Земля больна лихорадкой, которая может привести к повышению температуры на 8 градусов по Цельсию, что сделает большую часть ее поверхности необитаемой и поставит под угрозу миллиарды человеческих жизней, заявил во вторник климатолог, известный своей спорной репутацией. Джеймс Лавлок, возмутивший ученых-климатологов своей теорией живой планеты - теорией Гайя - а затем вместе с экологами выступивший против ядерной энергии, заявил, что израненная Земля сможет выдержать менее десятой части нынешнего 6-миллиардного населения. Не все мы обречены. Ужасающее число людей погибнет, но вид не вымрет, - сообщил он на пресс-конференции.
- Однако раскаленная Земля сможет выдержать не более 500 млн человек. Почти все известные нам системы обладают положительной обратной связью, и вскоре последствия этого превзойдут любые эффекты, вызванные промышленными выбросами углекислого газа и другими подобными явлениями по всему миру.
По словам ученых, глобальное потепление, спровоцированное выбросами углекислоты в результате сжигания ископаемого топлива в энергетике и на транспорте, может привести к концу столетия к повышению температуры на 6 градусов по Цельсию. Это вызовет наводнения, голод и мощные ураганы. Однако специалисты также говорят: если предпринять строгие меры по ограничению выбросов углекислоты сейчас, это может остановить концентрацию CO2 в атмосфере, оставив показатель на уровне 450 долей на миллион. В таком случае температура повысится лишь на 2 градуса по сравнению с доиндустриальной эпохой и планета будет спасена. Лавлок заявил, что увеличение температуры на 8 градусов уже предрешено. Хотя попытки сдержать это явление достойны уважения с моральной точки зрения, в конечном счете они бесполезны. Это можно сравнить с ситуацией, когда у вас отказывают почки, и вы прибегаете к искусственной почке. Кто же откажется, если альтернатива - смерть.
О происходящем следует говорить именно в таком ключе, - считает ученый. Но необходимо помнить, что все, что делается, лишь дает нам отсрочку. Проблема остается, - добавляет он. В 1960-е годы Лавлок назвал именем древнегреческой богини Земли Геи (Гайя) революционную для своего времени теорию о том, что земля функционирует как единый самоподдерживающийся организм. Сегодня его “теория Гайя” широко распространена. На лекции по проблемам окружающей среды, прочитанной им в Лондоне в Институте химической инженерии, Лавлок рассказал, что планета не менее семи раз переживала мощные климатические изменения. В ходе изменений после последнего ледникового периода под водой скрылась поверхность земли, равная площади африканского континента, - заявил он. - В этом веке мы сталкиваемся с событиями не менее серьезными, или даже худшими. Убежища есть, и их много. 55 млн лет назад жизнь переместилась в Арктику, где оставалась длительное время, а когда положение стало исправляться, она вернулась обратно. Я боюсь, что именно это нам придется проделать, - добавил он.
Лавлок заявил, что Соединенные Штаты, отказавшиеся подписать Киотский протокол и сократить выбросы углекислоты, напрасно рассчитывают на техническое решение проблемы, тогда как переживающие экономический подъем Китай и Индия не поддаются контролю. В Китае каждую неделю строится новая угольная электростанция - это вызвано безудержно растущим спросом. То же самое происходит в Индии. Если эти страны решат затормозить развитие, приводящее к выбросам углекислого газа, но помогающее миллиардам людей выбраться из нищеты, произойдет революция. А если нынешнее положение сохранится, то рост выбросов CO2 и увеличение температуры приведут к гибели растений и вызовут голод, объясняет ученый. Если изменение климата продолжится, я склонен считать, что к середине столетия Китай не сможет производить достаточно пищи, чтобы прокормить свой народ. Китайцам придется куда-то переселяться, а Сибирь слабо заселена, и к указанному времени там станет теплее.
Возраст солнечной системы и гипотеза Геи Большинству людей известны уникальные характеристики Земли, которые делают возможной жизнь на нашей планете. К числу таких характеристик относятся химический состав планеты и ее атмосферы, наклон земной оси, связь с Луной, траектория орбиты Земли и расстояние до Солнца. Известно, что Солнцем управляет термоядерная реакция - источник энергии, достаточный для того, чтобы Солнце могло светить очень и очень долго. Расчеты показывают, что его хватит для поддержания нынешней яркости Солнца в течение примерно десяти миллиардов лет. Считается, что большинством звезд также управляют аналогичные ядерные реакции. Такое положение дел носит название главной последовательности - периода стабильности, который соответствует большей части долгой жизни звезды. Предположим, что Солнце стало звездой главной последовательности с момента образования, то есть около 4,6 миллиардов лет назад. Этот период являет собой почти половину предполагаемого срока жизни Солнца; таким образом, Солнце на данный момент израсходовало около половины своего запаса энергии. А это означает, что примерно половина водорода в его ядре сменилась гелием. Смена химического состава приводит к изменению структуры ядра. Общая структура Солнца тоже должна была измениться, так что на сегодняшний день Солнце должно светить приблизительно на 40% ярче, чем 4,6 миллиарда лет назад. Это неизбежно повлияло бы на температуру планет. Принято считать, что даже самые малые отклонения в яркости Солнца повлекут за собой трагические последствия для земного климата. 40% изменение яркости Солнца, таким образом, привело бы к перемене климата, сравнимой по масштабу с нынешними отличиями между Венерой, Марсом и Землей. Согласно теории эволюции, около четырех миллиардов лет назад, когда, как считается, жизнь на Земле только что зародилась, температура планеты была близка к нынешней. Но, в таком случае, последующее увеличение яркости Солнца должно было привести к такой жаре, при которой жизнь на Земле стала бы невозможна. Можно наивно предположить, что изначально на Земле было гораздо прохладней, а со временем потеплело. Но это невозможно. Геологи отмечают, что, по данным изучения горных пород, средняя температура Земли за последние четыре миллиарда лет не слишком изменилась; а биологи утверждают, что для развития и эволюции жизни необходима примерно постоянная средняя температура. Эту проблему и называют парадоксом "молодого слабого Солнца". Неправдоподобность такого процесса побудила Лавлока выдвинуть гипотезу Геи. Согласно ей, биосфера (состоящая из земных океанов, атмосферы, коры и всех живых существ) представляет собой некий сверхорганизм, получившийся в ходе эволюции. Атмосфера изменилась, чтобы защитить развивающуюся жизнь от угрозы нарастающей яркости Солнца. Гипотеза Лавлока не завоевала всеобщего признания, преимущественно из-за того, что в ее основе лежит духовное начало. На самом же деле она вовсе не ведет к мистическому взгляду на мир. Физические принципы, на которых основан парадокс молодого слабого Солнца, тверды и незыблемы, поэтому астрономы уверены в реальности этого эффекта. Следовательно, эволюционисты стоят перед выбором одного из двух возможных объяснений того, каким образом на Земле установилась почти постоянная температура вместо неуклонно нарастающего притока энергии. Одно из этих объяснений предлагает нам поверить, что путем случайных изменений атмосфера эволюционировала так, чтобы противостоять нагреванию. В лучшем случае это означает, что атмосфера прошла через целый ряд состояний неустойчивого равновесия или даже неравновесия. Нечто подобное происходит с живыми организмами под воздействием сложных систем регуляции, закодированных в ДНК. Смерть - процесс, при котором прекращаются сложные биохимические реакции, и клетки быстро достигают химического равновесия. Для атмосферы же подобный процесс немыслим - если исключить участие разумного замысла. Любой вид симбиоза или обратной связи с Солнцем совершенно исключен. Второе же объяснение предполагает, что некие жизненные силы провели атмосферу эволюционным путем через это испытание. Большинство ученых не могут и помыслить о том, чтобы высказать вслух телеологические или духовные выводы, которые могут отсюда последовать; однако же в физике существует соответствующее направление. Конечно, есть и третий путь. Возможно, системе Земля-Солнце вовсе не миллиарды лет, и не было никакого 40% увеличения солнечной яркости. Если Земля была сотворена недавно, если разумный замысел создал ее атмосферу такой, какая она сейчас, если яркость Солнца существенно не менялась, то парадокс молодого слабого Солнца можно считать разрешенным. Хотя этот парадокс не свидетельствует о том, что Солнечной системе всего несколько тысяч лет, из него ясно следует, что ей гораздо меньше, чем десятки миллионов веков. Чудеса симбиоза В одном из своих «Очерков биолога-наблюдателя» профессор Льюис Томас, крупнейший американский биолог и популяризатор науки, рассказывает о поразительном микроскопическом существе, которое является опорой