Білявський Г. О., Фурдуй Р. С. Основи екологічних знань: Підручник.—К.: Либідь, 1997.— 288 с.
3.5. Біосфера
Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) живуть на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері, верхніх шарах літосфери, утворюючи оболонку або сферу життя — біосферу. Вперше цей термін вжив австрійський вчений Е. Зюсс у 1875 p., але поширився він після праць нашого видатного вченого, засновника та першого президента Академії наук України, В. І. Вернадського (рис. 17). Він довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у процесах, котрі відбуваються у всіх сферах Землі. «Якби на Землі було відсутнє життя,— писав учений,— обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил». За мільярди років існування Землі живі істоти рішуче змінили склад її атмосфери, гідросфери й літосфери, створивши, по суті, зовсім нове середовище життя.

Людина, як біологічна істота, також є складовою частиною біосфери. Вона не може існувати в іншому середовищі, ніж те, що склалось на планеті за її довгу історію — не може дихати повітрям іншого складу, не може пити води, забрудненої шкідливими домішками, не може жити при іншому, ніж сьогоднішнє, напруженні планетного магнітного поля і т.

д. Негативно діє на здоров'я й психіку людини зміна звичайних умов її існування, заміна природних ландшафтів «кам'яними джунглями» міст — перенаселених, перенасичених хімічним смогом, електромагнітними полями, шумом, насильством.

Пристосовуваність живих організмів вражає. Живі бактерії виявлено в гарячих гейзерних джерелах з температурою води 98 °С, а також в тріщинах антарктичних льодовиків, де температура рідко коли піднімається вище 0°. Бактерії живуть у глибинних водах Чорного моря, насичених сірководнем, деякі бактерії виявлено навіть в атомних реакторах. Живу спору бактерії було виявлено в одній із трубок американської космічної станції, яка три роки перебувала на поверхні Місяця — вона потрапила туди з Землі й зберегла життєздатність, незважаючи на перебування в умовах космічного вакууму, різких коливань температури й високого рівня радіації.

Одним з проявів біологічної активності організмів є швидкість їх розмноження. За ідеальних умов (теоретично) вона може досягти швидкості звуку. Французький вчений К. Лінней якось підрахував, що три мухи можуть з'їсти тушу антилопи з такою ж швидкістю, як це робить лев (враховуючи швидкість розмно-

141

3. Природне середовище

Рис. 22. В. І. Вернадський

ження мух). Одноклітинна водорость діатомея теоретично здатна за вісім днів створити масу живої матерії, що дорівнює земній, а протягом наступного дня подвоїти її.

Суха маса живої речовини на Землі оцінюється у 2—3 трлн т. Це порівняно з основними сферами планети дуже мала величина:

вона в 1000 разів менша за масу тропосфери, в 10 млн разів — земної кори і в мільярд — за масу Землі. Проте жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю, зокрема дуже швидким круговоротом речовин. Уся жива маса біосфери оновлюється за 33 доби, а фітомаса (тобто маса рослин) — щодня. Життєдіяльність тварин, рослин і мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між організмами та середовищем їхнього життя, внаслідок чого всі атоми земної кори, атмосфери й гідросфери за історію Землі багаторазово входили до складу живих організмів. Образно кажучи, ми п'ємо воду, що колись входила до складу тканин юрських папоротей і кембрійських трилобітів, і дихаємо повітрям, яким дихали не лише наші далекі предки, а й, скажімо, динозаври.

Жива та нежива речовина на Землі становлять гармонійне

142

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

ціле, що, власне, й називається біосферою. Згідно з образним виразом російського вченого М. Вассоєвича, «біосфера — це й мешканці, й дім, і ми в нім». Крім тих живих істот, що живуть сьогодні на Землі, В. І. Вернадський включав у біосферу істоти минулих епох, від яких до нашого часу дійшли товщі гірських порід органічного походження (такі, як вапняки чи вугілля); їх вчений називав «палеобіосферами».

Живі істоти Землі складають три типи організмів (див. також 2.2):

1. Продуценти, або автотрофи,— організми, що створюють (продукують) органічну речовину з води, вуглекислого газу й мінеральних солей, використовуючи для цього сонячну енергію. У цю групу входять також зелені рослини, їх на Землі налічується близько 350 тис. видів.

2. Консу'менти, або гетеротрофи,— організми, що отримують життєву енергію, харчуючись рослинами чи іншими тваринами. Це травоїдні тварини, хижаки, паразити, хижі рослини (такі, як росянка) та гриби. Таких організмів на Землі найбільше — близько 1,5 млн видів.

3. Редуценти — організми, що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук — води, вуглекислого газу й мінеральних солей, замикаючи таким чином кругообіг речовин у біосфері, їх на Землі близько 75 тис. видів;

це — мікроорганізми.

Вчені оцінили також кількість усіх живих особин, що населяють Землю,— 1027 (одиниця з 27 нулями після неї). Вся ця величезна маса живих істот перебуває в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою і з неживою речовиною біосфери. Кількість можливих зв'язків між членами якої-небудь екологічної системи визначається за формулою:

А--

N(N—1)

де А — число зв'язків, N — число видів в екосистемі. Якщо, наприклад, у якійсь екосистемі знаходиться 1 тис видів, то число зв'язків і взаємозалежностей між ними буде обчислюватися як

1 ПОП•QQQ

— , тобто становитиме приблизно 500 тис. Серед цих чис-

iL

ленних зв'язків є малосуттєві, а є надзвичайно важливі, незамінні. Втручання людини в біосферні взаємозв'язки, про значення яких вона здебільшого не має правильного уявлення, часто приводить до негативних наслідків. Наприклад, у 30-ті роки в Норвегії було вирішено відстріляти хижих птахів (полярних сов та яструбів),

143

3. Природне середовище

які, як вважалося, винищували багато цінних промислових птахів — полярних куріпок. Оголошені пільги та премії сприяли повсюдному відстрілу мисливцями хижих птахів. Одразу ж після цієї акції серед куріпок спалахнула епідемія, що майже повністю знищила їх популяцію. Як з'ясувалося, сови та яструби в природі виконували роль санітарів, що поїдали в першу чергу хворих, ослаблених куріпок (їх легше ловити) і таким чином запобігали поширенню епідемії.

У цілому біосфера дуже схожа на єдиний гігантський супер-організм, у якому автоматично підтримується гомеостаз — динамічна сталість фізико-хімічних та біологічних властивостей середовища та стійкість його основних функцій. З точки зору кібернетики (теорії керування), в кожному біоценозі, тобто сукупності організмів, що населяють певну ділянку суші чи водойми, є керуюча й керована підсистеми. Роль керуючої підсистеми виконують консументи. Вони не дають рослинам занадто розростатися, поїдаючи «зайву» біомасу. За травоїдними пильно «стежать» хижаки, запобігаючи їх надмірному розмноженню й знищенню рослинності. Керуючою підсистемою для хижаків є інші хижаки та паразити, якими в свою чергу «керують» надпаразити (хвороботворні мікроорганізми), і т. д. Тому на Землі так багато видів живих організмів. Серед них нема «зайвих» чи «шкідливих», такі епітети їм дає людина. Особливістю зв'язків у біосфері є й те, що керуюча й керована підсистеми в ній часто міняються місцями. Так, зменшення кількості рослинного корму спричинює зниження чисельності хижаків і паразитів через механізм зворотного зв'язку.

Біосферні зв'язки складалися протягом дуже тривалого часу. В екосистемах немає нічого зайвого, непотрібного. Тому нічого, крім обурення, не навіює картина приміського осіннього лісу, після того, як там пройшли грибники. Збираючи «корисні» гриби — маслюки, лисички, опеньки та ін., грибники пошкоджують «шкідливі» гриби — мухомори, поганки, їм невтямки, що мухомори й поганки є необхідною ланкою в екосистемі лісу, оскільки їх міцелій розкладає ті органічні рештки, якими не харчуються інші гриби, отже, вони підтримують рівновагу екосистеми лісу.

