Реферат: Взаимодействие человека и биосферы

Между этими двумя состояниями материи нет никаких промежуточных ступеней, ведущих от инертного к одушевленному состоянию. Их отсутствие в свое время доказывал Ламарк, который даже составлял таблицу противоположностей живого и неживого.

Множатся, напротив, доказательства обратной производности — структур земной коры от вещества отжившего. Не только горные породы и ископаемые, но и атмосфера планеты (а есть мнение, что и гидросфера) — целиком продукт биосферы, результат жизнедеятельности животных, растений, бактерий. Через так называемые биогеохимические циклы круговорота химических элементов в земной коре, подстегиваемого живыми организмами, запускается в действие вся машина геологических событий в земной коре.

Рассмотренная под таким углом зрения живая природа — как причина природы неживой, как могучий геологический агент, создавший систему биосферы, — заставляет нас обратиться в поисках такого ее характера уже к неземным причинам самой жизни в буквальном смысле — к космическому ее статусу. Раз она возникла не в результате эволюции земной коры, а наоборот, эта эволюция есть лишь воздействие самой жизни, значит, источник ее надо искать за пределами Земли. "Мы знаем — и знаем научно, — что космос без материи и без энергии не может существовать. Но достаточно ли материи и энергии — без проявления жизни — для построения Космоса, той Вселенной, которая доступна человеческому разуму, то есть научнопострояема?" — задавал Вернадский риторический вопрос в своей публичной лекции "Начало и вечность жизни", прочитанной им в клубе писателей и ученых в Петрограде в 1919 году.

В самой проблеме возникновения жизни В.И. Вернадский различил три возможных варианта: "Мы должны в этом возникновении живого из мертвого отличить два явления: с одной стороны, возникновение живого организма из таких мертвых тел природы — камней, скал, воды, газов, земли, которые никогда живыми не были. Это будет абиогенез — зарождение вне животного или археогенез — изначальное зарождение. С другой стороны, мы должны различать зарождение из умершего или умирающего живого организма, возникновение новых организмов при гниении и разложении старых — гетерогенез— разнородное зарождение. Наконец, должны различать третье явление — биогенез— зарождение из живого подобно тому, как мы это видим кругом, когда человек и другие организмы родятся от других живых, к тому же себе подобных".

До сих пор в школьном учебнике биологии излагается гипотеза академика А.И. Опарина о происхождении жизни на Земле путем небиологического возникновения органических веществ из неорганических молекул. Эта гипотеза нашла частичное подтверждение в 1953 году, когда американский ученый Л.С. Миллер экспериментально доказал возможность небиологического синтеза органических соединений из неорганического. Пропуская электрический разряд через смесь С0₂ и Н₂ 0, он получил набор из нескольких аминокислот. Однако живая молекула состоит из очень сложной спирали аминокислот, расположенных в строго определенной последовательности. Можно, конечно, себе представить, как электрические разряды непрерывно обрушивались на "первичный океан", и в результате одного из них случайно возникла нужная комбинация аминокислот. Но, по подсчетам известного американского ученого Дж. Хилдена, для этого необходимо перепробовать ю600000 комбинаций, одна из которых окажется именно той, от которой произошла жизнь. Это невероятно большое число: после единицы надо написать 600 000 нулей. На каждую из таких комбинаций требуется определенное время. Если все будет происходить очень быстро (по миллиону комбинаций в каждую секунду времени), то на перебор всех возможных комбинаций уйдет не менее 100 миллиардов лет. Мы уже говорили о том, что Вселенная после Большого взрыва существует всего 15-20 млрд. лет. Так что времени на перебор этих комбинаций "методом тыка" просто не было. Значит, следует предположить, что жизнь и ДНК возникли не случайно, а путем целенаправленного действия, некоей неведомой и могучей силы или субстанции.

Один американский математик, высчитывая вероятность случайного возникновения жизни, привел такой пример. Представьте себе, что взорвали большую типографию, — все шрифты взлетели на километровую высоту. Так вот, вероятность случайного возникновения живого равна вероятности того, что при падении эти кусочки сложатся в текст 46 томов Британской энциклопедии.

