Тема 1. Жизнь в интерьере планета Земля

 

 

 "Всем малым миром, скрытым в человеке,
противится он ветру и дож­дю,
которые сцепились в рукопашной".
              У.Шекспир, "Король Лир".

 

Лекция 1.1. Зарождение жизни и эволюция.

 

Предсказаниям катастроф несть числа! Человек всегда боялся природных катаклизмов, это в нем заложено генетически. По некоторым данным, самый древний свод предсказаний конца света содержится в Авесте, священной древнеперсидской книге (начало I т. до н.э). Апокалипсис назначен в Авесте на 2002г. нашей эры плюс минус несколько десятков лет ("… над Землёй поднимутся сразу несколько светил "). В индийском эпосе "Махабхарата" тоже сообщает о двух светилах, которые будут видны в небе в конце юги - примерно в 2000г., то есть в конце завершения полного круга жизни на Земле. В древних книгах и преданиях можно найти ещё много такого рода пророчеств, но не это будет нас интересовать.

Во многих религиях конец истории знаменуется катаклизмом, завершающим сражением добра со злом, после которого земное существование человечества заканчивается. Но я не понимаю, почему всеобщий Божий суд должен быть Страшным Судом? Почему Апокалипсис? Зачем? Ответы на эти вопросы должны дать психологи, исследующих психологию верующих людей, так как толкования теологов – это пища для размышлений о свойствах человеческого мышления, а не об устройстве Мира. Человеческий страх смерти так или иначе эксплуатируется всеми религиями и религиозными сектами. Но и не это будет основным предметом нашего анализа.

Светское мышление тоже жадно задает себе вопрос: будет ли конец света, а если будет, то когда и как. Пресса России последних лет полна предсказаний разной степени обоснованности, при этом количество и качество таких предсказаний и степень доверия к ним связаны с уровнем социальной напряженности, то есть зависят от величины базового стрессового напряжения. Толкование древних документов, таких, как, например, записки Нострадамуса, предсказания всяческих ясновидящих и экстрасенсов, обращения к гадалкам и колдунам становятся модными и воспринимаются в этой ситуации абсолютно некритически.

62-летний астрофизик и космолог, британский королевский астроном, директор Гринвичской обсерватории сэр Мартин Рис опубликовал в 2003 г. в США произведение, вышедшее в Великобритании под названиями "Наше последнее столетие" и "Наш последний час". Книга - плод 20-летних размышлений автора на темы космологии,
человечества и опасностей, ожидающих нас в будущем: столкновение с астероидом, ухудшение экологической обстановки, глобальное потепление климата, ядерные войны и неодолимые пандемии. Кроме того, М. Рис предупреждает: достижения науки и техники не только открывают новые возможности, но и несут новые беды. Мы немного обсудим эти проблемы, но также будем интересоваться и другими вопросами.

Около 2000 лет назад, со времен Платона и Аристотеля, с зарождением формальной логики развитие Европейской цивилизации пошло по пути научного и технологического прогресса, вовлекая на этот путь и в сферу своего влияния – экономической или иной экспансией, примером высокого качества жизни – другие страны и народы. Вопрос о механизмах зарождения формальной логики на фундаменте основанных на «мягкой» логике биологических систем безусловного и условного рефлексов является важнейшим для моделирования свойств человеческого мышления, для понимания нейрофизиологических механизмов этого природного феномена. А также – что для нас, как интересующихся тематикой этой работы, так и остального человечества, более важно – для выяснения наиболее вероятного направления эволюции биологического вида homo sapiens. Так как вполне вероятно, что появление формальной логики и развитие на ее основе систем познания мира – субъект объектных отношений – это признак очередного ароморфоза, то есть выхода биологической и разумной материи на новый уровень организационной сложности.  Последнее событие такого рода – образование вида homo sapiens при появлении функции вербализации информации, то есть речи, – сопровождалось исчезновением промежуточной ступени от приматов к homo, так как, в соответствии с принципом Гаузе, несколько видов не могут существовать в одной экологической нише. Какими катаклизмами будет сопровождаться грядущий переход? Они уже начались, например, феномен терроризма может рассматриваться именно в этом ключе. В этой ситуации человечество для предотвращения «схлопывания», гибели человечества как вида, должно перейти к эволюционному ходу развития, то есть найти приемлемые для всех популяций основания к гашению биосоциальных явлений, приводящих к большим социальным конфликтам.

