Глава 2

Эволюция биосферы

Биосфера как система

В системе современного научного мировоззрения понятие биосферы занимает ключевое место во многих науках, а разработка учения о биосфере неразрывно связана с В. И. Вернадским, как если бы он был первооткрывателем биосферы и первым ввел этот термин в научный оборот. Между тем и термин, и скрывающееся за ним понятие имели до работ В. И. Вернадского длительную историю, которая, однако, после гениально глубоких и блестящих работ В. И. Вернадского воспринимается теперь в лучшем случае как предыстория. Фундаментальное и в значительной своей части опирающееся на первоисточники исследование Б. П. Высоцкого о проблемах истории и методологии геологических наук, изданное в 1977 г., позволяет сейчас воссоздать эту предысторию с большей полнотой, чем это можно было сделать до сих пор.

На протяжении многих десятилетий первая аргументация идеи о влиянии живых организмов на геологические процессы традиционно связывалась с книгой Ж. Ламарка «Гидрогеология», изданной в 1802 г. Академик В. Л. Комаров в своей книге о Ж. Ламарке (1925) специально подчеркивал пионерское значение «Гидрогеологии» в интересующем нас аспекте и ее связь с идеями В. И. Вернадского. Там содержалась даже не очень лестная для последнего аналогия: «Гипотеза об органическом происхождении горных пород, конечно, слишком смела и совершенно упускает из виду породы вулканического происхождения. Однако в наше время ее современное повторение выдвигается В. И. Вернадским в его теории деятельного участия организмов в образовании земной коры». Будущее чрезвычайно убедительно показало, что В. И. Вернадский выдвигал далеко не только «современное повторение» гипотезы Ж. Ламарка. Однако приведенная цитата из книги В. Л. Комарова психологически интересна в том отношении, что выявляет характер первых реакций на замечательные прозрения В. И. Вернадского, во многом остававшиеся непонятными его современникам и во всем их объеме оцененные лишь в наше время.

Возвращаясь к «Гидрогеологии», следует подчеркнуть в свете современных исторических знаний, что и у Ж. Ламарка были предшественники. Д. Вудворд, видимо, первым в 1695 г. высказал идею о каких-то общих закономерностях, управляющих взаимодействием живых организмов, и роли их в образовании окамене-

==21

лостей. За ним Ж. Бюффон в первом томе «Естественной истории», вышедшем в 1749 г., развил и конкретизировал идеи о роли жизни в геологических процессах. Ф. Вик д'Азир в 1786 г. писал о проникновении живых организмов во все внешние земные оболочки и о том, что они буквально наполняют эти оболочки и активно влияют на происходящие в них процессы. Только за этим последовала «Гидрогеология» Ж. Ламарка.

При анализе исторических истоков любых великих открытий самые лучшие побуждения — стремление к полноте исторической картины — заставляют историков науки искать и находить исторические аналогии и преемственность там, где на самом деле можно обнаружить в лучшем случае лишь конвергентное сходство, да и то весьма отдаленное. В книге В. Я. Шипунова о структурных компонентах биосферы, к которой мы еще будем не раз обращаться ', в качестве предтеч и единомышленников В. И. Вернадского названы Ф. Рихтгофен, В. В. Докучаев (оба — последняя четверть прошлого века), П. И. Броунов, Р. И. Аболин и даже А. А. Григорьев (все три — современники В. И. Вернадского). Слов нет, идеи о жизни, как целом, и пронизанности жизнью всех других земных оболочек носились в воздухе, и каждый из перечисленных крупных деятелей географической науки и осознавал их, и подходил в своих трудах к каким-то формулировкам, так или иначе касавшимся этих идей. Но в то же время каждый из них разрабатывал свою собственную систему идей, самостоятельных и часто весьма далеких от идей В. И. Вернадского. Вклад их в разработку понятия биосферы представляется весьма проблематичным.

Более реально можно говорить о таком вкладе для двух крупнейших исследователей XIX в.— А. Гумбольдта и Э. Зюсса. Последний из них — геолог, много сделавший для изучения горных складчатых областей и геотектоники, описавший геологическое строение поверхностных земных слоев в огромном труде «Лик Земли». Первый — один из величайших энциклопедистов в науке прошлого века, а может быть, и вообще в истории описательного естествознания. С исключительной широтой охвата А. Гумбольдтом жизненных явлений и процессов нашей планеты, нашедшей отражение в многотомном труде «Космос» (первый том вышел в 1845 г.), связаны и достижения этого выдающегося ученого в исследовании той проблемы, которая позже стала называться проблемой биосферы: он высказал и конкретно аргументировал многими фактами положение о взаимодействии живых организмов с теми земными оболочками, в которые они проникают. Воздействие на земные оболочки вместо постулированного Ф. Вик д'Азиром проникновения в них — это был значительный шаг вперед. А даль-

' См.: Шипунов В. Я. Организованность биосферы. М., 1980; см. также: Водопьянов П. А. Устойчивость и динамика биосферы- Минск, 1981.

==22

ше наконец появился и термин для обозначения суммы явлений, о которых идет речь,— Э. Зюсс в 1875 г. предложил термин «биосфера», подразумевая под ней пересекающуюся с другими земными сферами сферу, занятую на земной поверхности жизнью. Подчеркивая, что в этой сфере постоянно протекают процессы взаимодействия живого с разнообразными сторонами мертвой природы, Э. Зюсс полностью шел в этом отношении за А. Гумбольдтом, у которого, как уже говорилось, идея взаимодействия разных сфер при первенствующей роли живых организмов была наполнена богатым конкретным содержанием.

Каким образом предыстория перерастает в историю, почему именно с В. И. Вернадского начинается подлинно научное изучение биосферы, хотя термин был уже предложен раньше, а вкладываемое в него содержание уже намечено, и намечено правильно? Ответ на этот вопрос коренится как в объективном содержании всего им созданного в теоретической разработке фундаментальной теории жизни, так и в субъективных особенностях личности самого В. И. Вернадского, безусловно масштабной и неповторимо своеобразной. Б. П. Высоцкий, справедливо подчеркивая выдающуюся образованность В. И. Вернадского даже на фоне других крупнейших естествоиспытателей его времени, пишет о связи его идей с творческим наследием целой плеяды ученых и мыслителей начиная с середины XVIII в. И сам В. И. Вернадский не раз касается их творчества, подчеркивая влияние каждого на последующее формирование научной мысли. Но дело, по-видимому, не только в этом, не в аккумуляции, творческой переработке и дальнейшем развитии идей, уже появившихся в научной атмосфере начала века. В личности В. И. Вернадского как ученого на первый план выходит то непредсказуемое и завораживающее движение мысли, которым гениальный человек, ворочающий глыбами фактов и просеивающий через свое сознание множество идей, отличается от талантливого продолжателя.

Разнообразие научных усилий В. И. Вернадского, нашедших отражение во многих научных областях, и огромное его внимание к философии, редкое для натуралиста, породив большое число работ о его мировоззрении, мешают в то же время оценить его однозначно. В этой оценке большое место занимают споры о том, был ли В. И. Вернадский стихийным материалистом-диалектиком и если был, то до какой степени. Можно, пожалуй, с достаточным основанием утверждать, что диалектиком он во всяком случае был, ибо увидеть, как это видел он, в единичном факте скрывающееся за ним планетное явление, в микрокосме обнаружить макрокосм, мгновенно почувствовать в наблюдаемой мелочи всю обширность, многообразие и нерасторжимость связей с другими явлениями мироздания — что это, как не диалектическое мышление самого высокого уровня? А материалистический подход к действительности демонстрируется всей совокупностью его

==23

естественнонаучных исследований. Таким образом, возвращаясь к вопросу о субъективных свойствах личности В. И. Вернадского, мы должны подчеркнуть диалектичность и исключительно острую ассоциативность его мышления, позволившие сформулировать крупные обобщения в области, которая была в центре внимания натуралистов разного профиля на протяжение двух столетий.

Переходя к вопросу о неповторимости и принципиальной новизне концепции В. И. Вернадского на фоне всех предшествующих работ о биосфере, мы можем найти на него ответ в многочисленных трудах последнего тридцатилетия жизни ученого. Концепция эта складывалась постепенно. Погружаясь в мир новых идей, В. И. Вернадский все дальше уходил от генетической минералогии и геохимии, во многом созданных его капитальными работами предыдущих десятилетий, и терял при этом идейный контакт со своим непосредственным научным окружением. Новизна этих идей была так велика, что в переписке его учеников и последователей, даже наиболее талантливых и разносторонне образованных (А. Е. Ферсмана, А. П. Виноградова, В. Г. Хлопина), иногда встречаются сетования на то, что их учитель почти перестал заниматься делом, уже обессмертившим его имя, и ушел в сферу зыбкую и малопонятную. Первые обобщения в этой малопонятной для них сфере были сформулированы в огромной незаконченной рукописи «Живое вещество», сохранившейся в нескольких вариантах, написанной на рубеже 20-х годов и опубликованной лишь посмертно в 1978 г. В 1924 г. появляются «Очерки геохимии», затем неоднократно дополнявшиеся и переиздававшиеся, в них живому веществу посвящен специальный раздел. В 1926 г. была опубликована «Биосфера», также затем с дополнениями переизданная по-французски. В 1933—1936 гг. как второй том «Истории минералов земной коры» публикуется в трех выпусках «История природных вод», содержащая обширные данные о роли жизни в природных процессах и воды и водных процессов в биосфере. Параллельно печатается большое количество статей по самым разным проблемам происхождения, истории и жизни биосферы, часть из них объединяется в сборник «Биогеохимические очерки», изданный в 1940 г. Начиная с 1934 г. выходят в свет отдельными ~ выпусками «Проблемы биогеохимии», посвященные трактовке основ и фундаментальных понятий новой науки. Наконец, примерно с этого же времени В. И. Вернадский неотступно работал над сочинением, которое он неоднократно называл в переписке «книгой жизни», «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения», опубликованным посмертно в 1965 г. Отдельные проблемы изучения биосферы, в частности вопрос о характере времени и пространства в неживой и живой природе, которому сам В. И. Вернадский придавал первостепенное значение, были подвергнуты специальному углубленному изучению также в оставшейся незаконченной рукописи, которая была издана лишь

==24

в 1975 г. под названием «Размышления натуралиста. Пространство и время в неживой и живой природе».

Этот по необходимости монотонный перечень основных работ создателя современного учения о биосфере показывает их разнообразие и многочисленность, вовлеченность теории биосферы в теорию Земли и Космоса, чрезвычайно широкую постановку задач исследования. Но, очевидно, не в широте постановки исследовательских задач и охвате данных, а в самом качестве разработки проблем биосферы и принципиальном подходе к ним наряду с отмеченными выше личностными характеристиками В. И. Вернадского лежит разгадка того обстоятельства, что именно с его исследований начинается качественно новый этап в познании биосферы и роли жизни в механизме нашей планеты и околоземном пространстве.

Автору этих строк представляется, что новаторство В. И. Вернадского проявилось не столько в расширении суммы явлений, охватываемых биосферой, хотя и это имело значение, а в осознании системного характера биосферы, ее целостности и структурной организованности. Он в соответствии с уровнем науки своего времени не употреблял терминов «система» и «структура», но весь пафос его исследований отражал глубокое понимание этих важнейших моментов организации биосферы. И понимание жизни не как единичного живого организма, а как совокупности организмов, и детальное выявление связей химизма организмов разных систематических уровней и экологической обстановки, и роль организмов в геологических процессах — все это, в сущности, и образует структуру биосферы, а изучение всех этих явлений в совокупной их связи есть системное исследование биосферы.

Как мы можем сформулировать сейчас основные принципы рассмотрения биосферы как системы? Очевидно, нелишне с этой целью заглянуть в литературу по общей теории систем и ознакомиться с дискуссиями, которые ведутся в этой развившейся на наших глазах междисциплинарной области науки. Хотя теория систем стала наукой в последние десятилетия, важность системного подхода интуитивно ощущалась многими естествоиспытателями в ходе становления научного метода в науках о природе, и истоки системных идей не без оснований усматриваются сейчас еще в философии Платона, в его противопоставлении единого и многого ', и проходят в малоосознанном стихийном, но очевидном выражении через науку античности и Нового времени 2. Нельзя не отметить, и это имеет самое непосредственное отношение к сис-

' См.: Гайденко П. П. У истоков понятия системы (Проблема единого и многого в философии Платона).— Системные исследования. Ежегодник 1979. M., 1980.

2 См.: Огурцов А. П. Этапы интерпретации системности научного знания (Античность и Новое время).— Системные исследования. Ежегодник 1974. M., 1974; см. также: Очерки естественнонаучных знаний в древности. М., 1982.

==25

темности идей В. И. Вернадского и его концепции биосферы, что русская наука внесла весомый вклад в становление науки о системах.

Общие абстрактные определения системы (иногда пользуются термином, идущим из математической логики,— системного множества) разнообразны, опираются на разные принципы, учитывают разные компоненты системы и продолжают поэтому составлять предмет остродискуссионного обмена мнениями. В пылу полемики высказывалось даже мнение о парадоксальности, внутренней противоречивости понятия системы и невозможности определить его, не впадая в логические парадоксы,— мнение, по-видимому, само по себе достаточно парадоксальное и неоправданное '. Но и отказавшись от этого крайнего суждения, признавая возможность создания непротиворечивого понятия системы, мы продолжаем сталкиваться со многими трудностями и логическими тонкостями, которые могут быть преодолены и разрешены только в ходе углубленного анализа. Пожалуй, если суммировать все дискутируемые определения понятия системы, то их условно можно объединить в две группы и назвать эти группы (опять-таки очень условно) морфологической и функциональной. Морфологические определения — это определения, авторы которых с теми или иными модификациями рассматривают систему как простую сумму элементов. Явно формулируется или в неявном виде предполагается, что элементы эти вообще тождественны или тождественны по какому-либо свойству или совокупности свойств. Функциональные определения принимают в расчет не только сами элементы, но и какие-то отношения между ними. В первом случае система — это только совокупность свойств элементов, во втором случае она есть совокупность не только свойств, но и отношений элементов.

Недостаток морфологических структурных определений часто виделся в том, что понимание системы как совокупности элементов логически совпадает с понятием множества в математической теории множеств. Однако здесь явно усматривается лишь мнимое противоречие. Множество есть действительно совокупность элементов, но, подразумевается, элементов в чем-то сходных, тождественных по какому-то свойству. Именно это подобие и образует множество, просто же сумма разнородных элементов не может образовать никакой совокупности при отсутствии внутренних отношений между ними. Таким образом, структурные определения системы (система — совокупность элементов) скрыто подразумевают наличие отношений между элементами по тождественным свойствам или закономерностям, управляющим этими свойствами, и любая простейшая система, состоящая только из однород-

См : Цофнас А. Ю. О парадоксальности в определении понятия «система».— Системные исследования Ежегодник 1977 Μ , 1977

==26

ных элементов, представляет собой в абстрактном математическом смысле множество. Правда, реальные природные системы состоят чаще всего из совокупностей разнородных элементов, и поэтому-то при их математическом исследовании используется аппарат не теории множеств, а теории групп, то есть такой математический аппарат, который формализованно учитывает степень структурной сложности систем. Во всех смыслах представляется чрезвычайно желательным учесть степень структурной сложности системы, не подразумевая его, а прямо включив в рабочее определение того, что мы можем называть системой. Из всех предложенных определений наиболее выгодным с этой точки зрения, одновременно емким и простым, является определение А. Д. Холла и Р. Е. Фейджина: «Система — это множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами (свойствами) » '. В этом определении кажется лишним упоминание отношений между объектами, так как они проявляются только в отношениях между их свойствами. Поэтому, сокращая определение, мы придем к дефиниции, которую и можем принять как окончательную ввиду ее краткости и в то же время достаточной полноты: «Система — это множество элементов (объектов) вместе с отношениями свойств этих элементов (объектов)».

