Сергеев А.А. Современные философские проблемы экологии, биологических и сельскохозяйственных наук

Подождите немного. Документ загружается.

121

классификаций, селекции растений и животных, сравнительной эм-

бриологии и биохимии. Так, например, палеонтология изучает остан-

ки ископаемых организмов, хранившихся в земной коре. Данные об

ископаемых организмах подтверждают факты прогрессивного возрас-

тания сложности организации видов. Под прогрессом в теории эво-

люции понимают такое направленное развитие, при котором более

поздние стадии превосходят более

ранние по каким-то признакам, в

частности по признакам повышения организации, как развитие высо-

коорганизованных форм из низкоорганизованных.

Биогеографические данные указывают на то, что биологические

виды формировались в определённых районах Земли и затем расселя-

лись за их пределами. При этом расселение большинства видов про-

исходило успешно тогда, когда массивы суши

находились недалеко

друг от друга. Растениеводство и животноводство выразительно де-

монстрируют, насколько отбор может изменять облик и качества от-

дельных видов. При селекции растений и животных человек путём из-

бирательного размножения и опыления создает породы животных и

сорта растений с желательными признаками.

Изучение индивидуального развития живых организмов в срав-

нительной

эмбриологии проливает свет на их происхождение и исто-

рические связи с другими видами, поскольку, как подчёркивал Ч.

Дарвин, «в зародыше можно видеть смутный портрет предка». Со-

гласно закону зародышевого сходства К. Бэра, чем более ранние ста-

дии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства об-

наруживается между организмами. Например, на ранних

стадиях раз-

вития эмбрионы всех позвоночных фактически не отличаются друг от

друга. Обобщённая формулировка биогенетического закона гласит,

что индивидуальное развитие организма является кратким и быстрым

повторением фаз эволюции.

Итак, если рассматривать эволюционный процесс ретроспектив-

но, так сказать «сверху», «от целей», то неминуемо возникает пробле-

ма его направленности. Во всяком случае,

свойства целесообразности

эволюции видов, так же как и её «телеологический» характер, служат

предметом дискуссий в биологии, философии и теологии. Если же

учитывать случайность происхождения генетических изменений ви-

дов и принимать во внимание временную перспективу их случайных

мутаций, то эволюция приобретает необходимые тенденции и нена-

правленный характер. Гипотезы, сформулированные по этому поводу

страдают умозрительностью и существенным образом отличаются

друг от друга. Одним из главных пунктов разногласий, сохраняющих-

ся до сих пор, остается вопрос о соотношении научного и религиозно-

го взглядов на историю зарождения жизни. Если для учёного истина

всегда содержит элемент вероятности, возможность своего подтвер-

ждения или опровержения, то для верующего божественная

истина

122

абсолютна. В силу абсолютной скрытности и таинственности актов

творения жизни богом они недоступны наблюдениям. Наука, напро-

тив, имеет дело с теми явлениями, которые поддаются наблюдению в

естественных или лабораторно-экспериментальных условиях. Поэто-

му с помощью научных методов нельзя ни подтвердить, ни опроверг-

нуть религиозные или мифологические взгляды на жизнь. Можно

только

утверждать, что они находятся за пределами научного позна-

ния жизни.

10. Эволюция человека и человечества

В ходе длительной эволюции живой природы на земном шаре

возникло качественно новое образование – человеческое общество. И

хотя человечество в процессе своего развития всё больше отделялось

от природы, тем не менее в основании его жизнедеятельности всегда

лежали и продолжают лежать природные факторы. Это даёт основа-

ние говорить о существовании единой истории

природы и общества,

т. е. такой истории, которая включает в себя на только социальную,

но и природную составляющие.

Природные условия издавна влияли на расселение людей. Неслу-

чайно древние цивилизации возникали в наиболее благоприятных в

природном отношении районах земного шара. И наоборот, суровые

природные условия арктических районов, безводных пустынь и т.

д.

препятствовали развитию общества. Даже в наши дни, когда обще-

ство обладает мощными производственным, техническим потенциа-

лом, поддержание жизнедеятельности людей в районах Крайнего Се-

вера сопряжено с большими трудностями. Тяжелые последствия для

жизни общества могут иметь такие грозные явления природы, как

землетрясения, наводнения, извержения вулканов, ураганы и т. п., ко-

торые

могут уничтожить плоды общественного производства, вызвать

гибель людей.

По мере исторического развития общества менялась и степень

влияния на него природной среды.