Биогенез В.И. Вернадский, вслед за древними авторами, считал величайшей тайной природы, ее загадкой и в то же время основным свойством живого. ("Живое из живого" Вернадский называл "принципом Реди". Имя итальянского ученого XVII века Франческо Реди принадлежит к числу постоянно встречающихся в биолого-географических трудах Вернадского). К представлениям об абиогенезе (археогенезе) и гетерогенезе Вернадский относился определенно отрицательно, справедливо подчеркивая, что накопившийся в естествознании огромный фактический материал с несомненностью доказывает происхождениях всех современных живых организмов путем биогенеза.

Дальнейший ход его рассуждений таков: "Признавая биогенез, согласно научному наблюдению, за единственную форму зарождения живого, неизбежно приходится допустить, что начала жизни в том космосе, какой мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого космоса. Жизнь вечна постольку, поскольку вечен космос, и передавалась всегда биогенезом. То, что верно для десятков и сотен миллионов лет, протекших от архейской эры до наших дней, верно и для всего бесчисленного хода времени космических периодов истории Земли, верно и для всей Вселенной".

Итак, в безначальном Космосе столь же безначальными (вечными) являются четыре его компонента: материя, энергия, эфир и жизнь. Но вечный Космос наполнен бренным — естественными телами.

Каким же способом жизнь объявилась на Земле?

Вернадский резюмирует свои рассуждения следующим образом: "Для нас гипотеза Случая является столь же стоящей в стороне от области научных исканий, как и гипотеза специального божественного акта творения...

Остаются три возможности: 1) жизнь создалась на Земле при космических стадиях ее истории в условиях, не повторявшихся в позднейшие геологические эпохи; 2) жизнь была на Земле и в космические эпохи ее былого, она извечна; 3) жизнь, извечная во Вселенной, явилась новой на Земле, ее зародыши приносились в нее извне постоянно, но укрепились на Земле лишь тогда, когда на Земле оказались благоприятные для этого возможности".

В.И. Вернадский принял для себя третий вариант — космический перенос латентных форм жизни, ибо "жизнь есть явление космическое, а не специально земное"; он писал о космическом живом веществе. В.И. Вернадский считал, что живое вещество в принципе не могло возникнуть из той материи, которая была им охарактеризована как материя "косная". Согласно развиваемой Вернадским концепции, жизнь во Вселенной вечна, так же как и сама Вселенная. Важным моментом в этой теории оказывается привнесение на Землю живого вещества из глубин космоса. Но этот источник был привнесен не в молекулярном плане (не как совокупность живых молекул), а в форме постоянно действующих во Вселенной биологических полей. Функционирование этих полей таково, что живые молекулы формируются везде, где имеются для этого необходимые условия. В последнее время появились доказательства реального существования этого всепроникающего биологического поля.

Авторитетный научный журнал "Нейчур" опубликовал сообщение, которое буквально потрясло научный мир. Ученые брали антитела и в виде раствора прибавляли их к живым клеткам крови. Конечно, эти клетки дегранулировали (деструктуировались) и погибали. Затем начинали растворять эти антитела водой и вновь добавляли к клеткам крови. Клетки вновь распадались. Но по логике должен быть найден предел, после чего антитела перестают действовать, т. е. их концентрация становится очень слабой. Но не тут-то было! Исследователи довели растворение до невероятной концентрации — 10120 (для сравнения: во всей Вселенной количество элементарных частиц не более 1070), но даже в такой концентрации сыворотки действовали. В растворе заведомо не существовало ни одной молекулы активного вещества, но дегрануляция продолжалась. Как же переносилась информация, если даже не было следов материального носителя этой информации? Значит, в результате опыта было установлено, что биологическая информация может передаваться не только при помощи молекул, а принципиально иным путем. Этот неучтенный агент является переносчиком биологического поля.

Широко известны слова В.И. Вернадского: "Твари Земли являются созданием сложного космического процесса и закономерной частью стройного геокосмического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности". В.И. Вернадский писал о существовании "определенного направления в эволюционном процессе, неизменно на всем его протяжении, в течение всего геологического времени. Взятая в целом палеонтологическая летопись имеет характер не хаотического изменения, идущего то в ту, то в другую сторону, а явления, определенно развивающегося все время в одну и ту же сторону, в направлении усиления сознания, мысли и создания форм, все больше усиливающих влияние жизни на окружающую среду".

