5. Идея трансформации биосферы в ноосферу и глобальный эволюционизм

В конце XIX столетия в научной литературе начинают использовать новый термин «биосфера», предложенный австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831-1914). Первоначально этот термин имел несколько различных смыслов. Окончательное формирование этого понятия связано с публикацией книги В.И. Вернадского «Биосфера» в 1926 году. В этой книге представление о биосфере дано как о планетарной оболочке Земли. Понятие биосферы по Вернадскому включало организмы и среду обитания.

Добиологический период развития планеты связан с физико-химическими факторами неживой природы. Качественный скачок – возникновение жизни – это результат физико-химических преобразований абиотической материи в определенных условиях, которые возникают единственный раз в истории развития мира. Появление живых организмов, развивающихся во взаимодействии с неживой природой, привели к образованию биосферы, где биологические процессы преобладают.

Структура биосферы включает:

- живое вещество;

- биогенное вещество, создаваемое в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки, нефть и др.);

- косное вещество, образованное без участия живых организмов (основные геологические породы, метеориты, вулканическая лава и др.);

- биокосное вещество, как результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Структура биосферы может быть представлена в виде следующих элементов:

- атмосфера;

- гидросфера;

- литосфера.

Эволюция биосферы определяется следующими группами факторов: развитием Земли как космического тела; биологической эволюцией живых организмов; развитием человеческого общества.

Если говорить о физических границах жизни, то они во многом определяются этими основными факторами. Верхняя граница биосферы находится на высоте около 20 км над поверхностью Земли и связана с озоновым слоем, препятствующим проникновению ультрафиолета Солнца. Именно коротковолновая часть ультрафиолетового излучения является губительной для живых организмов. В гидросфере земной коры живые организмы заселяют все воды Мирового океана до глубины 11 км. А в литосфере жизнь обнаружена на глубине более 7 км, что связано с температурой земных недр и наличием воды.

Атмосфера-это газовая оболочка Земли, состоящая из азота и кислорода, а также незначительных количеств иных газов. Все процессы, протекающие на поверхности планеты, во многом определяются состоянием атмосферы.

Гидросфера – это водная оболочка планеты, имеющая большое значение для существования жизни. Важную рол играют, газы растворенные в воде. Их наличие обуславливает возможность существования жизни в водной среде.

Литосфера – это твердая оболочка Земли, но основная часть живых организмов находится в почвенном слое, толщина которого не превышает нескольких метров. Почвы состоят из неорганических веществ (глина, песок, минеральные соли и др.) и органических веществ (продуктов жизнедеятельности живых организмов).

В структуре биосферы системообразующим фактором является живая материя. В.И. Вернадский живым веществом биосферы называл «совокупность организмов, сведенных к их весу, химическому составу и энергии». Живое вещество по своей массе составляет незначительную часть биосферы, однако выполняет ряд важнейших функций в процессе формирования земной коры и атмосферы.

Живое вещество обладает рядом специфических свойств:

- обладает большой свободной энергией;

- в живом веществе скорость химических реакций значительно выше, чем в неживом;

- химические соединения, составляющие живое вещество, сохраняют свою целостность только в живых организмах;

- живому присуще произвольное движение;

- для живого характерно большое разнообразие на химическом и морфологическом уровнях;

- живое вещество способно в рамках биосферы находится в виде индивидуальных организмов, размеры которых колеблются в широких пределах;

- живое вещество возникает только из живого и существует в земных условиях в форме ротации поколений организмов.

Распределение организмов в переделах биосферы неравномерно, главным образом они сосредоточены на поверхности Земли, в поверхностном ее слое и тонком слое Мирового океана. На Земле растения составляют 99% биомассы представляя 21% от общего числа видов живых организмов, а среди животного мира 4% составляют позвоночные животные, из которых только 10% являются млекопитающими. Все остальные животные имеют более низкий уровень организации. Масса живого вещества составляет около 0,02% от массы косного вещества. Циклический характер жизнедеятельности организмов приводит к ежегодному обновлению биомассы на 10%. Несмотря на незначительность массы живой материи ее роль выражается в виде следующих функций в рамках биосферы: энергетической, концентрационной, средообразующая, транспортная, деструктивная.

Главной функцией биосферы как целостности является обеспечение круговорота химических элементов, который выражается в цикруляции веществ между живыми организмами и ее структурными элементами.

Технократическая деятельность человека в конце XX начале XXI веков очень существенно отражается на состоянии биосферы и ее отдельных элементов. Активная научно-производственная деятельность человека не только меняет условия жизни, но и влияет на ряд процессов в биосфере. Конфликт все больше углубляется по мере нарушения биотических круговоротов вещества и термодинамического равновесия на планете. Все больше возникает проблема понимания основных законов стабильного существования биосферы.