Развитие человеческого сообщества как биологического вида рассмотрено в рамках эволюционной биологии, в частности, ведущим американским биологом - эволюционистом Эрнстом Майром (Ernst Mayr) в его работах «Зоологический вид и эволюция». Одна из глав первой из них «Человек как биологический вид» была напечатана в журнале «Природа».  Во вступлении к ней Э. Майр писал: "Я написал «Человек как биологический вид» для того, чтобы познакомить читателя с соответствующими фактами и привлечь его внимание к событиям, происходящим на нашей планете и в нашем обществе, игнорируя которые, мы можем придти, в конце концов, к катастрофе. … Будем надеяться, что те, на кого возложена задача планировать будущее человечества, должным образом учтут биологические аспекты эволюции человека".  За прошедшие 30 лет получены новые фундаментальные результаты в естественнонаучном комплексе наук о человеке, о социальных процессах в человеческом сообществе, и этот подход позволяет по новому осмыслить движущие силы и механизмы процесса.

Благоприятное – с неизбежными локальными кризисами, но эволюционное - развитие событий в любой момент может быть прервано глобальной катастрофой природного или антропогенного происхождения. Диапазон физических параметров существования высших видов биологической материи очень узок, по образному выражению И.Ефремова мы живем на «лезвии бритвы». Попытаемся рассмотреть, какие имеются вероятные варианты «сползания» с этого лезвия. Возможно, будет выбран неверный путь развития и человечество деградирует, перестанет существовать как элемент природы. Варианта, когда человечество, развивая вторую природу, выйдет на уровни преобразования энергии, сравнимые с гелиофизическими, и, в результате неустойчивостей, уничтожит живую материю, мы не будем рассматривать, хоть это очень интересно, это сделано в великолепной работе Турчина «Структура глобальной катострофы». Уже произошедшие кризисы и катастрофы и будут предметом нашего рассмотрения в той части работы. Мы не будем описывать и анализировать сценарии благополучного технологического развития, они мастерски рассмотрены многими учеными и писателями, например, Дайсоном и С. Лемом в его «Сумме технологии». Но сделаем некоторые выводы относительно социальных аспектов этой проблематики.

То есть, предметом нашего рассмотрения в этой первой части работы будут катастрофы, которые уже произошли, или возможность реализации которых не только не противоречит современным научным данным, но их механизмы и последствия могут быть обоснованы наукой с точностью до некоторых трудно определимых на этом этапе развития параметров. Обычно в первом приближении различают три типа катастроф: 1. Космические катастрофы; 2. Экологические и геофизические катастрофы; 3. Техногенные катастрофы. Встречаются комбинации этих типов катастроф. Попробуем классифицировать катастрофы обозначенного типа более подробно следующим образам:

1.    «Мгновенные» катастрофы геофизического или космического происхождения.

2.    «Мгновенные» катастрофы техногенного происхождения.

3.    Техногенные катастрофы длительного воздействия.

4.    Экономические или социальные кризисы, заканчивающиеся катастрофами типа «ядерной зимы».

5.    Техногенные, экологические или природные бедствия и длительные воздействия на климат, заканчивающиеся катастрофами типа «ядерной зимы» или глобального потепления.

6.    Катастрофы, являющиеся следствием неконтролируемого использования достижений биологии и генетики.

7.    «Затяжные» катастрофы, являющиеся следствием выбора неверного пути развития, в том числе с использованием достижений науки.

8.    Деградация человечества как следствие появления неожиданных научных и технологических достижений, «эффект Лимфатера».

Вот сколько их набралось! Мы не будем оценивать вероятность их реализации количественно, неблагодарное это занятие, да и данных маловато для таких оценок. Человек на уровне проявления коллективных эффектов мало изучен, здесь появляются трудно предсказуемые явления типа «рефлексивности» и «ошибочности», уже частично исследованные в экономике и политике (Дж. Сорос). Так что путь развития неоднозначен. Наша задача – понять, в какую сторону идти опасно, а куда вообще нельзя двигаться. Поиск путей избежания катастроф и минимизации их последствий не является задачей этой работы, хотя трудно удержаться от упоминания тех, которые кажутся очевидными на этом этапе развития наших знаний. При поисках путей избежания катастроф или минимизации потерь при их возникновении оценки нужно проводить в каждом случае с учетом многих параметров. По крайней мере, можно сказать, что в некоторых случаях возникает ситуация «подводной лодки», когда или спасаются все, или не спасается никто, исход зависит от поведения человечества. Это – «окончательная» проверка человечества Природой на степень разумности, как в одном из фантастических рассказов Р.Шекли. Основная проблема здесь -  это прогнозирование вероятных путей развития разумной материи как части общей экосистемы планеты Земля.