С самого начала своего возникновения земная биосфера представляла собой область земной коры, в которой энергия космических излучений трансформировалась в такие виды земной энергии, как электрическая, химическая, механическая, тепловая и т. д. В.И. Вернадский пишет так: "Благодаря этому история биосферы резко отлична от истории других частей планеты, и ее значение в планетном механизме совершенно исключительное. Она в такой же, если не в большей, степени есть создание Солнца, как и выявление процессов Земли".

Автоматическое регулирование биосферы, обусловленное единством порядка и хаоса, объясняет и происхождение жизни, ибо существование хаоса и регулярного, циклического движения играет роль в образовании биологических структур. Ведь хаотическое поведение является типичным свойством многих систем (природных и технических), оно зафиксировано в периодически повторяющихся стимуляциях клеток сердца, в химических реакциях, при возникновении турбулентности в жидкостях и газах, в электрических цепях и других нелинейных динамических системах, оно проявляется в диссипативных структурах, как их назвал И. Пригожий. Диссипативные структуры обладают следующими признаками, без которых невозможна самоорганизация системы: они открытые, необратимые и нелинейные. В процессе возникновения земной жизни основную роль сыграли самоорганизующиеся системы — результат их специфического отбора на пути длительной эволюции и есть жизнь. Природа "изобрела" не только принцип программного регулирования по разомкнутому циклу, но и принцип автоматического управления в замкнутом цикле с обратной связью в живых системах. Таким образом, кибернетический подход также выявляет космопланетарный характер земной биосферы.

Космические излучения, генерируемые ядром Галактики, нейтронными звездами, ближайшими звездными системами, Солнцем и планетами, пронизывают биосферу, проникают во всю ее и все в ней. В этом потоке разнообразных излучений основное место принадлежит солнечному излучению, которое обусловливает существенные черты функционирования механизма биосферы, космопланетарного по своему существу. В.И. Вернадский пишет об этом следующее: "Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли, пронизана и охвачена биосфера. В значительной мере биосфера является проявлением его излучений; она составляет планетный механизм, превращающий их в новые разнообразные формы земной свободной энергии, которая в корне меняет историю и судьбу нашей планеты". И если ультрафиолетовые и инфракрасные лучи Солнца косвенно влияют на химические процессы биосферы, то химическая энергия в ее действенной формы получается из энергии солнечных лучей при помощи живого вещества — совокупности живых организмов, выступающих в качестве преобразователей энергии. Это значит, что земная жизнь отнюдь не является чем-то случайным, она входит в космопланетарный механизм биосферы.

Данные, которыми располагает современная наука, свидетельствуют, что живое вещество только в том случае прогрессивно развивается, если оно своей жизнедеятельностью увеличивает упорядоченность среды своего обитания.

Для разумной формы живого вещества эти законы имеют особое, решающее значение. Земная разумная форма жизни — человечество — выполняет их, обеспечивая два вектора своего бессмертия: биологическое продолжение рода (общее свойство земного живого вещества) и духовно-культурное, в конечном счете космическое бессмертие (творческий вклад в создание ноосферы). Именно творческая активность как чисто человеческое свойство разумной жизни для каждого человеческого существа является основой и гарантией его индивидуального, личностного развития и продолжительной активной жизни. В целом это выражается в прогрессе человеческих популяций, всего человечества, в развитии его психофизиологического, биологического, глобального здоровья.

Понять сущность жизни, живого планетарного вещества, его разумной формы — человечества, человека, рассматривая лишь изолированное пространство Земли, видимо, не удастся. Земная жизнь неотрывна от космических процессов, включена во всеединство мирового целого (универсума). Пути прогресса человечества, так же как сопровождающие его жизнь противоречия, напряженность, катастрофы, могут быть постигнуты и подвергнуты регулированию только на основе широкого понимания ан-тропокосмического характера социально-природной эволюции человека, его перспектив. Выдвигая гипотез о космических масштабах распространения живого вещества во Вселенной, мы исходим из того, что принципы бесконечности, неисчерпаемости материи справедливы в отношении включенности жизни и даже разумной ее формы как возможных равноправных компонентов эволюции Вселенной во всеединство универсума.