большого и сложного организованного мира. Мир этот - австралийский термитник, обиталище того особого отряда насекомых, что строят в тропических лесах огромные, до пятнадцати метров высотой, конусообразные гнезда. Строят они их из древесины, которую жадно пожирают, разрушая окрестный лес. Точнее говоря, древесина является лишь исходным материалом для строительства; где-то в пищеварительном тракте маленького термита съеденная целлюлоза превращается в углеводороды, необходимые для жизнедеятельности термита, а отходы превращаются в крохотные, геометрически правильные и поразительно твердые лепешечки лигнина, из которых, собственно, и воздвигаются бесконечные стены, арки и своды запутанного лабиринта термитника. Эта строительная деятельность термитов кажется удивительной уже сама по себе и не может не вызывать восхищения. Глядя на огромный конус термитника, почти невозможно убедить себя, что весь он воздвигнут из крохотных лепешечек, исторгнутых из миллионов микроскопических желудочков, которые непрерывно, день за днем, не зная устали, перерабатывают целлюлозу в лигнин. Так же трудно, пожалуй, глядя на какой-нибудь нью-йоркский небоскреб, убедить себя, что он построен из отдельных модулей, настолько цельным и огромным кажется этот гигант, слово отлитый весь целиком и сразу. Но попробуем заглянуть еще дальше в этот стройно организованный мир маленьких существ. Представим себе отдельного термита - насекомое величиной в несколько миллиметров; затем мысленно увеличим его так, чтобы нам стал видимым его микроскопический пищеварительный тракт; увеличим в воображении и его, а затем обшарим взглядом. Мы увидим десятки и сотни еще более крохотных существ, обитающих в этих недрах и чем-то там энергично и хлопотливо занятых. Приблизим мысленно одно из них и тоже увеличим, чтобы разглядеть во всех подробностях. В биологии существо это называется миксотриха. Оно настолько хорошо изучено, что о нем можно рассказать довольно многое. На первый взгляд, оно представляется обычным простейшим (одноклеточным) организмом, отличающимся разве что очень быстрыми и целеустремленными перемещениями с места на место. Скорость этого зигзагообразного перемещения миксотрихи в глубинах пищеварительного тракта термита делает ее подобной водяному паучку, стремительно скользящему по поверхности воды. Присмотревшись, можно, однако, увидеть, что миксотриха устремляется не куда угодно, а лишь в те места, где плавают кусочки проглоченной термитом древесины. Тут и выясняется, чем, собственно, занято это деятельное существо. Оказывается, что глотает эти древесные кусочки, уже перетертые и тщательно пережеванные челюстями термита. И биологам сегодня уже известно, что оно глотает их затем, чтобы где-то в СВОИХ глубинах добавить к ним те ферменты, которые фактически и разлагают древесную целлюлозу на поддающиеся усвоению углеводороды и исторгаемый термитом лигнин. Иными словами, не сам термит, а десятки и сотни этих микроскопических существ, живущих в его пищеварительном тракте, осуществляют тот сложнейший биохимический процесс, что лежит в основе всей термитной жизни и всего термитного сообщества. Без этих крохотных миксотрих не было бы ни огромного термитника с его стенами, арками и сводами, ни тех «грибных ферм», которые культивируют в лесу термиты, ни переработки гнилой древесины этого леса в плодородный перегной, которой заняты растущие на «фермах» грибы, ни в конечном счете самих термитов. Поэтому первоначальное утверждение нашего рассказа было в высшей степени обосновано: миксотрихи действительно являются опорой всего этого большого и сложно организованного термитного мира. Однако самое поразительное еще впереди. Мысленно приблизив к своим глазам одну из микроскопических миксотрих и достаточно увеличив ее, мы обнаружим (в действительности это можно увидеть лишь с помощью электронного микроскопа), что те изящные реснички, которые выступают из ее боков, как весла на какой-нибудь галере, и так удивительно согласованно, в такт, поднимаются и опускаются, придавая миксотрихе ее стремительное движение в пищеварительном тракте термита, на самом деле, являются совсем не ее ресничками, а совершенно отдельными существами еще меньших размеров; существа эти - точнее, клетки - принадлежат к семейству так называемых спирохет, то есть микроорганизмов, имеющих форму извилистых подвижных жгутиков. Патогенные виды спирохет вызывают сифилис, возвратный тиф и некоторые другие болезни, но в данном случае перед нами вполне безвредные представители этого семейства, и вся их жизненная цель состоит лишь в том, чтобы присоединиться к огромной (для них) миксотрихе и воспользоваться крохотной порцией тех питательных углеводородов, которые она производит с помощью своих ферментов. В свою очередь, эти спирохеты, на идеально равных интервалах покрывающие всю поверхность миксотрихи, как мы видели, помогают ей перемещаться в поисках еще непереваренной древесины. Но и это не все. Тщательно оглядев все поле этой кипучей, неутомимой деятельности, идущей в пищеварительном тракте термита, мы увидим других ее участников. Поблизости от спирохет на поверхности миксотрихи располагаются какие-то овальные тельца, а между жгутиками самих спирохет суетится множество той же формы микросуществ тех же крохотных - в сравнении даже с миксотрихой - размеров. Все это - бактерии, тоже живущие в симбиозе, то есть во взаимном сотрудничестве с миксотрихой и спирохетами и поставляющие в «общий котел» часть тех ферментов, которые нужны для переработки целлюлозы в углеводороды и лигнин. Льюис Томас завершает свой рассказ словами: «Вся эта симбиотическая экосистема, застрявшая в тупике эволюционного пути, представляет собой наглядную модель того, каким образом произошли наши клетки». Дальше он упоминает имя Линн Маргулис, и с этого места я могу уже сам подхватить нить рассказа и продолжить его в задуманном направлении. Некоторые коллеги считают Линн Маргулис одним из крупнейших биологов нашего века. Другие с этим категорически не согласны и считают ее фанатиком сомнительных идей, провозглашаемых с раздражающим высокомерием и презрением к оппонентам. Сама Линн Маргулис, ныне профессор биологии Амхерстского университета, рассказывает о себе и своих идеях так: «Я занимаюсь эволюционной биологией, но объектом моих исследований являются одноклеточные и микроорганизмы. Такие биологи, как Ричард Доукинс, Джон Мэйнард Смит, Джордж Уильямс, Стивен Джей Гулд и многие другие, принадлежат к зоологам, исследователям животных, что, на мой взгляд, означает, что они изучают проблему, которая утратила свою актуальность примерно три миллиарда лет назад. Они занимаются организмами, которые возникли на Земле каких- нибудь 500 миллионов лет назад. Это примерно то же самое, что изучать историю человечества начиная только с 1800 года. Ведь жизнь на нашей планете существует уже почти четыре миллиарда лет! Вплоть до шестидесятых годов нашего века все исследователи систематически игнорировали этот фундаментальный факт эволюции по той простой причине, что в силу своего невежества не могли его объяснить. На основании бесчисленных наблюдений и экспериментов известно, что эволюция основана на естественном отборе, выбирающем из всех разновидностей данного организма те, которые в результате мутаций приобрели некоторые способствующие выживанию свойства. Неизвестно только, откуда берутся эти полезные свойства. Этот вопрос до сих пор не имел достаточно ясного ответа. Я утверждаю, что важнейшими такими свойствами мы обязаны связям между организмами, тому явлению, которое русский исследователь Константин Мережковский когда-то назвал «симбиогенезом». Под симбиогенезом я понимаю включение генетического материала микроорганизмов в наследственные клетки растений или животных. Возникающие в результате новые генетические системы - гибриды бактериальной и растительной, или бактериальной и животной клеток - являются чем-то подлинно новым, принципиально отличающимся от исходных клеток, не содержавших материалы симбионта. Из таких «химер» постепенно складываются все более и более сложные биологические системы. Я не верю, что такие новые системы, новые биологические виды могут возникать на основе одних лишь случайных мутаций». Симбиоз, говорит далее Линн Маргулис, - это физическое объединение различных организмов, их совместное проживание в одном и том же пространстве и времени. Но истинный симбиоз не имеет ничего общего с банальным его пониманием как «сотрудничества», основанного на одном лишь балансе выгод и затрат. Нельзя уподоблять биологический симбиоз простому взаимовыгодному сотрудничеству людей или компаний. Такой «экономический» подход пригоден только для объяснения и понимания современных симбиотических систем, которые, как правило, представляют собой систему нескольких механически cосуществующих организмов, застрявшую на полпути эволюции и уже не развивающуюся далее. Истинный симбиоз, говорит Линн Маргулис, состоит в том, что в результате длительного сосуществования он всегда