Овчинников С. М. Экология. Версия 2.2 [Электронный ресурс]

Сергей Овчинников
Экология
От автора
Перед вами первая русскоязычная мультимедийная электронная книга
по экологии.
Основная цель книги: сделать экологическую науку более близкой и
интересной широкому кругу читателей – от школьника до пенсионера.
Среди основных достоинств уникального издания: независимость
содержания, оригинальный текст, множество иллюстраций.
В учебнике раскрыты следующие тематические блоки:
функционирование экосистем; эволюция биосферы Земли и роль
человека в этом историческом процессе; глобальные экологические
проблемы современности.
Посетите официальный сайт ecbook.ru.
Очень признателен моей маме, лучшей маме в мире, заслуженному
учителю РФ, Овчинниковой Светлане Ивановне, без которой этого
учебника не было бы. Спасибо Славе и Люде Антипиным за
всестороннюю помощь в подготовке книги.
Кандидат биологических наук,
преподаватель экологии,
Овчинников С.М.
i
Предисловие
Река Большая Караганка, протекающая по территории историко-культурного
комплекса Аркаим (Россия, Челябинская область)
Для многих из нас слово «экология» ассоциируется с дымом
из трубы завода или с активистами, спасающими очередную
природоохранную зону от вторжения чиновников или
бизнеса.
На самом деле, экология – наука гораздо более интересная
и разнообразная. Экология – наука нового столетия,
которая объединит усилия физиков, химиков, биологов,
достижения всех отраслей знания для поиска гармоничного
ii
сосуществования человека в обществе себе подобных и с
окружающей нас природой.
Экология раскрывает механику функционирования всего
огромного мира, окружающего нас, во всём многообразии
его проявлений. Если физика, химия и биология
рассматривают различные естественные процессы, каждая
под своим углом, то экология объединяет и
систематизирует эти знания, выделяя значимую роль
человека в современном мире.
Хотите знать, как на самом деле устроен мир, зачем нужны
разнообразные растения и животные? Кто такой человек и
каково его реальное влияние на окружающую среду? Что
движет нашими поступками? Где та грань, переступив
которую человечество исчезнет? Наконец, в чём смысл
жизни? Тогда эта книга для вас.
В настоящее время книга выпущена в трёх форматах: для
планшета iPad, в PDF и в формате ePub. Я легко могу
добавлять и корректировать информацию в книге, а вы
всегда сможете загрузить с сайта ecbook.ru самую
актуальную версию.
Данная книга со всем её содержимым является
собственностью автора и распространяется по лицензии
Creative Commons – CC-BY-NC-ND (с указанием авторства –
некоммерческая – без производных). Все права защищены.
iii
Оформление ссылки на книгу в собственных работах:
Овчинников С.М. Экология. Версия 2.2 [Электронный
ресурс]. – Челябинск, 2014. – С.xx-xx. – Режим доступа:
http://ecbook.ru
Приятного чтения!
iv
1
До и после 1866-го
«Незнание природы –
великая
неблагодарность»
– Гай Плиний Секунд
Что такое экология?
Подалирий – бабочка семейства парусников на бархатцах
1.1
Немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в работе
«Общая морфология организмов» предлагает относить
к экологии все вопросы биологической науки,
связанные с проблемой воздействия на живые
существа комплекса условий живой и неживой
природы. Вот что пишет учёный: «Под экологией мы
подразумеваем науку об экономии, домашнем быте
животных организмов. Она исследует общие
отношения животных как к их неорганической, так и к
их органической среде, их дружественные и
6
враждебные отношения к другим
животным и растениям, с которыми
они вступают в прямые и непрямые
контакты».
человеку было крайне сложно. На
ранних этапах развития стремление к
этому знанию у человека носило
инстинктивный характер.
Э. Геккель отнес новую отрасль
научных знаний к биологическим
наукам. В то время в рамках
экологии не рассматривались
социальные отношения внутри
общества и между обществом и
природой. В далеком 1866 году
человек только начал активно
изменять местообитание и
осмысливать своё влияние на
окружающий мир.
Например, когда мы еще были
неразумными обезьянами, нашим
одним из самых опасных врагов был
леопард. Исторический ареал
обитания леопарда охватывал
большую часть Африки и совпадал с
ареалом обитания наших дальних
обезьяньих родственников.
Леопарды – одиночные,
преимущественно ночные дикие
кошки. Они прекрасно лазают по
деревьям, нередко устраиваясь там
на дневной отдых или в засаде,
представляя немалую угрозу
обезьянам.
Впрочем и до Э. Геккеля
человечество широко занималось
изучением экологии. Например,
интересовалось образом жизни
животных, особенностями их
питания, сезонной активности,
разнообразными
взаимоотношениями между ними.
Всех животных и растения можно
было условно подразделить на тех,
которых можно употребить в пищу и
тех, которые могут употребить в пищу
вас самих, или отравить вас.
Конечно, особенности жизни этих
животных нужно было знать, иначе
выжить в природе первобытному
С тех пор окраска леопарда – желтая
с черными пятнами – самая яркая для
нас и привлекающая к себе
внимание. Леопард для нас
завораживающе прекрасен. Нас его
таким заставляет видеть
инстинктивная программа. Она
словно говорит – будучи на
безопасном расстоянии, внимательно
наблюдай за леопардом, изучай его
повадки, ведь каждая следующая
встреча может оказаться последней.
7
Человек давно использует эту
древнюю инстинктивную программу.
Например, в дизайне дорожных и
предупреждающих знаков, в
рекламе. Инстинкт на черно-желтое
помогает нам всегда быть начеку и
вовремя заметить сигнал, хоть
сейчас леопарды нами не
закусывают.
Инстинктивные обезьяньи страхи
породили мифическое чудовище –
грифона. Это существо
символизирует власть над небом и
землей, силу, бдительность и
гордыню. Тело у него от крупной
кошки, задние конечности – от орла,
голова с раздвоенным языком – от
змеи.
А еще более дальних наших предков
– маленьких обезьян, живущих в
ветвях деревьев – убивали хищные
птицы и змеи. Эти инстинктивные
страхи сохранились у современного
человека, хотя сейчас мало какая
хищная птица или змея может
серьезно навредить нам. Не верите?
Подложите кому-нибудь совершенно
безопасного ужа. И смотрите, что
будет. Только будьте осторожны: в
ужасе ваш подопытный может убить
питомца.
Об удивительном и трагическом
наследии человека, полученном от
наших далёких предков, мы
поговорим в отдельной главе,
целиком посвящённой мыслящей
обезьяне.
Итак, наблюдение за животными, их
образом жизни и исследование
растений издревле служило одной
цели – выживанию человека в дикой
природе. Так накапливались
первоначальные экологические
знания – знания о взаимоотношениях
живых организмов между собой и
окружающей средой. Так и
следовало, по мнению Э.
Геккеля трактовать молодую,
ГОСТ Р12.4.026-2001
Предупреждающий знак
безопасности «Внимание.
Опасность (прочие
опасности)». Фото
леопарда: Patrick Giraud
8
но очень древнюю науку – экологию.
Однако, со времён Э. Геккеля
ситуация изменилась. Сейчас
человек активно изменяет свою
среду обитания. Следы его
деятельности можно видеть повсюду.
Вы можете ехать на автомобиле из
одного мегаполиса в другой и на
всем пути наблюдать измененные
человеком ландшафты. Деятельность
человека и его отношения с живым
миром стали настолько
многообразны, что данное немецким
биологом определение экологии не
может сегодня считаться
исчерпывающим и полным.
Человек в своем историческом
развитии прошел удивительный путь
от обезьяны, полностью зависимой
от условий окружающей среды, до
высокоразвитого существа,
наделенного интеллектом и, как ему
кажется, подчинившего себе среду
обитания.
По разным научным данным
Вселенная появилась примерно 14
млрд. лет назад. Откуда и как – никто
не знает. Сейчас, анализируя
реликтовое излучение, некоторые
учёные предполагают, что Вселенная
вообще была всегда. Только
периодически сжималась и
расширялась.
Наша планета Земля
сформировалась примерно 4,5 млрд.
лет назад из гигантского облака
космической пыли и газа под
действием сил гравитации. Жизнь на
нашей планете появилась более чем
3,5 млрд. лет назад. Как это
произошло – опять никто на самом
деле не знает. Всё это время
животный и растительный мир
подчинялся гену и не представлял
себя без врожденных программ –
инстинктов, один из которых мы
описали выше.
Потом, много тысяч лет назад что-то
происходит с обезьяной и она
становится человеком. Что – никому
до сих пор доподлинно неизвестно.
Стэнли Кубрик в своем научнофантастическом фильме «2001 год:
Космическая одиссея» смело
предположил контакт обезьяньего
стада с артефактом – монолитом. Так
или иначе – загадка не разгадана, но
уже очень скоро человек изобретёт
колесо. Дальше изобретения будут
происходить все чаще и чаще.
Сегодня крупное открытие случается
чуть ли не каждые 5-10 лет.
9
Давайте перечислим самые основные
достижения современного человека.
В энергетике: управляемый распад и
синтез ядер атомов химических
элементов; используются источники
возобновляемой энергии (солнце,
ветер, вода, тепло планеты,
биотопливо); решаются проблемы
беспроводной передачи энергии. На
транспорте: персональный
автоматический транспорт;
электромобиль. В информационных
технологиях: первые несмелые
попытки создания
искусственного интеллекта (в т.ч.
распознание речи, машинное
зрение); высокоскоростная
мобильная связь; системы
дополненной реальности;
виртуальная реальность. В
биотехнологии:
генетическая инженерия (в
т.ч. клонирование, диагностика
и исправление генетических
заболеваний); лечение
стволовыми клетками;
имплантаты и протезирование. В
робототехнике: военные роботы
и экзоскелет.
Все перечисленные выше и
многие другие достижения
делают человека той творческой
силой, которая не просто живет в
существующей реальности,
используя многочисленные животные
инстинкты, доставшиеся в
наследство от обезьян, но и активно
изменяет эту реальность на основе
знаний, передающихся из поколение
в поколение небиологическим путем.
В этом заключается ключевое
отличие человека от животных,
действующих исключительно на
основе врождённых инстинктивных
программ и минимального
жизненного опыта (при наличии
способности к обучению).
Получается, человек уже
далеко не животное. Полет
его фантазии безграничен,
возможности постоянно
расширяются, есть
множество оснований
отделять себя от природы,
осознавать свою уникальность.
В то же время мы остаемся
животными, которые очень
зависят от других своих
соседей по планете и неживой
☜
Нажмите на персонаж, чтобы
увидеть комментарий
Рисунки персонажа выполнены
Людой Антипиной
10
природы. В решении этого
противоречия и заключается
основная задача экологии, как науки
XXI века.
человека, который эволюционировал
так прогрессивно, что создает
соединения, которых нет во всём
космосе?
В первой половине книги делается
попытка описать глобальные
экологические механизмы, которыми
мы крепко связаны с окружающим
живым и неживым миром нашей
планеты. Во второй половине книги
речь пойдёт об интеллектуальных
достижениях человека и связанных с
ними экологических проблемах.
Исходя из вышесказанного,
предлагаю понимать под экологией
систему наук о Земле, призванную
решить проблемы взаимодействия
человека и природы. В этом
определении я указываю на
междисциплинарный характер
современной экологии и описываю её
ключевую миссию.
Экологические проблемы
современного мира – комплексные
проблемы, решение которых лежит
зачастую совсем не в области
классического естествознания.
Современная экология затрагивает
абсолютно все сферы общества.
Экология – системная наука, близкая
каждому из нас, какой бы
деятельностью мы не занимались.
Вот замечательные слова Сергея
Павловича Залыгина, главного
редактора журнала «Новый мир»,
опубликованные в 1994 году:
«Сегодня экология представляется
мне как деятельность, направленная
на преобразование всех остальных
форм деятельности современного
человека: управленческой,
производственной, социальной,
здравоохранительной – всех без
исключения. Ибо человечество
подошло к тому пределу, за которым,
если не будет пересмотрена вся наша
жизнь в пользу сохранения природы,
мы неизбежно должны будем
погибнуть. Критический момент
наступил».
Можно ли понять, где сегодня
заканчивается биология и начинается
экология; где граница между химией
и экологией; физикой и экологией.
Если понимать экологию только как
науку о взаимоотношении
организмов между собой и
окружающей средой, то куда девать
11
Поймите правильно – никто не
обещает вам конца света. Всё
гораздо проще: если не будет найден
экологический подход ко всем
сферам нашей общественной жизни,
человечество будет обречено на
постепенное, длительное и
мучительное вымирание.
Безопасность жизни и здоровья,
современные технологии в
производстве, чистые источники
энергии, возобновляемые ресурсы,
знание о системе функционирования
живого мира нашей планеты – всё это
экология – наука XXI века.
12
До 1866-го
1.2
Каменная антропоморфная скульптура «Тобольский мыслитель». II
тысячелетие до нашей эры. Уменьшенная копия
Путь экологической науки – это история человеческих
судеб и идей длиной в сотни лет. Неуёмный
человеческий интеллект постоянно пытается познать
больше, тем самым открывая совершенно
невозможные для представления объемы
непознанного.
Раньше мы считали Землю плоской, вокруг которой
вращался уютный и небольшой мир. Сегодня мы
совершенно не знаем, что делать с постоянно
13
расширяющейся Вселенной. Вот вам
задание на всю оставшуюся жизнь:
определите, насколько велика
Вселенная?
можно определить его сроки с 1866
года до начала XX века.
Спешу вас успокоить: основные
интересы экологической науки
распространяются только на
вещество нашей планеты.
Представить механизмы работы
экологической системы Земли нам
будет вполне под силу. Нам хватит
для этого воображения и жизненного
опыта.
растений, особенностей
взаимодействия конкретных видов с
окружающей средой (с начала XX
века по 50-е годы XX века).
Итак, в развитии экологической
науки принято выделять ряд этапов:
1. Первичное осмысление
человеком своего местообитания,
приспособление к нему. Основано на
инстинктах, интуиции, мистике и
религии. Сюда попадают все
события, связанные со становлением
человека. Условно можно определить
этот период в диапазоне от 150.000
лет назад до середины XIX века
нашей эры.
2. Анализ окружающей среды
научными методами (химическими,
физическими, биологическими).
Становление экологии, как отдельной
науки биологического цикла. Условно
3. Исследования экологии
отдельных видов животных и
4. Изучение экологических систем
надорганизменного уровня,
описание механизмов
взаимодействий различных видов
организмов друг с другом и с
окружающей их неживой природой;
определение закономерностей
движения потоков веществ, энергии
и информации в экологических
системах различных уровней (50-70-е
годы XX века).
5. Развитие прикладной экологии.
Эта дисциплина, изучает механизмы
воздействия человека на экосистемы
Земли, способы предотвращения
негативных процессов и
разрабатывает принципы
рационального использования
природных ресурсов без деградации
среды обитания. Сроки: с 70-х годов
XX века по настоящее время.
14
Мы уже говорили о том, что нельзя
было выжить в первобытном мире, не
зная растений и животных: как
полезных, так и опасных. Было
понятно, что разные виды животных
связаны с определенными условиями
обитания, где им комфортно и где их
можно встретить с большей
вероятностью. Древние охотники уже
100-150 тысяч лет назад знали, что
численность животных зависит от
урожая семян и плодов, которыми
они питаются. Первые земледельцы
за много веков до новой эры (10-15
тысяч лет назад) отлично
представляли зависимость растений
от внешних условий. Даже сегодня
многие из нас знают, что если не
поливать растения – они погибнут, а
если не собирать колорадского жука
– картошки будет меньше.
Севооборот сельскохозяйственных
культур применяли в Египте, Китае и
Индии 5 тысячелетий назад.
Сложнейшая система земледелия
была у индейцев майя. Достаточно
вспомнить чинампы – земельные
участки на искусственном островке.
Это были полосы плодородной земли
прямо среди болот. Чинампы
разделялись каналами, а края
приходилось укреплять деревянными
подпорками или обсаживать
деревьями, чтобы земля не
вымывалась обратно в болото. Здесь
майя выращивали множество
разнообразных культур, включая
маис, перец, томаты, тыкву, фасоль,
пряности и цветы, которые они
сбывали на внутреннем рынке. В
дождливые сезоны вода заполняла
каналы и чинампы становились
настоящими островами, за что и
получили название «плавучих
огородов». Чинампы были полностью
самодостаточными
сельскохозяйственными системами,
не нуждались в поливе, так как имели
непосредственный доступ к воде из
каналов, не причиняли вреда
окружающей среде.
Около 40 тысяч лет назад в Африке
произошло открытие коллективной
охоты. Особо эффективной
коллективная охота оказалась в
степях Ближнего Востока и более
северных районах, куда проникли из
Африки некоторые группы охотников.
Объектами охоты стали шерстистые
носороги, северные олени, бизоны,
овцебыки, лошади, мамонты,
джейраны и сайгаки.
15
Загонный способ охоты стал одним
из главных, а его создателей ученые
назвали Великими Загонщиками.
Представьте себе: сооружалась
огромная ловушка из земляных
валов, с надстроенными на них
стенами из известняковых блоков.
Слаженными действиями нескольких
групп охотников животные
загонялись в ловушку, единственный
выход которой перекрывался и племя
получало на длительный срок свежее
калорийное мясо. Часто ловушка
имела дополнительные карманы,
отгороженные от основной части, где
охотники забивали добычу. Такой
метод охоты делал жизнь охотника
более обеспеченной, что в конечном
итоге привело к первому
демографическому взрыву на
Востоке.
Коллективная охота дала
человеку очень многое
для развития интеллекта:
научила внимательно
наблюдать за повадками
промысловых зверей;
строить
достаточно
сложные загоны
из камня, земли и
дерева; научила
абстрактно представлять предметы и
явления в словах языка (для более
точной координации действий при
загоне животных или разработке
плана охоты); считать время по
лунному календарю; составлять
карты местности; отображать
явления окружающего мира в
наскальных рисунках. Это был
длительный и неумолимый отбор по
таким качествам, как
сообразительность, смелость,
предприимчивость и верность.
Цивилизации Древней Греции и
Древнего Рима сделали ещё более
значительный вклад в формирование
экологических представлений об
окружающем мире.
Древнегреческий учёный
Аристотель пишет свой
самый объёмный труд
«История животных».
Всего в книге описаны
более 500 видов
животных,
классифицированных по
образу жизни.
Прогрессивно то,
что человек
Древнегреческий
философ Аристотель
16
воспринимается Аристотелем, как
биологическое существо, ничем
особенным не отличающееся от всех
остальных существ.
Потрясающим изобретением
Аристотеля можно считать лестницу
существ. Это представление об
иерархии природы в соответствии с
уровнем сложности строения
известных тогда живых организмов.
Именно Аристотель развил идею о
существовавшем в природе переходе
от неорганических тел, ко всё более
сложным органическим, вплоть до
высших животных и человека. В
лестнице существ Аристотеля находят
свое место не только растения и
животные, наделённые душами, но и
минералы, что бездушны по своей
природе. На самой последней ступени
– человек, наделенный помимо иных
душ, душой разумной.
явилась тормозом развития всех
естественных наук. Связь строения
организмов со средой всецело
приписывалась воле Творца. Научные
Лестница существ Аристотеля
6. Человек
5. Животные с
кровью
4. Животные
без крови
3. Зоофиты
Позднее, римский администратор и
писатель-энциклопедист Гай Плиний
Секунд, напишет в своем труде
«Естественная история» (77 год н.э.):
«Незнание природы – великая
неблагодарность».
В средние века в Европе произошел
откат человеческой мысли далеко
назад. Церковь на несколько веков
2. Растения
1. Минералы
☝
Нажимайте на элементы схемы, чтобы
узнать больше. Увеличьте схему на
весь экран, используя мультитач
17
☜
Нажмите на миниатюру
картинки, чтобы
увеличить её.
Используйте скроллинг
для прокрутки
содержимого окна
сведения содержатся
в единичных работах
и имеют прикладной
характер. Они
заключаются в описании целебных
трав, культивируемых растений и
животных.
После средневекового застоя
произошло осмысление и
систематизация колоссального
фактического материала,
накопленного ранее. Этот процесс
начался вместе с эпохой
Возрождения, с великими
географическими открытиями XIV-XVI
веков, колонизацией новых стран.
Путешественники привозили
неведомых животных и семена
удивительных растений. Стало
необходимым разобраться во всем
многообразии форм живых существ,
найти между ними черты сходства и
различия, объединить описанные
формы жизни в родственные группы
– таксоны. Создать иерархическую
систему таксонов, где более мелкие
группировки объединить в более
Жорж-Луи Леклерк, граф де Бюффон старался
не ссориться ни с учёными, ни с церковью.
Портрет кисти художника Франсуа Друэ
крупные. В первой половине XVIII в.
Карл Линней, шведский
естествоиспытатель, создаёт систему
животных и растений, которой
пользуются и поныне.
Следующей значимой фигурой новой
эпохи следует считать французского
натуралиста Жоржа Бюффона. В
своей книге «Естественная история»
18
он отказывается
помещать льва
рядом с кошкой,
располагая статьи о
животных не по
таксономическому,
а по
географическому
принципу, уделяя особое внимание
влиянию условий обитания на образ
жизни, поведение, повадки и нравы
животных. Кроме того, он первым
пишет о том, что формирование
природы на нашей планете –
чрезвычайно длительный процесс. И
пусть цифра в 85 тысяч лет,
приведенная им, в корне не верна, но
это все же больше, чем 7 дней
божественного творения, как считали
ранее.
Существенную роль в развитии
экологических представлений сыграл
Жан Батист Ламарк. Французский
учёный-естествоиспытатель стал
первым биологом, который
попытался создать стройную и
целостную теорию эволюции живого
мира. Важным трудом Ж.Б. Ламарка
стала книга «Философия зоологии»
(1809 год). Всех животных Ж.Б.
Ламарк распределил по шести
уровням (или, как он говорил,
градациям) создав тем самым новую
своеобразную лестницу существ.
Дальше всего от человека он
поместил инфузорий, ближе всего к
нему – млекопитающих. При этом,
всему живому присуще стремление
развиваться от простого к сложному,
продвигаться по «ступеням» вверх.
Совершенствуясь, организмы
вынуждены приспосабливаться к
условиям внешней среды.
В качестве примера ученый приводит
жирафа – существо в высшей мере
длинношеее. Длина шеи жирафа
достигает 2,5 метра! По мнению Ж.Б.
Ламарка, жирафам приходится
постоянно вытягивать шею, чтобы
дотянуться до листьев, растущих у
них над головой. Поэтому их шеи
становятся длиннее, вытягиваются.
Шея постоянно упражняется и от
этого удлиняется. Для жирафа это
полезно, а полезные признаки
передаются потомству.
Один из биологов решил проверить
состоятельность теории Ж.Б.
Ламарка. Он разводил крыс, из
поколения в поколение отрубая им
хвосты. По теории Ж.Б. Ламарка, в
результате хвосты должны были
атрофироваться, так как не
19
следующих поколений из-за
принудительной ампутации. Но
поведение, например, может
оказывать влияние на реализацию
генетической информации в клетках,
изменять внешний признак и даже
передавать его следующему
поколению. Известно, что крысыматери, что сверх нормы заботливо
относятся к своим детенышамсамочкам, тем самым включают
определенные механизмы активации
«молчащих» генов. Самочки,
выросшие у такой заботливой
мамаши, сами впоследствии
становятся заботливыми родителями.
Чарлз Дарвин. Портрет работы Джорджа
Ричмонда
использовались при жизни
животных. Однако, никаких
изменений не произошло. У
следующих поколений крыс вновь и
вновь отрастали хвосты.
Впрочем, сегодня уже нельзя
сказать: Ж.Б. Ламарк во всём был
неправ. Механизмы наследования
признаков оказываются более
сложными, чем мы предполагали ещё
пару лет назад. Известно, что хвосты
у крыс не исчезают в ряду
Сейчас ученым понятно, что организм
рождается с уже готовым набором
генов и что среда не изменяет
организмы непосредственно, как
писал Ж.Б. Ламарк. Это происходит
косвенно, через отбор наиболее
приспособленных особей и борьбу за
существование. С этими
революционными идеями выступил
английский натуралист Чарлз
Дарвин в своей книге
«Происхождение видов путём
естественного отбора, или
Сохранение благоприятствуемых
пород в борьбе за жизнь»,
опубликованной в 1859 году.
20
Для современников ученого стало
настоящим откровением то, что все
виды живых существ, населяющих
Землю, никогда не были кем-то
созданы (в т.ч. Творцом); животные и
растения постоянно
совершенствовались в соответствии
с окружающими условиями; а в
основе этого процесса – такие
свойства организмов, как
наследственность, изменчивость и
постоянно происходящий в природе
естественный отбор. Результатом
эволюции становится
приспособленность организмов к
условиям их обитания и
многообразие видов в природе.
По сути, теория Ч. Дарвина
послужила основой для разработки
экологии как самостоятельной науки
– науки о роли окружающей среды в
жизни различных организмов,
населяющих Землю. Сложный путь Ч.
Дарвина к смелой и абсолютно
верной эволюционной теории
замечательно представлен в
художественном фильме Джона
Эмиела «Происхождение» (2009 год).
21
После 1866-го
1.3
Двухместный электрокар General Motors EN-V, представленный
впервые на выставке CES 2011. Фото: media.gm.com
Э. Геккель обозначает термин «экология» в 1866 году,
давая науке дальше развиваться под своим
собственным флагом. С эволюционной теорией Ч.
Дарвина и геккелевским определением наука вступает
в новую фазу развития.
Одновременно с экологическими описаниями видов с
середины XIX в. стали проводиться описания
надорганизменных систем. В 1877 г. немецкий
22
гидробиолог Карл Мебиус на основе
нашей планете. В.В. Докучаеву
изучения устричных колоний в
принадлежит идея о необходимости
Северном море разработал учение о
изучения не отдельных элементов
биоценозе, как сообществе
систем живых организмов, а связей,
организмов, которые через среду
существующих между телами,
обитания теснейшим образом
явлениями и средой (водой, землей),
связаны друг с другом. Именно его
между мертвой и живой природой,
труд «Устрицы и устричное
между растениями, животными и
хозяйство» положил начало
минеральным «царством», т.е.
экосистемным исследованиям.
изучение закономерностей
Австрийский геолог Эдуард Зюсс в
книге «Лики Земли» (1883-1888 годы)
функционирования цельных
природных комплексов.
вводит понятие земной оболочки –
В 1935 г. английский ботаник Артур
сферы: атмосферы (воздушная
Тенсли вводит понятие экосистемы,
оболочка), литосферы (минералы),
и этот год принято считать годом
гидросферы (вода) и биосферы
рождения экологии как науки,
(живые существа), которые
объектом которой являются не
различаются между собой по ряду
только отдельные виды и популяции
критериев, взаимопроникают и
видов, но и экосистемы, в которых
практически неотделимы друг от
существует тесная обязательная
друга.
связь между живыми организмами и
Исключительно велики заслуги
нашего соотечественника Василия
неживой природой, т.е. между всеми
земными оболочками.
Васильевича Докучаева,
Особую и важнейшую роль в
создавшего учение о природных
становлении и развитии экологии
зонах и учение о почве –
сыграл Владимир Иванович
неотъемлемом компоненте
Вернадский – создатель учения о
практически всех экосистем суши на
биосфере (глобальной экосистеме
23
Земли), намного опередивший свое
время. Основные идеи учёного
изложены в книгах «Геохимия» (1924
год) и «Биосфера» (1926 год).
Переоткрытие биосферы В.И.
Вернадским в начале ХХ столетия
принадлежит к величайшим научным
открытиям человечества,
соизмеримым с теорией
видообразования, законом
сохранения энергии, общей теорией
относительности, открытием
наследственного кода у живых
организмов и теорией
расширяющейся Вселенной. В.И.
Вернадский доказал, что жизнь на
Земле – явление планетарное и
космическое, что биосфера – это
хорошо отрегулированная за много
Владимир Иванович Вернадский – выдающийся
русский учёный, создатель учения о биосфере
сотен миллионов лет эволюции
В современной биосфере одним из
общепланетарная система,
наиболее значимых факторов,
обеспечивающая биологический
определяющих ее состояние, стала
круговорот химических элементов и
деятельность человека.
эволюцию всех живых организмов,
Возникающие в связи с этим
включая человека. Не только
проблемы выходят за рамки
химическим составом атмосферы и
экологии, как биологической науки,
гидросферы обязаны мы работе
приобретают социальный и
биосферы, но и сама земная кора, во
политический характер.
многом – продукт биосферы.
24
Т.о. экология прошла длительный
содержащую практически
путь от разрозненных и
ориентированное экологическое
противоречивых данных о животных,
знание: как правильно, с точки
растениях и окружающей среде до
зрения экологической науки,
структурированного в высшей
выращивать растения и животных;
степени знания о биосферном уровне
добывать диких животных;
организации жизни на нашей
разрабатывать полезные
планете.
ископаемые; строить и
Среди разделов современной
экологии выделяют:
- общую экологию, включающую
учение о биосфере; учение о жизни,
как органо-минеральном комплексе.
Отрасль является своеобразной
«философией» экологии, т.к.
описывает общие закономерности
функционирования нашего мира.
Содержит четыре закона,
сформулированных американским
биологом и экологом Барри
Коммонером: всё связано со
всем; всё должно куда-то
эксплуатировать заводы; перевозить
грузы; производить и реализовывать
товары; управлять обществом;
- биоэкологию, изучающую живые
организмы во всём многообразии их
связей с окружающей средой: кто
кем питается и кто от кого зависит;
какие физические и химические
воздействия среды важны для видов
живых организмов; какие
приспособления существуют у
видов к постоянно
изменяющимся условиям
среды;
деваться; природа знает
- геоэкологию,
лучше; ничего не даётся
изучающую
даром. В этих четырёх
функционирование
афоризмах заключена вся
суть дисциплины;
- прикладную экологию,
оболочек Земли:
гидросферы,
атмосферы,
литосферы. Наука
25
рассматривает распределение
включает в себя прочие естественные
животных и растений по природным
науки (физику, химию, физическую
зонам, климат нашей планеты;
географию, медицину), технические
- экологию человека,
рассматривающую многообразные
связи человека с окружающей
средой, как одного из видов
животных, населяющих нашу
планету. Изучает адаптации
человеческого индивидуума к
изменчивой среде: физиологические,
поведенческие, социальные;
- социальную экологию,
включающую учение о
взаимодействии общества (социума)
и природы. Изучает поведение
человека в естественной и
социальной среде; влияние
городских агломераций на
физическое и душевное здоровье
человека; глобальные экологические
проблемы, для решения которых
необходимы совместные усилия всех
государств, всех людей на Земле.
Современная экология – наука
комплексная, системная.
Исторически экология близка к
биологии, но сегодня на равных
науки (механику, электротехнику,
робототехнику, биотехнологию,
бионику, агрономию), а также
общественные и гуманитарные науки
(философию, социологию,
психологию, экономику,
политологию, историю,
культурологию и другие).
Современная экология может и
должна быть тесно увязана с
различными общественными науками
и явлениями. Экология может помочь
социологам, экономистам и
политикам по новому посмотреть на
существующие социальные
проблемы. Например, расизм и
национализм – это очень плохо.
Экология предлагает нам новое
обозначение социальной проблемы –
территориальность. Если расизм и
национализм содержат под собой
весьма шаткое, во многом
надуманное и эмоциональное
обоснование, то территориальность –
вполне зарекомендовавший себя
научный термин.
26
Под территориальностью понимают
объединить усилия ученых для
способность высокоорганизованных
достижения гармоничного
видов животных охранять
сосуществования человека и
пространство жизни, содержащее
природы. От этого взаимодействия
необходимое количество ресурсов
должна быть польза и для человека и
для безбедного существования и
для природы, и ни для кого не
собственного воспроизводства.
должно быть вреда. Вот что пишет по
Искусственная территориальность,
этому поводу Юджин Одум,
присущая современному
известный американский эколог:
человеческому обществу – серьезная
«Мир больше не может развиваться
проблема на пути его гармоничного
стихийно, ибо пассивное следование
развития и источник всех бед.
такому стихийному развитию ведет
Повторяю, в системе экологического
просто-напросто к гибели».
знания любой начинающий политик
может найти для себя мощную,
научно обоснованную идею, вокруг
которой построить свою партию или
общественное движение. Все может
произойти по сюжету фильма «Книга
Илая» (США, 2009 год). Только в
качестве книги, за которой пойдут
тысячи и сотни тысяч, будет не
далекая от практики Библия, а,
например, переложенный на простой
язык двухтомник по экологии
Юджина Одума.
Итак, современное экологическое
знание – системообразующее знание
человека о природе, призванное
27
2
Живые системы
«Жизнь является великим,
постоянным и
непрерывным
нарушителем химической
косности поверхности
нашей планеты»
– Владимир Вернадский
Иерархия биологических систем
2.1
Фермент лизоцим – белок, способный разрушать стенки бактерий,
приводя к их гибели. Компонент защитного барьера организма.
Источник: wikipedia.org
Немецкий биолог Э. Геккель известен миру не столько
как автор термина «экология», но и биогенетическим
законом. Закон гласит, что индивидуальное развитие
организмов (онтогенез), есть повторение
исторического развития живого (филогенеза). Свой
закон Э. Геккель убедительно доказал, рассматривая
морфологию зародышей различных групп позвоночных
животных. Действительно, на ранних этапах развития
зародыш самого «прогрессивного» животного на
29
планете –
человека – имеет
хорду, жабры и
плавники, как и
зародыш рыб.
Представления
Э. Геккеля можно философски
расширить до масштабного процесса
эволюции живого на Земле.
Индивидуальное развитие
организмов (от их рождения до
смерти), есть повторение
исторического развития живого (от
зарождения примитивной жизни на
планете Земля до ее сегодняшнего
состояния во всём многообразии
сложно устроенных растений,
животных, грибов и
микроорганизмов).
Возьмём нас – людей. Все мы
начинаем жизнь с одной клетки (кто
начал свою жизнь по другому –
пришлите фото). Если быть точным –
с соединения двух родственных
наборов наследственных молекул
(что достались нам от родителей),
которые и определяют всю нашу
дальнейшую эволюционную судьбу.
Это уже потом клетка делится и
возникает многоклеточный зародыш.
Затем клетки дифференцируются в
ткани, которые организуются в
органы. Вся совокупность
дифференцированных клеток
образует целостный сложно
устроенный многоклеточный
организм, который рождается с
диким рёвом, чётко представляя себе
все горести последующей жизни.
Сам по себе, рождённый нами
организм существовать на этой
планете не сможет. Для того, чтобы
было чем питаться и было где жить –
ему нужны разнообразные виды
растений и животных. Жизненно
необходимы микроорганизмы и
грибы, о полезной роли которых
большинство из нас и не
догадывается. Не забудем про
субстрат или минеральную основу
жизни – неживую окружающую
среду. А для продолжения рода
нашему виду нужна пара.
Сейчас мы самыми простыми
словами описали одно из
основополагающих свойств живой
материи на планете Земля –
иерархичность сложно устроенных
биологических систем.
Соподчинённость малых структур
более крупным.
30
На основе
выше
приведенного
примера
определим
описанные
уровни организации живой материи:
1. Молекулярный – самый низкий
уровень организации живой материи,
где пролегает граница между живым
и неживым. Биохимическую основу
жизни составляют 20 аминокислот,
входящих в состав белков, а так же 5
азотистых оснований и 2
моносахарида, входящих в состав
наследственных молекул. На этом
уровне развития живой материи мы
не найдём самодостаточных живых
систем. Это ещё не жизнь, но все
предпосылки к ней.
Каждый слышал о вирусах – самых
просто устроенных существах на
планете. Вирусы называют
неклеточными формами жизни,
однако размножаться они могут
только внутри клетки хозяина. Для
этого наследственная молекула
вируса должна проникнуть в клеткумишень. Там вирусный элемент
наследственности встраивается в
наследственную молекулу клетки и
копирует себя, используя все
ресурсы. Клетка погибает.
К уникальным неклеточным
структурам можно отнести прионы –
инфицирующие белки. Размножаются
прионы ещё проще, чем вирусы. У
прионов нет наследственных молекул
– это «пространственно» изменённые
«зомбированные» белки. Проникая в
здоровую клетку любым из
возможных способов (через пищу,
выделения или кровь), прион
присоединяется к «здоровому»
родственному ему белку и
видоизменяет его по своему
подобию. Клетка лишается
нормально функционирующего белка
и гибнет.
2. Клеточный. В самом начале
жизненного пути мы все – одна
клетка. Клетка – наименьшая единица
структуры, функционирования и
развития живого вещества нашей
планеты. Все существующие клетки
живых существ образовались
исключительно от клеток и не
описано иного процесса ни в
настоящее время, ни в прошлые
геологические эпохи.
Красные кровяные тельца, нервные
клетки, стволовые клетки – тоже
31
клетки. Интересно, что на
нашей планете есть целая
группа организмов, тела
которых на протяжении всей
жизни состоят из одной
клетки – простейшие. Они так
и называются – простейшие
или протисты, хотя и не так
просты, как могут показаться.
Для них понятие клетка и
организм синонимичны.
Простейшие
3. Тканевый. Множество
одинаково устроенных клеток
объединяются в группы для
Простейшие – существа, для которых клетка
и организм понятия синонимичные. На видео
более успешного выполнения
вы увидите арцеллу, амёбу, инфузорию и
своих функций. Клетки
работу её сократительных вакуолей,
слизистой только и делают,
стентора. Видео предоставлено Любовью
что производят
Трофимовой
бактерицидную слизь. Клетки
мышц синхронно сокращаются
Нажмите на кнопку «Play», чтобы
только для того, чтобы мы смогли
воспроизвести видеофрагмент
затащить на пятый этаж любимый
рояль.
5. Популяционно-видовой. Каждому
☝
4. Органный. Например, наше сердце
состоит из мышечной (проталкивает
кровь), соединительной (опорный
каркас и наружные покровы) и
нервной тканей (осуществляет общую
регуляцию работы сердца).
нужна пара для продолжения рода.
Свою пару животные находят внутри
популяции – совокупности свободноскрещивающихся между собой
особей одного вида, обитающих на
одной территории.
6. Биогеоценотический. Чтобы жить
нам необходимы самые
32
Уровни организации живого
1. Молекулярный. Слева направо молекулы жизненно важных белков:
антитело, гемоглобин, инсулин. Особенность пространственной организации
молекулы помогает ей выполнять свою функцию. Источник: wikipedia.org
разнообразные растения, животные,
грибы и микроорганизмы. С ними у
нас самые разные пищевые
взаимоотношения. В то же время все
живые существа зависят от таких
физических и химических условий
среды, как газовый состав воздуха,
солнечный свет, температура,
влажность, предоставляемые нам
☝
Нажимайте на элементы галереи, чтобы
посмотреть все картинки. Увеличьте
галерею на весь экран, используя
мультитач. Просматривайте картинки в
книжной и альбомной ориентации
неживой природой. Причем в разных
географических областях планеты
перечисленные факторы живой и
неживой природы будут действовать
на нас сходно по форме, но различно
33
по содержанию. Например, у жителей
тропических островов в рационе
будет преобладать рыба и
морепродукты, а климат будет не в
пример жарче и влажнее.
Элементы живой и неживой природы,
тесно взаимосвязанные между собой,
получили название биогеоценозов
(или в более общем представлении –
экосистем).
7. Биосферный. Биосфера –
совокупность всех живых существ на
планете Земля и связанных с ними
элементов неживой природы, как
планетарного, так и космического
значения; совокупность всех
экосистем. Биосфера постоянно
«бурлит», находится в непрерывном
движении. Внутри нее регулярно
циркулируют колоссальные
количества химических веществ,
энергии и информации. Это
общепланетарная система,
движущими силами которой
являются живые организмы и
энергия Солнца.
объединяет элементы предыдущего в
систему. Это и есть иерархия.
Может быть, с открытием новых
форм жизни на других планетах или в
иных мирах, мы пересмотрим данную
иерархическую систему.
От молекулярного уровня к
биосферному – именно так, поэтапно
и очень медленно, жизнь
эволюционировала на Земле. Все
начиналось с малого – с одной
органической молекулы. Именно
здесь стоит искать ответ на загадку
самого феномена жизни!
Итого, семь уровней организации
жизни на современном этапе ее
развития на Земле. Каждый
следующий уровень организации
34
Первая жизнь
2.2
Вироид жёлтой крапчатости риса. Возможно, так выглядели одни
из самых первых организмов нашей планеты
Какими были первые поселенцы нашей планеты,
появившиеся на ней более 3,5 млрд. лет назад?
Сравнительно недавно были открыты одни из самых
маленьких организмов на Земле – вироиды желтой
крапчатости риса. Эти паразиты растений в десять раз
меньше самого маленького вируса. Вироид желтой
крапчатости риса представлен одной молекулой РНК
(рибонуклеиновой кислоты), свернутой в структуру
наподобие шара. Это модель первых поселенцев
35
Земли, сохранившаяся до наших
дней.
Молекулу РНК большинство учёных
считает первой молекулой жизни на
нашей планете.
Рассмотрим структуру этой
уникальной молекулы.
РНК – нуклеиновая кислота. Она
является биологическим полимером,
как и белковые молекулы. Полимеры
– вещества, получаемые путём
многократного повторения
различных групп атомов (мономеров).
Получается, полимер состоит из
аминокислоты. В своё время главный
Структура молекулы РНК. Скелет молекулы
образован атомами углерода (в циклических
фрагментах значок элемента скрыт). Сверху
вниз: адениновый, цитидиловый, гуаниловый и
уридиловый нуклеотиды. Слева направо в
нуклеотиде: остаток фосфорной кислоты,
рибоза, азотистое основание (выделено чёрным)
редактор российского Esquire
Мономерами РНК являются
Дмитрий Голубовский прочитал на
нуклеотиды. Нуклеотид РНК состоит
YouTube формулу белка тинтина,
из остатка азотистого основания
ответственного за процессы
(одного из четырёх возможных),
сокращения мышц. Это заняло у Д.
сахара рибозы и фрагмента
Голубовского 3,5 часа. Пришлось
фосфорной кислоты, соединяющего
перечислить все 34.350 аминокислот,
нуклеотиды в цепь. Сахар рибоза
входящих в цепь полимерной
характеризуется наличием
молекулы тинтина.
гидроксильной группы (ОН-),
мономеров, объединенных в цепь.
Возможно вы знаете, что
мономерами белка являются
36
придающей молекуле жизни
Если рассмотреть
определенную реакционную
химический
способность. Дело в том, что
состав молекулы
водород может быть легко замещен
РНК, то
любой активной группой. Поэтому
окажется, что она
РНК может выступать катализатором.
состоит из углерода (C), водорода (H),
Катализ – ускорение химической
кислорода (O), азота (N) и фосфора
реакции в разы в присутствии
(P). Перечисленные химические
специальных веществ –
элементы называются
катализаторов. РНК и белки –
биоэлементами и все живые тела
биологические катализаторы
состоят преимущественно из них.
(синоним – ферменты). В их
присутствии химические реакции
могут ускорятся в сотни и тысячи
Углерод (C) – обязательный
компонент любой органической
раз.
молекулы, её «скелет». Его так много,
Каталитическая функция РНК
формулах даже не обозначают
говорит о многом. Оказывается, еще
отдельным значком.
до появления белков, самых
известных биологических
катализаторов, РНК уже могла
справляться с катализом целого ряда
что углерод на некоторых химических
Углерод – основа жизни на нашей
планете. Тому есть несколько причин.
Углерод способен образовывать
важнейших биологических реакций.
связи с большинством других
Белки и РНК свойственны
важно – атомы углерода способны
исключительно живым существам,
соединяться друг с другом, образуя
значит – только в живых организмах
цепочки различного вида: прямые,
химические реакции способны
разветвлённые, замкнутые в цикл.
ускоряться многократно. Мы целые
Причем эти цепи могут быть
фабрики по расщеплению и сборке
неограниченно длинными. Кроме
разнообразных веществ.
того, соединения углерода способны
химических элементов. Что очень
37
к изомерии, т.е. соединения
достигается сохранение информации
одинаковые по составу и
о белках в полимерной молекуле
молекулярной массе различны по
РНК?
строению и расположению в
пространстве. Это делает
органические молекулы более
разнообразными. А разнообразие –
одно из основополагающих качеств
жизни, обеспечивающее свободу
выбора для биологических систем в
любой из возможных ситуаций.
Мы уже знаем, что аминокислоты
являются строительными блоками
(мономерами), из которых состоят
все белковые молекулы (полимеры).
Всего существует 20 аминокислот,
которые обязательно должны
поступать к нам в организм с пищей,
особенно на ранних этапах нашего
Близкий к углероду (С) химический
развития. И нам надо сохранить
элемент кремний (Si) не стал
информацию о них в молекуле РНК.
биоэлементом по одной простой
причине: его соединения плохо
растворимы в воде.
Вернемся к нашему герою – вироиду
желтой крапчатости риса. Длина его
РНК всего 220 нуклеотидов. Всего
220 комплексов из азотистого
основания и сахара рибозы,
сочлененных между собой остатками
фосфорной кислоты. Это самая
простая живая система, открытая на
нашей планете.
Каким «местом» молекула РНК может
сохранять генетическую
информацию?
В записи информации не принимают
участие остатки фосфорной кислоты
и остатки сахара рибозы – эти
фрагменты молекулы абсолютно
идентичны вдоль всей цепи. Значит
остаются лишь азотистые основания,
которых четыре штуки (аденин,
урацил, гуанин, цитозин). Т.о. для
записи информации об аминокислоте
Одно из основных предназначений
используется последовательность
РНК – хранение информации о
азотистых оснований – единственная
структуре белков. Каким образом
изменяемая часть молекулы РНК.
38
Информация эта зашифрована с
помощью специального кода,
названного генетическим.
Таблица генетического кода
А – адениновый, Г – гуаниловый, Ц –
цитидиловый, У – уридиловый нуклеотиды;
СТОП – сигнал остановки синтеза белка
Генетический код – это система
записи информации о
последовательности аминокислот в
Аминокислота
Кодирующие триплеты
РНК
Аланин
ГЦУ ГЦЦ ГЦА ГЦГ
Аргинин
ЦГУ ЦГЦ ЦГА ЦГГ АГА АГГ
последовательности нуклеотидов в
Аспарагин
ААУ ААЦ
РНК.
Аспарагиновая
кислота
ГАУ ГАЦ
Валин
ГУУ ГУЦ ГУА ГУГ
Гистидин
ЦАУ ЦАЦ
последовательность нуклеотидов для
Глицин
ГГУ ГГЦ ГГА ГГГ
кодирования одной аминокислоты,
Глутамин
ЦАА ЦАГ
если всего нужно закодировать 20? У
Глутаминовая
кислота
ГАА ГАГ
нас есть 4 остатка азотистых
Изолейцин
АУУ АУЦ АУА
Лейцин
ЦУУ ЦУЦ ЦУА ЦУГ УУА
УУГ
моноплетным – закодируется 41=4
Лизин
ААА ААГ
аминокислоты. Это меньше 20, этого
Метионин
АУГ
Пролин
ЦЦУ ЦЦЦ ЦЦА ЦЦГ
Серин
УЦУ УЦЦ УЦА УЦГ АГУ
АГЦ
Тирозин
УАУ УАЦ
Треонин
АЦУ АЦЦ АЦА АЦГ
Триптофан
УГГ
43=64 аминокислоты. Достаточно.
Фенилаланин
УУУ УУЦ
Если код будет тетраплетным –
Цистеин
УГУ УГЦ
СТОП
УГА УАГ УАА
белках с помощью
Какой длины должна быть
оснований. Если код будет
недостаточно. Если код будет
дуплетным – закодируется 42=16
аминокислот. Недостаточно. Если код
будет триплетным – закодируется
закодируется
44=256
аминокислот.
Достаточно, но избыточно. Слишком
последовательностью из трех
много потребуется биологического
нуклеотидов РНК (триплетом). Это
материала. Получается, генетический
экономно и именно на этом варианте
код триплетный – каждая
остановилась природа.
аминокислота белка кодируется
39
Несложно подсчитать сколько
нуклеотидов РНК требуется для
Трёхмерная модель молекулы
ДНК
записи информации о тинтине, белке
прославленном Д. Голубовским.
Всего в белке 34.350 аминокислот.
Значит нуклеотидов РНК для их
кодирования потребуется в три раза
больше: 103.050.
Удивительно, но таким простым
триплетным кодом (смотри таблицу
генетического кода) кодируются
аминокислоты любого живого
организма на нашей планете! Так
кодируются белки вироида желтой
крапчатости риса, вируса
уникальные соединения, способные
иммунодефицита человека, бактерии
выполнять самые разнообразные
кишечной палочки, дождевого червя,
функции.
виноградной улитки, карася, серой
жабы, шимпанзе и человека. Это
самое основное доказательство
единства происхождения всего
живого на Земле от одной
единственной полимерной
органической молекулы РНК, которая
первоначально самостоятельно
катализировала ряд химических
реакций, а затем научилась
синтезировать по своей матрице
специализированные белки –
Известная всем ДНК
(дезоксирибонуклеиновая кислота)
появилась много позже и
специализировалась только на
хранении генетической информации.
Сахар рибоза в её нуклеотиде
замещен на дезоксирибозу, у
которой нет ОН- группы. Это
гарантирует химическую инертность,
а значит – большую устойчивость к
разрушению. Кроме того, молекула
40
ДНК преимущественно
случайно сформировался триплетный
двухцепочечная. Цепи попарно
генетический код. РНК приступила к
объединяются при помощи слабых
синтезу белка, худо-бедно
связей в структуру, получившую
отграничила себя от агрессивной
название двойной спирали. Одна из
окружающей среды. Позже
цепей практически не задействована
появляется двухцепочечная ДНК,
в биохимических процессах клетки.
более надежная в деле хранения
Вторую цепь назовем рабочей. По
наследственной информации. Первые
ней синтезируется РНК, а затем и
примитивные одноклеточные
белок. Наличие двух цепей позволяет
организмы могут содержать как РНК,
восстановить «рабочую», если с ней
так и ДНК. Наследственные
что-либо случилось.
молекулы свободно расположены в
Отсутствие
ОН-
группы и
клетке.
двухцепочечная структура молекулы
Затем происходит новый прорыв в
обеспечивают более надёжное
деле сбережения наследственной
хранение генетической информации.
информации. Молекулы ДНК
Ход эволюции живых систем на
планете Земля можно упрощенно
представить следующим образом.
Сначала была РНК,
осуществляющая все
основные функции
самостоятельно. Удачные
последовательности
нуклеотидов сохранялись,
неудачные –
выбраковывались.
Методом проб и ошибок
отграничиваются от содержимого
клетки дополнительной
мембраной, формируя в центре
клетки ядро. Это позволяет
разделить в
пространстве процессы
синтеза по матрице ДНК
молекул РНК и синтеза
белка по матрице РНК.
Что означает одно –
повышение
стабильности и
скорости процессов.
41
Постепенно жизнь становится
себе в сумку самое ценное, что смог
многоклеточной и более
найти.
разнообразной. Организмы находят
наиболее эффективные пути
взаимодействия друг с другом и с
неживой окружающей средой,
образуя сложные комплексы –
экосистемы. Разнообразные
экосистемы Земли формируют
биосферу, выполняющую роль
глобального распределителя веществ
на планете.
На нашей планете, возможно,
обитает около 8 млн. видов живых
существ. Всё это разнообразие – из
одной простой молекулы РНК! Для
этого жизни потребовалось более 3,5
млрд. лет. Человек активно
хозяйствует на Земле всего
несколько сотен лет и уже поставил
под угрозу все достижения жизни, в
т.ч. и свое собственное
благополучное существование.
Человек похож на вора, проникшего
в квартиру, годами заботливо
обставляемую её хозяевами. Он
провёл в квартире всего 15 минут, но
за это время уже успел раскидать
вещи, сломать, наследить и положить
42
Жизнь и смерть
2.3
Суслик выглядывает из своей норы (берег
Шершнёвского водохранилища, г. Челябинск)
Основополагающее понятие экологии – понятие жизни.
Живые организмы вокруг нас, на нас и внутри нас
стали настолько обыденными, что мы перестали
замечать уникальность самого феномена жизни. Вот
пролетела птичка, прошел человек, проползло
насекомое, растет дерево под окном – все куда-то
спешат. У вас пучит живот: это торопятся жить
бактерии, населяющие ваш кишечник. Даже дерево
очень активно, только в своем, подчас невидимом нам
43
ритме. Да что мне говорить о птичках
Понять, что такое жизнь и что движет
и деревьях, если вы сами каждый
жизнью, действительно очень
день встаете и до самого вечера «в
сложно. Даже при сегодняшнем
бегах». Все мы куда-то стремимся. А
уровне развития науки. Удивительно,
концовка этого спектакля неизменна
но чем больше ученый постигает
– смерть.
механику живых систем (если их
По данным ООН, средняя
продолжительность жизни
россиянина составляет около 66 лет.
вообще возможно описать
рационально), тем больше возникает
вопросов.
Вот срок нашего индивидуального
В IV веке до н.э. Аристотель
развития: от объединения наборов
предположил, что живое становится
наследственных молекул, через
живым благодаря силе, названной им
период ускоренного роста и
энтелехией. Энтелехия во многом
развития, к процессам увядания и
тождественна энергии и
смерти. Предлагаю узнать год вашей
представляет возможность к
смерти (ГС) по формуле: ГС=ГР+66,
реализации заложенных у живого
где ГР – ваш год рождения.
существа способностей. Энтелехия
Поверьте, прогноз будет более
материи – форма; энтелехия тела –
точным, чем у гадалки.
душа; энтелехия подвижного –
Что же заставляет нас расти и
движение.
развиваться весь наш короткий век,
В объяснении аристотелевской
даже несмотря на очевидный исход?
энтелехии нас интересуют такие
Что заставляло жизнь нашей планеты
понятия, как энергия, форма и душа.
постоянно усложняться, создавая все
Если кто-то думает, что современная
новые и новые уровни иерархической
наука уже давно раскрыла феномен
организации: молекула, клетка,
жизни, то спешу заверить вас – наши
многоклеточный организм,
знания системны и разнообразны, но
экосистема?
мы до сих пор не можем уверенно
ответить на вопрос: что движет
44
жизнью? Проблема заключается и в
тела постоянно обмениваются с
том, что живые системы не
окружающей средой веществом.
обнаружены нигде, кроме как на
Земле; а так же в том, что при
анализе проблемы мы не в состоянии
посмотреть на неё «со стороны».
Весь мир, который мы познаём –
лишь картинка, формируемая
мозгом, работа которого для нас до
сих пор загадка.
Валентин Николаевич Пармон (XX
век), российский специалист в
области катализа, утверждает, что
жизнь — это фазово-обособленная
форма существования
функционирующих
автокатализаторов, способных к
химическим мутациям и
Немецкий философ Фридрих Энгельс
претерпевших достаточно
(XIX век) дал следующее определение
длительную эволюцию за счёт
жизни: жизнь есть способ
естественного отбора. Когда мы
существования белковых тел,
говорили о РНК и белках, мы
существенным моментом которого
упоминали об исключительно
является постоянный обмен веществ
высокой их каталитической
с окружающей их внешней природой,
активности.
причем с прекращением этого
обмена веществ прекращается и
жизнь, что приводит к разложению
белка. Ключевые моменты: белок и
обмен веществ. Биологи могут
использовать данное определение,
но со значительными оговорками.