Научные взгляды В.И. Вернадского отразили сложнейшие взаимосвязи неживой и живой природы, косного и живого вещества.

Целостный охват явлений природы, материального Космоса (научпо понимаемое всеединство) он сочетал с естественно-историческим подходом, со стремлением прослеживать процессы мироздания в их развитии. Ученый настойчиво анализировал такие фундаментальные аспекты диалектики природы, как взаимосвязь макро- и микрокосмоса, пульсация материальных и энергетических потоков в косном и живом веществе (геохимические, биогеохимические и космохимические процессы), биологическое единство и эволюция планеты Земля, появление и становление человека как разумной формы жизни и нового геологического агента в эволюции Земли. Прослеживая развитие биосферы и заполняющего ее монолита живого вещества, усиливающееся, обретающее геологическую мощь воздействие человека на биосферу, В.И. Вернадский завершает свои исследования новым обобщением. Он формулирует учение о ноосфере ("ноос", или "нус", означает разум) как особом периоде в развитии планеты и окружающего космического пространства. Ноосфера включает в себя социальные и природные явления, взятые в их целостности, в их единстве и противоречиях. Становление ноосферы определяется социально-природной деятельностью человека, его трудом и знаниями, т. е. тем, что относится к космопланетарному измерению человека.

Сейчас достаточно очевидна кардинальная противоречивость становления ноосферы и человека как ее создателя. На космопланетарный процесс ноосферогенеза ложится печать возможного социально-природного апокалипсиса.

Второй тезис Вернадского связан с геологической ролью человека и человечества. Его глубочайшее убеждение состояло в том, что планета вступает в новую стадию своего развития, на котором определяющую роль будет играть человек разумный как сила невиданного масштаба. Обнаружилось, что связь человека с природой настолько всеобъемлюща и глубока, что любое действие, как и бездействие тоже, отражается на состоянии этой среды. Гигантская геологическая деятельность человечества наглядна, она стала видна невооруженным взглядом. Мы не знаем сейчас такого быстротекущего природного геологического процесса, с которым можно было бы сравнить мощь человечества, особенно теперь, когда оно вооружено огромным арсеналом всяческих воздействий на природу, в том числе и фантастических по мощности разрушительных сил.

В формулах Вернадского о человеке как геологической силе особенно важен акцент на геологическом понимании роли разума. Вернадский рассматривал биосферу как одну из геосфер, как геологическую оболочку, а не так, как это упрощенно понимают некоторые, даже видные ученые — лишь как живую пленку планеты, т. е. "свободное" от геологического прошлого и физической среды собрание живых организмов. Важно понимать и представлять нерасторжимую сопряженность живого вещества, как выражался Вернадский, со всеми вещественными структурами Земли.

Человек в своих антропологических, социальных, исторических гранях есть существо далеко еще не совершенное, в определенном смысле "кризисное". Тем не менее существует идеал и цель высшего, духовного Человека, тот идеал, который и движет им в его росте, в превозможении собственной природы. Также и его создание — ноосфера — есть еще достаточно дисгармоничная, находящаяся в состоянии становления реальность, но вместе с тем и высший идеал этого становления. Ведь человек — единственное из живых существ, которое не только живет, и живет тем, что есть, но постоянно соотносит свою жизнь с тем, что должно быть, и стремится к этому. (Человек вообще был создан природой — и эволюцией — как какое-то замечательное и постоянно "недовольное" существо. Тем самым она словно гарантировала ему — и себе — стимул к дальнейшему развитию.)

Дальнейшее развитие человечества состоит, "наряду с разрешением социальных проблем, в изменении формы питания и источников энергии, доступных человеку". Вернадский имеет в виду овладение новыми источниками энергии, в том числе энергией Солнца, а также "непосредственным синтезом пищи, без посредничества организованных существ". Он представляет этот колоссальный эволюционный поворот человечества в самом общем виде через достигнутое умение поддерживать и воссоздавать свой организм, как это делает растение, из самых элементарных природных неорганических веществ.

Сейчас Человек, как и все прочие природные твари, в отличие от растений и некоторых бактерий, — существо гетеротрофное и может, как пишет Вернадский, "строить и поддерживать существование и неприкосновенность своего тела только усвоением других организмов или продуктов их жизни".