Переходя от этого общего понятия системы к функциональным характеристикам биосферы, нужно иметь в виду, что ввиду сложности самого явления оно не трактуется однозначно в посвященной ей литературе 2. Например, многие географы (а именно географы больше всего сейчас пишут о биосфере) считают биосферой нашей планеты совокупность живых организмов, другие видят биосферу в той поверхностной области Земли и окружающем ее пространстве, которые заняты жизнью и продуктами жизнедеятельности живых организмов, третьи пишут о сфере распространения и влияния жизни, что достаточно неопределенно из-за многообразия форм, в которых может проявляться влияние жизни, четвертые вообще не проводят четкой грани между биосферой и географической, или ландшафтной, оболочкой, полагая, что в обоих случаях можно говорить о сферах, представляющих собой в своих основных характеристиках конечные результаты жизнедеятельности организмов. При такой многозначности подходов к тому, что есть биосфера, мне, как и В. Я. Шипунову, представляется целесообразным вернуться к классическим представлениям основоположника современного понятия о биосфере. В. И. Вернадский не оставил единого всеобъемлющего определения биосферы, да и не был склонен к таким законченным и уже в силу этого неполным определениям по характеру своего мышления и твор-

' Холл А. Д., Фейджин Р. Е. Определение понятия системы.— В кн.: Исследования по общей теории систем. М-, 1969, с. 252.

2 Обзор литературы по данной проблеме содержится в книге Шипунова В. Я. «Организованность биосферы» (Μ , 1980).

==27

Скульптурный портрет женщины. Палеолиты ческая стоянка Мальта (Прибайкалье).

чества. Он неоднократно возвращался к анализу исходных фундаментальных понятий своей концепции, рассматривая их под все более новыми углами зрения, но общая линия в понимании им биосферы совершенно ясна и не вызывает сомнений. Биосфера — не биологическое, геологическое или географическое понятие, биосфера — понятие биогеохимическое, она есть фундаментальное понятие биогеохимии, один из основных структурных компонентов организованности нашей планеты и околоземного космического пространства, сфера, в которой осуществляются биоэнергетические процессы и обмен вещества вследствие деятельности жизни.

Исходя из этого представления, остановимся прежде всего на объеме биосферы, на ее размерах в пределах Земли и ее вертикальных границах, то есть углубленности в земную кору и приподнятости над земной поверхностью. Тенденция развития науки в этом вопросе абсолютно ясна — по мере пополнения наших знаний в процессах глубинного бурения и космического зондирования вертикальные диаметры биосферы непрерывно увеличиваются. Существование аэропланктона, а оно связано со стабильным размножением на большой высоте, весьма вероятно, зафиксированы случаи прорастания спор в облаках '. Но даже если идея

См.: Грегори Ф. Микробиология атмосферы. М., 1964.

==28

существования аэропланктона не найдет решающих подтверждений в ходе наблюдений над околоземным пространством, можно уже сейчас с полной очевидностью утверждать, что микробная жизнь имеет место примерно до высоты 20—22 км над земной поверхностью, сосредоточиваясь преимущественно в пределах нижних 10—12 км, то есть в собственно тропосфере, и заходя в нижние слои стратосферы (озоновый слой атмосферы). Подтвержденное наблюдением существование жизни в глубокодонных океанических впадинах опускает нижнюю границу биосферы до 8—11 км, иными словами, слой биосферы имеет максимальную мощность в 30—32 км. Весьма вероятно, что это только теоретически допустимая, но практически нереализуемая величина вертикального диаметра биосферы — нет доказательств поднятия микробной жизни на 20—22 км в вертикальных потоках воздуха именно над глубокодонными океаническими впадинами. Вертикальный диаметр наиболее мощных участков биосферы не превышает при учете этого обстоятельства 20—22 км. Но и этот диаметр фиксируется лишь в единичных точках на земной поверхности. Углубление жизни в земную кору много меньше, чем в океане, и микроорганизмы обнаружены при глубинном бурении и в пластовых водах не глубже, чем на глубине 2—3 км. Мощность биосферы в областях суши редко превышает, следовательно, 10—15 км. Это — тончайшая пленка сравнительно с размерами известного нам Космоса и даже с размерами Земли, но она чрезвычайно глубоко влияет на все процессы, происходящие на Земле и в околоземном пространстве.

География биосферы только подтверждает ее исключительную роль в энергетике и круговороте вещества планеты. Чем интенсивнее развиваются биогеографические исследования, тем очевиднее становится факт, скрывающийся за сформулированным В. И. Вернадским принципом «всюдности жизни»,— факт повсеместного распространения биосферы по земной поверхности даже в тех областях, которые недавно считались безжизненными. При этом не имеются в виду области стабильных экстремальных условий вроде пустынь или Арктики и Антарктики, где жизнь широко распространена даже в своих высокоразвитых формах,— речь идет о катастрофических процессах на поверхности планеты вроде вулканизма, которые также оказываются тесно связанными с жизнью '. Тончайшая пленка биосферы окутывает земной шар как плотное покрывало, хотя и старое, как о том свидетельствует геологическая и палеонтологическая летопись, но тем не менее не имеющее дырок.

Представление о пространственном объеме биосферы может быть дополнено ее количественными характеристиками, то есть весовыми данными о живом веществе, составляющем основной элемент биосферы, и их дифференциации по основным формам

См.: Мархинин Е. К. Вулканы и жизнь. М., 1980.

==29

этого живого вещества, то есть о фитомассе (массе растений), зоомассе (массе животных) и их суммарной продуктивности. Получение таких общих для всей планеты весовых оценок — дело до сих пор очень сложное и условное, достаточно сказать, что данные В. И. Вернадского на порядок, то есть в 10 раз, превышают общий вес живого вещества на Земле по сравнению с современными оценками и что сами современные оценки, произведенные разными авторами, колеблются в широких пределах . Но их ориентировочное значение все же несомненно, и в совокупности они показывают относительность массы живого вещества по сравнению с массой структурно-геологических компонентов Земли. Общий вес живого вещества составляет приблизительно 2,4 триллиона т, причем лишь 0,000 13 его общей массы падает на Мировой океан, остальная же подавляющая часть распространена в пределах суши. По другим оценкам, масса живого вещества поднимается до 3 и даже 10 триллионов г, то есть увеличивается в 4 раза, но практически остается все равно того же порядка по сравнению с грандиозной цифрой массы Земли в целом. В океане соотношение фитомассы и зоомассы колеблется в соответствии с данными разных авторов еще много больше, чем общая биомасса всей планеты, но они примерно одного порядка. На суше, напротив, фитомасса превышает зоомассу не менее чем в 100 раз, основная часть живого вещества биосферы образована сухим весом (а во всех приведенных выше цифрах фигурирует сухой вес) растений. Масса Земли равна 5,98 X 109 триллионов т, то есть примерно в 2 миллиарда раз больше, чем масса живого вещества, но последнее отличается исключительной энергетической активностью, воспроизводя себя со скоростью 5— 10% в год. При такой огромной активности размножения масса живого вещества неуклонно увеличивается в биосфере, как и роль его в механизме планеты.

Как выделить основные элементы, из которых слагается биосфера, ее основные структуры, образующие каркас ее агрегатных состояний? Подробнее об этом будет говориться в дальнейшем, здесь же выделим лишь главное в этой теме. Биосфера царственно располагается в сознании всех современных естествоиспытателей, будь то геологи или биохимики, геохимики или географы. В сочинениях по общим проблемам теоретической географии проблема биосферы является одной из самых основных, так как географическая наука, пытаясь очертить границы своих исследовательских интересов, выделяя на планете географическую, или ландшафтную, оболочку, часто не очень отчетливо может прояснить ее специфику по сравнению с биосферой и интуитивно ощущает, что при любом понимании географической, или ландшафтной, оболочки как целого невозможно обойтись без представления об исключи-

' См.: Базилевич Н. И., Родин Л. Е., Розов Η. Η. Сколько весит живое вещество планеты? — Природа, 1971, №,1; см. также: Молчанов А. А. Продуктивность органической массы в лесах различных зон. М., 1971.

К оглавлению

==30

тельной роли в ней жизни, а значит, и без решения вопроса о соотношении этой оболочки — предмета исследования географов — и биосферы. Поэтому, просматривая последние сводки и учебники по общему землеведению ', можно найти в них много интересных соображений и сведений о биосфере, но структура биосферы если и рассматривается в них, то лишь под географическим углом зрения, что исключает ее серьезный структурный анализ. Вслед за несколькими общими словами следуют разделы о почвах и растительности, чаще написанные так, как они могли бы быть написаны и без предварительных деклараций о биосфере. Казалось бы, закономерно после разделов о растительности видеть разделы о животных, но они в большинстве случаев отсутствуют. Однако неоднородность горизонтального строения биосферы, так сказать, ее географическая неоднородность — все же очевидный факт, и он, как мне кажется, удачно отражен в защищаемом В. Я. Шипуновым представлении (а истоки этого представления восходят еще к работам В. И. .Вернадского) о трех пространственных областях биосферы — океанической, континентальной и переходной. Справедливо и его соображение о том, что подобная пространственная неоднородность биосферы отражает пространственную неоднородность нижележащих оболочек Земли и, следовательно, есть результат предшествующей геологической истории нашей планеты. Последние исследования в области космохимии и химии планет показывают, что существование двух типов земной коры — суши, образованной преимущественно полевыми шпатами, и океанического дна, состоящего из базальтов, восходит даже к догеологической

истории Земли 2.

Возвращаясь от пространственной неоднородности биосферы к ее подлинной внутренней структуре, нельзя не отметить, что исключением среди перечисленных выше сводок по землеведению в отношении подхода к структурной организованности биосферы является книга А. П. Шубаева, в которой автор выделяет структурные компоненты биосферы, исходя не из географического, а из парагенетического принципа, то есть из принципа происхождения соответствующих компонентов. Их, по мысли А. П. Шубаева, семь: живое вещество (создано жизнью, например угли) ; биокосное вещество (создано одновременно и жизнью, и независимыми от нее процессами; пример — вода); косное вещество (образовано без участия жизни, например некоторые горные породы или отдельные газы) ; выносимые из глубинных слоев Земли радиоактивные элементы; вещество космического происхождения; рассеянные атомы. Сразу же видно, что логика парагенетического принципа при таком подходе нарушается, так как четвертая категория — кос-

' См.: Неклюкоеа Н. П. Общее землеведение. М.. 1967; Колесник С. В. Общие географические закономерности Земли. М., 1970; Богомолов Л. А., Судакова С. С. Общее землеведение. М., 1971; Шубаев Л. П. Общее землеведение. М.. 1977.

2 См.: Барсуков В. Л. Ранняя история планеты Земля.— Природа, 1981, № 6.

==31

ное вещество, строго говоря, охватывает все последующие, в образовании которых жизнь также не участвует. Поэтому, оставаясь в рамках логики парагенетического принципа, а он учитывает исходную структурную дифференциацию биосферы и поэтому, по моему глубокому убеждению, может быть положен в основу оценки ее структуры, следует выделять три главных структурных компонента биосферы — живое вещество, биокосное вещество, куда нужно отнести, наверное, и вещество биогенного происхождения, то есть область былых биосфер, и косное вещество. В последнем случае речь должна идти о всех физико-химических процессах неорганического происхождения, не охваченных влиянием жизни.

Совмещая структурные компоненты биосферы с ее пространственной неоднородностью, мы получаем девять структурно-пространственных компонентов, охватывающих и структурную организованность биосферы, и дифференциацию пространства биосферы: 1) континентальное живое вещество, 2) континентальное биокосное вещество, 3) континентальное косное вещество, 4) океаническое живое вещество, 5) океаническое биокосное вещество, 6) океаническое косное вещество (плохо изучено и поэтому не вполне ясно во всех своих планетных проявлениях), 7) живое вещество переходной области, 8) биокосное вещество переходной области, 9) косное вещество переходной области. Подобная классификация достаточно обща, но в полной мере логически выдержана и, повторяю, позволяет оценивать как собственно структурные, так и пространственно-геометрические характеристики биосферы.

Следующий вопрос системной организованности биосферы, исходящий из принятого нами и приведенного выше определения системы,— вопрос об отношениях между выделенными структурными компонентами, о функциональных связях между ними, которые позволяют биосфере существовать как системе. Поскольку, как уже говорилось, мы рассматриваем биосферу в ее классическом понимании вслед за В. И. Вернадским как биогеохимическое планетное образование и такой подход достаточно последовательно был проведен выше при выделении ее структурных компонентов, постольку логично и дальше опираться на него в выделении ведущих связей между компонентами и, исходя из этого, видеть основу этих связей в миграциях химических элементов. Эти миграции обеспечивают постоянно идущий в поверхностных слоях Земли и в околоземном пространстве круговорот химических элементов, который в высокой степени характерен для всей биосферы, во многом инспирирован энергией жизни и определяет роль биосферы в механизме планеты. А. Е. Ферсман во втором томе своей знаменитой «Геохимии» разработал чрезвычайно обстоятельную классификацию факторов миграции химических элементов, которая с малосущественными модификациями используется и поныне. Эта детальная классификация, опирающаяся на отдельное рассмотрение внутренних и внешних факторов миграции,

==32

была обобщена А. И. Перельманом в 1979 г. (кроме техногенной миграции, целиком вытекающей из деятельности человека), предложившим выделять три формы миграции — механическую, физико-химическую и биогенную. И такая обобщенная и детальная классификации одинаково приемлемы в зависимости от целей анализа, здесь возможно лишь констатировать, что при любой классификации факторов миграции химических элементов сама миграция осуществляет перенос вещества и энергии от одного структурного компонента биосферы к другому и выражает функциональную связь между компонентами.

Особый интерес представляет проблема путей, по которым идет перенос вещества и энергии от компонента к компоненту. Если исходить из предложенной выше пространственной разметки структурных компонентов биосферы, то девяти пространственноструктурным подразделениям биосферы теоретически должны соответствовать 45 путей, по которым идут потоки вещества и энергии: от живого вещества континентальной области к биокосному, от биокосного к косному, от косного к живому, от живого вещества континентальной области к живому веществу переходной области и т. д. Требуются большие и многосторонние исследования, чтобы установить, какие из этих путей для потоков вещества и энергии реализуются в действительности, а какие остаются на уровне нереализованных теоретических возможностей. Весьма вероятно, что при планетарной целостности биосферы все 45 путей для потоков энергии и вещества практически имеют место, но сами потоки различаются по скорости обмена веществом и энергетической интенсивности. Если наблюдения подтвердит это последнее предположение, то можно будет говорить об асимметрии круговорота вещества и энергии в биосфере, то есть на новом уровне вернуться к проблеме асимметрии биосферы в целом, которую В. И. Вернадский обсуждал в связи с пространственной неоднородностью биосферы — неравномерным распределением ее объема между сушей и океаном. Но, вне зависимости от решения проблемы характера асимметрии биосферы на уровне круговорота вещества и энергии, сами потоки энергии и вещества охватывают и пространственно-геометрический, и структурный аспекты биосферы и вместе с пространственно-структурными компонентами практически исчерпывают ее системную организованность.

В рамках этого раздела нам осталось рассмотреть еще только одну тему — о степени организованности биосферы, которую можно оценивать как свойство, суммирующее одновременно и разнообразие структурных компонентов, и сложность самой системы, выражающуюся в резком количественном нарастании компонентов. Ю. М. Горским в 1974 г. предложен формальный математический аппарат для оценки системной организованности, концептуально опирающийся на идею связи этого понятия с понятиями энтропии и информации. При обсуждении этой проблемы возникает

==33

много тонкостей и глубоких вопросов, дискуссия вокруг которых, активно продолжающаяся до сих пор, далеко выходит за рамки нашего изложения '. Здесь достаточно отметить, что биосфера как система достаточно проста в первом приближении по своим структурным компонентам и состоит из небольшого числа этих компонентов. Исключительная сложность биосферы как системы в другом — в сложности самих компонентов; внутри каждого из них вскрывается иерархия структурных элементов и насыщенная сетка объединяющих их функциональных связей. В следующем разделе, посвященном более детальному анализу структуры живого вещества, являющегося наиболее действенным и активным компонентом биосферы, будет сделана попытка продемонстрировать структурную сложность этого компонента и многообразие проблем, встающих при его изучении. Такое внимание к живому веществу оправдано задачами этой книги, ибо мысль возникает на основе жизни, а человечество — высший продукт развития живой материи.