Стратегические концепции жизнедеятельности человечества основаны на учении о биосфере В.И. Вернадского, представлениях о биогеоценозах В.Н. Сукачева, экологических системах А. Генсли. Биогеоценоз (экосистема) – это устойчивое сообщество организмов разных видов, тесно связанных между собой и окружающей неживой природой обменом веществ и энергией.

Биотический круговорот органических веществ –это основа и условие существования биосферы. Непрерывность круговорота необходимое условие существования жизни на Земле.

В качестве основных принципов учения о биосфере можно назвать:

- целостность биосферы на основе системы физических констант;

- всеобщность физических законов функционирования биосферы по отношению ко Вселенной;

- участие живой материи в трансформации солнечной энергии в энергию химических соединений;

- зависимость скорости размножения живых организмов от их физических размеров;

- стремление живых организмов к максимальной экспансии пространства;

- количество живого вещества в биосфере постоянно и соответствует количеству газов (кислорода) в атмосфере;

- сложная живая система достигает равновесия, при котором свободная энергия должна быть равна нулю.

В.И. Вернадский выделил три этапа развития биосферы:

1 - возникновение первичной биосферы;

2 - усложнение структуры биосферы в результате появления живых организмов различных уровней организации;

3 - возникновение человеческого общества и постепенное превращение биосферы в ноосферу.

Роль человека в развитии биосферы определяется его биосоциальной природой. Существование человека как гетеротрофного организма определяется пищевыми ресурсами, наличием воды и воздуха. Человек обладает разумом и способностью к трудовой деятельности. Постепенно роль производительной деятельности человека становится мощным экологическим фактором, нарушающим равновесие. Планетарные масштабы деятельности человека ставят проблему существования биосферы по-новому. Созданная человеком техносфера нарушает целостоность биосферы. В качестве решения проблемы предполагается возможным создание ноосферы – сферы разума, которая сможет предотвратить наметившийся кризис.

Ноосфера - это высшая стадия развития биосферы, когда преобразующая деятельность человека основывается на научном понимании естественных и социальных процессов и учетом общих принципов развития природы. Идеи В.И. Вернадского нашли отражение в современной концепции устойчивого развития общества. Эта концепция предполагает установление баланса между потреблением и производством, использованием и воспроизводством природных и человеческих ресурсов. Устойчивое развитие должно быть основано на принципе поступательного движения темпов производственного и экономического развития. Сущность этого принципа позволяет говорить о уравновешивании давления цивилизационного развития на окружающую среду, при котором она способна восстанавливаться. Ноосфера возникает тогда, когда человеческое мышление станет на уровень выше по отношению к экономическим интересам и потребностям человека, если это возможно.

В структуре ноосферы выделяют следующие элементы: человечество и его социально-экономический потенциал, совокупность научных знаний, технику и производственные технологии, биосферу.

Изменения биосферы могут происходить в интересах человека, но они не должны иметь разрушительный характер для биосферы. Такое паритетное взаимодействие человека и биосферы в естествознании называют коэволюцией.

Важнейшей идеей мировой цивилизации является идея развития мира. Постепенно к XX веку естествознание накопило достаточную теоретическую и методологическую основу для формирования единой модели эволюции, установления ее движущих сил и основных законов. Концепция универсального эволюционизма связывает в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникновение Солнечной системы и планеты Земля (геогенез), возникновение жизни (биогенез), человека и человеческого общества (антропосоциогенез). Такую модель развития общества и природы называют глобальным эволюционизмом, поскольку она охватывает все формы существующего материального и духовного мира, объединяя их как целостность в сознании современного человека.

Иными словами под глобальным эволюционизмом понимают концепцию развития во времени и пространстве Вселенной как природной целостности. История Вселенной начинается с Большого взрыва, а в настоящее время проходит стадия возникновения и развития человечества. В рамках глобального эволюционизма рассматриваются следующие типа эволюции: космическая, химическая, биологическая, геологическая, социальная. Все названные виды эволюционных явлений находятся в генетических взаимосвязях, что позволяет формироваться универсуму (мировому целому) в направлении повышения сложности своей структуры и формальной организации.

В этой концепции значительное место занимают идеи естественного отбора, антропный принцип, идеи самоорганизации сложных систем и универсума в целом. Глобальный эволюционизм как историческая парадигма направляет естествознание на понимание и выявление основных закономерностей эволюции материи на всех этапах ее существования и саморазвития.