Сначала рассмотрим в общем виде место человечества в структуре Природы. Это рассмотрение необходимо сделать для того, чтобы понять, откуда и по какой причине может исходить опасность и по возможности выяснить степень ее неизбежности.

Специалисты в области гуманитарных наук всегда говорят, что человечество - это «особая» часть природы, развивающаяся по законам, отличным от законов эволюции других видов материи. При описании биологических объектов в рамках классической термодинамики приходится интерпретировать их как сильно неравновесные, а такой подход требует привлечения специфического математического аппарата, описывающего открытые системы (И.Пригожин). Но и в этом случае получить физически вразумительные результаты в подавляющем большинстве случаев проблематично. Теоретическая биофизика за последние десятилетия получила фундаментальные результаты, позволяющие физически непротиворечиво описать структурирование материи на различных уровнях и решить эти загадки. В этих работах термодинамика структурирования биологических систем строго описывается с использованием идеологии и классического математического аппарата Дж. У. Гиббса. Элементы и процессы структурирования на различных уровнях рассматриваются как квазиравновесные со своими геометрическими размерами и временами жизни. Организм - открытая термодинамическая система, структурно содержащая иерархически организованные уровни таких элементов.

Коротко изложим суть концепции мироустройства А.М.Хазена, в основных чертах не противоречащей концепции, упомянутой выше. На всех уровнях организации материи существуют общие принципы ее структурирования. Системный уровень образуется элементами, сформировавшимися в результате структурирования элементов предыдущего уровня, например, уровень атомов – уровень молекул – уровень кристаллов - и т.д. Характер структурирования определяется количеством, энергией и правилами отбора возможных связей между элементами, образующими системный уровень. Принципы структурирования определяются фундаментальными законами природы: наименьшего действия, сохранения энергии, роста энтропии - и описываются параметрами: действие – энтропия – информация, определяющими вероятности существования устойчивых элементов на каждом системном уровне при определенном наборе условий. В этом случае снимается противоречие, связанное с парадоксом неравновесности при переходе с одного уровня на другой, то есть условия равновесности выполняются для каждого уровня, и статистические вероятности существования элементов реализуются для определенных условий.  Чем более сложные элементы образуются на уровне в результате вероятностной реализации разрешенных связей, тем уже становится диапазон параметров их существования, то есть снижается потенциальный порог разрыва связей. Закон роста энтропии выполняется для системы в целом всегда, не требуется вводить понятия негоэнтропии. От себя добавим, что в этом случае, задавшись системой возможных связей, можно определить диапазон оптимальных условий существования наиболее сложных элементов, например, для кремнийорганических структур. Для углерода, очевидно, условия на Земле оказались близки к оптимуму, так вот нам повезло.

Наиболее строгое термодинамическое описание биологических систем на основе разработанных Дж.Гиббсом феноменологической теории и математического аппарата дано в упомянутой выше иерархической термодинамике Г.П.Гладышева. Выявление термодинамически квазиравновесных состояний на различных уровнях организации биологической материи позволяет ввести понятие о «самосборке» элементов на каждом уровне и термодинамических временах жизни элементов. Это, в свою очередь, дает возможность, в отличие от теории И.Пригожина, использовать для описания механизмов структурирования уровней линейные математические модели.

Эти работы снимают «мистику» с феномена зарождения и развития живой и разумной материй. Элементы этих видов материи становятся в общий ряд с другими структурными объектами природы, процессы их образования и развития подчиняются общим законам мироздания. У термодинамических процессов нет «цели». Цель - адаптация к свойствам среды и максимальная реализация термодинамического времени жизни организма, популяции или вида - имеется у биологических процессов и объектов. Этой же цели служит структурирование социальных систем как один из способов адаптации популяции и вида к свойствам внутренней и внешней сред. Операциональная структура и функции физиологических систем описываются теорией (функциональных) физиологических систем (ТФС) П.К.Анохина. Человеческий организм, как и любой другой объект биологии, является иерархической функциональной системой, и в функциональных актах организма задействованы элементы всех уровней. Системообразующим фактором является результат функционального акта, дающий полезный приспособительный эффект в отношении «организм-среда», достигаемый при реализации системы. В терминах термодинамики это поддержание динамически равновесного состояния объекта или системы. Эти вопросы более подробно обсудим ниже.

Высшая на настоящий момент фаза развития нейронных сетей биологических организмов - появление феномена разума - характеризуется  формированием деятельностных комплексов и психологических функций организма на основе модели мира, в отличие от когнитивной карты других высших животных. Это выводит человечество на новый уровень взаимодействия организмов и их объединений с внешней средой. В больших масштабах идет процесс преобразования ландшафтно-энергетической среды, ее адаптации под нужды человечества. Для этого создана «вторая природа», позволяющая вовлечь в адаптационный процесс способы преобразования энергий и веществ, редко реализуемых или вообще не реализуемых Природой в условиях Земли без участия разума. Развитие систем «второй природы» дало возможность виду гомо сапиенс достичь небывалого в истории Земли биологического прогресса, то есть увеличить количество особей вида. За период около 50 тысяч лет были заполнены большинство пригодных для использования высшими биологическими видами экологических ниш ландшафтно-энергетической среды.

Развитие «второй природы» потребовало появления новых полей деятельности, вызвало специфическое структурирование социальных систем, адаптирующихся под эту ситуацию. В настоящее время информационный обмен стал столь интенсивным, что оказывает прямое влияние на процессы внутривидовой межпопуляционной борьбы за существование. Сам по себе научно - технический прогресс является средством адаптации вида к средовым условиям и не может быть движущей силой социально - исторического процесса, то есть не может быть его целью. Наука в социальном организме выполняет двоякую роль: как двигатель технологий и как аналог функции «акцептора результата действия» в биологических организмах. Эта вторая функция реализуется через создание основ идеологий, являющихся необходимым условием реализации социальных проектов в рамках динамики структурных перестроек социальных систем. Идеологии нужны для синхронизации мотиваций деятельности ансамбля личностей в определенном направлении.

Посмотрим масштабные природные соотношения основных физических параметров косной, биологической и разумной материй.

Массовые соотношения видов материи в настоящее время следующие: биомасса на Земле М1 ≈ 2х1018 г., из них ≈ 4х1014 г. – масса разумной материи (не мозга, а человеческих тел!!! J); масса Земли М2 ≈ 6х1027 г., масса Солнца М3 ≈ 2х1033 г. В процессе эволюции масса биологической материи колебалась примерно на порядок. Из этих цифр видно, что биологическая материя по массе составляет ничтожно малую величину по отношению к массе Земли и Солнечной системы, не говоря уже о Галактике. Основным результатом эволюции биологической материи до появления разумной в отношении роста энтропии можно считать накопление энергии химических связей в виде ископаемых углеводородов и свободного кислорода и неизбежные издержки в виде рассеянного тепла. При этом за рассеянное тепло, если не считать естественных пожаров, в основном отвечала фауна, то есть организмы, функционирующие на основе белкового метаболизма, а за накопление углеводородов и свободного кислорода – организмы на основе фотосинтеза, то есть флора. Результатом воздействия на косную материю можно считать модификацию и интенсификацию геохимических процессов, а также климатические изменения, связанные с динамикой состава атмосферы. Эти процессы можно рассматривать как часть общей эволюции Земли, а можно считать результатом взаимного адаптационного взаимодействия косной материи Земли и биологической материи, ее биосферы.

Возраст Метагалактики, как и нашей Галактики, по данным физической космологии составляет th ~ (10 – 20)х109 лет («Физика космоса. Маленькая энциклопедия»). Приведем сокращенную таблицу основных событий эволюционного процесса из (Палмер Д, Палмер Л.), в ней в 1 столбце для наглядности представлен масштаб времени из соотношения: 1 секунда – 100 лет.

 

Субъективное время

Реальное время

Знаменательные события

0,98с

1903 н. э. (98 до н. в.)

Первый полет на воздушном транспортном средстве тяжелее воздуха (самолет)

4,79 с

1522 н. э. (479 до н. в.)

Первое кругосветное путешествие

23,85 с

384 до н. э. (2385 до н. в.)

Рождение Аристотеля

46,00 с

ок. 2 600 до н. э. (4600 до н. в.)

Построена Великая пирамида в Гизе

1 мин 28 с

ок. 8800 до н. в.

В Малой Азии возник самый древний из известных ныне городов - Катал Гуюк

1 мин 30 с

ок. 10300 до н. в.

Окончание Ледникового периода

3 мин 20 с

ок. 20 000 до н. в.

В Северной Африке изобретены лук и стрелы

4 мин 20 с

ок. 28000 до н. в.

Вымерли неандертальцы

12 мин

ок. 72000 до н. в.

Начало последнего Ледникового периода

1 ч

ок. 600 000 до н. в.

Появился первый древний Homo sapiens

2 ч 46 мин

ок. 1 млн. до н. в.

Homo erectus мигрировали за пределы Африки

3 ч 53 мин

ок. 1,4 млн. до н. в.

Homo erectus научились использовать огонь

6 ч 40 мин

ок. 2,4 млн. до н. в.

Появление Homo habilis и первых каменных инструментов

7 дней 12 ч

ок. 65 млн. до н. в.

Земля столкнулась с большим космическим телом, что привело к катастрофическому вымиранию видов (включая динозавров)

11 дней

ок. 95 млн. до н. в.

Появление первых приматов

20 дней 6 ч

ок. 175 млн. до н. в.

Процветание рептилий Юрского периода, включая динозавров - крупнейших сухопутных животных, когда-либо возникавших на Земле

28 дней 9 ч.

ок. 245 млн. до н. в.

Окончание Пермского периода, самое массовое вымирание животных за историю Земли, вымерло 90% видов

36 дней 6 ч

ок. 313 млн. до н. в.

Появление первых рептилий

185 дней 5 ч

ок. 1600 млн. до н. в.

Появление сине-зеленых водорослей (разновидность фотосинтезирующих бактерий)

1 г. 86 дней 10 ч

ок. 3 900 млн. до н.в.

Возникновение фотосинтезирующих бактерий

1 г. 98 дней

ок. 4000 млн. до н. в.

Зарождение жизни на Земле

1 г. 161 день 15 ч

ок. 4550 млн. до н. в.

Сформировалась Солнечная система

1 г. 173 дня 5 ч

ок. 4650 млн. до н. в.

Взорвалась сверхновая, из материала которой возникла (помимо прочих) Солнечная система

3 г. 352 дня

ок. 12 500 млн. до н. в.

Появление первых звездных систем во Вселенной

4 г. 102 дня 12 ч

ок. 13 500 млн. до н. в.

Большой Взрыв, или рождение Вселенной

 

Обратим внимание на два обстоятельства.

Возраст Солнечной системы составляет 4 550 млн. лет и возраст биологической материи 4000 млн. лет, в то время как со времени образования первых звездных систем до зарождения Солнечной системы прошло 8000 млн. лет. Из высокой вероятности наличия условий зарождения биологической материи во Вселенной и временного масштаба эволюции следует, что на многих планетах возможна эволюция жизни до ее высших, разумных форм. В этом случае биологический прогресс должен привести к появлению следов деятельности внеземных цивилизаций, в частности, цивилизаций технологического, земного  типа. Но такие следы не обнаружены, хотя в этом направлении предпринимались целенаправленные исследования.

Так или иначе, но эти обстоятельства свидетельствуют о том, что биологический прогресс, вероятно, не приводит к экспансии разумной материи на масштабы преобразования энергии и вещества, превышающие геофизические. Следовательно, имеются механизмы деградации разумной и биологической материи, связанные с эволюцией их внутренних параметров или с периодическими катастрофическими воздействиями косной материи.

Солнечная система движется по орбите вокруг центра галактики со скоростью,  отличающейся от скорости большинства других звездных систем. Поэтому она «достаточно долго» не подвергалась воздействию факторов, которым часто подвергаются системы, находящиеся в рукавах нашей спиральной Галактики. Именно это обстоятельство способствовало сохранению относительно стабильных физических условий существования и эволюции биологической материи. Но даже в этих, аномальных для подавляющего большинства звездных систем, условиях наблюдаются кризисные периоды. Они характеризуются большими потерями генофонда и массы биологической материи. Имеется ряд исследований, показывающих, что катастрофические события происходят периодически, об этом ниже.

Условия для возникновения жизни на Земле сформировались около 4 миллиардов лет назад. Отбор генов при их репликации и обменом с внешней средой на ранних стадиях, приведшие к возникновению живых организмов во всем их многообразии, оставим здесь без обсуждения ввиду скудности достоверной информации о механизмах этого процесса. Красивое описание этого процесса сделано в работе Р. Докинза. Когда возникли условия, необходимые для образования реплицирующихся молекул, между ними началась конкуренция за материал для реплицирования. В результате этого отбора выжили те репликаторы, которые стали создавать для себя фены, «машины выживания», то есть организмы. С этих позиций естественный отбор идет на уровне генов, организмы – это только форма существования генов. Но спектр генного состава исходного живого вещества очень важно знать,  так как для появления первых рептилий, имеющих нервную систему, потребовалось 3700 млн. лет эволюции. В этот период, очевидно, произошло основное накопление разнообразия генного состава биосферы, дальнейшая эволюция продолжалась на этом фундаменте.  И с этого момента количество перешло в качество, темп эволюции резко увеличился. После катастрофы конца Пермского периода для расцвета сухопутных рептилий потребовалось всего 70 млн. лет. Для их эволюции до катастрофического исчезновения природа отвела период в 170 млн. лет, то есть примерно столько же, сколько потребовалось теплокровным животным для эволюции до разумной формы материи. Что помешало нейронной системе рептилий развиться до разумных форм? Или отсутствовали внешние условия для развития в этом направлении, или были ограничения, связанные с особенностями анатомии и морфологии их организмов? Существует гипотеза Дейла Рассела о том, что один из видов рептилий – стенонихозавры – развился до разумных форм за 12 млн. лет, но доказать эту увлекательную гипотезу едва ли будет возможно.

С позиций диапазона физических и химических параметров условий существования генов, состав генного материала биологической материи можно разбить на две части. Первая часть имеет примитивные «машины выживания» - вирусы, споры и т.д. - и  сравнительно широкий диапазон параметров существования.  Диапазон же существования второй части биологической материи, имеющий сложные «машины выживания» генов, по физическим параметрам - температуре, химическому составу окружающей среды, уровням радиационного фона, другим - в настоящее время довольно узок. Но геном человека на 50% совпадает с геномом мухи дрозофилы и на 99% с геномом шимпанзе. То есть, дело не в составе генома, а в функциях генов. Практически все организмы основной части биосферы взаимозависимы, являются элементами, звеньями биоценоза, что делает ситуацию еще более неустойчивой. Накопление энергии химических связей на «материнском» уровне косной материи создает потенциальную опасность «быстрого» ее высвобождения, например, в результате геологических процессов, что повлечёт за собой катастрофические изменения условий существования и, как следствие, гибель основной части биологической материи. Таковы следствия роста энтропии на этом уровне организации материи.

Самая сложная для рассмотрения часть при использованном в этой работе подходе – анализ ситуации с разумной материей. С момента начала осмысленного применения огня, одежды и орудий труда человек радикально включил в свою энергетику элементы косной материи, то есть стал создавать «вторую природу». Это позволило расширить ареал обитания практически на все климатические зоны Земли, выйти на уровни использования разных видов энергии в сравнительно больших масштабах. По разным оценкам, опасным для геофизических (климатических и т.д.) процессов является уровень использования 0,1% – 0,01% обменной энергии Солнце – Земля, это при безотходном ее использовании. Реально же «сброс» избыточной энергии на уровень биологической материи происходит в виде нарушения условий существования и прямое утилитарное использование элементов уровня, что приводит к уменьшению количества  видов флоры и фауны. На уровень косной материи избыточная энергия поступает в основном в виде накопления технолитов, то есть инертных элементов неестественного для нормальных условий состава, аккумулирования энергии в виде энергетически ёмких химических веществ и ядерной энергии в виде элементов ядерной энергетики и ядерного оружия. Масса технолитов и твердых отходов составила к концу ХХ века ~8х1018 г., то есть сравнялась с массой биологической материи. Химической и ядерной энергии накоплено столько, что высвобождение даже небольшой ее части может привести к необратимым изменениям среды существования биологической и разумной материи. Кроме того, технологическая деятельность приводит к сравнительно медленному изменению некоторых малых параметров, возможно, увеличению концентрации СО2 и фреонов в атмосфере, что может привести к изменению теплового и радиационного баланса и, соответственно, климатических условий.   Все это создает понятные потенциальные угрозы существованию высших форм биологической и разумной материи.