О структурных уровнях живого вещества в биосфере

Прежде всего следует сказать о возможных причинах образования структурных уровней в живой природе. После того как концепция структурных уровней была сформулирована в работах Г. Брауна в 1917 г. и Р. Селларса в 1933 г., она прочно вошла в биологию и в настоящее время является одним из фундаментальных и неотъемлемых кирпичей биологической теории. Концепция эта разрабатывается как философами, исследующими понятие структурных уровней в качестве одного из основных в общей теории систем, так и биологами, стремящимися конкретно выявить, инвентаризировать и исследовать структурные уровни живой природы. Дискуссия вокруг проблемы структурных уровней пока не утихает и среди философов, и среди биологов, что объясняется ее сложностью и самой непосредственной связью с кардинальными вопросами теории биологии. Хотя в теории систем не без успеха используется формализованный количественный подход и символический язык, то есть математика в разнообразных ее формах, о чем упоминалось в предыдущем разделе, сама теория имеет сейчас еще не законченный вид, многие контуры важных проблем едва намечены, а большое число эмпирических наблюдений не обобщено 2. Поэтому качественная разработка теории не только не снята

' См., например: Камшилов М. М. Организованность и эволюция.— Журнал общей биологии, 1970, т. 31, № 2.

2 О разработке концепции структурных уровней в живой природе см.: Кремянский В. И. Структурные уровни живой материи (Теоретические и методологические проблемы). М., 1969; Он же. Очерк теории «интегративных уровней».—В кн.: Проблемы методологии системного исследования. М., 1970; Наумов Н. П. Уровни организации живой материи и популяционная биология.— Журнал общей биологии, 1971, т. 33, № 6; Малиновский А. А. Общие особенности биологических уров-

==34

формализованным подходом, но и справедливо является пока, по мнению А. А. Малиновского, основной и наиболее перспективной.

В биологии существует несколько подходов к выделению структурных уровней организации живого вещества биосферы. В советской специальной литературе распространена схема Н. В. Тимофеева-Ресовского, согласно которой существуют четыре уровня: молекулярный, онтогенетический, популяционный и биогеоценотический. Любая подобная схема является выражением несомненного и легко наблюдаемого факта структурной дифференциации живой природы. Но попытки выбрать одну из них упираются в отсутствие четко сформулированных теоретических представлений об иерархии структурных уровней, их взаимной значимости в дифференциации живой природы, критериях их выделения. Отсюда непрекращающиеся споры об их количестве, выделении тех или иных уровней в качестве главных и т. д.

Однако, прежде чем рассматривать вопрос о числе структурных уровней и критериях их выделения, а также о критериях выделения главных и второстепенных уровней, правомерно спросить: какова причина возникновения в природе структурных уровней? Ответ на такой вопрос пока может быть только гипотетическим.

Представим себе всю видимую Вселенную структурно неорганизованной. Это означает, что она заполнена (выражение это, конечно, метафорично, но в целях упрощения модели оно пригодно) аморфной материей. В этой аморфной материи выделяются отдельные очаги структурной организованности, но они не отделены резко от окружающей их неорганизованной среды. Любой физический закон осуществляет свое действие не мгновенно, а со скоростью, обусловленной фундаментальными физическими постоянными, в частности скоростью света. В бесструктурной Вселенной действие любого закона распространяется на всю Вселенную без ограничений. Но тогда при громадных размерах Вселенной действие любого закона на расстоянии будет запаздывать, и Вселенная, следовательно, придет в неустойчивое состояние. Таким образом, в общей форме можно сделать вывод _о том, что возникновение структуры, организованности —- одновременно шаг к стабилизации, к стационарному состоянию.

Приведенное рассуждение легко конкретизировать с помощью принципа обратной связи, оказавшегося столь плодотворным и в теории, и в технических приложениях. Там, где происходит перераспределение информации, принцип обратной связи оказывается одним из самых действенных. Но действие этого принципа также не мгновенно, так как в природе вообще нет мгновенного взаимодействия. Скорость действия обратной связи ограничена конкрет

ней и чередование типов организации.— В кн.: Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., 1972.

==35

ными параметрами системы, в границах которой обратная связь осуществляется. Чем больше система, тем больше времени нужно, чтобы проявился эффект обратной связи. При бесконечно большой системе обратная связь запаздывает, и ее эффект вообще не проявляется.

Весьма вероятно, что именно в ограничении пути действия обратной связи кроется основная причина возникновения структурных уровней, то есть дифференциации планетного живого вещества на дискретные структурные множества, или структуры, актуального состояния ее в виде иерархии структурных целых. Структурный уровень, отражающий новое состояние материи, возникает тогда, когда в силу увеличения структурного целого, разрастания системы обратная связь перестает действовать в пределах этой системы как эффективный механизм саморегуляции системы. Можно надеяться, что определение скорости действия обратных связей в разных системах позволит получить количественные характеристики, при которых в силу запаздывания обратной связи неизбежен переход к новому состоянию материи и, следовательно, к возникновению нового структурного уровня. С этой точки зрения все многообразие природы и ее дифференциация на относительно независимые системы имеют своей причиной конечную скорость действия обратной связи.

Исключительное значение принципа обратной связи в структурной дифференциации и образовании структурных уровней хорошо иллюстрируется и рассмотрением структурных уровней организации живого вещества. На молекулярном уровне и при всех клеточных процессах регуляция осуществляется с помощью системы обратных связей, управляющих биологическими процессами. Это многочисленные системы генов-модификаторов, включающих пусковые механизмы и катализаторы тех или иных биохимических реакций, и генов-супрессоров, наоборот подавляющих эти реакции. На онтогенетическим уровне, или уровне целого организма, биохимические процессы отступают на задний план, но зато выдвигаются интегративные механизмы, обеспечивающие целостность организма. В процессе роста — это эмбриональные и ростовые регуляции, в процессе жизнедеятельности и старения — обменные регуляции. Огромную роль играет во всех этих процессах нервная система, плодотворность приложения принципа обратной связи к работе которой общеизвестна.

Отбор выступает в роли формообразующего фактора уже на уровне индивидуума, отсеивая неприспособленные или малоприспособленные формы в процессе внутривидового соревнования. Однако особенно велики результаты его действия на популяционном уровне. Система обратных связей, работающая в процессе отбора, глубоко проанализирована И. И. Шмальгаузеном. Что касается биогеоценотического уровня, то законы, управляющие жизнью на этом уровне, пока еще не поняты до конца. Колоссаль-

==36

Эволюция биогфсры

ное значение имеет геохимическая энергия процессов круговорота и миграции химических элементов, о которой говорилось выше. Однако не только энергетический баланс является решающим во взаимном приспособлении разных видов друг к другу и к среде жизни в сообществах растений и животных. По-видимому, на этом уровне продолжают действовать какие-то сложные формы отбора. Об обратной связи в процессе отбора уже говорилось, роль многочисленных обратных связей в процессах круговорота и миграции атомов химических элементов показана многими геохимическими исследованиями '.

Итак, в результате всего изложенного мы приходим к выводу, что конечная скорость действия обратной связи является основным фактором в ограничении систем и возникновении структурных уровней. Запаздывание обратных связей делает систему неустойчивой и таким образом создает необходимость перехода к новому структурному состоянию материи, при котором начинает действовать иная система обратных связей.

Переходим теперь к чрезвычайно важному вопросу о многомерности пространства структурных уровней. Многомерное пространство, давно исследуемое в математике, стало мощным инструментом анализа во многих науках. Понятие многомерного пространства применимо везде, где речь идет о нелинейной связи, о сложных взаимоотношениях объектов, иерархически организованных не по одному, а по многим своим отличительным признакам. Полагаю, что понятие это применимо и к рассмотрению структурных уровней.

Представим себе, что любые структурные уровни всегда соподчинены друг другу, что они образуют сложную, но симметричную и плоскую пирамиду соподчинения, что за каждым структурным уровнем следует очередной уровень более высокого ранга. Это означало бы, что мироздание организовано линейно, что структурное усложнение в нем при движении от простых форм материи к более сложным проявляется лишь в одном каком-нибудь фундаментальном признаке, что мир при пространственной и временной бесконечности легко исчерпывается в качественном отношении. Между тем даже физическое пространство мироздания трехмерно, а с учетом координаты времени и четырехмерно, что вносит значительное усложнение в плоскую схему линейно организованной природы. На самом же деле ее дифференциация происходит не только в физическом континууме пространства — времени. Поэтому-то применение концепции многомерного пространства и оказалось столь плодотворным в разных науках.

Итак, теоретически правомерно предполагать, что пространство структурных уровней многомерно. Это означает, что перед нами

См., например: Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека.

2-е изд. М., 1973.

==37

Профильные прорисовки человеческих лиц

Палеолитическая стоянка Ля Марш (Франция)

не плоская, а объемная пирамида, что природа дифференцируется не по одному фундаментальному свойству, а по великому их множеству, что она неисчерпаема не только в силу своей безграничности в пространстве и времени, но и в своих свойствах. Переходя к геометрическим образам, можно сказать, что обратная связь в каждом отдельном случае имеет свой вектор, и векторы эти расположены в разных плоскостях под углом друг к другу. Это и обеспечивает многомерность пространства структурных уровней, в котором каждый структурный уровень также обладает вектором, несводимым к векторам других структурных уровней, отличным от них.

Можно было бы подумать, что многомерность структурных уровней возникает автоматически за счет трехмерности физического пространства, что пространство структурных уровней, таким образом, также трехмерно. Однако структурные уровни возникают не только вследствие дифференциации природы в пространстве. Существует бесчисленное множество живых и мертвых объектов, они все обладают практически бесконечным набором свойств, дифференциация по которым приводит к возникновению структурных уровней. Правда, не все эти свойства фундаментальны, но и не все структурные уровни фундаментальны. Мы ищем и выделяем крупные структурные уровни, свидетельства резких разрывов постепенности в строении материи, но есть и уровни гораздо более мелкие по своему значению. Любая специализированная группа клеток внутри какого-нибудь органа образует определенный структурный уровень, но по своему жизненному значению он располагается ниже, чем структурный уровень органа или целого организма. В силу неисчерпаемости свойств материи пространство

==38

структурных уровней, следовательно, не трехмерно, а бесконечномерно.

Бесконечномерность пространства структурных уровней по-новому ставит проблему их соподчинения. Структурные уровни на разных плоскостях внутри этого бесконечномерного пространства несоотносимы один с другим, о реальном соподчинении можно говорить только в случае однородности выделяемых структурными уровнями систем или структур. Между тем до настоящего времени структурные уровни выделяются интуитивно, исходя, так сказать, из здравого смысла. Никто еще не пытался произвести общую инвентаризацию структурных уровней: это задача огромной сложности, а мы находимся в начале исследования. Но многочисленные попытки выделения структурных уровней в частных областях свидетельствуют достаточно ясно о таком интуитивном подходе к выделению структурных уровней и несопоставимости критериев, положенных в основу их выделения, а следовательно, и несопоставимости самих уровней.

Все сказанное в общих теоретических формулировках можно проиллюстрировать на примере изучения структурных уровней в биологии, где представление о различных рядах структурных уровней только начинает пробивать себе дорогу. Возьмем для начала молекулярный и клеточный уровень. Чаще всего постулируется, что на этом уровне мы имеем дело с биохимическими закономерностями. Однако вряд ли менее важны собственно структурные элементы взаимодействующих соединений — первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка, спиральное строение ДНК, наконец, собственно структурные элементы клетки. Именно эти структурные элементы, строго говоря, в первую очередь сопоставимы с тканевым, органным и онтогенетическим, или организменным, уровнями, так как на последних уровнях структурно-механические моменты — план строения, соединение частей и типы этих соединений, взаимоотношение частей и целого — также имеют наибольшее значение. Это направление дифференциации, начинаясь с простейших химических соединений (их стереохимическая конфигурация), кончается целым организмом, среди некоторых простейших — колонией организмов. Но в пределах этого направления можно говорить действительно о сопоставимости выделяемых структурных уровней.

Может быть, высшим структурным уровнем в пределах этого направления дифференциации следует считать взаимодействие между организмами, когда один из них внедряется в тело другого и становится до известной степени элементом его строения. Речь идет о гельминтах и других паразитах. В результате такого проникновения обрадуется либо симбиоз (что, однако, редко — симбиоз чаще образуется при взаимодействии свободно живущих или наружно соприкасающихся организмов), либо создается ситуация паразитизма. Однако в данном случае имеется в виду прежде

==39

всего механическое нарушение жизнедеятельности одного организма другим, только оно попадает в рамки этого направления дифференциации. Таким образом, такую важную компоненту организма, как его устойчивость, такое важное нарушение его жизнедеятельности, как патология, возникшее за счет механической работы паразита, можно рассматривать и с точки зрения структурной организованности, отражающей дифференциацию организма строго в пространстве, то есть его морфологическую дифференциацию.

Другой аспект дифференциации — биохимический и физиологический, тот самый, по которому обычно выделяется лишь молекулярный уровень, но который срабатывает и на уровнях более высоких. О биохимических процессах в клетке нечего специально говорить, их громадное значение продемонстрировано к настоящему времени тысячами исследований. Но эти процессы сохраняют свое место и на уровне тканевом, органном, на уровне целого организма. Тканевая специализация помимо морфологии и выражается в первую очередь в процессах обмена, то есть биохимических процессах. Орган — не только сложная структурная единица, но и интегративная физиологическая система, выражение гуморальной и нервной регуляции. То же можно сказать и о целом организме — в нем процессы обмена играют едва ли не первостепенную роль, как и физиологическая интеграция. При взаимодействии двух организмов, порождающем симбиоз или чаще паразитизм, на первое место выдвигаются патологические процессы отравления одного из организмов, имеющие также биохимическую природу. Все это не означает, конечно, что структурные уровни физиологической и биохимической дифференциации совпадают с аналогичными уровнями дифференциации морфологической, хотя частичное совпадение (на уровне организма, например) не исключено, даже вероятно. При таком направлении дифференциации можно выделить предварительно несколько самостоятельных структурных уровней: уровень синтеза белка (он будет соответствовать тому, что обычно вкладывается в понятие молекулярного уровня), уровень тканевого обмена, уровень общего обмена веществ, уровень диструкции общего обмена веществ. Предпоследний уровень и онтогенетический уровень в морфологической дифференциации и являются теми совпадающими структурными уровнями, о которых мы только что упомянули.

Организм представляет собой выражение дискретности живой природы. Минимальные и максимальные размеры этой живой дискретности заданы, очевидно, мировыми константами: предел д"елимости ставится размерами атомов и молекул, максимальная величина — полем тяготения Земли. Опубликованный в 1940 г. теоретический расчет А. А. Богомольца для максимально возможной высоты сухопутных животных, основанный на физиологических

К оглавлению

==40

характеристиках крови и силе земного тяготения, оказался близким действительности и равным приблизительно 9 м. Но организмы никогда не объединяются как сумма, они всегда объединяются как совокупность. Структурные уровни таких совокупностей представляют собой выражение еще одного аспекта дифференциации живой природы, который можно назвать популяционным.

Многие структурные уровни популяционной дифференциации изучены только в антропологии, хотя некоторое значение они сохраняют и в популяционной структуре других организмов. Так, семья у человека, несомненно, является простейшей структурной ячейкой популяции, и поэтому характер семьи влияет на генетические параметры человеческих популяций. У животных, размножающихся половым путем, значение семьи меньше, так как она от года к году не стабильна, а подвижна, но и в этом случае ее характер также сказывается на генофонде популяции. Поэтому для животных во всяком случае выделение семейного структурного уровня представляется необходимым. Второй структурный уровень — брачного круга. У человека ширина круга брачных связей определяется многими причинами, как географического, так и социального порядка, у животных — только географическими причинами. Так или иначе, именно брачный круг представляет собой вторую ступеньку внутреннепопуляционной дифференциации.