Ведь нам известно, что на начальных
этапах развития жизни РНК вполне
могла подменять собой белок. Но
нельзя не согласиться, что живые
Автокатализ – интересное явление в
химии, при котором катализатором
химической реакции становится
продукт данной реакции. Реакция
начинается вяло, но через
определенное время (с накоплением
продукта-катализатора) в несколько
раз ускоряется. Применительно к
современным живым системам, речь
здесь идет о белках-катализаторах,
которые сами по себе являются
«продуктом» биохимических реакций
45
клетки. В определении так же
произошло и что произойдет в
указывается на длительную
дальнейшем. Все процессы старения
эволюцию и естественный отбор.
контролируются молекулярными
Алексей Андреевич Ляпунов, один из
основоположников кибернетики, дает
следующее определение жизни:
высокоустойчивое состояние
вещества, использующее для
выработки сохраняющих реакций
механизмами на клеточном уровне.
Всё генетически детерминировано,
как считают некоторые ученые.
Места для души в кибернетической
системе не находится. Это
механистический подход.
информацию, кодируемую
В поисках истины попытаемся
состояниями отдельных молекул. Т.е.
обратиться к физике. Второй закон
наиболее значимую роль он отводит
термодинамики гласит: при всех
именно тем биологическим матрицам,
энергетических превращениях, если
которые хранят информацию о
не происходит потери энергии или
работе живой системы. Такими
она не поступает извне,
матрицами, конечно, являются РНК и
потенциальная энергия в системе на
ДНК. Именно внутри этих линейных
конечном этапе своего превращения
молекул с помощью генетического
всегда будет меньше, чем
кода записано всё, что необходимо
потенциальная энергия исходного
организму для осуществления
состояния. Особое внимание уделим
жизненных программ.
формулировке «если не происходит
Совокупность генов определяет все
признаки организма. Комплекс
признаков формирует характер
мироощущения, стратегию поведения
при решении проблем. Может кому-
потери энергии или она не поступает
извне». Это значит, что этот закон
работает только для закрытых
систем. Проще говоря, закрытая
система постепенно теряет энергию.
то эта мысль может показаться
Например, если выпустить газ из
слишком смелой, но в генах записана
колбы в замкнутом пространстве,
вся история нашей жизни: то, что уже
молекулы газа, предоставленные
46
самим себе, равномерно
распределяются по сосуду, теряя
энергию (отдавая часть тепла). Такое
состояние характеризуется высокой
Молекулы газа, предоставленные сами себе,
быстро заполняют сосуд. Энтропия в замкнутой
системе многократно возрастает, достигая
максимальных значений
энтропией (беспорядком) и
состояние будет характеризоваться
одновременно минимальным
высокой энтропией. Теперь, чтобы
количеством информации. Понятно,
понизить энтропию и вернуть всё на
что если мы захотим упорядочить
свои места, вам потребуется
молекулы газа, придать их скоплению
приложить немало усилий.
некую форму – мы будем вынуждены
затратить значительное количество
энергии.
Интересно, что Рудольф Клаузиус,
немецкий физик и математик,
который доказал несколько новых
Посмотрите на комнату, где вы
теорем в механической теории тепла
находитесь. Подумайте о том, как
и ввел понятие энтропии еще в 1865
легко в этой комнате устроить
году, посмотрел на положение дел в
беспорядок. Достаточно пригласить
энергетических системах более
сюда толпу друзей и отметить важное
масштабно и сделал вывод о
событие. Комната быстро
неизбежной тепловой смерти
превратится в свалку. И это
Вселенной. Если предположить, что
47
Вселенная конечна и замкнута, то
Открытость системы обеспечивается
рано или поздно энтропия в такой
ускоренными во много раз (за счет
системе достигнет максимума, а
автокатализа) процессами
тепло равномерно распределится,
поглощения, переработки и отдачи
закономерно понизившись.
назад в среду разнообразных
Постоянно расширяющаяся
веществ. При этом направление и
Вселенная будет вести себя подобно
избирательность этих процессов
газу в сосуде, который мы
контролируется работой
рассмотрели выше.
генетического аппарата клетки.
Удивительно, но ни доказать ни
опровергнуть гипотезу о тепловой
смерти Вселенной пока не
представляется возможным, ибо мы
не знаем, закрытая это система, или
открытая.
Т.о. исходя из второго закона
термодинамики: жизнь — это
процесс, или система, вектор
развития которой противоположен по
направлению остальным, неживым
объектам Вселенной, и направлен на
уменьшение всеобщей энтропии.
Значит живое, вопреки неживому –
открытая система, способная к
активному обмену веществом.
Однако, активный обмен веществ
требует колоссальных затрат
энергии.
Энтелехиями живых тел, в
современном понимании этого слова,
выступают такие эволюционные
механизмы, как наследственность и
изменчивость, борьба за
существование и естественный
отбор.
Мы постоянно обмениваемся со
средой веществами. Вместе с
веществами мы получаем энергию,
накопленную в их химических связях,
и информацию, сохраненную в
структуре их сложных молекул. В
неживой природе также существует
обмен веществами, но здесь они
либо просто переносятся с места на
место, либо меняется их агрегатное
состояние (твердое вещество –
жидкое вещество – газ – плазма). В
живой системе обменные процессы
48
протекают на совершенно ином
открытый космос. Там он сможет
уровне. Здесь происходят
находиться практически вечно, не
постоянные процессы синтеза и
испытывая влияния средовых
распада, превращения одних веществ
факторов Земли. Камень – косное,
в другие.
неживое вещество.
Попробуем определить жизнь с точки
Теперь о человеке. Его век
зрения экологии. Для этого примем
несоизмеримо короче
тезис об открытости живых систем и
продолжительности существования
уточним роль среды в сложных
камня. Но он начинает свою жизнь с
обменных процессах жизни.
одной единственной клетки,
Жизнь – открытая система, для
которой взаимодействие со средой
не причина разрушения, а
необходимое условие
существования.
Сравните камень и человека. Камень
лежит на земле, постепенно
разрушаясь под действием воды и
солнца. Его век бесконечно
долгий, но конец
закономерен – это
разрушение. Это
постоянное, растянутое во
времени разрушение,
медленная
трансформация. Выкиньте
камень с борта
космического корабля в
проходит различные стадии
эмбрионального развития, рождается
на свет совсем маленьким и с
простыми инстинктивными
программами. Затем, в течение
первых десятков лет, он
стремительно растет, вопреки всем
законам термодинамики,
рассчитанными для неживой
материи. Он постигает новые знания,
аккумулируя их и передавая
следующему поколению. Потом
начинается столь же стремительное
увядание. Соизмеримо с камнем –
это короткая вспышка чистого
разума. Это постоянное
сопротивление разрушению, смерти.
Активный обмен веществ с
окружающей средой: синтез, распад,
49
превращения веществ. Тесная связь
со средой – основа жизни и смерти.
Вот что пишет о жизни великий
русский учёный Владимир Иванович
Вернадский в своей замечательной
книге «Биосфера» (1926 год): «Жизнь
является великим, постоянным и
непрерывным нарушителем
химической косности поверхности
нашей планеты. Жизнь не является
внешним случайным явлением на
земной поверхности. Она теснейшим
образом связана со строением
земной коры, входит в её механизм и
в этом механизме исполняет
величайшей важности функции, без
которых он не мог бы существовать».
50
3
Место под Солнцем
«Жизнь требует
движения»
– Аристотель
Факторы среды
3.1
Нет эволюционной теории, которая могла бы объяснить, почему
человек рискует жизнью ради сомнительных, с биологической точки
зрения, целей. Например – покорить Эверест. Фото: Pavel Novak
Создавая эволюционную теорию, Ч. Дарвин описал три
формы борьбы за существование (борьбы за право
жить): борьба со средой, межвидовая и внутривидовая
борьба. Под борьбой со средой можно понимать
взаимодействие живых организмов с неживой
природой. Внутривидовая и межвидовая борьба –
взаимодействие живого с живым. При этом
внутривидовая борьба – между особями одного вида –
52
является наиболее интенсивной, т.к.
бактерий, и завершить борьбой с
происходит за одинаковые ресурсы
сорняками на любимых грядках. Если
среды.
будем рисовать картинку борьбы
Для большей наглядности
попытаемся привести примеры,
используя современного человека,
как модель. Невозможно не
согласиться с тем, что человек: а)
животное; б) один из элементов
биосферы, а не нечто, существующее
в «сферическом вакууме» и
человека с условиями окружающей
его неживой природы, то на ум
тотчас же придут комфортабельные
дома с центральным отоплением на
севере, сейсмоустойчивые здания в
районах с повышенной сейсмической
активностью, дамбы для защиты от
водных стихий и многое другое.
совершенно отдельно от природы. В
Так и представляется человек в
таком случае, за пример
теплой меховой куртке с капюшоном,
внутривидовой борьбы Homo sapiens
толстых штанах, ботинках-ледорубах,
(человека разумного) вполне сойдут
кислородной маске и очках, смело
многочисленные вооруженные
восходящий, сквозь пургу и вьюгу, на
конфликты с целью обладания
холодный и неуютный Эверест.
лишним баррелем нефти, которая
Между прочим – 8.848 метров! Зачем
является ценным энергетическим
ему это надо – не объяснит никакая
ресурсом. 40-е годы XX в. в пример
эволюционная теория.
брать не будем, ибо там речь шла о
мировом господстве и иных
специфических вещах, сложно
относимых к ресурсам. Все-таки XXI
век стал много практичнее, но ничуть
не гуманнее.
Однако, приведенные выше примеры
не совсем точны и даже опасны при
их неверном толковании. В термин
«борьба за существование» нужно
вкладывать куда меньше
драматизма, накала страстей. Это
Что же касается межвидовой борьбы,
«борьба» не в прямом смысле этого
то здесь можно начать с неустанной
слова, как может показаться вначале.
борьбы человека против вирусов и
53
Прошу не понимать этот термин
В экологии мы говорим не о борьбе с
буквально.
факторами среды, а об адаптации к
В предыдущей главе мы определили,
что среда для живого организма –
основа жизни. Вне среды жизнь
невозможна. Так можем ли мы
говорить, что «боремся» с факторами
живой и неживой природы:
растениями, животными, климатом и
рельефом? Можно ли бороться с тем,
что составляет основу нашей жизни?
Это сродни тому, как если бы клетки
иммунной системы начали пожирать
собственный организм изнутри,
уничтожая его.
Живая система, с точки зрения
экологии, не борется со средой, а
ищет более эффективные пути
взаимоотношения с ней; постоянно
адаптируется к ежесекундно
меняющимся условиям окружающей
его живой и неживой природы. При
этом, конечно, не нужно принижать
возможности живых тел по
изменению своей среды обитания. Но
среда всё равно является первичной
и определяющей вектор развития
живого.
ним. Адаптация или
приспособление – термин особо
важный в экологии. Это не борьба, а
плавная самонастройка живой
системы в соответствии с
изменяющейся средой. Успешная
адаптация – организм выживает и
оставляет потомство. Если организм
приспособился только отчасти – он
может выжить, но не оставить
потомства. Если у организма нет
адаптационных возможностей к
возникшей ситуации – он погибнет в
ближайшее время.
Рассмотрим механизм
приспособления к среде с точки
зрения биологии. Широта
адаптационных возможностей
заложена в наших генах (ДНК) и
носит название нормы реакции по
признаку. Представим, что в генах
человека заложены пределы
(границы выраженности) такого
признака, как количество
эритроцитов в крови. Эритроциты
(красные кровяные тельца) – это
наиболее многочисленные клетки
54
крови, выполняющие функцию
после адаптационного периода, будут
переноса кислорода и питательных
чувствовать себя некомфортно.
веществ к тканям и органам.
Известно, что нормальное
содержание эритроцитов в крови
человека – около 4,2х1012 штук на
литр. Однако, стоит нам подняться в
горы, где кислорода в воздухе мало
(воздух разрежен) – многим из нас
станет плохо в первые дни, но потом
организм адаптируется, и мы будем
чувствовать себя прекрасно.
Синтезируются дополнительные
порции эритроцитов, которые
помогут организму получить
максимум кислорода из
разреженного воздуха.
Есть люди с разной нормой реакции
по признаку масса тела. Одних хоть
закорми – как были худощавыми, так
и останутся. Значит, у таких людей
узкая норма реакции по малой массе
тела. Другие никак не могут похудеть,
что только не перепробовали. Спешу
огорчить – и не получится (масса
может быть уменьшена только через
повреждение организма). У таких
людей узкая норма реакции по
большой массе тела. А есть люди с
широкой нормой реакции по этому
признаку. Масса тела этих людей
зависит исключительно от характера
В генотипе легко адаптирующихся
их питания и образа жизни. Они
людей заложена широкая норма
могут быть и полными и худощавыми.
реакции по признаку количества
Всё зависит от настроения.
эритроцитов в крови, допустим, до
6-8х1012 штук на литр, без
повреждения систем. Другие же
люди так и не смогут наслаждаться
высокогорными пейзажами: их
предельная максимальная реакция по
признаку, например, 5,5-6х1012 штук
на литр. Такие люди на высоте, даже
Через проявление признака, гены
определяют судьбу особи в каждой
конкретной ситуации изменения дозы
действия экологического фактора.
Широкая норма реакции по
содержанию эритроцитов крови
позволяет эффективно
приспособиться к изменению такого
экологического фактора неживой
55
соответствует потребностям
Y
организма; две зоны пессимума
(нижняя и верхняя), где действие
ЗОпт
фактора недостаточно или избыточно
для полноценного функционирования
ЗП1
организма; две крайние критические
ЗП2
КрТ1
X
КрТ2
точки (нижняя и верхняя), где доза
фактора либо слишком мала, либо
Графическое представление закона оптимума.
На графике обозначены: ось Y – реакция
организма на экологический фактор; ось X –
сила воздействия фактора; кривая парабола –
границы устойчивости вида по отношению к
экологическому фактору; ЗОпт – зона оптимума
(организм активен); ЗП1 и ЗП2 – нижняя и
верхняя зоны пессимума (организм угнетён, т.к.
экологического фактора или мало, или избыток);
КрТ1 и КрТ2 – нижняя и верхняя критические
точки (гибель организма)
чрезмерно избыточна, чтобы
природы, как химический состав
предел выносливости может быть
воздуха. Точнее – к низкому
достаточно широким. Но если мы
содержанию кислорода в нём.
говорим о размножении (процессе,
Экологический закон оптимума
гласит, что любой экологический
фактор имеет определенные пределы
поддерживать жизнь. Диапазон
условий между нижней и верхней
критическими точками называют
пределом выносливости организма
этого вида по данному
экологическому фактору. При этом,
если говорить о выживании, то
который требует лучших условий и
большей энергии), то здесь пределы
выносливости гораздо уже.
положительного влияния на
Известно, что дыхание становится
организм. Эти пределы
почти невозможным, если
обеспечиваются физиологическими
содержание кислорода во
возможностями организма, нормой
вдыхаемом воздухе падает ниже
реакции по связанным признакам.
10%. 20,9% – норма содержания
Выделяют зону оптимума, где доза
кислорода в воздухе. При лечении
фактора в наибольшей степени
больных (в клинической практике)
56
Адаптации – результат длительного эволюционного процесса
Тела птиц максимально адаптированы к полету: передние конечности
превращены в крылья, имеется перьевой покров, кости скелета чрезвычайно
легки
употребляют смесь воздуха с 30 -
вдохах, уменьшается жизненная
60% кислорода, вдыхаемую при
емкость легких. Возможно
обычном атмосферном давлении.
перевозбуждение центральной
Однако, продолжительное дыхание
нервной системы и появление
чистым кислородом будет иметь
судорог.
отрицательный эффект. У здоровых
испытуемых отмечаются боли за
грудиной, особенно при глубоких
Для рассмотренной ситуации зону
оптимума по содержанию кислорода
57
в воздухе можно определить в
Живым организмам приходится
границах от 18% до 30%. Нижнюю
постоянно приспосабливаться к
зону пессимума – от 8% до 18%.
самым разнообразным
Верхнюю зону пессимума, скорее
экологическим факторам. Колебание
всего, можно установить в диапазоне
каждого из них относительно
от 30% до 90%. Критическими
оптимального значения вызывает
точками станет содержание
ответные адаптивные реакции
кислорода в воздухе в 8% и 90%.
организма. Однако, наиболее
Именно стремлением получить
необходимые дозы экологических
факторов и можно объяснить саму
суть дарвиновской борьбы за
существование.
Возьмем сосну, которая выросла на
значимым для живого организма
оказывается тот фактор, который
наиболее отклонился от нормы и
ближе всего к нижней или верхней
критической точке. Ведь у него есть
больше шансов достигнуть
критической точки и стать причиной
открытом пространстве и в лесу. На
гибели организма. При этом каждый
открытом пространстве её крона
момент времени лимитирующий
раскидиста. Площади кроны хватает,
(ограничивающий) фактор может
чтобы получать в достатке такой
меняться. Лимитирующими
экологический фактор как солнечный
факторами часто выступают
свет и тепло. Другое дело в лесу.
температура, свет, течение и
Здесь – постоянное стремление
вверх: лишь бы успеть занять
освободившийся клочок
чистого неба между кронами
других сосен. Зелёные ветки
расположены только на
верхушке дерева, а ставшие
ненужными нижние ветви
отсохли.
давление среды, почва.
Закон, описывающий
значимость лимитирующего
фактора в жизни организмов,
был сформулирован немецким
химиком Юстусом Либихом в 1840
году и получил название
закона
58
ограничивающего фактора.
Однако, в реальных условиях
простой закон природы не всегда
срабатывает очевидно и однозначно
для наблюдателя. Например, в тундре
воды достаточно и, казалось бы,
растениям не о чём беспокоиться. Но
на минимум конкуренцию. Если
экологические ниши двух видов
очень схожи (требуются одинаковые
дозы большинства факторов среды),
то в конечном итоге в биоценозе
останется только один вид. Второй
вынужден будет уступить.
торф и мхи приземного слоя плохо
При этом на планете существуют
проводят тепло и почва тундры
организмы, способные
оказывается заметно холоднее
приспосабливаться к широким
воздуха. Из-за низкой температуры и
колебаниям экологических факторов
повышенной кислотности вода
(эврибионты), а другие, наоборот, не
оказывается малодоступной для
переносят значительного изменения
растений и последние вынуждены её
дозы действия фактора
экономить. Или ещё пример: в городе
(стенобионты). К эврибионтным
Челябинске многие чайки не улетают
биологическим видам можно отнести
на зиму, оставаясь жить на богатой
человека разумного, а к
кормами городской свалке.
стенобионтным видам –
В экологии существует важный
термин – экологическая ниша. Под
экологической нишей можно
рифообразующие кораллы, не
способные жить при температуре
воды ниже +20ºC.
понимать весь диапазон факторов
По происхождению экологические
среды, в котором данный вид в
факторы разделяют на: а)
течение длительного времени живет
абиотические (факторы неживой
и размножается. Причём в одном
природы, к которым живые
биоценозе (сообществе живых
организмы адаптируются в ходе
организмов) каждый биологический
борьбы со средой); б) биотические
вид занимает свою определённую
(факторы живой природы, к которым
экологическую нишу, стараясь свести
организмы адаптируются в ходе
59
межвидовой и внутривидовой
факторов – антропогенные
борьбы).
факторы. Это биотические факторы,
Среди абиотических факторов
различают: климатические (годовая
связанные с хозяйственной
деятельностью человека.
сумма температур, среднегодовая
Среди антропогенных факторов
температура, влажность, давление
можно выделить: физические
воздуха); эдафические (механический
(использование атомной энергии,
состав, воздухопроницаемость,
перемещение в поездах и самолётах,
кислотность, химический состав
влияние шума и вибрации);
почв); орографические (рельеф,
химические (использование
высота над уровнем моря, крутизна
минеральных удобрений и
склона); химические (газовый состав
ядохимикатов, загрязнение оболочек
воздуха, солевой состав воды,
Земли отходами промышленности и
концентрация, кислотность);
транспорта); биологические
физические (шум, магнитные поля,
(продукты питания; организмы, для
теплопроводность и теплоёмкость,
которых человек может быть средой
радиоактивность, интенсивность
обитания или источником питания);
солнечного излучения).
социальные (связанные с
Среди биотических факторов
различают: фитогенные (влияние
отношениями людей и жизнью в
обществе).
растений); микогенные (влияние
По «неотвратимости» действия на
грибов); зоогенные (влияние
живых существ экологические
животных); микробиогенные (влияние
факторы принято подразделять на
микроорганизмов).
условия и ресурсы. Под условиями
В последнее столетие, в связи с
усилившимся воздействием человека
на окружающий мир, ученые вводят
третью группу экологических
среды понимают исторически
сложившиеся, изначально заданные,
неисчерпаемые и одинаковые в
данном местообитании факторы.
60
Под ресурсами среды понимают то,
что живое существо использует для
поддержания целостности своего
организма и снижения энтропии.
Например, пищу и минимальное
жизненное пространство. С понятием
ресурсы мы все хорошо знакомы из
курса элементарной экономики.
Очень часто термин «ресурсы»
употребляют рядом с такими словами
как продовольствие, энергия, вода,
нефть, газ, металлы и прочее. Все мы
знаем, что ресурсы конечны, а при
возрастающей численности
популяции это может обернуться
серьёзной проблемой.
Экологические факторы действуют
на организм живого существа
комплексно. Только при таком
условии возможно
функционирование открытой
системы живого организма.
Человек вносит немалый вклад в изменение
химического состава окружающей среды и её
физических характеристик. Фото: Вячеслав
Антипин
Например, солёность воды или
температура. Живым организмам не
подвластно изменять данные
условия.
Организм не может одномоментно
подвергаться действию одного
единственного фактора.
Факторы неживой и живой природы
действуют на организм обязательно,
одновременно и постоянно.
Экологические факторы
61
обеспечивают поступление энергии,
вещества и информации в открытые
системы, поддерживая в них жизнь.
Ограниченность минеральных
ресурсов на Земле приводит к
конкуренции и выживанию наиболее
адаптированных видов.
62
Обмен веществ
Зеленые растения – основа существования жизни на нашей планете
3.2
Жизнь – это состояние, когда молекулы удерживаются
друг около друга, придавая организму форму. При
этом тела живых организмов постоянно растут и
развиваются. Им приходится подстраиваться под
меняющиеся дозы действия тысяч разнообразных
экологических факторов как живой, так и неживой
природы. Или, как мы говорили – адаптироваться. По
сути, процессы адаптации к среде сводятся к простым
вещам: за счет физиологических и поведенческих
механизмов нужно отрегулировать поступление в
63
организм энергии и веществ.
Посмотрите вокруг. Где-то
Требуется постоянный контроль за
поблизости вы обязательно увидите
этими процессами (иначе возникает
зеленое растение. Если вы
передозировка или
находитесь в комнате, вы увидите
катастрофическая нехватка фактора,
растение в горшке. Тем лучше.
что чревато гибелью). В
Подумайте: вот растет себе зеленое
подавляющем большинстве случаев
растение в горшке, вы его регулярно
мы даже не задумываемся о том, как
поливаете и выставляете на Солнце.
это контролируется. Все происходит
И при этом ваше растение
на уровне врожденных генетических
умудряется вырасти так, что вскоре
программ.
приходится задумываться о том, не
Удержать молекулы друг около
друга, успешно адаптироваться к
пора ли пересаживать его в больший
горшок. Как такое возможно?
среде, обеспечить рост и развитие –
В течение тысячелетий люди считали,
вот задачи живого. На каждый из
что питаются растения
перечисленных процессов требуется
исключительно благодаря корням,
колоссальное количество энергии.
поглощая с их помощью все
Уже Аристотель ясно представлял
необходимые вещества из почвы.
себе связь между
Проверить эту точку зрения взялся в
энтелехией и энергией,
начале XIX века
часто отождествляя
голландский
их.
натуралист Ян
Ван Гельмонт.
Различные группы
Он взвесил
организмов на нашей
землю в горшке и
планете научились посвоему добывать
необходимую для жизни
энергию.
посадил туда побег
ивы. Целых пять лет он
поливал деревце, а
Фикус
64
затем высушил землю и взвесил её и
горения, ни
растение. Ива весила 75 килограмм,
для дыхания.
а вес земли изменился всего на
Дж. Пристли
несколько сот граммов. Вывод
как раз
учёного был закономерен – растения
мучился
получают питательные вещества,
поисками
прежде всего, не из почвы, а из воды.
способа очистки «дурного» воздуха.
На два столетия в науке утвердилась
От такого воздуха свеча гаснет, а
теория водного питания растений.
животное гибнет от удушья. Сегодня
Листья, по этой теории, лишь
мы бы сказали, что в таком воздухе
помогали растению испарять
недостаточно кислорода и много
излишнюю влагу.
углекислого газа. Тогда об этом не
К самому неожиданному, но
знали.
правильному предположению о
Для очистки этого «испорченного»
воздушном питании растений ученые
воздуха Дж. Пристли подвергал его
пришли лишь к началу XIX века.
нагреву, охлаждению, но воздух не
Важную роль в понимании этого
очищался. Тогда ученый поместил
процесса сыграло открытие,
под колпак с «дурным» воздухом
совершенное английским химиком
цветок в горшке. Он полагал, что
Джозефом Пристли в 1771 году. Он
растение очень скоро погибнет, как и
поставил опыт, в результате которого
мыши в предыдущих опытах. Но,
сделал вывод: растения очищают
вопреки ожиданию, растение
воздух и делают его пригодным для
чувствовало себя вполне хорошо.
дыхания.
Дж. Пристли вновь подсадил под
Как известно, стоит зажечь под
стеклянным герметичным колпаком
свечу или посадить туда живую
мышь, как воздух достаточно быстро
становится непригоден ни для
колпак мышь. У мыши, сидящей
вместе с растением, также не
наблюдалось никаких признаков
удушья. Химик сделал поразительный
вывод: зеленые растения очищают
65
воздух и делают его пригодным для
дыхания.
6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + H2O
(углекислый газ + вода →
Десять лет спустя, учёные поняли,
органическое вещество + кислород +
что растение превращает углекислый
вода). Реакция идет исключительно в
газ (CO2) в кислород (O2). Вот отчего
присутствии кванта света и молекулы
«дурной» воздух становится вновь
хлорофилла – зеленого пигмента
пригодным для мыши. При этом
растений. Хлорофилл – очень
именно углекислый газ служит для
сложное органическое вещество.
растений настоящей пищей (вместе с
Сопряженная система молекулы,
водой и минеральными солями).
состоящая из антенны и
Действительно, сложно было
реакционного центра, становится
представить, что кушать можно не
легко возбудима.
только булку с молоком, но и простой
газ. Без солнечного света зеленые
растения не способны усваивать
углекислый газ и очень скоро
погибают. Солнечный свет –
лимитирующий экологический
фактор для растений.
Уникальный процесс преобразования
свободной солнечной энергии в
энергию химических связей
органических молекул получил
название фотосинтеза.
Всего фотосинтез включает в себя
три этапа и две фазы.
На первом этапе – фотофизическом –
квант света улавливается
светособирающей антенной
молекулы хлорофилла и передается в
ее реакционный центр, откуда
выбивает подвижный π-электрон,
придавая ему дополнительную
энергию и «вознося» его на высокие
энергетические орбитали. Проще
говоря: «пинком» отправляет
Общую реакцию фотосинтеза,
электрон на более энергоёмкие
конечно, очень упрощенно, можно
дальние орбитали.
записать следующим образом:
66
На следующем фотохимическом
этапе электрон путешествует по
Строение молекулы хлорофилла
электронно-транспортной цепи,
постепенно отдавая
Двойная связь
приобретенную энергию и
спускаясь на энергетические
уровни с меньшей энергией, как по
ступенькам. Дело в том, что
«пинком» электрону передали
Атомкоординатор
огромное количество заряда. Если
бы несчастный электрон сразу
Остаток
органической
кольцевой
молекулы
вернулся на исходную орбиталь,
выделилось так много энергии, что
клетка сгорела бы. Причем, в
полном смысле этого слова!
Наш электрон «спускают» по
Светособирающая
антенна
электронно-транспортной цепи
плавно, не спеша, со ступени на
ступень. И каждый раз он отдаёт
небольшую часть полученной
энергии. В этом процессе
задействовано огромное
количество катализаторов.
1
2
3
4
(аденозинмонофосфорной кислоты)
Отданная энергия не улетучивается в
двух остатков фосфорной кислоты
никуда, а идет на синтез
(1+2=3).
энергетической молекулы клетки –
аденозинтрифосфорной кислоты
(АТФ), путем последовательного
присоединения к АМФ
Это сложно понять
неподготовленному человеку.
Объясню так: АТФ – аккумулятор
67
процесса. Любая химическая связь
вещества (основного продукта
внутри молекулы эквивалентна
фотосинтеза) из углекислого газа и
энергии, затраченной на её
воды, которые растение получает из
образование. Присоединяя к АМФ
среды.
один остаток фосфорной кислоты,
мы аккумулируем часть энергии
электрона и образуем одну
энергетическую связь. Затем мы ещё
аккумулируем часть энергии
электрона, образуя следующую
энергетическую связь. Итого – две
энергетические связи между тремя
остатками фосфорной кислоты в
АТФ. В любой удобный момент
времени ферменты могут расщепить
эти химические связи и высвободить
назад накопленную энергию, которая
пойдет на нужды клетки.
Молекула АТФ – универсальный
аккумулятор клеток живых
организмов.
Стоп! А откуда в процессе
фотосинтеза образуется кислород?
Многие люди наивно думают, что
кислород (О2) – основной продукт
фотосинтеза, созданный специально
для нас, чтобы было чем дышать.
Вернемся к молекуле хлорофилла.
Квантом света из её реакционного
центра был выбит электрон. Теперь
он где-то путешествует, а молекула
находится в нестабильном состоянии.
Чтобы восполнить недостаток
электрона, растение осуществляет
ферментативное разложение воды на
свету: 2H2O = 4e + 4H+ + O2 (вода
разлагается на электроны, протоны
водорода и кислород). Именно
Первый и второй этапы протекают
отсюда берутся электроны (е) для
только в присутствии кванта света.
приведения молекулы хлорофилла в
Третий этап – биохимический –
исходное боевое состояние. Т.о.
составляет темновую фазу
кислород – побочный, а не основной
фотосинтеза, которая протекает как
продукт фотосинтеза!
на свету, так и без него. Здесь
энергия, запасенная в молекулах АТФ
тратится на синтез органического
Весь кислород атмосферы Земли,
голубое небо над нами, многообразие
68
Упрощенная схема фотосинтеза. Условные обозначения: Хл - молекула хлорофилла; Хл* - хлорофилл
в возбужденном состоянии; ЭТЦ - электронно-транспортная сеть; С6H12O6 - органическое вещество
форм животных и растений вокруг
теряется 13 миллионов гектаров
нас, мы сами – продукты
леса. При этом максимальная
фотосинтеза! Возникнув 2,4 млрд.
скорость сокращения площади лесов
лет назад, первые
характерна для Южной Америки – 4,3
фотосинтезирующие организмы
млн. га в год, и Африки – 4,0 млн. га в
навсегда изменили облик планеты.
год. В Бразилии, на месте
Печально, что сейчас мы так плохо
обращаемся с нашими «зелёными
братьями»: ломаем ветки, обдираем
листву, пилим деревья. По данным
Организации по продовольствию и
сельскому хозяйству ООН (за первые
пять лет XXI века), ежегодно в мире
тропических лесов сажают сахарный
тростник. В ближайшей перспективе
сахарный тростник принесет больше
доходов стране, чем тропический
лес. Бразилия – один из лидеров по
производству биоэтанола,
получаемого из этого растительного
сырья.
69
Мы описали, как
молекулярной серы или солей серной
растения из
кислоты, могут жить в океане на
углекислого газа
огромной глубине там, где из
воздуха, воды и
разломов земной коры в воду
минеральных
выходит достаточное количество
соединений почвы, под жаркими
сероводорода. Солнечный свет не
лучами солнца и в присутствии
проникает на такую глубину.
зеленого пигмента хлорофилла,
Получается, серобактерии
синтезируют органическое вещество.
оказываются даже ещё более
Растения, которые способны
самодостаточными организмами на
самостоятельно синтезировать
нашей планете, нежели зелёные
органическое вещество, названы
растения. Процесс получения
экологами продуцентами (или
энергии клеткой продуцента в обход
автотрофами).
солнечного света был назван
В 1887 году российский учёный
хемосинтезом.
Сергей Николаевич Виноградский
Интересно, что сероводород (H2S)
открыл бактерии, которые
исторически был первым источником
независимы в своем питании не
электронов для окислительно-
только от других организмов, но и от
восстановительных реакций
солнечных лучей. Они так же
автотрофов. Уже гораздо позже,
являются продуцентами, но в отличии
когда запасы сероводорода будут
от фотосинтезирующих зелёных
исчерпаны, живое научится в
растений, энергию для превращения
качестве источников электронов
углекислого газа берут при
использовать широко
окислении неорганических
распространённую на планете воду
соединений (сероводорода, железа,
(H2O).
аммиака, серы, молекулярного
водорода). Например, серобактерии,
окисляющие сероводород до
Мы с вами, как животные, не
способны самостоятельно
синтезировать себе пищу. Пролежите
70
год на пляже, под прямыми лучами
своей жизнедеятельности, в ходе
солнца – не позеленеете и не
универсального процесса,
научитесь обходиться без пищи. Что
названного дыханием. Дыхание
подходит растениям, то не подходит
свойственно всем живым существам
нам – животным.
планеты. В телах примитивных форм
Мы получаем энергию расщепляя
химические связи органических
соединений, потребляемых с пищей.
Мы делаем это за завтраком, обедом
и ужином. Иногда – ночью (но тогда
некоторые из нас набирают вес).
Потребность в пище – самая
основная потребность нашего
организма. Ведь в химических связях
сложных органических соединений
пищи заключена энергия, а энергия
обеспечивает жизнь.
– анаэробных бактерий –
существующих без кислорода,
осуществляется только первый этап
дыхания. Более
высокоорганизованные животные и
растения расщепляют органику в два
этапа, подключая к процессу
кислород.
Первый этап дыхания –
бескислородное расщепление
органики. Энергия химических связей
сложных органических веществ,
поступающих в клетку, частично
Ничего не производя своего, мы
освобождается при их распаде на
потребляем чужое. Мы расщепляем
составные части и запасается в двух
чужие белки, жиры и углеводы,
молекулах АТФ. Энергетический
используя для этого кислород (О2),
эффект незначителен, зато – без
накопленный в биосфере Земли за
участия кислорода и быстро.
счёт фотосинтетических процессов.
Вы наверное сталкивались с таким
Мы расщепляем сложные
явлением, как деревенение и боль в
органические вещества до более
мышцах после тяжелой и
простых и используем
интенсивной работы. Оказывается,
освобожденную энергию в процессах
когда нашим мышцам требуется
много энергии и максимально быстро
71
– дыхание в клетках останавливается
маленькому растеньицу, еще даже не
на стадии гликолиза, т.к. мышца не
зеленому и без хлорофилла,
всегда обеспечивается кислородом в
пробиться к Солнцу.
полном объеме, особенно у
нетренированных людей со слабо
развитой системой кровеносных
сосудов. Образуется молочная
кислота. Именно она не дает
мускулатуре расслабиться и
вызывает чувство усталости.
На втором этапе процесса дыхания, к
дальнейшему расщеплению органики
(например, той-же молочной кислоты)
ферменты подключают кислород.
Сравнительно недавнее
изобретение природы дает
внушительный энергетический
эффект в 36 молекул АТФ.
Суммарный эффект – 38
молекул АТФ от обоих этапов.
Растения так же дышат, как и
Биологи все процессы
жизнедеятельности делят на две
большие группы: процессы синтеза
веществ и процессы распада
веществ. Инь и ян жизни. Любое
живое тело – борьба этих
взаимодополняющих процессов
созидания и разрушения.
Чтобы получить энергию, нам нужно
её затратить. Чтобы было что
потратить – нужно её получить.
Забавная получается ситуация:
перед вами лежит бутерброд. Он
содержит энергию. Но чтобы
его взять, прожевать,
проглотить, переварить и
благополучно избавиться от
лишнего, нам нужно затратить
мы. Например, проросток
энергию. А откуда её для этого
активно использует запасные
взять? Правильно – из
органические вещества семени.
съеденного ранее бутерброда.
Когда-то материнское растение
Назову этот принцип правилом
«нафотосинтезировало» их для
бутерброда. Возникает вопрос:
него. Эти вещества окисляются
откуда энергия для жизни
ростком в процессе дыхания.
организма берётся изначально.
Получаемая энергия позволяет
Тут всё просто – от
72
материнского организма. Но не
качество жизни снижается. Процессы
спрашивайте меня откуда вообще
синтеза и распада по-прежнему
возникла энергия. Это вопрос сродни
стремятся уравновесить друг друга.
гипотезам о Большом взрыве,
При этом открытая система никогда
породившем нашу Вселенную.
не может быть уравновешена
полностью.
Синтетическая часть обмена веществ
названа учеными анаболизмом и
Живая открытая система постоянно
включает в себя такие процессы, как
колеблется, движется, принимает и
описанный выше фотосинтез, а так
отдает вещество. Она постоянно
же биосинтез органических веществ
находится в состоянии устойчивой
в клетках. Эти процессы лежат в
неравновесности. Неравновесность
основе роста и развития организмов
выражается в том, что внешние
и, конечно, энергозатратны.
потоки материи никогда не
уравновешены внутренними.
Разрушение органических веществ
Существующая между ними разница
названо учёными катаболизмом и
позволяет системе совершать
включает в себя такие процессы, как
работу, а значит – изменяться
дыхание. В ходе этого процесса
(эволюционировать) со временем.
выделяется достаточное количество
Устойчивость
энергии, а вещества
неравновесной
разрушаются.
Думаю, что не совсем
корректно говорить о
системы выражена в
Анаболизм
том, что при
-Е
колебании
система
том, что в какой-то
сохраняет
период времени одна
сторона метаболизма
преобладает над другой.
Например, к старости оба
процесса тормозятся,
Катаболизм
+Е
равными
Инь и ян жизни: умение
получать и тратить
энергию. Условные
обозначения: E – энергия
73
значения максимальной удаленности
продукции производится больше, чем
от точки равновесия.
тратится энергии поддержания.
Представьте себе лодку. Вы
раскачиваете лодку в определенном
ритме. Она неравновесна, но и не
опрокидывается (значит –
относительно устойчива). Но стоит
перестараться – лодка обязательно
перевернётся!
Т.о. анаболизм обеспечивает живые
системы «энергией продукции», а
катаболизм – «энергией
поддержания». Энергия поддержания
расходуется на снижение энтропии и
отдаление момента биологической
смерти. Эта энергия образуется в
процессах биологического окисления
– дыхания. Дыхание обязательно для
всех живых организмов нашей
планеты.
При этом живые системы сохраняют
способность размножаться, ведь тем
самым они из поколение в поколение
улучшают свои адаптивные
возможности к среде (улучшают свои
«технические характеристики»).
Однако, размножение возможно
только при условии, что энергии
Разница идет на энергоемкие
процессы размножения. Нет
излишков энергии – нет
размножения; нет размножения – нет
эволюции; нет эволюции – нет
эффективных адаптаций.
Итак, для поддержания жизни нам
нужна энергия. Растения получают
энергию напрямую от Солнца,
связывая таким образом экосистемы
нашей планеты с космосом. Не было
бы растений и фотосинтеза – жизнь
на планете так и осталась бы
примитивной и однообразно
анаэробной (безкислородной).
Животные необходимую энергию
получают от растений или других
животных, убивая и расщепляя их
органику. Суть жизни – постоянно
получать и тратить энергию,
сохраняя себя как устойчивую
неравновесную систему.
Животных ученые относят к
консументам (или гетеротрофам) –
организмам потребляющим готовые
органические вещества. Есть
консументы I порядка –
74
растительноядные формы. Есть
консументы II порядка – хищники,
плотоядные.
Быстрый возврат углекислого газа,
воды и минеральных веществ
обратно в неживую природу в
процессе гниения мертвого
органического вещества – дело «рук»
редуцентов (которые также как и
консументы потребляют готовую
органику, а значит являются
гетеротрофами). К ним относят грибы
и микроорганизмы.
Продуценты, консументы, редуценты
– таковы роли живых существ в
грандиозном общепланетном
спектакле под названием «жизнь».
75
Автотрофность человечества
Нефтеперерабатывающий завод. Фото: Walter Siegmund
3.3
Итак, роли для всех живых организмов в
общепланетном спектакле определены. Кто-то
«играет» продуцентов (автотрофов), кто-то –
консументов различных порядков, а кому-то досталась
незаметная, но от этого не менее важная роль
редуцента. Все «артисты» на своих местах. Роли
отрепетированы за миллиарды лет и кажется
маловероятным, что «актёр»-продуцент, вдруг в
совершенстве исполнит роль консумента или
редуцента. Уж слишком долго играют наши артисты
76
свои роли. Освоить чужую роль не
Клетка эвглены веретеновидной
представляется возможным: ведь для
формы, есть красный глазок
этого надо полностью перестроить
(светочувствительные пятна у
все биохимические процессы в
переднего конца тела рядом с
клетке, изменить её структуру,
основанием жгутика), помогающий
научиться производить и
существу отличать свет от тьмы.
контролировать работу совершенно
Эвглена живет в прудах,
иных ферментов.
загрязненных гниющими
Тем не менее, есть на планете
разноплановые актёры. Давайте
познакомимся с некоторыми из них.
Наиболее известным является
одноклеточный эукариотный
организм, названный биологами
эвгленой зелёной (Euglena
viridis). Название существа уже
наводит на определённые
догадки. Ботаники и зоологи
до сих пор терзают
несчастное существо, относя
его то к растениям
(водорослям), то к животным
(простейшим). И на то есть
весомая причина: E. viridis на
свету питается как типичный
продуцент (автотрофно), а в
темноте – как обыкновенный
консумент (гетеротрофно).
листьями, в лужах и в других
водоемах со стоячей водой.
Тело в длину около 0,05 мм. Его
передний конец притуплен, а
задний заострен.
Трёхмембранные пластиды с
хлорофиллом есть среди 1/3
эвгленид и, предположительно,
представляют собой
реликтовые остатки вымерших
сожителей – зелёных
водорослей. Ничего
удивительного в этом нет.
Проглоченные зелёные
водоросли, находясь в
пищеварительных вакуолях,
ещё некоторое время
фотосинтезируют и могут
существовать достаточно
длительное время в
Эвглена на свету
77
полупрозрачных
на определённой узкой группе
клетках таких
хозяев.
типичных
консументов, как
инфузории и
амёбы. Так почему
бы не оставить у
себя такие
замечательные клетки подольше и
сделать частью своего тела? Пусть
приносят пользу. Понятно, что
фотосинтез у эвгленид – явление
вторичное.
Что касается человека, то, как
кажется, его экологическая роль
вполне определена. Мы потребляем
самые разнообразные готовые
органические вещества, являясь
всеядными формами. Мы –
консументы (гетеротрофы). Всё
кажется простым и понятным, но
только с точки зрения биологии. С
точки зрения экологии, как
системной науки, ситуация
Другое существо – заразиха –
складывается неоднозначно. Еще в
решило сменить свою экологическую
первой половине XX века
«роль» с продуцента на консумента и
выдающийся отечественный учёный
немало в этом преуспело.
Владимир Иванович Вернадский
Заразиховые – самая
писал о возможной продуцентной
многочисленная группа
функции человечества. Это что
безхлорофильных растений,
получается: мы превращаемся в
являющихся подземными
растения? Конечно, нет. Просто на
паразитами. Их корни присасываются
проблему собственного
к корням дикорастущих, культурных
энергообеспечения нужно
и сорных растений, питаясь их
посмотреть под другим углом.
соками. На свет заразиха вылезает
только для того, чтобы отцвести и
рассеять легкие, как пыль, семена.
Заразиховые интересны тем, что
каждый вид приспособлен к питанию
Биологи убеждены в том, что человек
– животное, млекопитающее, а значит
– консумент. Причин не верить им у
нас нет. Особенности метаболизма
чётко определяют наше место в цепи
78
биологический вид, такой же, как
остальные на планете, прямые
проявления нашего питания и
размножения в живой природе будут
почти равны нулю! Что взять от
больших обезьян: столь
малочисленных и медленно
размножающихся?
Республика Адыгея (субъект Российской
Федерации). Площадь территории – 7.792 кв.км.
Отмечена красным
питающихся друг другом организмов.
В ближайшие миллионы лет наши
гены не смогут настолько
Но почему тогда сегодня влияние
человека на планету оказывается
настолько значительно, что
возникает необходимость регуляции
наших взаимоотношений с природой?
измениться, что мы сможем
В.И. Вернадский в статье
свободно окислять сероводород на
«Автотрофность человечества» (1925
дне океана или фотосинтезировать
год) объясняет: «Разум всё изменяет.
на пляжах Сейшельских островов.
Руководствуясь им, человек
С другой стороны посмотрим – много
ли нас на Земле?
употребляет всё вещество,
окружающее его, – косное и живое –
не только на построение своего тела,
7 миллиардов – вот последняя цифра.
но также и на нужды своей
Скажу честно – цифра не впечатляет.
общественной жизни. И это
Займи каждый из нас пространство в
использование является уже большой
1 м2, все люди Земли свободно
геологической силой. Разум вводит
уместились бы на территории такого
этим путём в механизм земной коры
субъекта Российской Федерации, как
новые мощные процессы,
республика Адыгея. Получается, если
аналогичных которым не было до
рассматривать нас как
появления человека».
79
Только представьте себе, сколько
используем законсервированную
разнообразных соединений, ранее не
солнечную энергию в виде полезных
виданных в природе, синтезирует
ископаемых, которую научились
наша химическая промышленность.
добывать и перерабатывать. Нефть,
Многие из подобных веществ ни при
каменный уголь, природный газ –
каких обстоятельствах не могут быть
продукты прошлых эпох. Руда, сера,
синтезированы внутри наших тел.
фосфор – результат миллиардов лет
Например – пластик или пестициды
хемосинтетических процессов
(химические препараты,
специфических бактерий. Эти
используемые для уничтожения
полезные ископаемые мы также
вредителей сельскохозяйственных
активно используем в своей
культур). Тем не менее, сила нашего
хозяйственной деятельности.
интеллекта позволяет сделать
Фотоэлектрические панели и
невероятное возможным.
солнечные коллекторы – чем не
Синтетические процессы
энергозатратны и человечество
научилось использовать для этого
энергию Солнца даже более
эффективно, чем растения.
Коэффициент полезного действия
фотосинтеза невелик даже при
благоприятных условиях. Из всей
поглощенной листом солнечной
радиации в среднем только 3 – 5
процентов идет на фотосинтез и
другие физиологические процессы
зелёного растения.
Человек продвинулся чуть дальше
растений. В первую очередь, мы
усвоение свободной солнечной
энергии и запасание её в
аккумуляторах, подобно тому, как
продуцент накапливает энергию в
макроэргических связях АТФ.
Наконец, атомная энергетика! Группа
физиков-ядерщиков с одним
экспериментальным реактором
способна создать столько
энергии, сколько их
тела не
выработают за
миллионы лет.
Вся энергия,
созданная
80
интеллектом человека, идёт на
человека. Что означал бы подобный
синтетические процессы. Конечно,
синтез пищи в жизни людей и в
они протекают вне человеческого
жизни биосферы? Его создание
организма. Это новый скачок
освободило бы человека от его
естественного эволюционного
зависимости от другого живого
процесса в биосфере Земли, когда
вещества. Из существа социально
отдельный организм научился
гетеротрофного он сделался бы
продуцировать вещество социально.
существом социально автотрофным»
В своей статье В.И. Вернадский, в
– пишет учёный.
качестве доказательства
Современные синтетические
возможности осуществления
пищевые продукты – уже не
человечеством продуцентных
фантастика. Это продукты,
функций, приводит в пример
получаемые из химически
синтетическую пищу будущего.
синтезированных пищевых
«Непосредственный синтез пищи, без
веществ. Органическая химия
посредничества
уже сегодня позволяет
организованных существ,
как только он будет
открыт, коренным
образом
изменит
синтезировать любые
пищевые вещества из
отдельных химических
элементов, однако сложность
синтеза таких биополимеров пищи,
как белки и полисахариды, делает
будущее
производство синтетической пищи
экономически
нецелесообразным.
Современной химической
промышленности ничего
не стоит собрать
молекулы витаминов из
исходных атомов
химических элементов
81
Поэтому, из продуктов химического
синтеза, сегодня в питании
используются лишь
низкомолекулярные витамины и
аминокислоты.
Другая группа продуктов нового
поколения – искусственные пищевые
продукты. Это продукты, получаемые
на основе натуральных пищевых
веществ или клеток, с последующим
приданием им определённой
структуры и формы привычной нам
пищи.
Учитывая всё возрастающую
численность населения, не стоит
сбрасывать со счетов продуцентную
функцию современного человека. Мы
вполне способны обеспечить себя
самостоятельно не только пищей, но
и энергией. Это сделать нужно
дёшево, безопасно для природы и
себя.
82
4
Сложные отношения
«Развитие биосферы связано
с постоянным разрешением
противоречия между
безграничной способностью
организмов к размножению
и ограниченностью
материальных ресурсов»
– Эдуард Колчинский
Экологические пирамиды
Паук обездвиживает пойманную добычу
4.1
Мы определили, что живые организмы – открытые
системы, обменивающиеся со средой веществом и
энергией. При этом, под средой конкретного живого
организма, мы понимаем не только факторы неживой
природы (такие, как солнечный свет и тепло), но и
влияние других живых существ. В самом типичном
случае вещество и энергия перераспределяются
между живыми организмами через отношения «пищапотребитель». Куда ни кинь взгляд: все друг другом
закусывают. Ничего удивительного в том, что жизнь
84
каннибалистична. Одно живое
элементы из неживой природы, то
существо забирает жизнь у другого,
последние этот долг возвращают.
чтобы продлить собственную. Ничего
особенного: просто убийство и
грабёж.
Всю совокупность постоянно
взаимодействующих между собой
растений, животных, грибов и
Только растения способны
микроорганизмов, которые заселяют
естественным путём самостоятельно
определённый участок суши или
продуцировать органическое
акватории, экологи называют
вещество, используя энергию солнца,
биоценозом.
а также воду, минеральные вещества
и газы геосфер Земли. Зелёные
Рассмотрим систему биоценоза на
растения являются продуцентами.
примере Челябинского городского
Животные способны усваивать
правом берегу реки Миасс. В 1967
органическое вещество растений и
году бор приобрёл природоохранный
других животных, являясь
статус памятника природы. Сейчас
консументами. Редуценты разлагают
бор – излюбленное место отдыха
растения, животных и самих себя,
горожан.
возвращая в среду минеральные
бора. Он расположился лентой на
вещества, газы и воду.
Среди деревьев доминирует сосна,
Простую цепочку «продуценты –
осина. Подлесок, как ярус,
консументы – редуценты» называют
практически не сформирован, но
трофической цепью (или цепью
встречается рябина, вяз, дуб,
питания). По этой цепи движутся
лиственница, клён, тополь,
вещества и энергия через живые
кизильник, шиповник, боярышник,
системы. Поток направлен от
ракитник. Некоторые из этих
продуцентов к редуцентам. Если
древесных и кустарниковых растений
первые берут «в долг» химические
внедрены искусственно человеком.
но может встречаться береза, ель и
Среди травянистых растений:
85
Челябинский городской бор – излюбленное место отдыха горожан
Зима в Челябинском городском бору очень красива. Молодые сосенки
укутаны огромными снежными шапками
1 из 14
брусника, земляника, костяника,
количества солнечного света,
пастушья сумка, иван-чай, зверобой,
падающего на землю.
тысячелистник, лютик, мать-и-мачеха
и многие другие. Самый нижний ярус
представлен мхами и лишайниками.
Вертикальная ярусность растений в
лесу – адаптация сложных наземных
растительных сообществ к
улавливанию максимального
Из оседлых птиц в нашем бору
наиболее часто можно встретить
сороку, ворону, большого пёстрого
дятла, поползня, большую синицу,
полевого воробья, буроголовую
гаичку. Весной, первыми из певчих
птиц, появляются зяблики. Эти птицы
86
весьма многочисленны. Очень
дятел переходит на растительные
разнообразен мир насекомых.
корма: семена сосны и ели. Для
Обыкновенны ящерицы, лягушки,
долбления шишек дятел выбирает
неядовитые змеи. Зверей немного.
удобную расщелину в дереве. Это
Часто встречаются белки, которых
место становится его «кузницей». Под
горожане очень любят
деревом, на котором расположена
прикармливать. Ещё чаще
такая кузница, всегда много
встречаются в нашем бору сами
растрепанных дятлом шишек. По
горожане, которые оставляют после
другому выглядят шишки,
себя мусор, непотушенные костры,
объеденные белкой: здесь от шишки
ломают деревья и вытаптывают
остается только центральная ось.
растительность. Обыкновенны
полевые и лесные мыши. Увидеть
зайца и лису в настоящее время
очень сложно.
Итак, польза от дятла в бору
очевидна. Пусть он неплохо
справляется со своей работой, как
главный санитарный врач соснового
Все перечисленные выше группы и
леса; но в нашем бору незаменимых
виды организмов тесно между собой
птиц нет. Синицы и поползни так же
взаимосвязаны. Наиболее очевидная
активно выискивают вредителей как
связь – пищевые отношения.
на ветвях, так и на поверхности коры
Например, дятел полезен для бора
деревьев.
прежде всего тем, что весной и летом
в его рацион входят такие вредители,
как тля и гусеницы бабочек,
объедающие зеленые части
деревьев. С помощью мощного
клюва и длинного языка, дятел
достает из древесины усачей, златок,
короедов, листоедов, которые могут
серьезно навредить дереву. Зимой
Согласно экологическому правилу
замещения (дублирования), у
каждого вида в биоценозе есть свой
«дублёр». В данном случае
дублёрами дятла можно назвать
поползня и синицу. При этом в
определении вида-дублёра
решающую роль играет не
систематическое положение, а
87
близость экологических функций
между замещающими и
замещаемыми группами организмов.
Дятлы и поползни – близки в
систематическом отношении. Они
относятся к классу Птицы (Aves). Но
при этом, они близки и по
экологическим функциям:
выискивают корм на поверхности и
из под коры деревьев. А вот совы и
выполнение
лисы относятся к разным
его
систематическим группам (птицы и
экологической
звери), но могут выступать в
функции и биоценоз
биоценозе видами-дублёрами, т.к. и
сохраняет свою
те и другие питаются,
устойчивость.
преимущественно, мышевидными
грызунами, контролируя их
численность.
Дятел
Интересно посмотреть на
соотношение в биоценозе между
продуцентами и консументами
Понятно, что чем больше
различных порядков, выраженное в
разнообразных видов растений,
их биомассе, численности или
животных, грибов и
энергии. Такое соотношение
микроорганизмов населяют
экологами представляется в виде
биоценоз, тем устойчивее эта
графической модели, называемой
система в целом. Больше видов –
экологической пирамидой. При
больше вероятность того, что у
этом под биомассой понимают
каждого вида в этой системе
совокупную массу организмов,
найдётся несколько дублёров. Если
присутствующих в системе на момент
по какой-либо причине один вид
наблюдения. Численность – это
исчезает, дублёры продолжают
количество отдельных организмов,
88
относящихся к тому или иному
0,01-0,1 условных числа. Редуценты
трофическому уровню. Под энергией
вынесены за пределы пирамиды, т.к.
понимают величину её потока через
работают с веществом всех
трофический уровень.
представленных в пирамиде групп
Соответственно и экологические
живых организмов.
пирамиды можно построить три:
пирамиду биомасс, пирамиду
численности и пирамиду энергии.
