“Природа” Использование и распространение этого материала в коммерческих целях возможно лишь с разрешения редакции Сетевая образовательная библиотека “vivos voco!”



Скачать 182.18 Kb.
Pdf просмотр
страница1/7
Дата05.05.2018
Размер182.18 Kb.
  1   2   3   4   5   6   7


№ 1, 2003 г.
Заварзин ГА.
Эволюция
геосферно-биосферной
системы
© “Природа”
Использование и распространение этого материала
в коммерческих целях
возможно лишь с разрешения редакции
Сетевая образовательная библиотека “VIVOS VOCO!”
(грант РФФИ 00-07-90172)
vivovoco.rsl.ru
vivovoco.usu.ru
vivovoco.nns.ru
www.ibmh.msk.su/vivovoco

Изначально климат считался независимой геосферной переменной, определяющей состояние биоты и распределение природных зон в духе А.Гумбольд- та. Зональность климата обеспечивается прежде всего энергетическим балансом в географической зоне, а также переносом тепла и влаги по поверхности Земли. Газовый состав атмосферы (за исключением инертных газов) связан с деятельностью биоты, точнее микро- биоты. Именно она преобразовала в прошлом первоначальные продукты дегазации Земли в воздуха сейчас контролирует циклы элементов с газообразной миграцией.
Отсюда вытекает единство гео- сферно-биосферной системы. Разделение понятий геосферы и биосферы удобно для анализа, хотя и противоречит принятому вслед за
Вернадским пониманию биосферы как единой системы.
Изменение масштаба в изучении геосферно-биосферных процессов повлекло за собой необходимость иного подхода. Эволюционные построения в биологии сводятся к филогении видов и упорядочению их множества (биоразно- образия). Генеалогия находится в области дарвинизма или синтетической теории эволюции, разработанной вплоть до молекулярного уровня, основу которого составляют точечные мутации. Такой подход предполагает построение системы снизу-вверх, от индивидуального события к изменению целого.
В течение полутора столетий этот принцип согласовывался с мировоззрением конкурентных рыночных отношений и демократическими свободами, которые привели в России к тому, что академик
Б.В.Раушенбах назвал какократией
(гр.
κακοσ — скверный, плохой).
Однако подход снизу-вверх оказывается неполноценным, потому что легко упустить какие-ли- бо взаимодействия. Анализ должен быть строго иерархическим сверху-вниз, от общего к частному.
Поскольку слово система здесь будет употребляться часто, его необходимо пояснить. В математике простейшее понятие — множество, те. собрание каких-либо объектов, элементов (например, в биологии видовое разнообразие).
Множество может быть упорядочено. Этим занимается классифика-
Эволюция геосферно-биосферной системы
Г.А.Заварзин
© Г.А.Заварзин
Статья подготовлена на основе лекции, с которой автор выступил на Чтениях памяти Н.Н.Воронцова в Институте биологии развития им.Н.К.Кольцова 13 марта 2002 г.
Георгий Александрович Заварзин, академик РАН, заведующий от-
делом микробных сообществ Института микробиологии РАН. Ос-
новные научные интересы связаны с изучением многообразия бак-
териального мира. Член редколлегии журнала «Природа»
(с 1982 г.).
Редакция поздравляет Г.А.Заварзина с 70-летием и желает
юбиляру здоровья, творческих удач, благополучия и новых
публикаций в нашем журнале.
ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
П Р ИРОДА ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
П Р ИРОДА 3
28
ция, в том числе и таксономия,
в основе которой лежит общность происхождения. Мы будем понимать подсистемой множество с
функциональными связями,
обеспечивающими целостность си- стемы.
Единая система
Итак, система — это целостность, обусловленная функциональным взаимодействием входящих в нее частей. Для взаимодействия необходимо единство вре-
мени и места. Невозможно взаимодействовать стем, что было, будет, или стем, что находится вне пределов досягаемости. Есть только миг между прошлыми будущим. Именно он называется жизнь, — так в популярной песне пересказаны Мысли Марка Ав- релия: Время человеческой жизни миг. Значит, при анализе ге- осферно-биосферной системы приходится опираться на горизонтальный срез одновременно происходящих событий. Такой подход ближе к «геогнозии» Гумбольдта,
чем к эволюционному учению Дарвина, сосредоточенному на генеалогической вертикали, подобной стратиграфии геологических отло- жений.
Определяются ли свойства объекта происхождением или совместимостью с системой, в которую он входит Ответ очевиден если объект несовместим с системой, тока- ково бы ни было его происхождение, он не может в ней существовать. Но между геологическими и биологическими объектами большая разница из-за времени жизни.
Циклически возобновляемый организм существует в несвойственных ему условиях лишь ограниченное время (как реликтовые рощи в ка- кой-нибудь долине. Он непрерывно должен возобновляться соответственно своему окружению или исчезнуть. Отсюда вывод о биологической эволюции в направлении приспособленности. Для геологических объектов характерно иное время они сохраняются в виде отложений со времени образования, хотя минеральный состав может меняться в соответствии с условиями.
Для взаимодействий в системе важны только свойства объекта,
определяющие функциональные
связи. В биологической системе это трофические отношения между компонентами, объединяющими их в сообщество. Они обусловлены типом питания фотоавтотроф- ным — у растений, зоотрофным у животных, осмотрофным — угри- бов и прокариот.
Растения имеют сходные потребности в свете, воде, минеральных элементах и конкурируют за них между собой. Такая борьба неизменно ведет к выживанию наиболее приспособленного, а в конеч-
ном результате — к монополии.
В итоге получается однородное сфагновое болото, лиственничная тайга, заросли папируса или тростника, те. победа социальных растений, создающих в неблагоприятных условиях устойчивое сообщество с минимальным разнообразием. У животных пищевые пирамиды менее интересны, потому что на первый план выступает многоэтапное усложнение. Наиболее важны трофические связи у осмотрофных прокариот, поскольку микробное
сообщество безусловно первич-
но на Земле. Оно обнаруживается сначала геологической летописи.
Все, что было до того, относится к области, образно названной геологом В.Е.Хаиным фантомной, призрачной, и составляет область фантазий биопоэза.
Взаимодействия в сообществе в первую очередь кооперативные.
Сообщество имеет энергетический и материальный баланс, который проще анализировать, рассматривая потоки вещества в системе если потоки замкнуты в циклы и конечный продукт идентичен субстрату первичного продуцента, сообщество автономно. Топические характеристики (обусловленные единством местообитания) определяют выборку компонентов из множества видов, способных выполнять необходимые функции в данных условиях. Набор их должен быть достаточен для целостного и устойчивого сообщества. Устойчивость предполагает не только пространственную и функциональную характеристику,
но и временную.
Группировки организмов называют функциональными (в микробиологии физиологическими),
и они попадают в так называемые фундаментальные экологические ниши. При морфологическом подходе употребляется термин жизненные формы со своей классификацией и обыденной терминологией, которую почему-то называют тривиальной и ненаучной, хотя она
Схема формирования состава атмосферы Земли с участием разных физиологических групп микроорганизмов 20.12.02 10:52 Page 28




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница