Экология: биология взаимодействия. 2.03. Гипотеза Геи

2.02. Ноосфера

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 2. Биосферология

2.04. Биогеохимические циклы

2.03. Гипотеза Геи

Земля — больше, чем просто дом, это живой организм, и мы являемся его частью.
Джеймс Лавлок

Как было уже сказано, на всех уровнях организации биосистем наблюдается регуляция по принципу отрицательной обратной связи. Но уровни организации биосистем во многом и отличаются. Например, организм состоит в основном из живых тканей, обладает высоким уровнем целостности и определенным набором управляющих подсистем (для животных это нервная, эндокринная и иммунная системы). То, что организм поддерживает гомеостаз (сохраняет постоянными свои важнейшие свойства), кажется нам достаточно привычным. Напротив, биосфера состоит в основном из неживых компонентов, не имеет «центра» и управляющих подсистем. Однако к поддержанию постоянства своих свойств способна и она!

Это свойство биосферы произвело сильное впечатление на английского химика Джеймса Лавлока, который работал в американском аэрокосмическом агентстве (NASA) и пытался определить те признаки, по которым можно искать планеты, на которых существует жизнь. Ему стало ясно, что важнейшие параметры земной биосферы (состав атмосферы, ионный состав океана, климат) поддерживаются живыми организмами в состоянии, весьма далеком от равновесия. На протяжении длительного времени земная биосфера поддерживает на поверхности планеты благоприятные для себя условия.

В 1972 году Джеймс Лавлок и Линн Маргулис предложили так называемую «гипотезу Геи» — представление о Земле как о сверхорганизме, который поддерживает свой гомеостаз. Как указывал позже Лавлок, они с Маргулис независимо пришли к мыслям, которые ранее высказывали и Джеймс Хаттон в XVII веке, и Владимир Вернадский в XX веке.

Вернемся к предложенной Дж. Лавлоком в 1979 году умозрительной модели глобальной регуляции — «Маргаритковому миру» (см. пункт 1.9). Если биосфера, которая всего-то и может, что менять цвет лепестков растущих на ее поверхности цветков, способна регулировать температуру планеты в достаточно широких пределах, каковы же возможности земной биосферы? Свойства звезд того класса, к которому относится Солнце, таковы, что со временем они постепенно увеличивают свою светимость. За время существования земной жизни это должно было привести к существенному изменению температур на поверхности планеты. Как ни удивительно, это не произошло. Скорее всего, сохранение климата относительно постоянным — результат регуляторной активности биосферы.

Многие взаимосвязи, обеспечивающие функционирование Геи, еще неизвестны. Приведем один пример, открытый при участии Лавлока. Отмирая, планктонные водоросли выделяют газы — диметилсульфид и метилйод. Эти газы выполняют сразу несколько функций. Во-первых, они усиливают конденсацию водяных паров в атмосфере в виде облаков. Если планктонные водоросли гибнут от перегрева, выделение этих газов приводит к охлаждению воды благодаря облачному покрову. Этот эффект носит не только локальный характер. Увеличение облачного покрова увеличивает альбедо планеты — ее способность отражать упавшие на нее лучи. Возникающий благодаря облачному покрову ветер способствует перемешиванию воды. Кроме того, эти газы, поступая в атмосферу, позволяют возвращать на сушу соединения серы и йода, необходимые для наземных экосистем. Рост активности наземных растений приводит усилению разрушения ими горных пород и увеличению количества биогенов (нужных для планктонных водорослей), которые поступают в океан со стоками воды с суши.

В гипотезе Геи переплелись элементы научной теории и религиозного пророчества. В последние годы Джеймс Лавлок выступает с предсказаниями катастроф. Он считает человечество «нервной системой» Геи, с помощью которой она осознает сама себя. Увы, человечество не осознало своей роли и нарушило функционирование Геи.

«Гея сделала меня планетарным врачом, и, поскольку я воспринимаю свою профессию всерьёз, мне волей-неволей приходится сообщать дурные вести. … Центры по изучению климата во всём мире, — представляющие собой эквивалент диагностической лаборатории или больницы, докладывают о физическом состоянии Земли, — и специалисты видят, что планета серьёзно больна, и в самом скором времени у неё начнётся лихорадка, которая продлится не менее 100 тысяч лет. И я должен сказать вам, члены Земной семьи, и самая её близкая часть, — что вы, и, в особенности, цивилизация находимся в смертельной опасности. …

Мы должны быть сердцем и разумом Земли, а не просто вирусным заболеванием. Так давайте же наберёмся мужества думать не только о потребностях и правах человека, но и о том, какой вред мы нанесли Земле, и как нам примириться с Геей. Мы должны взяться за дело, пока мы ещё достаточно сильны для этого, пока мы ещё не убогая толпа людишек, сломленная жестокой волей одичалых военных диктаторов. Главное, что мы должны помнить, так это что мы часть Земли, и что она и в самом деле является нашим домом» (Дж. Лавлок).

Как ни относиться к теории Геи, с Лавлоком нельзя не согласиться в том, что один из главных параметров биосферы — содержание CO2 в атмосфере.

 

2.02. Ноосфера

Экология: биология взаимодействия

Глава 2. Биосферология

2.04. Биогеохимические циклы