Узагальнюючи результати досліджень у галузі геології, палеонтології, біології та інших природничих наук, В. І. Вернадський дійшов висновку, що біосфера — це «стійка динамічна система, рівновага в якій встановилася в основних своїх рисах... з археозою й незмінно діє протягом 1,5—2 мільярдів років». Стійкість біосфери, за Вернадським, виявляється в сталості її

144

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

загальної маси (1019 т), маси живої речовини (1015 т), енергії, зв'язаної з живою речовиною (1018 ккал), і середнього хімічного складу всього живого. Оскільки всі функції живих організмів у біосфері не можуть виконуватись організмами якогось одного виду, а лише їх комплексом (подібно до того, як якась клітина в організмі не може діяти сама по собі, а лише в складі всього організму), то звідси випливає важливе положення, розроблене Вернадським: біосфера Землі з самого початку сформувалася як складна система з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконував свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати, тобто стійкість біосфери була з самого початку обумовлена її складністю.

Вернадському належить відкриття й такого основного закону біосфери: «Кількість живої речовини є планетною константою з часів архейської ери, тобто за весь геологічний час». За цей час живий світ Землі морфологічно змінився невпізнанне, але ці зміни не вплинули ні на загальну кількість живої речовини, ні на її валовий склад.

3.5.1. Походження життя на Землі

Серед питань, які цікавлять науку, філософію, релігію, кожну культурну людину, найважливішими є: Що таке життя? Як воно з'явилося на Землі? Земля — єдина населена планета, чи є у Всесвіті й інші населені світи? Відповісти на ці запитання дуже важко, і перш за все тому, що ми маємо «в своєму розпорядженні» лише одну населену планету — Землю. Якби було віднайдено ще хоч би один оазис життя у Всесвіті, ми могли б багато зрозуміти хоча б шляхом порівняння.

Давно існує гіпотеза так званого абіогенного синтезу, яка в колишньому СРСР вважалася єдино правильною і сприймалася, як догма. Згідно з цим уявленням на світанку геологічної історії, в первісних земних океанах, насичених різними неорганічними сполуками, в «первинному бульйоні», під впливом вулканічного тепла, розрядів блискавок і інших факторів відбувся синтез більш складних органічних сполук, аж до «цеглинок життя» — амінокислот. Молекули амінокислот випадково об'єднувались в складніші сполуки — пептиди, ті — в первісні білки, з яких і синтезувалися (знову ж таки спонтанно, шляхом випадкових сполучень) первинні живі істоти мікроскопічних розмірів.

145

3. Природне середовище

У цієї гіпотези є суттєвий недолік: немає жодного підтвердження того, що таким шляхом могла синтезуватися хоча б одна найпростіша істота. В численних лабораторіях світу здійснено безліч спроб такого синтезу — і все марно. Тому серед багатьох вчених є популярним принцип Реді (за ім'ям вченого, що його сформулював): «Живе може виникнути лише від живого». Деякі видатні вчені доводять, що спонтанний (довільний) синтез складних органічних сполук з простих неможливий, тому що суперечить другому принципу термодинаміки, який забороняє перехід матеріальних систем від стану більшої ймовірності до меншої. А між тим розвиток матерії від простих органічних сполук до складних і перехід від неживої матерії до живої — це саме такий тип розвитку, «неможливий» у природі. Він може здійснюватись лише штучним шляхом, це — творчий процес.

Нищівного удару гіпотезі абіогенного синтезу завдають математичні розрахунки. Обчислено, що ймовірність самозародження живого організму з неживих блоків нічим не відрізняється від нуля. Так, Л. Блюменфельд установив, що ймовірність випадкового утворення за весь час існування Землі хоча б одної молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти — однієї з найважливіших складових генетичного коду) становить Ю"800!

Американський вчений Вікрамасінгхе так образно висловив неможливість абіогенного синтезу: «Швидше ураган, що пронесеться над кладовищем старих літаків, випадково збере новенький суперлайнер із шматків брухту, ніж у результаті випадкового процесу виникне із своїх компонентів життя».

І палеонтологам відомо, що як би далеко ми не проникали вглиб геологічної історії, ми не можемо відшукати слідів такої ери, коли б на Землі не було життя. Сьогодні викопні рештки досить складно організованих істот — синьо-зелених водоростей, грибків — знайдено в породах, вік яких сягає 3,8 млрд років, тобто близький до часу утворення самої Землі.

Вернадський вважав, що життя — така ж вічна основа Космосу, якими є матерія чи енергія. «Можна говорити про вічність життя й проявів його організмів,— писав він,— як можна твердити про вічність матеріального субстрату небесних тіл, їх теплових, електричних, магнітних властивостей і їх проявів. З цієї точки зору таким же далеким від наукових пошуків буде питання про початок життя, як і питання про початок матерії, теплоти, електрики, магнетизму, руху».

Вернадський вважав, що життя є явище космічне, а не суто земне. «Життя вічне, оскільки вічний Космос»,— писав учений.

10 5-179

146

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

3.5.2. Еволюція біосфери

Усі еволюційні теорії, починаючи з тієї, яку започаткував Ч. Дарвін, базуються на уявленні про розвиток живих організмів від простих форм до складніших. Як і у випадку зародження життя, тобто складнішої форми організації матерії з менш складної (неживої), еволюція живих систем від простих до складних довільно (самостійно) відбуватися не може — це суперечить все тому ж фундаментальному закону Природи — другому принципу термодинаміки. Так, спроби інженерів створити автоматичні пристрої, які б могли самостійно самовідтворюватись (тобто «розмножуватися») наштовхнулись на непереборну перешкоду: в процесі такого самовідтворення механічних систем неминуче має місце зменшення їх складності («виродження»). Запобігти цьому може лише творець системи — людина, яка керує процесом «розмноження» автоматів, вносячи відповідні поправки в програму відтворення.

У кібернетиці існує положення про те, що розвиток якої-небудь системи може відбуватись лише під керівництвом іншої системи. При цьому діє правило Ешбі: керована система ніколи не може бути складнішою від керуючої, вона завжди простіша. Це правило іноді висловлюють таким порівнянням: горщик ніколи не може бути складнішим за гончара.

Повертаючись до питання про еволюцію живих організмів на Землі, а отже, про еволюцію біосфери, ми повинні зробити логічний висновок, що ця еволюція має відбуватись під керівництвом якоїсь більш складно організованої системи і що має бути програма такої еволюції. Таку програму, справді, було відкрито. Вона записана в генетичному коді всіх живих істот — від бактерії до людини. При цьому індивідуальний розвиток будь-якої живої істоти (онтогенез), як і еволюція систематичної групи істот (філогенез), схожі на розпечатування тексту, введеного в ЕОМ за допомогою дискети. Хто ж чи Що керує розгортанням цієї програми, хто вводить «дискету» й слідкує за її зчитуванням?

Живі організми також не є самовідтворюваними. Вони відтворюють себе, входячи в набагато більш складний «суперорга-нізм» — біосферу і отримуючи від неї якісь «керівні вказівки». Сама ж біосфера, як вважає В. Вернадський, в своєму розвитку керується інформацією, що надходить до неї зовні, з Космосу.

Вперше найтісніший зв'язок процесів у біосфері з космічними процесами встановив видатний російський вчений О. Л. Чижевсь-кий. Він довів, що живі організми реагують на електромагнітні

147

3. Природне середовище

поля й випромінювання, що надходять від Сонця та інших космічних об'єктів. Урожайність сільськогосподарських рослин, періоди масового розмноження багатьох тварин, таких як сарана, непарний шовкопряд, лемінги тощо, епідемії, піки серцево-судинних захворювань людини і багато-багато інших процесів у біосфері найтіснішим чином пов'язані з процесами на Сонці (спалахами, появою плям тощо). «Ми — діти Сонця»,— так образно висловився Чижевський.

Хоч живі істоти Землі освоїли всі види передачі й прийому інформації — зоровий, звуковий, хімічний тощо, але найбільш універсальну роль носіїв інформації відіграють електромагнітні поля, які мають такі переваги:

поширюються в будь-якому середовищі життя — воді, повітрі, грунті та тканинах організмів;

мають максимальну швидкість розповсюдження;

можуть поширюватися за будь-якої погоди й незалежно від часу доби;

можуть передаватись на будь-яку відстань;

на них реагують усі біосистеми (на відміну від інших сигналів);

можуть надходити на Землю з Космосу.

Встановлено, що чутливість організмів до електромагнітних сигналів збільшується з ускладненням будови організмів. Так, хребетні тварини набагато чутливіші до електромагнітних полів, ніж безхребетні, й тим більше — найпростіші. З ускладненням біосистем зростає їхня здатність накопичувати слабкі сигнали й сприймати ту інформацію, яку вони несуть.

Чим же зумовлена мінливість живих істот взагалі? Відомий французький натураліст XVIII ст. Ж. Ламарк вважав, що основною рушійною силою еволюції є вплив навколишнього середовища. Так, предки жирафа були короткошиїми тваринами. Потрапивши в савану, де росли дерева з поживним для них листям, жирафи «тренували» свої шиї, намагаючись їх подовжити. Виживали й давали нащадків лише довгошиї особини. Цю ідею довів до цілковитого абсурду Т. Лисенко, відстоюючи такі «революційні» думки, що пшениця може перетворитись на жито, а овес на вівсюг в залежності від умов навколишнього середовища (температури, вологості тощо).

Відкриття генетичного коду дозволило наблизитись до розгадки цієї таємниці. Виявилось, що в подвійній спіралі молекули ДНК зашифровано всі дані про організм, і згідно з розгортанням цієї програми відбувається його індивідуальний розвиток. Усі відомості про майбутню істоту — її зріст, стать, колір очей то-

10*

148

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

що — закодовані в крихітній за обсягом і масою молекулярній структурі. Наприклад, вся інформація про кита, маса дорослої особини якого досягає 5-107 г, закладена в ДНК його заплідненої яйцеклітини, маса якої становить всього б-ІО"15 г. Отже, маса кита в процесі онтогенезу зростає на 22 порядки! Такої щільності запису інформації, якої досягла природа в структурах, що керують спадковістю, сучасна обчислювальна техніка домогтися не може.

Відомо, що в процесі онтогенезу зародок повторює попередні стадії розвитку своїх далеких предків. Запліднена клітина через деякий час перетворюється на мішечок, схожий на примітивну кишковопорожнинну тварину, потім — на істоту, подібну до риб'ячого малька, пуголовка й т. д. На певних етапах зародки всіх тварин схожі один на одного, лише у деяких з них розвиток зупиняється, а решта розвивається далі. В процесі онтогенезу кожної істоти ніби прискорено прокручується програма філогенезу всього її роду. Найбільшу кількість проміжних стадій проходять зародки ссавців, в тому числі й людини.

Про цей еволюційний ряд перетворень наші предки знали задовго до Ч. Дарвіна. Ось як зображає послідовні перевтілення бога Вішну стародавня індійська книга «Втілення Вішну»: риба, черепаха, свиня, людина-лев, людина-карлик, людина з сокирою, Рама та Крішна. Цей послідовний ряд перевтілень реально зображає еволюцію людини, коли на зміну нашим риб'ячим предкам прийшла рептилія, потім ссавець, примат, гомінід (австралопітек, що був невисокого зросту), кроманьйонець («людина з сокирою»). Рама — символ сучасної людини, а Крішна, слід гадати,— ідеал майбутнього — космічна людина.

Що ж «підказує» заплідненій яйцеклітині, які стадії їй належить пройти, а на якій зупинитись? Така програма з самого початку записана саме в її хромосомах, міститься в геномі (сукупності генів) і починає реалізуватись («розгортатися») з моменту запліднення яйцеклітини (злиття її з сперматозоїдом). Будова генома високоорганізованих істот фантастично складна — в ДНК людини, наприклад, налічується 3 млн пар нуклеотидів — складових нуклеїнових кислот. Сьогодні генетики розшифрували дуже незначну частину генома, тобто вони мають уявлення лише про мізерну частку генетичної програми.

Оскільки за правилом Ешбі керуюча система завжди складніша від керованої, можна поставити запитання: наскільки ж складнішою має бути та система, що створила й «запустила» програму розвитку живих організмів, де наперед було визначено, як саме має «розкручуватися* спіраль еволюції? Цю керуючу

149

3. Природне середовище

систему можна назвати, в залежності від ваших уподобань, Всемогутньою Природою, Космічним Розумом, Богом — суть від цього не зміниться. Головне полягає в тому, що така керуюча програма має існувати і що земна біосфера розвивається у відповідності з її правилами й законами. І оскільки людина — це невід'ємна складова біосфери, певна стадія її запрограмованого розвитку, то вся її діяльність не повинна суперечити загальній програмі еволюції біосфери.

Таким чином, кожна жива істота народжується, розвивається, виконує притаманну їй програму життя як складова частина' велетенського надорганізму — біосфери. Та, в свою чергу, є породженням космічного надорганізму — Галактики. А всі галактики є ніби клітинками над-надорганізму — Космосу. К. Ціолковсь-кий так підсумував свої роздуми про нас і наше місце в Космосі:

«Все народжено Всесвітом. Він — початок усіх речей, від нього все залежить. Людина або інші вищі істоти та її воля є лише проявом волі Всесвіту... Ми кажемо: від нас усе залежить, але ж ми самі — створіння Всесвіту... Якщо нам і вдасться виконати свою волю, то лише тому, що нам це дозволив Всесвіт... Жоден атом Всесвіту не уникає відчуття вищого розумного життя».

Ну, а що ж породило Всесвіт? Можливо, це запитання взагалі не можна ставити. К. Ціолковський вважав, що про Причину Космосу ми можемо лише здогадуватись.

Сьогодні деякі вчені, обговорюючи керівну роль Космосу в еволюції біосфери, вживають термін «космічне інформаційне поле». В. Вернадський говорив про космічні випромінювання, які керують розвитком біосфери. У стародавніх індійських книгах згадується про «вібрації Космосу». Християни вірять у Святий Дух, що сходить із небес на Землю, деякі інші релігії згадують «астральний промінь» тощо. Всі ці терміни, по суті, виражають одну й ту ж думку — Космос керує еволюцією земної біосфери, яка є його невід'ємною складовою часткою.

150

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

3.5.3. Еволюція людини

Поява на Землі Розуму, носієм якого є людина, докорінно змінила хід еволюції біосфери. Перехід від «нерозумної» форми живої матерії до Розуму був таким же революційним стрибком, як і перехід від неживої матерії до живої. Як же оцінювати цю подію (тобто появу на Землі Розуму)? Адже дехто з учених розглядає людину, як своєрідну «помилку Природи», хворобливе відхилення від «норми», яке виникло на Землі випадково.

Зовсім іншої думки був В. І. Вернадський, який був переконаний, що поява на Землі носія Розуму підготовлена всією попередньою її геологічною історією. «Людина,— писав він,— є геологічною силою більшого значення, ніж ми це собі уявляємо. І ця сила, створена усім попереднім життям, не може ні щезнути, ні повернути назад».

Але чому саме людина стала носієм Розуму? Чому не стали розумними, скажімо, мурашка чи слон? Згадаймо, що письменники-фантасти населяють інші планети розумними квітками (К. Саймак), собаками (А. і Б. Стругацькі) чи навіть мислячим океаном протоплазми (С. Лем). Проте, на думку видатного палеонтолога й письменника І. Єфремова, в земних умовах розумною могла стати лише людина. Цьому сприяли особливості будови її організму — великий складний мозок, випрямлене, вертикальне положення тіла, наявність двох типів кінцівок — нижніх для пересування (ніг) і верхніх (рук), здатних брати й утримувати предмети, користуватись знаряддям тощо. Дуже важливо також, щоб голова мислячої істоти не була знаряддям, не була обтяжена рогами, могутніми щелепами тощо, які не дають розвитися мозкові — саме таку будову має голова людина. Тобто, на думку Єфремова, основні риси будови людини найбільше відповідають організму, здатному стати розумним.

Коли ж і як саме людина виділилася з тваринного світу й стала людиною? Новітні наукові дані підтверджують думку Дарвіна, що найближчими нашими родичами е людиноподібні мавпи. Генетичні дослідження показали, що за своєю будовою молекули ДНК людини, шимпанзе й горили різняться менше ніж на 2 %. За біохімічними показниками крові найближчим нашим родичем слід вважати карликового шимпанзе-бонобо, який в невеликій кількості ще зберігся в тропічних лісах Конго. Бонобо дуже близький за своїми анатомічними даними до австралопітеків — мавполюдей чи людиноподібних мавп, кістки яких вчені знаходять у східній частині Африки (Ефіопія, Танзанія). Жили ці примати

3. Природне середовище

Рис. 23. Еволюція людини

152

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

приблизно 4—6 млн років тому. Об'єм їх мозку становив 400— 600 см3, тобто був меншим від необхідного мінімуму для розумної істоти, який вченими приймається в 700—750 см3. Проте ходили вони прямо, на нижніх кінцівках, будова яких нічим не відрізнялась від людської стопи, й дуже вірогідно, що вже вміли виготовляти й користуватись найпримітивнішими кам'яними знаряддями — чопперами, поряд з палицями й кістками тварин.

Еволюцію далеких предків людини вивчено ще недостатньо. Антропологи вважають, що на зміну австралопітекам прийшли представники роду гомо, до якого належить і людина сучасного типу, а саме гомо габіліс (людина вміла), гомо еректус (людина випрямлена), потім архантропи (неандерталець і синантроп). Та ніхто з цих істот, за сучасними даними, нашим прямим предком не був, зокрема й неандерталець, який таким довго вважався (рис. 24). Це — бічні, тупикові гілки еволюції. Людина сучасного типу, кроманьйонець, з'явилася протягом останнього, вюрмського зледеніння, як вважається, близько ЗО тис. років тому. Ці люди практично нічим не відрізнялись від сьогоднішніх, але хто був їхнім безпосереднім предком — невідомо.

Еволюція людини за своїми темпами та наслідками не має аналогів серед інших представників тваринного світу. Наприклад, коню знадобилось 60 млн років, щоб стати тим, чим він є нині (його палеогеновий предок гіппаріон мав п'ятипалі кінцівки й розміри собаки). Як пише американський дослідник Е. Томас, «щось дивне й нереалістичне є у відтвореній картині, де тварина, що лазила по деревах, за 3 мільйони років стала двоногою, зуміла створити машини, що плавають по воді, котяться по суходолу, літають у повітрі, в той час як її мляві кузени все ще стрибають із гілки на гілку».

Примати виділилися з тваринного світу завдяки своєму крупному мозку й випрямленому положенню тіла. Але справжніми людьми вони стали тоді, коли створили область абстрактних понять — математику, релігію, живопис, музику. Головним критерієм розвитку людини е її здатність існувати в світі ідеального — оцінювати прекрасне, відрізняти хибне від істинного, створювати абстракції. Не досягши цього стану, наші далекі предки були лише проміжною ланкою між тваринами й людьми.

Деякі абстрактні поняття були доступними вже неандертальцям. Як свідчать археологічні розкопки, вони ховали своїх небіжчиків, виконуючи при цьому певні обряди: клали в могилу їхні особисті речі, прикрашали їх квітами тощо, а отже, у них вже існували якісь примітивні релігійні культи, зокрема, віра в загробний світ. Що ж до кроманьйонців, то численні археологічні

153

3. Природне середовище

знахідки свідчать, що їм були доступні всі галузі абстрактних понять, відомих нам сьогодні. 20—ЗО тис. років тому ці люди створювали прекрасні зображення, цілі «картинні галереї» на стінах печер, вирізали з мамонтової кістки скульптурні зображення людей і тварин, створили досить складні місячно-сонячні календарі, виконували складні релігійні ритуали. У них були навіть музичні інструменти ударного типу, виготовлені з кісток мамонта (знайдені, зокрема, археологами на стоянці цих людей на території сучасного села Межиріч Черкаської області).

Рис. 24. Реконструкція людини з Бро-кен-Хіллу (за А. Шульцем)

Еволюція людини незвичайна. На відміну від всіх інших організмів людина не пристосовується до природи, а ніби відокремлює себе від неї. Знаряддя праці, одяг, житло, вогонь — все це прийоми, за допомогою яких вона відгороджується від навколишнього середовища, створює своє власне стабільне середовище. Тому людині не потрібно змінювати свій організм, її фізична еволюція практично зупинилася. Зберігаючи своє внутрішнє середовище, людина в дедалі більших масштабах змінює середовище зовнішнє. Сьогодні, на жаль, обсяги цих змін стали такими, що вже загрожують існуванню самої людини.

Антропологи й фізіологи помітили таку дивну особливість будови людського організму: потенційні можливості її мозку набагато перевищують її фізіологічні потреби. Сучасного рівня складності мозок людини досяг задовго до того, як виникли культура та цивілізація. Ось як оцінює цей факт польський вчений Т.Білецький: «Кінцевий результат еволюції гомінід, розум сучасної людини, значно перевищує вимоги примітивного зби-

154

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

рально-мисливського способу життя й примітивної громадської організації, що були характерними для гомінід протягом майже всього плейстоцену; в цьому випадку наслідок абсолютно не відповідає причині». Тобто сучасного рівня складності мозок людини досяг задовго до того, як виникли культура й цивілізація. Схоже на те, що еволюція людини заздалегідь передбачала майбутні потреби гомо сапіенс і наділила його таким «комп'ютером», який чомусь не використовується на повну силу, а можливо, буде задіяний у майбутньому. Але ж еволюція не створює нічого непотрібного, такого, що не було б зумовлене вимогами природних

Рис. 25. Ревучий бізон. Малюнок. Іспанія (за Бреилем)

умов і потребами самого організму. За деякими оцінками, мозок сучасної людини використовує лише близько 2 % своїх потенціальних можливостей.

Мимоволі виникає припущення, що десь має існувати програма, за якою потенційні можливості мозку повинні «розблоковува-тися» в певний час. Цей факт ще раз свідчить про те, що Розум не міг виникнути спонтанно, не могла нерозумна істота сама по собі стати розумною, це — творчий процес, такий же, як і виникнення живої матерії з неживої. Таким чином, принцип Реді можна доповнити іншим принципом: «Розумне — лише від розумного». За правилом Ешбі, розум людини міг бути створеним лише набагато складнішим за нього Космічним Розумом. Або, як сказано в Біблії: «Народжене від плоті є плоть, а народжене від Духа є дух» («Євангеліє від Іоанна»).

Припущення, що світ створено якоюсь вищою моральною силою, змінює наші уявлення про місце людини в природі, мету її існування, сам спосіб її дій на планеті.

155

3. Природне середовище

3.5.4. Ноосфера

Людина в біосфері Землі виступила в ролі нової сили, нового фактора. Нині людина оволодіває і вже оволоділа величезними силами природи, і це поставило її перед найболючішим питанням — про саму себе. Хто ж вона, людина, яке її місце в світі? Які її права й обов'язки щодо матері-природи й самої себе? Чи є межа цих прав? А якщо є, то де вона?

«Людина вперше реально зрозуміла,— писав В. І. Вернадсь-кий,— що вона — житель планети й може, повинна мислити й діяти в новому аспекті, не лише окремої особи, сім'ї або роду, держав або їх союзів, але й в планетному аспекті».