Экологические пирамиды строились
миллионы лет: от одноуровневой в
протерозое (2,5 млрд. лет назад),
При этом все основные типы
представленной автотрофными
экологических пирамид показывают
бактериями и планктоном, до
закономерное снижение показателей
трёхуровневой в среднем кембрии
с повышением трофического уровня
(более 400 млн. лет назад),
живых организмов (от продуцентов к
представленной бактериями,
плотоядным консументам).
зоопланктоном и многоклеточными
Сформулировал такие важнейшие
понятия, как цепи питания,
экологические пирамиды и
экологическая ниша британский
эколог Чарлз Сазерленд Элтон в
своей книге «Экология животных»
(1927 год). В экологической пирамиде
пассивными фильтраторами. В
дальнейшем пищевые пирамиды
значительно усложнились, став
более совершенными и
разнообразными как в океане, так и
на суше. Во многом это было связано
с появлением хищников.
Ч. Элтона биомасса продуцентов
Итак, организмы последующего
(самый нижний уровень) составляет
звена поедают организмы
100 условных чисел; консументов I
предыдущего звена, осуществляя
порядка (фитофагов или строгих
цепной перенос энергии и вещества,
вегетарианцев) – от 1 до 3 условных
лежащий в основе круговорота
чисел; консументов II порядка
атомов химических элементов в
(хищников) – 0,1-0,6 условных числа;
природе. Американский эколог
консументов III порядка (хищников) –
Раймонд Линдеман в 1941 году
89
Продуценты
Консументы I
Консументы II
Консументы III
Экологическая пирамида. Наблюдаем
закономерное снижение энергии с
повышением трофического уровня живых
организмов (от продуцентов к консументам III
порядка)
впервые сформулировал закон
(10% предыдущего уровня).
пирамиды энергий, который в
Третичные консументы – 0,1%
учебниках нередко называют
валовой первичной продукции (10%
законом 10%. Согласно этому
предыдущего уровня). Т.о. при
закону с одного трофического уровня
первичной продуктивности пищевой
экологической пирамиды на другой
цепи в 350.000 ккал, волк, как
её уровень переходит, в среднем, не
вторичный консумент получит 3500
более 10% энергии (90% энергии
ккал энергии.
теряется и рассеивается в виде
тепла).
Из закона пирамиды энергий
следует, что передача энергии с
По закону пирамиды энергий
одного уровня на другой происходит
фитофаги (первичные консументы)
с очень малым коэффициентом
получают от продуцентов 10%
полезного действия, что
валовой первичной продукции.
ограничивает количество звеньев в
Хищники (вторичные консументы) –
пищевой цепи независимо от типа
1% валовой первичной продукции
биоценоза.
90
Теперь давайте подумаем, какое
Сейчас человек живёт сложно
место в экологической пирамиде
устроенным социальным обществом
отвести человеку. Пожалуй, как
и многого достиг. Разнообразные его
самые универсальные хищники на
связи с живым миром планеты –
планете, мы с вами смело шагнем на
обязательная плата за развитие и
самую вершину пирамиды. Нет
огромная ответственность.
больше над нами страшных птиц,
холодных скользких гадов и
коварных леопардов, которых мы
боялись, будучи неразумными
обезьянами. Сегодня мы – самые
адаптированные существа на
планете. Но нужно ли этим
гордиться?
Мы многому научились, но до сих пор
не хотим понять, что живем в системе
биосферы Земли. Мы должны
подчиняться законам
функционирования биосферы, а не
стремиться подчинить её нашим
желаниям. Понимание того факта,
что мы зависимы от природы и
Итак, мы на вершине пирамиды. Но
ответственны за её сохранение –
это означает лишь то, что мы
первый шаг к снижению
зависимы от всех расположенных
экологической напряженности.
ниже трофических уровней. Мы
далеко не так самодостаточны, как
кажется. Мы колоссы на глиняных
ногах.
Зелёные одноклеточные водоросли и
хемосинтезирующие бактерии куда
более самостоятельны и независимы.
Только они способны пережить
экологическую катастрофу
планетарного масштаба, выжить и
дать начало новому миру. Миру без
людей.
91
Симбиозы
4.2
Кишечная палочка обыкновенна в нижних отделах
кишечника теплокровных животных
Все экологические цепи, сети и пирамиды
подразумевают энергетическую связь между
организмами, которую часто раскрывают через
пищевые отношения. Однако, взаимоотношения между
живыми существами в биоценозах не сводятся к
простым трофическим отношениям. Наличие связей
между организмами приводит к возникновению
различных ассоциаций живых организмов –
симбиозов.
92
Всего можно выделить несколько
Примеры конкурентных отношений:
различных схем симбиозов.
медведь защищает свой
Описывая подобные схемы, нужно
индивидуальный участок, как при
понимать, что это очень
прямых стычках, так и через
умозрительные выкладки. В чистом
разметку территории; суслики и
виде, в природе, то или иное
сайгаки в степи потребляют один и
описанное взаимодействие
тот же ресурс – растительный
наблюдать крайне сложно: настолько
прирост и при его нехватке
разнообразен мир вокруг нас!
вынуждены снижать численность без
Первая возможная схема
конфронтации друг с другом.
взаимоотношений – конкуренция.
Отношения по типу конкуренции
Конкуренция может быть
приводят к угнетению обоих
непосредственной, в виде прямого
организмов. Пользы от такого
взаимного подавления обоих особей,
взаимодействия никто из участников
или из-за дефицита общего ресурса.
не получает, поэтому часто
Прямая конкуренция встречается в
конкуренцию не рассматривают как
мире живых существ тем чаще, чем
вид симбиотических отношений.
более развиты организмы: если
простейшие конкурируют за захват
пищевых частиц, то у высших
позвоночных животных существуют
сложные формы агрессии и
территориального поведения. Апогея
прямая конкуренция достигает среди
особей нашего вида: достаточно
вспомнить, сколько человечество
придумало различных способов
устранения себе подобных.
Следующая схема отношений –
хищничество – поедание одного
организма (жертвы) другим
(хищником). При этом, популяции
хищника и его жертвы на отдельно
взятой территории очень тесно
между собой связаны, вызывая
синхронные колебания численности.
Растет численность популяции
жертвы и популяция хищника
отвечает на это своим ростом, но
через некоторое время (с
93
задержкой). Падает численность
рост других микроорганизмов,
популяции жертвы – сокращается
выделяя в среду антибиотики. Другой
численность популяции хищника
пример: могучий дуб, что угнетает
(опять же, с задержкой). В этой
травяной покров под своей кроной,
системе «хищник-жертва» популяции
выделяя аналогичные по действию
регулируют численность друг друга.
химические вещества в почву. Мох
Может показаться, что данные
сфагнум, способный к
отношения антагонистичны по своей
неограниченному росту, подавляет
сути. Для хищника результат
цветковые растения растущие на нём
подобных взаимоотношений
(багульник, клюкву, осоку). Между
положителен, для жертвы –
организмами мы видим четкую
отрицателен (гибель). Но на самом
однонаправленную связь. Для одного
деле отношения полезны и для
организма отношения не играют
популяции жертвы: устраняются
никакой роли (нейтральны), для
слабые, больные, неполноценные и
другого результат отношений
необеспеченные ресурсами особи.
приводит к угнетению.
Идёт отбор наиболее адаптивных
генов.
Следующая схема отношений –
комменсализм. При таких
Четвертая схема отношений –
отношениях особи одной
аменсализм. Здесь популяция
популяции получают пользу от
одних организмов
объединения, а особям
подавляет популяцию
другой популяции это
других организмов, но при
объединение безразлично.
этом сама не испытывает
Примеры: водоросли,
отрицательного
лишайники и мхи,
воздействия. Примером
поселяющиеся на коре
могут служить
березы; акула и рыба-
микроорганизмы,
прилипала,
которые подавляют
питающаяся с барского
94
стола; насекомые, жабы и ящерицы,
В отличии от протокооперации –
поселяющиеся в норах сурка; птицы-
мутуализм – отношения, при которых
дуплогнёздники заселяющие старые
два разных организма получают
дупла дятла; плоды и семена
преимущество от совместного
репейника на шерсти собак
существования и не могут
(распространение семян растений
существовать друг без друга.
животными). Для одного организма
Примером могут стать орхидеи и
отношения не играют никакой роли
радужные пчелы, опыляющие их;
(нейтральны), для другого результат
фиговое дерево и опыляющие их осы;
отношений положителен.
термиты и многожгутиковые
Протокооперация – еще одна схема
отношений при которой совместное
существование выгодно, но не
обязательно для сожителей.
Классический пример: рак-
простейшие, обеспечивающие
усвоение клетчатки; жвачные и
инфузории, служащие сходным
целям; орхидеи и грибы, помогающие
прорастанию их семян.
отшельник и актиния; человек и
Мы описали многие схемы симбиозов
непатогенные бактерии кишечника.
между живыми организмами. Можно
Отношения между организмами
назвать ещё одну – паразитизм.
необязательны, но, в случае их
Примеры паразитизма
возникновения, полезны обоим
многочисленны и разнообразны:
особям. В первом случае, рак
человек и ленточный червь в его
получает дополнительную защиту
кишечнике; собака и клещ на её
(щупальца актинии ядовиты), а
коже; паразитические растения,
актиния – объедки с «барского» стола
лишенные хлорофилла и
и транспортировку. Во втором
присасывающиеся к корням других
случае, кишечные бактерии помогают
растений. Для паразита результат
человеку усваивать ряд витаминов,
данных взаимоотношений безусловно
питаясь вместе с ним.
положителен, для хозяина – может
быть отрицательным (вплоть до
95
угнетения и гибели). Хозяин
закономерно крупнее паразита.
Связь устойчивая при её
образовании, двухсторонняя.
Паразитизм – явление широко
распространённое в природе, но
крайне сложное и малоизученное.
На проблеме паразитизма мы более
подробно остановимся в
следующем разделе.
Хищничество и паразитизм – одни
из наиболее важных и полезных
отношений между живыми
организмами. Вот что на этот счет
пишет Юджин Одум: «При
длительном контакте паразитов и
хищников с их хозяевами или
жертвой, влияние на последних
становится умеренным,
нейтральным или даже
благоприятным (естественно, при
рассмотрении длительных
промежутков времени). Наиболее
Дупла в стволе сосны, выдолбленные большим
пёстрым дятлом. Энергия, затраченная дятлом,
не пропадёт даром. С достаточной степенью
вероятности, эти дупла будут заняты птицамидуплогнёздниками: мухоловкой, горихвосткой,
лазоревкой. Дом уже почти готов - не нужно
тратить дополнительную энергию на его
постройку
96
Виды симбиозов между живыми организмами
1. Хищничество. Львы и убитый ими буйвол. Фото: Luca Galuzzi
сильное повреждающее действие
причине слабой взаимной адаптации,
оказывают новые (для экосистем)
наносящие экосистемам серьезный
паразиты и хищники». Недаром,
ущерб.
среди наиболее опасных вредителей
сельского хозяйства можно назвать
непарного шелкопряда или,
например, колорадского жука –
новые виды животных, занесенные
человеком в уже существующие
стабильные экосистемы и, по
Итак, различные формы симбиозов
(биологических отношений между
организмами) способствуют
увеличению разнообразия
организации жизни и могут являться
важными факторами её эволюции.
97
Растения, животные,
микроорганизмы и грибы тесно
взаимодействуют между собой,
преследуя одну единственную цель:
эффективно распределить энергию,
полученную от Солнца и
максимально полно её использовать,
учитывая факт колоссальной потери
энергии при её переносе с одного
трофического уровня на другой.
98
Паразитизм: на вершине адаптаций
4.3
Эктопаразитические перьевые клещи Ptiloxenus major с оперения
водоплавающих птиц поганок. Слева направо в порядке взросления:
личинка, протонимфа, телеонимфа, самка, самец
Паразитизм, как форма симбиотических отношений
между живыми организмами – явление чрезвычайно
частое в биосфере. По разным данным, число
паразитов составляет 50-60% от общего числа
открытых ныне видов живых существ. Сведения о
паразитах среди различных таксонов сильно разнятся.
В книге В.А. Ройтмана и С.А. Беэра «Паразитизм как
форма симбиотических отношений» (2008 год)
приводятся следующие цифры: среди 37 типов
99
животных, представители 4-х
кишечных червей, но не констатация
полностью ведут паразитический
факта отсутствия паразитов в целом.
образ жизни, 8 типов представлены
Они могут обитать не только в
как паразитами, так и
полостях нашего тела, подобных
свободноживущими формами, в 25-
кишечной, но и в тканях, органах,
ти типах паразитизм не отмечается.
клетках, на поверхности наших тел.
Среди высших цветковых растений
Достаточно сказать, что к паразитам
около 3 тысяч видов из 15-ти
относят все вирусы и многие группы
семейств ведут паразитический
бактерий, а простудой современный
образ жизни. При этом не во всех
человек болеет очень часто.
систематических группах возможен
учёт паразитов из-за слабой
изученности самих таксонов. Особое
внимание нужно обратить на тот
факт, что не известно ни одной
группы живых организмов, которая
бы отошла от паразитизма и
вернулась к свободному образу
жизни.
С другой стороны, можно говорить о
том, что тело современного
городского жителя относительно
очищено от сложных многоклеточных
форм паразитов. Сказываются
развитые технологии производства
продуктов питания, всесторонний
санитарный контроль. Так же нужно
учесть огромное количество
Если вы думаете, что ваше тело
консервантов, антибиотиков и иных
свободно от паразитов – вы глубоко
химических ядов, которые мы
заблуждаетесь. В той или иной
потребляем с пищей и водой,
форме они присутствуют в наших
вдыхаем с воздухом.
телах всегда. Заветная надпись
Неблагоприятная экологическая
«Яйца глист не обнаружены» – не
обстановка становится залогом
окончательный медицинский диагноз.
меньшей нагруженности наших тел
Это свидетельство того, что не
паразитами. Как живые существа,
обнаружено яиц наиболее
очень восприимчивые к токсинам,
распространенных паразитических
паразиты не выносят тех ядов,
100
которыми мы себя пичкаем.
органов
Получается ли так, что паразиты –
относительно
своеобразные индикаторы чистоты
«здоровых» мышей
окружающей среды?
и, в целом, они
Если мы возьмем любую природную
популяцию животных, то паразиты
обязательно там будут. В 2007 году, в
выглядели вполне упитанно. Они
были не менее живыми, чем
остальные.
течении месяца, я принимал участие
Невольно возникает вопрос: может
в научно-исследовательской
ли критерий «вреда» быть
экспедиции Омского НИИ
основополагающим при описании
природноочаговых инфекций.
паразитарных систем? Проще говоря:
Производился анализ распределения
всегда ли симбиоз хозяина и
мышей полевок в биотопе, делались
паразита имеет отрицательные
предварительные выводы об их
последствия для хозяина? Например,
активности, перемещениях на
есть некоторые данные о том, что
учётных площадках. По окончании
паразитические черви способны
периода наблюдений, полевки
ускорять рост и развитие своих
отлавливались и вскрывались. В
хозяев, стимулируют и
частности, выполнялся осмотр
поддерживают иммунную систему.
кишечника на наличие в нём
Данные отрывочны, но их достаточно
паразитических червей.
для того, чтобы начать обсуждать
Подавляющее большинство полёвок
оказалось заражено червями. При
этом наиболее заражённые особи
были так же активны на исследуемом
участке, как и менее заражённые.
Они успешно продолжали потомство
и активно добывали корм. Их органы
возможность полезного влияния ряда
паразитов на их хозяев. Но помним:
симбиотические отношения по типу
паразитизма взаимовыгодны только
при длительном совместном
эволюционном развитии хозяина и
паразита.
не отличались существенно от
101
Итак, граница пользы и вреда
Для большинства паразитов, это не
серьезно размыта, когда мы говорим
только адаптация к тому органу
о паразитизме. Не хватает точных
хозяина, в котором они обитают.
данных о взаимосвязи метаболизмов
Многие паразиты со сложными
(обменов веществ) каждого
циклами имеют ряд промежуточных
компонента системы «паразит-
хозяев из совершенно разных
хозяин».
таксономических групп (например,
Например, в кишечниках каждого из
нас обязательно присутствует
бактерия кишечная палочка
среди микроскопических рачков, рыб
и птиц). К особенностям каждого типа
метаболизма нужно приспособиться!
(Escherichia coli). В норме её наличие
Паразиты, в плане адаптаций –
полезно для процессов пищеварения
настоящие виртуозы планеты. У них
человека. Она помогает нам
есть чему поучиться. Паразиты
усваивать ряд питательных веществ и
научились подстраивать свой
витаминов, не даёт развиваться
жизненный цикл под жизненные
вредной микрофлоре. Однако, стоит
циклы всех их многочисленных
E. coli попасть в другие органы и
хозяев, причем сразу на
полости тела человека, она
биохимическом и генетическом
переходит к паразитизму, становясь
уровнях.
патогенным организмом.
Вирулентные (генетически
изменённые) штаммы E. coli могут
вызывать гастроэнтериты,
воспаление мочеполовой системы,
менингит у новорожденных.
Например, эндопаразитические
кишечные ленточные черви рода
Ligula связаны сразу с тремя
хозяевами. Из яйца в воде выходит
активно передвигающаяся личинка,
покрытая ресничками. Её
Паразиты, эволюционируя совместно
проглатывают веслоногие рачки,
со своими хозяевами, выработали
которые становятся первыми
огромное количество адаптаций к той
промежуточными хозяевами червя.
среде, в которой они существуют.
Длина тела большинства из них не
102
превышает 5 мм. В теле рачка
со взрослым червём. Брюшко у рыбы
личинка теряет реснички и
раздувается, больная особь
удлиняется, питаясь за счёт хозяина
держится у поверхности воды и
10-15 дней.
становится легкой добычей птицы.
Для продолжения развития личинка
Птица съедает заражённую рыбу.
должна попасть в кишечник
В кишечнике рыбоядной птицы
пресноводной рыбы. Рыба
личинка быстро, за 2-5 дней,
проглатывает рачка и таким образом
становится половозрелой и
личинка попадает в полость кишки.
продуцирует огромное количество
Из кишечника личинка проникает в
яиц. Яйца вместе с экскрементами
полость тела и более чем за 400 дней
птицы попадают обратно в воду,
развивается в личинку следующей
чтобы повторить цикл развития,
стадии развития. Личинка версии 2.0
характеризуется очень крупными
размерами и выглядит очень схоже
☟
Используйте скроллинг для прокрутки
содержимого окна
Иксодовые клещи: вред или благо?
Иксодовый клещ. Фото: Thomas Bresson
Экология учит нас, что всё на этом свете происходит не
случайно, а закономерно. Всё на этой планете связано со
всем. Природа знает лучше, чем человек. И ярким тому примером
является паразитизм.
Почему-то, но у большинства людей при слове паразит возникает стойкое
отвращение. Возможно, это эффект от просмотра многих однообразных
популярных видеопередач о паразитах, где они представлены
исключительно в неприятном свете: как причина многих опасных
заболеваний человека.
На самом деле: критерий вреда при описании паразитизма сейчас считают
весьма условным. Более того, многие прогрессивные учёные вообще
103
который мы описали выше. Круг
основному хозяину
замыкается.
– паразит не
Птицу называют основным хозяином
паразита, т.к. именно в её теле
развиваются половозрелые особи
червя.
Обратите внимание: на разных этапах
развития червь выработал адаптации
к биохимии и физиологии
беспозвоночного, рыбы и птицы –
организмов совершенно разных
таксономических групп. Червь
«знает» основные трофические цепи
в заселяемой им экосистеме. Он
«понимает», что рыбы питаются
веслоногими рачками, а рыбой –
чайки и поганки. Конечно, это
«знание» и «понимание»
выработалось миллионами лет
приносит столько
неприятностей. Есть
данные, что перед
перелётом птицы
естественным образом
избавляются от гельминтов, оставляя
на гнёздах целые кучи копошащихся
паразитов. Механизмы этого
процесса до сих пор остаются до
конца не изученными.
Паразиты выстроили целую систему
взаимодействия с самыми
разнообразными организмами на
планете. Если кто что-то понимает в
тонкостях функционирования
экосистем на нашей планете – так это
паразиты.
совместной эволюции паразита и его
В принципе, нет ничего особенного в
хозяев.
явлении паразитизма. Живые
Развиваясь в рыбе, червь давит на её
внутренние органы и выделяет
токсины, поражающие нервную
систему хозяина. Рыба беспомощно
барахтается у самой поверхности
воды, становясь простой добычей
для птицы. При этом птице – своему
существа – открытые системы. Они
открыты не только для поступления
веществ и энергии, но и для
паразитов. При этом, паразиты часто
связывают совершенно разные виды
живых существ, обеспечивая внутри
создаваемой ими паразитарной
104
системы свои потоки веществ,
сомнений по вопросу значимости
энергии и информации.
паразитизма в жизни планеты.
Мы относимся к эукариотическим
организмам: внутри наших клеток
есть обособленное ядро с ДНК.
Помимо ядра, в цитоплазме клеток
обязательно присутствуют
митохондрии – своеобразные
энергетические станции клетки. А в
клетках растений есть ещё и
хлоропласты, содержащие
хлорофилл и обеспечивающие
процесс фотосинтеза. Возможно,
происхождение ядерной эукариотной
клетки и наличие в клетках вполне
самостоятельных в генетическом
отношении митохондрий и
хлоропластов – результат
паразитических отношений между
древними группами одноклеточных
животных.
Наконец, микроскопические
паразиты, относительно безопасные
для коренного населения Земли,
могут стать нашим биологическим
«оружием» в борьбе с
инопланетными захватчиками.
Последний факт не оставляет
105
5
Живое и мёртвое
«Мы покинем этот мир,
чтобы дать возможность
жить другим»
– документальный фильм «Генезис»
Вещества биосферы
5.1
Живая материя тесно соседствует с неживой, способствуя её
трансформации в более удобный субстрат для жизни – почву
Два основных типа веществ составляют плёнку
биосферы, покрывающую нашу планету снаружи и
определяют уникальный внешний вид Земли из
космоса. Это косная материя (неживая природа:
минералы, вода и большая часть газов атмосферы) и
живая материя (совокупность живых существ,
населяющих планету). Живые организмы состоят из
тех же атомов химических элементов, из которых
состоят многие минералы. Некоторые атомы
107
химических элементов в живых телах
Более трёх миллиардов лет мы
сконцентрированы в большей
крутим на планете шарманку жизни,
степени, чем в неживой природе. Эти
питаясь энергией Солнца. Мы
химические элементы мы назвали
проникаем всё глубже в литосферу,
биоэлементами, отнеся к ним
выходим в открытый космос,
углерод, кислород, водород, азот,
преодолевая земное притяжение. Я
фосфор и серу. Особенность
пишу «мы» не имея в виду только
химического устройства атомов
себя или вас, или, даже – всё
данных химических элементов
человечество. Под «мы» я понимаю
обусловили их годность в живых
вообще всё, что живёт в настоящее
системах.
время на планете. В том числе и
Из воды наши тела состоят более чем
на 70%, а это вещество чрезвычайно
широко распространено в неживой
природе. Когда учёные пытаются
паразитов. Всю цельную и
неразделимую систему живого
вещества, крошечной частью
которого является человек.
определить, есть ли жизнь на другом
Давление жизни испытывают не
небесном теле, они в первую очередь
только верхние слои Земли, но и
ищут воду, предполагая, что жизнь на
ближний космос. 1957 год – запуск
разных планетах устроена сходно.
первых искусственных спутников
Мы, как живые системы, не просто
берём из внешней среды вещества –
мы активно их изменяем,
осуществляя сложно катализируемые
биохимические реакции. Если в
неживой природе процесс идёт – то
тысячелетиями. В наших телах счёт
идёт на минуты. Мы целые фабрики
по потреблению, глубокой
переработке и выделению веществ.
Земли. 1961 год – полёт Юрия
Гагарина. 1965 год – выход в
открытый космос Алексея Леонова.
1969 год – высадка Нила Армстронга
на Луну. 1970 год – достигли
поверхности Венеры. 1971 год –
впервые достигли поверхности
Марса. 1972 год – запуск
беспилотного космического аппарата
«Пионер-10». В 1983 году станция
108
Алюминиевая пластинка на борту беспилотного
космического аппарата «Пионер-10» –
своеобразное послание человечества другой
жизни во Вселенной. На ней изображены:
молекула водорода, две человеческие фигуры,
относительное положение Солнца в Галактике и
траектория полёта аппарата в Солнечной
системе
миновала орбиту Плутона и сейчас
аппарат направляется в сторону
Альдебарана, окрестностей которого
Автопортрет марсохода Curiosity (Марс, 2012 год)
он может достигнуть через 2
6 августа 2012 года на поверхность
миллиона лет. В феврале 1998 года
Марса сел марсоход Curiosity.
«Пионер-10» перестал быть самым
удалённым от Земли объектом,
созданным человеком. Его обошёл
запущенный в 1977 году
«Вояджер-1». 25 августа 2012 года
«Вояджер-1» покинул пределы
гелиосферы Солнечной системы и
вышел в межзвёздное пространство.
Давление жизни – замечательный
процесс и удивительно тонко
подобранный термин для его
обозначения. В основе уникального
явления – стремление жизни
получить максимум энергии для
осуществления метаболизма.
Ярусность в лесу – ещё одно тому
109
подтверждение. Немного света
естественной и
остается в глубине леса, но и здесь
необходимой средой
находятся растения,
для жизнедеятельности.
приспособившиеся к таким условиям.
Все многочисленные отношения
между живыми существами –
следствие давления жизни. Или
другой пример удивительного
явления: оставьте продукты в вашем
холодильнике без присмотра на
неделю-другую. Жизнь разовьется
даже в условиях пониженной
температуры, недостатка света и
кислорода! Проще говоря – ваши
продукты испортятся. Оставьте без
внимания свой садовый участок на
пару летних месяцев. Тут же
давлением жизни все капризные
культурные сорта будут вытеснены и
уничтожены неприхотливыми
сорняками.
Ещё более неприхотливы бактерии.
Например, NASA в 2010 году
объявило о бактерии, найденной на
дне соленого озера Моно в
Йосемитском национальном парке
Калифорнии, для которой
соединения мышьяка являются
Ключевыми веществами
биосферы являются
косное (неживое) и
живое вещества.
Помимо данных
веществ, автор учения о биосфере
В.И. Вернадский выделял ещё
несколько типов состояний, среди
которых нас интересуют, в первую
очередь, биогенные и биокосные
вещества. Первые важны для
человека, как социального существа
с развитой экономикой. Вторые –
важны для всех нас, т.к. через них
происходит частичный возврат
химических элементов в неживую
природу.
Биогенные вещества – вещества
возникшие от живых тел и
подвергшиеся переработке. К
биогенным веществам традиционно
относят известняки, торфы,
каменные угли, природный газ и
нефть. Человеку далёкому от
естествознания сложно представить,
что все перечисленные выше
110
полезные ископаемые когда-то были
осаждались на дно с огромной
растениями и животными.
скоростью, превышающей скорость
Известняк состоит преимущественно
из остатков раковин морских
животных и их скелетов. Миллионы
лет панцири и скелеты, содержащие
карбонат кальция, после смерти
морских животных оседали на дно и
исключались из прямой циркуляции
веществ в биосфере.
Ископаемое природное топливо
формировалось сходно. Всё это –
растительные и животные останки, не
разрушенные редуцентами до
исходных простых неорганических
веществ. Например, нефть – гарант
экономического благополучия (или –
нестабильности?) многих государств
и наиболее важный энергетический
их естественного разложения
редуцентами. Продуктивность
биосферы в то время была
колоссальной. Массы
нерасщепленной органики
накапливались и, в скором времени,
погребались под слоями
минеральных пород неживого
происхождения – сланцев и соли.
Постепенно бывшие водоёмы
пересыхали и, с движением
континентальных плит, оказывались
на суше. Масса органических
остатков обезвоживалась и
уплотнялась в среде недоступной
кислороду. Затем происходило
плавное опускание пласта вглубь
литосферы на глубины более 4,5 км,
ресурс современности.
сопровождающееся постепенным
Образование нефти – крайне
Так возникала нефть в том виде, в
длительный процесс. Он может
котором мы её привыкли видеть.
продолжаться сотни миллионов лет.
Часто, из-за высокого давления в
Считается, что в основе нефти –
глубине литосферы,
микроскопические животные и
сформировавшаяся нефть
водоросли древнего, тёплого и
выталкивалась в более высокие
сравнительно мелководного океана,
горизонты, заполняя имеющиеся
которые после своей гибели
пустоты (коллекторы). Биогенная
подъёмом температуры и давления.
111
природа нефти убедительно доказана
в окислительную, тем самым изменив
при сравнении стабильных изотопов
химический состав и структуру
углерода в полезном ископаемом,
многих минералов и газов; сделав
органическом веществе пород и
возможным процесс кислородного
телах живых организмов.
дыхания, а значит – обеспечив
Удивительно, как многообразно
проявление живого вещества в
биосфере! Его давление чувствуется
существование на поверхности
Земли сложных органических форм
жизни, включая человека.
повсюду. Оказывается, не только
Если понимать человеческое
известняки и горючие ископаемые –
общество как неотъемлемую часть
продукты живого вещества.
современной биосферы, то в эту же
Практически все месторождения
группу биогенных веществ можно
фосфоритов имеют органическое
отнести многообразные
происхождение. Основную роль в
неорганические и органические
концентрации марганца и железа в
соединения, синтезируемые
донных осадках играют
современной химической
железобактерии – микроскопические
промышленностью.
организмы. Даже кислород в
составе современного нам
воздуха – биогенный продукт!
До первых
фотосинтезирующих
организмов атмосфера
Земли была
восстановительной.
Кислород, как побочный
продукт
фотосинтеза,
превратил атмосферу
Давайте немного пофантазируем –
это бывает полезным. В прошлые
геологические эпохи на
планете было невиданное
торжество жизни и нам
(человечеству) достались
лакомые кусочки давно
прошедшего застолья –
горючие ископаемые
(нефть, каменный уголь,
природный газ).
112
Теперь перенесёмся на многие
миллионы лет в будущее. Достигла
апогея и исчезла человеческая
«цивилизация». Возможно, от удара
метеорита или по собственной
глупости (что более вероятно). Может
быть – телепортировалась в 8-е
измерение. И прилетели на планету
зелёные человечки – братья по
разуму. Что обнаружат они на нашей
планете, помимо восстановившихся
после катастрофы простых форм
жизни? Не поверите – огромные
залежи твердых бытовых отходов –
повсюду: в верхних слоях
литосферы, океане, космосе. Залежи
мусора, погребенные под
минералами и горными породами –
это то, что останется после нас. Всё
остальное развеется в пыль.
Культура и искусство окажутся не
столь долговечны, как твёрдые
бытовые отходы, содержащие
пластик и бог весть еще какие
«уникальные» для биосферы Земли
вещества. Возможно, зелёные
человечки останутся разрабатывать
обнаруженный пластик точно так, как
мы сейчас добываем уголь и нефть.
Почва начинает образовываться на поверхности
гранита. Мох выделяет кислоты,
способствующие разрушению минерала. Кроме
того, почву формируют разлагаемые
редуцентами отмершие части мха
Последняя группа веществ
биосферы, на которой мы
остановимся – биокосные вещества.
Сюда относят вещества, в
образовании которых на равных
113
участвуют элементы косной и живой
формировалась под их влиянием.
природы.
Энергетическая основа
Биокосное тело – почва – образуется
за счёт двух основных процессов:
выветривания горных пород и
жизнедеятельности организмов.
Почвы во многом определяют состав
гидросферы и атмосферы Земли,
избирательно накапливая в себе
химические элементы и соединения.
Почвы – идеальный субстрат для
продуцентов, о значении которых в
жизни планеты мы говорили не раз. В
почвах содержатся все необходимые
почвообразовательного процесса всё
та-же – солнечная радиация,
действующая через живые системы.
Мёртвые минеральные соединения
трансформируются в органические
вещества живой материи, а
последняя, отмирая и разлагаясь,
снова переходит в неорганическое
измененное состояние. В ходе этого
процесса, на границе живого с
мёртвым, формируются плодородные
почвы.
для жизни продуцентов минеральные
Аналогом почвы в водоёмах можно
вещества, вода и микроорганизмы.
считать илы – горные породы из
Основателем почвоведения, как
смеси минеральных и органических
самостоятельной
веществ.
естественноисторической науки,
является выдающийся русский
ученый Василий Васильевич
Докучаев. Именно он впервые
Т.о. косное, живое, биогенное и
биокосное вещества являются
основными в биосфере Земли.
показал, что географическое
распространение почв на
поверхности Земли так же
закономерно, как распространение
растений и животных, ведь почва
могла возникнуть только после
появления живых организмов и
114
Биогеохимические циклы
5.2
Клетки сенной палочки (Bacillus subtilis) – аэробной
почвенной гнилостной бактерии. Источник: wikipedia.org
Мы попытались отделить живое от неживого и пришли
к выводу, что с точки зрения экологии, живое – это
такое состояние материи, для которого
взаимоотношение со средой не причина разрушения, а
необходимое условие существования. Это связано с
тем, что любая живая система – открытая система,
активно обменивающаяся с окружающей средой
веществом и энергией. Живому организму постоянно
требуется колоссальная энергия, чтобы снижать
115
уровень энтропии (беспорядка) в
взаимосвязанных между собой и
своей системе. Иначе – гибель и
определяющих возможность
разложение, рассеивание атомов в
круговорота веществ и энергии.
среде!
Свойство автокатализа, присущее
В замечательном франкоитальянском документальном
фильме «Генезис» (2004 год)
режиссеров Клода Нуридзани и Мари
Перену так сказано об атомах, из
которых сложены наши тела – тела
живым организмам, позволяет
ускорить биохимические процессы в
их телах во много раз. Вещества
движутся через живые тела быстро,
отдавая максимум энергии,
необходимой на поддержание жизни.
живых организмов: «Сегодня они
Если рассмотреть круговорот
танцуют с нами, но пройдет короткий
веществ и энергии в целом, то
век и эти же атомы будут танцевать и
получается достаточно простой
петь уже с другими живыми
механизм. Энергия солнечного света
организмами: в крыле пчелы, коре
усваивается продуцентами. Получая
деревьев, в ворсинке блохи. Может
необходимые вещества из геосфер
быть, окажутся среди облаков в небе.
Земли, продуценты производят
А мы покинем этот мир, чтобы дать
органическое вещество, которое
возможность жить другим».
затем переносится по трофической
Жизнь – постоянный активный обмен
веществами. Проследить путь
веществ в живых системах можно и
на клеточном и на организменном
уровне, но наиболее наглядно и
полно круговороты (циклы) веществ
раскрываются на уровне экосистем.
Под экосистемой мы понимаем
цепи прямо к редуцентам. Последние
данное органическое вещество
разрушают до исходных
компонентов, формируя, например,
почвы наземных экосистем. Через
почвы и геосферы планеты растения
вновь получают необходимые
вещества для продукции органики.
систему компонентов живой и
Вот что написано в Яджур-Веде,
неживой природы, тесно
одной из четырёх индуистских Вед –
116
деревьев, во всем, что сотворено и
одушевлено, и в воде. О душа,
сверкающая подобно солнцу, после
кремации, смешавшись с огнем и
землей для нового рождения и найдя
прибежище в материнском чреве, ты
рождаешься вновь. О душа, достигая
чрева вновь и вновь, ты безмятежно
покоишься в материнском теле как
ребёнок, спящий на руках у матери».
Пусть и витиевато – но это снова о
А
Б
В
Г
Энергетический баланс планеты: около 30%
солнечного излучения не достигает поверхности
Земли, отражаясь от облаков обратно в космос
(А); 20% солнечной энергии уходит на испарение
воды и перемещение воздушных масс в верхних
слоях атмосферы (Б); 50% солнечной энергии
поглощается веществом планеты и
переизлучается в атмосферу от нагретых
поверхностей (В). Благодаря переизлученной
энергии и плотной атмосфере Земли, средняя
температура у её поверхности составляет не
-18°C, а +13°C. И только около 0,1% солнечной
энергии, достигающей поверхности Земли,
используется фотоавтотрофами: зелёными
растениями и цианобактериями (Г)
глобальном круговороте веществ,
роли Солнца и продуцентов в данном
процессе, всюдности и
непрерывности жизни на нашей
планете.
Т.о. живые существа рождаются,
растут и постоянно гибнут, рассеивая
накопленные в их телах атомы. Эти
атомы часто входят в состав почвы
или геосфер Земли, а могут войти в
состав тел вновь рожденных
организмов.
сборнике самых древних священных
писаний: «О учёная и терпимая душа,
Жизнь вечна и непрерывна по своей
после странствий в водах и растениях
сути. Это цельный организм,
личность попадает в утробу матери и
живущий в гармонии своих частей.
рождается вновь и вновь. О душа, ты
Можно не верить в реинкарнацию, но
рождаешься в теле растений,
невозможно отрицать постоянный
поток веществ через систему живых
117
3
1в
2а
1б
1
2
2б
1а
2в
4
Упрощенная схема биосферы. Условные обозначения: 1 - косное вещество (1а - литосфера; 1б гидросфера; 1в - атмосфера); 2 - живое вещество (2а - продуценты; 2б - консументы; 2в - редуценты);
3 - биогенные вещества; 4 - биокосные вещества. Работа биосферы возможна только при двух
основополагающих условиях: 1) постоянно поступающая на Землю энергия Солнца; 2) наличие
активных открытых живых систем – организмов во всем многообразии связей между ними
путём «наследования» веществ одних
Происходит это на уровне
организмов другими. Как мне
химических элементов. Это очень
кажется, в различных направлениях
правильное и точное экологическое
индуизма и буддизма очень верно
замечание, пусть и высказанное с
подметили, что после смерти одного
наивностью, присущей человеку того
тела жизнь продолжается в новом.
времени.
118
Рассмотрев упрощенную схему
другие? Уголь, нефть, сланцы – все
общего круговорота веществ, нам
это ведь тоже «отходы» прошлых
может показаться, что круговорот
биосфер. Секрет природы не в том,
этот замкнутый и все 100% веществ,
что она безотходна, а в том, что
усвоенных «живой» частью системы,
неизбежные отходы так захоронены и
отдается обратно в среду, откуда
в таком виде, что они не оказывают
вновь захватываются телами живых
вредного воздействия на природу на
организмов. На самом деле это
будущих этапах ее развития. Если,
далеко не так.
конечно, не вмешивается человек».
Известный русский эколог Николай
Непрерывная циркуляция химических
Фёдорович Реймерс пишет в статье
элементов в биосфере по более или
«Мифы и утопии в экологии» (1988
менее замкнутым путям называется
год, журнал «Наука и жизнь»,
биогеохимическим циклом.
№7): «Откуда пришел миф о
Необходимость такой циркуляции
безотходности экологических
систем теперь, пожалуй,
никто не вспомнит.
объясняется ограниченностью
запасов химических
элементов на нашей
Возможно, он как-то связан
планете. Чтобы обеспечить
с представлениями о
бесконечность жизни,
круговороте веществ в
природе. Говорят, в природе
биоэлементы и прочие
химические элементы должны
все утилизируется. Нет, не все.
совершать движение по кругу,
При полной утилизации не
используясь в живых телах
формировались бы почвы, не
многократно. Круговорот
отлагались бы торфы. Если бы
каждого химического
биосфера была «безотходной»,
элемента является частью
так откуда взялись бы все
общего грандиозного
биогенные осадочные породы –
мелы, известняки, мраморы и
круговорота веществ на
Земле, все круговороты
119
тесно связаны между собой.
Роль живых существ в циркуляции
химических элементов чрезвычайно
велика. Достаточно сказать, что все
газы современной атмосферы
(кроме, пожалуй, азота и
благородных газов) можно назвать
производными живого вещества. Уже
2,8-2,5 млрд. лет назад биосфера
взяла под контроль круговорот серы,
а чуть позже – карбонатов (ионов
CO32-).
В биогеохимических круговоротах
различают две части: а) резервный
фонд – огромная масса, движущихся
веществ, не связанных с
организмами; б) обменный фонд –
значительно меньший, но весьма
активный, обусловленный прямым
обменом биоэлементов между
организмами и их непосредственным
окружением. Повторимся, что
подавляющее большинство
циклических процессов происходит
за счет расхода энергии химических
Круговорот веществ требует энергию
связей органических соединений. И
на свое осуществление.
лишь один единственный процесс не
Единственным доступным и, в
тратит, а связывает солнечную
ближайшем человеческом будущем,
энергию и даже накапливает ее –
неиссякаемым видом энергии
фотосинтез.
является энергия нашей звезды –
Солнца. Мы уже знаем, что связанная
в органических веществах энергия
только уменьшается при
перемещении по трофическим
уровням (правило 10%), большая ее
часть отдается назад в окружающую
среду в виде тепла. Таким образом,
биосфера может быть устойчивой
только при условии постоянного
круговорота веществ и достаточного
Чтобы понять суть биогеохимических
круговоротов веществ, нужно
проанализировать круговороты
самых распространенных атомов
элементов, которые мы назвали
биоэлементами. Это углерод (C), азот
(N), фосфор (P), сера (S), кислород (O)
и водород (H). Именно из этих атомов
преимущественно состоят наши тела,
тела живых организмов.
притока солнечной энергии.
120
Рассмотрим круговорот углерода (С)
возвращается в атмосферу. Сами
– элемента, лежащего в основе
организмы рано или поздно
любой органической молекулы.
неизбежно гибнут. Углерод
Резервный фонд углерода находится
содержится в их мертвых телах.
в атмосфере, где он представлен
Неживое органическое вещество
оксидом углерода IV (углекислым
усваивается редуцентами. В
газом, CO2). Источником первичной
процессе гниения дополнительное
углекислоты биосферы является
количество углекислого газа и паров
вулканическая деятельность.
воды возвращается в атмосферу.
Достаточное количество углекислоты
Однако, значительная часть
выделяется при разнообразных
органических веществ,
окислительных процессах в живых
минерализуясь, превращаются в
организмах, а так же при гниении их
ископаемое топливо, например –
тел. Биогеохимический цикл углерода
нефть. О механизме её образования
– яркий пример замечательных слов
мы говорили раньше. Эта часть
Н.Ф. Реймерса о неполной
углерода, по идее, никогда не должна
замкнутости круговоротов веществ.
была вернуться в биогеохимические
Итак, большая часть атомов углерода
находится в виде молекул
углекислого газа в атмосфере.
циклы экосистемы. Она надежно
захоронена под значительным слоем
осадочных пород.
Углерод углекислого газа
В то же время происходит
усваивается продуцентами в
постоянное растворение углекислого
процессах фотосинтеза. Дальше
газа атмосферы в водах мирового
происходит передача углерода по
океана с образованием анионов
сетям питания. В телах консументов
угольной кислоты (HCO3-, CO32-). Этот
потребленное органическое
процесс аналогичен растворению
вещество окисляется в процессах
углекислого газа в любимых
дыхания до углекислого газа и воды.
освежающих напитках. Если в
Эта порция углекислого газа
напитках углекислый газ служит
121
энергия солнца
трофическая связь
дыхание
накопл. биоген. в-ва
роль человека
CO2
CO2
«Парниковый эффект»
продуценты
консументы
редуценты
электростанция
ископаемое
топливо
мёртвая
органика
Упрощенная схема круговорота углерода (C) – одного из самых важных биоэлементов
консервантом, то в биологических
извлекается из естественных
системах эти анионы соединяются с
биогеохимических циклов.
катионами кальция (Ca2+) и
используются для построения
скелетов. После гибели организмов
их скелеты формируют осадочные
породы: мелы и известняки (CaCO3).
Этот углерод так же надолго
Если рассмотреть влияние на цикл
углерода человека, то в первую
очередь оно проявляется в добыче и
сжигании ископаемого топлива.
Сейчас углеводороды – основной
источник энергии для продуцентной
функции человеческого общества.
122
При сжигании горючих ископаемых
сложившийся баланс в глобальной
образуются колоссальные дозы
экосистеме Земли – биосфере.
дополнительного углекислого газа в
атмосфере. В естественных
экосистемах такого никогда бы не
Азот (N) – важнейший компонент
многих органических молекул, таких
произошло. Существующие сейчас на
как нуклеиновые кислоты и белки.
планете системы оказались просто не
Хотя атмосфера на 78 % состоит из
готовы к утилизации такого
дополнительного количества
высвобожденного человеком
углерода. Повышение концентрации
углекислого газа в атмосфере может
ускорить естественные изменения
климата на планете и привести к
преждевременной катастрофе. Это
явление называют «парниковым
эффектом». На нем мы подробнее
остановимся позже.
Итак, углерод – биоэлемент
биогеохимический круговорот
которого протекает с резервным
фондом в атмосфере и гидросфере.
Цикл явно не замкнутый:
значительная часть углерода
азота (N2), большинство живых
организмов не могут усваивать его в
газообразной форме. Только
некоторые бактерии на суше и
азотофиксирующие цианобактерии
фитопланктона в море преобразуют
азот в усваиваемую растениями
форму нитритов – солей азотистой
кислоты (анионы NO2-).
Фосфор (P) и сера (S) – элементы, в
биогеохимическом круговороте
которых нет газообразной формы.
Цикл фосфора и серы – это циклы с
резервным фондом в литосфере, где
они присутствуют в виде фосфатов и
сульфатов.
постоянно выбывает из «игры». И
Для повышения урожаев человек
лишь человеческая цивилизация,
использует фосфорные удобрения.
пошедшая по пути использования
Моющие средства так же содержат
ископаемого топлива в качестве
фосфор, который усиливает их
основного энергоресурса, нарушает
действие. Во-первых фосфаты
123
снижают жёсткость воды, связывая
серы. Сжигание полезных
ионы щелочноземельных металлов
ископаемых, содержащих серу,
(Ca2+ и Mg2+) в комплексные
приводит к выбросам SО3 в
соединения, растворимые в воде, тем
атмосферу. Оксиды серы (вместе с
самым облегчая работу моющих
другими кислотными оксидами),
компонентов порошков. Во-вторых,
растворяясь в дождевой воде,
фосфаты предотвращают повторное
формируют кислотные дожди,
осаждение загрязнений на
которые разрушительно влияют на
обрабатываемую поверхность.
наземные и водные экосистемы.
Однако, фосфаты вредны для
окружающей среды и многие
европейские страны уже ограничили
содержание фосфатов в моющих
средствах.
Рассмотрев биогеохимические циклы
основных биоэлементов нельзя не
отметить титаническую работу самых
маленьких и самых многочисленных
представителей нашей планеты –
Фосфаты опасны из-за того, что при
бактерий. Те, кого мы никогда не
их изобилии в водоёмах начинается
видим, на самом деле – самые
взрывной рост одноклеточных
главные наши союзники и друзья. Без
водорослей. Водоёмы «цветут».
них был бы невозможен возврат
Когда водоросли отмирают,
химических элементов обратно в
редуценты не справляются с
экосистему и их повторное
переработкой отмерших частей, и
использование.
вода начинает плохо пахнуть,
избыточно насыщаясь органикой.
Кроме того, при разложении
отмерших водорослей расходуется
весь кислород и наступает замор
обитателей водоёма.
Только слаженная работа всех
компонентов экосистемы по
активному переносу веществ между
живой и неживой природой,
позволила сформироваться и
развиться разнообразному и
Человек активно вмешивается в
необыкновенно красочному миру
естественный биохимический цикл
Земли.
124
Эволюция биосферы
5.3
Электрическая чайка SmartBird. Фото: Festo AG &
Co. KG, CC-M, M. Kiemen
Международный концерн Festo является ведущим
мировым поставщиком пневматических и электромеханических систем для автоматизации производства
различных отраслей промышленности. Бывает, что
инженеры Festo создают устройства, которые, как
кажется, не найдут прямого применения, однако
интересны уже сами по себе, как результат работы
человеческого интеллекта. В начале 2011 года концерн
Festo показал уникального робота – электрическую
125
чайку SmartBird, которая создана с
системы. Человек все активнее
учетом тщательного анализа
замещает собой природу. Термин
механизма полета живой чайки.
«давление жизни» вполне можно
Конструирование такого робота
применить к человеческому
стало возможным за счет развития
обществу. Наша популяция активно
одной из прикладных биологических
растёт, потребляя энергию и
наук – бионики – науки о применении
вещество в огромных количествах,
в технических устройствах и
вытесняя другие формы жизни.
системах принципов организации,
Возможно, это вполне естественный
свойств, функций и структур живой
процесс, только он слабо нами
природы. Человек повторил в
контролируем, а значит –
технике сложную биологию живого
представляет угрозу биосфере.
существа, заставив летать робота с
той-же плавностью и
эффективностью, что и настоящая
птица.
В.И. Вернадский понимал под
биосферой область нашей планеты,
в которой существует или когдалибо существовала жизнь и которая
SmartBird самостоятельно
постоянно подвергается или
поднимается в воздух, летает и
подвергалась воздействию живых
приземляется – это стало возможным
организмов. Биосферу называют
благодаря использованию
«плёнкой» на поверхности планеты.
бесколлекторного электродвигателя
Её максимальная толщина
и новейших материалов корпуса.
составляет всего 40 км. Это
Пожалуй, электрическая чайка – это
ничтожно малая величина. Толщина
то изобретение, которому
биосферы в 300 раз меньше
позавидовал бы сам Леонардо да
диаметра Земли, в 35.000 раз меньше
Винчи.
диаметра Солнца, в миллиарды раз
Мы видим, что человек является
творцом систем, в точности
повторяющих биологические
меньше диаметра Солнечной
системы. Я уже не говорю о
сравнении размеров биосферы с
126
размерами галактик и Вселенной.
Все живое на Земле прошло
Это несопоставимые величины. «Если
длительный путь развития – значит и
бы земной шар был величиной с
биосфера не является неизменным
арбуз, то наше проникновение в него
объектом. Важным фактором этого
измерялось бы десятыми долями
развития являются сами живые
миллиметра», – пишет русский
организмы. С момента своего
геохимик Александр Евгеньевич
возникновения они расширяли
Ферсман.
границы биосферы, изменяли её
Биосфера ограничена в литосфере
высокой температурой; в гидросфере
– дном мирового океана; а в
атмосфере – озоновым экраном.
Конечно, защищенные формы жизни
(от спор грибов до космонавтов в
скафандрах) могут проникать далеко
за пределы атмосферы Земли.
Участие каждого отдельного
организма в геологической истории
Земли ничтожно мало. Однако живых
существ на Земле очень много, они
обладают высоким потенциалом
размножения (особенно это касается
бактерий), активно взаимодействуют
со средой обитания и, в конечном
счете, представляют в своей
совокупности особый, глобальных
масштабов фактор, преобразующий
верхние оболочки Земли.
состав. В результате их деятельности
за миллиарды лет появились новые
горные породы и полезные
ископаемые органического
происхождения, полностью
преобразована атмосфера Земли.
Ранее мы уже делали акцент на
изменении газового состава
атмосферы древней Земли и роли в
этом процессе фотосинтезирующих
организмов.
Как полагают геологи из
Университета Ньюкастла (Nature
Geoscience, март 2012 года) состав
атмосферы древней Земли колебался
между двумя относительно
устойчивыми состояниями – с низкой
и высокой насыщенностью
углеводородами, и основное влияние
на эти колебания оказывали
производящие метан бактерии. В
127
своей насыщенной органикой фазе,
атмосфера древней Земли
напоминала нынешнюю атмосферу
Титана – спутника Сатурна. Густой
туман из паров аммиака (NH3), метана
(CH4), азота (N2) и простых
органических веществ практически
полностью покрывал поверхность
планеты, вследствие чего разглядеть
её из космоса не было никакой
возможности.
Интересно, что Титан – единственное
космическое тело, для которого
Титан – спутника Сатурна
доказано существование жидкости
достигает -180°C. Весьма прохладно
на поверхности. Титан был
для известных нам форм жизни.
обнаружен голландским астрономом
Христианом Гюйгенсом в 1655 году, а
уже в 2005 на поверхность спутника
прититанился беспилотный аппарат
«Кассини-Гюйгенс».
Позже в биосфере Земли появляются
фотосинтезирующие бактерии,
вырабатывающие кислород как
побочный продукт своей
жизнедеятельности. С их появлением
Титан больше Луны, поверхность его
на Земле происходит кислородная
ровная и состоит из водяного льда и
катастрофа местного, регионального,
осадочных органических веществ.
а затем и глобального масштаба.
Возможно, под ледовым панцирем
Возникают отношения по типу
имеются подземные водоёмы. Если
аменсализма, когда продукт
жизнь есть на Титане, то она
жизнедеятельности одних
сосредоточена именно там, т.к. на
организмов (кислород) становится
поверхности спутника температура
токсичен для многих анаэробов и
128
вынуждает их сократить численность
Земли, применяемую в геологии и
или уйти вглубь земной коры.
палеонтологии. Это летопись истории
Кислород практически сразу
нашей планеты.
расходуется на окисление горных
Отметим ключевые вехи в развитии
пород, растворенных соединений и
биосферы. Я предлагаю выделять три
газов атмосферы. Высокая
основных:
концентрация создаётся лишь
локально, в пределах т.н.
бактериальных матов – плёнок
«плесени» на поверхности минералов.
Древние бактериальные маты
становятся первыми биоценозами на
Земле.
После того, как поверхностные
породы и газы атмосферы
оказываются полностью
окисленными, кислород начинает
накапливаться в атмосфере в
свободном виде. В настоящее время
атмосфера состоит из азота,
кислорода, углекислого газа и
водяных паров. Как мы видим, не
только состав, но и соотношение
химических элементов значительно
(A) появление первых одноклеточных
организмов в эоархее (около 3,6-4
млрд. лет назад, может быть –
раньше) или катастрофа жизни;
(B) появление фотосинтезирующих
архебактерий в сидерийском периоде
палеопротерозоя (около 2,4 млрд. лет
назад) или кислородная
катастрофа;
(C) появление людей в четвертичном
периоде кайнозойской эры (примерно
2 млн. лет назад) или
антропострофа. Здесь я взял по
одной части от двух замечательных
древнегреческих слов: ἄνθρωπος
(человек) и καταστροφή (катастрофа).
изменились. Жизнь сыграла в этом
Все перечисленные события навсегда
ключевую роль.
изменили химический состав
Рассмотрим геохронологическую
шкалу – временную шкалу истории
геосфер планеты. Одноклеточные из
эоархея превратили безжизненную
поверхность Земли в туманную
129
планету, в составе атмосферы
строились и строятся «аппараты
которой были метан и органика.
Миллера» – экспериментальные
Фотосинтезирующие архебактерии
установки в которых моделируют
постепенно превратили
первичную атмосферу Земли и
восстановительную атмосферу в
процессы в ней происходящие. Так
окислительную, дав возможным
были получены некоторые
развиваться жизни на поверхности
органические молекулы. Впрочем –
Земли в сложные формы. Человеку
ничего убедительного. Косвенным
мы посвятим отдельную главу.
подтверждением биогенеза является
Впрочем, уже понятно, что человек
ключевой постулат клеточной теории
сильно изменил планету,
– клетки живых организмов
перенаправив все её ресурсы на
образуются только от клеток (живое
обеспечение своих потребностей.
от живого). Не обнаружено иного
пути образования клеток на нашей
Каждое из этих событий овеяно
планете: как в настоящее время, так
ореолом тайны. Например,
и в прошлые геологические эпохи.
доподлинно неизвестно, каким
образом жизнь появилась на Земле.
Однако, кое-что известно точно:
Есть две группы гипотез: абиогенез
живые организмы состоят из тех-же
(происхождение жизни от неживой
химических элементов, что и косное
природы) и биогенез (происхождение
живого от живого). В подтверждение
абиогенеза, в разное время, учёными
Катастрофа жизни
Гадей
Геохронологическая история планеты Земля.