приводил к органическому «слиянию» разнородных организмов в некое новое целое и в этом смысле всегда являлся, по утверждению Маргулис, главным фактором эволюционного обновления. Этот взгляд на симбиоз может показаться - и многим биологам действительно кажется - крайним. Сама Маргулис пришла к нему на основании нескольких биологических фактов. Маргулис обратила внимание на то, что у простейшего организма Парамеция аурелия существует так называемый ген- «убийца», передача которого по наследству происходит по иным правилам, нежели передача по наследству хромосомных генов. Оказалось, что этот ген содержится не в клеточном ядре Парамеции, а в ее цитоплазме, окружающей это ядро. У простейших уже обнаружено довольно много таких цитоплазменных генов. Не так давно два американских исследователя, Давид Лак и Джон Холл, заявили, что нашли их даже в клетках довольно сложных водорослей. Все эти факты побудили некоторых ученых выдвинуть осторожные догадки, согласно которым эти внеядерные гены являются остаточным генетическим материалом каких-то вирусов или бактерий, случайно попавших в клетку и «застрявших» в ней. Маргулис отбросила всякую осторожность и выдвинула радикально смелую гипотезу, утверждающую, что все такие «гены» являются в действительности частью отдельных (и весьма древних) живых организмов, по сей день живущих внутри клеток более высокой сложности в симбиотическом сосуществовании с ними. В 1966 году она написала статью, в которой излагались эти представления. В ней утверждалось, что сложные клетки возникли из более простых путем симбиоза и объединения их вещества и генетического материала, то есть путем симбиогенеза. Статья была отвергнута пятнадцатью научными журналами как «не подходящая для публикации», прежде чем ее принял «Журнал теоретической биологии». Маргулис получила 800 (!) запросов от специалистов- биологов, заинтересовавшихся ее идеями, но на факультете биологии Бостонского университета, где она тогда числилась ассистенткой, ее успех был воспринят весьма нервно. Десять лет спустя, когда у нее накопилось так много нового материала, что статья разрослась в книгу, она предложила рукопись в издательство «Академик пресс» и столкнулась с очередным отказом. Потребовалось еще четыре года, прежде чем книгу («Происхождение эукариотных клеток») решились опубликовать в издательстве Йельского университета. В последующие годы она выдержала еще три издания и сегодня считается классическим текстом. Прошло тридцать с лишним лет, но гипотеза симбиогенеза, выдвинутая и развитая Линн Маргулис, получила если не всеобщее, то во всяком случае весьма широкое признание. Открытия, подтверждающие теорию Геи В основном это произошло благодаря новым открытиям, подтвердившим ее правоту. Прежде всего, здесь надо отметить исследования так называемых хлоропластов в растительных клетках и митохондрий - в клетках животных. Эти внехромосомные гены тоже передаются от клетки к ее потомкам по особым правилам, которые во многом отличаются от правил передачи ядерных, или хромосомных генов. Так, гены митохондрий в сложных организмах (например, у человека) передаются лишь по материнской линии. (И именно поэтому общий предок современных людей, обнаруженный благодаря сходству их митохондриальных генов, получил название «митохондриальной Евы».) Главная особенность этих двух органелл, если не считать наличия у них собственных генов, состоит в том, что они выполняют важнейшие для жизнедеятельности клетки функции. Хлоропласты с их хлорофиллом осуществляют процесс фотосинтеза, столь характерный для растительных клеток и снабжающий их органическими материалами для роста. Митохондрии, имеющие в своих мембранах молекулы ферменты АТФ-синтеза, осуществляют процесс создания молекул АТФ, которые являются аккумуляторами химической энергии для клетки в целом, позволяя ей, в частности, двигаться в поисках пищи намного энергичнее, чем способны двигаться простейшие, лишенные митохондрий. Эти особенности убедительно говорят о том, что эукариотные клетки в целом имеют как минимум две генетические родословные, ведут начало по меньшей мере от двух родителей. Миллиарды лет назад эти органеллы были отдельными живыми простейшими организмами. Затем на каком-то этапе эволюции они соединили свою судьбу с судьбой каких-то других таких же простейших клеток, вступив с ними в тесный симбиоз, и в результате миллионолетий такого симбиоза образовали вместе с ними нынешние эукариоты. Не исключено, что даже главная отличительная характеристика этих эукариотов - наличие клеточного ядра с его мембраной, отделяющей это ядро от окружающей цитоплазмы с ее органеллами, - тоже возникло благодаря симбиозу или вследствие него: появление мембраны могло быть эволюционным шагом, предназначенным для защиты «своего» генетического материала от генов «симбионта». «Почти миллиард лет подряд, - пишет Маргулис, - единственными существующими на Земле формами жизни были так называемые прокариоты - простейшие одноклеточные организмы, вроде бактерий и сине-зеленых водорослей, лишенные ядра. Они и сегодня являются господствующими формами жизни на нашей планете - потому, что их чудовищно много. Однако сами по себе, взятые по отдельности они не очень интересны и не очень сложны. Весь этот первый миллиард лет они просуществовали без изменений. Подлинная эволюция началась с появления эукариотов. И этот решающий шаг эволюции был вызван как раз симбиозом прокариотов различного типа». Сегодня, благодаря работам Маргулис, мы достаточно знаем, как это произошло. Замечательным доказательством верности всех этих представлений является выявленная недавно структура хлоропластовой мембраны в одном из видов растительных клеток: эта мембрана оказалась не двухслойной, как все обычные клеточные мембраны, а четырехслойной, как и следовало ожидать для двухслойной мембраны бывшей бактерии, окутанной двухслойной же мембраной клетки, некогда «проглотившей» эту бактерию. Сегодня уже трудно воспроизвести первые этапы этой симбиотической эволюции, но они, несомненно, были исполнены настоящего драматизма. Одни бактерии вторгались в цитоплазму других, неся на своем пути опустошения, болезни и зачастую гибель клеток-хозяев. Сосуществование жертвы и агрессора напоминало на первых порах скорее борьбу не на жизнь, а на смерть. Лишь те немногие организмы, которые по счастливой случайности выжили в ходе этой войны, ухитрились дать начало истинным симбионтам - клеткам-гибридам, внутри которых теперь уже мирно сосуществовали бок о бок уставшие от многомиллионолетних склок бывшие враги. Симбиогенез, таким образом, на первых своих этапах больше походил на вторжение в любой организм чужеродных патогенов. Он и был таким вторжением, только со сверхблагополучным исходом. Некоторые биологи убеждены, что в клетках нашего организма дремлют древние вирусы, укрывшиеся там от бурь и перипетий предшествующей борьбы с этими же клетками. Может быть, генетический материал таких вирусов стал частью наших ДНК. Может быть, поразительная способность так называемых ретровирусов (вроде вируса СПИДа) встраивать свои гены в наши ДНК - это остаток некогда существовавшего и нарушенного симбиоза. «Негативный симбиоз» с патогенами знает и не такие чудеса. С начала девяностых годов, когда стала развиваться техника микровидеосъемки процессов взаимодействия клеток с вторгшимися в них микробами и бактериями, многие детали этих процессов стали воочию зримыми, и эти детали вынудили специалистов прийти к выводу, что «для танго требуются двое», или, как сформулировала это на профессиональном языке доктор Джулия Теорио из Института биомедицинских исследований в Кембридже, «практически во всех случаях такого инфекционного вторжения ущерб, причиняемый им организму, является в определенной мере также и «виной» самого организма: ущерб вызывает не только сам патоген, но и спровоцированная им ошибочная реакция клетки на его вторжение». Сегодня можно различить несколько уровней такой «невольной», если угодно - симбиотической, «помощи», которую клетка оказывает агрессору. На самом простом уровне это демонстрируют, например, стафилококки. Некоторые их виды выделяются под полезные для клетки вещества, и она «распахивает» перед ними свои рецепторы. В более изощренных случаях такого «негативного симбиоза» на рецепторы «усаживается» сам патоген - так поступает холерный вибрион, используя эту удобную позицию, чтобы выделить в клетку свои токсины. В еще более коварных случаях «сотрудничества» происходят подлинные чудеса симбиоза. Простейшая кишечная палочка, эшерихия коли, вызывающая уже упомянутую диарею (иногда даже смертельную), демонстрирует одно из таких чудес. Сначала она обманом понуждает клетку кишечника сбросить наружные волосинки, чтобы бактерии было легче усесться на ее поверхность. А после этого она провоцирует ту же несчастную создать для нее выпячивание в мембране, своего рода «пьедестал», находясь на котором бактерия оказывается недоступной для клеточных средств защиты. Однако наивысшую степень интимной близости демонстрируют, конечно, те патогены, которые проникают внутрь клетки. Оказывается, это умеет не только пресловутый вирус СПИДа. Такой способностью наделены очень многие обычные бактерии-патогены. Они реализуют ее посредством посылки особого химического сигнала о своем присутствии, который играет роль своеобразного троянского коня - в ответ на этот сигнал клетка выпячивает свою мембрану в сторону приблизившейся бактерии, обволакивает ее и втягивает в себя. Оказавшись внутри клетки, бактерия тотчас секретирует свои ферменты, которые продырявливают клеточную мембрану и позволяют бактерии войти в цитоплазму, где она зачастую становится постоянным «гостем», образовав вокруг себя защитную вакуоль. Во многих случаях такие бактерии используют эту вакуоль как средство перехода к новому этапу инфекции. Они начинают напрямую переходить из клетки в клетку, минуя таким образом защитные системы организма. Может быть, те далекие начальные этапы древнего симбиогенеза, которые привели в конечном счете к возникновению первых эукариотов, тоже выглядели изнурительными битвами, в которых противники-симбионты прибегали к таким изощренным военным хитростям, бесконечно меняя свою стратегию и пользуясь невольными услугами друг друга. Кто знает… Можно лишь сказать, что невидимые чудеса симбиоза, как плодотворного, так и негативного, поистине окружают нас со всех сторон и составляют одну из непременных основ жизни - а возможно, какую-то универсальную суть. Как сказал тот же Льюис Томас, с рассказа которого о миксотрихе я начал эту статью, «быть может, поняв эту суть, эту подстилающую жизнь тенденцию к объединению и кооперации клеток, которая в конечном счете породила розы, дельфинов и нас самих, мы поняли бы, что та же самая тенденция побуждает организмы объединяться в коллективы, коллективы организмов - в экологические системы, а все эти системы - в единую биосферу. И тогда все наши защитные иммунные реакции и рефлекторные ответы на агрессию «чужого» оказались бы лишь средствами регулировки и модуляции этого великого и всеобщего процесса симбиоза, предназначенными не для полного его прекращения, а только для того, чтобы он не вышел из-под контроля». Развивая эту точку зрения, мы рано или поздно придем к той величественной картине биосферы, которая некогда воодушевляла Вернадского, а сегодня кульминировала в так называемой гипотезе Геи, развиваемой Джеймсом Лавлоком, который утверждает, что симбиоз (понятый в самом широком смысле - как самоорганизация на основе кооперации и взаимодействия) существует не только на уровне телесных клеток и бактерий, но и на уровне таких сложных систем, как атмосфера, почва и даже наша Земля в целом. Гипотеза Геи говорит, что даже такие планетарные параметры, как, например, температура и химический состав атмосферы, являются результатом совместной деятельности всех живых организмов планеты. Лавлок, в сущности, утверждает, что вся Земля представляет собой единый огромный организм. Точнее было бы называть ее единой экологической системой, которая состоит из огромного числа симбиотически взаимодействующих меньших экосистем и благодаря этому способна в большой мере сама «залечивать» свои раны и регулировать свои отклонения от равновесия. Древние греки называли Геей богиню Земли. Гипотеза Геи, будь она верна, была бы высшим, предельным чудом симбиоза - разве что вслед за американским астрономом Лео Смолиным признать «живой» всю Вселенную. Эта гипотеза обсуждается очень широко, но принимается очень немногими. Льюис Томас и Линн Маргулис принадлежат к этому воодушевленному грандиозным видением меньшинству. Список литературы Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г. Вернадский В.И. “Начало и вечность жизни”, М.– 1989г. 1. Жизнь и Земля составляют единый сверхорганизм http://kokshetau.online.kz/ ot/black.htm Четыре измерения глубинной экологии. http://baltchild.org.ru/rus/mater/ dpecol.htm
Гипотеза Геи о том, что Земля - живая, саморегулирующая система, является более вероятным объяснением этого гомеостаза, чем миллиард лет везения.
Научное представление о Земле, как о целостной живой системе, "макрокосме", живом суперорганизме развивалось учеными-натуралистами и мыслителями начиная с 18-го века (Дж. Геттон (1726-1797), Ж. Б. Ламарк (1744-1829), А. Гумбольдт (1769-1859). В двадцатом веке эта идейная линия получила достойное воплощение в виде научно обоснованной концепции "Биосферы" выдающегося русского ученого и мыслителя В. И. Вернадского.
Гипотеза "Геи", явилась импульсом для разработки современного варианта системной организмической науки о Земле - геофизиологии (теории Геи). Сама метафора древнегреческой богини оказывает сильное влияние на глубинное сознание людей, вызывает широкие ассоциации, в том числе и религиозные, и тем самым способствует ее широкой популярности отнюдь не только среди ученых, экологов и "зеленых".
О феномене Геи можно говорить как о целом широком научно-общественном движении. Для понимания феномена Геи целесообразно различать собственно гипотезу и следующую из нее гипотетическую целостную научную концепцию с ее научно - прикладными частями - геофизиологией и планетарной медициной.
Научно-теоретическая часть концепции Геи, т.е. геофизиология очень близка концепции "Биосферы" В. И. Вернадского. После публикации на английском языке работ историков науки и совсем недавно - самого полного текста "Биосферы" с критическими комментариями известного американского специалиста Мак-Менамина, мировая научная общественность получила возможность осознать провидческий смысл целого ряда идей великого русского ученого.
Согласно концепции Геи, эволюция биоты, то есть совокупности всех биологических организмов настолько тесно связана с эволюцией их физического окружения в масштабе планеты, что вместе они составляют Нечто, единую саморазвивающуюся систему, которая обладает саморегуляторными свойствами, напоминающими физиологические свойства живого организма. Это нечто и названо Геей по имени греческой богини Земли (Gaia).
Итак, Гея как своего рода самоорганизующая система, суперорганизм (биологическая метафора) обладает саморегуляторными "геофизиологическими" свойствами, т.е. поддерживает целый ряд параметров внутренней среды в относительно стабильном, благоприятном для живых организмов уровне (гомеостаз в любом временном срезе).
"...Весь облик Земли, климат, состав горных пород, воздуха и океанских вод есть не только результат геологических процессов, но и является следствием присутствия жизни. Благодаря непрекращающейся активности живых организмов, условия на планете поддерживаются в благоприятном для жизни состоянии на протяжении последних 3,6 миллиардов лет. Любые виды, которые неблагоприятным образом влияют на окружающую среду, делают ее менее пригодной для потомства будут, в конце концов, изгнаны так же, как более слабые, эволюционно неприспособленные виды..." (Lovelock, 1991, р.25).
Геофизиология, как синтетическая наука о Земле изучает свойства и развитие целостной системы, тесно связанными компонентами которой являются биота, атмосфера, океаны, земная кора.
Предполагается, что саморегуляция таких важных свойств, как климат и химический состав является свойством процесса развития Геи. Геофизиология ориентируется на поиск и изучение механизмов саморегуляции на планетарном уровне путем установления связей циклических самопродуцирующихся процессов на клеточно-молекулярном уровне с подобными процессами на других связанных уровнях, таких как организм, экосистемы и планета в целом (Lovelock, 1991).
Огромную роль в эволюции биосферы от зарождения жизни до настоящего времени играет бактериальное сообщество. В исторически длительный период, когда бактерии были единственной формой жизни на Земле, происходил, как известно, непрерывный генетический обмен между ними с помощью вирусов и плазмид - кольцеобразных вирусоподобных структур (Margulis, 1987). Таким образом, древнее бактериальное сообщество в виде тонкой пленки живых матов покрывавшее поверхность Земли и царившее на протяжении трех миллиардов лет, представляло собой что-то вроде единой ткани. В начале Ордовика, около 500 млн. лет назад начался так называемый фанерозойский взрыв. Царство бактериальных сообществ в виде матов сменилось раскручивающейся спиралью развития бесконечного разнообразия сложных многоуровневых симбиотических организаций. При этом, процессы восстановления и окисления, соединения кислорода с углеродом и наоборот реализуются все теми же безъядерными одноклеточными, такими, как бактерии почвы, или их потомками в ядерных клетках -митохондриями (окислители) и, хлоропластами (восстановители). Последние же, в соответствии с эндосимбиотической теорией - бывшие прокариоты, вошедшие в состав эукариот в виде специализированных клеточных органелл. То есть саморегулирующая система Геи установилась и стабилизировалась еще 1.5 миллиарда лет назад, когда свободный кислород достиг нынешней концентрации.
“Примитивные народы знали, что Земля живая!