Зараз складаються зовсім нові взаємовідносини в системі людина — біосфера. Земля, що завжди здавалася людині неосяжною, безкраєю, величезною, сили якої викликали в неї благоговійний трепет, були грізним нагадуванням про слабкість гомо са-пієнса, сьогодні вже такою не є. Хоча сліпі природні сили й нині не стали слабкішими й час від часу нагадують про себе руйнівними землетрусами або іншими стихійними лихами, але могутність людини здається просто безмежною. Наприклад, за рахунок роботи тисяч радіостанцій, телестанцій, релейних ліній тощо Земля сьогодні випромінює енергії в радіодіапазоні (на метрових хвилях) більше, ніж Сонце. Щорічно людство лише в сільському господарстві перевертає, перелопачує своїми плугами та лущильниками масу грунту, в 200 разів більшу, ніж увесь пісок, глина, намул, які виносяться в океан усіма ріками Землі. Людство стало провокувати справжні землетруси — за рахунок підземних ядерних вибухів, а також будівництва крупних водосховищ у сей-смічно небезпечних зонах. Сьогодні людина використовує не лише всі елементи таблиці Менделєєва, але й створила нові, яких раніше не було на Землі, наприклад, плутоній.

Усе, добуте з надр Землі, людина розсіює на поверхні, колосально прискорюючи переміщення хімічних елементів у біосфері Землі, порушуючи ті біогеохімічні цикли, що склалися протягом мільйонів років. Запаси енергетичної сировини, металів тощо, які природа накопичувала в своїх коморах протягом цілих геологічних періодів, людина розтрачує за лічені десятиліття. Натомість вона вносить у природу нові сполуки, здебільшого шкідливі для біосфери. На сьогодні за рахунок техногенної діяльності в біосферу потрапило вже близько 50 000 нових хімічних речовин, не властивих природі й здебільшого шкідливих для живих істот.

156

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

Люди продовжують і далі діяти в тому ж напрямі, не усвідомлюючи того очевидного факту, що Земля, на якій вони розвинулись до сучасного рівня,— це маленька планета з обмеженими ресурсами і дуже вразливим режимом. Вона вимагає до себе тим обережнішого і дбайливішого ставлення, чим ширшими стають можливості людей порушувати цей режим.

50 років тому В. І. Вернадський висунув тезу про те, що біосфера Землі закономірно й неминуче перейде в нову якість, стане ноосферою (від грец. ноос — розум). На його думку, людина перебере на себе керівництво всіма процесами в біосфері, спрямує її розвиток у бажаному для себе напрямі. На зміну «дикій» біосфері повинна прийти нова оболонка — ноосфера, тобто якісно новий стан біосфери, переробленої, перебудованої розумом людини і її працею.

Сьогодні можна констатувати, що біосфера справді різко змінюється під впливом технологічної діяльності людини, дедалі більше заміняється техносферою, в якій дехто з учених ще недавно схильний був бачити початок формування ноосфери, передбачуваної Вернадським. Але сьогодні стало ясно, що наступ техносфери супроводжується такими змінами природного середовища, які почали вже загрожувати самому існуванню людини на Землі. Відбувається прискорене, прогресуюче руйнування основних життєво важливих ланок біосфери, що може викликати її повну деградацію й загибель, що автоматично означатиме загибель людства, оскільки люди не можуть існувати в іншому середовищі, ніж те, в якому вони з'явились та існували. Отже, все активніше рухаючи вперед «технічний прогрес», людство лише погіршує загальну ситуацію в біосфері і своє власне в ній становище.

На думку деяких вчених, серед причин цієї глобальної екологічної кризи, що насувається, головними є дві: надмірне зростання населення Землі і надмірне споживання ним основних природних ресурсів.

За підрахунками екологів, для тварин із масою тіла, що перевищує 1 кг, зокрема для ссавців (у тому числі й людини), існує певне порогове значення споживання — не більше 1 % продукції біоти. Якщо якийсь вид починає споживати більше, рівновага в біоті порушується, вона дезорганізується й може зовсім зруйнуватись. Оскільки біосфера Землі дуже велика, то до недавнього часу порушення рівноваги в будь-якій із її біот компенсувалось іншими біотами. Але сьогодні людина своєю діяльністю охопила всі біоти, всі континенти й моря Землі. Наприкінці XX ст. людина стала споживати (їжі для себе і своїх сільськогосподарських тварин, деревини і т. п.) більше 10 % того, що продукується всією

157

3. Природне середовище

біосферою Землі. Біота континентів уже не в змозі компенсувати шкоду, якої завдає їй людство.

Справа ще більше погіршується тим, що до появи на Землі людини всі процеси в біосфері базувалися на використанні відновних ресурсів. Сьогодні людство 90 % енергії для своїх потреб отримує з невідновлюваних джерел (спалює нафту, вугілля, газ тощо). Використання цього типу ресурсів викликає такі порушення в біосфері, з якими вона неспроможна боротися. Наприклад, у природи немає механізмів нейтралізації радіоактивного забруднення, викликаного діяльністю АЕС. Не може природа також компенсувати шкоду, заподіяну будівництвом гідроелектростанцій, коли великі ділянки суші затоплюються водою.

Порушені людством біоти самі стають джерелом забруднення природного середовища. Наприклад, за рахунок надмірного внесення в грунти мінеральних добрив і пестицидів порушується склад і життєдіяльність ґрунтових мікроорганізмів, що викликає посилене надходження в атмосферу метану й вуглекислого газу. З цієї причини, а також за рахунок швидкого зведення лісів біота континентів почала виділяти в атмосферу стільки C02, скільки його надходить туди ж від згоряння мінерального палива.

Нереальною виглядає й мрія Вернадського про те, що людина може перебрати на себе керування всіма процесами в біосфері, спрямувати їх у «розумне русло». Адже загальна кількість живих організмів у біосфері — 10 — не може бути суттєво скорочена, інакше біосфера втратить свою стійкість, збалансованість усіх процесів і вийде зі стану гомеостазу. Тому, якщо ми хочемо створити систему для керування біосферою, вона повинна бути (за правилом Ешбі) складнішою від самої біосфери. За підрахунками російського вченого В. Горшкова, для цього всю поверхню Землі (включаючи її океани!) довелося б вкрити шаром ідеальних комп'ютерів розміром із бактерію з комірками пам'яті молекулярних розмірів і програмами, складнішими за генетичні програми розвитку мільйонів видів живих істот! Годі й казати, що таке завдання не під силу людині. Але навіть якби людство й могло створити таку суперскладну керуючу систему, то вона, за підрахунками, поглинала б 99 % енергії, яку виробляє людство, а на його власні потреби залишився б лише 1 %. А саме стільки енергії, як вже згадувалось, людство може споживати сьогодні, не порушуючи стійкості біосфери. То чи є взагалі сенс ставити питання про керування всією біосферою?

Отже, ідея ноосфери, як керованої людством біосфери, виглядає утопією, такою ж, як, скажімо, ідея побудови комунізму. Якщо людство хоче мати майбутнє, то воно, як складова частина біосфе-

158

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

ри, не повинне руйнувати її, не намагатися перебрати на себе «керівництво» цією суперскладною системою, бо це абсолютно для нього нереальне завдання і до того ж недосяжне. Ми повинні жити в гармонії з природою і діяти згідно з народним прислів'ям «будуй хатку по достатку». Конкретно це полягає у необхідності виконання двох основних умов:

1. Перехід на енергоспоживання, засноване виключно на відновних ресурсах і на безвідходних технологіях. Зупинити прогресуюче руйнування біосфери можна лише у випадку, якщо антропогенне навантаження на біосферу впаде нижче порогового рівня, біоти повернуться в природно врівноважений стан і зможуть компенсувати шкоду, якої їм завдають люди. Енергоспоживання у зв'язку з переходом на відновні ресурси доведеться знизити на 90 %. Але природа людини така, що вона ніколи не відмовиться від того рівня споживання, який є сьогодні. Ніхто не згодиться відмовитись від телебачення, комп'ютерів, не переселиться з сучасної квартири, скажімо, в печеру... Тому при скороченні енергоспоживання на 90 % на таку ж величину доведеться знизити загальну чисельність людства. Отже, іншою обов'язковою умовою виживання для людства є

2. Скорочення кількості населення Землі приблизно в 10 разів проти сучасного рівня. Це потрібно робити поступово, пропорційно в різних країнах і при обов'язковому збереженні малочисель-них народів.