Одно деление временной шкалы – 100 млн. лет.
Схема дана по эонам (без разделения на эры и
периоды). На схеме обозначены ключевые вехи в
развитии биосферы
Кислородная катастрофа
Архей
4000
3000
Антропострофа
Протерозой
2000
Фанерозой
1000
млн. лет
130
вещество: внутри нас есть минералы,
трансформировался в разум,
вода, газы. Сходство химического
интеллект?
состава живого и косного веществ
доказывает, что развитие сложных
форм жизни протекало именно на
Земле. И в этом проявляется наша
эволюционная связь с неживой
планетой.
Все три ключевые вехи в развитии
жизни можно назвать катастрофами
для существующих систем.
Катастрофа жизни способствовала
накоплению в атмосфере паров
аммиака, метана, азота и простых
Эволюционировали мы однозначно
органических веществ. Вторая
здесь, но вот сформировались ли
катастрофа – кислородная – привела
зачатки жизни на этой планете –
к коренным изменениям химического
большой вопрос. Скорее всего,
состава среды, сделав её
ситуация видится следующей: на
окислительной. Антропострофа
планету были привнесены извне
связана с глобальными
функционирующие цепи нуклеиновой
антропогенными изменениями химии
кислоты РНК, которые, используя
окружающей естественной среды.
материал планеты, в ходе
естественного отбора и борьбы за
существование создали все
разнообразные формы жизни,
наблюдаемые сейчас. Гипотеза
Все три катастрофы наглядно
показывают нам теснейшую связь,
существующую между неживой и
живой природой.
замечательная, но не объясняет, как
жизнь появилась там, откуда была
привнесена на Землю. И ещё: до сих
пор не обнаружено следов жизни как
в ближнем, так и в дальнем космосе.
Остаётся загадкой, как среди
гоминид (наиболее прогрессивных
приматов) инстинкт
131
6
Человек
«Человек есть род
обезьяньего выродка»
– Илья Мечников
Всё-таки – от обезьяны!
6.1
Человек и его дальние родственники. Слева на право: скелеты
гориллы, шимпанзе, человека. Экспонаты музея Зоологического
института Российской Академии Наук (г. Санкт-Петербург)
Мне всегда было интересно, откуда есть пошел
человек и почему это существо настолько конфликтно
со всем, что его окружает: с природой, другими
людьми и, даже – с самим собой?
Чтобы ответить на эти вопросы, волнующие человека
уже не одно тысячелетие, нужно заглянуть далеко в
прошлое. Сегодня мы подключим к обсуждению
современные данные таких наук, как антропология
133
(наука о происхождении и эволюции
человека), этология (наука о
поведении животных), психология
Фреска Сикстинской капеллы работы
Микеланджело. Бог существует - он
нарисован справа
(наука о поведении человека и
называем это предположение
психических процессах). Конечно, не
креационизмом. Мы говорим о
оставим без внимания христианство,
людях верующих не в науку, а в Бога.
как мировую религию, основанную на
Мы говорим о религиозных чувствах,
жизни и учении величайшего
имеющих, как и любые другие
философа и гуманиста всех времён и
чувства, биологическую основу.
народов – Иисуса Христа, который,
Религиозность можно рассматривать
вне всяких сомнений, был обычным
как одну из адаптаций, как
человеком. Настолько обычным,
психологический механизм,
насколько обычными могут быть
помогающий его обладателям
величайшие гении человечества.
справляться со стрессом,
Согласно одной из
мировоззренческих концепций, весь
окружающий мир, каким мы его
видим, был создан Творцом. Мы
тревожностью, чувством
безисходности, существующими в
малообразованном обществе с
низким уровнем защищенности и
134
социально-экономической
властям и начальникам. Всякая
стабильности. Проще верить в Бога,
революция, вооруженная или тайная
чем разбираться в истинных мотивах
борьба за захват власти прямо
своего поведения. Церковь издавна
запрещены Писанием».
ищет и находит понимание у лидеров
многих государств, решая задачу
повиновения и смирения граждан.
Вот что, например, написано в
учебнике 4 класса по основам
православной культуры (автор А.
Муравьев): «Как гражданин
христианин должен повиноваться
Надеюсь, вам всё стало понятно.
Конечно, существуют проблемные
моменты современного
естествознания, которые не
объяснены наукой до сих пор, и на
которые креационисты нам
указывают:
Нобелевские лауреаты о религии и боге
«Слово «бог» – для меня всего лишь проявление и продукт человеческих
слабостей, а Библия – свод почтенных, но все же примитивных легенд,
которые, тем не менее, являются довольно ребяческими. Никакая, даже
самая изощренная интерпретация не может для меня этого изменить. <...> Я
не верю в бога, который награждает и карает, в бога, цели которого
сцеплены с нашими человеческими целями. Я не верю в бессмертие души,
хотя слабые умы, одержимые страхом или нелепым эгоизмом, находят себе
пристанище в такой вере. <...> Этическое поведение человека должно
основываться на сочувствии, образовании и общественных связях. Никакой
религиозной основы для этого не требуется»
Альберт Эйнштейн, лауреат Нобелевской премии по физике за 1921 г.
«Развитие естествознания в последние два столетия, несомненно, изменило
человеческое мышление в целом и вывело его из круга представлений
христианской культуры»
Вольфганг Паули, лауреат Нобелевской премии по физике за 1945 г.
135
Наши дальние родственники из подсемейства Гоминин
Карликовый шимпанзе (Pan paniscus). Фото: Ltshears (wikimedia.org)
1) если вся Вселенная на самом деле
3) насколько вероятно
возникла в результате Большого
существование жизни в других
взрыва, то что было до него и что
уголках нашей Вселенной, или это
этот Взрыв спровоцировало;
уникальное явление, свойственное
2) насколько велика Вселенная и
конечна ли она; является ли
Вселенная открытой системой, или
это закрытая система, энтропия
(беспорядок) в которой постоянно
возрастает, а энергия – теряется;
только нашей планете; насколько
универсальны наши критерии,
описывающие живую материю,
если у нас перед глазами есть
лишь один пример – биосфера
Земли;
136
4) была ли возможной биохимическая
наука основывается на строго
эволюция жизни на нашей планете
регламентированных методах
(синтез жизни из простых
познания.
неорганических веществ), если нет
– где и как ещё она могла
возникнуть;
5) как простые инстинктивные
Если вера в Бога практически
безрезультатна для меня, то вера в
материалистическую картину мира,
вера в науку, позволяет мне, атеисту,
программы трансформировались в
как и многим верующим,
сознание современного человека и
пользоваться ноутбуком, планшетом,
что такое сознание;
смартфоном. Это – вера в электрон.
6) насколько реально всё, что нас
окружает и есть ли способы это
проверить.
Все эти вопросы современная наука
оставляет без ответов. Наконец, если
быть до конца справедливым:
наука – та же вера, только в
возможности человеческого
интеллекта к самопознанию.
Мы верим в имена учёных
и их открытия. Ведь
невозможно перепроверить
Даже шикарные культовые
учреждения современных религий
рассчитаны и построены только
благодаря вере в науку. Поэтому не
будем возвеличивать вашу веру в
ущерб моей.
Одним из лучших художественных
фильмов о философском
отношении веры в Бога к вере в
науку является фильм Роберта
Земекиса «Контакт» (США,
1997 год).
всю нить логических
Если хотите больше узнать
умозаключений,
о Большом взрыве и
сделанную до нас.
современных взглядах
Впрочем, это
физиков на
несколько
устройство и
компенсируется тем, что
функционирование Вселенной
137
– рекомендую книгу Стивена Хокинга
и Леонарда Млодинова «Кратчайшая
история времени». С религиозной
пропагандой вы можете
познакомиться просмотрев
псевдонаучный фильм «Сотворение
или эволюция» (A Question of Origins,
США, 1998 год). Будьте осторожны: в
фильме есть откровенная ложь,
направленная на не
ориентирующегося в науке человека.
Что касается эволюции нас с вами:
здесь всё чуть проще и гораздо
сложнее.
Креационисты «в штыки» принимают
саму идею о животном
происхождении человека. Она
кажется им кощунственной. Люди
либо никогда не задумываются о
своём происхождении, либо, что ещё
Сходство по окраске хромосом человека (слева
в паре, окрашены желтым) и шимпанзе.
Источник: sciencephoto.com
хуже: ничего не зная об
Сравнение с обезьянами им претит, и
антропогенезе и плохо разбираясь в
в этом есть что-то «по Фрейду».
биологии, уверены в божественном
или космическом происхождении
Между тем, науки естественного
человека. При этом доказательств
цикла давно уже подготовили
своей точки зрения они, как правило,
убедительную подборку фактов,
привести не могут. Они верят, что
подтверждающих наше животное
характерно для простого человека.
происхождение. При этом
доказательства эволюционной
138
близости человека и обезьян в
но перестало быть нужным нам. И
последнее время основываются на
тем не менее консервативный геном
серьёзных и глубоких методах
ещё хранит эти отголоски прошлых
молекулярной генетики. Нам уже
эпох. Если гены-подавители не
недостаточно одного внешнего и
срабатывают – атавистические
внутреннего сходства, сходства
признаки проявляются
наших зародышей и наличия
фенотипически (во внешнем виде).
рудиментарных и атавистических
органов. Эти морфологические и
анатомические доказательства
происхождения человека давно
описаны Чарлзом Дарвиным в
работах «Происхождение человека и
половой отбор» (1871 год) и «О
выражении эмоций у человека и
животных» (1872 год).
Под рудиментами биологи понимают
предковые органы, утратившие своё
предназначение, но обязательно
присутствующие у всех особей вида.
Примеры рудиментарных органов
человека: аппендикс, хвостовые
позвонки (копчик), ушные мышцы.
Атавистические органы развиваются
у единиц в популяции вида. Среди
атавизмов человека: развитый хвост,
добавочные пары молочных желёз,
полное покрытие тела шерстью. Всё
Итак, внешне и внутренне мы очень
схожи с человекообразными
обезьянами, а наличие рудиментов и
атавизмов – дополнительные
доказательства очевидности этого
факта.
Теперь обратимся к современной
молекулярной генетике.
Информация об аминокислотном
составе белков записана в
наследственных молекулах в виде
генетического кода. Замечательно то,
что система записи информации в
генетическом коде едина для всех
организмов на нашей планете.
Понятно – человек не исключение из
этого правила, что уже намекает на
его «родство» не только с
обезьянами, но даже вирусами.
это было когда-то у наших предков,
139
Посмотрим на хромосомы человека и
закодирован. Так вот, исследованные
шимпанзе. Хромосомы – агрегаты
белки человека и шимпанзе
наследственных молекул ДНК и
отличаются только по 1%
белков. Хромосомы присутствуют в
аминокислотных замен, что говорит о
ядре любой клетки нашего тела,
безусловном сходстве нуклеотидных
управляя ею. Количество хромосом
последовательностей их генов.
человека равно 46 (двойной набор),
Поэтому многие белки человека и
что всего на две меньше, чем у
шимпанзе взаимозаменяемы.
человекообразных обезьян. Разница
Например, гормон роста или
объясняется тем, что одна из
антигены групп крови и резус-
хромосом человека образована
фактора. Кстати резус-фактор
слиянием двух схожих у шимпанзе.
получил своё название по видовому
Методы дифференциальной окраски
наименованию макак-резусов
делают хромосомы похожими на
(Macaca mulatta), у которых он был
зебр. При этом поперечная
впервые открыт. Уже потом
полосатость хромосом оказывается
аналогичный фактор был описан для
строго специфичной для каждой
человека.
хромосомы каждого вида.
Докладываю: окраска хромосом
шимпанзе и человека показывает их
удивительную близость. Это
объясняется сходством геномов
данных видов.
Коснёмся физиологии. Все знакомы с
явлением паразитизма, как способом
взаимоотношений между живыми
существами. Мы говорили о том, что
паразитизм широко распространён в
биосфере. Паразиты высоко
По матрице гена синтезируется
специализированы к
белок. Аминокислотная
физиологическим особенностям
последовательность белка
конкретных видов хозяев. Так вот, на
определяется соответствующей
обезьянах встречаются паразиты,
последовательностью нуклеотидов в
типичные для человека. Например,
гене, где этот белок был
головная вошь и человеческая
140
аскарида. Высшие человекообразные
Рассматривая явление паразитизма,
обезьяны заражаются болезнями,
нельзя не вспомнить и о
свойственными исключительно
ретровирусах, способных встраивать
человеку: оспой, брюшным тифом,
собственный генетический код в
туберкулёзом, сифилисом. Этот факт
геном хозяина и использовать все
говорит о такой потрясающей
ресурсы его клетки на синтез
схожести физиологии и биохимии
вирусных белков. Таким образом
человека и обезьян, что даже
вирусы размножаются, истощая
паразиты могут ошибаться с выбором
клетку хозяина. К ретровирусам
хозяина.
принадлежит, например, вирус
Человек vs Обезьяна
Фото: Frank Vincentz
Раньше считали, что для человека, по сравнению с животными, присущи
следующие уникальные качества: использование орудий труда,
способность сопереживать и бескорыстно помогать в беде, строить планы
на будущее, логично мыслить, способность к самоанализу. На самом деле,
141
иммунодефицита человека (ВИЧ). Так
вот, не всегда вирус успешно
справляется с клеткой хозяина.
Иногда процесс по разным причинам
тормозится и клетка хозяина
выживает. Но чужеродный геном
вируса, пусть и поврежденный,
оказывается встроенным в ДНК
хозяина! Если этот процесс
происходит в половой клетке,
изменённая ДНК наследуется
потомками, сохраняясь в роду всех
последующих поколений.
уровне.
Конечно, все приведённые выше
доказательства совсем не означают,
что шимпанзе – наши предки.
Существующие факты говорят лишь
о том, что шимпанзе и человек –
параллельные ветви эволюции,
имеющие одного общего предка.
Наши пути разошлись примерно 7,5
млн. лет назад. В 2001 году, на
северо-западе республики Чад
(Центральная Африка), были найдены
останки сахелантропа (Sahelanthropus
Так вот, около 1% человеческого
tchadensis) – вероятно, предковой
генома занимают эндогенные
формы всех гоминин (Homininae),
ретровирусы: эти «недееспособные»
включая человека и шимпанзе.
фрагменты вирусной ДНК. Всего
таких последовательностей в ДНК
каждого человека около 30.000.
Некоторые из них встречаются
только у человека современного
типа. Некоторые, что ещё интереснее
– есть как в геноме человека, так и в
геноме шимпанзе. Это
красноречиво подтверждает
эволюционную близость
человека и шимпанзе,
причем на очень
низком «интимном»
Очень долго учёные-антропологи
выстраивают наиболее
правдоподобную схему нашего
длительного эволюционного пути,
старательно отыскивая среди
древних «запыленных шкафов нашей
истории» фрагменты скелетов и
предметы быта предковых
форм. Работа далеко не
завершена: целый ряд
проблемных звеньев
Мозг. Приятно,
когда он есть
142
Ветвь эволюции гоминин (Homininae),
давшая начало роду Люди (Homo).
Примерная схема. Единственный
живущий ныне вид – Homo sapiens –
человек современного типа
ещё не найдены. Но кое-какие
характерно для современных
результаты уже получены.
гоминин.
Рассматривая схему эволюции
Ко второй группе можно отнести
гоминин, давшую начало роду Люди
парантропов (Paranthropus). Их ещё
(Homo), мы можем обнаружить
называют «мощными»
несколько родственных группировок.
австралопитеками. Это боковая
Первые – австралопитеки
тупиковая ветвь гоминин.
(Australopithecus). Австралопитеки
Парантропы были отлично
были всеядны. Для нападения и
приспособлены у пережёвыванию
защиты они употребляли кости
грубой растительной пищи. Они
животных, палки, камни. Рост: не
имели развитую жевательную
более 120—140 см. Самцы были на
мускулатуру и костяной гребень на
50% выше и тяжелее самок, что не
темени, служивший для
прикрепления данных мышц. Скулы
143
очень широкие, выступающие
гоминин была кустообразной со
вперед. Тело крупнее и массивнее, по
множеством ветвей, ряд из которых
сравнению с австралопитеками.
стали тупиковыми. Это был путь,
Следующая крупная группа гоминин –
полный проб и ошибок.
люди (Homo). Критериями для
2. Двуногость была свойственна
выделения данной группы
гомининам изначально, то есть
традиционно считают объем мозга
практически сразу после разделения
свыше 600 см3 и, главное –
линий человека и шимпанзе. Данная
изготовление каменных орудий.
адаптация была связана не с жизнью
Эволюция гоминин продолжалась
около 5 млн. лет. Обнаружение
учёными значительного количества
переходных форм от ардипитека
(Ardipithecus ramidus) к человеку
разумному (Homo sapiens) служит
логическим доказательством
происхождения человека «от
обезьян».
Попробуем определить основные
постулаты антропогенеза (эволюции
человека) с точки зрения
современной науки:
1. Очевидно, что эволюция гоминин
далека от простого линейного
развития, когда одна предковая
форма эволюционирует в следующую
без разветвлений в цепи. Эволюция
на открытых пространствах, а с
приспособлением к обитанию на
деревьях. Например, орангутаны
используют все четыре лапы для
передвижения только по толстым
сучьям, в то время как по более
тонким ветвям часто идут на задних
лапах, готовясь передними уцепиться
за другие ветви повыше или
балансируя. Так им удаётся
приблизиться к плодам,
расположенным далеко от ствола и
прыгать с дерева на дерево.
3. Вся ранняя эволюция гоминин
происходила в Африке. Примерно
90-95 тысяч лет назад Homo sapiens
совершают успешную миграцию из
Африки и от этой сравнительно
небольшой группы происходит всё
внеафриканское человечество.
144
4. Ключевая эволюционная тенденция
увеличивая его вычислительную
в развитии современных людей от
мощь.
двуногих обезьяноподобных предков
– увеличение объема головного мозга
и появление речи.
За речь отвечает еще один
уникальный ген гоминин – FOXP2,
который обнаружен у Homo
5. Кооперация и альтруизм – основа
neanderthalensis и Homo sapiens.
социальной эволюции поведения
Данный ген обеспечивает
Homo sapiens.
координацию микро-движений
Интересно, что в эволюции гоминин
огромное значение сыграли два
специфичных гена. Ген ASPM
ответственен за деление
эмбриональных стволовых
нейроэпителиальных клеток перед их
превращением в нейроны (нервные
клетки). В присутствии ASPM они
успевают поделиться большее число
раз, что приводит у увеличению
определенных групп мышц. У певчих
птиц этот же самый ген связан с
пением. С приобретением этого гена
и развитием головного мозга человек
научился обозначать предметы
окружающего мира сложными
голосовыми сигналами – словами,
что упростило коммуникацию внутри
стада; передачу опыта и навыков в
обход генов.
объёма мозга. Нарушение в работе
Согласно последним данным,
гена – причина микроцефалии у
активность FOXP2 в речевых зонах
человека. Это отклонение в развитии,
мозга у девочек четырёх-пяти лет
характеризующееся наличием
оказалась почти на треть выше, чем у
маленького недоразвитого мозга и
мальчиков. Кто бы сомневался.
умственной неполноценности.
Наличие гена доказано только для
Homo sapiens. Таким образом, ген
ASPM определяет выдающиеся
технические возможности нашего
возросшего в объёме мозга, резко
145
Программа как атавизм
6.2
Большинство людей искренне считает, что Природа должна «служить»
только им одним: для удовлетворения собственных потребностей и
капризов. Фото: Овчинникова С.И.
Ещё лучшие доказательства нашего происхождения от
«обезьяньих» предков предлагает этология – наука о
поведении животных.
Очень рекомендую к прочтению замечательную книгу
ученого-биолога, популяризатора отечественной
этологии Виктора Рафаэльевича Дольника
«Непослушное дитя биосферы». Книга богата
примерами инстинктивных поведенческих программ,
146
которые достались человеку в
разум, а не чувства, нам часто нужно
«наследство» от наших далёких и,
действовать вне зависимости от
признаем – не самых приятных
сиюминутной выгоды, а иногда –
предков. Суть книги сводится к тому,
даже против собственного здоровья
что природа на эволюцию человека
и благополучия.
отвела слишком мало времени. За
десятки тысяч лет развития человек
успел сделать колоссальный шаг от
обезьяны к думающей,
изобретательной, интеллектуальноодаренной… обезьяне! Мы не успели
избавится от предкового
генетического «груза».
На дворе XXI век. Космические
корабли бороздят просторы космоса,
а в нас по прежнему сильны
инстинкты. Это – наше глубинное
подсознательное (о чем еще писал
Зигмунд Фрейд). Без части
инстинктов мы не способны были бы
жить: мы дышим, питаемся, ходим,
Если животными движут сложные
размножаемся. Эти инстинкты
инстинктивные программы, то у
позволяют нам выжить как
человека есть удивительное и по сей
биологическому виду.
день не объяснённое приобретение –
интеллект. Давид Векслер,
американский психолог,
психодиагност и психиатр, понимал
под интеллектом человека
глобальную способность действовать
разумно, рационально мыслить и
хорошо справляться с жизненными
обстоятельствами. Интеллект
позволяет нам действовать вне
зависимости от «подсказок», которые
настойчиво предлагают нам готовые
Но ряд инстинктов (с теми-же генами)
мы получили в наследство от наших
близких обезьяньих сородичей, не
самых благонравных животных. Это
атавистические инстинкты – мы бы
гораздо спокойнее прожили в
современном обществе и без них,
они нам более не нужны, они мешают
нам жить и работать, развиваться, но
эти инстинкты жестко прописаны в
наших генах.
инстинктивные программы. Включив
147
Зная о таких обезьяньих
приобщение к истинным ценностям
инстинктивных программах, мы
мировых религий. В любом случае,
должны быть способными подавлять
результат один – мы учимся
их в себе. Для этого каждый свой
подавлять обезьяну внутри себя. И
спорный поступок нужно подвергнуть
это маленькое достижение –
самоанализу, выявить инстинктивный
результат, который превзошел любое
«вирус» и изменить свое поведение.
крупное научное открытие последних
Однако, как вы понимаете, для этого
столетий. Пожалуй, это самое
нужно не только знать, какие
крупное достижение современного
«вирусные» программы могут
человека, которое является
изменять ваше поведение, но и иметь
одновременно очень личным и очень
недюжую силу воли, с самого
граждански значимым!
рождения и до самой смерти, чтобы
преодолевать их, оставаясь
достойным человеком, а не
скатываясь обратно к двуногой
обезьяне, которая глубоко сидит
внутри каждого из нас! Более того,
освоив методику постоянного
самоанализа поступков и
корректировки своего поведения,
нужно учить этому своих детей, пока
Сейчас я назову самые важные, с
моей точки зрения, «предковые»
атавистические инстинктивные
программы, от которых
современному человеку пора
избавляться.
Первая атавистическая программа –
стадность.
они самостоятельно не начнут
Ни для кого не секрет, что обезьяны
разбираться в истинных мотивах
– стадные животные. Сообща они
своего поведения.
отбиваются от хищников, защищают
Кто-то подошел к решению проблемы
со стороны психоанализа; кто-то –
познакомившись с этологической
литературой; кто-то – через
свои семьи, собирают пропитание.
Стада с древних времен сильно
изменились. Теперь стадом является
гражданское общество, где стадный
инстинкт зачастую приводит к
148
полному уничтожению собственного
Любая обезьяна очень почтительно
мнения на то или иное явление
относится к установленной в стаде
окружающей действительности.
иерархии. Это заложено в
Стадность кричит: «Будь как все!
инстинктах. И, конечно, только очень
Поддержи общее решение!».
плохая обезьяна не хочет по этой
Поэтому, прежде чем принять любое
иерархической лестнице подняться
решение, которое вам кажется
вверх. Любая обезьяна мечтает стать
правильным, внимательно
иерархом. И для этого она готова
проанализируйте, а ваше это
пойти на любые ухищрения, интриги и
собственное мнение, или это мнение
унижения. Сегодня наказывают за
«обезьяньего» большинства.
малейшую провинность ее, а завтра
Вторая атавистическая программа –
иерархия.
Обезьяна точно знает, какое место
занимает в стаде. Или это «шестерка»
– обезьяна на побегушках и «мальчик
для битья»; или это иерарх стада,
постоянно доказывающий в каждом
уже она будет миловать и наказывать
сама. Завтра у нее, возможно, будет
власть. Самое сладкое, что может
достаться обезьяне: власть над
стадом. А значит: получить доступ к
дележке всех сообща добытых
продуктов питания, возможность
каждый момент времени дать
своем поступке – кто здесь главный.
подзатыльник или наградить.
В основном, демонстрируя клыки и
Третья атавистическая программа –
половые органы. Кстати, именно
потому словарь мата современного
злоба.
человека крутится вокруг половых
Обезьяны – пожалуй немногие из
органов и действий с ними
животных, кто может объединившись
связанных. Мы больше не
с другими, себе подобными, побить
демонстрируем их противнику,
до смерти более слабого, больного и
заменив это действие словом.
более низкого рангом. Иногда,
просто от того, что их самих наказал
иерарх. Злость катится по
149
иерархической лестнице. Аппетит
Издревле некоторые из людей
приходит во время еды:
признавали наличие в себе не самых
распалившись, с криками, в избиение
лицеприятных «обезьяньих» качеств.
ввязываются все больше особей
Не раз предпринимались
стада, пока не доканчивают беднягу.
философские попытки осмысления
Согласие с большинством,
стремление доминировать и
безграничная злоба – вот факторы,
которые во многом определяют
своего предназначения в этом мире:
попытки спасти заплутавшую
человеческую душу, освободить от
генетического «груза».
направление развития современного
Наиболее сильным религиозным
общества. Вот что пишет известный
учением стало христианство. Сейчас
эволюционист Александр Марков в
учение Иисуса Христа, которое он
книге «Эволюция человека:
нёс народам, переиначивают и
Обезьяны, нейроны и душа» (2011
искажают его смысл. Снова
год): «Десакрализация и
появились «книжники» и «фарисеи»,
демистификация человеческой
вновь отстроены храмы, а вокруг
психики, вскрытие ее подлинных
имени Христа крутится целый бизнес.
эволюционных и нейробиологических
Проповедники ездят на спортивных
корней – это путь к переводу нашего
автомобилях и носят дорогие часы,
самосознания на новый, более
тем самым, вероятно, наставляя
высокий уровень. Многие считают,
паству на истинный путь
что главная отличительная черта
человека – способность к
рефлексии, осознанию
собственного существования.
Этого мало. Следующим
шагом должно стать осознание
собственной природы и
происхождения».
воздержания и молитв о душе.
Пожалуй, единственно верной
христианской книгой является
«Евангелие». При этом нужно
понимать, что сам Христос книг
не писал и проповедовал
словом, считая его самым
сильным орудием
150
борьбы со злом. Книги написаны со
отпора, ударят и по другой; отняв
свидетельств ближайших
рубаху, отнимут и кафтан;
последователей философа. В своё
воспользовавшись вашей работой,
время замечательное исследование
заставят еще работать; будут брать
текста «Евангелия» провёл Лев
без отдачи... И вот если это так будет,
Николаевич Толстой, написав
то вы все-таки не противьтесь злу.
уникальную по силе книгу «В чём моя
Тем, которые будут вас бить и
вера». Написана книга в 1883-1884 гг.
обижать, все-таки делайте добро».
Впервые опубликована в России
<…> Я понял, что Христос нисколько
отдельным изданием в 1884 году
не велит подставлять щеку и отдавать
тиражом всего 50 экземпляров и тут
кафтан для того, чтобы страдать, а
же была запрещена. Не мудрено:
велит не противиться злу и говорит,
книга убедительно обличает всю
что при этом придется, может быть, и
опасность для истинного
страдать. Точно так же, как отец,
христианского учения как
отправляющий своего сына в далекое
российского православия, так и
путешествие, не приказывает сыну –
определённых институтов
недосыпать ночей, недоедать,
государства.
мокнуть и зябнуть, если он скажет
Вот что пишет Л.Н. Толстой о самом
сложном требовании Христа к людям
– о не сопротивлении злу: «Христос
ему: «Ты иди дорогой, и если
придется тебе мокнуть и зябнуть, ты
все-таки иди».
ничего не преувеличивает и не
Анализируя этот текст, я бы обобщил
требует никаких страданий для
его так: сопротивляйтесь своему
страданий, а только очень
животному началу там, где это
определенно и ясно говорит то, что
возможно и нужно, не идите на
говорит. Он говорит: «Не противьтесь
поводу «обезьяньих» инстинктов
злу; и, делая так, вперед знайте, что
стадности, иерархии и злобы. Живите
могут найтись люди, которые, ударив
для больших целей, чем стать самым
вас по одной щеке и не встретив
главным, забрать всё чужое или
151
отомстить обидчику. Творите,
философствуйте, пишите, играйте.
Развивайтесь, думайте о природе и
живите с ней в гармонии. Это не так
сложно, но и не так просто.
«Исполняй все люди учение Христа, и
было бы Царство Бога на земле;
исполняй я один – я сделаю самое
лучшее для всех и для себя», – пишет
Л.Н. Толстой.
152
Техносфера или ноосфера?
6.3
В результате техногенной аварии на нефтяной платформе Deepwater
Horizon, произошедшей в апреле 2010 года, в мексиканский залив
вылилось около 5 млн. баррелей нефти. Нефтяное пятно достигло
площади 75.000 км2
Итак, около 50.000 лет назад обособился вид
млекопитающих, иронично названный человеком
разумным (Homo sapiens) – наш с вами вид.
Рассматривая динамику численности народонаселения
за последние 2000 лет, учёные пришли к выводу, что
в течение первых 800 лет численность человеческой
популяции оставалась неизменной. Однако, с
153
развитием материальной культуры,
и вещества. Если сообщества живых
цивилизаций, увеличением
организмов достаточно эффективно
народонаселения и активным
усваивают и перераспределяют
расселением, человечество стало все
ресурсы среды, то мы (социум) – ещё
больше и больше воздействовать на
эффективнее и изобретательнее! Во
среду. Динамика численности
многом – за счёт целенаправленной
народонаселения за последние 100
добычи и переработки полезных
лет: 1900 г. – 1,6 млрд; 1960 г. – 3
ископаемых.
млрд; 1999 г. – 6 млрд; 2006 г. – 6,5
млрд. В настоящее время на Земле
живет 7 млрд человек (данные 2011
года). Самый скромный прогноз на
2050 год – около 9,2 млрд. человек.
Использовать полезные ископаемые
человек стал очень давно. Недаром в
нашей истории выделяют такие
периоды развития первобытного
общества, как каменный, медный,
7 млрд народонаселения – это не
бронзовый и железный века. В
однородная масса бактерий,
античности человек разрабатывал 19
«пукающих» в ваше вино где-то на
химических элементов. Сейчас
солнечных склонах Шампани, а
добываются и используются все
вполне структурированная система
открытые химические элементы и их
человеческого общества с развитой
изотопы. Однако, один химический
системой накопления и
элемент дал больший толчок
перераспределения знаний, энергии
154
развитию социума, нежели все
вони. Впрочем, вскоре вода озера
остальные вместе взятые.
очищается, редуценты успешно
Приведём аналогию с сине-зелеными
справляются с мертвой органикой.
водорослями. Мы знаем, что сброс в
Если мы сравним с вами графики
водоемы содержащих фосфор
численности по человеческой
веществ приводит к бурному
популяции за весь период ее
всплеску развития водорослей и
существования и по популяции
повышению их численности. Затем
одноклеточных водорослей за
численность водорослей достигает
короткий период вспышки их
критического значения, тогда уже
численности, то увидим, что картинки
ресурсов среды им не хватает.
весьма схожи. Разве что график по
Водоросли забирают весь кислород,
водорослям вполне завершенный, их
что приводит к замору мальков рыб,
экологическая судьба вполне нам
моллюсков и водной растительности.
известна. А вот человечество лишь
После полного израсходования
приближается к максимально
жизненно необходимых веществ
возможному пику своей численности,
столь же быстро численность
пройдя который может столь же
водорослей падает. Массовое их
быстро покинуть этот мир, как и
отмирание и разрушение
водоросль. Даже еще быстрее:
редуцентами приводит к
возникновению затхлой болотной
Цветение воды на Шершнёвском
водохранилище, г. Челябинск
155
водородные бомбы и войны еще
пресной воды, пищи, снижении
никто не отменял.
качества окружающей среды и
Как минимум, последние 200 лет
человеческая популяция
общем ослаблении иммунитета, что
может привести к эпидемиям.
демонстрирует подобие
Нынешнее поколение людей уже
экспоиенциального роста,
вполне можно назвать «поколением
характерного для популяций не
лишних», т.к., возможно, в самое
лимитируемых в своем развитии
ближайшее время, ни они, ни их
условиями окружающей среды.
вероятные дети и внуки попросту не
Современная медицина способна
сохранить жизнь многим, кто еще
несколько лет назад не мог бы и
мечтать о выживании (вспомним о
кувезах – системах выхаживания
экстремально недоношенных детей).
Современная социальная среда
способна обеспечить достаточный
уровень комфортности жизни для
людей с ограниченными
возможностями.
Однако все известные науке
популяции, демонстрирующие
экспоиенциальный рост, неизбежно
приводят к истощению и полному
разрушению ресурсов среды,
поддерживающих жизнь данных
популяций. В случае человеческой
популяции мы говорим о нехватке
будут обеспечены ресурсами в
полной мере. Придётся снижать
качество жизни относительно
существующего сейчас. Не
позавидуешь ни одному политику в
этом мире, ведь он вынужден
обещать то, чего уже никогда не
произойдет – роста благосостояния
нации. Слова старшего поколения о
том, что «раньше было лучше» более
не романтическое предубеждение
или особенность старческого
мышления – это вполне обоснованная
реальность
Итак, что позволяет выжить такому
колоссальному количеству людей и
сохранить привычный уровень
жизни? Ответ прост – природное
топливо. Углерод (C) для человека
стал тем-же, что и фосфор (P) для
156
водорослей. Ещё 900 лет назад
Поэтому на небольшой площади
жители северо-восточного
города может жить такое большое
побережья Англии, вблизи города
количество людей и быть активными
Ньюкасл, неожиданно обнаружили,
24 часа в сутки 365 дней в году.
что черные скалы, разбросанные в
прибрежной зоне («морской уголь»),
можно сжигать.
В.И. Вернадский пишет, что с
возникновением человечества может
осуществиться переход к новому
Правильно уже сейчас думать либо о
качественному состоянию биосферы
сокращении населения Земли, либо о
– ноосфере (от греч. noos – ум,
выработке более рациональных
разум), где основополагающей
способов добычи топлива и поиске
геологической силой являются не
альтернативных источников энергии.
только живые организмы, а скорее
Пример: естественная природная
человек, который будет разумно
экосистема движется энергией
управлять биосферой, сохраняя ее
Солнца и зависит только от нее.
биоразнообразие, существующие
Искусственная антропогенная
потоки веществ, энергии,
система города – экосистема,
ограничивая собственные
движимая топливом. Здесь энергия
потребности и численность. Социум,
топлива не дополняет, а практически
наконец, станет цивилизацией. Но
полностью заменяет солнечную
этого еще не произошло! И
энергию. Приведём в пример
произойдет ли – большой вопрос.
северные города, активно
работающие круглый год, несмотря
на полярную ночь. Потребность в
энергии плотно заселенных городов
на несколько порядков больше того
потока энергии, который
поддерживает жизнь в естественных
экосистемах, движимых Солнцем.
Ноосфера – эволюционное
состояние биосферы, при котором
разумная деятельность человека
становится решающим фактором ее
развития. Понятие ноосферы было
введено французским философом
Эдуардом Леруа, а затем дополнено
французским священником Тейяром
157
де Шарденом. Ноосфера, по Тейяру
выведенные – биогенные
де Шардену, это – коллективное
компоненты. В норме они не должны
сознание, которое станет
были вернуться в биосферу, но
контролировать направление
человек, испытывая потребность в
будущей эволюции планеты. В.И.
топливе, возвращает их с
Вернадский развил концепцию
потрясающей скоростью, нарушая
ноосферы как растущего
баланс природы.
глобального осознания
усиливающегося вторжения человека
в естественные биогеохимические
циклы, ведущего, в свою очередь, ко
все более взвешенному и
целенаправленному контролю
человека над глобальной системой.
Например, эта книга: если она
сможет как-то повлиять на ваше
отношение к окружающему миру –
это уже один крошечный шажок к
состоянию ноосферы.
При этом интенсификация добычи
никак не сопоставляется с тем
фактом, что минеральные ресурсы
относят к исчерпаемым
(невозобновимым) и, рано или
поздно, они закончатся.
Прогнозы о количестве возможных
запасов весьма относительны.
Считается, что для промышленно
развитых и развивающихся стран
мира запасов угля, железной,
марганцевой и хромовой руд,
За время своего существования
фосфатного сырья должно хватить
человек сильно изменил биосферу.
еще на 100 лет. Запасов весьма
Более того, с каждым годом
важных полиметаллических руд,
интенсивность этого воздействия
содержащих никель, кобальт,
только увеличивается. Мы уже
вольфрам, молибден, медь, свинец,
рассматривали на примере
цинк, олово, очень мало - лет на 30 –
круговоротов тот факт, что человек
50. Еще на 50 лет нам хватит нефти.
колоссальными темпами возвращает
вещества в биогеохимические циклы,
ранее из этих круговоротов
В мае 2010 года известный
британский астрофизик и
158
популяризатор науки Стивен Хокинг
удерживают нас на краю пропасти: 1)
сказал в интервью каналу Discovery:
введённые ранее строгие правила
«Нам жизненно необходимо заняться
всей этой закулисной «возни»; 2)
колонизацией космоса. Я верю в то,
остатки веры обыкновенного
что нам удастся создать полностью
человека в собственную разумность
жизнеспособные колонии на Марсе и
и гуманность; 3) наличие стабильной
на других объектах Солнечной
мировой валюты (которая сама по
системы. Однако, вряд ли все это
себе не ресурс, а бумага).
произойдет в ближайшие 100 лет.
<...> Нельзя исключать вероятности
того, что человечество на каком-то
этапе прекратит существование. Но
не факт, что нечто подобное
произойдет. Я полагаю, что почти
наверняка наша планета за
ближайшую тысячу лет столкнется с
последствиями крупнейшей
катастрофы, вроде ядерной войны
или глобального потепления».
Конечно, если это и будет война – то
война за энергоресурсы, в том числе
за пищу, обеспечивающую энергией
наши тела. Уже сейчас передел
добываемой нефти и природного газа
сопровождается локальными
конфликтами и политическими
играми, а число хронически
голодающих людей составляет почти
миллиард. Лишь три фактора
По мнению Н.Ф. Реймерса
(«Экология. Теории, законы, правила,
принципы и гипотезы», 1994 г.), «люди
искусственно и нескомпенсированно
снизили количество живого вещества
Земли, видимо, не менее чем на 30%
и забирают в год не менее 20%
продукции всей биосферы».
Антропогенное изменение биосферы
зашло слишком далеко.
Биосфера превращается в
техносферу – то её состояние, при
котором она преобразована
человеком посредством прямого или
косвенного воздействия технических
средств с целью наибольшего
соответствия его материальным и
социально-экономическим
потребностям. Причем
направленность антропогенного
воздействия прямо противоположна
159
направленности естественной
Но, может быть, человек призван
эволюции биосферы. Можно
уничтожить жизнь, зародившуюся на
предположить, что с появлением
планете? Может быть, человек – тот
человека начинается нисходящая
внутренний механизм, который
ветвь эволюции биосферы –
неизбежно приведёт жизнь к
снижается биомасса, продуктивность
самодеструкции? Может быть сама
и информационность биосферы.
созидающая жизнь
Антропогенные воздействия
противоестественна для
разрушают естественные системы
разрушающейся Вселенной? Очень
природы. Как полагает Н.Ф. Реймерс,
интересные мысли об этом
«вслед за прямым уничтожением
высказаны в фильме Ларса фон
видов следует ожидать
Триера «Меланхолия» (Дания,
самодеструкции живого. Фактически
Швеция, Франция, Германия, 2011
этот процесс и идет в виде массового
год).
размножения отдельных организмов,
разрушающих сложившиеся
экосистемы».
Существует ли обратное влияние
техносферы на человека и
человечество? Если говорить о
Человечество – это тот «вирус»,
близких нам вещах, то это прежде
который массово размножился и
всего специфические болезни, в
теперь приведет либо к
возникновении которых
перерождению биосферы в
немаловажную роль играют
«злокачественную опухоль» –
следующие факторы: гиподинамия,
техносферу; либо к ее эволюции в
переедание, информационное
новое качественное состояние –
изобилие, психоэмоциональный
состояние ноосферы. Первое, как
стресс. В связи с этим наблюдается
считают, ведёт к деградации и
постоянный рост «болезней века»:
разрушению природы; второе – к её
сердечно-сосудистых,
сохранению и прогрессивному
онкологических, аллергических
развитию.
заболеваний, психических
160
расстройств. Современный образ
оглушительными «успехами». Очень
жизни планомерно разрушает наши
часто и, в настоящее время – еще
тела. Мы рождаем больных детей.
чаще – человечество получает
Следующий аспект «обратной
отдачи» техносферы: техногенные
катастрофы. Они могут
сопровождаться выбросами опасных
веществ, пожарами, взрывами,
затоплениями и другими тяжелыми
последствиями для населения и
природной среды. Особенно много
техногенных катастроф было в 20
веке. Впрочем, 21 век уже успел
отметиться двумя крупнейшими
ответный «удар» от природы. Нет,
природа далеко не агрессивна.
Просто мы вмешиваемся в те
механизмы работы биосферы,
которые еще даже до конца не
исследовали. Поэтому глобальные
экологические проблемы,
техногенные катастрофы и
катаклизмы, возможно –
закономерное следствие наших
неумелых действий.
техногенными катастрофами,
Конечно, через пару сотен лет мы
последствия которых до сих пор не
сможем полностью заменить
определены. Апрель 2010 года –
роботами животных, живущих рядом
авария на нефтяной вышке Deepwater
с нами сегодня. Аналогичными тем,
Horizon в Мексиканском заливе. 11
которых создает компания Festo.
марта 2011 года радиационная
Можно населить подобными
авария максимально
роботами целый зоопарк, где
возможного уровня тяжести
показывать будущим
на атомной
поколениям, какой красивой
электростанции
была когда то Земля. А
«Фукусима-1».
самим при этом жить
Не всегда триумфальное
шествие человека по
глубоко под землей или
вообще – на Титане…
планете
А может быть, мы
сопровождается
будем неподвижно
161
лежать большую часть своей жизни в
капсулах, проводя время в
виртуальной реальности, подобно
тому, как показано это в культовом
фильме Вачовски «Матрица» (1999
год). Только будем делать это по
доброй воле, создавая «вокруг себя»
целые «миры», погружаясь в их
жизнь, испытывая огромное
удовлетворение, как «главные
кукловоды». А созданные нами
«кукольные» личности (боты) будут
считать себя настоящими людьми из
крови и плоти. Мы будем
развлекаться ими ровно столько,
сколько позволит полностью
лишенная морали личность
постчеловека.
162
Третья катастрофа
Мёртвый город
6.4
Ранее мы вводили понятие «катастрофа» для
обозначения вех геологической истории Земли. Здесь
и сейчас говоря о катастрофах, я имею в виду
ключевые вехи в развитии нашей биосферы, навсегда
изменившие химизм окружающей среды. Я предложил
выделять три основных катастрофы биосферы:
появление первых одноклеточных организмов в
эоархее; появление фотосинтезирующих архебактерий
в палеопротерозое и появление людей (род Homo) в
кайнозойской эре.
163
Мы уже говорили о том, что все
современных науках о человеке нет
перечисленные события навсегда
однозначного ответа на данный очень
изменили химический состав
важный вопрос.
геосфер планеты. Одноклеточные из
эоархея превратили безжизненную
поверхность Земли в туманную
планету, в составе атмосферы
которой были метан и органика.
Фотосинтезирующие архебактерии
постепенно преобразовали
восстановительную атмосферу в
окислительную, дав возможным
развиваться жизни на поверхности
Земли в сложные формы.
Предлагаю вам свою точку зрения на
понимание природы интеллекта.
Интеллект – моделирование
реального мира на основе
супермощных вычислительных
ресурсов, которые могут
базироваться либо на биологических
матрицах, основанных на углероде,
либо вне их. Причем создание
искусственного интеллекта скорее
возможно, чем нет. Однако, всё
Появление человека я назвал
упирается в несовершенство и
антропострофой. Согласимся, что
неполноту имеющихся сейчас у
современный социум продуцирует
человека знаний и технических
колоссальные количества ядовитых
возможностей для этого.
веществ и отходов, отбирает у
растений и животных естественную
среду обитания. Это приводит к
исчезновению многих растений и
животных, дисбалансу традиционных
экосистем.
Если мы принимаем такое
определение интеллекта, становится
абсолютно ясным, что интеллектом
обладают все живые существа на
нашей планете. Интеллект позволяет
любому живому существу, на
Двигателем стремительной эволюции
основании системы обратной связи
цивилизаций можно считать развитие
(если хотите – рефлексов), строить
интеллекта человека современного
модель окружающего мира,
типа. При этом очень сложно понять,
определять различные его части и
что же такое интеллект? В
устанавливать между ними связи.
164
Ключевой особенностью интеллекта
прочно приклеили их к потолку.
является возможность
Инстинктивные программы пауков
прогнозирования изменения среды
оказались более разнообразными и
на основе построенной модели. Если
гибкими, чем это предполагалось.
в вычисления закралась ошибка и
модель построена неверно, это
может повредить или убить живой
организм (например, он не обнаружит
угрозы или не успеет быстро найти
убежище). Если модель оказалась
верной и соответствует
анализируемой реальности, это
приведёт к процветанию особи. Или,
как мы говорим – особь успешно
адаптируется к среде.
Человеческий интеллект отличается
от животного в первую очередь
значительным техническим
превосходством, что позволяет
анализировать мир более успешно и,
соответственно, составлять более
долгосрочные и правильные
прогнозы. Данное техническое
превосходство определяется в
первую очередь анатомофизиологическими особенностями
Есть замечательный научно-
вида животных, к которому относится
популярный фильм Феликса
человек – Homo sapiens. В первую
Соболева «Думают ли животные?»
очередь это развитый головной мозг
(СССР, 1970 год). Там, в частности,
с достаточным количеством
рассказывается об экспериментах
функционирующих вычислительных
над пауками.
«ячеек» – нейронов. Техническое
С потолка на 1000 паутин были
опущены тысячи ниток, что привело
ловчии сети пауков в негодность. 800
пауков покинули сети. 194 паука
ликвидировали аварию, отрезав
паутину вокруг ниток так, чтобы нити
превосходство человека позволило
развиваться виду интенсивно (за счёт
сложных адаптационных
механизмов), а не экстенсивно (за
счёт скоростного размножения и
доминирования в численности).
свободно повисли в пространстве, не
Второе отличие интеллектуальных
мешая охоте. 6 пауков смотали нити и
особенностей человека от подобных
165
Суперкомпьютер
Тяньхэ-2 оборонного
научно-технического
университета армии
Китая оказался самым
быстрым в мире (на
июнь 2013 года). Его
производительность
составила 33,86
петафлопс. Остается
догадываться о том,
какие задачи решает
данный компьютер
у животных заключается в том, что
техники, её дальнейшее развитие, а
мы научились передавать
также эволюция наших моделей
информацию небиологическим путём
представления окружающего мира
(через речь и письменность), что
связаны, прежде всего, с
привело к накоплению данных в том
внегенетическим накоплением
количестве, которое необходимо для
информации.
перехода на новый уровень развития
и формирования цивилизаций.
Трансгуманисты, верующие в
Третье отличие, происходящее из
будущего, предполагают что человек
предыдущего, заключается в том, что
уже сейчас начал
уже сегодня мы можем
трансформироваться в
прогнозировать ещё точнее,
постчеловека, который будет
рассчитывая события вне наших тел,
характеризоваться сращиванием с
посредством компьютерной техники.
техникой (в прямом и переносном
Так мы вновь возвращаемся от
смыслах), отказом от привычного
абстрактного манипулирования
человеческого облика,
словами к точному, чистому от
программируемостью и
предрассудков программному коду.
заменяемостью.
сверхвозможности человека
Само создание компьютерной
166
«Постчеловеческая цивилизация
нанотехнологии, клонирование,
может принять различные формы.
крионика, моделируемая реальность.
Она может оказаться во многом
Да, многие из трансгуманистов, как и
похожей на нашу современную
Ник Бостром, на полном серьёзе
цивилизацию или радикально от нее
считают, что велика вероятность
отличаться. Разумеется, почти
того, что мы с вами живём в
невозможно предсказать, как будет
компьютерной симуляции, подобной
развиваться подобная цивилизация.
той, что описана во многих научно-
Но одно мы знаем точно:
фантастических фильмах («Матрица»,
постчеловеческая цивилизация будет
«Тринадцатый этаж», «Ванильное
располагать доступом к практически
небо»). Т.о. они выстраивают свою
бесконечным вычислительным
философскую модель устройства
мощностям», пишет Ник Бостром,
окружающего их мира.
один из основателей
трансгуманистической ассоциации
Humanity Plus. Думаю не ошибусь,
если назову «постчеловеческую»
цивилизацию технократической, от
которой один шаг до техносферы.
«В действительности никакого
реального мира нет, есть только
«физические», «философские» и
«религиозные» модели. Всякая
попытка постичь истинную природу
мира неизбежно сталкивается с
Хочется только надеяться, что скачок
необходимостью выбирать ту или
к постчеловеческой цивилизации
иную схему интерпретации», –
будет не таким стремительным и
подводит своеобразный итог
страшным, каким он описан в
программист Крис Касперски
триллере Стивена Кинга
(«Реальная философия
«Мобильник».
несуществующего мира», журнал
Трансгуманистов интересует
«Хакер»).
широкий круг ныне активно
Можно принимать или не принимать
обсуждаемых проблем современного
идеи христианства. Можно не верить,
общества: искусственный интеллект,
что становление человека произошло
167
без помощи Всевышнего. Можно
отрицать всё, что нематериально и
верить в способность науки
объяснить все белые пятна нашей
истории. Можно верить или не верить
в компьютерную симуляцию
окружающей действительности и
собственную нематериальность. Так
или иначе, нельзя не согласиться с
тем, что исходная неприглядная
«обезьянья» сущность, до сих пор
существующие в каждом
человеческом индивиде – серьёзная
проблема при реализации любого из
выбранных путей дальнейшего
развития общества.
Курс на ноосферу, систему, где будет
найден компромисс между
устремлениями человека и
возможностями природы – кажется
сейчас единственно верным. Однако
совершенно непонятно, какую роль
сыграет в этом процессе развитие
науки и техники.
168
Без шансов на спасение
6.5
Один из фрагментов Челябинского болида в разрезе.
Фото: Павел Мальцев
Этот раздел книги можно считать переходным между
описанием общих закономерностей функционирования
окружающего мира, о которых мы узнали благодаря
напряженной работе наших экологов-учёных, и
рассказом о конкретных экологических проблемах,
подкарауливающих современную нам цивилизацию
прямо за следующим тёмным углом эволюционного
развития. Гений человека был рожден внутри природы
и теперь все с интересом наблюдают, куда в конечном
169
счёте этот гений приведёт человека и
инстинктивным программам
биосферу в целом: к пропасти или
изначально сводит наши шансы на
процветанию.
спасение к нулю. Человеческая
Я обещаю, что дальше будет только
интересней. Ведь мы приближаемся к
главному вопросу: спасётся ли наша
цивилизация или всё катится к
чертям?
Мы достаточно описали животную
сущность человека, рассмотрели
человеческое общество как
геологическую силу, действующую на
поверхности нашей планеты и
сопоставимую по мощи с
природными процессами. Мы
назвали появление человека третьей
катастрофой. Как любое красивое
действие (а катастрофы могут быть
красивыми и завораживающими),
катастрофа имеет, как минимум,
завязку, развитие действия,
кульминацию и развязку.
В нашем случае завязкой становится
сам факт происхождения человека от
животных, обладающих не самыми
благостными нравами.
Неспособность противостоять
атавистическим обезьяньим
алчность и чёрная зависть станет тем
пусковым механизмом, который уже
запустил сценарии нашего
самоуничтожения.
Я всегда реалист. Поэтому, для меня
нет ничего сложного в вопросе: от
чего погибнет человечество? От
внутренних причин, связанных с
развитием общества, или от внешних,
не связанных с деятельностью
человека. Ответ очевиден: огромный
метеорит или блуждающая планета
могут уничтожить биосферу Земли,
но вероятность такого события
чрезвычайно мала. С другой стороны,
достаточно посмотреть вокруг (или
просто включить телевизор), чтобы
понять, сколько на свете дураков,
для которых экологические законы
не писаны. Эти дураки с большей
вероятностью завершат славную
эволюцию человечества (с
вероятностью в 100.500 раз
большей). Более того: когда мир
будет рушиться и погружаться во
тьму, они будут единственные
170
искренне недоумевать, из-за чего
Только вот по прежнему непонятно,
произошла эта большая
как взрывоопасная смесь из новых
неприятность. И их по-прежнему
идей, технологий, материалов,
будет большинство...
приправленная обезьяньими
Итак, завязка сценария третьей
катастрофы успешно пройдена.
Сегодня мы пишем следующую
страстями, поведет себя в каждый
следующий момент нашей общей
истории.
логическую часть сценария: развитие
Я не могу взять пульт и выключить
действия.
идиотов. Я боюсь остаться один. Я не
Человечество успешно преодолело
три интеллектуальных революции.
Первая техническая революция
произошла в середине XV века, когда
могу вложить в их мозги
«правильные» мысли. Я боюсь
потерять свою индивидуальность. Но
что-то делать нужно!
машинное производство пришло на
Для начала попробуем дополнить
смену традиционному, освободив
деталями портрет постчеловека. Все-
руки рабочих. Вторая научно-
таки именно постчеловеку предстоит
техническая революция произошла в
решать эволюционную судьбу
середине XX века, создав
человеческого вида и всей биосферы
автоматизированное производство,
в целом.
освободившее голову рабочего.
«Сегодня средство производства это скромное серое вещество
весом приблизительно 1,3 кг.
Это человеческий мозг» –
утверждают авторы книги
«Бизнес в стиле фанк» шведы
Кьелл Нордстрем и Йонас
Риддерстрале. И они
правы на все сто.
На практических занятиях со
студентами мы неоднократно
составляли списки тех качеств,
которые отличают современного
человека от людей уходящего
поколения. «Портреты»
неизбежно оказывались
насыщенными
негативными чертами.
171
Давайте посмотрим, какими
вместо семьи – карьера. Особо
особенностями студенты наделяют
выделяется широта взглядов
современного человека. Следует
современного человека, толерантное
понимать, что именно эти качества
отношение к различным феноменам
получат развитие в дальнейшем и
современного общества (от
лягут в основу личности
гомосексуализма до оптического
постчеловека.
искусства). При этом для
Повышение значения информации в
современном мире и способность
эффективно с ней работать –
пожалуй основная особенность
постчеловека. Это неизбежно
требует от нашего головного мозга
увеличения объёма воспринимаемой
информации. Для доступа к ней мы
должны эффективно использовать
современные технологии. С другой
стороны, мы получаем зависимость
от них.
Один из каналов поступления
информации – образование.
Большинство студентов отмечают
доступность образования при
снижении его общего качества.
Присмотримся к личности
постчеловека. Практически все
студенты отмечают, что сегодня
сменились ценностные приоритеты:
постчеловека будет характерна
клиповость сознания. Т.е.