У нее есть сознание. Они знали, что с ней можно говорить,
и она говорит с вами. Они знали, что если вы чествуете ее,
она будет чествовать вас в ответ…
и что вы никогда не возьмете больше, чем отдали.
Земля – сущность, вибрирующая и живая…
”
Крайон
Теория Гайя (Gaia theory ; от Гея, древнегреческая богиня Земли) - это теория, в основе которой лежит гипотеза о взаимодействии живой материи с ее окружением. Наша планета Земля обладает “разумом”, связаннным с остальными “живыми” планетами.
Автор биосферной “теории Гайя” британский эколог Джеймс Лавлок (James Ephraim Lovelock, 1919 ) утверждает, что Земля, стремясь к самосохранению, может уничтожить человечество, которое оказывает на природу негативное воздействие.
Обсуждаемые темы в "Заметках о жизни":
Также помимо деградации верхних слоев оболочки Земли разрушается и вся планета. Мы значительно повлияли на осадки (особенно в теплое время года). Например, распыление оксида серебра для обильных дождей, искажение электромагнитного поля Земли искусственным полем и т.д.
То, что Земля намеренно изменяет климат для вымирания человеков – сомнительно… То, что человечество вымрет и без помощи природы, Земли, Гайи – факт… Мы вовсе не цари природы, мы неразумные существа, разрушающие экологию планеты.
P.S. Если бы не было людей – Земля была бы роскошной планетой!
November 11th, 2016
Прочитал все от начала и до конца))) Про саму статью сказать мало что можно кроме того, что это не обоснованный не подтвержденный ничем самообман.. желание выдать что-то революционное, не имея на то ни малейших оснований.. При этом не имея даже элементарных школьных знаний, на основе которых даже видна куча противоречий..
Насчет комментариев, ожидал увидеть хоть немного конструктивной обоснованной критики но!!)))))) Они оказались чуть ли не бредовее самой статьи))) начиная от первого, где против глобального потепления приводится якобы изменчивая погода в прошлом, ему совет: пожалуйста почитай хоть разок методы расчетов среднегодовой температуры планеты.. или просто набери в вики глобальное потепление.. ваш вывод сделан на незнаниях методов, на основе которых сделан вывод о потепление климата..
Про следующий.. бредовее сказанного о том, что из-за того, что самолёты перестали летать на 3 дня, из-за чего средняя тем-ра повысилась на 2 градуса…. бредовее вряд ли что-то услышу за свою жизнь))))))) хотя бы потому, что все сложные процессы имеют обратную связь второго порядка.. но до этого не дойдет, так как это очевидный самообман, ясный даже глупому.. про остальное тоже молчу…
Про третий ком. тоже молчу.. В нашем глобальном мире такая теория заговора исключена, тем более при глобализации науки научного консенсуса и т.д.. в потеплении уверены 95% ученых…
Про ком. Александра о том, что за образование планет звезд о!! Глобального потепления отвечает электричество.. ну извините.. вам вообще кроме самого слово потепление, знания, какими буквами оно пишется, еще что-нибудь о нем известно?? Совокупность ваших причин также в сути бессмысленно, особенно, приближение Земли к Солнцу, увеличение плотности атмосферы.. про плотность откуда такой бред взяли? Вам истинные причины потепления известны, а главное механизмы, которые за него отвечают?)) Или вы осознанно продвигаете какие-то свои псевдонаучные направления.. ученые давно уже все определили, зато вы придумываете что-то свое, хотя бы на секунду задумайтесь что то, что пишете, не согласуется даже с тем, что давным-давно доказано. Еще автор предлагает бороться с им же придуманным причинами)) если еще бы сказал методами геоинженерии, я бы вообще сдох от смеха)))))))
Тем, кто говорит про какие-то сверхсилы, которыми могли обладать в прошлом, про разум в пятимерном пространстве, настоятельно прошу, пожалуйста, пойти в школу и закончить хотя бы начальный ее курс))) а придумывать сидеть каждый горазд. И именно придумывать! (Касается всего, что здесь написано) может каждый. Ну а если еще и верить… также нет никакого технологического пути развития или какого иного. Технологии - это всего лишь инструмент для выживания вида, а не путь.
Еще один глупый ком, который заслуживает внимания (остальные нет, ибо они это уровень сказок или знаний пятилетнего) вурдалака666, который в виде отходов, которые мы не сможем никогда переработать, приводит радиоактивные отходы, которые, кстати, имеют период распада, и, главное, не несут угрозы даже 1%, угрозы по сравнению с выбросом CO2. И с каких пор ГМО - это отходы?)))))))) Кстати, всеми независимыми группами ученых доказана безопасность ГМО, ибо это та же селекция, только иным ускоренным путем. Единственная правда, сказанная этим человеком, то, что деградирует оболочка Земли)) Крайне смешным выглядит то, что мы изменили, значительно повлияли на осадки (в результате глобального потепления да, изменение альбедо отражающий поверхности из-за чего нагрев поверхности из-за чего усиление конвективных процессов да, выбросы огромного количества частиц и пыли да, распашка, перевыпос, уничтожение растительного покрова в засушливых регионах, из-за чего нарушен обменный баланс, да) но назвать причиной распыление оксида серебра)))))))))))))) вторая причина ржачнее другой..
Люди с таким интеллектом и верой в то, что причиной наших бед является то, что вы пишите в комах, это первый шаг к тому, что нам придет кердык))) ибо это прямой уход от настоящих проблем в самообман и выдуманные проблемы)))
Так же по таким комам и людям можно судить о предельно низком уровне образованности в нашем обществе.. технологии дали возможности, но они не дают знаний, если вы не хотите эти знания получать, принимать, анализировать и, главное, понимать.
Совет всем, кто написал комы, по крайне мере 95% из них, прошу закончить еще раз хотя бы школьную программу до 9 того класса, чтобы хоть немного узнать о мире и о том, как все вокруг устроено)) Иначе уровень образованности упал настолько, что деградировать больше некуда.. Если бы те, кто составляют статистику уровня человеческого потенциала, прочли все, что здесь написано, нашу страну по уровню образования можно было поставить ниже Африки))))) Ну правда, хоть бы кто-то написал одно предложение, имеющее научное обоснование))))))
Dmitry: А что же вы не написали?
November 12th, 2016
Для всех, кто будет читать о “гипотезе геи” и комментарии, настоятельная просьба перейти по ссылки и прочесть настоящую научную статью с реальным подтвержденным представлении и знаниями о биосфере, и о теории геи. Эта всесторонняя научная статья расставит все точки над “и” и откроет (покажет) настоящие проблемы, стоящие перед человечеством.) А не тот самообман, что в комах здесь. Желающие думать найдут путь к правде в лесу обмана…
>> elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431019/Traektoriya_ekologicheskoy_mysli_Na_puti_k_sovremennomu_ponimaniyu_biosfery
January 22nd, 2017
Самое деспотическое и жестокое животное на Земле - человек. Он действует исключительно в своих корыстных интересах. До 16 лет человека социализируют, воспитывают, но не всех удаётся признать цивилизованными. Остальные особи животного мира - значительно порядочнее. Они образуют равновесный биоценоз и таким образом сосуществуют. Более того, они чувствительны друг к другу, общаясь через неуловимые сигналы и поля. Через такие же поля животные слышат голос природы, поэтому успевают спрятаться или убежать (если есть куда) от катаклизмов. У некоторых людей тоже развит контакт с природой, и благодаря этому они могут слышать обертоны (высокие звуковые сигналы, распространяющиеся со сверхзвуковыми скоростями), понимать их смысл и реагировать на предупреждения природы.
В литературе описываются факты, как животные предупреждают не только о природных опасностях, но и об опасности, исходящей от злоумышленников. Животные понимают замыслы людей! У бычка катятся слёзы, когда приходят осмотреть его перед убоем!
Вся опасность исходит от жестокого человека (”личности”!!!) с переразвитым хапательным инстинктом (не способным к взаимопомощи), с национальной гордостью (а не профессиональной!), с религиозным фанатизмом (а не трудовым!), с наглостью (а не совестью). Такими “личностями” руководит только жажда наслаждений, - они уничтожают всех и всё на своём пути. Земля дрожит от их бомб и стонет от трупов ни в чём невинных людей.
Вспомним причины гибели успешной когда-то Римской империи. Элита и подражающий ей народ зажрались так, что кроме “хлеба и зрелищ” ничего не хотели. Вот и выродились. И нет больше их империи. Осмотримся же, что делается вокруг нас: предприятия исчезают одно за другим, а торгово-развлекательные комплексы растут как на дрожжах. Не напоминает это историю Римской империи?! Так кто же стоит за кулисами, приманивая людей на путь погибели?
