Информация как основа жизни - В. Корогодин

В согласии с количеством кодирующей их информации, пространства режимов технологических операторов всегда и неизменно включали в себя пространства режимов меньших размерностей, комплементарные информации поведенческой и генетической. Говоря несколько иначе, это означает, что техногенез в своем развитии мог опираться только на предшествовавший биогенез, а техногенные операторы всегда и неизбежно включают в себя, в качестве компонентов, операторы биологического происхождения.

Действительно, начало развития технологий можно, например, датировать временем начала изготовления и использования каменных орудий труда. Но в "полный оператор" здесь, помимо человека, входили также и другие операторы генетической информации – клубни и плоды растений, мясо и шкуры животных, с помощью этих орудий добывавшиеся. Следующий араморфоз в эволюции техногенеза произошел с переходом отдельных человеческих сообществ к животноводству и земледелию. Главным компонентом таких техногенных операторов становились искусственно совершенствуемые сорта растений и породы животных, а ареной их деятельности, их экологической нишей оставались различные природные биоценозы. Эту линию рассмотрения можно было бы проводить и далее, но, пожалуй, достаточно отметить, что трансформируемые человеком фрагменты генетической информации до сих пор лежат в основе источников его питания техногенного происхождения, техническое обеспечение чего тесно переплетается с природными ландшафтами.

Но это лишь "одна сторона медали". Второй ее стороной являются побочные продукты w деятельности техногенных операторов. По мере роста численности человеческих сообществ и увеличения энергоемкости технологий побочные продукты их деятельности все сильнее деформируют природные популяции и биоценозы, вызывая в них неконтролируемые изменения, вплоть до угрожающих разрушением этих ценозов. Уже давно начала складываться парадоксальная ситуация: технологии, облегчающие человеку использование природных ресурсов, начали становиться главной причиной их разрушения. К настоящему времени этот процесс приобрел глобальный характер и именуется экологическим кризисом [38, 39].

Таковы, коротко, основные соотношения между техногенезом и биосферой.

Литература

1. Уоддингтон К. X. Основные биологические концепции. В кн.: На пути к теоретической биологии. 1. Пролегомены. М., "Мир", 1970.

2. Меллер Г. Ген как основа жизни. В кн.: Избр. работы по генетике, М.-Л., Огизсельхозгиз, 1937. С. 148-177.

3. Гершкович И. Генетика. М., "Наука", 1968.

4. Эйген М., Шустер П. Гиперцикл. М., "Мир", 1982.

5. Spiegelmann S. Quart. Rev. Biophys., 1971, V.4, p.213; Haruna I.,Spiegelmann S. Proc. Nat. Acad. ScL, USA, 1975, V.54, p.579.

6. Моисеев Н. Н. Расставание с простотой. М., "Аграф" (сер. Путь к очевидности), 1998.

7. Sumper M., Luse R. Proc. Nat. Acad. ScL, USA, 1975, V.72, p.1750.

8. Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул. М., Мир, 1976.

9. Баблоянц А. Молекулы, динамика и жизнь. М., "Мир", 1990.

10. Кальвин М. Химическая эволюция. М., "Мир", 1971.

11. Печуркин Н. С. Энергия и жизнь. Новосибирск, "Наука", 1988.

12. Грант В. Эволюция организмов. М., "Мир", 1980.

13. Хакен Г. Синергетика. М., "Мир", 1980.

14. Кольцов Н. К. Журн. общ. биол., – 1972, т. 33, №4, С. 493.

15. Сарапульцев Б. И., Гераськин С. А. Генетические основы радиорезистентности и эволюции. М., Энергоатомиздат, 1993.

16. Иванов А. В. Происхождение многоклеточных животных. Л.,"Наука", 1968.

17. Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. М., "Мир", 1983.

18. Вернадский В. И. Биосфера. Статьи по биогеохимии. В кн.: Избр.соч., т. V, М., Изд. АН СССР, 1960.

19. Тейяр де Шарден П. Феномен человека. М., "Прогресс", 1965.

20. Дарвин Ч. Происхождение видов. В кн.: Собр. соч., т. l, M., Изд.Ю. Лепковского, 1907.

21. Серебровский А. С. Некоторые проблемы органической эволюции. М.,"Наука", 1973.

22. Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. Н. Краткий очерк теории эволюции. М., "Наука", 1969.

23. Корогодин В. И. Биофизика, 1983, т. 28, в. 1, С. 171-178.

24. Эрман Л., Парсонс П. Генетика поведения и эволюция. М., "Мир",1984.

25. Морган Т. Г. Экспериментальные основы эволюции. М.-Л., Биомедгиз, 1936.

26. Кордюм В. А. Эволюция и биосфера. Киев, "Наумова думка", 1982.

27. Хесин Р. Б. Непостоянство генома. М., "Наука", 1984.

28. Поршнев Б. Ф. О начале человеческой истории (Проблемы палеопсихологии). М., "Наука", 1976.

29. Алексеев В. П. Становление человека. М., Изд. полит, лит., 1984.

30. Шовен Р. Жизнь и нравы насекомых. М., Гос. изд. селъхоз. лит.,1960.