неспособность переварить больше
140 символов в Twitter, больше 15
минут на YouTube и т.п. Прочитать
данную книгу в том виде, который
перед вами, постчеловек не сможет.
Потребуется спецверсия с минимум
текста на каждой странице и
максимум анимированной графики.
Что-то вроде комиксов.
Среди наиболее ярких качеств
личности современного человека все
студенты указывали на
эгоистичность, цинизм,
безответственность. Это то, что
наиболее глубоко лежит внутри
наших животных корней и
объединяет всех нас без исключения.
Поздравляю! У нас вырисовывается
новый герой – герой нашего времени.
Он такой, каким вы хотите его
172
видеть. Он тот, кто легко заменит
Позитивную созидающую эволюцию
вас. Он умнее вас, целеустремленней.
на нашей планете делали альтруисты.
Для него нет ничего важнее полной
Сложно в это поверить, но растения,
самореализации. Он строит карьеру и
животные, грибы и микроорганизмы
шагает по вашим головам, а вы
обязаны своим существованием
говорите ему за это спасибо и
именно альтруизму отдельных
боготворите его. Он умеет отдыхать,
представителей своего вида.
но только для того, чтобы на
следующий день подавлять вас с
утроенной энергией. Он на 100%
использует свое серое вещество
массой 1,3 кг. Ему безразлична
экология, т.к. эгоисту сложно
поставить себя на место другого
человека, животного или растения.
Это чудовище, а не человек.
Но именно такие побеждают в
социальной борьбе внутри
существующего капиталистического
общества. И если вы – он, то вашим
будет всё в этом мире. Может быть,
всё кроме счастья, внутренней
гармонии и умиротворения. Может
быть всё кроме благоприятной
экологической среды жизни. Всё
кроме самой жизни, т.к. эгоизм,
цинизм и безответственность –
разрушительные черты личности.
Единственное абсолютно
эгоистичное создание – ген. Все
более высокие уровни организации
живой материи – кооператоры,
симбионты. Даже отдельные клетки –
кооператоры. Знаете ли вы, что
среди дышащих кислородом и
живущих в воде бактерий
Pseudomonas fluorescens есть
альтруисты?
Было замечено, что когда
численность популяции бактерий
становится значительной, то весь
кислород, растворенный в воде,
расходуется на дыхание и часть
бактерий продуцирует слизь с
пузырьками газа. Бактерии
склеиваются в комочки, которые
всплывают на поверхность воды, где
достаточно кислорода. Но слизь
выделяют лишь немногие бактерии, а
остальные поднимаются к
173
поверхности «за компанию», не тратя
совершенно различны. Человеку-
энергию на синтез и выделение.
строителю пришёл на смену
Первые – альтруисты, вторые –
холодный и расчётливый ум
эгоисты. Популяция бактерий
человека-паразита.
выживает за счёт альтруистов, но
большую её часть составляют
безинициативные клетки.
XXI век требователен к
интеллектуальным возможностям.
Мозги, оригинальность, непохожесть,
Альтруизм играет наиважнейшую
смелость в идеях, яркий
роль в эволюционном развитии
индивидуализм, «здоровый» цинизм –
человека, как на самых ранних этапах
вот что ценится сегодня. Наша задача
его становления, так и в современной
– добавить к этому списку
истории. Свежи примеры подлинного
экологическое мышление, как
героизма советских солдат грудью
способность принимать решения,
закрывавших фашистские
согласованные с
пулемётные гнёзда в годы Великой
основополагающими экологическими
Отечественной войны. Они умерли и
законами Б. Коммонера: всё связано
не продолжили свой род, но дали эту
со всем; всё должно куда-то
возможность нам. Они – истинные
деваться; природа знает лучше; ничто
альтруисты. Советский народ –
не даётся даром. Это позволит
настоящий альтруист, своим потом и
избежать кульминации катастрофы и
кровью защитивший мир от
развязки, которые понравятся далеко
фашизма, сохранивший
не всем из нас.
разнообразие человеческих наций.
Смогут ли современные россияне
повторить эти военные и трудовые
подвиги, если будет новая война?
Сценарии кульминации и развязки
ещё человеком не определены. Никто
не знает, как лягут карты. Обладая
развитым собственным интеллектом,
Итак, человек стремительно
а также возможностью моделировать
меняется. Человек конца XX века и
ситуации на компьютере, мы можем
человек начала XXI века –
лишь фантазировать на счёт своего
174
будущего. Мы можем предполагать
реальный сценарий развязки –
различные варианты развития
вспышка инфекционного
ситуации: от наиболее вероятных до
заболевания, причиной которого
совершенно фантастических. Мы
будет вирус, бактерия или прион,
можем сделать это прямо сейчас.
созданные механизмами
Первый сценарий развязки наиболее
реалистичен. Прибавив к природной
агрессивности человека грядущие
экологические проблемы, такие как
перенаселённость, голод,
ограниченность ресурсов и прочие, а
также современные технологии,
получим третью мировую войну с
естественной эволюции природы или
полученные непреднамеренно в ходе
эксперимента. Недостаточный
уровень физического развития
современного человека, общая
«хилость» организма сыграет «на
руку» возникшей естественным или
искусственным путём инфекции.
применением оружия массового
Сегодня кто-то кашлянул около вас?
поражения. Что приведёт или к
Поздравляю: возможно вы заражены
избирательному уничтожению
человека
(вирусологическое и
бактериальное
оружие) или всей
биосферы в
целом (ядерное
оружие). Будет
жарко и весело –
обещаю.
Ещё один весьма
и доживаете свои последние
месяцы. А умрёте в
страшных мучениях.
Третий сценарий –
глобальные
климатические
изменения.
Триумфальное шествие
человека по планете
может оборваться
весьма прозаическим
образом. Например, в
результате ядерной
войны
175
Климатические изменения уже
ограниченными возможностями не
неоднократно приводили к
только сохраняются, но и получают
катастрофическим сменам
возможность размножаться,
растительных и животных сообществ
«закрепляя» в популяции
как на суше, так и в океане.
«неполноценный» ген. Говорить об
Климатические изменения могли
этом не принято, ведь мы очень
быть вызваны разными
хотим быть гуманными. Со всех
естественными причинами:
сторон нас осаждают объявления о
движением материков и изменением
необходимой срочной материальной
водных и воздушных течений,
помощи очередному искалеченному
выбросом метана со дна океана,
природой ребёнку.
изменениями солнечной активности.
Сейчас в работу по изменению
климата включается человек с его
развитой системой производства.
Проблема изменения климата
серьёзна и будет более подробно
освещена в одном из следующих
разделов книги.
Впрочем, как считает Александр
Марков, причин для паники нет.
Пусть вырождение есть, но все
естественные механизмы
отбраковывания несовершенных
особей сохранены. Вот что он пишет
в книге «Эволюция человека.
Нейроны и душа»: «Человек,
Четвёртый сценарий – наше
обремененный множеством
постепенное генетическое
слабовредных мутаций, будет в
вырождение. Особенности
среднем более слабым, болезненным,
устройства человеческого социума
глупым, некрасивым (кособоким –
приводят к выживанию всех особей,
несимметричным). Помимо всего
даже генетически несовершенных
прочего, он дороже обойдется своим
(мутантов, инвалидов, чрезвычайно
родителям. Если случай будет совсем
слабых здоровьем), что не может не
тяжелый, он заставит родителей
сказываться на общем генетическом
призадуматься, а стоит ли им рожать
здоровье популяции. Люди с
еще одного. <...> Установлено, что
176
репродуктивный успех как мужчин,
следили с помощью многочисленных
так и женщин в современном
датчиков. Даже давали слушать
индустриальном обществе
классическую музыку. В июле 2013
положительно коррелирует с
года, на сроке 27 недель, когда
внешней привлекательностью».
функции материнского организма
Кроме того, будут развиваться
стали нестабильными, медики
медико-генетические консультации и
провели операцию кесарева сечения
совершенствоваться технологии
и извлекли плод из матки. Ребенка в
экстракорпорального
инкубатор для донашивания, а
оплодотворения, что позволит
печень, почки, поджелудочная
родителям ещё до зачатия
железа и сердце матери были
определяться с желаемыми
трансплантированы четырём
параметрами будущего ребенка: пол,
нуждавшимся в них. Конец
цвет волос и глаз, соразмерность
современной медицинской истории.
частей тела друг другу и прочее.
Пятый сценарий назовём
Вот вам один поучительный факт.
«челябинским». Это космические
Сравнительно недавно в Венгрии
причины, независящие от человека.
здоровый ребенок появился на свет
Например, столкновение с
через 92 дня после того, как у 31-
блуждающей планетой, кометой или
летней женщины (15 неделя
метеоритом, резко возросшая
беременности) произошел инсульт и
солнечная активность, изменение
ее мозг погиб. Врачи клиники 3
характеристик самой планеты.
месяца вводили в кровь мёртвого
Большое число научно-
человека специальную питательную
фантастических блокбастеров
жидкость с белками, витаминами и
достаточно наглядно иллюстрируют
микроэлементами. Труп регулярно
подобные сценарии развития
переворачивали, чтобы не было
ситуации. Я не могу назвать эти
пролежней, препятствуя развитию
сценарии фантастическими, т.к.
инфекций. За состоянием плода
природа космоса до конца человеком
177
не изучена. Может произойти всё. И
человек, со всей его цивилизацией и
интеллектом, окажется совершенно
сирым и убогим перед ликом
Космоса.
Остальные сценарии развязок
покажутся вам совершенно
фантастическими. Например, если
мы находимся в компьютерной
симуляции, то нас просто могут
«выключить». Или мы можем
предположить контакт с агрессивно
настроенной внеземной
цивилизацией и этот наш контакт
будет первым и последним. Наконец,
можно представить, что где-то в
недрах программного кода родится
искусственный машинный интеллект
и поработит человека.
Может произойти всё. И наша задача
проста: не дать этому произойти,
сохранив жизнь и цивилизацию.
Иначе, все наши ежедневные потуги
и достижения вполне могут оказаться
бесполезными.
178
7
Энергия
«Жизнь человека не
вечна, но наука и знания
переступают пороги
столетий»
– Игорь Курчатов
Продовольственный кризис
7.1
Благодаря оросительным каналам удается использовать для
нужд сельского хозяйства пустынные земли Египта
Мы уже говорили о том, что живая система любого
уровня нуждается в притоке энергии извне для
поддержания уникального состояния упорядоченности
молекул и снижения энтропии. Иначе – смерть и
рассеивание атомов в среде. Об энергии и её значении
для жизни писал ещё Аристотель. Если взять нас с
вами, то мы, как консументы, занимаем свою нишу в
глобальных круговоротах химических элементов на
планете. Мы вынуждены потреблять готовое
180
органическое
норвежского писателя Кнута Гамсуна
вещество
«Голод» (1890 год): там в мельчайших
других
подробностях описано
животных и
психологическое состояние
растений,
хронически голодающего человека.
извлекая из него энергию. Эта
энергия идёт на поддержание жизни
непосредственно в наших телах.
Такова наша биология.
Другая история: про шведа в
занесённой снегом машине близ
северного города Умео,
произошедшая в конце 2011 – начале
Если в организм длительное время не
2012 года. Оказывается, в условиях
поступают питательные вещества, то
пониженных температур и
наступает особое состояние,
стрессового состояния человек
называемое голодом. Надеюсь,
может обходиться без пищи около
большинство из вас не испытывали
двух месяцев. Первоначально
на себе это состояние более чем пару
расходуются подкожный жир и,
– тройку часов. Если мы
частично – белок мышц. Затем
длительное время не
получаем пищу, то все
наши действия будут
углеводы печени. Расщепление
более половины собственных
белков – последняя и
направлены на её поиск.
необратимая стадия
Все прочие потребности
голодания.
отходят на
второй план. Для
тех, кто плохо
представляет себе
силу голода,
рекомендую
познакомиться с
замечательным романом
По данным
Продовольственной и
сельскохозяйственной
организации
Объединённых Наций на
Кто знает, может именно за такой морковью
– будущее всего человечества...
181
Голод
Хронически голодающие дети на юге Украины (Бердянск, 1922 год)
сентябрь 2010 года 925 миллионов
цены на продовольствие были, есть и
человек в мире страдали от
будут высокими и изменчивыми, что
хронического голода. Наибольшее
представляет опасность для
число голодающих (578 млн. человек)
наиболее бедных стран. Во многих из
живут в Азиатско-Тихоокеанском
этих стран численность населения
регионе. Согласно суровой
возрастает быстрее, чем в «сытой»
статистике ООН, каждые 6 секунд от
Европе, где ежегодно выбрасывают
проблем, связанных с голодом,
на свалку почти 90 миллионов тонн
умирает ребенок. При этом мировые
не съеденных пищевых продуктов.
182
Проблема продовольственного
традиционного хозяйствования,
обеспечения человечества
которые подвергнутся значительному
усугубляется: 1) возрастающими
осушению. В этом плане России и
темпами прироста населения (помним
ряду других государств, занимающих
прогноз на 2050 год в 9,2 млрд.
значительную территорию, «повезёт»
человек); 2) неизбежным падением
больше остальных. Родные
урожайности сельскохозяйственных
пространства оставят простор для
культур, которое обусловлено
манёвра, пусть и потребуют
глобальным изменением климата.
значительных вложений
Доктор Дэвид Лобелл из
интеллектуального и энергетического
Стэндфордского университета и его
ресурсов. Другие же страны, из-за
коллеги (Science, май 2011 года),
ограниченности своих территорий,
проанализировали связь между
малого научного потенциала и
изменением климата за последние 30
неразвитой экономики окажутся не
лет и урожайностью культур.
готовыми к решению проблем
Оказалось, повышение температуры
самообеспечения продовольствием.
среды на 1°C приводит к снижению
урожайности существующих сортов
кукурузы и пшеницы на 10%.
Кроме того, кризис продовольствия
усугубляет и тот факт, что мы
привыкли к богатой жизни.
Дело в том, что климат во многих
Например, Бразилия и США выгодно
областях станет не просто тёплым, но
перерабатывают ценные пищевые
ещё и сухим. Зоны комфортного
ресурсы – сахарный тростник и
земледелия сместятся на
кукурузу – в биоэтанол, топливо
север; туда потребуется
для автомобилей. Если зерно,
перенести всю необходимую
сахарный тростник и кукуруза
инфраструктуру и людской
обеспечивают первичную
ресурс. Возможно, станет
потребность человека в пище, то
необходимой переброска
личный автомобиль нельзя
воды в места
назвать самой
183
необходимой вещью в мире.
Как считает Роберт Дж. Самюэльсон,
обозреватель The Washington Post
(март 2011 года), человечество
переходит с хлеба и каши на
опосредованное потребление зерна –
предложения. Высокие цены или
дефицит могут дестабилизировать
ситуацию в бедных странах и
спровоцировать глобальную борьбу
за дефицитные продукты питания», –
пишет обозреватель.
на мясо-молочный рацион. Отсюда
Не стоит забывать, что голодные
возрастает спрос на кормовое зерно:
люди, не желающие спокойно копать
чтобы нагулять 1 кг мяса, корова
себе могилы и тихо умирать –
должна съесть около 8 кг зерна, а
мощная социальная сила, которая,
курица – 3 кг. «Назовем это Великим
будучи доведенной до крайности,
продовольственным кризисом.
способна серьёзно менять
Глобальный спрос на продовольствие
политическую ситуацию. Неизбежно
наталкивается на ограниченность
будут возникать новые точки
Томас Мальтус и мысли о будущем человечества
Томас Роберт Мальтус, английский
экономист и священник, одним из первых
высказал в труде «Опыт о законе
народонаселения» (1798 год) одну простую
мысль: в будущем человечество неизбежно
столкнётся с проблемой нехватки
продовольствия, вызванной
перенаселением, в результате чего бедное
население планеты вымрет от голода, а
обеспеченные выживут.
Разберемся, насколько актуальна сегодня
гипотеза Т. Мальтуса. Мы уже знаем, что
на 2010 год из 7 миллиардов человек 925
миллионов страдали от хронического
голода, причем 578 миллионов из них – из Азиатско-Тихоокеанского
региона. Кажется, гипотеза Т. Мальтуса подтверждается: да, действительно
184
напряжённости на планете. И
значительные изменения в
причина их возникновения:
социальной, экономической и
неудовлетворённость самой
политической структуре общества.
основной и важной потребности
Нужно уметь получать энергию, лить
человека – потребности в пище.
металл, конструировать и собирать
Продовольственный кризис служит
великолепным примером
взаимозависимости между
окультуренными видами растений и
изменениями в человеческом
обществе.
Многим известно, что повышение
урожайности сельскохозяйственных
культур растений обеспечивается: 1)
искусственным отбором особей; 2)
генными модификациями,
направленными на увеличение
съедобных частей и выборочное
повышение устойчивости к
определенным неблагоприятным
факторам неживой природы и видамвредителям. При этом адаптивная
способность растения к
самоподдержанию приносится в
жертву. Итог: человек должен
сельскохозяйственную технику,
совершенствовать генетику
существующих сортов растений,
опреснять воду, синтезировать
химикаты. Для многих отсталых
стран эти требования к устройству
общества и ресурсам просто
неосуществимы (во всяком случае –
сегодня). Это является препятствием
для использования
высокопродуктивных сортов
растений и необратимо приводит к
продовольственному кризису.
Таким образом окультуренные сорта
растений влияют на эволюционное
развитие человеческой популяции
ровно настолько, насколько человек
влияет на их эволюционное развитие.
Это не одно- а двунаправленный
процесс.
вкладывать в поле всё большее
Выход из Великого
количество энергии, воды,
продовольственного кризиса может
удобрений, гербицидов и пестицидов.
быть связан с дальнейшим
Это в свою очередь вызывает
регулированием численности
185
народонаселения, особенно в
используют лишь в половину своих
экономически слабо развитых
потенциальных возможностей. Всё
странах, где эта работа, на самом
это позволит пусть не избежать, но
деле, не ведётся вообще. Семьи с
смягчить надвигающийся
одним-двумя детьми, должны
продовольственный кризис.
поощряться экономически, как
правительствами своих стран, так и
гуманитарной помощью третьих
стран. Им должно быть обеспечено
прогрессивное современное
образование, где основы экологии
будут не последним предметом.
Важно продолжать работы по
моделированию процессов
изменения климата на планете, чтобы
быть готовыми к ним в долгосрочной
перспективе. Обязательны работы по
совершенствованию генетики
существующих сортов
Таковы проблемы энергетического
обеспечения природной
консументной функции человека.
Однако, пища – далеко не всё, что
нужно современному человеку. Мы
уже обсудили продуцентную
функцию человечества. Весь
комфорт, окружающий нас –
результат бесперебойной работы
добывающей и перерабатывающей
промышленности, потребляющей
колоссальные объёмы энергии и
ресурсы недр планеты.
сельскохозяйственных растений и
выведение новых сортов,
адаптированных к особенностям
климата будущего. Станет
необходимой помощь экономически
отсталым регионам во внедрении
выведенных сортов и освоении
современных методов ведения
сельского хозяйства, т.к.
обрабатываемые земли здесь
186
Чистая вода
Чистая вода – ценнейший ресурс человечества
7.2
Мы выяснили, что для поддержания
жизнедеятельности человеку, как консументу,
необходимо органическое вещество других животных
и растений. Извлекая из него энергию, мы используем
её на поддержание жизни в наших телах. Такова наша
биология. Более семи миллиардам человек на нашей
планете ежедневно требуется пища. Но что более
необходимо нашим телам, нежели пища? Только одно
– чистая пресная вода.
187
Есть один замечательный фильм –
топливо. Можно обойтись и без
постапокалиптический боевик
нефти: мы в состоянии найти другие
«Водный мир» режиссёра Кевина
источники энергоресурсов. Теперь
Райнолдса (США, 1995 год). По
попробуйте обойтись без воды!
сюжету фильма мы оказываемся в
далёком будущем, когда полярные
льды растаяли, уровень мирового
океана значительно поднялся и сушу
затопило. В новом, злом и страшном
мире, каждый вынужден выживать
как может. Вы можете смеяться, но
главными ценностями нового мира
оказываются топливо и… чистая
питьевая вода! Конечно, героев
фильма окружают целые океаны
воды, но это вода солёная и
непригодная для питья. Соленая
морская вода требует сложной,
энергозатратной и длительной
процедуры опреснения.
В дефиците пресной воды нет ничего
удивительного и это не выдумка
сценариста. Экологи уже сейчас
говорят о чистой воде из наших
кранов, как о ресурсе, который
может превратиться в самый
востребованный товар XXI века,
потеснив с этих позиций «чёрное
золото» – нефть – источник энергии,
Как и пища, вода обеспечивает
биологические потребности нашего
организма. Если без пищи мы можем
обходиться пару месяцев, то без
воды, в самом лучшем случае – не
больше 7-10 дней. В сильную жару
без воды человек протянет всего
несколько часов. Если при нехватке
питательных веществ наступает
чувство голода, то при нехватке воды
– жажда.
Начальные стадии обезвоживания
характеризуются чувством жажды,
головными болями,
головокружением, тошнотой,
слабостью. Кровь сгущается.
Сердечно-сосудистая система
работает с перебоями. Питательные
вещества, которые обычно
доставляются к клеткам с водой, не
поступают в ткани. Ухудшается
снабжение клеток кислородом.
Нервные клетки оказываются
наиболее чувствительными к
изменениям, происходящим в
188
Челябинская область – край озёр
Живописное небольшое озеро Теренкуль, расположенное в санаторнокурортной зоне близ города Чебаркуль
организме: возникают галлюцинации,
Несложно подсчитать, сколько воды
судороги. Нарушается работа почек.
требуется для нашего организма
Мочевина и другие продукты распада
каждый день. На каждый килограмм
попадают в кровь, отравляя
веса в покое нужно 30 миллилитров
организм. При 10% обезвоживании
воды. При занятии спортом или
начинается гибель клеток.
интенсивной физической работе
требуется ещё больше воды.
Учитывать это мы сейчас не будем.
189
Пусть средний
предприятий. Известно, что для
вес
производства 1 кг говядины
человеческой
требуется 15.000 литров воды, а 1 кг
особи равен 50
пшеницы – 1500 литров. Среднее
кг. Тогда каждому потребуется 1,5
потребление воды при производстве
литра чистой питьевой воды в сутки.
1 кг стали составляет 150 литров;
Если сейчас на этой планете нас с
бумаги – 900 литров; резины – 1500
вами 7 млрд., то человечеству
литров; пластмасс – 2000 литров.
потребуется около 10,5 млрд. литров
или 10,5 млн. кубометров воды
ежесуточно. К 2050 году нас станет
около 9 млрд. человек, при этом
пресной воды больше не станет.
Нам и нашему производству нужно
всё больше и больше воды. Несмотря
на это, промышленники и
коммунальщики совершенно
бездумно сбрасывают токсичные
Мы сделали расчёт только на ту воду,
отходы прямо в водоёмы – резервы
что нужна нашему организму для
чистой пресной воды – делая их
поддержания жизни. Вместе с тем,
непригодными для использования в
затраты воды ещё более
будущем. Все должны понимать, что
колоссальны на осуществление
чем больше загрязнена вода, тем
продуцентной функции
больше будет стоить её очистка для
человеческого общества:
дальнейшего использования.
сельскохозяйственные нужды,
промышленные нужды, бытовые
расходы, производство
электроэнергии (охлаждающие
контуры реакторов и пр.).
В начале апреля 2012 года в
Челябинской области произошла
авария насоса на станции «Кварцит»,
в результате которой в реку Ай было
сброшено более 80.000 кубометров
Связь воды, сельского хозяйства и
канализации со всего Златоуста. Это
промышленности очевидна, ведь мы
всего на 20.000 кубометров меньше
потребляем воду не только в чистом
годового лимита для предприятия.
виде, но и с пищей, изделиями
Станция «Кварцит» должна подавать
190
всю городскую канализацию
отсутствие воды в центральной сети.
Златоуста на очистные сооружения,
А ведь сотни миллионов людей по
прокачивая отходы на высоту более
всей планете не имеют доступа к
60 метров. При этом насос уже ранее
чистой воде и качественной
неоднократно ломался, а средств на
канализации на протяжении всей
его замену не находилось. Как
своей жизни.
обычно в России – обходились
«заплатками». Более того, когда
случилась серьёзная авария, власти
пытались её скрыть и
общественность узнала о ней только
18-го апреля.
Вспомните, давно ли так случалось,
что ваш дом оставался без воды
более чем на сутки. Думаю,
ожидание в очереди к цистерне
и походы за бутилированной
водой в соседний
продуктовый магазин
Как следует из доклада ООН
«Управление водными ресурсами в
условиях неопределенности и риска»,
к 2015 году доступ к чистой питьевой
воде получат 86% населения
развивающихся стран. При этом
около 1 миллиарда человек попрежнему не имеют такой
возможности. Из них 40%
проживают в Африке
южнее пустыни Сахары, как
раз там, где наблюдаются
самые высокие темпы
забыть сложно. А запах в
роста населения.
туалете и элементарная
Получается, что рост
личная гигиена? Теперь
населения Земли уже
представьте, что воды у
оставил без питьевой
вас нет и больше никогда
воды каждого десятого.
не будет… Хорошо, если
в шаговой доступности
есть водоем. Страшно
представить, сколько
неудобств принесёт
В докладе говорится ещё
об одном интересном
Чистая питьевая вода. Уже в
продаже
191
факте. Оказывается, в последнее
утроилось в масштабах, составив
время все чаще стали использовать
более 70 млн. га в год.
подземные источники воды, которые,
по своей сути являются
невозобновляемыми ресурсами. В
связи с этим многие страны
приобретают земли за пределами
национальной юрисдикции,
предполагая в будущем добывать там
не нефть и газ, а питьевую воду.
При этом, заключая соглашение
между собой, заинтересованные
стороны вопросы водоснабжения
никогда не затрагивают напрямую.
Много такой «водоносной» земли
покупается в Африке. Учёные
предполагают, что засушливый
африканский континент обладает
Транснациональное приобретение
огромными запасами пресной воды в
земли в 2009 году составляло 15-20
подземных горизонтах, которые не
млн. га. За период с 2006 по 2009 гг.
подвержены сезонным засухам и
крупнейшими государствами-
паводкам.
инвесторами стали: Китай,
выкупивший при посредничестве
частных организаций права на
использование 1,24 млн. га земли на
Филиппинах; Южная Корея,
купившая 690.000 га
земли в Судане;
Саудовская Аравия,
купившая 500.000 га в
Танзании (по данным
«Наука за рубежом», №1,
март 2011 года). В
настоящее время
транснациональное
приобретение земли
Получается, вода уже сегодня стала
объектом покупки-продажи на
международной арене, пусть это и не
афишируется. Вода – тот ресурс,
за который страны уже
сейчас готовы платить.
Настанет время, и
Около миллиарда человек
используют для питья
загрязнённую воду, которая
по цвету и консистенции
сравнима с вашим какао, но
далеко не так безопасна и
приятна на вкус. В
загрязнённой воде могут
содержаться вирусы, бактерии,
яйца паразитических червей,
ядовитые химикаты
192
страны будут готовы сражаться за
основные возможности сохранения
доступ к чистой воде. Неравномерное
резервов чистой воды на планете.
распределение на нашей планете
При этом расход воды ещё сложнее
полезных ископаемых уже приводит к
прогнозировать, нежели расход
вооружённым конфликтам.
продовольствия. Плохо и то, что во
Продовольственный кризис и
многих «обеспеченных» ресурсом
нехватка пресной воды – на очереди.
странах люди в последнюю очередь
К методам снижения нагрузки на
водные ресурсы можно отнести: 1)
экономию воды при переходе на
солнечную, ветровую, геотермальную
энергетики; 2) межгосударственную
политику в области прогнозирования
и преодоления экстремальных
погодных явлений; 3) снижение
расходов воды при производстве
продуктов питания, путём выведения
новых устойчивых к недостатку влаги
сортов растений и пород животных, а
также через внедрение
инновационных технологий в
задумываются о ценности
обыкновенной воды, текущей у них из
кранов. По мнению большинства,
вода кажется чем-то настолько
обыденным, что просто не может
быть ценной. Между тем на очистку
сточных вод уходит немало энергии и
разнообразных химических веществ,
а более 80% сточных вод в мире
вообще не собираются и не
очищаются. Мало того, что не
используются вторично, но и
загрязняют стратегические резервы
пресной питьевой воды.
сельское хозяйство и обеспечение
В России, как кажется,
свободного доступа к ним наиболее
предостаточно пресной воды,
отсталых стран; 4) экономию воды на
энергии и всего на свете. Одного
производстве и в быту, сбор и
озера Байкал нам хватит надолго.
очистка сточных вод.
Может быть поэтому, одной и той же
Модернизация сельского хозяйства
развивающихся стран и экономия
воды в промышленности и быту –
очищенной питьевой водой мы
умываемся и смываем фекалии в
туалете. Совершенно спокойно
193
посёлка Цюйцзин в Китае вообще не
трогают тонкие душевные струны
среднестатического россиянина. Там
всё настолько бедно, что отсутствие
воды никого не удивляет. Другое
дело, когда речь заходит о
Великобритании, достаточно
развитой стране, где, казалось бы,
никаких проблем быть не может.
Во всяком случае – с чистой
водой.
В 2012 году Англия отметилась
рекордной засухой, какой не было с
1976 года. За последние две зимы
уровень выпавших осадков был
значительно меньше нормы, что
Утечка
воды в
одном из
общественных
туалетов. Сколько
мы теряем воды вместе с подобными
утечками вам никто не скажет
привело к снижению уровня воды в
реках, водохранилищах и подземных
водоносных пластах до рекордно
низкой отметки. Для жителей Южной
и Восточной Англии с 5 апреля 2012
относимся к утечкам воды. Нас это не
года были введены ограничения на
особо волнует. Те же счётчики на
пользование водой. Ограничения
воду до сих пор установлены далеко
коснулись примерно 1/3 британцев
не у всех россиян. Что уж говорить о
(это более 20 млн. человек).
протекающих кранах и давно не
заменяемых ржавых трубах.
Понимаю, что проблемы с водой
жителей посёлка Алуваш в Индии и
Введены запреты на все виды полива
палисадников при домах, частных
садов. Это при том, что собственный
садик – излюбленное хобби многих
194
англичан. Введён запрет на
отливной Темзы, которую извне
наполнение бассейнов и
питают океаны». Подключаясь к
искусственных водоемов, фонтанов,
океану, Лондон остаётся со своей
на мойку машин. Сокращён полив
протекающей трубопроводной сетью
общественных парков. Введён запрет
Викторианской эпохи и домами, не
на использование шлангов в личных
оснащёнными счётчиками.
хозяйственных целях. Нарушившим
Опреснение воды проводится самым
запрет грозит штраф в размере 1000
сложным и энергозатратным
фунтов стерлингов.
способом – методом обратного
Еще летом 2010 года в Бэктоне
(восточной части Лондона)
предусмотрительно был построен
осмоса. Вода получается
действительно чистой, но достаточно
дорогой.
первый завод по опреснению воды на
Если принять во внимание гипотезу о
материковой части Соединенного
том, что океаны в будущем будут
Королевства стоимостью 270 млн.
являться основным источником
фунтов стерлингов (Thames Gateway
питьевой воды, то опреснение воды,
Water Treatment Works). При
как технологический процесс должен
наступлении засухи такой завод
быть интересен любому государству,
сможет обеспечить 400.000 домов
имеющему выход к морю. Проблемой
140 литрами воды в сутки. Мартин
любого метода опреснения является
Бэггс, исполнительный директор
энергозатратность и дороговизна
компании по водоснабжению Thames
оборудования. Если Кувейт,
Water, сообщает: «существующих
расположенный на берегу
ресурсов – из неприливно-отливных
Персидского залива, может
рек и грунтовых вод – недостаточно
позволить себе роскошь зависеть от
для удовлетворения прогнозируемой
опресненной воды, то только потому,
потребности Лондона в воде.
что государство извлекает огромные
Поэтому мы подключаемся к новому,
доходы от продажи нефти.
безграничному ресурсу приливно-
195
Впуск
солёной
воды
Выпуск
солёной
воды
НАСОС
Рассол
Полупроницаемая
мембрана
Чистая вода
Опреснение воды по методу
обратного осмоса основывается на
принципе избирательного
проникновения веществ через
полупроницаемые мембраны. В
Выпуск
чистой
воды
Упрощённая схема опреснения воды по методу
обратного осмоса
помощью мощных насосов под
давлением 25 атмосфер и более.
нашем случае, вода свободно
Вода может быть опреснена и
проходит через мембрану, а соли –
методом дистилляции. Принцип
задерживаются. Однако, если рассол
достаточно прост, оборудование
будет подаваться на мембраны под
стоит гораздо дешевле, но при
обыкновенным давлением, тогда
промышленных масштабах
молекулы воды будут легко
производства воды есть
проходить через мембрану в сторону
определённые проблемы с
их меньшей концентрации, т.е. в
образующейся накипью. Вода
рассол, что неприемлемо. Вот почему
нагревается и превращается в пар, в
рассол подаётся на мембраны с
то время как соли остаются в
196
рассоле. Пресная вода
400 опреснительных комбинатов в
конденсируется и используется.
почти 40 странах мира, от
Важно, что при более низком
Карибского моря до Израиля, от
давлении температура кипения воды
США до Китая.
снижается, и дистилляция требует
меньших затрат энергии.
Крупнейшему опреснительному
заводу в Австралии, снабжающему
Лидером в развитии технологий
водой Мельбурн, посвящён
опреснения воды называют Израиль.
документальный фильм Discovery
На сайте Министерства иностранных
Channel «Extreme Engineering:
дел Израиля совершенно серьезно
Drought-Proofing Australia» (2 серия 9-
пишут о двух тысячах лет развития
го сезона, 2011 год).
этой отрасли: «ещё во время Исхода
из Египта пророку Моисею довелось
по велению свыше превратить
соленые воды в пресные».
Если опреснение морской воды –
будущее, то для некоторых стран
мира оно уже наступило. Нам,
россиянам, несказанно повезло с
Сейчас времена уже не те: на Бога
огромными запасами пресной воды и
надейся, а сам не плошай. На
мы совершенно не задумываемся о
территории государства работает три
её грамотной добыче и сохранении.
крупных завода (в Ашкелоне,
Пальмахиме и Хадере). В самое
ближайшее время будут запущены
ещё два: в Ашдоде и Сореке.
Суммарная мощность
опреснительных заводов составит
более 500 млн. кубометров воды в
год. Это внушительные 60% от
общего потребления пресной воды
домохозяйствами. Израильская IDE
Technologies построила уже более
Проблемы чистой воды и её
источников автоматически возникают
в любом крупном городе. Сейчас в
города стремится попасть всё
«прогрессивное» население. Город
привлекает людей широкими
возможностями для самореализации,
но разрастание городов лишь
усугубляет многие экологические
проблемы, будь то рассмотренное
197
нами ранее избыточное
доверяю вполне. Использование
энергопотребление или нехватка
дополнительных систем фильтрации
чистой безопасной питьевой воды. На
воды давно стало нормой для
графиках водопотребления нужды
большинства челябинцев.
крупных городов уже отмечаются
отдельно, наряду с тратами на
сельское хозяйство и
промышленность.
Вторая точка маршрута – река Миасс
в районе Троицкого моста, который
челябинцы часто называют
Кировским, т.к. на него от центра
Проблемы с водой есть в любом
города ведёт главная пешеходная
крупном городе и мой родной
улица Кировка. Здесь, прямо с моста,
Челябинск не стал исключением. В
вы можете наблюдать искусственно
Челябинске есть несколько
созданные в 70-х годах XX века
«экскурсионных» точек, где любой из
«карманы» – русла, которые были
жителей и гостей города сможет
призваны улучшать эстетику центра
воочие убедиться в наличии этих
города и увеличивать пропускную
проблем. И даже более глубоких, чем
способность реки во время паводков.
просто – экологических. Проблемы
Сейчас в карманах вода застаивается
уже давно приобрели системный
и они превращаются в болота. В
характер.
одном из карманов установлен
Первая точка экскурсионного
маршрута – водопроводный кран. Нас
фонтан, но делу он помогает мало.
Река гниёт и заболачивается.
заверяют, что качество воды
Третья точка маршрута –
соответствует всем нормативам и,
Шершнёвское водохранилище -
конечно, в России нет причин не
основной запас питьевой воды
верить чиновникам. Просто
города. С искусственным водоёмом
констатируем простой факт: вода из
давно не всё в порядке. Регулярно
крана невкусная. И пусть этот
мы наблюдаем его цветение.
параметр весьма субъективный,
Регулярно на берег выбрасывает
своим вкусовым рецепторам я
мертвую рыбу. Остаётся только
198
догадываться, какие божественные
силы в этом повинны.
Четвёртая точка маршрута – торговоразвлекательный комплекс «Родник».
Комплекс назван в честь самого
настоящего родника, к которому
приезжали челябинцы со всего
города за вкусной и чистой водой.
Начали строить ТРК «Родник» и
настоящий родник исчез. В ходе
строительства был сдвинут
водоносный пласт земли. Родника
больше нет, но есть ТРК «Родник».
Развлекайтесь.
199
Углеводороды и мирный атом
Солдат служит. Правительство добывает нефть. Ирак, 2003 год
7.3
Итак, производство и доставка пресной питьевой
воды, пищи энергозатратны. Поговорим о других
энергозатратах современного человека.
Известно, что на каждого человека сегодня
расходуется от 8400 до 17.000 кДж энергии в день. Это
много больше, чем требует наша физиология (для
поддержания жизни взрослому мужчине необходимо
около 3000 кДж энергии в день). Разница в
энергозатратах обеспечивается за счёт полезных
200
ископаемых планеты и определяет
цифры весьма условны.
высокий уровень жизни
Экономическая ситуация в мире
современного человека. Большая
постоянно меняется, и озвученные
часть энергии, которая используется
цифры призваны дать понять, что
для обеспечения социальной сферы
ресурсы конечны и требуют замены в
человечества, добывается путём
ближайшей перспективе. Есть
сжигания таких углеводородов, как
скромные предположения, что к 2020
нефть, каменный уголь, природный
году мировое производство нефти
газ. Это тот углерод (C), что не
может вырасти на 20% от ныне
должен был вернуться в
существующего уровня. Это
действующую экосистему Земли, но
произойдет, в основном, за счет
возвращён благодаря человеку.
роста добычи нефти в таких странах
Отсюда мы получаем энергию и
как США, Канада, Ирак и Бразилия.
огромное количество полезных
Параллельно совершенствуются и
веществ для своей социальной
будут совершенствоваться дальше
жизни. Переработка той же нефти
методы добычи нефти.
даёт нам не только топливо и
масла, но и синтетические
волокна, пластмассы,
поверхностно-активные
вещества, моющие средства,
красители, пластификаторы,
присадки и многое другое.
Мы уже говорили о том,
С другой стороны, есть такое
понятие, как «спрос на
нефть». И вот здесь не всё
однозначно. Наиболее
развитые страны (Северная
Америка и Европа) уже
переключаются на
энергосберегающие
что при самых смелых
экологические
расчётах, каменного угля,
технологии, сокращая
природного газа и нефти
потребность в
человечеству хватит ещё
на 50-100 лет. Конечно, эти
Нефть – биогенное вещество,
играющее в жизни современного
человечества не последнюю роль
201
углеводородах. Та же Германия
время продавать «сырые» нефть, газ
решила в самое ближайшее время
и уголь станет просто не выгодно
«слезть» с углеводородной иглы,
экономически. Какая выгода
получая энергию от солнца и ветра,
бюджету страны от нефти ценой
показав тем самым пример всей
менее $50 за баррель? Особенно,
Европе. Одновременно с этим, США
когда вся экономика держится на
и ряд других стран уже меньше
продаже углеводородов. Так что,
покупают нефти, начав активную
скорее к нефти иссякнет
разработку собственных ископаемых.
коммерческий интерес, нежели
Китай и другие развивающиеся
иссякнут её запасы. И Россия к этому
рынки покупают нефть по прежнему
сейчас совершенно не готова,
много, но ждать от них существенно
продолжая развивать добычу
роста потребления не стоит, да и
полезных ископаемых, а не
сами эти экономики специалистами
наукоёмкие технологии и
признаются весьма нестабильными.
производство.
Получается весьма забавно: да,
Всё прогрессивное человечество уже
запасы нефти и прочих
сейчас серьёзно занимается
углеводородов на планете
поисками альтернативных, дешёвых и
ограничены; да, разработка нефти
безопасных источников энергии для
идет полным ходом. Но вот
своей продуцентной функции.
потребность в нефти будет со
временем только сокращаться. А
значит – будет падать стоимость
барреля нефти на мировом рынке.
В сложившейся ситуации кажется
очевидным использование атомной
энергии. Нас убеждают, что ничего
страшного в атомной энергетике нет.
Если раньше мы ругали Россию за то,
Миллиарды лет родственные
что она много продает
процессы термоядерного синтеза на
непереработанных углеводородов за
Солнце обеспечивали и
границу, то теперь стоит задуматься
обеспечивают биосферу Земли
о том, что уже в самое ближайшее
необходимой энергией. Единственное
202
но: современную нам атомную
руководителем работ по урану.
энергетику нельзя назвать дешёвой и
Родился учёный на Урале. Именно
безопасной. Зато в плюс – огромный
И.В. Курчатов окончательно убедил
опыт в ядерной энергетике,
Иосифа Сталина в важности и
накопленный советскими и
значимости нового проекта. В 1946
российскими физиками. Опыт
году впервые на континенте Евразия
постройки и эксплуатации ядерных
в реакторе Ф-1 была осуществлена
реакторов и опыт предотвращения
самоподдерживающаяся цепная
техногенных катастроф, связанных с
реакция деления урана.
данной отраслью.
Чем отличается ядерный реактор от
История российской атомной
реактора управляемого
промышленности началась с
термоядерного синтеза? В первом
реализации советского атомного
случае – это распад тяжёлых ядер до
проекта. Отправной точкой стало
более лёгких; во втором случае –
секретное постановление
обратный процесс.
Государственного комитета обороны
«Об организации работ по урану»,
подписанное в 1942 году. Академии
наук было предписано «возобновить
работы по исследованию
осуществимости использования
атомной энергии путем расщепления
ядра урана и представить доклад о
возможности создания урановой
бомбы или уранового топлива».
В феврале 1943 года
Государственный комитет по обороне
назначил профессора Игоря
Васильевича Курчатова научным
Исследования проведённые в
реакторе Ф-1 позволили уже в 1948
году запустить первый
промышленный реактор А по
производству плутония мощностью
100 МВт. Он заработал на комбинате
№ 817 (ныне ПО «Маяк», г. Озерск
Челябинской области).
С сайта Госкорпорации «Росатом»:
«Сегодня атомная отрасль России
представляет собой мощный
комплекс из более чем 270
предприятий и организаций, в
203
которых занято свыше 190 тыс.
сейчас и обеспечить рост
человек. В структуре отрасли –
энергопотребления человечества в
четыре крупных научно-
будущем. Конечно, существуют более
производственных комплекса:
безопасные источники энергии, такие
предприятия ядерно-топливного
как энергия солнца, ветра, тепло
цикла, атомной энергетики, ядерно-
Земли и прочее, но их нельзя сегодня
оружейного комплекса и научно-
рассматривать как замену нефти,
исследовательские институты. Кроме
угля и газа. А экономики некоторых
того, после включения в состав
стран, исторически лишенных
Госкорпорации «Росатом» ФГУП
полезных ископаемых и значительной
«Атомфлот» сюда же можно включить
территории, таких как Япония,
самый мощный в мире ледокольный
оказываются ещё более зависимы от
флот».
мирного атома.
Отлично. Но нас интересует
После аварии на АЭС «Фукусима»,
другой вопрос: безопасна ли
атомная энергетика для
биосферы Земли или работы
в марте 2011 года, под
давлением общественности
все японские реакторы были
в данном направлении
остановлены для планового
необходимо постепенно
технического
сворачивать?
Ответ на данный вопрос дать
практически невозможно.
Однако, очевидным является
тот факт, что энергия,
получаемая при трансформации
ядер – единственный мощный
источник энергии, способный
заменить традиционные
углеводороды на 100% уже
обслуживания.
Предполагалось, что они
будут законсервированы
навсегда, а японцы перейдут на
альтернативные источники
энергии и традиционные
энергоресурсы. Считалось, что
у японцев достаточно
инноваций для этого, но уже в
июне 2012 года японский
204
премьер-министр Йосихико Нода
серы (SO2), 6400 тонн окислов азота
принимает решение о том, что
(NOX) и 1650 тонн пыли.
реакторы №3 и №4 на АЭС «Охи»
должны быть вновь запущены.
«Дешевая и стабильная
электроэнергия является жизненно
необходимой. Если все реакторы,
которые ранее обеспечивали 30%
электроэнергии в Японии, не будут
работать, японское общество не
может выжить», – заявил Йосихико
Нода.
Атомная электростанция потребляет
27 тонн обогащенного до 3% урана,
не выбрасывает окислов и пыли. При
этом она производит 14 кубических
метров высокорадиоактивных
отходов (облученное топливо, 97%
которого теоретически можно
регенерировать и повторно
использовать), 500 кубических
метров низко- и
Утверждается, что если посмотреть
среднерадиоактивных отходов и
одномоментный «выхлоп» ядерного
выбрасывает в окружающую среду
реактора и станций на традиционных
приблизительно 300 Кюри
теплоносителях одинаковой
радиоактивности ежегодно, большая
мощностью в 1000 МВт (6,6
часть которой состоит из
миллиарда кВт-ч в год), то первый
существующих в природе изотопов
окажется много «чище». Основатель
химических элементов.
и президент Международной
ассоциации «Защитники природы за
атомную энергетику», француз Бруно
Комби пишет, что электростанция на
жидком топливе сжигает 1,52
миллиона тонн углеводородов
ежегодно, сбрасывая в атмосферу
2,4 миллиарда кубических метров
углекислого газа, 91000 тонн окислов
Во Франции по данным
Международного агентства по
атомной энергии (2011 год), на
атомных электростанциях
производят 439,73 млрд кВт·ч/год,
уступая по этому параметру лишь
США (836,63 млрд кВт·ч/год). При
этом во Франции самая высокая
плотность атомных электростанций в
мире. Россия по этому параметру (до
205
событий на японской АЭС
Именно по причине недостаточной
Фукусима-1) находилась на
информированности большая часть
четвёртом месте, производя на
россиян по прежнему боится атомной
атомных реакторах 160,04 млрд
энергии, считая её опасной и
кВт·ч/год.
ненадежной. Того ли мы боимся?
Госкорпорация «Росатом»
Рассмотрим в общих чертах принцип
прикладывает достаточные усилия
устройства и работы атомного
для популяризации идеи мирного
реактора, ведь в пользе
атома среди населения России.
рентгенографии никого убеждать не
Например, Росатомом были сняты
нужно: все готовы облучиться, если
три получасовых научно-
это хоть как-то сможет помочь
документальных фильма о
справиться с болезнью.
российской ядерной энергетике:
первый, второй и третий фильмы.
В основе работы любого атомного
реактора лежит размножение частиц
Рекомендую прочитать книгу Эрика
– нейтронов. Нейтроны рождаются в
Холла «Радиация и жизнь», в которой
результате расщепления атомного
сделана попытка беспристрастно
ядра. Данный процесс
оценить преимущества и недостатки
экзотермический, т.е. происходит с
использования радиации в мирной
выделением значительных количеств
жизни: от рентгенограммы
тепловой энергии, которая
сломанной кости конечности до
трансформируется в электрическую.
лечения рака и производства
Сразу отметим, что при этой
энергии. В книге понятным языком
трансформации теряется огромное
рассказывается о природе
количество энергии. Например,
ионизирующего излучения, его
тепловая мощность реактора модели
количественных характеристиках (в
ВВЭР-1000 составляет 3000МВт,
т.ч. о дозах и нормах), т.е. о том, чему
тогда как электрическая – всего
пока не нашлось места в книге,
1000МВт.
которую вы сейчас читаете.
206
Элементы устройства реактора
модели ВВЭР-1000
приведёт к перегреву и взрыву
атомного реактора.
Значит, нужно контролировать
«количество» нейтронов в активной
зоне реактора. Контроль
осуществляется через выполнение
двух взаимоисключающих команд:
1) добавить нейтронов в активной
зоне реактора чтобы увеличить
интенсивность цепной реакции и,
следовательно, увеличить
тепловыделение реактора (т.е.
увеличить его мощность);
5-й энергоблок Нововоронежской
АЭС, запущенный в эксплуатацию в
1980 году. Здесь впервые был
использован реактор модели
ВВЭР-1000. Фото: Илья Шестаков
2) уменьшить количество нейтронов
в активной зоне реактора,
снизить интенсивность цепной
реакции и, следовательно,
уменьшить тепловыделение
Образовавшиеся в реакторе нейроны
реактора (т.е. уменьшить его
находятся в свободном состоянии и
мощность или вовсе остановить,
способны вызвать расщепление
заглушить).
атомного ядра и, соответственно –
рождение новых нейтронов. Говорят:
запущена цепная реакция. Если
человек не будет контролировать
ситуацию, цепная реакция будет
нарастать лавинообразно, что
Регулируют работу реактора стержни
специальной системы управления и
защиты (СУЗ). Стержни содержат в
своём составе вещества,
поглощающие нейтроны и не дающие
им вызвать цепную реакцию. Чем
207
больше стержней СУЗ опускают в
таблетки диоксида урана или другого
реактор и чем глубже их опускают,
ядерного топлива. Тяжелые ядра
тем больше свободных нейтронов
урана-235 делятся с выделением
«отлавливается» и мощность
значительного количества тепловой
реактора снижается. В реакторе
энергии, которая разогревает твэлы.
модели ВВЭР-1000 в качестве
При диаметре 9,1-13,5 мм стержни
поглотителя нейтронов используют
достигают в длину несколько метров.
карбид бора и титанат диспрозия.
Разогретая стержнями вода передаёт
Понятно, что извлекая стержни СУЗ с
через теплообменник своё тепло
поглотителем нейтронов из активной
воде внешнего контура, превращая
зоны реактора мы увеличиваем его
её в пар. Пар приводит в движение
мощность. Аналогичный эффект
лопасти турбины генератора,
может быть наблюдаем при замене
который и производит электричество.
отработанных топливных элементов –
Для процесса обратной конденсации
источников нейтронов.
пара внешнего контура в исходное
жидкое состояние используют воду
Основой современной атомной
из водоемов-охладителей и
энергетики являются
ВВЭРы, или – ВодоВодяные Энергетические
Реакторы. Система
4
1
5
состоит из двух водяных
контуров: внутреннего и
внешнего. Во внутреннем
вода разогревается
3
2
6
горячими твэлами –
тепловыделяющими
элементами. Это сложно
устроенные стержни,
содержащие внутри себя
Принципиальная схема Водо-Водяного Энергетического Реактора.
На схеме: 1 – стержни; 2 – внутренний контур; 3 – внешний контур;
4 – турбина; 5 – генератор; 6 – конденсатор
208
атмосферный воздух. Охлаждение
прежнему небезопасны и по сути
воды внешнего контура происходит в
неэффективны. При производстве
огромных гиперболоидных
определенного количества атомной
охладительных башнях – градирнях –
энергии мы вынуждены затратить
самой заметной части АЭС.
ещё больше энергии, для
Подсчитывая экономическую выгоду
при использовании «дешёвой»
атомной энергии, простой обыватель
часто не учитывает длительные,
сложные, дорогостоящие и
преодоления возникшей в среде
энтропии (неупорядоченности). Ярким
примером энтропии подобного рода
является любая авария с участием
мирного атома.
энергоёмкие процессы утилизации
1986 год – авария на Чернобыльской
отработанных стержней. Твэлы,
АЭС (Украина). Интересно, что от
после их извлечения из реакторов,
катастрофы больше всего
должны проходить выдержку в
пострадала территория соседней
течение 3-6 лет в специальных
Белоруссии – на её долю приходится
хранилищах. Только потом их можно
около 70 процентов загрязнения.
транспортировать к месту
Радиоактивному заражению
переработки. Трудности вызывает
подверглась территория Белоруссии
также утилизация и захоронение
площадью 48,8 тысячи квадратных
отходов, непригодных к регенерации.
километров (это более 20 процентов
Стоимость всех этих мер оказывает
от территории страны). Размер
существенное влияние на
ущерба, нанесенный республике, в
экономическую эффективность и
2013 году оценивался в Минске в 235
безопасность эксплуатируемых
миллиардов долларов, что равно 32
атомных электростанций.
бюджетам Белоруссии образца 1985
Юджин Одум, известный
американский эколог, указывает на
то, что современные способы
извлечения атомной энергии по
года. Более того, около тысячи
квадратных километров белорусских
земель можно считать потерянными
навсегда, ведь период полураспада
209
одного из загрязнителей (изотопов
реактор остаётся незащищённым от
плутония) составляет 24 тысячи лет.
«дурака». По-прежнему, чтобы
Так сколько на самом деле стоит
человечеству энергия, произведенная
на АЭС?
Вот что пишет Николай Бурдаков,
один из ведущих специалистов по
графитовой тематике, ветеран
атомной отрасли (ПО «Маяк», 2009
год): «На ближайшие 10-15 лет
придется эксплуатировать на АЭС
реакторы, обладающие некоторыми
недостатками с точки зрения
безопасности, поэтому строгое
соблюдение норм безопасности,
заложенных в технологическом
регламенте, является законом для
эксплуатационного персонала
ядерных реакторов». По сути дела
автор говорит о том, что при
современном состоянии
отечественной атомной отрасли с
оперативно решать нештатные
ситуации на старых реакторах, нужно
отлично разбираться в нюансах
работы реактора, буквально
«чувствовать» его, жить им. Таких
высококвалифицированных
специалистов остаётся в отрасли всё
меньше. Многие производства
атомной отрасли остро нуждаются в
специалистах. Россия обнищала
инженерами.
Замечу, что первая в мире Обнинская
АЭС проработала почти 48 лет без
серьёзных аварий. В строительстве и
эксплуатации станции принимали
участие виднейшие специалисты
Советского Союза: И.В. Курчатов,
Н.А. Доллежаль, С.М. Фейнберг и
другие, стоявшие у истоков мирного
атома.
технически устаревшими реакторами,
Итак, основными необходимыми
человеческий фактор будет
элементами обеспечения
оставаться одной из основных
безопасности работы реакторов
причин потенциальных аварий. Да,
являются:
совершенствуются системы
управления реакторами, конструкции
1) человеческий фактор;
твелов и СУЗ, но на низком уровне
210
2) непрерывное обеспечение
охлаждения реактора;
3) обеспечение работы системы
управления и защиты (СУЗ);
4) соблюдение норм по размещению
стержней СУЗ.
Ещё одна проблема атомной отрасли
лежит уже в социальной плоскости.
Документальный фильм Алексея
Поборцева «Атомные люди» (2006
год) как раз рассказывает о том, к
каким последствиям может привести
одна единственная техногенная
катастрофа с участием АЭС. В
фильме говорится о том, что
государство практически бросило на
произвол судьбы людей,
пострадавших от аварии на
Чернобыльской АЭС. Мы приходим к
выводу, что развитие в России
атомной энергетики – это ещё и
вопрос открытости отрасли для
любого гражданина, вопрос
честности и полной ответственности
государства перед каждым жителем,
так или иначе пострадавшим от
техногенной аварии с участием
мирного атома. Только по
достижении государством всех этих
качеств, мы можем сказать: атомная
энергетика относительно безопасна
для общества и природы. Но даже в
этом случае атомную энергетику
нужно рассматривать как временную
меру по обеспечению человечества
энергией.