Стращать массу людей страшилками о живой Земле, которая нанесёт смертельный удар справедливости по человечеству - бесчеловечно. Земля, как и все природные системы, существуют по законам гармонии. Это доказали все основоположники физики и математики. Земля не способна на подлость, на диструкцию. Поэтому не надо переводить вину за возможную гибель цивилизации с больной головы зажравшейся элиты на здоровую “голову” природы. Нужно перезагружать капиталистическую (т.н. либеральную) экономику в социально-ориентированную - в консолидаризм!
Гипотеза «Геи», выдвинутая английским ученым, инженером и мыслителем Джеймсом Лавлоком в семидесятых годах явилась импульсом для разработки современного варианта системной организмической науки о Земле — геофизиологии (теории Геи). Но значение гипотезы Геи не сводится лишь к формированию какой-то одной конкретной научной теории.
Ее метафоричность, множественность формулировок придают ей метафизический смысл. Сама метафора древнегреческой богини оказывает сильное влияние на глубинное сознание людей, вызывает широкие ассоциации, в том числе и религиозные, и тем самым способствует ее широкой популярности отнюдь не только среди ученых, экологов и «зеленых».
Работы Дж. Лавлока до сих пор не переводились на русский язык и почти не известны в России и на Украине. В настоящей статье предлагается краткое неформальное введение в круг основных идей концепции «Геи» главным образом, в трактовке Джеймса Лавлока.
Гипотеза Геи, концепция Геи и геофизиология.
О феномене Геи можно говорить как о целом широком научно-общественном движении. При этом сам автор гипотезы -Джеймс Лавлок является почетным, но весьма скромным участником главным образом, научной части спектра этого движения, не стремящийся в какой-то мере направлять его в определенное русло. Он — прогрессивный ученый, фактически участвующий в разработке новой, немеханистической науки и в то же время — инженер-практик, обладающий удивительно развитым чувством реальности с большой долей умеренного разумного скептицизма.
Для понимания феномена Геи целесообразно различать собственно гипотезу и следующую из нее гипотетическую целостную научную концепцию с ее научно — прикладными частями — геофизиологией и планетарной медициной.
Научно-теоретическая часть концепции Геи, т.е. геофизиология очень близка концепции «Биосферы» В. И. Вернадского. В семидесятых Дж. Лавлок еще не был знаком с трудами великого русского ученого и мыслителя, о чем он с сожалением пишет в своих работах. Он объясняет свое незнание с одной стороны, отсутствием до последнего времени удачных переводов «Биосферы» на английский язык, а с другой — общеизвестной «глухостью» англоязычных авторов к другим языкам (острое критическое замечание самого Дж. Лавлока). В последние годы положение начинает исправляться. После публикации на английском языке работ историков науки и совсем недавно — самого полного текста «Биосферы» с критическими комментариями известного американского специалиста Мак-Менамина, мировая научная общественность получила возможность осознать провидческий смысл целого ряда идей великого русского ученого.
Согласно концепции Геи, эволюция биоты, то есть совокупности всех биологических организмов настолько тесно связана с эволюцией их физического окружения в масштабе планеты, что вместе они составляют Нечто, единую саморазвивающуюся систему, которая обладает саморегуляторными свойствами, напоминающими физиологические свойства живого организма. Это нечто и названо Геей по имени греческой богини Земли (Gaia). Такое название, предложенное известным английским писателем, лауреатом Нобелевской премии по литературе Уильямом Голди-нгом выбрано отнюдь не случайно и имеет глубокий внутренний смысл, выходящий за рамки чистой науки.
Итак, Гея как своего рода самоорганизующая система, суперорганизм (биологическая метафора) обладает саморегуляторными «геофизиологическими» свойствами, т.е. поддерживает целый ряд параметров внутренней среды в относительно стабильном, благоприятном для живых организмов уровне (гомеостаз в любом временном срезе).
Собственно гипотеза Геи и состоит в утверждении, что в планетарном масштабе жизнь активно поддерживает относительно стабильные условия на Земле, комфортные для собственного существования. Иначе говоря, биота организует глобальные параметры среды, непрерывно подстраивая их «под себя», в процессе собственного эволюционного развития.
«…Весь облик Земли, климат, состав горных пород, воздуха и океанских вод есть не только результат геологических процессов, но и является следствием присутствия жизни. Благодаря непрекращающейся активности живых организмов, условия на планете поддерживаются в благоприятном для жизни состоянии на протяжении последних 3,6 миллиардов лет. Любые виды, которые неблагоприятным образом влияют на окружающую среду, делают ее менее пригодной для потомства будут, в конце концов, изгнаны так же, как более слабые, эволюционно неприспособленные виды…» (Lovelock, 1991, р.25).
С точки зрения геофизиологии (теории Геи) жизнь — это свойство целостной связанной системы, которая открыта для потоков энергии и вещества и которая обладает способностью поддерживать постоянным свое внутреннее состояние. Геофизиология, как синтетическая наука о Земле изучает свойства и развитие целостной системы, тесно связанными компонентами которой являются биота, атмосфера, океаны, земная кора.
Предполагается, что саморегуляция таких важных свойств, как климат и химический состав является свойством процесса развития Геи. Геофизиология ориентируется на поиск и изучение механизмов саморегуляции на планетарном уровне путем установления связей циклических самопродуцирующихся процессов на клеточ-но-молекулярном уровне с подобными процессами на других связанных уровнях, таких как организм, экосистемы и планета в целом (Lovelock, 1991).
При этом такие глобальные параметры Геи, как химический состав атмосферы, ионный состав морской воды, климат поддерживаются в далеком от термодинамического равновесия состоянии, благоприятном для существования самой жизни. В данной системе живое и неживое настолько неразделимы и нужны друг другу, участвуя в общем глобальном процессе путем круговорота и переноса веществ, обмена информацией, что традиционное представление о среде,как о совокупности внешних факторов, к которым организм вынужден приспосабливаться в процессе адаптации и эволюции выглядит односторонним и узким взглядом изнутри, с точки зрения популяции, вида да и то, в ограниченных временных рамках.
Лавлок уже не настаивает, как и его давняя соратница, биолог Линн Маргулис, что Гея именно суперорганизм. На докладе в Лондоне, посвященном основанию нового общества («Gaia: the Society for Research and Education in Earth System Science») он признал, что во многих отношениях, организм -это всего лишь полезная метафора.
По мнению Л. Маргулис основные качественные скачки в эволюции биоты происходят в результате серии последовательных симбиогенезов. Так, например, произошли эукариоты из прокариот. Велика роль экзо-симбиоза в появлении многоклеточное™. Дарвиновские механизмы непрерывно участвуют в процессе эволюции, но недостаточны для реализации качественных скачков в эволюции.
Огромную роль в эволюции биосферы от зарождения жизни до настоящего времени играет бактериальное сообщество. В исторически длительный период, когда бактерии были единственной формой жизни на Земле, происходил, как известно, непрерывный генетический обмен между ними с помощью вирусов и плазмид — кольцеобразных вирусоподобных структур (Margulis, 1987). Таким образом, древнее бактериальное сообщество в виде тонкой пленки живых матов покрывавшее поверхность Земли и царившее на протяжении трех миллиардов лет, представляло собой что-то вроде единой ткани. В начале Ордовика, около 500 млн. лет назад начался так называемый фанерозойский взрыв. Царство бактериальных сообществ в виде матов сменилось раскручивающейся спиралью развития бесконечного разнообразия сложных многоуровневых симбиотических организаций. При этом, процессы восстановления и окисления, соединения кислорода с углеродом и наоборот реализуются все теми же безъядерными одноклеточными, такими, как бактерии почвы, или их потомками в ядерных клетках -митохондриями (окислители) и, хлоропластами (восстановители). Последние же, в соответствии с эндосимбиотической теорией — бывшие прокариоты, вошедшие в состав эукариот в виде специализированных клеточных органелл. То есть саморегулирующая система Геи установилась и стабилизировалась еще 1.5 миллиарда лет назад, когда свободный кислород достиг нынешней концентрации.
Линн Маргулис и ее соратники продолжают активно развивать концепцию симбиотичес-кой организации и эволюции биосферы, Геи.
Истоки и предпосылки формирования гипотезы Геи.
