Биосфера — сумма всех биогеоценозов, или биота плюс биома.
По В. И. Вернадскому, биосфера — это область жизни, объединяющая живое и косное (неорганическое) вещество. Между ними идет постоянный обмен веществом и энергией путем дыхания, питания организмов и пр.
Биокосным Вернадский называл вещество, появившееся при участии организмов и состоящее из живого и косного вещества, например почва.
Главная заслуга Вернадского — создание учения о биосфере.
Учение о биосфере (по Вернадскому).
1. Живое вещество более или менее равномерно распределено на земной поверхности, т. е. оно непрерывно в пространстве, а также во времени.
В нем сконцентрирована энергия, полученная от солнца, так как любой организм — это продукт преобразования солнечной энергии в энергию органических соединений. Таким образом, жизнь на Земле связана с космосом.
2. Организмы на Земле выполняют строго определенные биогеохимические функции, необходимые для поддержания жизни.
Они создают определенное давление на окружающую среду, изменяют течение химических реакций, участвуют в круговороте химических элементов и пр. Можно сказать, что организмы — это реальная химическая сила на Земле.
3. Биосфера с необходимостью переходит в ноосферу, или сферу разумной деятельности человека.
Рассмотрим последовательно перечисленные положения. Что касается первого, то действительно организмы заполняют поверхность планеты, адаптируясь к конкретным условиям. Они находятся в ее глубине и в воздухе. При этом их история на Земле непрерывна, о чем свидетельствуют данные геологии.
Говоря о роли солнца, надо отметить, что его излучение является постоянно действующим фактором на нашей планете. Солнце участвовало в образовании первых органических молекул (левовращающие органические соединения — продукт левого вращения плоскости поляризации электромагнитного солнечного излучения). Оно является основным источником энергии для их синтеза сегодня (фотосинтез). Его ритмы определяют ряд биоритмов и макроциклов в органической и неорганической среде планеты (суточный ритм, месячный цикл, циклы Чижевского и пр.).
Что касается космоса, то не будем забывать о гипотезах, в том числе В. И. Вернадского, связывающих с ним происхождение жизни на Земле. И сегодня мы постоянно находимся в зоне действия космических частиц (протонов — 91%, альфа-частиц — 8% плюс атомы элементов, а также космическая пыль и метеориты) и излучений. Если с первыми мы встречаемся относительно редко, то вторые все время оказывают влияние на биосферу нашей планеты, во многом определяя ее состояние. Причем магнитное поле Земли и озоновый экран защищают нас от наиболее губительных воздействий.
Итак, космос постоянно воздействует на биосферу. Но и мы, в свою очередь, начинаем активно внедряться в космос, влияя на него. «Всюдность, вечность и безначальность космической жизни тесно связаны с ее организацией», — так говорил Вернадский, определяя роль организмов и их сообществ во Вселенной.
Второе положение вполне очевидно. Мы уже отмечали, что организмы включены в природу Земли, являясь ее неотъемлемой составляющей. Они изменили все сферы и сегодня играют важнейшую роль по поддержанию (а где-то нарушению) равновесия в этих сферах, о чем мы будем говорить на протяжении всего курса.
Касательно ноосферы, ее непременного наступления на Земле, Вернадский сформулировал условия, необходимые для ее формирования:
• заселение человеком всей Земли,
• создание эффективных средств связи и обмена между странами,
• усиление всех связей на Земле,
• преобладание роли антропогенных над другими процессами в биосфере,
• открытие новых источников энергии,
• равенство всех людей,
• усиление роли народных масс в политике,
• создание условий для свободы научной мысли,
• подъем благосостояния народа и его образование,
• разумное преобразование природы в интересах человека,
• исключение войн из жизни людей.
Действительно, анализ показывает, что ряд условий уже выполнен или выполняется. Но этого пока не достаточно для наступления новой эры — эры сформированной ноосферы.
К сказанному надо добавить следующее: как для любой косной или химической системы характерно стремление к равновесию, его поддержанию (принцип Ле Шате-лье-Брауна), так для любой живой биохимической системы характерно сохранение ее гомеостаза.
Это равновесие, или гомеостаз, поддерживается за счет саморегуляции биологической системы. Без нее невозможно сохранение жизни как отдельного организма, так и его популяции. Если взять, например, популяцию хищников (на данной территории), то их численность за счет саморегуляции постоянно поддерживается на должном уровне. Если она станет больше, то всем не будет хватать пищи. В результате — гибель наиболее слабых, и численность возвращается к норме. Если она станет меньше, то пищи (животных, которыми питаются хищники) станет больше, что приведет к росту самой популяции, восстановлению ее нормальной численности и т. д.
Заметим, что преодоление определенных критических пределов может привести к гибели популяции: если она значительно ниже нормы, то в результате уничтожения соседями, а если заметно выше, то в результате голода и болезней (также возможно не без «помощи» соседей).
Что касается экологической взаимосвязи и взаимозависимости («все связано со всем»), то на это мы уже обращали внимание и будем отмечать неоднократно и далее.