Может сравнение будет
неправильным, но любая авария на
АЭС, сопровождающаяся гибелью и
вынужденным переселением людей,
вполне равносильна любому иному
бедствию или катастрофе, будь то
цунами, землетрясение, ураган или
наводнение. Разве что негативный
эффект от аварии на АЭС гораздо
более длителен и глубок.
Длительность обеспечивается
периодами распада радиоактивных
элементов, а глубина – воздействием
на геном половых клеток с
последующим рождением уродов.
Наводнение 7 июля 2012 года в
городе Крымске (Краснодарский
край) ещё раз наглядно
продемонстрировало, что само по
себе наше государство ни за что не
умеет быть ответственным. Люди
211
даже не были оповещены о
этой энергии на данном этапе
возможном затоплении. И есть ли у
развития человечества неизбежно
простых граждан после этого
приводит к ухудшению условий
уверенность в том, что в случае с
жизни. Вопрос стоит лишь в том,
аварией на объектах мирного атома
готовы ли мы платить чистым
власти будут действовать не в
воздухом, водой, почвой, своим
пример профессиональней? История
здоровьем и психическим
двух аварий (ПО «Маяк» и Чернобыль)
благополучием за лишнюю красивую
говорит об обратном.
вещь или социальное благо?
«Окончательное решение о
масштабах выработки
дополнительной энергии и о том,
будет ли она произведена из
ископаемого топлива или с помощью
атомных станций, не может быть
принята самостоятельно никем – ни
правительством, ни промышленной
компанией, производящей энергию,
ни учёными или какой-нибудь другой
группой людей. В конечном счёте
общество должно определить тот
уровень жизни, который оно хотело
бы иметь, и решать, будет ли он
совместим с сохранением
окружающей среды», – пишет Э.
Холл. Действительно, комфортная
жизнь всё возрастающего числа
людей требует всё больших объёмов
дополнительной энергии. Выработка
212
Альтернативная энергетика
7.4
Вопреки сложившимся традициям: спортивный электромобиль Tesla
Roadster на фоне ветрогенераторов ветряной электростанции. Фото:
teslamotors.com
Итак, атомная энергетика способна уже сегодня
обеспечивать всё возрастающие энергозатраты
человека. Однако, здесь мы сталкиваемся с рядом
трудностей, одна из которых – высокая токсичность
отходов атомной промышленности и
безответственность правительств. Поэтому, мирный
атом мне видится лишь переходным этапом от
традиционных углеводородов к альтернативной
энергетике – возобновимым источникам энергии
213
(ВИЭ). К таковым относят
России с использованием
геотермальную энергетику, ветровые
возобновляемых источников, в 2008
электростанции, солнечные
году составила около 1%». Цифра в
электростанции, малые
1% выглядит весьма
гидроэлектростанции, приливные
жизнеутверждающей. Есть куда
электростанции и биоэнергетику.
развиваться.
Конечно, эффективность подобных
Среди немногих объектов
источников энергии неодинакова на
альтернативной энергетики России
территории государства: где-то
стоит особо отметить Мутновскую
больше солнца, где-то больше ветра,
геотермальную электростанцию
где-то эффективнее устанавливать
(Камчатка), запущенную в
малые гидроэлектростанции (есть
эксплуатацию в 2003 году. Станция
перепады высот и быстрые реки), а
использует тепло Земли для
приливные возможны только на
выработки 60МВт энергии. К
побережьях. Вот что написано на
подобному типу альтернативных
сайте Министерства энергетики
станций можно также отнести
Российской Федерации о
Верхне-Мутновскую ГеоЭС
современном положении дел в
(Камчатка, 12МВт), Паужетскую
области использования ВИЭ:
ГеоЭС (Камчатка, 12МВт),
«Объём технически
Менделеевскую ГеоЭС
доступных
(Курильские острова, 3,6
возобновляемых
МВт), Океанскую ГеоЭС
источников энергии в
(Курильские острова,
Российской Федерации
2,5МВт). Среди
составляет не менее 24
электростанций,
млрд. тонн условного
использующих энергию
топлива. Доля
ветра, особо отметим
электроэнергии,
Куликовскую
вырабатываемой в
ветряную электростанцию
214
(Калининградская область, 5,1 МВт),
Конечно, мощности самой крупной из
Анадырскую ВЭС (Чукотка, 2,5 МВт),
ныне существующих альтернативных
Калмыцкую ВЭС (Калмыкия, 2 МВт) и
электростанций не хватит для
ВЭС Тюпкильды (Башкирия, 2 МВт).
бесперебойного обеспечения города-
Отметим так-же экспериментальную
миллионника или крупного
и единственную приливную
металлургического производства.
электростанцию России –
Посмотрим на мощности уже
Кислогубскую ПЭС, мощностью в 1,7
эксплуатируемых в России станций:
МВт (Мурманская область); малые
максимум – 60МВт. При этом одна
ГЭС в Карелии, на Алтае и Северном
единственная Балаковская АЭС
Кавказе.
(Саратовская область) на 4-х
29 сентября 2010 года в
реакторах даёт 4000 МВт.
Белгородской области, на
Другое дело, если у вас есть
территории ООО «Агро-Белогорье»
собственный дом или вы поставили
заработала первая
целью запитать энергией коттеджный
фотоэлектрическая станция. Общая
кооператив или малый бизнес. ВИЭ
мощность энергостанции составляет
способны обеспечить
всего 100 кВт. Электростанция не в
децентрализованную от
состоянии обеспечить
энергосистем форму снабжения
энергетическую независимость всему
электричеством – в этом их
агрокомплексу. Однако на
однозначное преимущество.
территории комплекса уже
располагается пять ветряков, а в
дальнейшем планируют установить
биогазовую установку. Таким
образом, в будущем, агрокомплекс
может стать независимым от
центральной электросети.
В развитых странах владелец
собственного дома, использующий
альтернативные источники энергии,
не только обеспечивает себя
энергией на 30-50%, но ещё получает
налоговые льготы на оплату
энергоресурсов из центральных
сетей. В России подобной практики
215
нет, поэтому альтернативная
ящика мы пропустим змеевик из
энергетика частного сектора
металлических труб, также
остаётся прерогативой богатых и
выкрашенных в чёрный цвет. Теперь
экологически настроенных граждан.
достаточно пустить с одного конца
То есть – единиц.
конструкции холодную воду, а с
Наиболее перспективным и
доступным источником
возобновляемой энергии является
Солнце. Рассмотрим этот
неисчерпаемый источник энергии
подробнее.
кипяток). Простейший проточный
водонагреватель собран. На его
работу затрачивается исключительно
энергия солнца. Такой солнечный
нагреватель можно разместить на
крыше садового домика – ведь всё
Представим садовый участок. Вода
подведена, но только холодная. В
солнечный жаркий летний день очень
тёплую воду можно
другого получать горячую (даже –
равно место пустует.
В Европе налажен промышленный
выпуск систем, сходных по принципу
получить прямо из бака.
Солнце совершает свою
1
работу, но пассивно. Мы
4
не используем его
возможности полностью.
6
Нам стоит собрать
5
солнечный
водонагреватель. Для
этого потребуется
плоский ящик,
внутренности которого
мы выкрасим в чёрный
цвет. Сверху ящик будет
накрыт стеклом. Внутри
2
3
Принципиальная схема вакуумного солнечного коллектора. На
схеме: 1 – внешний блок (солнечная тепловая труба); 2 – внутренний
блок теплообменника; 3 – подача холодной воды; 4 – горячая вода;
5 – центральные теплосети; 6 – микрокомпьютер
216
действия с описанной выше. Они
называются вакуумными
солнечными коллекторами.
Коллектор состоит из внешнего
блока и внутреннего теплообменника.
Солнечная тепловая труба имеет
устройство схожее с бытовыми
термосами. Внешняя её часть
прозрачна, а на внутренней стороне
нанесено покрытие, эффективно
поглощающее солнечную энергию.
При этом между внешней и
Солнечные коллекторы для нагрева воды
широко распространены на Кипре. Фото:
Вячеслав Антипин
внутренней стеклянной трубкой
находится вакуум, что позволяет
сохранить до 95% улавливаемой
энергии. Такой солнечный коллектор
способен нагревать воду вплоть до
температуры кипения даже при
отрицательной окружающей
температуре. Теплообменник
установлен в доме и интегрирован в
217
систему тепловых сетей. Техническая
(Испания). Мощность станции –
разогретая вода с крыши отдаёт своё
19,9МВт, что достаточно для
тепло бытовой воде, поступление
обеспечения 25 тысяч домов.
которой в домашнюю теплосеть
регулируется микрокомпьютером.
Когда солнца недостаточно или день
очень холодный, компьютер пускает
горячую воду из центральных
теплосетей. Если коллектор работает
с полной отдачей (летний жаркий
день) внешние тепловые сети не
используются, а значит идёт
На 185 гектарах земли вокруг башни
расположены 2650 гелиостатов –
зеркал площадью 120 м2 каждое.
Зеркала точно выстроены, чтобы
лучи распределялись равномерно по
поверхности башни. Они раскаляют
теплоноситель внутри башни до
+500°C. Электростанция работает
экономия по теплосчётчику.
круглые сутки, 270 дней в году.
Более сложный солнечный коллектор
обеспечивается благодаря тому, что
можно собрать из большого старого
в качестве накопителя тепла
зонта и кусочков зеркал. Зеркала
используется расплавленная соль, а
будут фокусировать яркие солнечные
не вода. Тепла жидкой соли хватает
лучи в определённой точке, нагревая
на 15 часов работы без Солнца.
любой предмет, помещённый в эту
Расплавленная соль превращает
область. Подобный коллектор
воду в пар, который вращает турбины
собирал Сундук из фильма Генриха
электрогенераторов.
Оганесяна «Три плюс два» (1963 год).
При определённой сноровке на таком
приборе можно пожарить любимую
Круглосуточная работа
На других солнечных
электростанциях Valle 1 и Valle 2,
яичницу.
построенных в Сан - Хосе-дель-Валье
Аналогично устроена солнечная
фокусируются на трубках с
энергетическая башня Gemasolar
технической жидкостью с помощью
Power Plant, построенная в 2011 году
изогнутых зеркал. Площадь
в городе Фуэнтес-де-Андалусия
электростанций составляет 510.000
(Кадис, Испания) солнечные лучи
218
Солнечная башня и коллекторы Torresol Energy
Солнечная энергетическая башня Gemasolar Power Plant (2011 год). Фото:
torresolenergy.com
м2, а мощность – 50МВт каждая. В
электричество. Раньше такими
качестве накопителя энергии
модулями снабжались, в лучшем
используется расплавленная соль,
случае, спутники и калькуляторы.
тепла которой хватает на 7 часов
Теперь подобные батареи ставят на
работы без Солнца.
крыши домов, в осветительные
Ещё более привычны для нас
солнечные батареи, основанные на
прямом превращении кванта света в
бытовые приборы и встраивают в
корпуса сотовых телефонов,
калькуляторов, часов.
219
Возьмём, к примеру, часы. Сейчас
Более доступны часы на солнечной
интерес к наручным часам снижен,
батарее фирмы Casio (название
т.к. мы можем посмотреть время на
технологии Tough Solar). Часы Casio
своём телефоне, который почти
традиционно многофункциональны:
всегда при нас. Хорошо, если ваш
цифровой компас, высотометр,
телефон – Nokia 1110. Монохромный
барометр, термометр, настройка по
дисплей контрастен, что позволяет
радиочастотам и прочее, что никак не
легко считать время, просто достав
способствует экономии энергии.
телефон из кармана. А если у вас
Например, солнечные Casio Edifice,
смартфон? Кто знает, какой путь
помимо огромного числа функций,
более энергоэффективен: регулярная
имеют целых пять независимых
активация дисплея смартфона или
моторов. Получается, что солнечная
хорошие кварцевые часы с
батарея лишь способствует
подзарядкой батарейки от
длительной службе батареи, не
альтернативных источников энергии?
обеспечивая абсолютной
Первый пример: часы Seiko Astron.
автономности.
Пожалуй, это первые часы,
Говоря о кварцевых часах, отметим
корректирующие время по спутникам
другие механизмы подзарядки
GPS. В них установлен
батарейки. Например, энергия для
энергосберегающий модуль GPS, что
работы часов Tissot PRC200
позволяет часам точно показывать
Autoquartz производится
время в любом часовом поясе и,
генератором, который заряжает
более того, запитываться лишь от
литиевую аккумуляторную батарею
солнечной энергии (в часы встроен
от обычного повседневного движения
фотоэлектрический элемент).
рукой. Полностью заряженная
Конечно, соединение с GPS
аккумуляторная батарея
происходит по нажатию кнопки на
обеспечивает ход часов в течение
корпусе, а не постоянно.
50-100 суток. Срок службы батареи –
15 лет.
220
Часы с альтернативными
источниками энергии
+30…+32°C в течение всего года.
Полного заряда аккумулятора хватит
на 10 месяцев работы. Часы Seiko
Thermic были выпущены
ограниченным тиражом и
представляют интерес для
коллекционеров.
Не стоит забывать о классических
механических часах, стрелки которых
приводит в движение энергия сжатой
пружины.
Вернемся к солнечной энергии.
Другой пример её «бытового»
использования – светильники и
сотовые телефоны. Лампа Суннан из
IKEA заряжается полностью за 12
Tissot PRC200 Autoquartz. От
взмаха руки. Фото: tissot.ch
часов в солнечный день и способна
потом на этом заряде работать до 3
часов. Один час зарядки на прямом
Ещё одна любопытная модель – часы
Seiko Thermic способные заряжаться,
используя разницу между
температурой запястья и
окружающей средой. Эта
особенность делает сложным их
использование в странах с
тропическим климатом, где
температура воздуха составляет
солнце телефона PUMA Phone от
Sagem позволит пообщаться минуту и
отправить пару SMS.
Энергоэффективность незначительна
– но это уже один маленький шажок в
верном направлении. Кто знает,
может быть в следующем поколении
смартфонов iPhone появится
солнечная батарея и альтернативная
энергетика станет модной?
221
Конечно, у солнечной энергетики
есть определённые перспективы. 13
Альтернативная энергия в быту
апреля 2012 года, в Саудовской
Аравии была запущена одна из самых
мощных солнечных станций в мире.
Изогнутые шлифованные
металлические листы фокусируют
солнечный свет на трубах с водой,
нагревая её для нужд кампуса
столичного женского университета
Эр-Риада. Планы на будущее ещё
более масштабны. Например, к 2016
году компания Nur Energie планирует
в пустыне Сахаре (на территории
Туниса) построить станцию
мощностью в 2000 МВт. Мощность,
сопоставимая с АЭС.
Итак, использование солнечной
энергии – уже не фантастика.
Садовый светильник
Солнечные панели появляются даже
в таких бытовых приборах, как
компаниям фотоэлектрических
светильники, часы и сотовые
панелей на 21 миллиард евро, заняв
телефоны.
80% рынка. Производство батарей в
Европа уже сегодня серьезно
настроена получать дополнительную
энергию от Солнца, в том числе - с
фотоэлектрических панелей.
Интересно, что в 2011 году именно
китайцы продали европейским
Китае в 2008-2012 годах увеличилось
в десять раз. Это привело к спаду
стоимости одного ватта энергии,
полученной с фотоэлектрической
панели, с 4$ до 1$. Замечу, что еще в
середине XX века стоимость ватта
222
солнечной энергии составляла целых
изменяется от одной точки земной
100$. Этот пример наглядно
поверхности к другой.
показывает то, как быстро
прогрессируют и дешевеют
технологии.
Все остальные альтернативные
источники энергии, так или иначе,
требуют определённых жёстких
При проектировании загородного
условий для своей работы. При этом,
дома мы можем экспериментировать
если солнечные коллекторы, ветряки
с его расположением относительно
и малые гидроэлектростанции ещё
сторон света, с площадью оконных
доступны рядовому гражданину для
конструкций, внутренним
установки прямо на территории
расположением комнат таким
своего участка земли, то организация
образом, чтобы дом эффективно
геотермальных и приливных
использовал солнечную энергию
электростанций требует
зимой и летом. Мы можем снабдить
колоссальных капиталовложений,
дом системой вакуумных солнечных
инженерных навыков и специального
коллекторов, что обеспечит нам
оборудования, которого у рядового
горячую воду и отопление, а
гражданина просто не может быть.
освещение дома можно организовать
за счет светодиодных светильников,
подключенных через блок
аккумуляторов к солнечным
фотоэлементам.
Конечно, альтернативная энергетика
– удовольствие не из дешёвых, о чём
мы и говорили в начале главы.
Полагаться на какой-либо один
альтернативный источник энергии
Солнечную энергетику по праву
было бы безумием. Поэтому на рынке
можно назвать одной из самых
сейчас представлены комплексные
интересных для
решения, сочетающие в себе
децентрализованного снабжения
солнечные коллекторы и
энергией частного сектора. Солнце
фотоэлектрические панели, ветряки
есть везде и всегда. Однако,
и малые гидроэлектростанции.
солнечная инсоляция сильно
223
Путешествуем с альтернативной энергией
Ксавье Дегон и Антуан Ги решили обогнуть весь земной шар на электрокаре
Citroen C-Zero чтобы доказать, что электромобиль предназначен не только
для перемещения по городу от розетки к розетке. Антуан Ги (слева на фото)
работает советником по экономическим рискам в консалтинговом концерне
Capgemini, а Ксавье Дегон - инженером энергетической компании EDF.
Задача у ребят непростая: инфраструктура для электромобилей во многих
странах мира попросту отсутствует. Фото: electric-odyssey.com
Если быть честным – даже
100% экологичны. Выводы об этом
альтернативные источники энергии
делают на основе анализа
не являются однозначно
материалов изготовления и
экологически безопасными. Скажем
особенностей их добычи, нюансов
так: их экологическое воздействие на
энергоэффективности производства
среду вообще плохо изучено. Многие
компонентов энергоблоков, наличие
установки ВИЭ уже на стадии
аккумуляторных батарей и прочее.
проектирования и производства не на
Проблемы возникают и при
224
нарушением естественных
воздушных потоков.
Изготовление оборудования для
солнечной энергетики требует
дорогостоящих материалов и
больших энергозатрат. При этом
солнечные батареи могут легко
выходить из строя, требуя замены.
Более того, солнечные станции для
выработки энергии в
«промышленных» масштабах
занимают огромные площади.
Понятно, что эти земли исключаются
из любой иной хозяйственной
деятельности человека.
Так или иначе, уже в самом
Ветроустановки для производства энергии на
Кипре. Фото: Вячеслав Антипин
ближайшем времени человечество
столкнётся с проблемой
эксплуатации подобных
самообеспечения энергией.
электростанций.
Необходимо уже сейчас обсуждать и
Ветроустановки очень шумные.
Инфразвук от их огромных лопастей
может отрицательно воздействовать
на живых существ. При их
интенсивном использовании в районе
станции наблюдается изменение
микроклимата, связанное с
воплощать любые идеи в области
оптимизации существующих и поиска
новых источников энергии. Ведь от
использования нефти, природного
газа и угля в самом скором времени
придётся отказаться.
Можно с пеной у рта доказывать
преимущества того или иного
225
источника энергии (атомной,
солнечной, ветряной, геотермальной
и прочее), но одно известно точно:
массовая ориентация на одну
технологию добычи энергии грозит
таким-же экологическим кризисом,
как и ориентация на любую другую.
Время складывать все яйца в одну
корзину давно прошло. Наступила
эра разнообразия.
226
Энергосбережение
7.5
Опыт проводимых в Японии акций Cool Biz доказывает, что
кондиционер может не только тратить, но и сохранять электроэнергию
11 марта 2011 года – знаменательная дата, как для
сторонников развития мирного атома, так и для
приверженцев возобновляемых источников энергии
(ВИЭ). После мартовских событий правительства двух
стран мира – Японии и Германии – под давлением
общественности сделали волевую попытку изменить
дальнейшую стратегию развития энергетической
отрасли. Если в Германии события назревали уже
достаточно давно, то японское правительство было
227
вынуждено значительно
Фукусима-1 – первая АЭС,
пересмотреть свои планы на
построенная и эксплуатируемая
энергетику будущего только в 2011
Токийской энергетической компанией
году.
(TEPCO). Её эксплуатация была
11 марта 2011 года, в 14.46 по
местному времени, у восточного
побережья острова Хонсю в Японии
произошло сильнейшее
землетрясение за всю историю этого
начата в далёком 1971 году. На
момент аварии, Фукусима-1 была
одной из крупнейших АЭС мира,
вырабатывая на шести энергоблоках
4700 МВт энергии.
государства. Сразу же, от
Уже через две минуты после
подземного толчка, 11 энергоблоков
землетрясения волна цунами в 13
японских АЭС из 54 существующих
метров докатилась до АЭС
были автоматически остановлены. К
Фукусима-1. Волна оказалась чуть
реакторам было подано аварийное
выше, чем та, на которую были
питание от дизельных
рассчитаны защитные механизмы
электростанций, расположенных в
станции. Электропитание с
месте, недоступном стихии. Дело в
резервных дизельных
том, что после остановки
электростанций было прервано.
тепловыделение реакторов
Остановленные реакторы оказались
составляет около 6,5% от рабочей
без охлаждения. В реакторных
мощности. Именно для отвода
блоках стал снижаться уровень
данного тепла, во избежание
теплоносителя и повышалось
перегрева реактора и взрыва,
давление пара. Пар стали сбрасывать
необходимо охлаждение, которое
в гермооболочку – защитный купол
обеспечивают резервные источники.
над реактором. Затем пар стали
На атомной электростанции
Фукусима-1 все три работающих на
момент аварии энергоблока были
остановлены в штатном режиме.
стравливать в атмосферу. Однако,
из-за окисления оболочки ТВЭЛов
паром, под обстройкой энергоблока
№1 стал скапливаться водород (Н2).
228
Водород смешался с воздухом,
систему насосов, включающую в себя
образовав гремучую смесь. 12 марта
аппараты по охлаждению и очистке
2011 года произошел взрыв на
отработанной воды.
первом энергоблоке с обрушением
бетонных конструкций над
реактором.
Примерно 80.000 человек были
вынуждены переселиться из зоны
отчуждения. Общая сумма их
Утром 14 марта 2011 года произошёл
компенсационных выплат может
аналогичный взрыв на энергоблоке
достичь сотен миллионов долларов.
№3. Реактор опять-же не пострадал.
Несколько человек погибло ещё в
Ранним утром 15 марта 2011 года
момент аварии и многие пострадали
произошёл новый взрыв гремучей
при её ликвидации.
смеси водорода и воздуха на
энергоблоке №2 с частичным
нарушением целостности
гермооболочки. Сразу же уровень
радиации существенно повысился.
Вместе с этим произошёл пожар в
хранилище отработанного топлива на
энергоблоке №4, который
оперативно потушили. В дальнейшем
удалось стабилизировать ситуацию,
осуществляя заливку блоков водой с
суши, моря и воздуха, используя
силы инженеров, военных, пожарных,
полиции и добровольцев. Однако,
возникла проблема с
высокорадиоактивной водой,
попадавшей в море. Это проблему
решили установив замкнутую
Крупнейшая авария с времён
Чернобыльской катастрофы навсегда
изменила отношение людей к
мирному атому. «Тройное бедствие» –
землетрясение, цунами, техногенная
катастрофа – поставило под удар
одну из сильнейших экономик мира.
Сразу после аварии в Японии были
заглушены все атомные реакторы.
Впервые, после топливного кризиса
1974 года, когда резко подскочили
цены на нефть, японское
правительство использовало
административные методы по
обеспечению режима жёсткой
экономии электроэнергии по всей
стране. Нигде в мире
229
энергосбережение ещё не
государства. Однако, 11 марта 2011
становилось национальной
года серьёзно всколыхнуло
политикой.
общественное сознание.
Дело в том, что в 2007 году АЭС
Вот что пишет Д.В. Стрельцов в
обеспечивали 26% объёма
статье «Уроки Фукусимы…» (Вестник
производимой электрической
МГИМО-Университета, №1/2012): «По
энергии, а к 2050 году, согласно
мере развития ситуации вокруг
энергетической стратегии страны,
аварии на АЭС, в частности после
этот показатель должен был
обнародования данных о масштабах
возрасти до 53%. Для этого, уже к
радиационной трагедии,
2030 году, планировалось добавить к
общественное мнение постепенно
существующим 54 реакторам ещё 14
становилось всё более
энергоблоков. При этом
непримиримым. Например, опросы
предполагалось сократить
газеты «Асахи» от 18 апреля, 16 мая и
использование нефти в 5 раз,
14 июня 2011 г. показали, что доля
каменного угля – в 2 раза, увеличить
противников атомной энергетики
долю ВИЭ в 2 раза. Параллельно
постепенно росла, составляя
удалось бы значительно снизить
соответственно 32, 36 и 42%, а доля
выброс парниковых газов в
её сторонников сокращалась (59, 43 и
атмосферу и иных продуктов
37%)». 74% опрошенных 14 июня
горения. Населению на протяжении
поддержали курс на постепенную
многих лет внушали мысль о
остановку АЭС и дальнейший отказ
безальтернативности мирного атома,
от атомной энергетики. Большинство
особенно – в условиях отсутствия
негативно отнеслись к прежней
собственных углеводородов и
политике ускоренного развития
ограниченности территории. С 1973
мирного атома, но и не согласились с
года ядерная энергетика была
радикальными требованиями
национальным стратегическим
немедленного закрытии всех АЭС.
приоритетом островного
230
Япония против мирного атома
5 апреля 2011 года. Фото: ペーター
Выступая на пресс-конференции 10
энергетическая политика
мая 2011 года, премьер-министр
предполагает, что в 2030 году более
Японии Наото Кан назвал ядерную
50% общего объема поставляемого
энергетику «одним из столпов»
электричества будет производиться в
японского общества, наравне с
атомном энергетическом секторе, в
ископаемым топливом. Он добавил,
то время как более 20% будет
что и другие источники энергии могут
вырабатываться из возобновляемых
оказаться значимыми в будущем
источников», – сказал Н. Кан. –
Японии. «Текущая базовая
«Однако теперь, после большого
231
инцидента, этот базовый план
электроэнергии, пусть в ущерб
нуждается в кардинальном
ставшему уже традиционным
пересмотре. Необходимо
комфорту и высочайшему уровню
гарантировать большую безопасность
жизни.
ядерной энергетики, а также
продвигать вперед возобновляемую
энергию». Н. Кан также заметил, что
Япония должна стать
«энергосберегающей нацией».
Впрочем, опыт у Японии в деле
экономии электроэнергии есть и
немалый. Ещё весной 2005 года
министр экологии Японии выступила
с предложением проведения
Отказ от АЭС сделал необходимым
масштабной акции, направленной на
дополнительную закупку
энергосбережение в самом
углеводородов, тем самым усилив
расходном секторе: офисной сфере.
зависимость Японии от третьих
Предложили ввести среди
стран. С 1 апреля 2012 года компания
сотрудников компаний облегчённый
TEPCO повысила тарифы на
дресс-код: без галстука, в легкой
электроэнергию для
форме одежды с коротким рукавом.
промышленности и офисного
Температура кондиционированного
применения в среднем на 17%, а
воздуха устанавливалась не ниже
затем и для физических лиц на 10%.
+28°C. Акция получила название Cool
Это мотивировано прекращением
Biz (Прохладный бизнес) и
работы атомных станций и ростом в
проводилась в самые жаркие
новом финансовом году затрат на
месяцы: с июня по конец сентября.
уголь для ТЭС (до 10,8 млрд.
Уже осенью 2005 года стало понятно,
долларов). Активный импорт угля и
что акция принесла конкретный
нефти перечеркнул в ближней
результат: сократилось потребление
перспективе все планы Японии по
энергии, меньше потребовалось
уменьшению выбросов парниковых
сжечь топлива, выброс парниковых
газов (CO2 и других) и вынудило
газов сократился на 460 тыс. тонн. С
население сократить расход
тех пор акция проходит ежегодно.
232
Летом 2011 года задачей
4) приспособить помещения для
обновлённой акции Super Cool Biz
работы в жару, используя лёгкие
(Сверхпрохладный бизнес) стало не
бамбуковые жалюзи, москитные
уменьшение парниковых газов, а
сетки; сократить использование
именно – экономия энергии.
осветительных приборов, перейти
Поставленная задача: сократить
на энергосберегающие
энергопотребление на 15%. Мэр
светодиодные лампы;
крупнейшего конгломерата мира –
Токио – поставил планку в 25%.
Акция дополняла меры
административного воздействия на
крупных потребителей
электроэнергии.
В рамках акции решили:
1) использовать кондиционеры
только там, где это действительно
необходимо; устанавливать их на
привычные +28°C; использовать
современные энергоэффективные
модели;
2) внести необходимые изменения в
5) поливать дороги в деловых
кварталах;
6) насколько возможно исключить
использование энергоёмкой и
тепловыделяющей офисной
техники; использовать
индивидуальные охлаждающие
средства.
Возобновилась дискуссия о
необходимости перехода на летнее
время. Были отключены лифты в
торговых центрах и на
железнодорожных станциях,
приглушен свет в тысячах магазинов.
график работы сотрудников
Колледжи в августе начали каникулы
максимально избегая работы в
на месяц раньше обычного.
офисах в самое жаркое время дня;
Отключено более 5 млн. игровых
чаще отпускать служащих для
автоматов, для снабжения которых
работы на дому;
энергией требовался один ядерный
3) ввести облегчённый дресс-код;
реактор. Закрыты 12,5 тыс. залов
233
пачинко – наиболее популярной в
потребителей электропотребление
Японии игры.
сократилось на 29%; среди среднего
Переход на современные и более
энергоэффективные модели
кондиционеров позволяет экономить
более 50% энергии при сохранении
мощности охлаждения или обогрева.
Инверторные модели способны
работать на переменной мощности
при поддержании уровня
температуры в помещении, в то
время как неинверторные
бизнеса – на 19%; в домохозяйствах
– на 6%. Замечу, что эти результаты
были получены только за счёт
потребителей электроэнергии. Это
значит, что любой бизнес, при
грамотной организации процессов, в
состоянии уже сегодня реально
сократить свои энергозатраты. Было
бы личное желание и поддержка
административного ресурса.
кондиционеры вынуждены
На секунду обратим внимание на
периодически включать и выключать
Россию, где складывается подчас
компрессор, на что уходит
совершенно уникальная ситуация.
значительное количество энергии.
Например, весной во многих
Многие современные модели
квартирах работает отопление, т.к. в
дополнительно оснащены датчиками
большой стране продолжается
определения активности людей в
отопительный сезон. И не у всех есть
помещении и их локализации, что
возможность отключить отопление.
позволяет более тонко рассчитывать
На улице всего +8°C, а в помещении –
охлаждение или обогрев. Модели
все +40°C. А осенью всё наоборот: за
оснащаются датчиками солнечного
окном уже всё ушло в -10°C, а
света.
отопления ещё не положено. Вот и
Результаты масштабной и
продуманной акции Super Cool Biz не
заставили себя ждать. В сентябре
2011 года TEPCO опубликовала
результаты: в классе крупных
приходится людям весной и осенью
сражаться с энергетиками. Забавнее
всего, конечно, весной, когда
тепловики дожигают остатки
планового угля, а вы на полную дурь
234
врубаете кондиционер на
введением в строй совершенно
охлаждение. Вот вам и Cool Biz по-
одинаковых и обкатанных
русски! Ну и как японцам, привыкшим
технологически энергоблоков АЭС.
экономить, понять Россию?
Сейчас пути развития технологий
Энергосбережение – это не только
экономия электроэнергии конечными
её пользователями. Это ещё и
внедрение ВИЭ, о которых мы
безграничны: от энергии Земли до
энергии Солнца. Нужно суметь
получить от этих источников
максимум на минимальной площади.
достаточно подробно поговорили в
Конечно, направление взято
предыдущем разделе.
правильно. А проблемы возникают
В Японии процесс уже запущен.
Деньги, отложенные на
строительство 14 реакторов,
островное государство сможет
вложить в исследования и ввод в
эксплуатацию установок по
всегда: на пути к любой цели. И это
нормально. Остаётся пожелать
Японии успехов в освоении ВИЭ и
сокращении энерготрат. Вне
зависимости от результата опыт
будет интересным.
производству энергии из
Что касается Германии, то эта
альтернативных источников. ВИЭ
европейская страна совершает свою,
создадут не только дополнительные
пусть и маленькую, революцию в
рабочие места (1 млн. долларов
деле энергосбережения. Немцы
инвестиций в гелиоэнергетику даёт
затеяли масштабную реформу в
17,7 рабочих мест, а в АЭС – только
энергетике, решив отказаться не
4,2), но и поднимет региональные
только от АЭС (полностью заглушив
экономики и создаст возможность
реакторы до 2022 года), но и от
объединить вокруг альтернативной
ископаемых источников энергии:
энергетики всю интеллектуальную
угля, нефти и газа. Правительство
мощь современной Японии. Раньше
уже утвердило план перехода на
мы наблюдали своеобразный «застой
возобновляемые источники энергии
умов», связанный с планомерным
до 2050 года. По смелым расчётам
235
немецких энергетиков, страна
обратное решение об ускоренном
сможет получать от ВИЭ 80% всей
отказе от АЭС из-за угрозы
необходимой ей энергии. Планы
повторения событий «антиядерной
грандиозны, особенно на фоне
революции» 1990-х: настолько велико
следующих цифр: на 2010 год
было тогда возмущение граждан.
Германия обеспечивала из ВИЭ
только 9,4% своих нужд.
Однако, решение об остановке всех
реакторов на деле оказывается не
Не следует связывать масштабные
таким простым. Уже заранее
планы немецких властей по реформе
необходимо искать место для
энергетики с событиями марта 2011
захоронения ядерного топлива и
года в Японии. Разговор о
средства на его утилизацию.
модернизации энергетической
Колоссальные деньги уйдут на
отрасли Германии и отказ от АЭС
поддержание этих хранилищ.
зашёл ещё в далеких 1990-х под
Экологи подсчитали, что на
давлением массовых гражданских
ликвидацию станций потребуется от
протестов, связанных с
44 до 60 миллиардов евро.
Чернобыльской катастрофой. В 2000
Энергоконцерны RWE, E.on, EnBW и
году, наконец, было принято решение
Vattenfall, которые управляют
о выводе АЭС из эксплуатации за 22
немецкими АЭС, создали
года. Однако, атомное лобби
накопительный фонд в размере 30
продолжало эффективно работать и,
млрд. евро, которого явно
пришедшее к власти в 2009 году
недостаточно. Будут ли они
правительство Ангелы Меркель, в
поддерживать и увеличивать этот
сентябре 2010 года принимает
фонд или вовсе откажутся от своих
решение, отодвигающее срок
обязательств по демонтажу станций,
закрытия всех немецких АЭС ещё на
объявив себя банкротами – большой
10 лет – до 2032 года. После трагедии
вопрос.
на Фукусиме правительство
Германии было вынуждено принять
Что касается России, то здесь всё
просто: мы идём той-же дорогой, что
236
и Япония до трагедии 11 марта 2011
года. Национальный приоритет –
развитие мирного атома. Планы на
ВИЭ и по энергосбережению весьма
скромны, несмотря на их
достаточный потенциал.
А между тем в Туле строят «Дом
надежды»...
237
8
Большие города
«Большие города,
Пустые поезда,
Ни берега, ни дна –
Всё начинать сначала»
– Би-2, Полковник (Большие города)
Города, как среда жизни
8.1
Бродячие собаки, бесконтрольно разгуливающие по улицам
окраин городов –типичная ситуация для России
Всё больше и больше жителей развивающихся и
развитых стран мира перебираются в города.
Фундаментальным признаком городской среды
философы называют её возрастающее разнообразие,
которое позволяет человеку приобщаться к миру
культуры. Что предлагает город своему жителю?
Огромные возможности для приложения своих сил и
самореализации, доступ к самой современной
информации, возможность легкого выбора и
239
приобретения благ, многочисленные
урбанизацией. Экологов не может не
способы проведения досуга.
волновать судьба 73,7% населения
Конечно, данные факторы
России, «заточивших» себя в
перевешивают планировочные и
грязных, жарких и больных городах.
экологические недостатки городов.
Всё-таки, это 2/3 населения страны.
Мы сознательно заточаем себя в
«тюрьму», т.к. она оказывается
Экологи утверждают, что сохраняя
весьма комфортной.
общую тенденцию развития и роста
В процессе развития человеческого
прогрессирующим ухудшением
общества города становились средой
условий жизни. Одна из величайших
жизнедеятельности всё
трагедий городов в том, что, будучи
возрастающего числа людей. По
высшим достижением человеческой
данным последней переписи
мысли, они становятся не только
населения (конец 2010 года) в
неудобными, но и в значительной
городах России живёт 73,7%
степени опасными для жизни и
населения. По данным переписи 2002
здоровья людей.
года эта цифра составляла 73,3%.
Кажется, рост не такой уж и
серьёзный, однако, на фоне общего
демографического спада и
неучтённой миграции, это изменение
городов, мы расплачиваемся
В двенадцати городах-миллионерах
России живёт более 28.000.000
человек. Сюда входят: Москва,
Санкт-Петербург, Новосибирск,
выглядит более значительным.
Екатеринбург, Нижний Новгород,
Исследованием городской среды –
Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград.
совокупности условий
Одни города прирастают населением
жизнедеятельности населения –
медленно, другие – скачкообразно.
занимается специальный раздел
Предпосылки взрывного роста
экологической науки под названием
городов разнообразны. Например,
урбоэкология. Сам процесс
Челябинск стремительно стал
разрастания городов называют
прирастать населением с 1892 года,
Самара, Омск, Казань, Челябинск,
240
когда через провинциальное
легче найти работу и завязать
захолустье прошла Транссибирская
необходимые контакты в
магистраль.
непосредственной близости от ВУЗа,
Большой интерес представляет
зарубежный пример: взрывное
развитие Кремниевой долины в США
(штат Калифорния). Сейчас это
сосредоточие высокотехнологичных
компаний, связанных с разработкой и
а компании всегда знали где нужно
охотиться за головами. Пример
Кремниевой долины наглядно
показал ценность города, как места
сосредоточения идей и
возможностей.
производством компьютерной
Аналогичную высокотехнологичную
техники и программного
зону пытаются организовать и у нас в
обеспечения. А когда-то это был
России. Только ленивый ещё
участок земли в 32 км2,
ничего не слышал о центре
принадлежащий
«Сколково», расположенного
Стэндфордскому
университету. Причём, по
завещанию основателя
рядом с Москвой. В рамках
проекта развивают пять
направлений:
университета, учебное
информационные
заведение не могло продать
технологии, космические
эту землю. Оставался только
один единственно верный шаг:
технологии и
телекоммуникации,
сдавать землю в долгосрочную
биомедицинские технологии,
аренду со значительной
энергоэффективные и ядерные
скидкой для
технологии. Стоит пожелать
высокотехнологичных
успехов в реализации
компаний. Фредерик Терман,
непростого для России
декан инженерного факультета
проекта. Радует, что Россия
университета, «убил» сразу двух
зайцев: выпускникам стало
ещё способна разродиться не
только величайшими
241
учёными нашего времени, такими как
санитарно-гигиенической и
Виктор Иванович Петрик, но и
эпидемиологической обстановки;
могучими центрами «Сколково»
(сарказм). Всё – с воистину
Петровским размахом!
г) обеднение биоценозов, наводнение
их синантропными видами
животных и растений –
Итак, с одной стороны, урбанизация
приспособившимися к жизни рядом с
способствует эффективному
человеком. Например, весьма
межличностному общению между
обыкновенны для города виды
людьми, направляя и
животных, связанные со скальными
интенсифицируя научный прогресс. С
местообитаниями. Вертикальные
другой стороны, урбанизация –
стены наших домов, с их щелями в
первопричина колоссальной нагрузки
стенах и убежищами под крышами
как на окружающие экосистемы, так
очень напоминают скалы и без
и на самого человека, как их
проблем заселяются т.н. эпилитными
неотъемлемую часть. Урбанизация,
видами: сизым голубем, черным
как социальное явление, приводит к
стрижем, домовым воробьём. В то же
обострению многих вполне
время подвальные помещения с
конкретных экологических проблем.
удовольствием заселяют типичные
Среди основных проблем, связанных
с ростом населения в городах, можно
отметить следующие:
а) потребление огромного количества
энергии;
б) масштабное загрязнение воздуха,
воды и почв;
в) изменение микроклимата,
обитатели пещер и нор – крысы,
клопы, мокрицы;
д) сокращение общения человека с
естественной природой вследствие
уничтожения зелёных массивов
внутри и на периферии городов;
е) усиление социальной
напряжённости, связанное с
перенаселённостью и стрессом.
снижение иммунитета, осложнение
242
Человек давно начал
задумываться над
тем, можно ли
остановить рост
городов и
улучшить в них
условия
жизни. Было
придумано
множество
утопических
идей, из которых
наиболее
популярным стал
проект города-сада
англичанина Эбенезера Говарда.
В 1902 году выходит в свет
доработанная версия книги Э.
Говарда «Города-Сады будущего»,
содержащая основные идеи автора.
Э. Говард резонно предположил, что
свои плюсы и минусы есть и у города
и у деревни. Значит, нужно создать
новый тип поселений, которые будут
обладать положительными
свойствами как города, так и
деревни, исключая негатив в виде
антисанитарии в трущобах, ужасных
условий жизни, тяжёлых болезней,
Проект города-сада Э.
Говарда «Slumless Smokeless
Cities». Источник:
bigthink.com
распада семей.
Поднимаемый
Э. Говардом
жилищный
вопрос был
одним из
серьезнейших
социальных
вопросов Англии
конца XIX века, с
которым промышленноразвитая страна столкнулась
раньше других государств Европы.
Жаль, что многим его мечтам так и не
суждено было воплотиться в жизнь.
Например, так и не был реализован
проект города-сада Э. Говарда
«Slumless Smokeless Cities» (город без
трущоб и дыма). В центральной зоне
предполагалось разместить
общественный центр, площадь или
парк. В следующем круге – жилую
зону. В самом внешнем круге должны
были размещаться промышленные
или сельскохозяйственные
предприятия. Каждое поселение
243
окружено каналом. Все поселения
жилые зоны, дороги, парки. Сегодня
между собой также объединены
проблема сокращения зелёных
каналами. Сходятся они все в
насаждений, связанная с
центральном поселении. Вдоль
расширением автомагистралей,
каналов проложены дороги. Всё
постройкой торгово-развлекательных
пространство между поселениями
комплексов и уплотнительной
утопает в зелени. Очевидно, что
застройкой – одна из наиболее
подобная круговая планировка с
серьёзных в крупных городах.
системой каналов и дорог
Типичным примером является
препятствовала дальнейшему
Челябинск. «Дорожная революция»,
неконтролируемому росту каждого
которая сейчас бушует в городе,
поселения и города в целом.
оказала огромное давление на
Проектам городов-садов не суждено
было реализоваться. Человек, в
погоне за сиюминутной выгодой,
хаотично застраивал и расширял
зелёные лёгкие города: парки, сады,
придорожные посадки. Озеленителей
Челябинска журналисты вполне
справедливо окрестили
«озеленителями с пилами».
Другая реальность
Слышали ли вы об экопоселениях (Ecovillage) – сообществах людей,
живущих в небольшом поселке (сельского или городского типа),
организованном на основе экологической концепции устойчивого развития,
и ведущих образ жизни альтернативный технократическому?
По своей сути это маленькие ячейки общества, следующие определённой
идеологии (назовем её экологической), но не являющиеся на данный
момент полностью самодостаточными системами в социальном и
экономическом плане. В большинстве случаев семенной фонд,
строительные материалы, одежда, топливные элементы, техника и прочее
закупается за деньги во «внешнем» мире. Многие экопоселения ведут
торговлю собственной экопродукцией, зарабатывая на этом. Не все
экопоселенцы живут в подобных поселках круглогодично, особенно это
244
управляющей компании, ушло
170.000 рублей. Видимо, пилили не
только деревья, но и бюджет.
Власти региона не оставляют идеи
прокладки дороги вдоль
Шершнёвского водохранилища
прямо через уникальный
Челябинский городской бор,
являющийся памятником природы с
1967 года и излюбленным местом
отдыха горожан. На май 2012 года
выполнена просека под будущую
дорогу, ведущую к ТРК «Родник» –
любимому «детищу» бывшего
губернатора области Михаила
Юревича. Чтобы пеньки не бросались
в глаза челябинцам, строители
раздробляли их в опилки, закидывая
В апреле 2012 года в Челябинске началось
строительство автодороги вдоль Шершнёвского
водохранилища прямо через уникальный
памятник природы – Городской бор. Фото
сделано в мае 2012 года
Излюбленная методика суровых
челябинских специалистов проста:
всё спилить, вне зависимости от
сезона года и вида деревьев. Только
на обпилку деревьев во дворе
небольшого пятиэтажного дома на
четыре подъезда, по заявлению
землёй.
Впрочем, дадим слово самим
жителям, разместившим в районе
проведения работ листовки
следующего содержания: «Мы –
жители города – считаем, что
развитие города – это, прежде всего,
создание благоприятной окружающей
среды. Власти города и области,
которых никто не выбирал, считают,
что для развития города надо:
245
вырубать Городской бор под
парковками. Вырублено более 500
застройку и прокладку дорог;
деревьев. Общественные слушания
вырубать зелёные насаждения в
проведены с нарушениями
городе под застройку, автостоянки и
требований Градостроительного
расширение дорог; убрать из города
Кодекса – не обеспечено участие в
экологически чистый
них жителей микрорайона. <…>
электротранспорт; широко
производить уплотнительную
застройку. <…>
По всему городу проводится
уплотнительная застройка. Вместо
зелёных насаждений и детских
7 апреля началась вырубка просеки в
площадок во дворах вырастают
Городском бору под дорогу вдоль
новые дома и парковки».
Шершнёвского водохранилища. <…>
В Челябинске в 2011 году в ходе
дорожной революции вырублено
17.682 дерева. Давыдов (ситименеджер города – прим. автора)
обещал за каждое срубленное дерево
посадить по 3 новых, Юревич
(губернатор Челябинской области с
2010 по 2014 год – прим. автора) – по
10. Всего в 2011 году высажено
21.562 дерева, из которых каждое
пятое не прижилось. На запрос
Можно понять недовольство
горожан. Мы хотим жить в
благоприятной среде и имеем на это
полное право! Мы должны отстаивать
свои права!
Пожалуй, в современной России
каждый уважающий себя гражданин
и патриот за свою жизнь должен
сделать два дела: посадить дерево и
нечистоплотного на руку чиновника...
указать точные места высадки
деревьев чиновники ответ не дают.
Где деревья?
В 18-м микрорайоне в самом центре
берёзовой рощи началось
строительство двух 16-этажек с
246
Загрязнение и мусор
8.2
Линза грязного воздуха над Челябинском – одним из 10-ти самых
«грязных» городов России. В Челябинске треть дней в году
наблюдается штиль. В безветренную погоду выбросы промышленных
предприятий и автотранспорта оседают прямо в городской черте.
Этой чёрной прослойкой воздуха дышат горожане
Одно из условий экологического неблагополучия
городов – промышленный сектор. Именно
промышленность является одним из основных
загрязнителей атмосферного воздуха. Активно
работающие заводы и фабрики, особенности рельефа
и безветренная погода способствуют образованию
смогов над крупными промышленными центрами мира.
247
Удивительно, но даже в Китае, где
Челябинска производят не только
традиционно закрывают глаза на
продукцию, и не только на свалку
экологию, стали бить тревогу! 12
(как многие заводики в Китае), но и
января 2013 года американцы
тонны загрязняющих веществ.
намеряли в Пекине в одном
кубометре воздуха 886
микрограммов взвешенных частиц
размером до 2,5 микрон. Это при
принятых нормах в 25 микрограммов
на кубометр. Норма была
значительно превышена и даже сами
пекинцы в интервью журналистам
удивлялись сложившейся ситуации.
Можно верить или не верить в то, что
предельно-допустимые концентрации
ядовитых веществ в воздухе ряда
районов города не превышены. Всё
познаётся в сравнении. Достаточно
уехать из города «на природу» на
месяц и, по возвращении назад, вы
почувствуете всю загазованность,
вонь и затхлость челябинского
Россия – не Китай, а Челябинск – не
воздуха. Не нужно никаких
Пекин, но в моём городе так же
дополнительных измерений и
развиты металлургическая
исследований: всё станет понятно.
промышленность (металлургический
Наши рецепторы нас никогда не
и электрометаллургический
обманут.
комбинаты, цинковый и
трубопрокатный заводы);
машиностроение (тракторный,
инструментальный и автоматномеханический заводы,
приборостроительные заводы);
химические предприятия (угольная
компания, лакокрасочный и химикофармацевтический заводы). Развита
лёгкая и пищевая промышленность.
Понятно, что предприятия
Росгидромет по данным сети
мониторинга качества воздуха в 1992
– 2009 гг. включил Челябинск в
перечень промышленных центров с
особо высоким уровнем загрязнения
атмосферного воздуха. Федеральная
служба государственной статистики
РФ в рамках сборника «Россия в
цифрах-2011» отметила Челябинск в
десятке самых грязных из грязных.
Среди самых «грязных» (данные 2010
248
350
300
250
200
150
100
50
0
1992
1995
2000
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Выбросы в атмосферу города Челябинска загрязняющих веществ, отходящих от стационарных
источников (тыс. тонн). По материалам Федеральной службы государственной статистики
года): Норильск, Череповец,
городом. На базе двух с лишнем
Новокузнецк, Липецк, Магнитогорск,
сотен эвакуированных в 1941 году
Ангарск, Омск, Красноярск, Уфа,
предприятий, сливавшихся с
Челябинск.
местными производствами,
Большинство промышленных
предприятий расположены прямо в
черте города и практически не
отделены от жилых кварталов
лесозащитными полосами. Вся гарь и
дым идёт в дома горожан. Подобная
непродуманная схема размещения
заводов обусловлена исторически.
Во время Великой Отечественной
войны Челябинск был тыловым
создавались гиганты индустрии. В
городе наладили производство
танков, за что Челябинск получил
боевое прозвище Танкоград.
Вынужденная эвакуация, слияние и
укрупнение предприятий
способствовали равномерному
распределению крупных заводов на
территории города без соблюдения
экологических норм по удаленности
от жилых кварталов, наличия
249
Мертвый город. Короткое фотопутешествие
Один из районов Челябинска, жители которого были отселены из-за
неблагополучной экологической обстановки
серьезных лесозащитных полос,
В городе есть «памятник» качеству
учета розы ветров. Тогда, в роковые
нашего воздуха. Этот микрорайон я
военные годы некогда было думать
называю Мёртвым городом. Он
об экологии. Все силы были брошены
идеально подходит для съемок
на борьбу с фашизмом. После войны
постапокалиптических картин мира.
многие предприятия остались в
Расположен этот микрорайон по
городе, а сам город, расширяясь,
правую сторону от улицы Героев
обрастал промышленные зоны.
Танкограда в непосредственной
250
близости от городской свалки.
Сейчас мониторингом занимаются
Погуляв по микрорайону пару часов
различные организации
вы почувствуете металлический
(Ростехнадзор, Росприроднадзор,
привкус во рту. Люди тут уже не
гидрометцентр, экологические
живут: их отселили. Сейчас здесь
службы предприятий и пр.), причём
расположены дешёвые офисы и
от случая к случаю, от жалобы к
складские помещения. Одно время я
жалобе. Данные разрозненны и
работал по улице Бажова,
порой противоречивы. Общей
находящейся в относительной
картины загрязнения за ними не
близости с Мёртвым городом.
обнаруживается. Поэтому, попытка
Несмотря на расположенный рядом
создания системы стационарных и
парк и отсутствие крупных автодорог,
передвижных лабораторий, а также
черную жирную пыль приходилось
единого аналитического
убирать с подоконников и
информационного центра –
поверхностей столов практически
колоссальный шаг вперёд.
каждый день.
Впрочем, как считают специалисты,
Сейчас в Челябинске, как и в
одного мониторинга воздушной
подавляющем числе других
среды недостаточно. Нужно
российских городов, нет единой
параллельно разрабатывать системы,
действенной системы мониторинга
способные вычислять источник
состояния атмосферы. Областная
загрязнения с абсолютной
целевая программа развития
точностью, чтобы можно было найти
экологического мониторинга
виновных в выбросе и наказать
находится в стадии разработки.
согласно действующему
Мониторинг – это систематическое
законодательству.
наблюдение и предоставление
населению актуальной экологической
информации. Открытость подобных
данных – уже огромный шаг вперёд.
Стремление производителя
заработать, аномально высокая
активность рядового потребителя и
огромное количество навязываемой
251
рекламы делают своё дело. Товаров
занимается малый бизнес и далеко
производится гораздо больше
не везде.
необходимого. От использования
«устаревших» и «немодных» вещей
стимулируют отказываться раньше,
чем они выйдут из строя. Вещи
накапливаются в пыльных кладовках,
на дачах и, в конечном итоге
оказываются на мусорке. Последние
десятилетия ситуация усугубляется
ещё и тем, что производители многих
продуктов питания, разрабатывая
свои упаковки, думают об экологии в
самую последнюю очередь. Упаковки
стали одноразовыми и сразу после
использования обречены на выброс.
Это касается даже пластиковой,
жестяной и стеклянной тары.
Всё бы замечательно, но никто не
отменял ключевой принцип экологии
– ничто не исчезает бесследно. В
наших городах до сих пор не решён
вопрос утилизации мусора – твёрдых
бытовых отходов (ТБО). Страна, в
которой мы живём, видимо,
настолько богата, что вопрос о
вторичной переработке ТБО в
национальных масштабах вообще не
стоит. В лучшем случае этим
Итак, вы кладёте ваш мусор в ведро
и, по мере накопления, выносите на
близлежащую мусорку. Там стоят
замечательные контейнеры, около
которых постоянно вьются голуби,
крысы, мухи и пара нуждающихся
граждан. Все – в поисках
вкусненького. Вы выбрасываете
мусор в контейнер и, сморщив нос от
неприятного запаха и антисанитарии,
уходите к себе домой, считая, что
теперь всё в порядке. Наверное,
многие думают, что затем мусор
бесследно исчезает в большой
чёрной дыре, не создавая больше
никаких проблем.
Всё не так просто. Чтобы понять,
насколько всё не просто, вам
обязательно нужно побывать на
местной городской свалке. В
Челябинске такая свалка
расположена в районе пересечения
улицы Героев Танкограда и
Хлебозаводской. Это куча мусора
высотой с пятиэтажный дом.
Поднявшись на городскую свалку вы
увидите потрясающее зрелище:
252
огромная куча мусора вплоть до
горизонта. Где-то вдали оранжевые
КАМАЗы, маленькие, как игрушечные
машинки, сваливают новые порции
мусора.
Свалки около наших городов – это
плохо. Но давайте попробуем
ответить на вопрос: где находится
самое большое скопление мусора на
нашей планете?
Мусора много не только на
континентах, но и в Тихом океане. И
если на суше он распределен между
крупными городами, то в океане весь
мусор течениями собирается в
определенные зоны, которые
называются «мусорными
континентами».
Космический мусор
Кроме мусора возле наших городов и
в океане, мусор есть и прямо над
нами – в космическом пространстве!
Это так называемый космический
мусор. Вплоть до высот около
2000 км находится до 5000 тонн
Общая площадь мусорного
техногенных объектов. Как вы
континента, состоящего из десятков
думаете, кто больше всех мусорит в
миллионов тонн мусора, достигает 15
космосе? Те, кто его наиболее
млн км2, а это 8,1% общей площади
активно осваивает: Китай – 40%;
Тихого океана. 80% материала
США – 27,5%; Россия – 25,5%.