На ранних этапах развития общества наибольшую значимость для

людей имели богатства средств жизни, которые обеспечивали суще-

ствование наших далёких предков. В первобытном обществе в течение

тысячелетий борьба за

обеспечение пищей охватывала всю деятель-

ность человека. Когда единственным способом добычи средств к су-

ществованию являлись собирательство дикорастущих растений и охота

на животных, жизнь людей была практически растворена в природе. В

этих условиях человек одухотворял окружающую природную среду,

чувствовал себя во власти сверхъестественных сил.

Такие представления препятствовали выделению человека из

природы, развёртыванию его активной преобразовательной деятель-

123

ности. Первобытные обитатели лесов и гор, долин и морских побе-

режий главным образом приспосабливались к окружающей природ-

ной среде.

Однако постепенно происходило развитие орудий, позволяющих

более эффективно воздействовать на эту среду. Готовые, находимые

в природе предметы (камни, палки и т. п.), которыми человек поль-

зовался в процессе собирания диких плодов,

съедобных трав и охоты

на животных, начали заменяться изготовленными или каменными

орудиями.

Овладение огнем и совершенствование орудий увеличило влия-

ние человека на естественную среду его обитания, стало наносить ей

первые удары.

Появление земледелия и скотоводства привело к неолитической

революции (8 тыс. лет до н. э.). Они и привели к появлению пу

стынь.

Рабовладельческий период характеризуется более глубоким и в

основном негативным воздействием общества на природу. Рабовладе-

ние истощило природные ресурсы, и великие державы пали. А наро-

ды, пришедшие на их место, сохранили примитивный общественный

строй и менее истощённые ресурсы.

Средневековый феодализм сделал крестьянина заинтересован-

ным в работе на земле. Но

в его распоряжении были примитивные

средства предков, прикрепление к земле сохраняло природу от разо-

рения. Христианство объявило землю и природу божьим творением,

но низшего уровня, чем человек, и даже противоположное человеку.

Но божье творение – природа – вызывала интерес к скрытым в ней

тайнам. Это привело к появлению науки – естествознания.

Капитализм поднял

значимость естественного богатства предме-

тами труда. К природе растёт утилитарное отношение, появляется

установка на господство над природой. Ф. Бэкон провозгласил, что

природа должна стать объектом интенсивной преобразовательной де-

ятельности.

11. Основные законы и формы эволюции

1) Правило прогрессирующей специализации (Ш. Делер, (1876

г.), согласно которому группа, вступившая на путь специализации, как

правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути всё более и более

глубокой специализации.

2) Процесс автономизации онтогенеза (И.И. Шмальгаузен), или

канализация онтогенеза (К. Уодингтон). Под ним понимается сохра-

нение детерминирующего значения физико-химических факторов

внешней

среды, ведущее к возникновению относительной устойчиво-

сти развития.

124

3) Принцип гомеостаза, сформулированный К. Уодингтоном, т. е.

принцип поддержания постоянства внутренней среды организма. Этот

принцип отражает способность организма к саморегуляции.

4) Правило необратимости (Д. Долло). Эволюция есть процесс

необратимый, и организм не может вернуться к прежнему состоянию,

в котором уже находились его предки. Это закон тесно связан с само-

организацией в

природе, которая необратима, поскольку природные

системы переходят в состояния, характеризующиеся меньшими зна-

чениями энергии.

Существуют две основные элементарные формы эволюции:

- дивергенция – это разделение прежде единого вида (таксона) на

две или несколько частей;

- филетическая эволюция – постепенное изменение вида и пре-

вращение его в другой вид. Это обязательный процесс, осуществляю-

щийся

в ходе эволюции всего живого.

125

Тема 8. Учение о биосфере и ноосфере

1. Понятие биосферы

Формирование представлений о природе Земли, непосредствен-

но окружающей человека, привело к созданию учения о биосфере. Это

учение вырабатывалось трудами многих естествоиспытателей.