В настоящее время промышленность человечества функционирует в основном на невозобновляемых ресурсах. По оценкам участников Римского Клуба, а также Тимофеева-Ресовского и Н.Н.Моисеева при современном уровне технологического развития и умеренном потреблении на возобновляемых ресурсах на Земле может существовать 0,5 - 1 миллиард человек. В этих условиях под «устойчивым развитием» надо понимать переход к состоянию динамического равновесия между деятельностью человека и природными процессами (экологический императив), то есть одновременное развитие технологий, сберегающих невозобновляемые ресурсы, и выравнивание уровня потребления между популяциями. Такое состояние и будет являться состоянием ноосферной цивилизованности. Для того чтобы человечество стало на этот путь развития, требуется понимание ситуации всеми популяциями, согласование действий для движения (прогресса) в нужном направлении (нравственный императив). Определения экологического и нравственного императивов даны в работах Н.Н.Моисеева.


Никакое рассмотрение экосистемы Земли нельзя считать полным без анализа динамики изменения генного состава ее биосферы. Как говорилось выше, разнообразие генного состава формировалось в течение 3700 миллионов лет. По одной из гипотез, прообразом биологических организмов были оболочки, цитоплазма и клеточная мембрана, возникшие одновременно с  репликаторами - фены. Далее в процессе биологической эволюции конкуренция шла на базе вариаций функций генов при формировании фена, состав генов пополнялся новыми комбинациями, скажем так, «не очень сильно». Интереснейший и плохо исследованный вопрос – о процессе и механизмах фиксации функций генов, формировании фенотипа. Особенно интересным этот вопрос становится при исследовании формирования поведенческих функций организмов и его первого этапа - возникновения безусловного рефлекса, зафиксированного в нейронной сети и передаваемого по наследству. Процесс можно назвать «филогенетическим запоминанием», так как он прямо связан с механизмами образования и развития видов. 

Эти вопросы чрезвычайно сложны для исследования, так как формирование структур происходило в течение больших интервалов времени. В различные моменты этого времени параметры среды – температура, состав, электрическая активность, состав и интенсивность космического излучения и т.д. – менялись в определенной последовательности. Отсюда – сложности моделирования процесса. Почему мы останавливаемся на этих вопросах? Дело в том, что, возможно, деградация высших форм биологической материи заложена генетически, в соотношениях и динамике некоторых малых параметров, сформировавшихся при эволюции ее низших форм. То есть, как уже было сказано, помимо внешних угроз существует опасность естественной, определяемой термодинамикой, деградации генофонда.

Идея о возможности такого хода эволюции высказывалась многократно начиная еще с XIX века, то есть предполагается, что таксоны (виды, роды, семейства и т. д.) проходят в своем развитии закономерные стадии молодости, зрелости и старости. В принципе, такая этапность в развитии многих крупных таксонов видна в палеонтологической летописи, что называется, невооруженным глазом. Для выявления таких закономерностей нужны обширные, подробные и достоверные палеонтологические базы данных. Сегодня такие базы уже существуют, и среди них одной из самых качественных и детализированных по праву считается FRED (The Fossil Record Electronic Database), содержащая сведения о палеонтологических коллекциях, собранных в Новой Зеландии и прилегающих районах. Майкл Фут (Michael Foote), известный специалист по эволюции биоразнообразия из Чикагского университета, и его коллеги из Новой Зеландии использовали эту базу данных для поиска закономерностей в развитии разных видов и родов ископаемых новозеландских моллюсков. Исследователи выбрали для своего анализа 140 видов кайнозойских моллюсков, данные по которым оказались наиболее достоверными и подробными. Все эти виды появились и вымерли примерно от 40 до 3 млн лет назад. Были использованы только вымершие виды, чтобы можно было проследить всю их судьбу целиком — от рождения до смерти. Для датировки коллекций в FRED используется ярусная (вековая) шкала, то есть возраст каждой коллекции (и, соответственно, каждой отдельной находки) известен с точностью до века (это в среднем примерно 2 млн лет). Чтобы при таком временном разрешении можно было заметить какие-то изменения, происходящие с видом во времени, ученые рассматривали только виды, известные не менее чем из трех последовательных веков. Все исследованные виды, кроме двух, являются новозеландскими эндемиками, то есть, не известны из других регионов. Насколько правомерно переносить эти закономерности на высшие виды – вопрос открытый, пока не выяснены их причины. Социальный процесс идет по биологическим законам, но с использованием современных технических средств воздействия.

 

 

 

 

Hosted by uCoz