гнезд — все было
для Вернадского примером возникновения в ходе эволюции биосферы качественно
новой формы биогенной миграции. Она не была связана с прохождением атомов через
тело. Такая форма биогенной миграции достигла наибольшего развития в связи с
деятельностью и потребностями человека.
Биосферные
адаптации. В.И. Вернадский впервые
поставил вопрос о возможности адаптационных преобразований на биосферном
уровне. Важнейшей адаптацией биосферы он считал возникновение озонового экрана
в ходе фотосинтезирующей деятельности растений, защитившей жизнь от
губительного действия ультрафиолетового излучения: «Жизнь сама как бы создает
себе защиту — один из многих примеров приспособленности, при участии жизни,
биосферы для жизни ...» (В.И.Вернадский, 1980).
Рассматривая биогенные циклы углерода,
Вернадский показал, что углерод живого вещества и осадочных пород извлекается
из биологического круговорота, «... только этим путем создается возможность для
существования в биосфере соответственных масс свободного кислорода». Если бы
углерод не выбывал из биологического круговорота, то свободный кислород не
существовал бы вовсе и были бы невозможны эволюция и экспансия высших животных.
Способность растений улавливать солнечную
энергию и переводить ее в формы, пригодные для обеспечения самых разнообразных
биосферных процессов, Вернадский считал другой важнейшей адаптацией биосферы.
«... Весь зеленый организм и в своих сообществах и в своем движении
приспособлен прежде всего к исполнению своей космической функции — улавливанию
и превращению солнечного луча» (В. И. Вернадский, 1967).
Проблема адаптации биосферы и в настоящее
время остается слабо разработанной.
3. Ноосфера — закономерный этап эволюции биосферы
В.И.Вернадский уже в
«Еще большее влияние оказывает человек
полным изменением лика Земли, которое производится им во все больших и больших
размерах по мере развития культуры и распространения влияния культурного
человечества. Земная поверхность превращается в города и культурную землю и
резко меняет свои химические свойства».
«Изменяя характер химических процессов и
химических продуктов, человек совершает работу космического характера. Она
является с каждым годом все более значительным фактором в минеральных процессах
земной коры и мало-помалу меняет их направление». Человек меняет обратимые
геохимические циклы элементов, нарушает их, включает туда новые процессы.
Вводит в земную кору новые соединения, еще более неустойчивые в термодинамических
условиях земной коры, чем те, которые существовали ранее, — увеличивает
свободную энергию земной коры. Этот процесс имеет глубочайшую связь со всем
развитием планеты.
Никому до В.И. Вернадского не приходило в
голову объединить столь разнообразные, несопоставимые понятия, как «деятельность
человека» и «геологический процесс». Сама идея, что человек — часть природы, в
начале XX в. была популярной среди ученых. В книгах Ч.Лайеля
(1863), Ф.Ратцела (1869), Г.Марша (1864), Э. Реклю (1914) приводилось немало
примеров конфликта между обществом и окружающей средой, подчеркивался катастрофический
эффект от непредвиденных воздействий человека на природу. Но все-таки
геологическая роль человека недооценивалась. В.И.Вернадский первым вывел
некоторые геохимические и общегеологические закономерности деятельности
человека. Он связал геологическую мощь человечества с техническим и промышленным
прогрессом. Развивая эти идеи, А. Е. Ферсман назвал геологическую деятельность
человека техногенезом.
Первоначально В.И.Вернадский не
использовал термин «ноосфера», который был предложен в
В.И.Вернадский вложил в понятие
«ноосфера» содержание, отличающееся от вышеуказанных трактовок. В
Для В. И.Вернадского человек, прежде
всего носитель разума. Он верил, что разум будет господствовать на планете и
преображать ее разумно, предусмотрительно, без ущерба природе и людям. Он
верил в человека и его добрую волю. Организованная разумом деятельность
человека регулируется вторым биогеохимическим принципом, т. е. всегда
стремится к своему максимальному проявлению.
«Все человечество вместе взятое, — писал
В.И.Вернадский, — представляет ничтожную массу вещества планеты. Мощь его связана
не с его материей, но с его мозгом, с его разумом и направленным этим разумом
его трудом».