Термин биосфера впервые употребил Ж.Б. Ламарк; а австрий-

ский ученый Э. Зюсс в последней четверти XIX в. придал ему геоло-

гический смысл. Под биосферой он понимал сферу обитания живых

организмов, или сферу, занятую жизнью. Особый вклад в разработку

учения о биосфере внёс В.И. Вернадский (1863-1945) . Им была напи-

сана книга «Биосфера» (1926 г.). Понятие биосфера получило широ-

кое распространение. Биосфера – это резко обособленная размерами

земная оболочка, в которой существует живое вещество. Между её

косной безжизненной частью, её косными природными телами и

жи-

выми веществами, её населяющими, идёт непрерывный материальный

и энергетический обмен, материально выражающийся в движении

атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени вы-

ражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к

устойчивости равновесием. Оно пронизывает всю биосферу, и этот

биогенный ток атомов в значительной степени её создает. Так неотде-

лимо

и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического

времени связана с живым заселяющим её веществом – биосфера явля-

ется той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно про-

никает космическая энергия, космические излучения, и прежде всего

солнечные излучения, поддерживающие динамическое равновесие и

организованность.

Современные представления о биосфере отражают уровень по-

знания ближайшего окружения человечества

как чрезвычайно слож-

ного природного образования. По мнению учёных, это понятие

наиболее полно выражает глубинную сущность природы Земли в её

определённом пространстве. Наиболее специфична характеристика

этой природы – жизнь. Ясных представлений о верхнем и нижнем

пределах биосферы пока не имеется. С помощью геофизических ракет

микроорганизмы были обнаружены в пробах воздуха, взятых

на высо-

тах от 48 до 85 км. Принято устойчивой верхней границей считать

высоту 20 км над поверхностью земли. Нижний предел устойчивости

жизни находится на глубинах до 4-5 км. В указанных параметрах про-

исходит непосредственное воздействие живого вещества на все при-

родные процессы. Учение о биосфере существенно отличается от су-

губо биологических представлений тем, что

живые организмы рас-

сматриваются как нечто целое и единое, как живое вещество. По сво-

ей массе доля живого вещества в биосфере ничтожно мала, но по эф-

126

фекту – огромна. Полагают, что все атомы таблицы Менделеева в сво-

ей истории (геологическое время) прошли через состояние живого

вещества. Именно присутствие живого вещества в биосфере заставля-

ет говорить об уникальности Земли не только в Солнечной системе но

и во Вселенной. Точный вес и объём биосферы на сегодняшний день

установить очень трудно

. Однако имеющиеся научные результаты

позволяют считать, что приблизительный вес биосферы составит

0,05% от веса Земли, а её объём – 0,04% от объёма Земли.

В биосфере выделяют три области: континентальную, океаниче-

скую и переходную.

Континентальная область занимает 149 млн. км

, в том числе

сухопутная часть – 133 млн. км

и ледовая – 16 млн. км

. Океаниче-

ская область составляет 333 млн. км

(65,5%). Переходная – 28 млн.

км

(5,5%). Биомасса Земли оценивается значением 2,43х10

т.

Землю заселяют 2-3 млн. видов организмов около 500 000 рас-

тений. Поскольку класс насекомых достигает 1 млн. видов, то пере-

живаемое ныне время иногда называют эпохой геологического гос-

подства насекомых. Развитие природы приобрело принципи-

ально новое направление в результате возникновения общества. Само

общество, формируясь на основе биосферы, становится особой частью

природы и относительно

ей противостоит.

Биосфера представляет собой совокупность живых организмов,

растений, бактерий, существующих в трёх, различающихся по своей

плотности системах неорганической природы Земли:

- литосфера (земная кора),

- гидросфера (водная оболочка),

- атмосфера (воздушная оболочка).

Однажды возникнув, биосфера стала проявлять особого рода

эволюционную динамичность, которая не только напластовывалась на

геологическую эволюцию нашей планеты, но

и определяла этот про-

цесс. Хотя суммарный вес всех живых организмов, населяющих Зем-

лю, составляет всего 0,1% от веса земной коры, они оказались в со-

стоянии коренным образом изменить строение неорганической гео-

сферы. Существующая на сегодняшний день структура неорганиче-

ских систем – это в значительной степени продукт деятельности жи-

вых организмов. Многочисленные горные

системы в большинстве

своём сложены из пород, происхождение которых связано с деятель-

ностью морских организмов, продолжавшейся миллионы лет. Содер-

жащийся в атмосфере кислород своим происхождением обязан фото-

синтезу, осуществляемому в живой природе. Причём запасы кисло-

рода в атмосфере Земли – результат фотосинтеза не только наземных

растений, но и морских водорослей, а

также некоторых микроорга-

низмов. Фотосинтез – основной процесс, обеспечивающий существо-

вание жизни на Земле.