На жаль, доводиться констатувати, що обидві умови виживання й збереження людства й біосфери сьогодні не лише не виконуються, а людство продовжує діяти в прямо протилежному напрямі: населення Землі продовжує зростати по експоненті, все більш стрімкими темпами продовжується розтринькування, грабування природних ресурсів і руйнування біосфери. «Машина прогресу» продовжує набирати обертів... Енергоджерела, засновані на відновних ресурсах (сонячна енергетика, вітрові електростанції тощо) сьогодні неконкурентоздатні в порівнянні з «традиційними» (ТЕС, АЕС тощо), а всі спроби запровадити у всесвітньому масштабі заходи щодо обмеження народжуваності, планування сім'ї наштовхуються на опір населення країн, що розвиваються, і релігійних кіл (про що свідчать результати конференції ООН з питань демографії, яка проходила в Каїрі в 1994 p.).

Тому основне завдання на сьогодні полягає у вихованні людей, особливо молоді, для усвідомлення тієї простої істини, що всі наші плани, дії й вчинки мають не суперечити законам природи, а уз-

3.

Природне середовище

Рис. 26. Абсолютне зростання населення Землі (а) і приріст його (по десятиріччях) (б)

160

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

годжуватись з ними. Треба також мати на увазі, що часу для такої перебудови загального світогляду людей залишилось не так уже й багато перед лицем глобальної екологічної кризи, що насувається.

3.5.5. «Біосфера-2»

У 1991 p. група американських дослідників проводила експеримент, що дістав назву «Біосфера-2». У пустельному районі штату Арізона споруджено комплекс ізольованих від навколишнього природного середовища приміщень зі скляним дахом і стінками (ззовні надходила лише сонячна енергія). У цих приміщеннях було створено п'ять поєднаних одна з іншою біот: вологий тропічний ліс, савана, пустеля, болото й море (басейн глибиною 8 м з живим кораловим рифом). У «Біосферу-2» було переселено 3800 представників фауни й флори, причому головним критерієм відбору була користь, яку вони могли приносити людям (вживатись в їжу, очищати повітря, давати ліки тощо). У «Біосферу-2» була включена й техносфера, що мала житлові й робочі приміщення, розрахована на вісім чоловік, спортзал, бібліотеку, город, ферму й численне технічне устаткування (дощувальні установки, насоси для циркуляції води й повітря, комп'ютерна установка з численними датчиками, що мала вести моніторинг життєво важливих параметрів комплексу).

Метою експерименту, розрахованого на два роки, було створення замкненої екосистеми, своєрідної міні-біосфери, яка б функціонувала на основі самозабезпечення й була б незалежною від «Біосфери-1» (так автори називають «велику» біосферу, тобто біосферу Землі). У цю міні-біосферу повинна була органічно увійти міні-техносфера з дослідниками. Автори мріяли досягти штучно підтримуваного в системі гомеостазу, тобто основних життєво важливих параметрів (температури, вологості тощо). Відходи одної біоти мали бути ресурсами для іншої. Іншими словами, проект мав здійснити (хай і в невеликому масштабі) мрію В. І. Вернадського про перехід до керування людиною всіма процесами в біосфері.

Експеримент закінчився невдало — менше як за півроку дослідників евакуювали з «Біосфери-2» назад, до рідної «Біосфери-1». Бажаної керованості процесів і збалансованості техносфери й «Біосфери-2» досягти не вдалося; більше того, основні пара

метри системи, зокрема, вміст у повітрі вуглекислого газу, склад мікроорганізмів у грунтах тощо вийшли з-під контролю. Коли вміст СОа у повітрі досяг небезпечного для здоров'я людей рівня і ніякими заходами знизити його не вдалося, експеримент довелося припинити.

Крах експерименту «Біосфера-2» наочно показав, що повна збалансованість усіх процесів, кругообіг речовини й енергії, її стан гомеостазу можливі лише в масштабах Землі, де ці процеси відпрацьовувались протягом багатьох мільйонів років. І ніякі комп'ютери не в змозі перебрати на себе керівництво системою, складність якої набагато вища за їхню власну — це суперечить правилу Ешбі й другому закону термодинаміки. Підтвердилася також справедливість принципу, сформульованого американським математиком Дж. Нейманом: «Організація системи нижче певного мінімального рівня призводить до погіршення її якості».

Таким чином, зусилля людства повинні бути спрямовані на збереження «Біосфери-1», дуже складної, збалансованої системи, стійкість якої сьогодні порушується техносферою. Нам потрібно намагатись не «перебирати на себе керівництво біосферою» (це в принципі неможливо), а діяти так, щоб «не заважати природі» (яка, ще раз нагадаємо закон Б. Коммонера, «знає краще»).

3.5.6. Охорона рослинного й тваринного світу

Охорона флори. Рослинний світ, або флора, дуже чутливо реагує на зміни екологічних факторів і є чітким показником обсягу антропогенного впливу на природу. Рослини — найбільш беззахисні перед діяльністю людини, й з урахуванням сучасного стану біосфери їх охорона стала нині важливим комплексним міжнародним завданням. У 1948р. при ООН було створено спеціальну постійну Комісію з охорони щезаючих видів рослин і тварин, а згодом — Міжнародну Червону книгу, куди заносяться всі рослини та тварини, яким загрожує вимирання. У 1982 p. Закон про Червону книгу прийнято і в Україні. Сьогодні до неї занесено понад 800 видів рослин і тварин з метою їх охорони і збереження, >« кільки їм серйозно загрожує вимирання або знищення через людську діяльність.

11 5 179

162

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

Червона книга... Ідея її створення належить відомому англійському зоологу професору Пітеру Скотту. Червона книга — це зібрання фактів про унікальних представників флори й фауни нашої планети, над якими нависла загроза зникнення. Міжнародна Червона кні-га складається з кількох солідних томів. До неї внесено близько 300 видів і підвидів ссавців, майже 300 видів птахів, більше ї 00 ви^іії плазунів. ЛО — земноводних. понад 250 видів судчи них рослин. У ній є також і <<чор їіий список» твириь '.. -юслиь. що їникли ?• плапе''. починаючи з 1600 .".

Р:':.','. Hf'i. 'іемч'ій '.'у/';' , лизько 20—2:~ '•"{<'• видіу ро ' лин знаходиться на .'раї.; зникненню

Природні умови України сприяли розвитку дуже багатої та різноманітної флори. Тут зростає близько 5 тис. видів рослин природної флори та близько 1 тис. видів культурної та заносної флори. Найбагатшою є флора Карпат та Криму (близько 2 тис. видів).

200 років тому життєдайні ліси вкривали більше половини всієї площі України, сьогодні — лише 14 %. Незважаючи на величезне екологічне значення лісу й прийняття постанов і законів щодо його охорони, в Поліссі та Карпатах ліси, як і раніше, хи-жацьки знищуються, а відтворення лісового фонду здійснюється дуже повільно й недостатньо. Слід зазначити, що останнім часом ліси через перевантаження відпочиваючими, з їх дикунським ставленням до природи, винищення рідкісних лікарських рослин, ягід, грибів, вирубування дерев, спричинені людьми пожежі втрачають свої оздоровчі та рекреаційні властивості. Ліс не витримує напливу людей у густонаселених районах, страждає, хворіє й гине від промислових забруднень, внаслідок діяльності нафтовиків, будівельників, гірників.

За даними ООН, щорічно на планеті вирубується понад З млрд м3 лісу, й ця цифра до 2000 p. зросте в 1,5 раза. Особливо тривожить доля Амазонських і Сибірських лісів, що відіграють найважливішу роль в очищенні атмосфери Землі.

Через значні негативні антропогенні зміни стану довкілля у наступні 20—ЗО років щодня зника'гим<

163

3. Природне середовище

з Землі близько 100 видів рослин і тварин: загальна кількість зникаючих видів наблизиться до 1 млн.