«Разум человека меняет планету – есть
одно из проявлений механизма биосферы». В.И. Вернадский считал человечество продолжателем
дела всех живых организмов: задерживать и перерабатывать солнечную энергию,
переводить ее в сложные формы. Такова, можно сказать, космическая функция
человечества. Ею определяется основное направление развития и биосферы, и ноосферы.
Разум - результат долгой и направленной эволюции головного мозга животных.
Творения человека - это прежде всего продукт мысли, а затем продукт технической
реализации идей. Ноосфера расширяется, проникая в космическую бездну и в глубину
строения материи благодаря развитию приборов, достижении техники и творческого
труда.
Заключительный этап в истории биосферы,
по В.И.Вернадскому, это когда человечество стало решающим фактом преобразования
природы. Он сформулировал основы учения о ноосфере (В. И. Вернадский, 1980,
1988). Сама идея о превращении человека в решающий фактор преобразования
биосферы получила признание еще до В.И.Вернадского. Но он впервые показал
закономерность этого процесса, связав его с предшествующей эволюцией
биосферы. Вызванные человеком изменения в геохимических циклах подготовлены
всей предшествующей эволюцией биосферы они способствуют ускорению миграции
атомов и увеличению свободной энергии в биосфере. «Лик планеты - биосфера - химически
резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно.
Меняется человеком физически и химически воздушная оболочка суши, все ее
природные воды» (В.И. Вернадский, 1980).
Рассмотрев закономерности эволюции жизни,
Вернадский пришел к выводу, что в человеке биологическая эволюция исчерпала
себя. Ноосфера - закономерный этап в развитии биосферы, в пределах которого
разум человека станет общепланетарной силой
преобразующей лик Земли не только в соответствии с потребностями
человека, но и с учетом законов биосферы. «Ноосфера есть новое геологическое
явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей
геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью
область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что
было раньше». «Ноосфера - последнее из многих состояний эволюции биосферы в
геологической истории ...» (В. И Вернадский, 1980). Ноосфера - естественное
тело, компонентами которого будут литосфера, гидросфера, атмосфера и мир живых
организмов, преобразованные разумной деятельностью человека. Со временем в
ноосферу будет включено и околоземное космическое пространство.
В то же время В.И.Вернадский осознавал,
что человечество находится: лишь на начальном этапе развития ноосферы. С
горечью он отмечал, что исчезают многие виды, изменяются соотношения между
видами, природные экосистемы заменяются искусственными, перестраиваются
биотические связи, упрощается структура трофических цепей. Культурные
экосистемы обладают меньшей геохимической энергией и сохраняются только при условии
дополнительной затраты энергии человеком. Опираясь на данные науки о химическом
составе, массе, коэффициенте размножения, скорости распространения и
геохимической энергии культурных растений, Вернадский сделал вывод, что
создаваемые человеком виды обладают меньшей геохимической энергией, чем их
дикие предки. Не случайно они проигрывают конкуренцию сорным видам. Замена
диких форм культурными дестабилизирует биологический круговорот.
В.И.Вернадский был глубоким оптимистом.
Во время самой разрушительной из войн в истории человечества в трудах ученого
звучала уверенность в победе гуманизма и справедливости: «Исторический процесс
на наших глазах коренным образом меняется. Впервые в истории человечества
интересы народных масс — всех и каждого — и свободной мысли личности определяют
жизнь человечества, являются мерилом его представлений о справедливости.
Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед
ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах
свободно мыслящего человечества как единого целого». Вернадский был убежден,
что закономерным итогом развития биосферы будет победа разума и гуманизма: «...
идеалы нашей демократии идут в унисон со стихийным геологическим процессом, с
законами природы, отвечают ноосфере» (В.И.Вернадский, 1980).
В.И.Вернадский всесторонне, в
онтологическом, логическом и гносеологическом аспектах, обосновал понимание
учения о биосфере как общетеоретической основы всего естествознания в целом.
После появления учения о биосфере уже нельзя ограничиваться представлением о
естествознании как некоторой бесформенной совокупности знаний о природе. Оно
имеет свои общие принципы, свою стержневую линию развития, заключающуюся в
движении к учению о биосфере. Общее естествознание впервые за всю свою историю
получает наконец в лице учения о биосфере развитую научно-теоретическую форму.