Гипотеза Геи и геофизиология развивались, по словам самого Дж. Лавлока, как непредусмотренный побочный продукт космической программы NASA, где ученый работал в конце 60-х годов в специальной лаборатории по разработке экспериментов по обнаружению жизни на других планетах, особенно на Марсе накануне полета автоматических станций. Исходя из глобальности (ср. «всюдности» у В. И. Вернадского) жизни, Дж. Лав-лок пришел самостоятельно к идее, что ее присутствие можно обнаружить по составу атмосферы планеты, которая является наиболее лабильной средой обменных процессов в биосфере. При этом, по мнению ученого, атмосфера «живых» планет должна отличаться термодинамической неравновесностью, причем этот неравновесный состав поддерживается неизменным именно благодаря активности жизни. У «неживых» планет состав атмосферы находится в термодинамическом равновесии со средним химическим составом планеты.
По словам Дж. Лавлока, образ Геи возникает при мысленном взгляде на нашу планету из космоса, когда она рассматривается как многоуровневая, многослойная живая организация. Можно представить себе путешествие от макроуровня до микроуровня (биосфера в целом — биоценоз г организмы -органы — клетки). Для Дж. Лавлока русская матрешка является наглядным символическим образом Геи. Ему близок также образ Земли, Геи в виде поперечного сечения толстого дерева, где живая часть — лишь тонкий слой камбия под корой (биосфера), а основная по массе неживая древесина — продукт многолетней деятельности этого слоя. Касаясь личного эмоционального и даже религиозного отношения к Гее, Дж. Лав-лок замечает, что для него Гея ближе всего, ассоциируется с образом богородицы.
Как уже отмечалось, в своей научной части концепция Геи сходна с «Биосферой» В. И. Вернадского, особенно в современной ее трактовке. В какой-то мере справедливо утверждение, что Дж. Ла-влок через пол века переоткрыл «Биосферу». Но он не только переоткрыл,но и развил ее, довел до логического конца, в значительно более явной форме используя метафору организма. Несмотря на заметное общее сходство, между концепцией биосферы (судя по поздним опубликованным работам В. И. Вернадского) и Геей имеются различия в расстановке определенных акцентов, как в научном, так и в философском плане. Во-первых, Гея — это, вообще говоря, Земля в целом, а не биосфера. Поэтому Дж. Лавлок не касается вопроса о пространственных границах Геи, оставляя этот вопрос открытым. Во-вторых, концепция Геи выдвинута намного позднее концепции биосферы, в ином социально-историческом контексте, в период быстрого развития экологического кризиса, вызванного в немалой степени бурным научно-техническим прогрессом. Основательная критика индустриального общества со стороны современных философов и переориентация науки на познание сложных самоорганизующихся процессов усилила скепсис по отношению к возможностям контроля человеком окружающей среды, полного подчинения ее своим интересам. Не случайно, в Гее усиливается и доводится почти до организменного уровня свойство целостности, автономности.
Кроме описанных В. И. Вернадским свойств биосферы, Гея обладает важными конкретными саморегуляторными, «физиологическими» функциями. Дж. Лавлок сконцентрировал внимание на способности биоты регулировать климат на планете. У него постепенно складывается представление о регулирующей роли круговоротов веществ по аналогии с метаболитами в организме животного. Одним из своих предшественников он считает шотландского врача и ученого 18 века Дж. Хаттона (J. Hutton), любителя-геолога, предшественника основателя геологии Чарльза Лайеля. Следует отметить, что в русской литературе ученого традиционно именуют Геттон. Хаттон прямо сравнивал реки с кровеносными сосудами, а Землю считал организмом. Интересно в данном контексте отметить, что в 1933 г. В. И. Вернадский, будучи в командировке в Англии, специально посещает Библиотеку Британского музея, разыскивает и знакомится с трудами Дж. Хаттона.
Как независимый ученый, Лавлок зарабатывает средства.
на свои исследования сам, путем разработки и патентования приборов в области контроля состояния окружающей среды. Он совершил переворот в области измерения сверхмалых концентраций газов в атмосфере. В частности, газовый спектрофотометр, основанный на использовании эффекта электронного К-захвата, созданный им еще в военные студенческие годы позволил впервые обнаружить накопление в атмосфере хлорфторуглеродов, пагубно влияющих на озоновый слой Земли.
Но основной сферой интересов ученого является геофизиология. Он формулирует интересные геофизиологические гипотезы и организует их проверку путем экспериментов и измерений. Несколько важных геофизиологических гипотез уже получили научное подтверждение.
Геофизиологические гипотезы и их подтверждение.
В 1971 г. была высказана гипотеза, что живые организмы способны вырабатывать вещества, которые могут переносить существенные элементы с океанов на сушу (Lovelock, 1972,1989). Подтверждение последовало в 1973 г., когда была обнаружена эмиссия диметил-сульфида (ДМС) и метилйода из отмирающих планктонных организмов океана. Оказывается, это — единственный известный источник переноса серы и йода из океана на сушу. Кроме того, капельки ДМС служат ядрами конденсации водяных паров, способствуя образованию облаков. Облака локально влияют на микроклимат (ослабляют интенсивность ультрафиолета, пагубно влияющего на живые организмы, способствуют образованию ветра и как следствие -ветровому перемешиванию биогенов, что в свою очередь способствует увеличению продукции водорослей). Сернистые соединения, попадая на сушу, способствуют росту растений, которые ускоряют выщелачивание горных пород. Образующиеся в результате этого процесса биогены смываются в ручьи, реки и, в конце концов — в море, способствуя росту продукции водорослей. Выявление подобных, на первый взгляд неожиданных циклически замкнутых причинных цепочек является характерной чертой геофизиологии.
В 1981 г. было высказано предположение, что глобальный климат, возможно, стабилизируется путем саморегуляции цикла двуокиси углерода через биогенное усиление процесса выветривания горных пород (Lovelock, Watson, 1982). В терминах геофизиологии, двуокись углерода является ключевым метаболическим газом Геи, влияющим на климат, продукцию растений и производство свободного атмосферного кислорода. Источником двуокиси углерода в биосфере является вулканическая деятельность. Растворенный в дождевой воде, углекислый газ взаимодействует с вулканическими горными породами, богатыми карбонатами и силикатами (химическое выветривание).
Результаты исследований Т. Фолька и Д. В. Шварцмана, представленные в журнале Nature в 1989 г. подтвердили, что микроорганизмы вместе с растениями в тысячи раз ускоряют выветривание горных пород (В. И. Вернадский обращал внимание на роль биогенного выветривания еще в 30-х годах). Растения всасывают углекислый газ из воздуха в почву, повышая его локальную концентрацию в 10-40 раз. Кроме того, основная масса погибших растений подвергается бактериальному окислению и превращается в двуокись углерода в местах контакта с соединениями кальция, силикатами и водой. Продукты выветривания переносятся речным стоком в океан, где также подключаются живые организмы. Диатомовые водоросли используют кремниевую кислоту, а остальные — бикарбонат кальция для построения своих скелетов. Вдобавок, океанические водоросли всасывают углекислый газ прямо из воздуха. Отмирающие водоросли формируют меловые известняковые и кремниевые осадочные отложения. Атмосферный углекислый газ создает парниковый эффект. Биота, участвуя в регуляции его концентрации, тем самым регулирует среднюю температуру атмосферы. Очень важная гипотеза касается регуляции климата путем контроля величины облачного покрова за счет эмиссии водорослями сернистых соединений. Как уже отмечалось выше, выделяемые одноклеточными водорослями сернистые соединения служат ядрами конденсации водяного пара и способствуют образованию облаков. В 1990 г. показано, что облачность над океанами коррелирует с распределением планктона. Альбедо планеты, ее способность отражать солнечную радиацию существенно зависит от плотности и площади облачного покрова. По мнению Дж. Лавлока, в настоящую эпоху, в связи с перегревом атмосферы, вызываемым антропогенным парниковым эффектом, биогенный механизм регуляции облачного покрова приобретает особенно важное значение. В частности, в результате специального комплексного исследования показано, что основной планетарный эффект лесов Амазонии состоит отнюдь не в производстве кислорода (практически весь кислород поглощается местными животными и бактериями), а в охлаждении поверхности Земли за счет увеличения облачного покрова, вызванного испарениями воды.
Цикл другого метаболического газа — кислорода прямо связан с циклом углерода. Чем больше захоранивается углерода, тем больше освобождается атмосферного кислорода. По предположению Дж. Лавло-ка, один из важных механизмов поддержания концентрации кислорода в атмосфере на уровне 21% связан с тем фактом, что при концентрации кислорода ниже 15% воспламенение древесины невозможно, а при концентрации выше 25%, воспламенение происходит слишком легко, и лесные пожары просто уничтожат все леса. Хвойные породы и эвкалипты легко воспламеняются, поэтому пожары включаются в их эволюционную стратегию.