Основними заходами захисту лісів є такі: раціональне (з урахуванням екологічної ситуації) обмежене їх вирубування; висаджування нового лісу на місці вирубаного; повна переробка

Рис. 27. Поділля. Дубовий гай восени

деревини й супутньої сировини з метою збільшення виходу продукції з одиниці площі; раціональне збереження ягідних, кормових, лікарських, технічних рослин; проведення селекції та насіннєвих дослідів для створення видів лісової флори, продуктивніших і стійкіших до хвороб і забруднень середовища; створення лісозахисних і водоохоронних лісосмуг, рекреаційних і заповідних лісових і лісопаркових зон і масивів; боротьба з кислотними дощами; підвищення рівня екологічної освіти та виховання свідомого ставлення населення, особливо молоді, до лісу.

Іншим важливим компонентом природи України є степи. В нашій державі вони майже на 100 % розорані (крім заповідників).

її*

164

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

Колись високопродуктивні, багаті гумусом степові чорноземні грунти України в наш час значно виснажені через екстенсивне господарювання, інтенсивне випасання худоби, неправильну меліорацію, переущільнення важкою сільськогосподарською технікою, перехімізацію.

Велике значення в Україні мають болота — важливий гідрологічний і кліматичний регулятор Полісся, зона поширення багатьох рідкісних і цінних видів рослин (зокрема, реліктів льодовико-

Рис. 28. Карпати. Відновлення лісу

вого періоду). Масове науково не обгрунтоване осушення боліт, що розпочалося з 50-х років XX ст., викликало значне пониження рівня ґрунтових вод, всихання навколишніх лісових масивів, зникнення деяких цінних болотних трав. Нині, коли життя показало хибність політики масового осушення болотних масивів, змінюється оцінка ролі боліт. Розпочато роботи для їх збереження, охорони й відтворення. Кілька боліт оголошено заповідними — вони виконують функції еталонів болотних екосистем.

Особливу групу флори становлять агроценози. Це площі, зайняті культурними рослинами, тобто тими їх видами, що культивуються людиною. Кількість цих рослин не перевищує 1500 видів, але на Землі вони займають велику площу — 1,5 млрд га. Культурні рослини — це молода група видів, їх вік становить усього 2,5—4 тис. років (жито, овес, буряк), а такі культури, як каучуконос гевея, хінне дерево, обліпиха та інші — зовсім молоді, вони були окультурені кілька сот років тому. Агроценози — це досить вразливі ділянки Землі. Величезні площі, зайняті монокультурами, роблять їх вразливими до хвороб і шкідників через генетичну одноманітність; монокультури також сильно виснажують грунти, сприяють перезабрудненню їх хімікатами й продуктами життєдіяльності рослин.

165

3. Природне середовище

Охорона фауни. Біомаса тварин становить лише 2 % всього живого, але через високий рівень енергетичних процесів, величезну різноманітність і високу рухливість роль фауни в біосфері дуже велика.

Нині налічується близько 2 млн видів тварин (рослин — у п'ять разів менше). Найчисленнішою групою є безхребетні, які становлять приблизно 99 % біомаси тварин на Землі; їхнє значення в біосфері величезне, особливо в кругообігу речовин і транс-

Рис. 29. Щасливого мандрування, птахо!

формації енергії. Найважливішу роль відіграє найчисленніший і найрізноманітніший клас безхребетних — комахи, їх налічується близько 1 млн видів (в Україні 25 тис.). Вони виконують опи-лення рослин, е їжею для птахів, звірів, беруть участь у формуванні грунтів, розкладанні рослинних і тваринних решток, впливають на склад повітря, вод і грунтів.

З давніх-давен тварини були для людей не лише джерелом основних продуктів харчування (м'ясо, молоко, мед тощо), з їхньої шкіри виготовляли одяг, із кісток — знаряддя праці, а також технічну, лікарську сировину, прикраси.

Руйнування людиною місць мешкання тварин, як і рослин, сьогодні стає надто небезпечним. Сьогодні під загрозою знищення опинилося вже близько 600 видів птахів і 120 ссавців, багато риб, земноводних, молюсків, комах.З 1970 по 1990 p. число видів, яким стало загрожувати вимирання, зросло під 92 до 550.

З 1970 p. кількість африканських слонів зменшилася з 4.5 млн до 500 000.

166

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

Особливо небезпечним є швидке зведення тропічних лісів, що є ареалом життя дуже багатьох видів тварин. За останню тисячу років з лиця Землі зникло понад 100 видів звірів, 140 видів птахів, на великих ділянках Світового океану через деградацію середовища й хижацький вилов риби майже зовсім зникло 25 видів найцінніших промислових риб, під загрозою вимирання перебувають кити й дельфіни.

За останні 3 тис. років лише в Північній Америці винищено ссавців 50 видів, птахів 40; в XVII— XIX ст. на Галапагоських островах знищено 10 млн слонових черепах. Аналогічні події мали місце й в Австралії — 10 тис. років тому тут були винищені гігантські сумчасті гризуни (завдовжки до 4 м), гігантський кенгуру, лев, страус: такі ж масові винищення мали місце в Новій Зеландії й на Мадагаскарі.

Таке ж становище характерне і для України. Через велику щільність населення тут ще в XVI ст. були винищені кулани, в XVIII—XIX ст. — сайгаки, тури, тарпани, степові орли, дрофи, олені. Дуже рідкісними стали лебеді, кажани, корсаки, соколи, деякі види риб і раків. У той же час вченим вдалося переселити в Україну (в основному на території заповідників) зубра, лань, муфлона, куріпку-кеклика, деякі види риб (скажімо, білого амура й товстолобика) тощо.

Як вважають спеціалісти, з подальшим зростанням населення, забруднень промисловості, енергетики й транспорту, особливо в тропічних і субтропічних регіонах, до кінця XX ст. буде щогодини вимирати один з видів живих істот Землі. З 1980 р. до 2000 майже 1 млн видів не зможе витримати антропогенного тиску.

167

3. Природне середовище

Серед найважливіших заходів щодо охорони тваринного світу слід назвати такі: виховання з дитинства природоохоронної свідомості у людей; найсуворіша боротьба з браконьєрством, посилення інспекторського контролю в лісах, охорона від епідемій і антропогенних забруднень; розселення в зручні для існування місця;

контроль за кількістю хижаків. Крім того, потрібні ретельне дослідження рідкісних і зникаючих видів, причин їх вимирання, розробка наукових основ для поліпшення ситуацій, екологічних прогнозів на основі результатів екологічного моніторингу.

Велике значення має також рекультивація порушених людиною ландшафтів, відновлення грунтів, пасовиськ, луків, лісів, водойм згідно з науково обгрунтованими далекоглядними планами, активний розвиток заповідної справи.

Заповідна справа. Сучасні ретельні еколого-економічні розрахунки й моделювання, виконані вченими різних країн, свідчать, що більш-менш нормальне функціонування і самовідновлення біосфери будь-якого регіону можливе лише за наявності в цьому регіоні не менше 10—15 % площі, зайнятої заповідниками. Заповідники — це ландшафти, де зберігаються, охороняються й вивчаються всі компоненти екосистеми: повітря, грунти, гірські породи, природні води, рослинний і тваринний світ, пам'ятки природи та культури. Територія заповідника повністю вилучається зі сфери господарської діяльності — тут забороняється жити людям, проводити будь-яку господарську діяльність, вирубувати ліс, косити сіно, добувати будь-які корисні копалини, прокладати транспортні шляхи тощо.

За своїм значенням заповідні території поділяються на біо-сферні заповідники міжнародного значення, державні й національні заповідники та парки, заказники, заповідні ландшафти, ділянки та об'єкти.

Мета створення заповідників — підтримання екологічної рівноваги, збереження еталонів недоторканої природи, проведення наукових досліджень характеру взаємозв'язків між екологічними

168

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

факторами екосистем для збереження й відтворення ландшафтів. Заповідники є найкращою формою збереження генофонду нашої планети.