Популяции у растений, животных и человека уже много лет привлекают к себе внимание и изучаются пристально с самых разных сторон. В число основных параметров, характеризующих популяцию, входят ее размеры, внутренняя структура, характер взаимоотношений с другими популяциями. Все эти характеристики и аккумулируются в факте выделения популяционного структурного уровня. Совокупности однородных популяций, составляющие виды, должны быть выделены в качестве видового структурного уровня; совокупности разнородных популяций, составляющие биоценозы,— в качестве надвидового биоценотического уровня. Наконец, живое население всей земной поверхности, со~-, ставляющее биосферу, выделяется, как мы уже убедились, в каче< стве планетного структурного уровня живого вещества. Таким образом, популяционный аспект дифференциации живой природы начинается с простейшей и самой малочисленной группы индивидуумов и кончается животным и растительным населением всей планеты.

Приведенными аспектами дифференциации не исчерпывается многообразие живой природы. Можно выделить структурные уровни по характеру взаимодействия между объектами, по способам передачи и кодирования информации, по степени приспособления к разным условиям существования (экологический параллелизм, выражающийся в появлении и строении аналогичных

==41

органов у разных организмов) и т. д. Все это требует, однако, специального и очень углубленного исследования.

Аспекты дифференциации разнокачественны и несоотносимы друг с другом: первые два из рассмотренных нами — морфологический и биохимический — начинаются с простейших форм взаимодействия химических элементов в живых организмах и кончаются на уровне целых организмов и даже иногда взаимоотношения организмов (симбиоз и паразитизм), последний популяционный аспект дифференциации только начинается на этом уровне и кончается на уровне многообразия всего живого. Но такая несопоставимость аспектов дифференциации, как и их бесконечное многообразие, только подчеркивает и дополнительно подтверждает тот тезис, с которого мы начали рассмотрение этой темы — тезис о многомерности и даже бесконечномерности пространства структурных уровней. С этой точки зрения, повторяю, применяемая обычно в анализе живого вещества линейная классификация структурных уровней представляется недостаточной.

Выше уже упоминалось о совпадении структурных уровней биохимической и морфологической дифференциации на уровне целого организма. Сейчас мы рассмотрим этот вопрос подробнее. Он тесно связан с проблемой критериев выделения фундаментальных структурных уровней. Прежде всего зададим вопрос — в чем специфика фундаментального структурного уровня и чем он отличается от тривиального? Совершенно ясно, что, ответив на этот вопрос, мы одновременно получаем и критерии для выделения фундаментального структурного уровня. В общей форме на заданный вопрос можно ответить так — фундаментальные структурные уровни отделяют друг от друга качественные состояния материи или выделяют и очерчивают границы систем большой степени сложности.

Переводя это общее положение на язык конкретных биологических фактов, можно, по-видимому, признать фундаментальными те структурные уровни, которые отражают новое состояние материи, в данном случае живого вещества, сразу по нескольким или по многим свойствам. Фундаментальный уровень отличается с этой точки зрения от тривиального тем, что выражает более глубокую качественную перестройку, существенно новое качественное состояние живого вещества. На таком уровне совпадает появление новых свойств и признаков живого вещества сразу по нескольким направлениям его перестройки и дифференциации. Иными словами, фундаментальный уровень — это совмещение большего или меньшего числа уровней тривиальных.

Выделение под этим углом зрения фундаментальных структурных уровней требует коллективных усилий многих специалистов, поэтому ограничусь лишь несколькими беглыми замечаниями очень общего характера. Накопление данных, все определеннее говорящих об общности генетического кода и основных

==42

биохимических реакций на молекулярном уровне в царстве растений и животных, структурная специфика белков по сравнению с другими соединениями — все это заставляет предполагать реальное наличие фундаментального молекулярного уровня. То же можно сказать и о клеточном и тканевом уровнях — каждая из тканей многоклеточных организмов специализирована морфологически и несет в то же время определенную физиологическую функцию. Клетка составляет элементарную структурно-механическую и функциональную ячейку всего сущего. Орган специализирован по функции и поэтому специализирован и структурномеханически, но обычно представляет собой ту или иную совокупность тканей и не выражает биохимической интеграции. Выделение фундаментальных структурных уровней органов и систем органов представляется, следовательно, неоправданным.

Выделение специально фундаментального структурного уровня целого организма, онтогенетического, как называет его Н. В. Тимофеев-Ресовский, полностью оправдано. На уровне организма интегрируется деятельность огромного числа систем и находят интегративное выражение многие аспекты дифференциации. Также самоочевидна логическая и фактическая целесообразность выделения популяционного уровня — именно на этом уровне вступает в полную силу действие естественного отбора и других популяционно-генетических и геногеографических закономерностей. Видовой уровень не имеет, похоже, самостоятельного значения, так как в его пределах действуют те же закономерности. Но на уровне биогеоценотическом на живое вещество начинают действовать другие силы — космические излучения, планетные постоянные, круговорот химических элементов в земной коре. Выделение самостоятельного фундаментального уровня биогеоценозов в биосфере представляется поэтому также оправданным. Это же можно сказать и о популяционном уровне.

Итак, фундаментальные структурные уровни могут быть выделены достаточно объективно только в том случае, если будет принято во внимание совпадение этапов дифференциации живого вещества в нескольких, иногда и во многих направлениях. Теоретически кажется правомерным выделять их по многим разнородным свойствам, отражающим появление нового качества. С этой точки зрения наиболее фундаментальны, по-видимому, шесть структурных уровней внутри биосферы: молекулярный, клеточный, тканевый, организменный, или онтогенетический, популяционный и биогеоценотический.

В пределах каждого самостоятельного структурного уровня, особенно если это уровень фундаментальный, действуют свои законы изоморфизма, и, следовательно, вводится предел тому ограничению разнообразия морфологической и физиологической дифференциации, которое неизбежно при тех же законах изоморфизма на всех этапах развития живого вещества. Таким образом,

==43

помимо ограничения пути действия обратных связей структурные уровни необходимы еще и как обеспечение природного разнообразия.

На молекулярном уровне основу дифференциации составляют биохимические процессы и явления. Правда, и здесь значительна роль пространственной дифференциации, стереохимических особенностей биохимических соединений, во многом определяющих их свойства. Но все же молекулярный уровень — уровень в основном биохимических процессов, и изоморфизм химических соединений определяет протекание биохимических реакций и превращений. Не то на клеточном уровне — в клетке руководящую роль приобретают структурно-механические свойства. В клетке открыто и исследовано множество структурных образований, даже протоплазма не бесструктурна, как думали раньше, а организована определенным образом, изучение клеточных мембран занимает огромное место в молекулярной биологии. Все это, а также осмотическое давление внутри клетки создает фундаментальный структурный уровень, на котором основное место занимают биофизические закономерности. На этом уровне в первую очередь действует изоморфизм биофизических структур и законов.

Совокупности однородных клеток функционально специализированы, и, следовательно, для них основную характеристику составляют процессы тканевого обмена. Строго говоря, это тоже биохимия, но более сложная, чем на молекулярном уровне. На тканевом уровне жизнедеятельность управляется обменно-физиологическими регуляциями, и изоморфизм выявляется в изоморфизме обменных процессов. Целый организм — это одновременно сочетание молекулярных, клеточных, тканевых процессов и в то же время единица воспроизведения того же уровня жизни, единство актуального состояния и онтогенеза. Своеобразные формы изоморфизма на этом уровне изучены лучше всего и получили частично объяснение под углом зрения эволюционной теории. Это и гомологические ряды в наследственной изменчивости, глубоко изученные Н. И. Вавиловым и выявляемые все более четко в конкретных исследованиях разных групп живых организмов, и аналогичные органы, и сходные эмбриональные адаптации в разных группах животных. Все это, как и в других случаях, несводимо к предшествующему уровню, образует самостоятельный уровень изоморфизма, соответствующий организменному, или онтогенетическому, структурному уровню.

Популяционный структурный уровень выдвигает на первый план объединение корпускулярных единиц биосферы — организмов и в то же время дифференциацию их множеств; разные аспекты этой дифференциации образуют тривиальные структурные уровни внутри фундаментального популяционного. Темп мутирования, приспособительная ценность признаков, характер смешения и естественный отбор, его сила и формы определяют лицо попу-

==44

ляций, разбивают их на составляющие их брачные группы или, наоборот, возводят в ранг видов, родов и более крупных систематических категорий. Изоморфизм проявляется здесь в популяционной структуре, в том, что раньше называлось формами социальной жизни у растений и животных, а теперь обозначается терминами «фитоценология» и «учение о сообществах животных». На биогеоценотическом уровне этот изоморфизм отражает и охватывает систему структурных связей сообществ организмов с ландшафтными единицами. Наконец, на уровне всей биосферы, на планетном уровне также свои формы изоморфизма, пока, правда, совсем плохо изученные: по-видимому, это изоморфизм энергетического и химического баланса обменных процессов суммы биогеоценозов и регулируемые особыми формами естественного отбора и, надо думать, какими-то еще другими закономерностями изоморфные переходы от одних параметров энергетического обмена к другим.

Можно подытожить все сказанное об ограничениях изоморфных переходов. Структурные уровни возникают не только как результат конечной скорости действия обратных связей, но и как следствие необходимости ограничить изоморфизм живой природы, как ответ на эволюционную тенденцию выявить наибольшее количественное многообразие живого вещества. Фундаментальные структурные уровни с наибольшей четкостью очерчивают границы областей локального изоморфизма, тривиальные уровни ограничивают области локального изоморфизма, по-видимому, менее общего характера.

На первый взгляд кажется, что любой фундаментальный структурный уровень должен выделять какую-то микросистему с замкнутыми внутри нее связями. Однако какую систему образуют все биохимические реакции, происходящие на земной поверхности в мириадах клеток? Какую систему образуют сами клетки или ткани? Между клетками и тканями отдельных организмов, как и между происходящими внутри них биохимическими и обменными реакциями нет закономерных отношений, а следовательно, они и не складываются в систему. Поэтому нельзя в общей форме утверждать, что особое качественное состояние живой материи, маркированное фундаментальным структурным уровнем, непременно образует систему и что границы между фундаментальными структурными уровнями являются одновременно и границами между огромными системами, на которые распадается живое вещество.

Но если все процессы, происходящие на определенном структурном уровне, не образуют целой системы, то они образуют совокупность систем. Все эти системы относятся к одному и тому же структурному уровню и, следовательно, в этом отношении изоморфны. Но существуют ли в действительности эти системы? Связаны ли элементы каждого структурного уровня закономерны-

==45

Скульптура женщины Палеолитическая стоянка Виллендорф (Австрия)

Скульптурный портрет женщины Палеолитическая стоянка Брассемпуи (Франция)

ми связями? Похоже, что связаны и таким образом образуют систему. На молекулярном уровне, например, любая совокупность биохимических реакций, обеспечивающих синтез того или иного белкового соединения, безусловно, системна, так как она состоит из строго повторяющихся этапов химического взаимодействия и дает один и тот же результат, а значит, она детерминирована определенными системами регуляции. Каждая клетка, бесспорно, представляет собой систему с закономерными связями внутри нее и с очень сложной системой регуляции. То же можно повторить и про отдельные ткани — это не только совокупности, но и системы однородных клеток, обеспечивающие целостность физиологических реакций на тканевом уровне. На тему об организме как целостной системе написаны сотни статей и монографий, в которых системность отдельного организма доказана с самых разных точек зрения. Да она очевидна и при самом поверхностном обдумывании вопроса: организм — самостоятельное целое и в то же время колоссальное разнообразие составляющих его биохимических, клеточных и тканевых элементов. Системность популяций самого разного уровня

==46

Стилизованная скульптура женщины Палеолитическая стоянка Леспюг (Франция)

доказывается реальным существованием генетических барьеров, отделяющих эти популяции друг от друга, наличием определенных популяционно-генетических параметров, характерных для каждой популяции и сформировавшихся за счет определенного популяционного генофонда. Биогеоценоз также системен, так как в нем осуществляется только для него характерный биогеохимический цикл, а входящие в него растения, животные и элементы географической среды находятся друг с другом в закономерных отношениях, обусловленных процессами предшествующей биологической адаптации. Наконец, бесспорно системна и биосфера, потому что она как целое противостоит всем другим земным оболочкам и в ней проявляют себя самые общие законы взаимодействия живого вещества и мертвой природы.

Из предыдущего ясно, что на каждом фундаментальном структурном уровне представлены миллионы систем большей или меньшей степени однородности. Инвентаризация их не произведена, да она и не так необходима в силу их относительного сходства. Типовые системы биохимических реакций на молекуляр-

==47

ном уровне в разных группах растении и животных, клетки миллионов разнородных организмов, ткани, особенно дифференцированные у позвоночных, сами организмы, поражающие своим разнообразием, бесчисленные популяции различных типов, наконец, столь же многочисленные биогеоценозы — все это множества систем разного размера и разной степени сложности. Такие же множества могут быть названы и для тривиальных структурных уровней. Таким образом, в целом структурный уровень — более широкое понятие, чем система, и объединяет великое множество относительно однородных систем.

Исключение составляет сама биосфера. Выше было показано, что биосфера системно организована и поэтому может рассматриваться как система огромного объема. Системность ее видна в общности биогеоценологических связей и общности химического состава живых организмов, планетных циклах миграций и круговорота химических элементов, общем законе регулирования их через обмен энергии, колоссальной подавляющей роли живого вещества в регулировании и направлении всех процессов на земной поверхности. Но биосфера единична, и планетный структурный уровень представлен, следовательно, не многими системами, как другие, а одной, совпадает в какой-то степени с одной системой громадного объема. В связи с перестройкой наших представлений в последние годы, отказом от абсолютизации идеи о множественности и многочисленности очагов жизни во Вселенной можно думать, что биосферы не представляют собой в мироздании распространенного явления. Поэтому и планетный структурный уровень живого вещества принципиально отличается от других — он представлен одной системой и охватывает все живое вещество планеты в целом. Несовпадение его с границами биосферы определяется тем, что на долю последней остаются еще биокосное и косное вещество.

Итак, биосфера, хотя она и состоит из небольшого числа взаимодействующих структурных компонентов, в то же время исключительно сложна в своей структурной организованности, так как каждый из этих компонентов сам, в свою очередь, имеет очень сложную и разветвленную, иерархически построенную структуру.

От вопросов структурной организованности биосферы закономерно перейти к исторической ее динамике, подразумевая под этим проблемы ее возникновения и развития.

Возникновение и развитие биосферы

В многочисленных современных работах по исследованию биосферы, чрезвычайно многоаспектных по тематике и охвату разнообразных данных, уделяется мало внимания проблеме происхождения биосферы из-за очевидной сложности самой проблемы и случайности находящихся в нашем распоряжении фактических дан-

==48

ных. Так как речь идет о самых ранних этапах нашей планеты, очень слабо пока освещенных как геохимическими, так и геологическими данными, то накопление информации о первичных формах жизни происходит очень медленными темпами, и мы еще долго будем ограничены при рассмотрении проблем генезиса биосферы теоретическими разработками и косвенными фактами и наблюдениями, значение которых в выборе той или иной теоретической модели может быть достаточно весомым, но ни в одном случае не может быть решающим.