127

Биосфера представляет собой открытую систему, так как полу-

чает от Солнца необходимую для протекания всех жизненных про-

цессов энергию. За исключением тех микроорганизмов, которые мо-

гут извлекать нужную для синтеза органических веществ энергию

непосредственно из неорганических веществ (например, некоторые

виды бактерий, играющие важную роль в круговороте азота в приро-

де). Все

живые существа для обеспечения синтеза органических со-

единений и обмена веществ должны прямо или косвенно использовать

солнечную энергию, накопленную в форме химической энергии рас-

тениями и микроорганизмами, способными осуществлять фотосинтез.

Живые организмы, неспособные к фото- и хемосинтезу, должны пря-

мо или косвенно ( в зависимости от того, являются ли они обитателя-

ми воды или суши ) получать пищу от бактерий, водорослей или выс-

ших растений.

Есть следующая схема «пищевой пирамиды». На нижней ступе-

ни – растительноядные организмы (консументы первого порядка); они

служат пищей для первичных хищников (консументов второго поряд-

ка). На вершине «пищевой пирамиды», т. е. в конце пищевой цепи,

находятся консументы третьего порядка

, или вторичные хищники,

поедающие более мелких хищников. Эта последовательность ступе-

ней «пищевой пирамиды» является весьма упрощённой, абстрактной

схемой, поскольку многие виды животных (всеядные) могут нахо-

диться одновременно на различных ступенях этой пирамиды. В есте-

ственных условиях хищника отнюдь не интересует, является ли он

консументом второго или третьего порядка. Самое главное

для него –

насытиться за счёт любой добычи.

Теоретический анализ потока энергии между абстрактными зве-

ньями пищевой цепи показывает, что пищевая цепь не может быть бес-

конечно длинной: согласно второму закону термодинамики, при каж-

дом преобразовании энергии, происходящем между двумя звеньями це-

пи, теряется около 9/10 общего объёма энергии. Отсюда следует, что

биомасса

всех травоядных организмов может составлять лишь незначи-

тельную часть биомассы растений. В свою очередь, биомасса плотояд-

ных животных – это лишь малая часть биомассы растительноядных ор-

ганизмов. Крупные хищники из семейства кошачьих или крупные пти-

цы – хищники, как в численном, так и в весовом отношении представ-

ляют собой самую небольшую группу

животных. Они выживают лишь

потому, что на сравнительно большой территории обитания являются

последним звеном в довольно длинной пищевой цепи.

Учитывая системный принцип организации биосферы, а также

то, что в основе её функционирования лежат круговороты веществ и

энергии, современной наукой сформулированы биохимическая, тер-

модинамическая, биогеоценотическая, кибернетическая концепции

биосферы.

128

Биосферой называют оболочку Земли, которая населена и ак-

тивно преобразуется живыми существами. Согласно В.И. Вернадско-

му, биосфера – это такая оболочка, в которой существует или суще-

ствовала в прошлом жизнь и которая подвергалась или подвергается

воздействию живых организмов.

Она включает:

- живое вещество, организованное совокупностью организмов;

- биогенное вещество, которое создается организмами

(уголь,

нефть);

- косное вещество, образуется без живых организмов (тектониче-

ская деятельность);

- биокосное вещество (почвы), совместный результат жизнедея-

тельности организмов и абиогенных процессов.

2. Структура и функции биосферы

Биосфера представляет собой многоуровневую систему, вклю-

чающую подсистемы различной степени сложности. Границы био-

сферы определяются областью распространения организмов в атмо-

сфере, гидросфере и литосфере.

Верхняя граница биосферы проходит примерно на высоте 20

км. Таким образом, живые организмы расселены в тропосфере и в

нижних слоях стратосферы. Лимитирующим фактором расселения в

этой среде является

нарастающая с высотой интенсивность ультрафи-

олетовой радиации. Практически всё живое, проникающее выше озо-

нового слоя атмосферы, погибает. В гидросферу биосфера проникает

на всю глубину Мирового океана, до 10-11 км.

В литосфере область распространения жизни во многом опре-

деляет уровень проникновения воды в жидком состоянии – до 7,5 км.

Атмосфера

Эта оболочка состоит в

основном из азота и кислорода. В мень-

ших концентрациях она содержит углекислый газ и озон. Состояние

атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и

особенно биологические процессы на земной поверхности и в водной

среде. Наибольшее значение для биологических процессов имеет кис-

лород атмосферы, используемый для дыхания организмов и минера-

лизации

омертвевшего органического вещества; углекислый газ, рас-

ходуемый при фотосинтезе, а также озон, экранирующий земную по-

верхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Вне атмосферы

существование живых организмов невозможно. Исторически развитие

атмосферы связано с геохимическими процессами, а также жизнедея-

тельностью организмов. Так, азот, углекислый газ, пары воды образо-

129

вались в процессе эволюции планеты благодаря вулканической дея-

тельности, а кислород – в результате фотосинтеза.