В Україні створено 12 державних заповідників — у тому числі два біосферних міжнародного значення — Асканія Нова та Чорноморський; крім того, ведуться переговори про створення між-

Рис. ЗО. Схема розміщення заповідників України

державного заповідника Карпати, що буде охоплювати території Українських, Польських і Словацьких Карпат, 1576 заказників, 2642 пам'ятники природи, 559 заповідних урочищ.

169

3. Природне середовище

3.5.7. Природні ресурси

Людина в своєму житті й діяльності користується природними ресурсами. До них належать: біологічні (повітря, вода, харчові продукти), мінеральні й енергетичні (руди металів, нафта, вугілля тощо), кліматичні, простір для життя, генетичний фонд.

Ці природні ресурси поділяються на невичерпні (енергія Сонця, океану, вітру, а також умовно повітря й вода) та вичерпні, куди входять відновлювані (рослинний і тваринний світ і родючість грунтів) і невідновлювані (життєвий простір, корисні копалини й енергія рік).

Біологічні ресурси необхідні для життя людини, задоволення її фізіологічних потреб. Такі з них, як повітря й вода, могли б вважатися невичерпними, настільки вони великі за масою. Проте людині потрібні повітря й вода певної якості, а сьогодні в зв'язку з антропогенним забрудненням і повітря, і вода в багатьох ділянках Землі вже втратили свою первісну чистоту, а то й стали малопридатними чи й зовсім непридатними для життя. Харчових продуктів для надміру зростаючого населення Землі вже стало невистачати, до того ж вони в багатьох районах Землі теж стають все більш забрудненими пестицидами, хімічними сполуками, шкідливими для життя, радіонуклідами. Крім усього, як вже вказувалось вище, існує певна межа використання продукції біот, певна «норма» для людства, яку воно сьогодні все більше порушує.

Мінеральні й енергетичні ресурси — головне джерело матеріального виробництва людського суспільства. Основою енергетики сьогодні е спалювання викопного вуглеводневого палива (вугілля, нафти, газу). Це — хибний шлях розвитку, який приводить до швидкого розтрачування багатств, що їх природа накопичувала протягом тривалого часу, до інтенсивного забруднення біосфери і, крім того, ставить перепону розвитку людства, бо ці ресурси на Землі обмежені і значною мірою вичерпані. Те ж саме стосується й багатьох родовищ металічних руд. Це одна з причин глобальної екологічної кризи, що загрожує сьогодні людству.

Що ж до кліматичних ресурсів, то слід зазначити, що люди живуть у всіх кліматичних зонах Землі — від полярних широт до тропіків. Проте в екстремальних кліматичних умовах людина змушена витрачати багато сил і ресурсів для забезпечення свого життя. Згадаймо, як живуть ескімоси Гренландії чи бушмени в пустелі Калахарі. Все їхнє життя — це безперервна виснажлива боротьба за існування. Набагато сприятливіші для життя людини середні широти Землі з помірним кліматом, чергуванням зими з її

170

Частина 1. НАУКА ПРО ДОВКІЛЛЯ

бадьорими морозами та теплого літа. Але під впливом антропогенної діяльності клімат на Землі теж змінюється, причому в несприятливому для людини напрямі.

Життєвий простір людина використовує для спорудження жител для себе, промислових підприємств, використовує його для вирощування сільськогосподарських продуктів тощо. Освоюється простір і у вертикальному напрямі: збільшується висота будинків у містах, використовується підземний простір (шахти метро, трубопроводи). Як встановлено вченими-екологами, для збереження біосфери частина поверхні суші (3—5 %) має бути абсолютно недоторканою людиною, «дикою» (заповідники). Близько ЗО % площі суші має бути в стані, наближеному до первісного природного (ліси, заказники, національні парки). Із тих 65 %, що залишається, половина має відводитись під виробництво продуктів харчування і лише близько ЗО % людина може використовувати для спорудження міст, сіл, промислових підприємств тощо. Треба сказати, що в деяких районах Землі, зокрема й в Україні, такі науково обгрунтовані пропорції використання життєвого простору порушено — надто багато земель зайнято кар'єрами, містами, промисловими спорудами.

Генетичний фонд — це сукупність видів рослин і тварин Землі. Як вже було показано, видовий склад живих організмів Землі сформувався протягом її тривалої геологічної історії. Серед мільйонів видів організмів немає «непотрібних» чи «шкідливих» — кожен із них виконує свою роль у біосфері, кожен — унікальне творіння природи. Зникнення будь-якого виду живих істот — це непоправна втрата для генетичного фонду Землі, оскільки вид, який щез, вже ніколи не зможе відродитись. А між тим, організми, непотрібні нам сьогодні, чи навіть «шкідливі», мають невідомі нам потенційні можливості, про які ми можемо навіть не здогадуватися. Згадаймо, наприклад, отруйних змій. Хто з хлопчаків (а то й дорослих), вгледівши гадюку, не хапається за камінь чи палицю, щоб неодмінно вбити «цього гада»? Але ті ж гадюки, наприклад, винищують безліч мишей, пацюків, ховрахів та інших шкідників, що псують, поїдають дуже багато зерна та інших продуктів харчування. А отрута змій — безцінна сировина для виробництва ліків, і сьогодні суха отрута деяких змій на міжнародному ринку цінується дорожче золота!

Рідкісні й вимираючі види рослин і тварин повинні особливо ретельно охоронятися. Для цього в місцях їхнього проживання організують заповідники, де середовище має залишатися в недоторканому людиною вигляді. Ці види заносяться в Червону книгу, а насіння рослин і статеві клітини тварин зберігають у спеці-

171

3. Природне середовище

альних генетичних сховищах або банках. Один з найвідоміших таких банків — Насіннєвий фонд, було створено в 20—30-ті роки в Ленінграді видатним російським генетиком М. І. Вавіловим. Цей учений та його послідовники зібрали по всьому світу тисячі зразків насіння дикоростучих злаків, у тому числі предків пшениці жита, ячменю та інших цінних рослин. Сам Вавілов трагічно загинув у сталінських таборах, але його учні в умовах блокадного Ленінграда, пухнучи й помираючи від голоду, зробили неможливе — зберегли це безцінне зібрання генетичного матеріалу.

< пред след >
вернуться к содержанию
вернуться к списку источников

перейти на главную страницу



Релевантная научная информация

3.5. Біосфера




  1. Білявський Г. О., Фурдуй Р. С. Основи екологічних знань: Підручник.—К.: Либідь, 1997.— 288 с. - Экология и природопользование
  2. ВСТУП - Экология и природопользование
  3. 1.1. Джерела екологічної загрози - Экология и природопользование
  4. 1.2. Еволюція відносин людини й природи - Экология и природопользование
  5. 1.3. Надзвичайні екологічні ситуації - Экология и природопользование
  6. 1.4. Криза людського духу - Экология и природопользование
  7. 1.5. Нова філософія життя - Экология и природопользование
  8. 2.1. Структура, предмет, завдання й методи науки про довкілля - Экология и природопользование
  9. 2.2. Основні екологічні поняття й терміни - Экология и природопользование
  10. 2.3. Життя екосистем - Экология и природопользование
  11. 2.4. Основні екологічні закони - Экология и природопользование
  12. 2.5. Методи вивчення характеру й обсягів антропогенних забруднень та екологічний моніторинг - Экология и природопользование
  13. 2.7. Основи економіки природокористування - Экология и природопользование
  14. 2.8. Новітні галузі екології - Экология и природопользование
  15. 2.9. Правові основи природокористування - Экология и природопользование
  16. 3.1. Основні риси екологічної системи «Земля» - Экология и природопользование
  17. 3.2. Атмосфера - Экология и природопользование
  18. 3.5. Біосфера - Экология и природопользование
  19. 4.1. Енергетика - Экология и природопользование
  20. 4.3. Сільське господарство - Экология и природопользование
Другие источники научной литературы направления

Экология и природопользование