31. Винер Н. Изобр. и рационал., 1974, №9, с.37.

32. Кропоткин П. А. Взаимная помощь среди животных и людей как двигатель прогресса. 2-е издание Пг.-М., 1922.

33. Дарвин Ч. О выражении душевных движений у человека и животных. В кн.: Собр. соч., т.Ш, М., Изд. Ю.Лепковского, 1908.

34. Швейцер А. Культура и этика. М., "Прогресс", 1973.

35. Моисеев Н. Н. Человек, среда, общество. М., "Наука", 1982.

36. Гессе Г. Игра в бисер. М., "Худ. лит.", 1969.

37. Уголев А. М. Естественные технологии биологических систем. Л.,"Наука", 1987.

38. Моисеев Н. Н. Алгоритмы развития. М., "Наука", 1987.

39. Моисеев Н. Н. Расставание с простотой. М.: "Аграф" (сер. Путь к очевидности), 1998.

Глава шестая

БИОСФЕРА И ТЕХНОСФЕРА

Как подчеркивал В. И. Вернадский [1], развитие человеческого мышления и все возрастающее его воздействие на окружающую среду – через порождаемые им технологии – следует рассматривать как природное явление, как неизбежное следствие цефализации. Эти процессы и привели к формированию техносферы – создаваемой самим человеком среды его обитания. Взаимоотношения биосферы и техносферы, в связи с грозящим Земле экологическим кризисом, являются сейчас объектом пристального внимания самых разных специалистов. Попробуем сформулировать на этот счет свою точку зрения, основанную на изложенных выше представлениях о природе информации и закономерностях динамики информационных систем.

Следуя традиции, биосферой будем называть всю населяющую Землю биоту (т. е. совокупность всех микроорганизмов, грибов, растений и животных) и среду ее обитания, включая почвенный покров и содержащие признаки жизни слои атмосферы. Накануне появления человека биосфера по своим основным параметрам вряд ли существенно отличалась от нынешнего ее состояния. Более того, такие ее характеристики, как общая масса живого вещества (порядка 2,4·1018 г); элементарный состав биомассы (азот – около 0,3%, углерод – около 3%, кислород – около 75%, водород – 10% и т. д.); содержание кислорода в атмосфере (около 21%, а всего порядка 1,2·1021 г); скорость круговорота слагающих ее атомов (для углерода, например, среднее время пребывания одной молекулы СО2 в атмосфере равно десяти годам); количество достигающей Земли солнечной энергии (167 ккал·см-2тод-1) – сохранялись неизменными, вероятно, на протяжении сотен миллионов лет [2-4]. Эта стабильность основных параметров биосферы обусловливается, с одной стороны, постоянством потока солнечной энергии, а с другой – развитой системой взаимоотношений между слагающими биосферу живыми компонентами, выполняющими определенные функции в "работе" по ее стабилизации (см., напр., [5]).

Биосферу в целом можно подразделить на косные и живые компоненты. Косные компоненты – это химические соединения и физические тела, не входящие в данный момент времени в состав живых организмов. Это, прежде всего, газы, находящиеся в свободном состоянии (в атмосфере) или растворенные в водных бассейнах, вода в виде водяного пара, рек, озер, морей, океанов и ледников, различные неорганические и органические соединения, растворенные в этой воде и накапливающиеся в донных отложениях и почве, еще не претерпевшие полной деструкции отмершие компоненты живых организмов (листья, сучья, сброшенная при линьке шерсть и т. п.) и трупы самих этих организмов (от вирусов и бактерий до слонов и баобабов). По самой приблизительной оценке косные компоненты составляют более 99%, а на живые приходится меньше 1% от общей массы биосферы. Косные компоненты распределены по всей биосфере относительно диффузно. Значительное количество их включено в постоянный биологический круговорот, т. е. периодически входят в состав биоты. Химические соединения, выходящие из биологического круговорота и слагающие мощные осадочные породы, будем считать находящимися вне пределов биосферы.

В отличие от косных компонентов, живые компоненты биосферы четко структурированы. Элементарными структурами биосферы являются биоценозы, слагаемые, в свою очередь, трофически взаимодействующими популяциями, состоящими из отдельных индивидуумов.

По примерным данным, около 1% от всей биомассы Земли приходится на микроорганизмы и животных (2,3·1016 г), около 99% − на зеленые растения (2,4·1018 г). Только 0,13% биоты обитает в океанах, а остальные 99,87% − на континентах. В настоящее время на Земле известно около 100 тыс. видов микроорганизмов (бактерии, простейшие, грибы и водоросли), 150 тыс. видов высших растений и 1 млн. видов животных, из которых более 800 тыс. приходится на членистоногих. В отдельные биоценозы входят десятки и сотни взаимодействующих друг с другом видов, представленных популяциями, состоящими из сотен (для животных), тысяч (для растений) и миллионов (для микроорганизмов) особей. Жизнедеятельность этих последних (т. е. отдельных индивидуумов) и обусловливает, в конечном счете, стабильность характеристик биосферы и ее элементный состав.