Гидросфера

Вода является важной составной частью всех компонентов био-

сферы и одним из необходимых факторов существования живых ор-

ганизмов. Основная её часть – 95% заключена в Мировом океане, ко-

торый занимает примерно 70% поверхности планеты. Общий объём

океанических вод

составляет свыше 300 млн. км

. Около 24 млн. км

воды содержится в ледниках, причем 90% этого объёма приходится на

ледяной покров Атлантиды. Столько же воды содержится под Землей.

Поверхностные воды озёр составляют приблизительно 0,18 млн. км

(половина солёные), а рек – 0, 002 млн. км

Количество воды в телах живых организмов достигает 0, 001

млн. км

. Из газов, растворённых в воде, наибольшее значение имеют

кислород и углекислый газ. Количество кислорода в океанических во-

дах изменяется в широких пределах в зависимости от температуры и

присутствия живых организмов. Концентрация углекислого газа так-

же варьирует, а общее количество его в океане в 60 раз превышает его

содержание в атмосфере. Гидросфера

формировалась в связи с разви-

тием литосферы, выделившей за геологическую историю Земли зна-

чительный объём водяного пара и так называемых ювенильных (под-

земных магматических) вод.

Литосфера

Основная масса организмов, обитающих в пределах литосфе-

ры, сосредоточена в почвенном слое, глубина которого обычно не

превышает нескольких метров. Почвы, будучи биокосным веществом,

представлены

минеральными веществами, образующимися при раз-

рушении горных пород, и органическими веществами – продуктами

жизнедеятельности организмов.

3. Живые организмы (живое вещество)

В настоящее время описано около 300 тыс. видов растений и

более 1,5 млн. видов животных. Из этого количества 93% представле-

но сухопутными, а 7% - водными видами животных. Суммарная био-

масса организмов сухопутных видов образована на 99,2% зелеными

растениями (2,4·10

т) и на 0,8% - животными и микроорганизмами

(0,2·10

т). В океане, напротив, на долю растений приходится 6,3%, а

на долю животных и микроорганизмов – 93,7% совокупной биомассы.

Несмотря на то, что океан покрывает немногим более 70% поверхно-

сти планеты, в нём содержится лишь 0,13% биомассы всех живых ве-

ществ, обитающих на Земле.

130

Растения составляют около 21% всех учтённых видов. Однако

на их долю приходится более 99% биомассы, тогда как вклад живот-

ных в биомассу планеты (79% видов) составляет менее 1%. Среди жи-

вотных 96% видов приходится на долю беспозвоночных и только 4% -

на долю позвоночных, среди которых млекопитающие составляют

примерно 10%.

В качественном отношении преобладают формы, достигшие в

процессе эволюции

относительно низких степеней морфофизиологи-

ческого прогресса.

Живое вещество по массе составляет 0,01-0,02% от косного ве-

щества биосферы, однако играет ведущую роль в биогеохимических

процессах благодаря совершающемуся в живых организмах обмену

веществ. Так как субстраты и энергию, используемые в обмене ве-

ществ, организмы черпают из окружающей среды, они преобразуют

её уже тем,

что в процессе своего существования используют её ком-

поненты. Живое вещество является наиболее активным компонентом

биосферы. Оно производит гигантскую геохимическую работу, спо-

собствуя преобразованию других оболочек Земли в геологическом

масштабе времени.

4. Биотический круговорот

Главная функция биосферы – обеспечение круговоротов хими-

ческих элементов. Глобальный биотический круговорот осуществля-

ется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключа-

ется в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и

живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возмож-

но длительное существование и развитие жизни при органическом за-

пасе доступных химических элементов. Используя неорганические

вещества, земные растения за счёт энергии Солнца создают органиче-

ское вещество, которое другими живыми существами разрушается, с

тем, чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы рас-

тениями для новых органических синтезов. Биосфера представляет

собой сложную экологическую систему, работающую в стационарном

режиме.

5. Эволюция химических соединений на Земле

Эволюцию, которую прошли химические соединения на Земле

можно разделить на 4 стадии:

- неорганическую,

- органическую,

- биохимическую,

- антропогенную.