Другие виды деревьев и соответствующие типы лесов менее чувствительны к огню. Конкуренция за пространство между разными типами лесов может реализовать петлю глобальной обратной связи, регулирующей концентрацию кислорода в атмосфере.
В процессе проверки находится гипотеза о том, что процент кислорода в атмосфере Земли оставался на уровне 21±5% последние 200 миллионов лет, а также то, что в атмосфере Архейской эры преобладал метан, который временно заместил углекислый газ и поддержал парниковый эффект, необходимый для поддержания благоприятной температуры на поверхности Земли.
Дж. Лавлок не согласен с превалирующей в среде геофизиков идеей «коэволюции» био-ты и неживого вещества планеты. Коэволюция предполагает определенную автономию партнеров, а в рамках такой организмоподобной системы как Гея -живое и неживое — это лишь условно выделяемые локальным (внутренним) наблюдателем кратковременные переходящие друг в друга состояния единого циклического самопродуцирующегося процесса, напоминающего процессы внутри живой клетки. Поэтому Дж. Лавлок не раз отмечал, что Гея -это определенный взгляд на Землю из космоса как на самоподдерживающуюся живую организацию (аутопоэзис). При этом он, скорее всего, ошибается, когда в одной из работ относит к приверженцам идеи коэволюции и В. И. Вернадского, который недаром ввел понятие «живого вещества», придавая ему новый планетарный смысл, выходящий за традиционные биологические рамки.
Критика гипотезы Геи.
Многие участники Первой Чеп-меновской конференции Американского Геофизического Союза, посвященной гипотезе Геи и проводившейся в 1988 г. согласились с тем, что гипотеза Геи есть метафора. Впрочем, понятие «борьба за выживание» или даже более общее и многозначное понятие «борьба за существование», подсказанное (если не навязанное) Ч. Дарвину социальным дарвинистом Г.Спенсером, можно с тем же правом считать метафорой. Тем не менее, это не помешало построению удивительно популярной эволюционной теории. Позитивная роль метафоры состоит в ее способности стимулировать научную мысль. Неизбежная обратная сторона медали — порождение многочисленных заблуждений и мифов. И в том и в другом теория Дарвина, гипотеза Геи и другие популярные концепции вполне преуспели.
Научный эстеблишмент резко критикует гипотезу Геи с позиции довольно ортодоксального позитивизма за ее якобы «нефальсифицируемость» по К. Попперу (Kirchner, 1991). Т.е. критики слишком формально и прямолинейно подходят к анализу гипотезы, наивно считая ее строго научной. Имеется ввиду, например, ее первоначальная, интуитивная, нестрогая и тавтологичная по своей логической структуре формулировка, согласно которой биота поддерживает на Земле условия, благоприятные для собственного существования (Lovelock, 1988). Дело в том, что как уже отмечалось, вся биосфера подобна живой клетке и разделение ее на би-оту и неживую материю в этой динамической, циклически организованной и самопродуцирующейся системе весьма условно. Тем более, мало научного смысла в том, чтобы рисовать схему с обратными связями между этими компонентами, как делал Дж. Лавлок и его соратники для наглядности в некоторых популярных трудах. Позднее, Дж. Лавлок, на основании работ известных чилийских ученых У. Матураны, Ф. Варелы, (Maturana and Varela, 1987), особенно, под влиянием работы Э.Янча (Jantsch, 1980) стал с осторожностью трактовать Гею с научной точки зрения как многоуровневый аутопоэзис (Lovelock, 1991).
Кроме того, следует учесть, что с точки зрения традиционной науки Гея является очень сложной системой с многими неизученными контурами обратных связей, что делает традиционный анализ и даже имитационное моделирование пока что неэффективными инструментами. Все это и заставляет Дж. Лавлока продолжать называть Гею гипотезой и даже считать ее «образом жизни для агностиков» (Lovelock, 1999).
Критика гипотезы Геи со стороны биолога, известного эволюциониста и при этом довольно одиозного социобиолога Ричарда Докинза оказалась более существенной и стимулировала использование Дж. Лавлоком математического моделирования. В своей широко известной книге «Расширенный фенотип» (Dawkins, 1982) Ричард Докинз говорит о том, что эволюция по Дарвину с ее генетическим «эгоизмом» никогда не сможет привести к «альтруизму» планетарного масштаба, необходимого для саморегуляции процессов на планете. По его мнению, Гея невозможна, поскольку планета не способна воспроизводиться, а без воспроизводства не может быть естественного популяционного отбора наиболее приспособленной из планет.
Форд Дулиттл (Ford Doolittle) из Канады отвергает Гею на тех же основаниях. Он говорит, что планетарная саморегуляция возможна только при наличии у биоты способности предсказывать и планировать будущее и что не существует путей эволюции глобального альтруизма путем естественного отбора. Как уже отмечалось выше, американский биолог Линн Маргулис, являющаяся идейным союзником, соратницей и фактически соавтором концепции Геи придает большое значение таким недарвиновским механизмам макроэволюции, как симбиоге-нез (Margulis, 1987).
Дулиттл вполне признает существование симбиогенеза, но утверждает, что подобные процессы происходят только между тесно связанными субстанциями, а Гея потребовала бы существования комитета биологических видов, ежегодно собирающегося для того, чтобы договориться насчет климата и химического состава планеты на следующий год.
В ответ на данную критику, Дж. Лавлок вместе с коллегой А. Уотсоном создает компьютерную модель воображаемой искусственной планеты «Мир маргариток» («Daisyworld») (Watson A.J. and J.E.Lovelock,1983). Ha модели показано, что двухвидо-вое сообщество, состоящее из темных и светлых маргариток, которые всего лишь адаптируются к локальной среде может стабилизировать в определенных пределах температуру планеты путем биогенного изменения ее альбедо (коэффициента отражения), компенсируя известный эффект почти линейного увеличения яркости свечения солнца за период существования Земли.
Еще одним ответом Дж. Лавлока и его коллег на указанную критику была разработка отчасти эмпирической, но в большей степени — гипотетической модели Архея, когда Гея, родившаяся с появлением жизни на планете впервые «заявила о себе». Во-первых, она согрела Землю парниковым газом — метаном сразу после уменьшения, благодаря фотосинтезу концентрации углекислого газа в атмосфере.
Образование кислородной атмосферы стало причиной глобального кризиса, который также был успешно преодолен появлением форм жизни, активно потребляющих кислород.
Эволюция биосферы в рамках концепции Геи интерпретируется как ее индивидуальное развитие, эпигенез. Дж. Лавлок прослеживает, как в процессе исторического развития проявлялись и совершенствовались саморегуляторные свойства Геи. После очередных глобальных кризисов, вызванных внешними причинами или внутренней логикой развития, Гея успешно справлялась с восстановлением контроля над средой путем частичного адаптивного изменения своей структуры, но сохраняя при этом принципы самопродуцирующейся организации (аутопоэ-зиса), т.е. непрерывно поддерживая свою идентичность и самоконтроль.
Несмотря на почтенный возраст, ученый много работает. Он живет с семьей в Корнуолле, на собственном участке земли, площадью 30 акров, скорее напоминающем дикий средневековый лес,чем парк. Старинная мельница служит ему офисом, домом и инженерной лабораторией. Он публикует много научных и научно-популярных трудов, выступает с лекциями, ведет обширную переписку. Лавлок — сильный и острый полемист, резко критикует как»зеленых» экстремистов, так и бездумное современное индустриальное общество, неумолимо ведущее человечество (но не Гею!) к гибели. По его мнению, самые опасные плоды цивилизации в настоящее время условно выражаются тремя английскими «с»- chain saw, car and cattle (мотопила, автомобиль и скотоводство). Эти три достижения цивилизации способствуют обезлесиванию и усилению парникового эффекта, тем самым ослабляя саморегуляторные способности Геи. Зеленый покров — это что-то вроде кожи, а облака — пот планеты и ее защитный экран.
С точки зрения «слабой» и «традиционной» Геи современное человечество в целом — это болезнь биосферы. Пока что, это, увы, «медицинский факт». На одном из сайтов Интернета приводится следующий анекдот. «Встретились в космосе две подружки — планеты. Одна из них пожаловалась другой на то, что очень плохо себя чувствует, так как у нее завелись люди. ‘Собеседница глубоко ей посочувствовала и вспомнила, что подобная же неприятная напасть приключалась и с нею. Она тут же успокоила несчастную, зная по личному опыту, что болезнь не смертельна и заверила подругу, что та, безусловно, с ней справится».
Хотелось бы, чтобы человек поумнел и перестал быть планетарной болезнью. Есть надежда, что так и произойдет и он все же спасет себя и другие высшие формы жизни.