мусорного пятна поставляется из
наземных источников, ещё 20% – с
палуб кораблей, находящихся в
открытом море.
Стоит человеку где-то появиться, он
оставляет за собой огромные кучи
мусора: на земле, в океане и даже – в
космосе! Например, 7 августа 2012
253
года российская ракета-носитель
1000 лет – завещайте его потомкам.
«Протон-М» не смогла доставить на
Окурки сигарет – от года до пяти лет.
орбиту спутники связи «Экспресс-
Банальная газета может пролежать в
МД2» и «Телком-3» из-за аварии в
земле 2-4 недели и ничего ей не
разгонном блоке. Космического
будет. Мусор имеет тенденцию
мусора прибыло, а авторитета у
накапливаться. Он не исчезает в
Роскосмоса убыло.
никуда.
В NASA есть специальный отдел,
Хорошо ещё – газеты и полиэтилен.
следящий за мусором в космосе. Все
Есть мусор более опасный и
эти объекты неудачных пусков и
токсичный. Например, хорошо нам
просто утерянные космонавтами
знакомые ртутные лампы и
опасны своей скоростью
батарейки. В России практически нет
перемещения. Она составляет около
организаций, принимающих на
10 км/с. На таких скоростях мусор
переработку от простых жителей эти
запросто прошьет насквозь
высокотоксичные отходы. Между
скафандр или повредит
тем, в стоимость батарейки,
оборудование корабля.
например, входят расходы на
Однако, не части спутника, а
обыкновенная пластиковая тара
является наиболее
распространенным мусором, когдалибо созданным человеком.
Пластиковая бутылка разлагается
тысячу лет! Не верите? Кладите
рядом с собой на землю пластиковую
транспортировку и утилизацию.
Получается, мы платим за
переработку уже при покупке
изделия, а её не происходит. Мы
выбрасываем батарейку, отравляя
собственные воду и почву.
Переработкой мусора у нас в России
практически никто не занимается.
бутылку, садитесь и ждите...
Если мы не перерабатываем мусор,
Стеклянная бутылка разрушается
то остаётся только сваливать его
миллион лет. Садитесь и ждите...
годами в специально отведённых для
Полиэтиленовый пакет – от 500 до
этого местах и надеяться, на лучшее.
254
Итак, свалка – самый дешёвый,
нашего мусора. Это специальное
примитивный, опасный и любимый
сооружение, предназначенное для
россиянами метод складирования
изоляции и обезвреживания ТБО.
мусора. Мы везде любим устраивать
Полигоны могут гарантировать
свалки: около города, на берегу
санитарно-эпидемиологическую
озера, в парке, прямо у себя во
безопасность населения. Здесь
дворе, в подъезде, в квартире.
учитывают уплотнение мусора, его
Россиянам нравятся свалки: им
минерализацию и газовыделение,
приятно видеть мусор, вдыхать его
максимальную экологическую
аромат. Однако наслаждение
нагрузку на единицу площади. При
мусором вредно для здоровья.
закладке полигона ТБО сразу
Свалки не оборудованы средствами,
защищающими окружающую среду
от загрязнений. Дождевая вода,
просачиваясь через толщи гниющего
мусора, уносит с собой в подземные
воды ядовитые вещества. Последние
продумываются возможности
последующего рационального
использования территории после его
закрытия. Горы ТБО на полигонах
могут достигать высотой 25-30
метров.
рано или поздно оказываются в
Следующий уровень –
наших реках, озёрах и
мусоросжигательный завод, задача
водохранилищах: в воде, которую мы
которого состоит в том, чтобы
пьём. За свалкой практически не
превратить опасное в неопасное. Как
осуществляется экологический
и следует из названия завода, мусор
контроль. Это территория, на
здесь просто измельчают и сжигают.
которой, решением властей,
Твердые частицы и вредные газы –
разрешили сваливать мусор. В
продукты сгорания мусора –
Челябинске, как и во многих городах
улавливаются фильтрами. Тепло
России, есть только свалка.
может быть использовано для
Полигон ТБО – следующий уровень
развития технологий хранения
отопления. Несгоревшие остатки и
пылевые частицы собирают и
255
захоранивают отдельно. В теории из
бумаги, пищевых остатков. Нужен
трубы такого завода должен
соответствующий уровень культуры.
выходить чистый тёплый воздух с
Ни первого, ни второго в российских
запахом французского парфюма. На
городах нет.
практике многим заводам проще
заплатить мизерные экологические
штрафы, чем тратить сотни тысяч на
замену дорогостоящих фильтров.
Все, кому посчастливилось жить
рядом с таким заводом мечтают
только об одном: как его закрыть. От
таких заводов постоянные копоть и
вонь.
Переработка мусора – важная
экологическая проблема. Решение
этой проблемы может быть
следующим: 1) меньше производить
мусора с упаковками и дешёвыми
товарами, сделанными «на свалку»; 2)
наладить национальную систему
утилизации мусора. Ведь посмотрите:
в России от населения не
Последний, придуманный человеком
принимаются на утилизацию даже
уровень утилизации мусора –
банальные батарейки – чрезвычайно
мусороперерабатывающий завод.
токсичный продукт. Пусть где-то
Утилизация мусора на таком
стоят единичные контейнеры: мы
предприятии может быть даже
сейчас говорим об общей тенденции.
выгодна для предпринимателя или
К 2016 году мы все дружно перейдём
государства. Однако, подобные
на
заводы требуют
энергосберегающие
ртутные лампы. Процесс с
изменения
высоких трибун уже
стратегии сбора
объявлен, но простому
мусора в городах.
гражданину по-
Нужны специальные
прежнему некуда
контейнеры для
сдать на
раздельного сбора
переработку
мусора: для стекла,
пластика, жести,
Батарейки – серьёзная экологическая
проблема
256
сломавшуюся люминесцентную
лампу.
Баки для раздельного сбора мусора на Кипре.
Фото Вячеслава Антипина
Если мы будем продолжать бездумно
незадачливую добычу. Паутина
сваливать отходы прямо на
содержит много белка, поэтому на
поверхности земли, не
синтез шёлка пауки-тенётники тратят
перерабатывая их, то очень скоро
много энергии, паутина обходится
наша Земля станет похожей на
дорого. Интересно, что многие пауки
планету из мультфильма «ВАЛЛ-И».
научились использовать шёлк
повторно, съедая старую паутину при
Есть в природе пауки-охотники,
постройке новой. Таким образом
активно добывающие себе
себестоимость ловчей сети
пропитание и не строящие сетей; а
снижается.
есть пауки-тенётники, плетущие
ажурные паутины в надежде на
257
Американские учёные подсчитали,
установившей мусорные контейнеры.
что при наличии такой системы
Они превратили сбор мусора в
утилизации паутины пауки-тенётники
интересную и увлекательную игру.
оказываются в энергетическом
выигрыше по сравнению со своими
собратьями, не строящими сетей.
Пауки изобрели ловчий механизм –
сеть и максимально удешевили его за
счёт процессов утилизации
отработанных материалов. Теперь
добыча стоит им даже дешевле, чем
для пауков-охотников. Воистину,
пауки лучше разбираются в
переработке, нежели наше
правительство!
Одним из интересных методов
решения проблемы сбора мусора
может стать игрофикация –
использование игрового мышления и
игровой механики для привлечения
пользователя или решения
определенной проблемы.
Любую экологическую проблему при
желании можно игрофицировать.
Иноуэ Ахикито, автор книги
«Геймификация» пишет о трех
секретах популярности игровых
методик: совершенствование навыка,
постоянная обратная связь и
вариативность для предотвращения
утомления и скуки. Игрофикацию
можно применять, например, при
решении проблем сбережения
электроэнергии и воды конечными
потребителями.
Ещё одна серьёзная проблема
современных мегаполисов –
автотранспорт, определяющий
значительную часть воздушного
загрязнения в городе, особенно на
фоне кризиса, который привёл к
Мир стремительно игрофицируется и
частичной остановке многих
экология не может игнорировать
производств и закономерному
столь действенные методы
снижению их выбросов.
вовлечения человека в проблему.
Отличный пример был
продемонстрирован компанией
Volkswagen, сконструировавшей и
Огромное количество личных
автомобилей – беда любого крупного
города. По неизведанным причинам
258
каждый горожанин мечтает обладать
автомашиной, вне зависимости от
того, нужна она ему для работы или
нет. Массовый автопсихоз достиг
апогея в любом городе. Все так хотят
легко перемещаться по городу на
собственном транспорте, что часами
стоят в пробках и с трудом находят
парковочное место. Особенно тяжело
приходится супер-мегаполисам,
таким, например, как Москва.
Количество автомобилей из года в
год неуклонно растёт. По данным
опроса ВЦИОМ, проводимого в
период с 14 по 15 апреля 2012 года,
автовладельцами сегодня являются
47% россиян. При этом приобрести
автомобиль собираются ещё 19%
россиян. Этим они создадут
дополнительные проблемы как себе,
так и другим. Впрочем, тема
эксплуатации автомобиля на бензине,
дизеле, газе или электричестве
достойна отдельного обсуждения.
259
Мой любимый автомобиль
8.3
Автору книги очень нравится Rolls-Royce Wraith, пусть он и
понимает, что такая машина неэкологична и несовременна.
Источник: rolls-roycemotorcars.com
«Моя прелесть»: только так думает о своём автомобиле
современный автолюбитель. Он готов купить
Rolls-Royce, пусть даже придётся отдавать банку 160%
стоимости машины в течении всей оставшейся жизни...
Последнее время стало казаться, что любой крупный
город создан исключительно для автолюбителей,
подавляющее большинство которых являются не
самой экологически здравомыслящей частью
260
населения. В Челябинске бушует
автокорпорация считает своим
«дорожная революция»: деревья
долгом вести разработки
рубят, застилая всё свободное
эффективных альтернативных
пространство новым некачественным
двигателей.
асфальтовым покрытием, которому
уже через год потребуется ямочный
ремонт. Автодороги подобрались к
окнам жилых домов. Удалось ли
разгрузить центральные магистрали
города? Да, это сделать удалось. Но
эффект будет кратковременным.
В этом плане показателен пример
культовых американских
внедорожников Hummer. Пожалуй,
эти машины можно назвать самыми
неэкологичными из когда-либо
существовавших. Созданные для
войны, они так и не вписались в
Закон американца Энтони Даунса
мирную жизнь. Огромные размеры
гласит, что чем просторнее дороги,
создавали проблемы с парковкой,
тем больше машин покупают
вождением и установкой в гараже.
граждане и тем чаще они
Hummer 2, который весит более 2,7
предпочитают автомобиль другим
тонн, расходует более 24 л на 100 км
средствам передвижения. Обезьяний
пути в условиях города. Дорогой,
инстинкт обладания красивой и
неэкономичный и неудобный Hummer
бесполезной вещью берёт над
изжил себя даже не смотря на
разумом верх. Даже если
харизматичность бренда. 24 мая
технологические решения слегка
2010 г. c конвейера завода General
облегчают существование
Motors в американском Шривпорте
владельцев машин, теория Э. Даунса
сошёл последний автомобиль марки
говорит о том, что решение будет
Hummer.
временным.
Многие считают, что владение
Американцы понимают толк в
автомобилем – дешевое
автомобилях. Уже многие из них
удовольствие. При этом
отказались от огромных тяжелых
подавляющее большинство
джипов, а каждая крупная
автолюбителей никогда не ведёт
261
60000
45000
30000
15000
0
2002
2003
2004
2005
H2
2006
2007
2008
2009
H3
Продажи Hummer моделей H2 и H3 в США с 2002 по 2009 годы. По данным wikipedia.org
подсчётов расходам, связанным с их
регулярно по расписанию, для него
любимым автомобилем. Это при том,
должны быть выделены специальные
что для смартфонов существует
полосы движения. В общественном
множество программ для
транспорте необходим
планирования своего бюджета.
высокоскоростной доступ в интернет.
Городские власти любыми
доступными способами должны
стимулировать граждан отказываться
от использования личного
транспорта в черте города. Для этого
Для смартфонов должны быть
созданы приложения,
рассчитывающие точное время
прибытия нужного номера автобуса,
троллейбуса или трамвая.
нужно делать общественный
Еще один действенный метод
транспорт всё более и более
пропаганды среди горожан идеи
привлекательным. Общественный
общественного транспорта – сделать
транспорт должен двигаться
его бесплатным. Это не так
262
Модель
Расход в первый год Стоимость километра
эксплуатации*, руб.
пробега**, руб.
Mazda 6 2.0
225604
11,28
Skoda Superb Combi 3.6 4x4
256086
12,8
Volkswagen Passat Alltrack
193066
9,65
Audi A6 hybrid
217551
10,87
Smart fortwo
141808
7,09
Subaru Forester tS
292787
14,64
MINI Countryman Cooper S
266536
13,3
Opel Astra 1.4 Turbo
158447
7,92
Nissan Qashqai 2.0 4WD
184527
9,23
Seat Alea Freetrack
210950
10,55
Jeep Grand Cherokee 5.7 HEMI
353286
17,66
Расходы владельца автомобиля в первый год эксплуатации. По данным motor.ru
Пробег 20.000 км в первый год эксплуатации водителем старше 22 лет и со стажем вождения больше
трёх лет, проживающим в Москве. *-включает в себя ОСАГО, КАСКО, транспортный налог, ТО-1,
бензин. **-с учётом всех трат, включая КАСКО
обременительно для бюджета
стали меньше, иметь таллинскую
крупного города, ведь как правило,
прописку стало выгоднее.
уже сейчас общественный транспорт
дотируется бюджетом на 70% и
более. Например, с 1 января 2013
года бесплатным общественным
транспортом пользовались жители
Таллина (Эстония). Бюджет города не
рухнул, автомобилями пользоваться
Многие владельцы покупают
автомобили, в том числе, и для
комфортных поездок в пригород: на
любимый дачный участок или в
санаторно-курортную зону на отдых.
Например, около города Челябинска
есть потрясающий комплекс озер
263
охраняемой рекреационной зоны:
или более комфортно), то вы можете
озеро Еловое, Кисегач, Теренкуль,
оставлять свои автомобили на
Увильды и прочие. Добраться туда
перехватывающих паркингах при
рядовому горожанину можно
въезде в город и передвигаться
несколькими путями.
далее на общественном транспорте.
На личном автомобиле комфортно во
всех смыслах, но это и бензин, и
поиск стоянки на месте отдыха, и все
сопутствующие расходы по
эксплуатации автомобиля о которых
мы говорили выше. Добавим сюда
стресс от вождения и владения
автомобилем. Второй вариант – на
такси. Обойдется сегодня это в 1500
рублей в одну сторону вместе с
багажом. Посадить в машину можно
до четырех человек, что резко
Информационные сенсорные табло с
предустановленной программой типа
2ГИС и системой вызова такси
должны появиться на любой
остановке общественного
транспорта. Должна развиваться
система проката автомобилей для
тех, кому срочно потребовался
личный автомобиль. Конечно,
каждому городу нужна
централизованная государственная
система такси.
сократит траты на одного человека.
Нужно стимулировать использование
Можно добраться еще дешевле: на
велосипедов в городе. Это
пригородном электропоезде
экологически чистый и полезный для
(наиболее экологичном виде
здоровья малоподвижных горожан
транспорта из перечисленных) или на
транспорт. Особенно вдохновляет
автобусе. Тогда поездка обойдётся в
пример Парижа, где такая система
200 рублей на человека. Т.о. всегда
проката велосипедов уже давно
есть альтернатива личному
существует и успешна. Можно сесть
автомобилю.
на велосипед на одной станции и,
Если по каким-то причинам вы
предпочитаете личный автотранспорт
(для вас это сравнительно дешево
доехав до нужного места, оставить
его на другой. Стоянки расположены,
как правило, у станций метро. От
264
Велосипед – альтернатива
автомобиля в городе
очень выгодно). Этот тариф вы
оплачиваете вне зависимости от того,
как часто меняете велосипед. Если
вы меняете велосипед, не позже, чем
через каждые 30 минут, то платите
только по тарифу.
Если вы не меняете велосипед, то
оплачиваете дополнительно каждые
30 минут сверх норматива. Это
сделано для того, чтобы на любой
станции оставалось достаточное
число свободных велосипедов.
Оплата велосипедов осуществляется
через банковскую карту. За каждый
велосипед на карте блокируется 150€
до момента его возврата.
Замечательная система, которую
стоит копировать.
Прокат велосипедов и
велодорожки на Кипре. Фото
Вячеслава Антипина
В Челябинске велосипедом можно
пользоваться с марта по ноябрь. По
собственному опыту могу сказать,
что 1 км в условиях современного
стоянки до стоянки обычно не более
города велосипедист проезжает в
300 метров. В газетных киосках вы
среднем за 5 минут. При наличии
можете купить специальную вело-
велодорожек и прочей
карту города с указанием стоянок и
инфраструктуры на велосипеде по
направлением велодорожек. Есть
городу можно будет передвигаться
приложение для смартфонов. День
ещё быстрее и безопасней.
стоит 1,7€, неделя – 8€; год – 29€ (что
Интересен способ перемещения по
265
Китайский гибридный велосипед Eltreco Green City Jet (2013 г.)
Габариты гибридного велосипеда: 1140х630х935 мм. Размер колеса: 16
дюймов. Вес: 14,5 кг. Велосипед имеет складную раму и руль, что позволяет
разместить его в багажнике автомобиля. Ограничение по нагрузке: 75 кг
городу на гибридных велосипедах.
Конечно, в масштабах общества,
Такой велосипед делает возможным
отказываться полностью от личного
использовать для передвижения как
автотранспорта не логично. Самая
мышечные усилия, так и
простая мера его модернизации:
электродвигатель.
использование двигателей с
электронным контролем впрыска и
266
сжигания топлива для его
электрической чайке SmartBird, мы
экономного использования и полного
упоминали бионику – науку
сгорания. Или, самое банальное –
использующую достижения природы
снижение коэффициента
в технике. Обтекаемая форма
аэродинамического сопротивления
самолётов, кораблей и автомобилей –
(Cw). Понятно, что чем меньше
тому пример.
коэффициент, тем лучше
проработана аэродинамика
автомобиля, а значит он меньше
сжигает бензина на 100 км со всеми
вытекающими отсюда
последствиями. Говоря об
В 2005 году Mercedes-Benz показал
концепт-кар Bionic, форма кузова
которого была «скопирована» с
тропической рыбки Ostracion cubicus.
Это позволило снизить коэффициент
Паровой велосипед
Фото: cycleworld.com
В начале 2012 года на аукционе в Лас-Вегасе за 500.000$ был продан 118летний именной паровой велосипед американского изобретателя
267
аэродинамического сопротивления
нормой Cw<0,3. Например,
до рекордных 0,19 с сохранением
Cw(ВА3-2110)=0,347; Cw(Toyota Prius,
достаточного полезного объёма
хэтчбэк)=0,25; Cw(Porsche 997, 2004
автомобиля. Расход топлива
г.в.)=0,28.
составил 4,3 л/100 км пути. На 80%
снижены вредные выхлопы. Впрочем,
машина так и не вышла в серию.
Исторически «первенцем»
обтекаемого дизайна стал серийно
выпускаемый с 1955 по 1975 годы
Citroën DS. Коэффициент
аэродинамического сопротивления
первой модели DS19 оказался 0,3 –
ниже, чем у Porsche 911. Для
современных
автомобилей
является
Следующая возможная мера:
повышение доли биоэтанола в
бензине, хотя здесь далеко не всё
однозначно. В пример приведу
«бензиновый» скандал 2011 года в
Германии. Власти агрессивно ввели
на заправках новый вид топлива с
10%-м содержанием биоэтанола –
спирта, полученного из
Тропическая рыбка кузовок и концепткар Mercedes-Benz Bionic,
сделанный по её образу и
подобию. Источник:
wikipedia.org
268
растительного сырья. Его назвали
серийно гибридным автомобилем
E10. При этом большинство немецких
стал среднеразмерный Toyota Prius (с
автопроизводителей не подтвердили
1997 года). В машине установлен
безопасность топлива для двигателей
экономичный бензиновый двигатель
автомашин, что привело к дефициту
Аткинсона, два электрических мотор-
стандартного топлива Super и Super
генератора и аккумуляторная
Plus. Немецкие «Зеленые» назвали
батарея. В 2009 году в Детройте было
введение E10 самым неэффективным
представлено третье поколение
методом для улучшения экологии.
автомобилей Prius, которые в
Они отмечают, что растущее
смешанном цикле расходуют около
использование сельхозплощадей под
3,7 л на 100 км пути. Однако,
культуры, идущие на производство
вследствие большей сложности
этанола, ускоряет мировой кризис
производства такие автомобили
продовольствия. Отмечается и то, что
стоят дороже бензиновых аналогов,
использование этанола для
что делает их покупку в странах, где
производства электричества, которое
они не субсидируются государством,
пойдет на подзарядку машин с
невыгодной. Toyota Prius в России
электрическим двигателем,
стоит от 1.217.000 рублей (на конец
эффективнее в несколько раз: при
2013 года).
одинаковом объеме
израсходованного биотоплива
электромобиль проработает на 80%
больше, чем автомобиль с
классическим бензиновым
двигателем на E10.
Многие автоконцерны выпускают
гибридные автомобили, которые
много эффективнее их бензиновых
собратьев. Первым производимым
Возможно, в скором времени
появится недорогой отечественный
гибридный автомобиль «Ё-Мобиль».
Общественность с интересом следит
за развитием ситуации.
Часто на автомобиль устанавливают
газовое оборудование. При сгорании
газа в ДВС образуется куда меньше
вредных веществ, загрязняющих
атмосферу. Расход газа примерно на
269
10-15% больше, чем бензина (при
машинке H-Racer Hydrogen Powered
сохранении динамических
Car. Однако, создавая и реализуя
характеристик автомобиля), но даже
проекты по использованию воды в
несмотря на это экономия на
качестве топлива, не будем забывать,
горючем получается значительная.
что чистая пресная вода – даже
Все затраты на покупку и установку
более важный ресурс, нежели
газового оборудования могут
топливо и уже сейчас человечество
окупиться за 10-20 тысяч
испытывает её нехватку.
километров. Газ является интересной
альтернативой бензину, особенно в
условиях российских реалий.
Гораздо более экологичными
являются электромобили. Но и их
производство далеко не дёшево.
Долгое время нас уверяли, что
Самой дорогой частью
автомобиль может ездить только на
электромобиля является
углеводородах. Оказывается,
аккумулятор. Поэтому некоторые
автомобиль может ездить прямо на
бренды будут предлагать купить
воде! Не верите? Вспомните
электромобиль, а аккумулятор к нему
фотосинтез и реакцию фотолиза
взять в аренду, что серьёзно
воды, протекающую в каждой
уменьшит стоимость машины для
«зелёной» клетке. Вода
конечного пользователя. Кроме того,
расщепляется до кислорода и
для электромобилей пока нет
водорода. Аналогичный процесс
развитой инфраструктуры: станций
можно воспроизвести с помощью
быстрой подзарядки аккумуляторов.
разряда тока. Вы уже можете
заказать себе игрушечную машинку,
которая ездит на водороде. Водород
образуется в отдельной установке,
энергия для работы которой
поступает с миниатюрной солнечной
фотоэлектрической панели. Имя
На выставке CES 2011 в Лас-Вегасе
General Motors и SAIC
продемонстрировали три варианта
электромобилей будущего,
названных EN-V. Каждый экземпляр
двухместного электромобиля EN-V
имеет свой собственный дизайн и
270
имя: Jiao (гордость), Miao (магия) и
футуристично выглядеть и
Xiao (смех). EN-V оснащен двумя
ограничивать своего владельца в
электромоторами суммарной
комфорте. В августе 2011 года в
мощностью 18 кВт, каждый из
Москве Леннарт Стегланд, президент
которых приводит в движение одно
подразделения по разработке
из двух колес. Запаса энергии литий-
специальных автомобилей Volvo Cars,
ионной батареи хватает на 40 км
провел презентацию серийного
пути. Максимальная скорость
электрокара Volvo C30 Electric. По
составляет 40 км/ч. Управление
свидетельству Дмитрия Кротова,
осуществляется с помощью
журналиста motor.ru, Л. Стегланд
компактного электронного модуля с
«заметил, что близок тот час, когда
вмонтированным дисплеем (похожего
человечество оценит всю прелесть
на вашу портативную приставку
электромобилей. Поймет все их
Sony). Наличие систем GPS,
преимущества и чуть ли не поголовно
коммуникатора между машинами и
будет заряжать свои машины от
объектами, а также различных
розетки по ночам. Но мне показалось,
радаров и датчиков позволяют EN-V
что он сам не до конца верит в это.
передвигаться в пространстве как в
По-крайней мере, в контексте нашей
ручном, так и в автоматическом
страны. Может быть, виной тому
режиме. На автострадах будущего
были то и дело снующие около
машинки EN-V будут способны
гостиницы «Украина» сверхдорогие и
объединяться в «поезда»,
многолитровые Bentley,
перераспределяя между собой
Mercedes-Benz AMG, Porsche и
энергию аккумуляторов. Автопилот
Ferrari».
позволит избежать аварий на дороге.
Каждая из машин весит от 400 до 415
кг.
Сегодня существуют автомобили
изначально спроектированные как
электромобили. Среди серийно
Впрочем, электрокар совсем
выпускаемых, современных и
необязательно должен столь
известных машин (на конец 2013
271
года): Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV,
быстрой зарядки. Батареи
Tesla Model S, BMV i3. По данным
популярного Nissan Leaf, например,
Международного энергетического
хватит лишь на 70 км комфортной
агентства (2012 год) странами с
поездки. 150 км вы сможете проехать
наибольшим количеством
только на скорости 60 км/ч, без
электромобилей стали США, Япония
климат-контроля, фар, подогрева
и Франция. Правда в рейтинге в том
руля и сидений и пр. Значит, из
числе учтены подзаряжаемые
города уже не уехать и по городу
гибридные автомобили.
особо не поездить. Сценарий
В России продажи электрокаров
официально стартовали в октябре
2011 года (автомобиль Mitsubishi
i-MiEV).
Единственное, что тормозит развитие
личного электротранспорта –
ограниченность инфраструктуры. В
первую очередь – станций
использования: от дома до работы и
обратно в гараж к розетке. Зарядных
станций даже в Москве пока мало, а
единой базы вообще нет. Не всегда
удастся припарковаться у зарядной
станции для подзарядки
аккумулятора.
Ещё одной проблемой
электромобиля, активно
обсуждаемой в настоящее время,
является вероятность
Электрокар Mitsubishi
i-MiEV. Источник:
idrivefuture.com
272
возгорания батарей. Основными
нервов могут сэкономить данные
причинами является перегрев при
сервисы.
зарядке и попадание инородных тел в
литий-ионный блок при авариях.
Особенно критичным это может быть
для России с её качеством дорог.
Другие рекомендации: перед
запуском двигателя желательно
использовать предпусковой
обогреватель мотора (холодный
Решать проблему загрязнения города
катализатор не задерживает вредные
от автотранспорта можно и через
выхлопные газы); давление в
развитие навыков экологического
покрышках должно быть на 10-15%
вождения автомобиля (Ecodriving).
больше, чем указано в инструкции по
Вот, например, некоторые из
эксплуатации машины (шины, уpoвeнь
рекомендаций по эковождению,
дaвлeния в кoтopыx нижe нopмы нa
которые являются необходимыми при
25%, увeличивaют coпpoтивляeмocть
сдаче экзамена по вождению в
aвтoмoбиля пpи cтapтe c мecтa нa
Швеции. Во-первых, это точное
10%); трогаясь с места, дайте как
плaниpование мapшpута пoeздки.
можно меньше газа и переключитесь
Согласимся, что навигаторы здорово
с первой передачи на вторую на
в этом помогают современному
расстоянии одной – двух длин
водителю, значительно экономя
машины, а если машина стоит на
топливо и сокращая выхлоп.
склоне, можно запускаться на второй
Обращаю ваше внимание и на
передаче; разгоняться эффективнее
некоторые интернет-сервисы,
быстро и резко, чем плавно; чем
помогающие объезжать пробки,
выше передача, тем экономичней вы
например – Яндекс-Пробки,
ездите, причем на современных
показывающие ситуацию в реальном
машинах при скорости 30 км/ч можно
времени и сохраняющие статистику
ездить на четвертой передаче, а при
загруженности трасс. Сложно
скорости 50 км/ч и выше – на пятой;
представить, сколько бензина и
рассчитывайте движение так, чтобы
не пришлось останавливаться на
273
Японская компания Honda в новых
поколениях гибридных автомобилей
Insight использует Eco Assist. Система
поощряет водителя за правильное
эковождение, отображая на
специальной шкале
заработанные баллы в виде
листочков. Интересно и то,
Центральное место на доске приборов
Honda Insight занимает тахометр, а слева
от него - шкала системы Eco Assist, наглядно
демонстрирующей водителю уровень его
эковождения. Источник: automart.ua
светофоре и при круговом движении;
при подъезде к красному сигналу
что своими баллами можно
делиться с интернетсообществом, соревнуясь среди
водителей аналогичной модели на
специальном сайте. Это очень в духе
японцев.
светофора тормозите мотором,
Отдельная зелёная кнопка «ECON»
сбрасывая обороты до 1500
экологизирует многие настройки
оборотов, т.к. современные
автомобиля: мотор чаще пребывает в
двигатели с электронной системой
режиме малых оборотов а его
впрыска и зажигания топлива при
максимальная мощность
1500 оборотах в режиме торможения
уменьшается; активизируется
практически не потребляют топливо;
система «Start-Stop», которая
останавливая машину сразу
полностью выключает двигатель при
выключайте мотор.
остановке автомобиля; кондиционер
Навыки эковождения закрепляются и
самими производителями
работает на рециркуляционном
воздухе и прочее.
автомобилей. Делается это,
Вот как описывает свои впечатления
используя метод игрофикации, о
от эковождения автомобиля Honda
котором мы говорили в предыдущем
Insight Сергей Фёдоров (automart.ua):
разделе.
«Оказывается, быть экономичным и
274
заботиться одновременно об
бензпирен (C20H12). Химия выхлопа
окружающей среде – дело очень
разнообразна и далеко не все из
хлопотное и нелегкое. Через пару
перечисленных газов безвредны для
часов экономичной и экологической
биосферы. Углекислый газ и окислы
езды я устал так, словно весь день
азота являются парниковыми газами.
носился по раллийным трассам с
Их накопление в атмосфере приводит
выжатой в пол педалью газа... И
к изменению климатических условий,
самое обидное – за все это время
о чём вы узнаете из следующей
заработал лишь три поощрительных
главы. Угарный газ, окислы азота,
цветка. А беспристрастный
углеводороды и альдегиды являются
компьютер и вовсе свел на нет все
высокотоксичными (ядовитыми) для
мои усилия, показав средний расход
человека и животных. Сажа и
топлива около 6 л/100 км. Что ж,
бензпирен – признанные
надо, видимо, менять свой стиль
канцерогены.
вождения, приспосабливаться под
эти «гибриды», если мы хотим
действительно спасти нашу Землю от
экологической катастрофы».
Мы много внимания уделили
автомобилям. Тому есть две причины:
1) мы реально можем решить данную
проблему, изменив собственное
Эковождение может сократить
отношение к личному автотранспорту
расход топлива и количество
(т.е. для этого не требуется
отработанных газов.
вмешательство государства и
Выхлопные газы автомобилей далеко
не так безопасны, какими могут
показаться. В составе выхлопа
бензинового двигателя присутствуют
азот (N2), кислород (O2), углекислый
газ (CO2), водяные пары (H2O),
угарный газ (CO), оксиды азота,
углеводороды, альдегиды, сажа,
третьих лиц); 2) выбросы от
автотранспорта в крупных городах
подчас составляют внушительные
50% от общего загрязнения и,
уменьшив количество автомобилей
на дорогах, мы способны
значительно улучшить качество
воздушной среды.
275
Потребизм
8.4
Смартфон iPhone 5s с датчиком идентификации по отпечатку
пальца Touch ID. Новый цвет. Источник: apple.com
В предыдущих главах мы убедительно доказали, что в
биосфере Земли лишь замкнутые системы способны к
длительному функционированию. Замкнутость
круговоротов веществ необходима потому, что
ресурсы планеты ограничены, а для сохранения
адаптаций и выживания видов необходима эволюция,
немыслимая без полового процесса и смены
поколений. Если бы мы не умирали, а наши тела не
перерабатывались бактериями и грибами, то
276
следующим поколениям живых
ещё человечество имеет
существ просто не осталось
определённый запас ресурсов и
биоэлементов для построения тела и
занято лишь его переделом. О
жизнедеятельности. В природе
будущем такой линейной системы
существуют практически замкнутые
экономики мы не задумываемся.
циклы. Это позволяет существовать
Ключевым механизмом такой
жизни на планете уже более 3,5
экономической системы как раз
млрд. лет.
является потребизм.
Другое дело – построенная
Не уверен, что мне удастся приписать
человеком система производства.
авторство термина «потребизм» себе:
Весь хлам, который изготавливает
вы можете найти примеры его
наше общество в конечном итоге
употребления через Google в
оказывается на свалке: от влажной
отдельных пыльных уголках мировой
салфетки до автомобиля.
паутины. В частности, потребизм
Современная вещь проходит
можно определить как очередную
короткий путь развития: добыча
мировую «религию», основными
полезных ископаемых –
догматами которой являются: Бог в
производство – распределение –
вещах и вещи суть Бог; деньги – это
потребление – утилизация. При этом
духовность. Раскроем мысль точной
действующая сегодня система даже
искрометной цитатой, взятой у Фомы
частично не является замкнутой.
Аквинского и с юмором
Большинству людей просто не
переделанной: «Нужно копить
показывают все части системы.
духовность, чтобы приобщиться к
Простому человеку достаточно знать
Богу. Покупая вещи, мы приобщаемся
лишь о потреблении: что, почему и с
к Богу. Бог истрачивает себя для нас
какой скоростью нужно покупать.
во время пользования вещами.
Производителей, правительства,
Поэтому у нас в руках вещь духовно
простых граждан не интересует то,
истончается, а бог покидает вещь,
что утилизации не происходит. Пока
переходя в нас. После этого вещь
277
нужно выбрасывать. Деньги –
масштабе страны даже целые части
духовность, вещь неисчислимая,
света могут быть выброшены, как
поэтому их не нужно считать.
бумажные салфетки». Как верно
Духовность идёт к духовности.
заметила Анни Леонард в
Следует приобщаться к вечным
анимационном фильме «История
кредитным источникам духовности».
вещей» (Story of Stuff, США, 2007 год):
Весело и со вкусом. Библия
современного шопоголика.
Стремление владеть интересной
вещью лежит в основе наших
животных инстинктивных программ.
«у нас больше вещей, но меньше
времени на те вещи, которые
действительно делают нас
счастливыми – семью, друзей,
отдых».
Даже обезьяна не прочь натаскать к
Ускоренное развитие технологий и
себе в клетку разных занимательных
потребность в активном
безделушек. Что уж говорить о
искусственном стимулировании
человеке.
потребизма породило два столпа
Вот что пишет в книге «Дизайн для
реального мира» (1984 год) Виктор
Папанек, известный американский
дизайнер: «Реальная стоимость
настоящих вещей оказывается
вытесненной произвольной
ценностью фальшивых вещей <...>
Наша привычка выкидывать мебель,
транспортные средства, одежду и
приборы, скоро может заставить нас
почувствовать, что брак (и другие
личные отношения) так же
рассчитаны на одноразовое
использование и что в глобальном
современной экономики:
модернизацию и устаревание. Можно
выделить три базовых типа
устаревания: технологическое (здесь
прямую роль играет модернизация,
способствующая переходу к новым
более совершенным методам
производства), материальное (вещь
изнашивается) и искусственное (вещь
проектируется так, что изначально
обречена на преждевременную
смерть; либо материал таков, что
износится в предсказуемый
промежуток времени, либо основные
278
Вещи и технический прогресс
Гладильная машина. Экспонат Челябинского государственного
краеведческого музея
детали не подлежат ремонту или
Можно привести множество
замене). Если технологическое и
примеров искусственного
материальное устаревание
устаревания.
неизбежны, то искусственное
устаревание – «трюк»
производителей, вынуждающих
людей заменять товары, сокращая их
жизненный цикл. С искусственным
устареванием нужно бороться.
Спроектированная слабой
пластиковая защелка компактного
фотоаппарата Nikon, удерживающая
крышку батарейного отсека,
расположена на лицевой панели
279
фотоаппарата. Её поломка неизбежна
стекло, сетку сенсора и собственно
и приводит к необходимости замены
ЖК-дисплей. Разбив лишь стекло вы
всей передней пластиковой крышки.
«попадаете» на полную замену блока
Даже в случае поломки в течении
экрана. При замене треснувшего
гарантийного срока, скорее всего,
защитного стекла пользователь
вам откажут в бесплатном ремонте.
вынужден доплатить за исправный
Стоимость ремонта (замена передней
ЖК-дисплей.
части корпуса) в сервисном центре
вполне может обойтись в 2 тыс.
рублей, что выше цены аппарата на
вторичном рынке. При этом нужно
понимать, что поставят ту-же
«обреченную» деталь. В таких
условиях рядовой пользователь
просто откажется от ремонта, не
смотря на то, что сломана лишь
пластиковая защелка, а фотоаппарат
полностью исправен. Он купит новый
фотоаппарат, возможно, фирмы
Nikon. А старый будет лежать в
ящике стола, пока при очередной
генеральной уборке не отправится на
свалку.
Все современные экраны сенсорных
плееров и телефонов Apple дорого
обходятся пользователю в ремонте
по причине того, что выполнены в
виде неразборного блока,
включающего в себя защитное
Apple не компенсирует стоимость
дисплея при ремонте. Маркетологи
рассказывают нам, что неразборный
сэндвич из стекла и дисплея сделан
для облегчения устройства и
уменьшения его толщины.
Особый интерес с точки зрения
искусственного устаревания
представляет технология струйной
цветной печати и чипы, встроенные в
принтеры и катриджи таких
известных производителей, как HP и
Epson. Начнем с того, что сама
технология крайне несовершенна и
изначально невыгодна рядовому
пользователю, т.к. чернила быстро
высыхают и огромное количество
чернил тратится на прочистку
печатающей головки при каждом
новом включении принтера.
Струйные принтеры окупают себя
лишь при коммерческом
280
О жизни вещей после смерти
Подвесное кашпо для цветов выполнено из решёток сломанного
вентилятора. Просто добавьте цепь, карабины и подвесьте конструкцию к
потолку. Идея, реализация, фото: Антипин Вячеслав
использовании. Для этого прошивки
увидите, что цена аппарата бывает
принтеров взламываются,
равна стоимости комплекта
устанавливается система
фирменных катриджей к нему.
непрерывной подачи чернил.
Покупая струйный принтер вы не
Используются сторонние чернила.
платите за него. Вы платите за
Это позволяет достичь низкой цены
катриджи, идущие в комплект.
отпечатка с сохранением его
Стоимость принтера и сверхприбыль
качества.
компания получает продавая вам
Если вы посмотрите на цены
недорогих струйных принтеров, то
расходники по завышенным ценам. В
итоге, засохший принтер и куча
281
израсходованных пластиковых
психологические проблемы и
катриджей с микрочипами – всё
комплексы.
отправляется на свалку.
Великая сила – конформизм.
Для цветной офисной печати
Конформизм – свойство личности,
правильнее покупать лазерный
выражающееся в склонности к
принтер, для домашней фотопечати -
изменению своих желаний и взглядов
специализированные
на мир, в соответствии с теми,
сублимационные принтеры. Впрочем,
которые преобладают в данном
в своем районе вы всегда можете
обществе или группе. Это
найти сервис, где вам распечатают
психическое явление основано на
цветное изображение быстро и без
атавистическом инстинкте стадности.
лишних затрат. Как пишет В.
Оно неоднократно выручало нас в
Папанек, «экономика рынка все еще
первобытном обществе (стае). Без
ориентирована на статичную
конформизма сложно представить
философию «покупка-владение», а не
себе возможность древнего человека
на динамичную «прокат-
к кооперации. Вне всяких сомнений,
пользование», и ценовая политика не
склонность к конформизму
стремится к снижению
биологически обусловлена. Но
потребительской стоимости».
сегодня конформизм приводит к
Интересен симбиоз моды и
искусственного устаревания.
Источником моды служит реклама в
СМИ, образ жизни известных
актеров, книги, телевизионные
сериалы и кинофильмы. «Маленький
человек» стремится всеми силами
быть похожим на известных и
великих. Так он решает собственные
сильному искажению нашего
восприятия мира и его законов.
Особенно, в условиях агрессивной
рекламы и навязанного нам
телевидением и модой образом
жизни. Стремясь стать уникальными
мы подражаем идеям и вкусам
людей, которых маркетологи сделали
витринами своих магазинов.
282
Рекомендую к просмотру фильм
частью чего-то большего и
Деррика Борте «Семейка Джонсов»
элитарного.
(США, 2011 год), в котором продают
образ жизни, а заодно – товары. Так
же рекомендую фильм Яна Кунена
«99 франков» (Франция, 2007 год). О
значении искусственного
устаревания в истории обыкновенной
лампы накаливания вы можете узнать
из фильма Косимы Даннорицер
«Заговор против лампочки» (The Light
Bulb Conspiracy, Испания, Франция,
2010 год).
Итак, вы еще не обзавелись новой
Огромное количество произведенных
сегодня товаров отличаются низким
качеством. Намеренный или
спонтанный выбор неподходящих
материалов и технологий для
производства изначально снижает
жизненный цикл вещей. Даже вещи
предназначенные для самых
маленьких и самых
зависимых – детей –
часто
выполнены
моделью iPhone? Вы ругались на
Apple за то, что каждая новая
модель похожа на предыдущую?
Получите в 2013 году iPhone 5s в
золотистом корпусе, со
сканером отпечатка пальца и
двойной вспышкой. Теперь
ваш iPhone точно не
спутают с
предыдущей
моделью. Вам ведь, на
самом деле, было
нужно лишь это? Вам
нужно было выделиться
и почувствовать себя
Старые советские
игрушки
283
некачественно. Если ещё в середине
подгузники составляют около 2%
прошлого века детские игрушки были
бытовых отходов стран Европы; для
сделаны из дерева или металла,
разложения подгузника требуется
развивали мышление и воображение
примерно пятьсот лет.
ребёнка, служили не одному
поколению детей и могли быть легко
утилизированы, то современные
игрушки недолговечны и опасны не
только для природы, но и для самих
ребят.
Параллельно с подгузниками можно
продать разнообразные крема и
масла от Procter & Gamble (владельца
бренда Pampers), направленные на
предотвращение раздражения кожи
младенцев. В крема нужно добавлять
Интересно, что экологически чистые
пальмовое масло, для чего в
пелёнки, которые можно постирать и
Индонезии следует вырубать леса и
использовать вторично, были
осушать болота, уничтожая
успешно заменены одноразовыми
ценнейшие экосистемы.
подгузниками. Это произошло в 1961
году, когда Pampers выпустила
первые подгузники с впитывающим
слоем. На 2009 год Pampers и
Huggies занимали более
половины мирового рынка
подгузников с оборотом в $
20 миллиардов.
Спокойствие мам и пап
можно оценить в
следующих цифрах:
ребёнок в среднем
нуждается в 4000
подгузников;
одноразовые
Давайте станем более разборчивыми
в выборе вещей, ориентируясь, в
первую очередь, на качество
изготовления и длительность
службы. Старайтесь избегать
импульсивных покупок и покупок
в кредит. Не покупайте вещи,
производитель которых не
обеспечил в вашем регионе
гарантийный ремонт и
обслуживание. Если есть
возможность взять вещь
на прокат (система
коллективного
пользования) – не
284
покупайте её.
Дома не должно быть вещей,
полностью дублирующих функции
друг друга. В то же время, каждая
выбранная вами вещь, по
возможности, должна быть
многофункциональной (но не в ущерб
эффективности выполнения каждой
из функций).
Даже если вещь сломалась –
постарайтесь найти ей иное
употребление, либо отремонтировать
её, либо продать (отдать в дар) тому,
кому она продолжит приносить
пользу. Найдите вашей вещи нового
хозяина.
Постарайтесь избавиться от
установки на одноразовое
использование предметов. Всё,
начиная с полиэтиленового пакета,
можно использовать многократно.
Этого принципа следует
придерживаться постоянно.
285
9
Единственная
планета
«Где нет бесконечного
разнообразия – нет
жизни»
– Николай Чернышевский
Климат: вчера, сегодня, завтра
9.1
Газовый состав атмосферы Земли во многом
определяет климат на её поверхности
Стандартное приложение «Погода» на моём iPhone
легко расскажет о том, какие климатические сюрпризы
поджидают нас на неделе и в течение сегодняшнего
дня. Например сейчас, когда я пишу эти строчки,
приложение считает, что в моём Челябинске облачно,
температура воздуха +15°C. На самом деле: солнечно,
температура в тени составляет +16°C. Приложение
«Погода» обладает минимумом функций. Тапнув по
картинке, вы получите развёрнутый почасовой прогноз
287
на весь день. Но только на день
метеорологических станций,
сегодняшний. На последующие дни
спутников. Ведётся учёт влияния
приложение благоразумно
человека на атмосферу и
подробный прогноз не выдаёт.
гидросферу. Что ж, это неплохая
Долгосрочные прогнозы будут очень
работа. Но достаточны ли
приблизительными и неточными:
предоставляемые данные; учтены ли
настолько непостоянны факторы,
все факторы, влияющие на климат;
определяющие изменение климата.
вполне ли совершенны программы и
Климатологи не смогут мне сказать,
будет ли дождь 15-го числа
мощны компьютеры для подобных
вычислений?
следующего месяца в 17.00 дня,
Поэтому, когда мы говорим о
когда я отправлюсь на велопрогулку.
климате и атмосфере – мы говорим о
Эти же самые климатологи
процессах, которые настолько же
утверждают, что всё знают о
закономерны, насколько случайны и
климате, который был на планете
не познаны. Прогноз на будущее не
Земля сотни миллионов лет назад и
точен и не однозначен. Это нужно
почти уверены в том, что произойдёт
понимать. Но вместе с тем, человек,
в ближайшую сотню лет. Они
как существо разумное, должен
ориентируются на
готовиться к худшему, анализируя
сохранившиеся
свидетельства прошлых
тот минимум данных, которые
ему в состоянии
геологических эпох и на
предоставить
компьютерные модели,
современная наука. А
отражающие динамику
худшее в ближней
изменения климата,
перспективе – сухой
внося туда данные,
жаркий климат.
собранные с
многочисленных
наземных и морских
Погодная станция, содержащая
барометр, гигрометр и термометр.
Источник: tfa-dostmann.de
288
Вопросы глобального изменения
смерчей, которые приведут к новым
климата на планете интересуют
техногенным катастрофам.
многие государства мира, особенно
те, территории которых ограничены
или имеют значительную по
протяжённости береговую линию.
Нам уже понятно, что изменение
климата это: 1) таяние ледников и
повышение уровня мирового океана,
что приведёт к сокращению площади
суши целого ряда государств; 2)
снижение суммарного годового
количества осадков во многих
странах, уменьшение уровня воды в
естественных водоёмах,
водохранилищах, подземных
водоносных пластах и, как следствие
– нехватка чистой пресной питьевой
воды; 3) снижение урожайности
сельскохозяйственных культур, а за
ним, по пищевой цепочке – проблемы
с прокормом сельскохозяйственных
животных и человека, стоящего на
вершине пищевой пирамиды; 4)
непредсказуемые изменения
температур воздушных и водных
потоков, что обеспечит
формирование разрушительных
штормов, ураганов, тайфунов и
Глобальное изменение климата не
было бы столь сложной в решении
проблемой, если бы не
многочисленные искусственные
границы между государствами.
Возьмите животных и растения. Не
зная священных полосатых
пограничных столбов, они обладают
достаточно широким потенциалом
адаптаций, чтобы приспособиться к
плавным, но неизбежным
климатическим изменениям.
Человеческое общество, состоящее
из более чем 190 государств,
загоняет себя в рамки немыслимых, с
точки зрения естественной природы
политических противоречий. Отсюда
беспредельно нищие и безобразно
богатые страны, невозможность
выработать общую экологическую
стратегию, непонимание и отказ от
сотрудничества, ориентирование на
псевдоценности и идеалы. В такой
ситуации грядущее потепление
климата на планете, как и любая иная
глобальная экологическая проблема
– оригинальный способ проверить
289
нынешнее политическое устройство
Солнце с его глобальными циклами
мира на адаптивные возможности. И
активности. Как обычно бывает в
колоссальная роль в этом будет
сложных неразрешимых ситуациях,
отведена международным
ответ оказывается простым и
организациям, таким как ООН.
очевидным. Виноваты все.
То, что средняя приземная
Всего было четыре крупнейших
температура повысилась в течение
ледниковых периода за всю
последнего времени – факт
геохронологическую историю Земли.
бесспорный. В докладе
Доказательства их существования
Межправительственной группы
бесспорны. Мы выходим из
экспертов по изменению климата
последнего кайнозойского
(МГЭИК, 2001 год) приводится
ледникового периода, начавшегося
убедительная и достоверная
примерно 65 млн. лет назад. Поэтому,
статистика наблюдений, хорошо
постепенное увеличение
детализованная за последние 140
среднегодовой температуры можно
лет. Согласно этим данным, среднее
считать закономерным и
значение температуры воздуха около
неизбежным. Тогда каким может
поверхности суши и температуры
быть механизм неуклонного роста
поверхности моря в XX столетии
температуры нижних слоёв
повысилось на 0,6±0,2°C.
атмосферы и есть ли вклад человека
И всё-таки: кто «виноват» в
в эти процессы?
глобальном изменении климата на
Традиционно рост температуры на
Земле? Ответов даётся три: 1) никто
поверхности планет с плотными
не виноват, всё происходящее –
атмосферами, к которым относится
естественный закономерный процесс
Земля, связывают с парниковым
изменения климата на планете; 2)
эффектом. Мы могли видеть
виноват современный человек с его
механизм работы парникового
выбросами в атмосферу различных
эффекта на примере солнечного
загрязняющих веществ; 3) «виновато»
коллектора, нагревающего воду в
290
непрозрачным. Это ведёт
к накоплению тепловой
1
энергии внутри
коллектора и
существенному подъёму
4
температуры. Вода в
7
трубах закипает.
5
В верхних слоях
6
3
атмосферы Земли в роли
2
стекла выступают
парниковые газы. В
первую очередь это пары
Упрощённая схема парникового эффекта. На схеме: 1 - Солнце; 2 Земля; 3 - плотная атмосфера планеты; 4 - парниковые газы; 5 видимое излучение Солнца; 6 - нагретая поверхность Земли; 7 невидимое тепловое излучение
воды (H2O), молекулы
углекислого газа (CO2),
метана (CH4) и оксида
азота (I) (N2O). Озон (O3)
поглощает излучение как
трубах. Схожие физические
механизмы срабатывают и в
ультрафиолетового диапазона, так и
масштабах планеты.
инфракрасного. А вот молекулы
Солнечный видимый свет легко
проникает сквозь плотное
прозрачное стекло, разогревая
окрашенные в темный цвет стенки
коллектора и трубы. Нагретые
элементы коллектора, в свою
кислорода (O2) и азота (N2),
вследствие своей неполярности,
инфракрасного излучения не
поглощают, свободно пропуская его
через себя, и парниковыми газами не
являются.
очередь, излучают тепловые
От количеств и соотношения
инфракрасные невидимые лучи, для
парниковых газов во многом зависит
которых плотное стекло оказывается
температурный режим атмосферы
Земли. При этом метан в 21 раз
291
лучше поглощает инфракрасное
количества углекислого газа в
излучение, чем углекислый газ, оксид
атмосфере Земли. Хотя к прежнему
азота (I) – в 310 раз, а печально
доледниковому уровню температура
известные фреоны – в 3-13 тыс. раз.
так и не вернулась. Впрочем,
Однако, окислов азота и фреонов в
причины оледенения могли быть и
атмосфере совсем мало и их
другими.
суммарный эффект незначителен.
Поэтому, наиважнейшими газами,
определяющими климат современной
Земли, остаются водяные пары и
углекислый газ.
Интересно то, что большинство
природных газов, в том числе
парниковых (метан и углекислый газ),
способны образовывать сложные
соединения с водой – гидраты. Эти
В качестве примера влияния
соединения образуются и устойчивы
парниковых газов на климат можно
при низких температурах и высоком
привести первый мощнейший
давлении. Предполагается, что в зоне
протерозойский ледниковый период
вечной мерзлоты, как на суше, так и
(началось оледенение 2,4 млрд. лет
на море, имеются колоссальные
назад и продолжалось сотни
залежи газовых гидратов. Понятно,
миллионов лет). Учёные
что как только залежи гидратов
предполагают, что похолодание было
опустятся глубже с пластом земли,
связано с кислородной катастрофой.
где температура больше, или просто
Появившийся в атмосфере
нагреются – они станут быстро
биогенный кислород стал окислять
разлагаться на воду и газ. При этом
метан до углекислого газа и воды –
гидрат объёмом 1 см3 может
сравнительно более слабых
содержать 160-180 см3 парникового
парниковых газов, что существенно
газа.
могло снизить среднюю температуру
на поверхности Земли. Завершилось
оледенение примерно 2,1 млрд. лет
назад с накоплением достаточного
55 миллионов лет назад на Земле,
вероятно, уже произошел массовый
выброс метана и углекислого газа со
дна морей, связанный с разрушением
292
части накопленных ранее газовых
привлекают человека лишь как
гидратов. Он сопровождался
вероятный источник углеводородов.
термальным максимумом,
вымиранием целых групп живых
организмов и изменением
химического состава геосфер.
Температура на суше подскочила на
8°C, поверхностные воды в
арктических морях прогрелись на
10°C. Содержание углекислого газа в
атмосфере превысило современные
нормы в 5-8 раз. Углекислый газ
активно растворялся в океанах,
повышая кислотность воды.
Карбонаты скелетных остатков и
раковин морских организмов не
успевали достичь дна, растворяясь в
подкисленной воде. На дне морей
практически прекратилось
накопление карбонатных биогенных
отложений.
Становится интересно, может ли
человечество столкнуться в
ближайшем будущем с
катастрофическим ускорением
процесса потепления, связанным с
масштабным разложением гидратов?
Вполне возможно. Но пока гидраты
Некоторые вещества, накапливаясь в
верхних слоях атмосферы, могут
приводить к обратному эффекту –
похолоданию. Возьмём тот-же
парниковый газ – водяной пар.
Процесс испарения идёт с
поглощением тепла, а обратная
конденсация – с выделением. Сам
водяной пар, действительно, слабо
пропускает тепловые лучи,
исходящие от нагретой Солнцем
поверхности Земли. В то же время,
скопление паров в виде облаков и
кристаллов льда повышает
отражающие свойства (альбедо)
верхних слоёв атмосферы в
результате чего большая часть
солнечных лучей вообще не
достигает поверхности Земли.
Некоторые аэрозоли и пепел могут
выступать в качестве факторов
«антипарникового эффекта».
Например, на спутнике Сатурна
Титане, о котором мы немного
говорили ранее, температура
поверхности примерно на 10°C ниже,
чем должна быть по расчетам.
293
Парниковые газы
Европы 1816 год. Данную
климатическую аномалию связывают
с сильнейшим извержением вулкана
Тамбора на индонезийском острове
Сумбава, произошедшим в апреле
1815 года. 150 км3 пепла оказались
серьёзной преградой для солнечных
лучей. Учёные называют такое
состояние вулканической зимой. По
аналогии с ядерной зимой, когда, как
полагают, вследствие масштабных
пожаров после обмена ядерными
ударами, в верхние слои атмосферы
может быть выброшено огромное
количества продуктов неполного
сгорания, пепла и пыли.