Рационалистический подход к проблеме происхождения жизни, как уже говорилось, независимо предложенный А. И. Опариным в 1924 г. и Дж. Холдейном в 1929 г., породил лавину исследований как теоретического, так и экспериментального направления, целью которых было исчерпать все мыслимые возможности сочетания условий на формирующейся планете и, последовательно повторив их в лабораторных условиях, хотя бы в общих чертах восстановить стадии перехода от высокоактивных органических соединений к первому простейшему организму. При исключительной широте интересов и разнообразной талантливости Дж. Холдейн почти не возвращался к этой проблеме на протяжении своей долгой жизни (исключение составляет его участие в конференции по происхождению предбиологических систем в 1963 г. во Флориде, где он сделал доклад о количестве информации, потребной для воспроизведения первичного организма), тогда как в научной деятельности А. И. Опарина она заняла центральное место, и он посвятил ей сотни работ. Большое число исследований вышло и из организованной им школы, но они все выполнены в рамках реализации основных идей, положенных А. И. Опариным в основу подхода к реконструкции первых шагов жизни на нашей планете. В конечном итоге, синтезируя как работы своих учеников, так и результаты экспериментов многих зарубежных исследователей, ему удалось построить довольно правдоподобную схему последовательности биоорганического синтеза, в ходе которого широко распространенные в Космосе и на первичной Земле углеродистые соединения могли дать начало первым биополимерам, а те, в свою очередь, первичным организмам — протобионтам. Новейшие наблюдения, свидетельствующие об аккумуляции материала типа углистых хондритов, обогащенного водой, сложными углеводородами и протобиологическими соединениями, на ранней стадии формирования мантии Земли, как об этом пишет В. Л. Барсуков, дают дополнительное подтверждение гипотезе А. И. Опарина.

Однако при всем том гипотеза эта оставляет без всякого ответа много вопросов и даже не касается некоторых важнейших аспектов проблемы происхождения жизни. И. С. Шкловский в 1976 г. справедливо указал на то, что в этой гипотезе полностью игнорируется вопрос об образовании генетического кода, то есть

==49

о путях самовоспроизведения живых организмов, что составляет основную характеристику живого вещества. К этому можно добавить, что без объяснения остаются и его структурные особенности даже в их простейшей форме, например возникновение мембран, тесно связанный со структурой и с большой глубиной разработанный В. И. Вернадским вопрос об асимметрии жизни, по которому сам А. И. Опарин писал, что случаи асимметричных состояний в неживой природе при своей редкости и нетипичности не дают возможности объяснить эту фундаментальную особенность живого вещества. А. И. Опарин в своей основной и наиболее полной книге о происхождении жизни подверг острой критике воззрения В. И. Вернадского на происхождение жизни, уделив им значительное внимание и пытаясь показать, что в большей своей части они не соответствуют современным экспериментальным данным и опирающимся на них представлениям. Но критика эта была сконцентрирована в основном на защищавшемся В. И. Вернадским принципе Ф. Реди о вечности жизни (omne vivum e vito — все живое из живого) и невозможности самозарождения. Однако это лишь одна сторона, и далеко не самая главная, воззрений В. И. Вернадского на происхождение жизни. Диалектичность его мышления выразилась и в том, что, красноречиво проповедуя принцип Ф. Реди, что само по себе казалось достаточно странным в первые десятилетия нашего столетия, когда идея о неорганическом происхождении жизни на нашей планете уже стала пробивать себе дорогу, он достаточно подробно проанализировал условия, необходимые для возникновения жизни, обстоятельства, в которых она могла возникнуть, и формы, которые она должна была принять в самом начале органической эволюции.

Как же ставил В. И. Вернадский проблему возникновения жизни и в чем специфика и оригинальность его подхода к проблеме, сохраняющие ему абсолютную актуальность, несмотря на колоссальные успехи естествознания за последние десятилетия? Особо подчеркну, что среди его многочисленных и разнообразных работ на эту тему наибольшее значение имеет статья, посвященная формулировке основных принципов изучения происхождения жизни в связи с происхождением биосферы и опубликованная в 1931 г. В. И. Вернадский не мыслит возникновения жизни как единичного живого объекта, как живой отдельности, жизнь, по его мнению, с самого своего возникновения связана с биосферой, проблема происхождения жизни на Земле есть одновременно проблема возникновения биосферы. Жизнь, следовательно, сразу же возникает в совокупностях разнообразных форм, находящихся в сложных отношениях друг к другу и к окружающей среде. Системность взгляда на проблему ощущается во всей ее мощи, и интересных задач для будущего исследования такой подход ставит много больше, чем линейная схема А. И. Опарина.

Прежде всего об исторической неразрывности возникновения

К оглавлению

==50

жизни и образования биосферы. Сейчас мы имеем все основания полагать, что жизнь возникла в водной стихии, так как в противном случае она не была бы защищена от губительного коротковолнового ультрафиолетового облучения. Наличие воды на первичной Земле, хотя бы в небольших количествах, пригодных для возникновения жизни, в свете современных представлений сомнений не вызывает. Водный слой толщиной в 10—12 м уже образует экран, способный защитить жизнь от проникающего излучения, которое ставит в то же время пределы ее дальнейшему распространению. Концентрация живого вещества в воде до эпохи образования озонового экрана, возникающего в ходе образования кислородной атмосферы, автоматически должна привести нас к заключению о том, что биосфера делает свои первые шаги также в водной среде. Таким образом, на первых порах она пространственно однородна и, можно думать, структурно обеднена по сравнению с современной, включая лишь два структурных компонента — живое вещество и косное вещество. Следов былых биосфер, естественно, нет в рамках этой первичной биосферы, нет и биокосного вещества, для образования которого требуется время. Можно думать, что сложная количественная структура жизни, образование жизни не в виде единичного организма, а в виде совокупности организмов, возможна лишь при условии достаточного объема среды жизни. Жизнь вряд ли могла возникнуть в мелких и малых по площади водоемах. Наиболее подходящим для ее возникновения местом был, по-видимому, первичный океан, как ни малы были его размеры по сравнению с современными. Распространяясь в его пределах и дифференцируясь по разным экологическим нишам, живое вещество до выхода на сушу имело достаточно времени, чтобы заполнить эти ниши и образовать равновесное состояние, при котором эволюция живого вещества до расширения биосферы и выхода в новую сухопутную среду шла, надо думать, чрезвычайно медленно. Таким образом, хотя биосфера возникла вместе с жизнью, но, как и жизнь, она не возникла в современной своей форме и испытала значительные модификации до геологической эпохи фанерозоя — эпохи явной жизни, начавшейся около 600 миллионов лет назад.

Понимание того, как возникло живое вещество, то есть как возникла его структура и степень разнообразия начальных форм жизни, а также аппарат самовоспроизведения, сейчас совершенно неясно, и для какой-то самой первоначальной ориентации в этих вопросах нужно широкое привлечение специальных данных молекулярной биологии, что здесь совершенно невозможно. Общей причиной образования клеточных структур, как уже указывалось, является ограничение пути действия принципа обратной связи на уровне молекулярных ансамблей, конкретное выражение этот принцип в данном случае находит, как показывают некоторые расчеты, в термодинамических преимуществах микроструктуриро-

==51

ванной системы по сравнению с бесструктурной '. Что касается самовоспроизведения и определяющего его генетического кода, то наличие его у вирусов позволяет предполагать возникновение этой фундаментальной особенности живого вещества еще до образования структурированной на клеточном уровне жизни. По-видимому, правильны предположения, связывающие с питательной функцией первичного живого вещества (питание преимущественно органикой на первых порах небиологического происхождения) невозможность дальнейшего абиогенеза, что прозорливо было указано еще Ч. Дарвином в одном из писем 1871 г.: «Часто говорят, что условия для возникновения живых организмов существуют и теперь — так же, как и всегда. Но даже если (о, какое оно большое, это «если»!) мы смогли бы представить, что в неком маленьком пруду со всяческими аммонийными и фосфорными солями, с достатком света, тепла, электричества и т. п. возникло белковое соединение, готовое к дальнейшим, более сложным химическим превращениям, то сегодня это вещество было бы немедленно съедено или адсорбировано, чего не случилось бы, если бы живых существ еще не было» 2.

Дальнейшие этапы формирования современной структуры биосферы — распространение ее на сушу и образование ее пространственной неоднородности, складывание современной структуры биосферы и появление биокосного, а затем и биогенного вещества, реконструируются с не меньшей предположительностью и без твердой опоры на определенно установленные факты. Предполагается, что первыми организмами, перешедшими к фотосинтезу, были сине-зеленые водоросли, которые и начали создавать кислородную атмосферу планеты, но весьма вероятно, что процесс ее образования шел крайне медленно: во всяком случае, только начиная с самого раннего кембрийского периода фанерозоя мы сталкиваемся с мощными следами наземной жизни, что говорит уже о наличии озонового экрана, защищающего наземное живое вещество от космической радиации. Любопытно, что начиная с этого же периода фиксируются многочисленные находки остатков животных со скелетными образованиями.

Информация о древнейших следах жизни на Земле, относящихся ко времени раннегеологической истории нашей планеты и датируемых археем, то есть периодом, отстоящим от современности на три — три с половиной миллиарда лет, собрана во многих книгах, на часть из них были сделаны ссылки в первой главе. Эволюция разнообразных форм жизни в фанерозое с большой полнотой реконструирована с помощью палеонтологических данных и подробно описывается в любом современном руководстве по палеонтологии.

' Segal I. Surface membranes in coacervates and cells.— In: Evolutionary biology. Proceegdings of the International conference, Liblice, June 2—8, 1975. Praha, 1976.

2 Цит. по: Бернал Дж. Возникновение жизни. М., 1969, с. 45.

==52

Не останавливаясь на этих описаниях, нужно отметить три главнейших обстоятельства — последовательность появления разных форм живого вещества во времени, усиливающееся разнообразие форм и наличие стабильных форм жизни. В настоящее время зоологи выделяют больше 20 типов животных, разнообразие растений также громадно; известная нам геологическая шкала фанерозоя говорит о последовательном формировании все более сложных форм растений и животных по мере приближения к современной эпохе. В ходе геологического времени увеличивается и разнообразие форм живого вещества, появляются все более сложные и прогрессивные типы. Наконец, зоологи любят ссылаться на формы животных, которые как бы представляют собой живых ископаемых и которые дожили до современности с далекого геологического прошлого. Таковы, скажем, кистеперые рыбы — целоканты, находки которых изредка делаются у юго-восточного побережья Африки. Однако гораздо более красноречиво, с моей точки зрения, в этом отношении сохранение огромного разнообразия одноклеточной жизни, явно представляющей собой в каких-то формах первые этапы развития жизни на нашей планете. При всем разнообразии планетных экологических ниш и стремительности изменений геологической обстановки в отдельные периоды истории Земли в биосфере, видимо, действуют какие-то силы, способствующие консервации форм живого вещества без заметных эволюционных изменений на протяжении длительных отрезков геологического времени.

Так как для нас крайне важно выявить кардинальные динамические тенденции в биосфере, то значительный интерес представляли бы точные данные о весовом количестве живого вещества в биосфере. Выше уже указывалось, что исключительно мощная энергия размножения, хотя и ограничиваемая постоянно противоположными тенденциями (стихийные природные явления, отрицательная селекция), ведет к увеличению массы живого вещества в биосфере; это увеличение имело место, несомненно, и на протяжении геологической истории. А. С. Монин в 1977 г. привел гипотетические показатели биомассы Земли в разные геологические периоды, но сам указывает, как все подобные соображения о нарастании биомассы в ходе геологической истории Земли неточны. Ясно только одно обстоятельство — и оно не вызывает сомнений — растительный покров планеты достиг своего современного развития в середине палеозоя (первая эра фанерозоя), то есть примерно 350—400 миллионов лет тому назад. До этого масса живого вещества в биосфере была в несколько десятков, а скорее всего, и сотен раз меньше современной.

Еще одной фундаментальной характеристикой динамики биосферы во времени было бы установление последовательности образования структурных уровней. Чисто теоретически можно было бы предполагать, что структурные уровни возникают последователь-

==53

но, начиная с низших и кончая высшими, и что природа развивается от состояния меньшей сложности к большей. В общей форме, это, по-видимому, верно, но существует и другая точка зрения на возникновение структурных уровней, непосредственно не связанная, правда, с ними в своей формулировке. Как уже неоднократно было отмечено выше, В. И. Вернадский доказывал, что возникновение жизни можно понять только в том случае, если представить ее появление в достаточно сложной форме: не в виде какой-то примитивной самокопирующейся структуры, а в виде группы таких структур, внутри которой сразу начинают действовать популяционные закономерности. Распространяя эту точку зрения на возникновение структурных уровней, нужно, чтобы быть последовательным, сделать вывод о первичном возникновении биосферы и вместе с ней еще нескольких структурных уровней и затем уже о дальнейшей ее последовательной дифференциации. Самый высокий биосферный уровень (на первых порах его, очевидно, нельзя называть планетным, так как только что сформировавшаяся биосфера, как мы пытались показать, не транспланетна) оказывается, таким образом, вместе с какими-то другими уровнями и древнейшим.

Наиболее вероятная последовательность возникновения фундаментальных структурных уровней рисуется сейчас в виде двух этапов. Соображения В. И. Вернадского о возникновении жизни в виде сложного комплекса организмов и биогенных условий, по-видимому, правильны и подтверждаются всем последующим развитием науки. Таким образом, биосферный структурный уровень живой природы следует считать первичным, одним из древнейших. Возникновение жизни нельзя рассматривать как появление первого организма, ее можно рассматривать только как появление совокупности организмов. Тогда биогеоценотический, организменный и популяционный уровни (организменный уровень, по-видимому, еще нельзя называть онтогенетическим — онтогенеза, строго говоря, нет) возникли вместе с биосферой и относятся к числу первичных. Жизнедеятельность даже первичных простейших организмов обеспечивалась какой-то совокупностью биохимических реакций, главное — ими обеспечивалось самокопирование, поэтому молекулярный уровень также первичен.

Сложнее обстоит дело с двумя другими уровнями — клеточным и тканевым. До недавнего времени казалось самоочевидным, что организм не может существовать ни в какой форме, кроме клеточной, что признание организменного уровня автоматически приводит к признанию уровня клеточного. Однако после открытия и исследования вирусов это положение потеряло свою самоочевидность. По-видимому, первые формы жизни можно представлять себе, как уже указывалось, в виде каких-то слабо структурированных организмов, не достигших в своем индивидуальном развитии уровня клетки. Таким образом, клеточный уровень является, по-

==54

видимому, вторичным. Тем более вторичным является тканевый уровень — специализированные клетки появляются только в многоклеточных организмах, заведомо представляющих собой результат длительного предшествующего эволюционного развития.

Итак, последовательность возникновения фундаментальных структурных уровней нужно представлять себе двухэтапно. Первый этап — возникновение первичных уровней: молекулярного, организменного, популяционного, биогеоценотического. Последовательность образования этих уровней, если они возникли неодновременно, трудно сейчас установить с должной определенностью. Второй этап — возникновение вторичных уровней: клеточного и тканевого. Из них клеточный образовался раньше тканевого. Что касается образования тривиальных структурных уровней, то их последовательность сейчас не фиксируется в общей форме, и определение времени появления того или иного тривиального уровня нуждается каждый раз в специальном исследовании.

В общей динамике биосферы и механизме ее действия, которые мы рассматривали до сих пор, за пределами нашего внимания осталась совокупность процессов и явлений, объединяемых по одному общему признаку — по признаку любого малого или значительного отклонения цикла жизнедеятельности живого вещества от нормы. В эту совокупность явлений и процессов входит огромный круг нарушений нормальной жизнедеятельности — нарушения костного обмена, выражающиеся в костных дистрофиях и диспластиях, эндокринный дисбаланс, находящий отражение в пороках развития, несбалансированном, или патологическом, росте, генетически детерминированные аномалии развития, наконец, вирусные и инфекционные заболевания. В полном объеме роль этих явлений в биосфере не изучена, но в многочисленных уже опубликованных к настоящему времени сводках по палеонтологии приведены объемистые каталоги разнообразных патологических нарушений у животных, особенно имеющих клеточные образования, и растений. Все скрывающиеся за этими патологическими нарушениями процессы чрезвычайно разнообразны по своим причинам и следствиям, по своему характеру, интенсивности, территориальному охвату, но общи в одном — они нарушают нормальное функционирование живого вещества в биосфере, вносят помехи в естественный цикл жизни организмов и смены поколений, иногда в кратчайшие сроки приводят к гибели огромные массы живого вещества. Каков смысл массовых и индивидуальных патологий в механизме биосферы, каковы вообще смысл и значение патологии в эволюции нормальной жизнедеятельности живого вещества? Только после ответа на эти вопросы, пусть даже данного в общей форме, можно считать понимание динамики и механизма жизни биосферы достигнутым.

Существующие очень детальные разработки теории патологии опираются в подавляющей своей части на обширный материал

==55

медицины 1, им свойствен известный антропоцентризм. Ветеринарная патология, общая патология животных как глава эволюционной физиологии, фитопатология остаются за рамками той фактической базы, на которой строится теория патологии. Отсюда достаточно умозрительные споры преимущественно вокруг одного вопроса — правда, достаточно важного,— в какой мере болезнь представляет собой адаптивный процесс к экстремальным условиям и до какой степени течение этого адаптивного процесса определяется соотношением внутренних особенностей организма и экзогенных воздействий. Однако такая трактовка проблемы страдает некоторой узостью, если рассматривать патологические состояния в целом, начиная с простейших организмов и кончая высшими позвоночными (человек с его болезнями в этом случае лишь звено в цепи патологических явлений и процессов, охватывающих всю биосферу), и понимать под болезнью не только кратковременные или более или менее длительные нарушения физиологического статуса организма, но и генетически детерминированные структурные и физиологические нарушения. О какой адаптации может идти речь в этом последнем случае? Адаптация сама представляет собой процесс, в случае болезни определяемый, очевидно, во времени сроками самой болезни. Но генетически детерминированная патология есть особенность, с которой организм живет всю жизнь (открывающиеся сейчас в медицине перспективы борьбы с наследственными заболеваниями не меняют в данном случае существа дела) и весьма часто погибает от нее. Если и она есть адаптация, то, очевидно, не на индивидуальном уровне, а на уровне популяции и вида. Но адаптация к чему? Среди генетических процессов в популяциях есть, как показывают многочисленные генетические исследования, много таких, которые не интерпретируются удовлетворительным образом в рамках представлений об адаптации. Нужно думать, что наследственные патологии, их распространение в тех или иных группах организмов, регуляция их распространения в последовательных поколениях входят в число именно этих генетических процессов, относительно безразличных к прямому приспособлению к среде

жизни.

Иное и, с моей точки зрения, гораздо более общее понимание роли патологии в нормальной жизнедеятельности живого вещества достигается, если мы будем рассматривать ее как один из фундаментальных регуляторных механизмов в биосфере, как один из принципов обратной связи, действующий планетарно и вместе с борьбой за существование противоборствующий неотвратимому давлению жизни. Прогрессия размножения, вычисленная для разных систематических категорий растений и животных, очень раз-

' См.: Давыдовский И. В. Общая патология человека. 2-е изд. М., 1969; Петленко В. П. Философские вопросы теории патологии. Л., 1968—1971, т. 1—2.

==56

лична, но даже в случаях минимума она такова, что вся планета затопляется живым веществом определенного вида в конечный и очень небольшой отрезок времени. Борьба за существование в основном не в форме прямой борьбы между особями и популяциями, а в виде конкуренции, понимаемой в самом широком смысле слова, конкуренции за жизненное пространство и пищевые ресурсы, ставит на пути энергии размножения соответствующего вида энергию размножения других видов. В конце концов достигается равновесие, сохраняющееся иногда достаточно долго и нарушающееся либо при изменении внешних условий, либо при изменении циклов размножения. В обоих случаях конкуренция между разными формами живого вещества за среду жизни и пищу препятствует распространению одной из форм, и достигнутое их разнообразие не уничтожается, а сохраняется. Совершенно естественно, что все формы патологий, будь то генетически детерминированные аномалии развития или аномальные физиологические реакции, включенные в процесс обмена генетического материала в популяциях при переходе от поколения к поколению, будь то относительно кратковременные реактивные ответы на неблагоприятные влияния среды, будь то, наконец, микробные или вирусные инфекции, образуют, если их рассматривать как общий механизм в биосфере, мощный барьер на пути энергии размножения, либо понижая ее, либо совсем выводя, часть индивидуумов в популяциях за рамки канала образования следующего поколения. Давление размножения при этом должно равномерно ослабляться у всех форм живого вещества, в соответствии с этим в природе нет живых организмов, которые были бы не подвержены тем или иным патологическим нарушениям.

Энергия размножения, предопределяющая такие явления, как давление жизни и «всюдность» жизни, с большой детальностью разобранные В. И. Вернадским, является в то же время базовым моментом в динамике биосферы, так как вызывает расширение ниши живого вещества, ведет вследствие этого к расширению самой биосферы, постоянно повышает энергетический потенциал живого вещества в механизме планеты. В общей форме трактуя вопрос об ограничениях, накладываемых на живое вещество этим механизмом, можно выделить ряд ограничивающих факторов, среди которых займут место и только что рассмотренные патологические процессы. Повторим, что прежде всего это разные формы борьбы за существование, проявляющейся в различных ипостасях и выражающейся как в конкретных отношениях групп индивидов, так и в средовых элиминациях, то есть избирательной выживаемости в зависимости от жизнестойкости организма. И. И. Шмальгаузеном разработана очень детальная классификация типовых форм борьбы за существование, хотя сейчас стало модным опускать детальное рассмотрение явления борьбы за существование при изложении механизмов биологической эволюции и включать его в

==57

естественный отбор '. Причина этого понятна, но она носит скорее субъективный характер — понятие борьбы за существование очень скомпрометировало себя в социал-дарвинизме.

Но из-за этого, однако, лежащее за данным понятием явление не изживает себя, и мы рассматриваем его как фундаментальный механизм регуляции массы живого вещества в биосфере.

Второй регуляторный механизм такого рода в биосфере — разнообразные нарушения поведения животных при перенаселенности, что смыкается, по существу, с патологическими процессами, но в то же время образует особую поведенческую регуляцию в биосфере, направленную также против энергии размножения. Общеизвестно бесплодие животных в зоопарках, представляющее собой наиболее стандартную реакцию живого организма на условия содержания в неволе. Основанная на наблюдении животных в естественных условиях наука об их поведении — этология — накопила огромный запас фактов, красноречиво говорящих: где тесно тому или иному виду — начинаются смертельные драки между самцами, разрушаются формы поведения, нацеленные на выживание детенышей, вообще обостряются все механизмы биологической конкуренции. Я уже не говорю о том, что скученность ведет к инфекциям, и, следовательно, как выше и отмечалось, поведенческий фактор регуляции энергии размножения смыкается с фактором патологии. Аналогичные патологические процессы возникают в условиях перенаселенности и в растительном мире. Наконец, третий механизм регуляции — патологические процессы. Борьба за существование, психофизиологические поведенческие реакции при перенаселении, патологические процессы выступают в роли мощного тормоза беспредельного расширения биосферы. По-видимому, этим обстоятельством и объясняется, что биосфера, достигнув в первой трети фанерозоя более или менее современной величины, далее если и увеличивалась, то чрезвычайно медленно.

Теперь, когда были рассмотрены системные характеристики биосферы и основные тенденции в хронологической ее динамике, остается коснуться одного общего вопроса — к какому классу систем следует отнести биосферу?

Разумеется, любая классификация систем, используемая в настоящее время, не вышла за пределы дискуссии и носит качественный характер. Широкое распространение получило очень общее, но потому и очень удобное распределение систем на два контрастных типа, аргументированное А. А. Малиновским,— жестких систем и дискретных (корпускулярных) систем. Между этими двумя контрастными классами располагается широкий промежуточный класс систем полужесткого типа. Системы первого

' См.: Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Η. Η., Яблоков А. В. Краткий очерк теории эволюции. 2-е изд. М., 1977; Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. 2-е изд. М., 1981.

==58

типа состоят из жестко связанных между собой разнокачественных элементов, их устойчивость определяется устойчивостью наиболее слабого из этих элементов. Дискретные, или корпускулярные, системы образованы совокупностью однородных взаимозаменяемых элементов, потеря или включение одного из таких элементов мало влияет на функционирование системы в целом. Полужесткие системы, в свою очередь, делятся на несколько категорий — гибридные системы, в которых чередуются жестко объединенные и дискретные элементы, «звездные» системы, где один из элементов является центральным и связан со всеми остальными, «сетевые» системы, в которых лишь часть элементов незаменима, наконец, «гетерогенные» системы, в которых представлены разнообразные сочетания элементов, по-разному связанных между собой '. Ясно, что все эти системы полужесткого типа функционально наиболее эффективны, этим может объясняться и их широкое распространение в природе, особенно в живой природе.

В рамках этой классификации биосфера, бесспорно, относится к системам полужесткого типа, но в пределах этого типа может считаться одной из сложнейших, а из систем живой природы — по-видимому, самой сложной. Она состоит из разнокачественных компонентов, каждый из которых, в свою очередь, образован сложными иерархическими системами элементов. В пределах этой иерархии обнаруживаются подсистемы дискретного типа, состоящие из многих взаимозаменяемых элементов; организмы, относящиеся к разным популяциям, видам, родам и другим систематическим категориям, являются хорошим примером таких взаимозаменяемых элементов в биосфере. Одним словом, в структуре биосферы нет четкого жесткого каркаса, но нет и полной корпускулярности. То и другое перемешано в очень сложных отношениях, что и характерно в первую очередь для систем полужесткого типа. Выбирая среди разных классов полужестких систем, можно с достаточным основанием утверждать, что биосфера — одна из гетерогенных систем, так как в ней представлены самые разнообразные соотношения между составляющими биосферу структурными элементами и самые разнообразные формы самих элементов. Г. X. Шапошников в 1975 г. выделял среди полужестких систем, или, как он сам писал, систем «с малой степенью целостности», квазисуммативные системы, отвечающие на внешнее воздействие как суммы сходно реагирующих взаимозаменяемых элементов, и потенциально целостные системы, реагирующие как единое целое. Биосфера, безусловно, относится к системам второго типа.

' См.: Малиновский А. А., Смирнова Е. Д., Швидченко Л. Г. Эффективность некоторых типов полужестких систем.— Системные исследования. Ежегодник 1974. М„ 1974.

==59

Закономерности развития биосферы

Что управляет динамикой биосферы во времени и регулирует ее жизнедеятельность в пространстве? Этот вопрос не сводится к альтернативе — либо естественный отбор, по преобладающему мнению, ответственный за разнообразие всего живого, либо геологические закономерности изменений геолого-географических оболочек нашей планеты. Биосфера, как мы пытались показать,— очень сложное многокомпонентное образование, и уже поэтому трудно представить себе, чтобы процесс ее развития и все ее функционирование управлялись в конечном итоге одним фактором. Многообразие механизмов, управляющих жизнью биосферы и динамикой ее изменений во времени, представляется теоретически весьма вероятным, и очень похоже, что именно оно обеспечивает и эффективность функциональных связей между пространственноструктурными компонентами биосферы, и направленность, и строгую согласованность развития самих компонентов. Такова общая преамбула, которая может быть предпослана конкретному рассмотрению факторов эволюции биосферы.

Г. Ф. Хильми, исследуя физику биосферы, придал в 1966 г. огромное значение сигнальному взаимодействию живого и косного вещества, то есть способности живого воспринимать сигналы внешнего мира и целесообразно реагировать на них. Им была выделена еще категория «предвестников явлений», то есть таких событий или явлений, которые говорят о наступлении других событий или явлений. Но, строго говоря, это те же сигналы, исходящие из внешнего мира и свидетельствующие о том, что что-то произойдет, то есть приносящие нам или любым другим живым существам какую-то информацию. Здесь мы подходим к фундаментальному понятию информации, чрезвычайно важному при любом абстрактном анализе явлений природы и первостепенно важному при рассмотрении биосферы и общих законов ее планетного функционирования и развития. Вся биосфера пронизана информативными связями, они образуют главную предпосылку ее проявлений. Энергетический баланс, круговорот вещества, целесообразные ответы на средовые сигналы, характерные для живого вещества,— все это частные формы информационных связей, существующие в силу отражения как свойства материи на разных уровнях жизни природы, но особенно плотные в биосфере. Поэтому биосфера — в полном смысле слова высокоразвитая информационная кибернетическая система и, как таковая, только и может быть понята в функциональных аспектах своей жизнедеятельности и в эволюционных аспектах своей динамики.

Осознание информации как повсеместно проникающего явления, как необходимого и очень общего атрибута эволюции материи, являющееся результатом и итогом развития естествознания и философской мысли последних десятилетий, неотвратимо приводит

К оглавлению

==60

к необходимости анализировать функциональную роль и содержание понятия информации в рамках очень общего и абстрактного подхода, так как только подобный подход и в состоянии вскрыть всю общность понятия и многообразия информационных связей на разных уровнях структуры мироздания. Примером подобного подхода является изданная в 1971 г. книга А. Д. Урсула «Информация». Однако ни в кибернетике, ни в общей теории систем, ни в философии до сих пор нет удовлетворительного и достаточно строгого определения ценности информации — центральной информационной характеристики, приобретающей особую важность, когда речь идет о сложных и высокоразвитых системах вроде живого вещества или человеческого общества. Многолетняя и продолжающаяся дискуссия вокруг этого определения не привела к согласованным рекомендациям. Не останавливаясь на всех аспектах этой дискуссии, отмечу лишь одну высказанную в ходе ее идею, которая кажется фундаментальной, а именно противопоставление информации и энтропии. Как противопоставление максимальной энтропии, выражающей полную неподвижность покоящейся системы (речь идет, разумеется, о закрытой системе без притока энергии извне), максимальная информация, очевидно, будет достигнута тогда, когда все возможные состояния разнообразия системы окажутся реализованными в ходе ее предшествующего развития. Понимаемая таким образом информация представляет собой синоним негаэнтропии, то есть максимальной меры потенциального разнообразия.

Любая закрытая система характеризуется определенным внутренним единством, и поэтому кажется весьма вероятным, что внутри такой системы информация, или мера разнообразия, может быть выражена каким-то формализованным путем и отражать единый подход к ее оценке вне зависимости от уровня разнообразия системы в отдельный момент времени. Не то в открытых системах — там, мне кажется, единая оценка информации с помощью того или иного формализованного критерия принципиально невозможна, так как цена информации меняется в зависимости от сложности системы, а сложность системы во многом определяется внешними воздействиями, структурно неорганизованными и нерегулируемыми с точки зрения структуры и регуляции самой системы. Цена информации постоянно меняется, и не ее количество, а ее качество становится определяющим фактором. Указанное различие между закрытыми и открытыми системами в отношении оценки информации фундаментально, так как оно показывает возможность общей формализованной оценки информации в закрытых системах по ее количеству и принципиальную невозможность такой оценки в открытых системах из-за ее разнокачественности. Биосфера — открытая система, поэтому циркулирующая внутри нее информация разнокачественна и в зависимости от характера протекающих процессов, и в связи с их локальным проявлением. Соответ-

==61

ственно представляется весьма вероятным, что мерой качества информации в биосфере может быть лишь оценка, опирающаяся на характеристику параметров оцениваемого процесса или явления и никак не связанная или мало связанная с параметрами других процессов или явлений. Это пессимистично, но это и реалистично, ибо отражает существующее ныне понимание общего характера информации.

Коль скоро биосфера представляет собой информативную кибернетическую систему, законы, определяющие движение в ней информации, являются основными управляющими законами ее динамики. Поскольку биосфера есть в то же время открытая система и в нее постоянно поступает энергия солнечного и космических излучений, а также космическое вещество, постольку в нее поступает и информация извне, но количество этой информации — более или менее величина постоянная и поэтому более или менее монотонно влиявшая на процессы в биосфере на протяжении всей геологической истории нашей планеты. По-видимому, это постоянное включение новой информации поддерживает то, что А. И. Перельман в 1973 г. назвал неравновесностью биосферы,— сосуществование вещества, находящегося в противоположных стационарных состояниях, например кислорода и живого вещества. Это обеспечивает громадную интенсивность окислительно-восстановительных процессов в биосфере, а тем самым и интенсивный круговорот веществ в биосфере. Таким образом, открытость биосферы как системы наряду с деятельностью в ней живого вещества создает предпосылки обмена веществ и энергии в пределах биосферы, который составляет основу для циркуляции информации внутри биосферы.