Вода
Итак, мы доказали, что изменение
климата может быть вызвано целым
комплексом различных причин, а в
Оказывается, аэрозоли органических
молекул, которыми насыщена
атмосфера Титана, поглощают 90%
солнечного излучения. Тепло не
достигает поверхности в полном
объёме.
Другой пример антипарникового
эффекта – необычайно холодный для
Северной Америки и Западной
процессе глобального потепления
ключевую роль играют парниковые
газы атмосферы. Тогда какова роль
человека в данном естественном
процессе?
Человечеству нужна энергия для
осуществления его продуцентной
функции. По сей день эту энергию
человек получает сжигая
углеводороды. Одним из продуктов
294
горения является углекислый газ –
последние 20.000 лет» – пишут
основной парниковый газ.
эксперты в докладе.
Рассматривая биогеохимический
круговорот углерода в биосфере
Земли, мы показывали на схеме
влияние человека. Человек
возвращает захороненный прошлыми
геологическими эпохами углерод
обратно в биосферу, которая не
имеет механизмов утилизации
«внепланового» углекислого газа.
Человечество ответственно за
выбросы чуть более половины всего
атмосферного метана (CH4) –
мощного парникового газа.
Концентрация метана в атмосфере в
период с 1750 года увеличилась
примерно на 151% и продолжает
нарастать. Основные антропогенные
источники метана: возделывание
Согласно докладу МГЭИК
рисовых полей (по сути своей –
«Изменение климата, 2001. Научные
болот); разведение жвачных
аспекты» 3/4 антропогенного CO2,
сельскохозяйственных животных,
поступившего в атмосферу в течение
усваивающих растительную
последних 20 лет XX века, произошло
клетчатку; потери при добыче
от сжигания ископаемого топлива,
полезных ископаемых; гнилостные
1/4 часть – по причине уничтожения
процессы на свалках. Природа
лесов. «Концентрация двуокиси
образования метана во многом
углерода (CO2) в атмосфере в период
схожа: деятельность бактерий по
с 1750 г. возросла на 31%. Ни в
ферментативному разложению
последние 420.000 лет, ни, вероятно,
клетчатки.
в течение последних 20 млн. лет
концентрация CO2 не была столь
высокой, как сегодня.
Наблюдающиеся на сегодняшний
день темпы её увеличения
беспрецедентны по меньшей мере в
Что касается оксида азота (I) (N2O), то
здесь человеку «принадлежит» 1/3
всех подобных парниковых
атмосферных газов. Антропогенными
источниками N2O являются
сельскохозяйственные почвы,
295
откормочные площадки для крупного рогатого скота и химическая
промышленность.
Если первый мощнейший ледниковый период мог быть связан с
кислородной катастрофой, то набирающее обороты современное
нам глобальное потепление вполне может быть связано с
антропострофой.
Что касается озона (O3), одного из основных парниковых
газов, то его количество в тропосфере возросло, что не
может не радовать. Ведь с 1979 по 2000 гг. происходило
очевидное истощение озонового щита в верхних слоях
атмосферы. Вредная для человека и всего живого
жёсткая солнечная радиация через т.н. «озоновые
дыры» достигала Земли. Сейчас, с принятием и
выполнением международных предписаний в отношении
озоноразрушающих галоидуглеродных газов (CFCl3,
CF2Cl2 и др.), ситуация должна поправиться в ближайшие
десятилетия.
Теперь о том, «виновато» ли Солнце в глобальных
переменах климата на нашей планете. Одно время
достаточно популярной была гелиобиология – раздел
биофизики, изучающий влияние изменений активности
Солнца на биосферу Земли. Сотни энтузиастов в телескопы с
защитными фильтрами наблюдали солнечный диск, разыскивая
и описывая на нём солнечные пятна. Возможно, некоторые из вас
даже читали научно-популярную книгу Зигеля Ф.Ю. «Виновато
Солнце», где подробно описывались связи между изменениями
солнечной активности и различными процессами на Земле: потопами и
оледенениями, вспышками инфекционных заболеваний, войнами,
296
Солнце удалено от Земли на 149,6 млн км. Светило расположено на
расстоянии около 26.000 световых лет от центра Млечного Пути и
вращается вокруг него, делая один оборот более чем за 200 млн лет.
Солнце действительно огромно: его объём равен 1.301.018,805 объёмам
Земли. Масса Солнца составляет 332.982 масс Земли. Я с трудом
поместил Солнце в ваш iPad. Мы не знаем точно, повинно ли Солнце в
климатических изменениях на нашей планете. Но одно бесспорно:
Солнце обеспечило возможность возникновения жизни на нашей
планете и является основным поставщиком энергии в биосферу Земли
ураганами, изменением климата. Приводилось множество фактов из истории,
но не раскрывались механизмы подобных взаимосвязей.
Сейчас учёные очень осторожно говорят о том, что, возможно, усиление
и уменьшение полной солнечной светимости могло стать одной из
причин изменения климата на планете до наступления
индустриальной эры. Согласно докладу МГЭИК за 2001 год, вклад
изменения активности Солнца составляет не более 12% от
влияния антропогенных газов атмосферы. «Причём большая его
часть проявилась в первой половине XX столетия. Начиная с
конца 1970-х годов измерения с помощью спутников показали,
что существуют небольшие колебания, связанные с 11-летним
солнечным циклом. Были предложены объяснения механизмов
усиления влияния Солнца на климат, однако в настоящее
время ощущается недостаток как надёжных теоретических
основ, так и данных наблюдений» – отмечено в докладе.
Более подробно с докладом МГЭИК вы можете
познакомиться на сайте организации ipcc.ch. Достаточно
интересна и познавательна обзорная работа по проблеме
глобального потепления Олега Иващенко, размещённая на
сайте poteplenie.ru.
Среди современных художественных фильмов, где обыгрываются
возможные климатические катастрофы на Земле, следует
упомянуть «Послезавтра» Роланда Эммериха (США, 2004 год). Среди
книг на сходную тематику особо отмечу «Изгнание владыки»
советского писателя-фантаста Григория Адамова.
Проблема глобального изменения климата интересна ещё и тем, что
впервые она решается на уровне 192 стран мира. Впервые о конкретной
298
экологической проблеме узнают
значит он не имеет юридической
граждане, далёкие от экологии.
силы и носит лишь
Глобальное потепление становится
рекомендательный характер. В
«популярной» проблемой. И это
России Протокол вступил в силу 16
здорово! Впервые экология
февраля 2005 года.
массированно идёт в политику и
находит там рычаги воздействия на
общество с его развитым
производством и товарооборотом
между странами. Впервые для
решения проблемы предлагается
регулирование за счет чисто
коммерческих механизмов
производства и продажи квот на
выбросы парниковых газов.
В декабре 1997 года в дополнение к
Рамочной конвенции ООН об
изменении климата (РКИК) в Киото
(Япония) было принято
международное соглашение,
обязывающее развитые страны и
страны с переходной экономикой
сократить или стабилизировать
выбросы парниковых газов –
Киотский протокол. На 25 ноября
2009 Протокол был ратифицирован в
192 странах мира. Исключением из
этого списка являются США. Там
протокол не ратифицировали –
Теперь выбросы вредных газов могут
быть вписаны в бюджет доходов и
расходов предприятия, наряду с
обычными доходами и расходами на
сырье, заработную плату, покупку
оборудования, продажу продукции и
прочее. Посмотрим, как работает
данный механизм.
В качестве примера, представим себе
предприятие, выбрасывающее в
атмосферу 100.000 тонн парниковых
газов в год. Государство, на
территории которого находится
предприятие, принадлежит к числу
стран, перечисленных в Приложении
I РКИК. В таких странах есть законы,
ограничивающие максимальный
объем выбросов на одно
предприятие. По этому закону
предприятию устанавливают
ограничение, например, в 80.000 тонн
в год. Заводу приходится либо
снизить свои выбросы до объема
80.000 тонн, либо приобрести
299
углеродные квоты, чтобы
глобальном потеплении А. Гора,
сбалансировать избыточный объем
получает два Оскара. А. Гор много
выбросов (20.000 тонн). Взвесив эти
ездит по миру с лекциями. Кроме
две альтернативы, компания-
того, в свет выходит замечательная
владелец может решить купить
интерактивная книга-приложение
углеродные квоты на свободном
«Наш выбор» (Our Choice) для iPad и
рынке у организаций, имеющих
iPhone. Книга на английском, но
официально подтвержденный статус
многочисленные анимированные
законных продавцов углеродных
схемы и видео понятны и без знания
квот. Предприятие купит углеродные
языка. В 2010 году книга становится
квоты у компаний, снизивших
лучшим образовательным
выбросы парниковых газов за счёт
приложением по версии Apple Inc.
модернизации производства.
Проблема глобального изменения
Углеродная квота – сертификат или
климата – одна из немногих
лицензия, означающая право на
экологических проблем, которая
выброс в атмосферу одной тонны
известна широкому кругу людей и
углекислого газа или вещества, ему
при решении которой впервые
эквивалентного. Эти сертификаты
получены определённые реальные
или лицензии являются объектами
результаты.
покупки и продажи.
В 2007 году Альберту Гору (в
прошлом – вице-президенту США)
была присуждена Нобелевская
премия мира за работу по защите
окружающей среды и исследования
по проблеме изменения климата.
Фильм Дэвиса Гуггенхайма
«Неудобная правда» (2006 год),
основанный на семинарах о
300
Разнообразие
Винный бражник
9.2
Ранее мы с вами говорили о том, что: 1) человек, как
элемент биосферы Земли, связан со многими другими
живыми организмами планеты миллиардами подчас
даже не осознаваемых им взаимодействий; 2) чем
разнообразнее живые организмы в экосистеме, тем
более устойчива такая система, в первую очередь, за
счёт наличия в ней видов-дублёров и большого
потенциала для эволюционного развития, конечная
цель которого – адаптация и совершенствование.
301
Мы с вами
должны
понимать, что в
настоящее время,
растения мы будем выращивать в
гораздо меньших количествах,
безвкусными и без витаминов,
энергозатратным методом
несмотря на огромные
гидропоники. Это когда растения
достижения в науке и
растут на специальных решётках, а
технике, человек остаётся
их корни регулярно опыляются водой
«связанным» по рукам и ногам
с растворёнными в ней удобрениями.
природой. Человек опирается в своей
Гидропонной пищи на всех точно не
хозяйственной деятельности на
хватит.
существующие экологические
закономерности внутри биосферы,
формировавшейся миллиарды лет.
Поэтому, проблема сохранения
естественных экосистем и их
биоразнообразия – одна из ключевых
Пример: человеку нужно питаться.
проблем современной экологии,
Для этого он должен выращивать
которая решается на международном
сельскохозяйственные растения,
уровне.
которые потребляет в пищу
непосредственно или использует на
корм скоту. Сельскохозяйственные
растения требуют почвы –
биокосного вещества, содержащего
все необходимые минералы в точных
пропорциях. Почвы формируются
сотни лет за счёт работы природных
экосистем Земли. Снизится
Существует два подхода к раскрытию
проблемы биоразнообразия. Первый
подход – биологический, с точки
зрения систематики растений,
животных, грибов и
микроорганизмов. Второй подход –
экологический, с
точки зрения
рационального
разнообразие живого вещества в
экосистемах – они станут
неустойчивыми и деградируют. О
почвах можно будет забыть. А
302
природопользования, его правового
5 июня 1992 года в Рио-де-Жанейро
регулирования на государственном и
(Бразилия) было принято
международном уровнях. Мы
международное соглашение –
рассмотрим биоразнообразие с
«Конвенция о биологическом
точки зрения экологии.
разнообразии». 145 стран мира
Андрей Бродский в
иллюстрированном справочнике
«Введение в проблемы
биоразнообразия» приводит удобную
классификацию видов
биоразнообразия в зависимости от
основных уровней организации
жизни. Наиболее привычный нам
подписали Конвенцию в июне 1992
года. Россия ратифицировала
конвенцию по биологическому
разнообразию в 1995 году, взяв на
себя ряд обязательств, в том числе –
по разработке национальной
стратегии сохранения
биоразнообразия.
организменный уровень
Среди ключевых целей Конвенции:
соответствует видовому
сохранение биологического
разнообразию (или, может быть,
разнообразия, устойчивое
лучше сказать – таксономическому
использование его компонентов и
разнообразию). Уровни ниже
справедливое распределение
организменного соответствуют
доходов от использования
генетическому разнообразию
генетических ресурсов. При этом
(разнообразие нуклеотидов
достижение последней из
наследственных молекул ДНК и РНК,
поставленных целей возможно лишь
разнообразие генов организма,
при определённом характере
разнообразие популяций внутри
взаимоотношений между странами-
одного вида). Уровени выше
владельцами генетических ресурсов
организменного соответствуют
(страны Юга, где наблюдается
экологическому разнообразию
наибольшее видовое разнообразие
(разнообразие биотопов, экосистем,
растений и животных) и
биомов и, возможно, биосфер).
высокоразвитыми странами Севера,
303
обладающими современными
ответа на него нет до сих пор.
технологиями в области
Каждый год систематики описывают
использования данных ресурсов
новые, прежде не известные виды
(секвенирование ДНК, генное
простейших, насекомых,
модифицирование, клонирование и
позвоночных животных: амфибий,
пр.). Данного вопроса мы уже
рептилий, рыб, а иногда –
касались при знакомстве с
млекопитающих. Все специалисты
проблемой продовольственного
согласны с тем, что число еще не
кризиса. Получается, одни страны от
известных, не найденных и не
природы богаты генетическими
описанных видов превышает число
ресурсами, а другие – умеют эти
известных видов. Принятая в
ресурсы использовать для создания,
настоящее время цифра – около 1,2
например, высокопродуктивных
млн. видов – это лишь малая часть
сортов растений и пород
реального разнообразия жизни на
животных. Так страны Юга и
Земле. Проблема заключается в
страны Севера должны
дополнять друг друга. Именно
на это направлено принятое
том, чтобы определить,
сколько видов еще не
найдено. Это важно, т.к.
в Рио-де-Жанейро
тогда у нас будет цифра,
международное
используя которую, мы
соглашение.
Первый вопрос, который мы
рассмотрим: сколько видов
животных, растений, грибов и
сможем точно оценить
реальную скорость
исчезновения видов и роль
человека в данном процессе.
микроорганизмов обитает
В августе 2011 года в журнале
вместе с нами на Земле и
PLoS Biology появилась
каково влияние социума на
очередная статья с попыткой
биоразнообразие? Вопрос
расчёта общего количества
кажется простым, но точного
видов организмов,
304
обитающих на нашей планете (с
большей
учетом еще не открытых и не
частью
исследованных видов). В поисках
включённых в
универсальной закономерности,
первый каталог.
авторы обсуждаемой статьи
обратились к соотношению
разнообразия таксонов в их
иерархии. Предполагается, что на
больших массивах данных отношение
числа таксонов (систематических
групп) в ряду «тип – класс – отряд –
семейство – род – вид» более или
менее постоянно. Конечно, такой
подход можно использовать только
в том случае, если верно
предположение, что таксоны высших
рангов сосчитаны уже все или почти
все, а неизвестно только число
видов. Авторы проверили это
предположение, используя две
библиотеки данных – Каталог живых
существ, и Всемирный регистр
морских видов. Каталог живых
существ содержит около 1,24 млн.
морских и наземных видов;
Всемирный регистр
морских видов
– 194.000
морских
организмов,
Так как для каждого таксона
известна дата его описания,
несложно построить зависимость
между скоростью описания
человеком новых таксонов и
временем. Используя
математические формулы можно
найти численный предел, к которому
стремятся цифры по каждому
таксону, предположив их полную
предполагаемую численность.
Впрочем, всё это – математика, в
которой я не был силён никогда.
Поэтому, чтобы не ломать лишний
раз голову, перейдём сразу к
результатам.
Модель, предложенная авторами
даёт неплохие результаты для
«ядерных» организмов (например,
животных, внутри клеток которых
есть оформленное ядро с ДНК), но
совершенно неприменим к
доядерным простым формам жизни –
бактериям.
305
Авторы оценили разнообразие
глобального потепления. В
«ядерных» организмов планеты в 8,74
последнем случае известно, что
(±1,3) млн видов. Из них около 7,7
биосфера Земли выходит из
млн. животных, 298.000 растений,
последнего ледникового периода и
611.000 грибов и 36.400 простейших.
повышение температуры – вполне
Таким образом, по данным авторов
естественный процесс. С другой
статьи, сегодня человек «знает»
стороны, человечество
только около 14% видов, обитающих
действительно выбрасывает в
на Земле. При этом задача описания
атмосферу значительное количество
всех таксонов является практически
парниковых газов, которые могут
нерешаемой. Учёт населения
естественный процесс ускорить. При
биосферы Земли, при нынешних его
этом многие забывают, что
темпах, может растянуться на 1200
человеческая техногенная
лет. Всё-таки математика – совсем
цивилизация «правит» планетой очень
неутешительная наука.
скромное время в несколько сотен
Как можно говорить о темпах
вымирания не зная точно, сколько
сейчас на планете видов живых
лет и это время ничтожно по
сравнению с 4,5 млрд. лет
геохронологии Земли.
существ? Относительно какой цифры
Впрочем, изменение климата и
эти «темпы» могут быть рассчитаны?
сокращение биоразнообразия, на
Так же, на сегодняшний день, в
самом деле, взаимосвязаны. При
экологии нет точных объективных
катастрофических глобальных
данных о том, каков «вклад»
изменениях в действии абиотических
человечества в процессы
факторов многие из организмов не
сокращения биоразнообразия
успевают адаптироваться и
планеты.
закономерно гибнут. Это и есть
Проблема оценки массового
вымирания организмов кажется
несколько схожей с проблемой
процесс вымирания. Были ли в
геологической истории Земли ранее
массовые вымирания видов и
306
Есть достаточно красивая гипотеза,
надвидовых
таксонов о
согласно которой, в гибели большей
части животных моря повинны…
которых мы
покрытосемянные – наиболее
можем судить по
совершенные растения, для которых
многочисленным
характерно наличие цветка и семени,
скелетным остаткам? Не одно и не
покрытого оболочками (проще говоря
два – множество.
– одуванчики). А причиной гибели
Примерно 251,4 млн. лет назад
происходит самое крупное
исчезновение видов за историю
биосферы Земли – Великое пермское
вымирание. Биосфера теряет более
95% видов всех живых существ (как
на суше, так и в море). В настоящее
динозавров стали мелкие и очень
хищные млекопитающие, похожие на
современных крыс или белок.
Динозавры пугались их и вымерли от
стресса? Конечно, нет. Тиранозавры,
например, не настолько пугливы. Всё
гораздо сложнее.
время, у специалистов отсутствует
Цветковые растения,
общепринятое мнение о причинах
эволюционирующие на суше, имеют
вымирания. Среди вероятных:
развитую систему корней, лучше
выброс метана со дна моря,
используют минеральные вещества
столкновение с астероидом,
почвы. Их семена (зародыши новой
глобальное изменение климата.
жизни) лучше обеспечены всем
65,5 млн. лет назад произошло
последнее массовое вымирание,
названное Мел-палеогеновым и
уничтожившее шестую часть всех
видов, в том числе и динозавров.
Объяснений причин вымирания, как
обычно, очень много.
необходимым «с рождения».
Цветковые научились использовать
насекомых и других животных, как
опылителей и распространителей
своих семян. Всюдное
распространение цветковых и их
способность к дернообразованию
могли привести к снижению
307
природной эрозии и прекращению
температуры, предоставили
смыва почвы в океаны. Обеднение
млекопитающим потрясающие
океана «пищей» могло привести к
возможности для адаптации к
массовой гибели водорослей, а
холоду, которых у динозавров не
вместе с ними – к нарушению всей
было.
трофической цепочки, вплоть до
крупных морских летающих ящеров.
Итак, практически все крупнейшие
колебания биоразнообразия на
На суше появлялись маленькие и
нашей планете, в конечном итоге,
проворные млекопитающие-хищники,
«завязаны» на изменении климата.
которые были, конечно, не опасны
Насколько быстро живая природа
для взрослых динозавров, но
восстанавливалась после очередного
представляли немалую угрозу для
«удара»? Это зависело
подрастающего динозаврового
исключительно от генетического
племени. Охрана потомства для
разнообразия выживших популяций
динозавра почти неосуществима: вот
особей. Выше генетическое
млекопитающие и тащили их яйца и
разнообразие внутри популяции вида
рождающихся детёнышей кто как
– больше шансов на адаптацию в
мог. Кроме того, в результате
сложных условиях. Большее число
перемещения материковых плит, в
видов населяет биоценоз – больше
конце мелового периода,
шансов на адаптацию на уровне
изменилась система
экосистемы и сохранение её
течений, что привело к
целостности.
некоторому похолоданию
на огромной территории
суши. Такие качества, как
теплокровность и
способность быть
активными постоянно, вне
зависимости от внешней
Чернов Юрий Иванович, российский
биогеограф и эколог, пишет о том,
что биологическое разнообразие
можно понимать как главный
параметр эволюционного процесса,
одновременно его итог и фактор,
308
действующий по принципу обратной
Первый уровень: политика
связи.
невмешательства (например,
Учёные выделяют две основные
причины, снижающие
биоразнообразие Земли, связанные с
хозяйственной деятельности
человека: 1) уничтожение человеком
природных местообитаний растений
и животных (сведение лесов,
превращение природных ландшафтов
в сельскохозяйственные угодья,
национальные парки США,
следующие принципу «laissez-faire»
или «будь что будет»). Второй
уровень: средовое и ландшафтное
управление (организация заказников,
заповедников, памятников природы и
прочее, на территории которых
ограничена или запрещена всякая
деятельность человека).
прокладка дорог и т.п.), что было и
Следующий уровень вмешательства
остается серьёзной проблемой; 2)
человека в природу для сохранения
глобальные изменения климата, о
видов: управление видами.
которых заговорили сравнительно
Например, заселение территории
недавно.
хищниками, которые по ряду причин
В статье Теренса Досона и других
авторов из Великобритании, США и
Австралии (журнал Science, апрель
2011 года), говорится о
исчезли с данных местообитаний.
Либо, наоборот, изъятие отдельных
особей, представляющих угрозу для
экосистемы.
невозможности выработки одной
Уже создана т.н. «Черная книга
единственной стратегии снижения
флоры Средней России», с которой
риска вымирания. Авторы
вы можете познакомиться на
предлагают схему степеней
bookblack.ru. Чёрная книга
позитивного вмешательства человека
посвящена чужеродным видам
в природу для сохранения
растений, которые вполне освоились
биоразнообразия.
в нетипичных для себя экосистемах и
прогрессируют, снижая численность
и видовое разнообразие «коренной»
309
флоры. Сейчас в списке более
специально заражали вирусом.
50 наиболее злостных и
Тогда погибло около 90%
широко распространенных
популяции, однако, оставшиеся
чужеродных (инвазионных) видов
флоры Средней России. Среди
них: борщевик сосновского, клен
10% приобрели иммунитет и
прекрасно себя чувствуют по
сей день.
ясенелистный, ромашка
душистая и многие другие
растения.
Да что там кролики!
Новейшая история Земли
знает пример инвазии куда
Всем прекрасно известен пример
более масштабной –
инвазии диких кроликов в Австралии.
распространение по планете
В 1859 году на материк было
Homo sapiens. Исконная его родина –
завезено всего 24 особи, которые к
Африка. Однако, бананов на всех не
1900 году дали популяцию в 20 млн.
хватило, и теперь этот вид
голов. Кролики активно выедают
млекопитающего распространился по
траву и реликтовую растительность,
всем континентам, планомерно
составляя конкуренцию аборигенной
снижая биоразнообразие везде, где
фауне и флоре, а так же лишая пищи
бы он не появился.
животных, разводимых человеком:
овец и крупный рогатый скот. С
кроликами боролись и борются по
сей день: завезли европейских
хищников, отлавливают,
стреляют, травят,
устанавливают
сетчатые
загородки. В
1950-х годах
Четвёртый уровень позитивного
вмешательства: помощь в миграциях
видов, путём снятия барьеров на пути
перемещений животных,
установления коридоров и мостов,
облегчающих передвижения
животных и освоение ими новых
территорий, активный перенос
организмов.
кроликов
310
Наконец, уровень максимального
владениях всего мира сохранились
вмешательства в процесс сохранения
лишь 66 животных. По инициативе
биоразнообразия: культивирование в
польского зоолога Яна Штольцмана
искусственных условиях – в
во Франкфурте-на-Майне в 1923 году
зоопарках и ботанических садах.
было создано Международное
Весьма показательно участие
человека по сохранению зубра,
который был восстановлен из малого
числа особей. Последний живущий на
общество охраны зубра. С тех пор
человек занялся восстановлением
естественной популяции этого
животного.
свободе зубр был убит браконьерами
Понятно, что ДНК 66 животных не
в Польше в 1921 году. На Кавказе
может соответствовать генофонду
последних трёх зубров убили в 1926
вида, насчитывающего когда-то
году. В зоопарках и частных
многомиллионные стада от
Особо охраняемые природные территории
Для сохранения ареалов диких видов растений и животных решением
Международного союза охраны природы (МСОП) была разработана
следующая классификация особо охраняемых природных территорий
(ООПТ):
Ia – строгий природный резерват (Strict Nature Reserve) - строгая охрана в
сочетании с изучением территории;
Ib – территория дикой природы (Wilderness Area) - строгая охрана, без
посещения территории;
II – национальный парк (National Park) - сохранение экосистем при
публичном доступе на отдельные участки в рекреационных целях;
III – памятник природы (Natural Monument) - сохранение отдельных
природных объектов;
IV – территория управления видами или местообитаниями (Habitat / Species
Management Area) - сохранение экосистем или отдельных видов
311
Пиренейского полуострова до
от международной до региональных.
Западной Сибири. Для того, чтобы
В Красную книгу записаны редкие и
восстановить генетическое
находящиеся под угрозой
разнообразие вида, потребовалось
исчезновения виды животных,
вести родословные книги зубров.
растений и грибов.
Учёные тщательно продумывали то,
как именно их лучше скрещивать
между собой, чтобы минимизировать
утрату сохраненного генетического
разнообразия.
Конечно, подходить к проблеме
разнообразия нужно шире. Этот
термин я предлагаю понимать
буквально. Разнообразие – значит
быть разным, не похожим, носителем
Теперь, когда численность этого вида
уникальных качеств и свойств. И чем
начинает постепенно
больше разнообразных элементов в
восстанавливаться, возникла новая
системе, тем она более устойчива.
проблема. Современному зубру
оказалось негде жить. Зубр –
животное широколиственного леса, а
вся зона широколиственных лесов
почти полностью изменена
человеком. Сейчас экологи
понимают, что нельзя рассматривать
отдельно проблему сохранения
видового разнообразия и проблему
сохранения экосистемного
биоразнообразия. Каждый вид
полноценно можно сохранять только
в его родной экосистеме. И зубр тому
хороший пример.
Рассмотрим силу разнообразия на
излюбленном примере
эволюционистов. На примере
индустриального меланизма бабочки
берёзовой пяденицы. Меланизм –
наличие тёмного пигмента,
окрашивающего бабочку в тёмный
цвет. В норме бабочки имеют
сероватые крылья с тёмными
пестринами, что позволяет им
эффективно скрываться днём на
коре берёз. Птицы таких
замаскированных бабочек не видят и
не склёвывают. В то же время, в
Особо охраняются виды, занесенные
популяции всегда есть небольшое
в Красные книги различных уровней:
количество «отщепенцев»: бабочек с
312
иной окраской, что является
определило простоту и
отклонением от нормы. Такие
эффективность работы
бабочки либо светлые, либо тёмные.
генетического кода. Разнообразие
Так или иначе, судьба их не завидна.
генов в популяции обеспечивает
Птицы быстрее находят их на
широту её адаптивных возможностей.
деревьях и уничтожают. Казалось бы,
Разнообразие клеточных структур
какой прок природе и бабочкам
определяет жизнедеятельность
пяденицам от таких «ненормальных»
одноклеточного простейшего.
особей?
Разнообразие клеток обеспечивает
Произошло это в промышленной
Англии. Трубы заводов в то время
коптили так, что близлежащие
берёзовые леса быстро покрылись
сажей и пеплом. Стволы деревьев
функционирование целостного
многоклеточного организма.
Разнообразие живых существ
определяет стабильность и
эволюционную судьбу экосистем.
перестали быть белыми с черными
Разнообразие среди людей –
пестринами: они стали чёрными.
наиважнейший фактор ускоренного
Популяция бабочек, состоящая из
развития социума. Разнообразие
одних «нормальных» особей
информации в интернете и лёгкость
неизбежно бы погибла. Но слава
поиска по ней определяет
Творцу: прежние «изгои»,
популярность сети и её эффективное
тёмноокрашенные берёзовые
использование для работы и
пяденицы, неожиданно получили
развлечения людей.
«зелёный» свет для эволюции. Их
крылышки были совершенно
незаметны на фоне закопчённых
стволов берёз! Так разнообразие
спасло популяцию.
Разнообразие планет формирует
Солнечную систему с её
уникальными характеристиками,
позволившими развиться жизни
именно здесь. Разнообразные
Разнообразие есть во всём.
галактики составляют Вселенную, а
Разнообразие азотистых оснований
разнообразные измерения – весь
313
мир. Разнообразие – тот
универсальный механизм, который
определяет все процессы внутри и
вне наших тел.
Именно поэтому, человек должен
ценить и уважать разнообразие, в
какой бы форме оно не проявлялось.
314
Вместо послесловия
Если вы добрались до этой главы, последней по счёту,
значит книга не оставила вас равнодушными.
Надеюсь, вы узнали хоть что-то новое о том мире, в
котором всем нам суждено жить.
Я долго думал, в какой форме написать послесловие.
Решил написать его в форме ЧаВо (Часто задаваемых
вопросов). Форма необычна, но позволит нам подвести
некоторые выводы по материалу книги. Интересно, а
какие ответы дали бы вы на поставленные вопросы?
Какие вопросы предложили бы сами?
Зачем человеку нужна наука экология?
Человечество накопило колоссальный объём данных в
области естественных, технических, общественных и
гуманитарных наук. Однако, не было найдено
цементирующей основы данным знаниям о мирах
природы и людей. Экология XXI века, с её
представлениями о биосфере, как раз является этой
цементирующей основой, наукой наук.
Почему окружающая среда так важна для любого
живого существа?
315
Живые тела являются открытыми системами, в
которых потоки веществ и энергии находятся в
состоянии устойчивой неравновесности. Разница
между данными потоками, имеющаяся в каждый
конкретный момент времени, позволяет совершать
работу, направленную на выживание – адаптацию и
развитие. Вещество и энергия доставляется живым
телам из окружающей их среды вместе с
экологическими абиотическими и биотическими
факторами.
Можно ли сказать, что сейчас человек может
обойтись без природы?
Человек – элемент биосферы. Человек – животное,
которому необходимо справлять свои естественные
физиологические нужды: в воде, пище, размножении.
«Помогают» ему в этом другие самые разнообразные
существа планеты и особи собственного вида. Т.о.
человеческий индивид не в состоянии быть
самодостаточным. С другой стороны, человеческое
общество, которое научилось производить энергию
вне своих тел, передавать опыт и знания в обход
генов, скоро получит полный контроль над
собственным геномом. Имеющиеся технологии,
действительно, позволят не зависеть от природы уже
в самом ближайшем будущем, создавая свои
маленькие самодостаточные биосферы и колонизируя
другие планеты. Однако, на планете к тому времени
будет более 9 млрд. людей и обеспечить подобными
316
технологиями удастся менее 1% популяции.
Остальные 99% по-прежнему могут рассчитывать
только на родную биосферу Земли.
Зачем на Земле нужно такое разнообразие
животных, растений, грибов и микроорганизмов?
Разнообразие живых существ, наблюдаемое в
нынешней биосфере, результат миллиардов лет
эволюции. Чем больше в экосистеме различных видов
живых существ, тем больший у неё потенциал к
адаптации и развитию. Кроме того, чем больше
различных живых существ на каждой из ступеней
экологической пирамиды, тем эффективнее
экосистемой усваивается и перерабатывается энергия
Солнца.
Что отличает человека от животных?
В первую очередь: наличие языка и письма. А также –
способность действовать вопреки «обезьяньим»
инстинктивным программам, способность к
самопожертвованию, взаимопомощи, дружбе,
сопереживанию. Впрочем, последнее характерно
только для 5% человеческой популяции. Остальные
95% вынуждены довольствоваться только наличием
языка и письма.
Можно ли сказать точно, насколько значимо
влияние человека на биосферу Земли?
317
Боюсь, что нет. Как можно говорить о значимости
одного биологического вида, если он появился в
биосфере лишь пару сотен тысяч лет назад? Даже
наиболее изученные экологические проблемы
глобального потепления и сохранения разнообразия
не дают чёткого понимания того, какова
антропогенная составляющая вызывающих их причин.
Одно известно точно: есть два пути развития
человеческой популяции. Первый путь – через
удовлетворение всех своих мыслимых и немыслимых
потребностей – прямо к экологической катастрофе.
Второй путь – через осмысление своей регулирующей
роли в биосфере, ограничение собственных
потребностей и инстинктивных программ – к экологии
и рациональному природопользованию.
Появление и развитие человеческой цивилизации:
естественный природный процесс или нет?
Развитие человеческой цивилизации – вполне
естественный процесс борьбы за выживание одного
очень неординарного вида животных. Мы
адаптируемся к самым различным диапазонам
факторов среды, используя энергию ископаемого
топлива и возможности негенетической передачи
информации. Мы распространяемся по планете. Мы
стремимся получить максимум от среды обитания и
это наше право, как успешно адаптированного
биологического вида. Мы наращиваем свою
численность. Мы как полевые мыши в урожайный год.
318
Только в отличие от мышей, мы способны осознать,
что следующие годы могут и не быть столь удачными
для нас. Осознать это и подготовиться заранее.
В чём смысл жизни?
Смысл жизни любого живого существа, с точки зрения
экологии, в максимально полном усвоении атомов
химических элементов, трансформации их в новые
химические соединения и эффективном
распространении их в среде после своей смерти.
Живому существу необходимо наиболее полно
принять участие в биогеохимических круговоротах
веществ биосферы: усвоении, переработке,
распределении. Однако, с точки зрения гипотезы о
ноосфере В.И. Вернадского, задача перед
человечеством стоит куда более серьёзная: взять на
себя ответственность за все процессы, происходящие
в биосфере и обеспечить её стабильное
существование в будущем. Ведь мы, люди, в отличие
от животных, наделены разумом и способностью
прогнозировать ситуацию. И если прогноз получается
неутешительным, оставлять без внимания этот факт
мы не должны. Нельзя откладывать решение
проблемы на потом и оставлять её нашим потомкам.
Действовать нужно уже сейчас. Потом будет сложнее
поправить ситуацию. А может быть – невозможно.
Что будет дальше?
Этого вам никто не скажет.
319
Cool Biz
акция по энергосбережению, проводимая в Японии с 2005 года.
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Указатель
Найти термин
Абиотические факторы
экологические факторы неживой природы, к которым живые орг
адаптируются в ходе борьбы со средой.
Связанные термины глоссария
Антропогенные факторы, Биотические факторы, Экологические факторы
Автокатализ
явление в химии, при котором катализатором химической реакци
становится продукт данной реакции.
Связанные термины глоссария
Жизнь
Адаптация
плавная самонастройка живой системы в соответствии с изменяю
дозой действия экологического фактора.
Связанные термины глоссария
Жизненная форма, Коэволюция, Мимикрия, Экологические факторы
Альбедо
свойство поверхностей Земли отражать назад в космос солнечну
энергию.
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Аменсализм
форма взаимодействия между живыми организмами, при которо
популяция подавляет другую, но при этом сама не испытывает
отрицательного воздействия.
Связанные термины глоссария
Комменсализм, Конкуренция, Мутуализм, Паразитизм, Протокооперация,
Хищничество
Анаболизм
обмен веществ, направленный на рост и развитие тел живых орга
Энергозатратен.
Связанные термины глоссария
Жизнь, Катаболизм, Правило бутерброда
Антропогенез
эволюционное развитие человека.
Связанные термины глоссария
Антропогенные факторы, Ноосфера, Постчеловек, Техносфера, Человек,
Эволюционизм
Антропогенные факторы
экологические факторы, связанные с хозяйственной деятельност
человека.
Связанные термины глоссария
Абиотические факторы, Антропогенез, Биотические факторы, Экологичес
факторы
Антропострофа
от древнегреческого ἄνθρωπος (человек) и καταστροφή (катастроф
появление людей (род Homo) в четвертичном периоде кайнозойск
(примерно 2 млн. лет назад), повлёкшее за собой создание цивил
глобальные процессы изменения химизма окружающей среды.
Связанные термины глоссария
Катастрофа жизни, Кислородная катастрофа, Человек, Экология
АТФ
аденозинтрифосфорная кислота; универсальный «аккумулятор» ж
систем. Содержит две энергетические связи между тремя остатк
фосфорной кислоты.
Связанные термины глоссария
Дыхание, Правило бутерброда
Биогенное вещество
вещество биосферы, возникшее от живых тел и подвергшееся
переработке.
Связанные термины глоссария
Биогеохимический цикл, Биокосное вещество, Биосфера, Живое веществ
вещество
Биогеохимический цикл
непрерывная циркуляция химических элементов в биосфере по б
менее замкнутым путям.
Связанные термины глоссария
Биогенное вещество, Биокосное вещество, Биосфера, Живое вещество, К
вещество
Биокосное вещество
вещество биосферы, в образовании которого на равных участвую
элементы косной и живой природы.
Связанные термины глоссария
Биогенное вещество, Биогеохимический цикл, Биосфера, Живое веществ
вещество
Биоразнообразие
главный параметр эволюционного процесса, одновременно его и
фактор, действующий по принципу обратной связи.
Связанные термины глоссария
Биосфера, Жизнь, Эволюционизм
Биосфера
совокупность всех живых существ на планете Земля и связанных
элементов неживой природы, как планетарного, так и космическо
значения.
Связанные термины глоссария
Биогенное вещество, Биогеохимический цикл, Биокосное вещество,
Биоразнообразие, Живое вещество, Жизнь, Иерархия, Косное вещество,
Биотические факторы
экологические факторы живой природы, к которым организмы
адаптируются в ходе межвидовой и внутривидовой борьбы.
Связанные термины глоссария
Абиотические факторы, Антропогенные факторы, Экологические факторы
Биоценоз
совокупность постоянно взаимодействующих между собой расте
животных, грибов и микроорганизмов, которые заселяют опреде
участок суши или акватории.
Связанные термины глоссария
Консументы, Продуценты, Редуценты, Экосистема
Биоэлементы
химические элементы, из которых преимущественно состоят тела
организмов. Среди биоэлементов: углерод (C), водород (H), кисло
азот (N) и фосфор (P).
Связанные термины глоссария
Жизнь
Вера
сильное правильное чувство, идущее от вашего сердца. Знание, к
является для вас истинным.
Связанные термины глоссария
Религия
Вирус
неклеточная форма существования живой материи, важнейшим
структурным компонентом которой является наследственная мол
Связанные термины глоссария
ДНК, Прион, РНК
Возобновимые источники энергии
неисчерпаемые ресурсы, к каким можно отнести геотермальную
энергетику, ветровые электростанции, солнечные электростанци
гидроэлектростанции, приливные электростанции и биоэнергетик
Связанные термины глоссария
Ресурсы среды
Генетический код
система записи информации о последовательности аминокислот
с помощью последовательности нуклеотидов в РНК (рибонуклеин
кислоты).
Связанные термины глоссария
ДНК, РНК
Гербициды
химические яды, используемые для борьбы с сорняками
Связанные термины глоссария
Пестициды
Голод
острая потребность организма в еде
Связанные термины глоссария
Жажда
Давление жизни
стремление жизни получить максимум энергии для метаболизма
размножения, используя среду во всём объёме.
Связанные термины глоссария
Жизнь, Метаболизм, Сукцессия
Динамика популяции
характер изменения численности, полового и возрастного состав
популяции во времени, определяемый балансом рождаемости, см
иммиграции и эмиграции.
Связанные термины глоссария
Популяция
ДНК
дезоксирибонуклеиновая кислота; органический нерегулярный
гетерополимер, мономерами которого являются 4 нуклеотида,
содержащие азотистые основания аденин, гуанин, цитозин и тим
Связанные термины глоссария
Вирус, Генетический код, РНК
Дыхание
окисление органических веществ с высвобождением энергии,
необходимой для процессов жизнедеятельности.
Связанные термины глоссария
АТФ, Катаболизм, Метаболизм
Жажда
острая потребность организма в пресной воде
Связанные термины глоссария
Голод
Живое вещество
вещество биосферы, включающее в себя все живые организмы.
Связанные термины глоссария
Биогенное вещество, Биогеохимический цикл, Биокосное вещество, Биос
Косное вещество
Жизненная форма
сходные особенности внешней и внутренней организации живых
обеспечивающие их адаптацию к определённой среде обитания и
жизни. Например, жизненные формы растений: травы, кустарник
деревья или австралийские сумчатые и высшие млекопитающие
полосатый муравьед и муравьед, сумчатый крот и обыкновенный
прочее).
Связанные термины глоссария
Адаптация, Жизнь
Жизнь
1) открытая система, для которой взаимодействие со средой не
разрушения, а необходимое условие существования;
2) процесс, или система, вектор развития которой противополож
направлению остальным, неживым объектам вселенной, и нап
на уменьшение всеобщей энтропии.
Связанные термины глоссария
Автокатализ, Анаболизм, Биоразнообразие, Биосфера, Биоэлементы, Дав
жизни, Жизненная форма, Иерархия, Катаболизм, Метаболизм, Открытая
Закон ограничивающего фактора
наиболее значимым для живого организма оказывается тот эколо
фактор, что наиболее отклонился от нормы и ближе всего находи
нижней или верхней критической точке.
Связанные термины глоссария
Закон оптимума, Экологические факторы
Закон оптимума
любой экологический фактор имеет определенные пределы
положительного влияния на организм.
Связанные термины глоссария
Закон ограничивающего фактора, Экологические факторы
Игрофикация
использование игрового мышления и игровой механики для прив
пользователя или решения определенной проблемы.
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Иерархия
порядок подчинённости низших звеньев высшим, организация их
разветвленную структуру.
Связанные термины глоссария
Биосфера, Жизнь
Инсектициды
химические яды, используемые для борьбы с насекомыми
Связанные термины глоссария
Пестициды
Интеллект
моделирование реального мира на основе супермощных вычисли
ресурсов, которые могут базироваться либо на биологических ма
основанных на углероде, либо вне их.
Ключевой особенностью интеллекта является возможность
прогнозирования изменения среды на основе построенной модел
Связанные термины глоссария
Постчеловек, Человек
Катаболизм
распад органических соединений тел живых организмов, направл
производство энергии.
Связанные термины глоссария
Анаболизм, Дыхание, Жизнь, Правило бутерброда
Катастрофа жизни
появление первых одноклеточных организмов в эоархее (около 3
лет назад, может быть – раньше). Одноклеточные из эоархея пре
безжизненную поверхность Земли в туманную планету, в составе
атмосферы которой были метан и органика.
Связанные термины глоссария
Антропострофа, Кислородная катастрофа
Кислородная катастрофа
появление фотосинтезирующих архебактерий в сидерийском пер
палеопротерозоя (около 2,4 млрд. лет назад). Фотосинтезирующи
архебактерии постепенно превратили восстановительную атмосф
Земли в окислительную, дав возможным развиваться жизни на
поверхности Земли в сложные формы.
Связанные термины глоссария
Антропострофа, Катастрофа жизни
Комменсализм
форма взаимодействия между живыми организмами, при которо
одной популяции получают пользу от объединения, а особям друг
популяции это объединение безразлично.
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Конкуренция, Мутуализм, Паразитизм, Протокооперация, Си
Хищничество
Конкуренция
форма взаимодействий между живыми организмами через прямо
взаимное подавления обоих особей или дефицит общего ресурса
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Комменсализм, Мутуализм, Паразитизм, Протокооперация, С
Сукцессия, Хищничество
Консорция
сообщество организмов, связанных с определенным видом расте
Результат сопряженной эволюции. Взаимосвязь в сообществе
осуществляется по типу симбиозов.
Связанные термины глоссария
Коэволюция
Консументы
живые организмы, потребляющие готовые органические веществ
Связанные термины глоссария
Биоценоз, Продуценты, Редуценты, Экологическая пирамида
Конформизм
свойство личности, выражающееся в склонности к изменению св
желаний и взглядов на мир, в соответствии с теми, которые прео
данном обществе или группе
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Косное вещество
вещество биосферы, включающее в себя неживые компоненты ге
Земли: воду, минералы, газы.
Связанные термины глоссария
Биогенное вещество, Биогеохимический цикл, Биокосное вещество, Биос
Живое вещество
Коэволюция
выработка организмами различных систематических групп взаим
адаптаций к факторам среды. Например, появление хищников пр
формированию защитных механизмов у их жертв (иголок, панцир
ядовитых желёз и прочее).
Связанные термины глоссария
Адаптация, Консорция
Креационизм
ненаучная гипотеза о том, что весь окружающий мир, каким мы е
был создан Творцом.
Связанные термины глоссария
Эволюционизм
Кривая выживания
один из способов графической оценки состояния популяции, где
откладывается возраст, а по оси Y - процент выживающих особе
Связанные термины глоссария
Популяция
Метаболизм
постоянный обмен веществом со средой, происходящий в живых
как открытых системах.
Связанные термины глоссария
Давление жизни, Дыхание, Жизнь, Открытая система, Правило бутерброд
Фотосинтез
Миграция
массовое направленное перемещение особей одного вида (перем
стад копытных, рыб и земноводных - к местам нереста, сезонные
птиц и бабочек и прочее).
Связанные термины глоссария
Расселение
Мимикрия
своеобразная адаптация связанная с выработкой и сохранением
поколениях «безвредных» животных окраски и формы тела опасн
сородичей. Например, муха-журчалка подражает осе, а аранеомо
пауки подражают муравьям.
Связанные термины глоссария
Адаптация
Мутуализм
форма отношений, при которой два разных организма получают
преимущество от совместного существования и не могут существ
друг без друга.
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Комменсализм, Конкуренция, Паразитизм, Протокооперация
Хищничество
Ноосфера
эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деяте
человека становится решающим фактором ее развития.
Связанные термины глоссария
Антропогенез, Биосфера, Техносфера, Экология, Экопоселение
Открытая система
система обменивающаяся веществом, энергией и информации с
внешними системами.
Связанные термины глоссария
Жизнь, Метаболизм
Паразитизм
форма отношений при которой особи одной популяции делают ос
другого вида своей средой обитания.
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Комменсализм, Конкуренция, Мутуализм, Протокооперация,
Хищничество
Пестициды
химические яды, используемые для борьбы с вредителями и боле
растений, животных и человека
Связанные термины глоссария
Гербициды, Инсектициды, Фунгициды
Поколение лишних
современное поколение людей (дети, подростки), среди которых
сами, ни их вероятные дети и внуки не будут обеспечены ресурса
полной мере и станут вынуждены снижать качество жизни относи
существующего сейчас.
Связанные термины глоссария
Ресурсы среды
Популяция
совокупность особей одного вида, занимающие определённую те
и свободно скрещивающиеся между собой.
Связанные термины глоссария
Динамика популяции, Кривая выживания, Территориальность
Постчеловек
человек будущего, который будет характеризоваться сращивани
техникой (в прямом и переносном смыслах), отказом от привычно
человеческого облика, программируемостью и заменяемостью
Связанные термины глоссария
Антропогенез, Интеллект, Экология
Потребизм
искусственное стимулирование покупательской активности за сч
модернизации, устаревания и кредитования; покупка ненужных в
влиянием сиюминутного настроения или моды
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Правило Аллена
у животных, обитающих в холодном климате, выступающие части
обычно бывают короче, чем у родственных теплолюбивых видов.
Связанные термины глоссария
Правило Бергмана
Правило Бергмана
среди родственных видов организмов обитатели холодных район
крупнее своих теплолюбивых соседей.
Связанные термины глоссария
Правило Аллена
Правило бутерброда
чтобы получить энергию, нужно её затратить. Перед вами лежит
бутерброд. Он содержит энергию. Но чтобы его взять, прожевать
проглотить, переварить и благополучно избавиться от лишнего, н
затратить энергию. А откуда её для этого взять? Из съеденного р
бутерброда. Стартовая энергия получена от материнского органи
энергия Вселенной возникла в результате Большого Взрыва
Связанные термины глоссария
Анаболизм, АТФ, Катаболизм, Метаболизм
Принцип конкурентного исключения
при полном перекрывании экологических ниш, один из видов неи
вытеснит другой. Виды, живущие в одной экосистеме совместно,
не занимают одинаковые экологические ниши.
Связанные термины глоссария
Экологическая ниша
Прион
неклеточная форма существования живой материи, белковое тел
Проникая в здоровую клетку, прион присоединяется к «здоровом
родственному ему белку и видоизменяет его по своему подобию.
лишается нормально функционирующего белка и гибнет.
Связанные термины глоссария
Вирус
Продуценты
живые организмы, самостоятельно синтезирующие органические
вещества из неорганических.
Связанные термины глоссария
Биоценоз, Консументы, Редуценты, Экологическая пирамида
Протокооперация
форма отношений между живыми организмами при которой совм
существование выгодно, но не обязательно для сожителей.
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Комменсализм, Конкуренция, Мутуализм, Паразитизм, Симб
Хищничество
Расселение
ненаправленное перемещение в пространстве особей одного вид
спор, гамет или особых органов расселения за пределы места
образования (рождения).
Связанные термины глоссария
Миграция
Редуценты
живые организмы, разлагающие мертвую органику.
Связанные термины глоссария
Биоценоз, Консументы, Продуценты, Экологическая пирамида
Религия
совокупность догм и правил поведения, насильно навязанные чел
извне и приводящие к потере самого ценного, что есть в жизни -
Связанные термины глоссария
Вера
Ресурсы среды
то, что живое существо использует для поддержания целостност
организма и снижения энтропии. Например, пищу и минимальное
жизненное пространство. Ресурсы конечны, а при возрастающей
численности популяции их нехватка может обернуться серьёзной
проблемой.
Связанные термины глоссария
Возобновимые источники энергии, Поколение лишних, Территориальност
среды, Экологические факторы
РНК
рибонуклеиновая кислота; органический нерегулярный гетеропол
мономерами которого являются 4 нуклеотида, содержащие азоти
основания аденин, гуанин, цитозин и урацил.
Связанные термины глоссария
Вирус, Генетический код, ДНК
Симбиоз
биологические отношения между живыми организмами.
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Комменсализм, Конкуренция, Мутуализм, Паразитизм,
Протокооперация, Техносфера, Хищничество
Синантропные виды
виды растений и животных, ставшие неотъемлемой частью город
экосистем
Связанные термины глоссария
Урбанизация, Урбоэкология
Сукцессия
закономерная смена сообществ живых организмов. Например, на
падения бука поселяется травянистое растений иван-чай. Затем е
сменяет молодая поросль берез, где в борьбе за существования
только наиболее быстрорастущие особи. Между тем под березам
набирает силу поросль дуба. Когда березы станут старыми, медл
растущие дубы получат право стать доминантами в данном расти
сообществе. Вместе со сменой растительных сообществ сменяю
животные, связанные с первыми пищевыми отношениями.
Связанные термины глоссария
Давление жизни, Конкуренция, Экосистема
Территориальность
способность популяций высокоорганизованных видов животных
пространство жизни, содержащее необходимое количество ресу
безбедного существования и собственного воспроизводства.
Связанные термины глоссария
Популяция, Ресурсы среды
Техносфера
состояние биосферы, при котором она преобразована человеком
посредством прямого или косвенного воздействия технических с
целью наибольшего соответствия его материальным и социально
экономическим потребностям.
Связанные термины глоссария
Антропогенез, Биосфера, Ноосфера, Симбиоз, Человек, Экология, Экопос
Углеродная квота
сертификат или лицензия, означающая право на выброс в атмосф
одной тонны углекислого газа или вещества, ему эквивалентного
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Урбанизация
разрастание городов, слияние городов в конгломераты
Связанные термины глоссария
Синантропные виды, Урбоэкология, Экопоселение
Урбоэкология
специальный раздел экологической науки, занимающийся исслед
городской среды
Связанные термины глоссария
Синантропные виды, Урбанизация, Экопоселение
Условия среды
исторически сложившиеся, изначально заданные, неисчерпаемы
одинаковые в данном местообитании факторы. Например, солёно
или температура.
Связанные термины глоссария
Ресурсы среды, Экологические факторы, Экопоселение
Устаревание
ситуация, при которой купленная ранее вещь более не удовлетво
измененным требованиям к ней человека. Выделяют три типа уст
технологическое, материальное и искусственное
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Фотосинтез
уникальный процесс преобразования свободной солнечной энерг
энергию химических связей органических молекул.
Связанные термины глоссария
Метаболизм
Фунгициды
химические яды, используемые для борьбы с патогенными гриба
Связанные термины глоссария
Пестициды
Хищничество
поедание одного организма (жертвы) другим (хищником).
Связанные термины глоссария
Аменсализм, Комменсализм, Конкуренция, Мутуализм, Паразитизм,
Протокооперация, Симбиоз
Человек
социальное разумное существо активно изменяющее окружающу
Связанные термины глоссария
Антропогенез, Антропострофа, Интеллект, Техносфера, Экология
Эволюционизм
научная гипотеза о естественном развитии окружающего мира,
определяемым внутренними объективными познаваемыми причи
Связанные термины глоссария
Антропогенез, Биоразнообразие, Креационизм
Эковождение
рекомендации, позволяющие водителю автомобиля сократить ра
топлива (ecodriving).
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Экологическая ниша
весь диапазон факторов среды, в котором данный вид в течение
длительного времени живет и размножается.
Связанные термины глоссария
Принцип конкурентного исключения, Экологическая пирамида, Экологиче
факторы
Экологическая пирамида
соотношение между продуцентами и консументами различных по
биоценозах, выраженное в их биомассе, численности или энерги
представленное в виде графической модели.
Связанные термины глоссария
Консументы, Продуценты, Редуценты, Экологическая ниша
Экологические факторы
неживые и живые компоненты среды обитания, оказывающие как
воздействие на живой организм.
Связанные термины глоссария
Абиотические факторы, Адаптация, Антропогенные факторы, Биотические
Закон ограничивающего фактора, Закон оптимума, Ресурсы среды, Услов
Экологическое мышление
способность принимать решения, согласованные с основополага
экологическими законами: всё связано со всем; всё должно куда
деваться; природа знает лучше; ничто не даётся даром
Связанные термины глоссария
Перетяните сюда связанные термины
Экология
система наук о Земле, призванная решить проблемы взаимодейс
человека и природы.
Связанные термины глоссария
Антропострофа, Биосфера, Ноосфера, Постчеловек, Техносфера, Челове
Экопоселение
сообщество людей, живущих в небольшом поселке сельского или
городского типа, организованном на основе экологической конце
устойчивого развития и ведущих образ жизни альтернативный
технократическому
Связанные термины глоссария
Ноосфера, Техносфера, Урбанизация, Урбоэкология, Условия среды
Экосистема
совокупность компонентов живой и неживой природы, тесно
взаимосвязанных между собой и определяющих возможность кр
веществ, энергии и информации.
Связанные термины глоссария
Биоценоз, Сукцессия
Энтропия
неупорядоченность элементов сложных систем.
Связанные термины глоссария
Жизнь