Повторим вкратце то, что было уже сказано выше о системности и структуре биосферы и действующих внутри нее функциональных связях, чтобы яснее представить себе то пространство логических возможностей, внутри которого в данном случае осуществляется циркуляция информации. Биосфера образована тремя структурными компонентами, так сказать, мощными блоками, отличающимися, в свою очередь, большой внутренней структурной сложностью. Учитывая пространственную асимметрию биосферы, ее распад на сухопутную, океаническую и промежуточную части, можно выделить, как уже говорилось, девять структурно-пространственных компонентов биосферы, между которыми существуют фундаментальные связи, то есть обмен вещества и энергии. За образование структурных уровней внутри одного из блоков — внутри живого вещества — ответствен принцип обратной связи, весьма вероятна его значительная роль и в образовании самих структурных компонентов биосферы. Степень реализации этого принципа в образовании структурных уровней определяется скоростью обмена вещества и энергии. Эта же скорость, говоря в общей форме, ставит предел максимальной скорости оборачивае-

==62

мости информации. На высших этажах развития живого вещества не последнее значение приобретает поведенческий фактор, и к скорости обмена вещества и энергии, как ограничителю скорости действия принципа обратной связи и циркуляции информации, прибавляется скорость поведенческих реакций. Вот таков каркас, по блокам которого и соединяющим их функциональным связям стремительно несется, медленно движется, едва ползет информация, определяющая в конечном итоге жизнь всего каркаса.

Живое вещество, а именно масса растительного покрова Земли, осуществляет в процессе фотосинтеза развязывание связанного кислорода, превращая его в свободный кислород атмосферы. Это один из наиболее жизненно важных и мощных по своим последствиям для биосферы процессов на земной поверхности. О роли атмосферы и озонового слоя, как защитного экрана, предохраняющего поверхность планеты от губительного влияния ультрафиолетового облучения, выше уже упоминалось. Существование этого экрана — необходимая предпосылка развития жизни на Земле. Но не менее важно и другое — свободный кислород атмосферы сделал возможным развитие высших форм жизни, потребляющих кислород и основанных на окислении продуктов своей жизнедеятельности и освобождаемой при этом энергии. Фотосинтез идет при непрерывном использовании солнечной энергии, и в этом смысле приток энергии из космического пространства на Землю, в частности солнечной энергии, представляет собой такую же неотъемлемую предпосылку развития биосферы во времени, как и оксигенная фотосинтезирующая функция живого вещества. Возможен ли фотосинтез без использования солнечной энергии? Если верить в многочисленность населенных жизнью миров в мироздании и, следовательно, многочисленность биосфер, то, очевидно, возможен, так как использование живым веществом каких-то иных источников энергии кроме солнечного излучения кажется вероятным. Но малая вероятность жизни во Вселенной, в пользу чего выше были приведены определенные аргументы, и фактическое отсутствие сведений о ней предостерегают против беспочвенных спекуляций на эту тему. В реальной действительности мы знаем лишь одну форму жизни и одну биосферу, развившуюся за счет солнечных лучей.

Живое вещество, развившееся на материальной основе химизма нашей планеты с использованием солнечных лучей, безусловно, наиболее действенный агрегат в системе биосферы, играющий первенствующую роль в энергетическом обмене и круговороте вещества, сам интенсивно развивающийся с образованием все более прогрессивных и сложных форм жизни, обладающих на высших уровнях развития исключительным разнообразием функциональных проявлений. Чем же обусловлены столь исключительная сложность форм живого вещества, их могучая жизненная активность

==63

и последовательное усложнение организации на протяжении истории Земли, подтвержденное многими выразительными рядами палеонтологических фактов, тем, что в учебниках геологии и палеонтологии, а также в книгах по дарвинизму обычно называется «палеонтологической летописью»? Здесь мы вступаем в сферу фактов и соображений, которые, несмотря на многовековую дискуссию вокруг них, продолжают оставаться в самом центре внимания мировой биологической и философской науки, представляют собой средоточие самых изощренных усилий исследователей — наблюдателей, экспериментаторов и теоретиков в разных странах, привлекательны для представителей разных идеологических течений и не оставляют равнодушными читателей различных уровней образования. Речь идет об эволюционной теории, обширной области биологии, в пределах которой исследуются факторы и механизмы эволюции живого вещества и которая по-разному называлась и называется сейчас в зависимости от вкладываемого в нее содержания — «дарвинизмом», «ламаркизмом», «неодарвинизмом», «неоламаркизмом», «синтетической теорией эволюции» и т. д. Сколько голов — столько умов, и каждый ум, принадлежавший, как правило, ученому-теоретику, претендовавшему на решение эволюционных вопросов под новыми углами зрения, выдвигал все новые идеи и привлекал внимание ко все новым совокупностям фактов. В результате вряд ли где еще сталкиваются столь противоречивые мнения, и столкновения бывают столь остры.

Чтобы ответить на вопрос о закономерностях эволюции биосферы, мы должны будем осветить хотя бы основные тенденции существующих в теории эволюции гипотез и сопроводить их, где возможно, критическими комментариями.

Ч. Дарвин в историческом очерке, предпосланном «Происхождению видов», перечисляя своих предшественников в разработке эволюционной теории, пишет, что, по-видимому, впервые идея естественного отбора была высказана в 1813 г. У. Уэлзом, хотя он и придавал принципу естественного отбора ограниченное значение. Однако слава первооткрывателя чаще всего достается не тому, кто впервые сформулировал ту или иную закономерность, а тому, кто сумел донести ее до сознания других и по-настоящему глубоко аргументировать. Ч. Дарвин разработал стройную и последовательную концепцию эволюции живого вещества, в основе которой лежит принцип естественного отбора. А. Уоллес, соавтор Ч. Дарвина по разработке эволюционной теории, основанной на естественном отборе, как ведущем факторе эволюции, неоднократно подчеркивал глубину и разносторонность аргументации Ч. Дарвина и невозможность для себя самого подняться на такой уровень, поэтому концепция естественного отбора в биологической эволюции справедливо связывается в истории естествознания с именем Дарвина и даже фигурирует часто под названием дарвинизма. Любопытно отметить с исторической точки зрения

==64

и для характеристики чистоты личных и профессиональных отношений двух гениальных биологов, что А. Уоллес одну из основных своих книг, посвященных разработке эволюционной теории, назвал «Дарвинизм». И во всех исследованиях эволюционных проблем всегда подчеркивалось, что в дарвиновской концепции эволюции принцип естественного отбора занимает центральное место, и с его помощью объясняются все самые важные стороны эволюционного процесса. Этим, в сущности, дарвиновская концепция эволюции и отличается принципиально от всех других теорией, ставящих своей задачей объяснение эволюции организмов.

Легко понять, что естественный отбор представляет собой концептуальную модель, философское обобщение, идею, ценность которой определяется тем, как удачно она объясняет те факты, для объяснения которых она выдвинута. Идея естественного отбора — очень общая идея, объясняющая и многообразие форм живого вещества^ и приспособленность их к условиям жизни, и направленное прогрессивное усложнение их организации. Но, разумеется, важны любые экспериментальные подтверждения реального существования естественного отбора в органической природе. Известная книга К. А. Тимирязева «Чарлз Дарвин и его учение», вышедшая впервые в 1883 г. и выдержавшая при жизни автора семь изданий, страстно пропагандировавшая дарвинизм и сыгравшая значительную роль в его утверждении в России, была, пожалуй единственным в XIX в. изложением дарвиновской теории эволюции, в котором столь выпукло подчеркнута основополагающая эволюционная роль отбора. Уделяя этому вопросу большое внимание, К. А. Тимирязев привел ряд косвенных наблюдений над действием отбора в природе. Это примеры изменений и приспособлений отдельных форм и разумное их истолкование с помощью гипотезы естественного отбора. В сущности говоря, к таким косвенным доказательствам действия отбора относится и индустриальный меланизм — потемнение в последние десятилетия многих светлых насекомых, обитающих в пределах- индустриальных районов, что объясняется загрязнением среды и необходимостью приобрести в этих условиях покровительственную темную окраску, предохраняющую от уничтожения птицами. Явление это широко обсуждается в большинстве современных книг по эволюционной и теоретической биологии и трактуется как результат действия естественного отбора. Однако в связи с широчайшим распространением дарвиновского понимания эволюции были проведены, естественно, и многие прямые наблюдения как среди растений, так и среди животных. Они, бесспорно, показали, что естественный отбор ответствен за формирование тех признаков, которые исследовались и которые можно рассматривать как приспособительные к тем или иным условиям среды.

Эти прямые доказательства действия отбора, полученные в

==65

В П Алексеев

Стилизованный рисунок женской фигуры Палеолитическая стоянка Пшеомости (Чехословакия)

Стилизованные изображения человеческих лиц среди изображений животных Палеолитическая стоянка Трех братьев (Франция)

условиях безупречно проведенных опытов и бесспорные по существу, обосновали веру в безграничное могущество естественного отбора как главного движущего фактора эволюции, творящего не только новые признаки, но и формы. Нижеследующая цитата из одного из очень многих современных руководств по теории биологической эволюции иллюстрирует подавляюще преобладающую сейчас точку зрения и, в сущности говоря, суммирует воззрения современной эволюционной теории: «Рассмотренные примеры действия отбора в природе и эксперименте свидетельствуют как о существовании самого отбора, так и о его решающей роли в создании и распространении различных свойств и признаков, вплоть до возникновения новых видов и подвидов» '. Заметим

' Яблоков А В, Юсуфов А Г Эволюционное учение M , 1976, с 154, см также: Северцов А С Введение в теорию эволюции M , 1981

==66

Скульптурные портреты Трипольская культура Украины и Молдавии

себе — не значительной, не большой, а решающей роли в образовании форм живого вещества! И хотя^в настоящее время эволюционная теория перестала именоваться дарвинизмом, а называется чаще всего синтетической теорией эволюции, так как в нее включаются многие достижения популяционной генетики, по сути своей она осталась с небольшими модификациями дарвинизмом, то есть учением о решающей роли естественного отбора в образовании всего многообразия живых форм.

Между тем на протяжении всей истории разработки эволюционной теории принципу отбора, как основного фактора эволюции, противостояли гипотезы, в которых обращалось внимание на многие другие факторы не только ламарковского толка, то есть упражнение или неупражнение органов (этот фактор с развитием генетики быстро потерял свое значение, так как было убедительно показано, что приобретенные при жизни признаки не передаются

==67

по наследству '), но и внутренние тенденции организмов к совершенству, повторяющиеся вариации в образовании наследственных изменений и т. д. И дело здесь не только в борьбе материалистических, дарвиновских и идеалистических (в частности, и фидеистических), антидарвиновских тенденций, хотя она и имела место, а в том, что очень многих естествоиспытателей не удовлетворяли ни попытка монофакториального истолкования такого сложного процесса, как органическая эволюция, ни сам принцип отбора в качестве единственной движущей силы эволюции. Поиск контраргументации осуществлялся разными путями, в том числе и в рамках идеалистического мировоззрения, но сам поиск инспирировался пытливостью человеческого ума, его стремлением не успокаиваться на ординарных объяснениях, находить все более полные и непротиворечивые интерпретации наблюдаемых фактов. Величие Дарвина, как глубокого истолкователя биологической эволюции, как творца и ученого, не заслонило от многих те явления, которые лишь с натяжкой интерпретировались на основе принципов его концепции эволюции. К примеру, сетчатое родство, то есть сходство разных близких групп организмов по различным признакам, гомологические ряды в наследственной изменчивости, многосторонне исследованные Н. И. Вавиловым, наличие преадаптаций, то есть возникновение полезных признаков в эволюционных рядах раньше того, как они становятся действительно полезны,— все это либо было оставлено без внимания, либо освещено лишь бегло и, повторяю, довольно тенденциозно.

Антиподы дарвиновской концепции эволюции в пылу увлечения часто преувеличивали значение наблюдений над явлениями, с трудом объяснимыми или вообще разумно необъяснимыми отбором, выдвигали свои принципы на роль решающих, совсем отрицали роль естественного отбора в эволюции и этим, конечно, очень ослабляли, а то и вовсе подрывали свои теоретические позиции 2. Объективное развитие науки требовало естественного сочетания принципа отбора, роль которого в эволюции можно считать доказанной, с каким-то другим принципом, который помог бы объяснить те факты, которые совсем не укладывались в концепцию отбора или укладывались в нее лишь с большими натяжками. Среди многих других разработок полифакториальных концепций эволюционного развития, пожалуй, особое место занимает концепция номогенеза Л. С. Берга, едва ли не самого разностороннего русского и советского естествоиспытателя, внесшего огромный вклад во многие науки, начиная с палеонтологии и кончая географией. «Номос» — по-гречески «закон», и Л. С. Берг называл

' См.: Бляхер Л. Я. Проблема наследования приобретенных признаков. История априорных и эмпирических попыток ее решения. М., 1971.

2 См., например: Любищев А. А. Проблемы формы, систематики и эволюции организмов. М., 1982.

==68

еще свою концепцию концепцией эволюции на основе закономерностей, противопоставляя ее дарвиновской теории эволюции на основе случайностей. Не отрицая принципа естественного отбора, Л. С. Берг придавал ему второстепенное значение сортировщика вариаций, которые формировались на основе закономерностей изменчивости, свойственных живому веществу. Таким образом, осуществлялся подход к эволюции как к полифакториальному процессу, привлекалось внимание к морфологическим аспектам эволюции и делался упор не на внешнее по отношению к жизни явление — естественный отбор, а на внутренние закономерности структурных преобразований самого живого вещества. Книга Л. С. Берга о номогенезе вызвала не только очень резкую критику последовательных сторонников дарвиновского учения об эволюции, но и высокую оценку наиболее проницательных из них. Замечательный генетик и эволюционист современности Т. Добжанский писал: «Это, возможно, самая глубокая из всех книг, написанных исследователями, верящими в автогенез» ', Вышедший в 1977 г. сборник работ Л. С. Берга «Труды по теории эволюции. 1922—1930», содержащий и книгу «Номогенез, или эволюция на основе закономерностей», снова привлек к ней внимание и ярко продемонстрировал актуальность содержащихся в ней идей. Конечно же громадное впечатление, которое произвела книга Л. С. Берга, во многом объясняется не только богатством ее идейного содержания, но и редкой фактической оснащенностью. Эрудиция автора кажется необъятной, и он черпает факты из самых разнообразных областей знания. Но главное, разумеется, удачный синтез идей, гармоничное слияние оценки действия разных эволюционных факторов в цельную картину, построение такого варианта эволюционной теории, который внутренне целостен и обнаруживает в то же время большую гибкость в трактовке деталей эволюционного процесса.

Суммировав многие свои и колоссальное множество чужих наблюдений, Л. С. Берг выделил две группы явлений, характерных для всего живого и отражающих, по его мнению, внутренние тенденции эволюции самых разнообразных форм живого вещества: 1) появление полезных признаков на самых ранних этапах индивидуального развития и значительно раньше, чем они появляются в филогенезе, то есть в процессе исторического развития, и 2) параллелизмы и конвергентные тенденции в филогенезе, несводимые к действию естественного отбора и вообще являющиеся одной из фундаментальных характеристик эволюционного процесса. В первом случае речь идет о сумме явлений, которые охватываются общим понятием преадаптаций, во втором — о сумме явлений, которые отражают какие-то общие закономер-

р. 379.

Dobzhansky Th. Evolution, genetics and man. New York — London, 1955,

==69

ности динамики структуры живого вещества. Л. С. Берг убедительно показал, что в обоих случаях естественный отбор либо бессилен, либо недостаточен, чтобы объяснить все детали возникающих изменений и их эволюционное значение. Таким образом, номогенетическая концепция эволюции, не отказываясь полностью от принципа естественного отбора, выдвигает на первый план другой фактор — направленную динамику эволюционных изменений и, следовательно, является полифакториальной. Мне кажется поэтому чрезвычайно плодотворной точка зрения С. В. Мейена, согласно которой номогенез — учение о внутренней направленности эволюции — и естественный отбор дополнительны друг к другу, то есть в теоретической биологии действует выдвинутый Н. Бором принцип дополнительности (согласно этому принципу действующие в пределах замкнутой системы закономерности дополняют друг друга», что и обеспечивает саморазвитие системы), разумеется не в физическом, а в философском его толковании.

Мы уделили столь большое внимание работам Л. С. Берга, потому что они резко выделяются богатством содержания среди работ подобного рода и действительно заставляют задуматься над полифакториальностью эволюции и наличием какого-то организующего начала в живом веществе, которое наряду и вместе с естественным отбором вызывает прогрессивную направленность эволюции и все многообразие живых форм. Основываясь на соображениях и выводах Л. С. Берга, я уже пытался в 1979 г. аргументировать гипотезу, в соответствии с которой таким организующим началом может быть направленное мутирование. Полное обоснование этой гипотезы требует рассмотрения накопленных к настоящему времени данных из области молекулярной биологии, что далеко выходит за рамки этой книги, но общий ход рассуждения ясен и без молекулярно-генетической аргументации. Колоссальное количество исследований по генетическому коду вскрыло исключительную сложность картины наследования на молекулярном уровне, многое в которой еще остается не вполне ясным. Но безусловно доказано наличие таких, если можно так выразиться, «предложений» в генетическом языке, которые не реализуются, таких последовательностей в генетическом материале, которые теоретически должны бы существовать, но в природе не открыты. Все это свидетельствует в пользу того, что поток мутаций разбит не на отдельные беспорядочные ручьи, а на строго упорядоченные каналы. Постоянно мутирующие генетические локусы, видимо, и предопределили структурно-динамические процессы и явления, в которые отлилась и в которых отразилась направленность эволюции живого вещества.

С этой точки зрения небезынтересна известная переоценка эволюционного значения мутационного процесса в природе. Классический дарвинизм даже в новейшей своей модификации, в какой он составляет основу современной так называемой синтетической

К оглавлению

==70

теории эволюции, то есть с включением фактических данных и теоретических постулатов генетики, считал мутации в подавляющей их части вредными с точки зрения логики развития самого организма и ненаправленными, то есть идущими беспорядочно в разных направлениях. Один из основателей синтетической теории эволюции — И. И. Шмальгаузен посвятил обоснованию этого положения многие красноречивые страницы своих трудов, хотя они содержали в основном теоретические, косвенные соображения, а не прямые, экспериментальные доказательства. Сейчас эволюционное значение мутаций оценивается иначе — признается и полезность многих мутаций, и достаточно высокая жизнеспособность особей, обладающих мутантными признаками ', а подобное признание заставляет по-иному взглянуть на исходную основу эволюции.

Дальнейшее доказательство эффективности такого подхода можно почерпнуть из наблюдений над устойчивостью ряда белковых фракций сыворотки крови у генетически далеких друг от друга организмов и тем более у всех особей одного вида 2. Предложенная для объяснения этой стабильности модель, которую сейчас часто и абсолютно несправедливо (несправедливо, потому что она совсем не отрицает роли естественного отбора, но видит основной результат действия отбора в поддержании видовой популяционной структуры) называют моделью недарвиновской эволюции, опирается на представление о фундаментальных мутациях, после которых появляются структурно новые формы, дальше уже эволюционирующие под действием естественного отбора. Такая концепция близка изложенному взгляду на значение направленного мутирования в эволюции и хотя и подвергалась критике 3, но. безусловно, ослабляет ту точку зрения, согласно которой естественный отбор выступает в качестве единственной движущей силы в эволюции.

Итак, не естественный отбор, а естественный отбор и направленное мутирование — вот фундаментальные движущие факторы биологической эволюции, вызывающие многообразие всего живого, дискретность основных типов растений и животных, предопределяющие приспособленность живого вещества к условиям жизни и направленность его прогрессивной эволюции. Пора соотнести эти эволюционные факторы с феноменом информации, движение и трансформации которой являются, по-видимому, центральным управляющим процессом в биосфере. Но перед этим нельзя не коснуться важного вопроса о необходимости и случайности в биологической эволюции, потому что он нет-нет и встанет со стра-

' См.. например: Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. В. Краткий очерк теории эволюции. М.. 1969.

2 См.. например: Kimura M., Ohta T. Theoretical aspects of population genetics Princeton, 1971; Алтухов Ю. П Популяционная генетика рыб. М, 1974.

3 См., например: Кирпичников В. С Биохимический полиморфизм и проблема так называемой недарвиновской эволюции.— Успехи современной биологии, 1972, т. 74, вып. 2 (5).

==71

ниц литературы по теоретической биологии и эволюционной теории. Так, Л. С. Берг видел в отборе вероятностный фактор, выражение случая, и противопоставлял ему структурно-динамические изменения живого, как закономерность. Такой взгляд был логически безупречен в то время, когда разрабатывалась концепция номогенеза. Но с тех пор представления об отборе обогатились многими фундаментальными идеями, и сейчас вряд ли можно оценивать отбор лишь как выражение силы случая; есть много наблюдений и над его канализирующим действием '. Но преувеличение этой стороны дела также заводит в тупик — целиком и полностью оставаясь в рамках традиционного понимания отбора, как единственного и достаточного фактора эволюции, С. Э. Шноль, например, полностью исключил^.лучайный момент из эволюционной динамики и пытался аргументировать закономерность и канализированность действия отбора на всех уровнях эволюции живого, что сразу же встретило справедливую критику2. По-видимому, правильным будет случайность и необходимость как широкие философские категории не соотносить впрямую с отбором и мутированием, считая первый фактор выражением случайности, второй — выражением необходимости. Как в действии отбора проявляются закономерности, так и в мутировании большое место занимают нейтральные ненаправленные мутации, которые через фенотип все равно оказывают влияние на ход эволюционного процесса.

Информационный аспект эволюции живого вещества, как уже говорилось, разбирался И. И. Шмальгаузеном. Он перевел основные обозначения эволюционного процесса в термины кибернетики и проследил основные пути, по которым проходит наследственная информация при смене поколений. Однако в основе его разработки кибернетических вопросов эволюции лежали постулаты о нейтральных мутациях и решающей роли естественного отбора в их сортировке. Можно думать, что, после того как фотосинтез обеспечил мощное развитие высших форм жизни на нашей планете и создал материальный субстрат для формирования всего ее разнообразия, возникло направленное мутирование как функция живого, нацеленная на преодоление увеличения энтропии в природных неорганических процессах. Таким образом, вся биосфера есть как бы грандиозная лаборатория, в которой идет непрерывный процесс выработки живым веществом антиэнтропийных импульсов, что и определяет роль живого вещества в механизме планеты. Принцип естественного отбора, внешнего по отношению к живому веществу, не в состоянии объяснить этой его планетарной функции, тогда как принцип направленного мутиро-

' См., например: Natural selection. Proceedings of the International symposium, Liblice, June 5-9, 1978. Praha, 1978.

2 См.: Ратнер В. А. Рецензия на книгу С. Э. Шноля «Физико-химические факторы биологической эволюции».— Журнал общей биологии, т. 41, 1980, № 5.

==72

вания объясняет ее без всяких трудностей: направленное мутирование есть негаэнтропийная тенденция живой природы. Она увеличивает запас информации в биосфере, порождает все большие массы биокосного вещества и расширяет функциональные аспекты влияния живого вещества на косное. Поэтому биосфера постоянно усложнялась в ходе своей истории, поэтому же для ее динамики характерно не просто увеличение числа структурных элементов, но возникновение внутри нее все новых и новых сложных систем и объединяющих их функциональных связей. Естественный отбор регулирует многие аспекты эволюции живого вещества в биосфере, но главные направления его развития, нам кажется, предопределяются направленным мутированием, приносящим основную наследственную информацию. Итак, коротко выразить содержание предыдущих страниц и дать ответ на вопрос о закономерностях развития биосферы можно следующим образом: в биосфере, основная функция которой состоит в противодействии энтропии, информация создается направленным мутированием живого вещества, а распределением и кругооборотом заведует естественный отбор.

Переход биосферы в ноосферу

Творческая мысль В. И. Вернадского не остановилась на глубокой разработке проблем биосферы. В 1944 г. он выступил с работой, посвященной переходу от биосферы к ноосфере — сфере разума. Статья эта, подготовленная и опубликованная в годы Великой Отечественной войны, как никакая другая, демонстрирует свойственный В. И. Вернадскому оптимизм, веру в созидательные силы народов, в конечное торжество разума. Возможно, именно поэтому, не обратив на себя внимания сначала, она потом несколько раз переиздавалась и стала рассматриваться как первое выражение и символ нового подхода к оценке космического места человечества и его роли в истории мироздания. Термин «ноосфера» — сфера разума, так же как и термин «биосфера» — сфера жизни, не принадлежал В. И. Вернадскому, он был предложен в 20-е годы нашего столетия двумя французскими учеными — философом Е. Леруа, палеонтологом и теологом-модернистом П. Тейяром де Шарденом. Но, как и в случае с биосферой, В. И. Вернадский, использовав термин, придал ему иное, очень полновесное звучание, и поэтому создание учения о ноосфере справедливо связывается с его именем. Ноосфера П. Тейяра де Шардена — это выражение божественного духа, а ноосфера В. И. Вернадского — богатейшее поле приложения человеческих сил и сфера титанических усилий человечества на пути к прогрессу. Это две противоположные трактовки (идеалистическая и материалистическая) учения, которое занимает одно из центральных мест в современном естествознании и философии '.

' См.: Камшилов М. М. Эволюция биосферы. 2-е изд. М., 1979.

==73

В. И. Вернадский рассматривал образование ноосферы как закономерный процесс перерастания биосферы в ноосферу, как дальнейшее усложнение форм жизни и появление разумной жизни, как перестройку планетарных процессов под влиянием созидательной деятельности людей. Он подчеркивал исключительное значение человечества в перераспределении накопления многих химических элементов и минералов, в том числе и радиоактивных '. Современные исследования ярко показывают, как велика роль человечества не только в геологических процессах, но и вообще во всех процессах, происходящих в биосфере, например в преобразовании растительного и животного покрова планеты. А. Е. Ферсман в 1934 г. ввел понятие техногенеза, охватывающего не только геологическую, но и техническую деятельность человечества. Среди перечисленных выше форм миграции химических элементов в биосфере, выделенных А. И. Перельманом в 1979 г., фигурирует и техногенная миграция. Однако при всем интенсивнейшем влиянии этой формы миграции элементов на процессы в биосфере ее логично относить к ноосфере, так как она целиком представляет собой произведение человеческих рук. То же можно сказать и об ускользнувшем от внимания В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана агрогенезе — он порождает искусственную агрогенную миграцию химических элементов, затрагивающую в первую очередь биосферу и проявляющуюся в ней, но зарождающуюся в ноосфере. Подытоживая, можно сформулировать общее определение: ноосфера — это совокупность трудовых действий, которые производит и производило человечество на протяжении своей истории, и пространство на земной поверхности и в околоземном окружении, где проявилось и продолжает проявляться влияние этих действий. Ноосфера появилась вместе с человечеством и вместе с человечеством развивалась и усложнялась, будучи продуктом его деятельности.

Хотя понятие ноосферы, как уже упоминалось, проникло в самые разнообразные области знания и оказалось в них необычайно эффективным, сам термин не очень привился, по-видимому, из-за очевидной неразумности многих действий человечества по отношению к природе, из-за вскрывшегося грандиозного урона, который нанесли техника и промышленность природным биогеоценозам, и необратимости многих гибельных явлений в биосфере, вызванных деятельностью людей. Поэтому предлагались другие термины для обозначения сферы разума и совокупной деятельности человечества — антропосфера, техносфера и т. д., но и они не охватывают явления в целом и поэтому также получили лишь ограниченное распространение. Да дело и не в терминологических спорах — как бы ни казались важными на первый

' См.- Забелин И. М. Физическая география в современном естествознании Вопросы истории и теории. M , 1978.

==74

взгляд, они в конечном итоге всегда имеют второстепенное значение. Гораздо важнее емкость и теоретическое богатство самого понятия ноосферы, что и сделало его столь плодотворным в науке и философии.

Каковы характерные особенности и тенденции развития ноосферы, как они проявились на протяжении ее истории? Фундаментальными представляются четыре характеристики, отражающие динамизм ноосферы в пространстве и во времени. Первая из них — пространственное расширение ноосферы, осуществлявшееся постоянно на протяжении истории человечества и особенно интенсивное в последние десятилетия. Будучи на заре своего развития лишь небольшим очагом разума на поверхности Земли, ноосфера сейчас охватила не только все поверхностные земные оболочки, но и космическое пространство, из земного явления стала космическим. Вторая ее характеристика — еще большая, чем в исходной для нее биосфере, структурная асимметрия, структурная неоднородность, находящая выражение как в географическом распространении следов человеческой культуры и результатов человеческой деятельности на земной поверхности, так и в вертикальной неоднородности и разнокачественности. Особенность эта также, по-видимому, усиливалась во времени. Дело не только в расширении, географическом перераспределении и интенсификации промышленного производства в ходе истории, но и в самом характере расселения человечества по земной поверхности и его усложняющейся социальной стратификации. Историки с полным основанием выделяют в истории первобытного общества этап апополитейных (по-гречески «апо» — «до», «политеа» — «цивилизация») панойкуменно-доклассовых обществ, не дошедших до нас и известных нам только по историческим реконструкциям, и этап синполитейных («син» — по-гречески «существующий одновременно») регионально-доклассовых обществ, сосуществующих с классовыми и сохраняющихся до современности '. Третья характеристика ноосферы — ее направленное воздействие на все другие планетные оболочки, в том числе и на биосферу, целью которого является все более полное использование природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей человеческого общества. Направленность этого воздействия в конечном итоге и привела к тому экологическому кризису, с которым столкнулось современное человечество. И, наконец, четвертая ее характеристика — интенсификация всех процессов в ноосфере, засвидетельствованная исторически и достигшая сейчас колоссального масштаба.

Какие закономерности, управляющие динамикой ноосферы во времени, нашли отражение в перечисленных ее характеристиках и исторических тенденциях развития? Как живое вещество в био-

' См.: Первобытная периферия классовых обществ до начала Великих географических открытий (Проблемы исторических контактов). M , 1978

==75

сфере, так и человеческое общество в ноосфере есть наиболее подвижный компонент системы. Закономерности, управляющие динамикой этого компонента, обусловливают прогрессивное развитие всей системы в целом. Выше уже были приведены соображения в пользу того, что каждая цивилизация порождает противоречия, которые препятствуют ее дальнейшему развитию, и в этом лежит одна из причин, почему мы не обнаруживаем в Космосе других цивилизаций. Но опыт изучения истории земной цивилизации показывает, что после возникновения общества имели место прогрессивное общественное развитие, технические и культурные достижения, наконец, как полагают многие историки культуры, вслед за общественно-историческим развитием все большее распространение получали идеи гуманизма и гуманные общественные институты '. Открытая и в деталях исследованная К. Марксом и Ф. Энгельсом борьба классов — движущий фактор прогрессивной истории человечества. В какой мере этот фактор может быть распространен на закономерности ноосферы в целом, то есть на взаимодействие общества и образуемой им социальной среды, на взаимодействие общества и окружающей его географической среды, на зависимость конкретных обществ от конкретных природных и социальных условий, каковы движущие силы развития бесклассового общества — все это тщательно и всесторонне исследуется советскими философами, экономгеографами, экономистами и будет решено по мере дальнейшей творческой разработки учения о ноосфере.

См., например: Конрад Н. И. Запад и Восток. 2-е изд. М., 1972.

00.htm - glava04

II. ЖИВОТНОЕ И ЧЕЛОВЕК

==76

==77

00.htm - glava05