8.3. Биотическая регуляция окружающей среды

Эволюция биосферы свидетельствует, что при любом воздействии на биосферу  природном или антропогенном  ее гомеостаз обеспечивается за счет сохранения биологического разнообразия. Отсюда очевидно, что экологические условия есть продукт взаимодействия биоты и окружающей среды, и лишь правильная оценка этого взаимодействия позволяет разработать достоверные методологические подходы к сохранению или даже к улучшению экологической обстановки в случае ее нарушения на всех экосистемных уровнях, вплоть до глобального.

Исследуя проблемы биологической регуляции окружающей среды, В. В. Горшков, В. Г. Горшков, В. И. Данилов-Данильян и др. (1999) отметили, что в настоящее время в экологической науке известны две основные концепции взаимодействия биоты и окружающей среды.

Согласно первой концепции  традиционной  окружающая среда пригодна для жизни в силу уникальных условий на поверхности Земли, а естественная биота приспосабливается к любой окружающей среде благодаря главному свойству жизни  способности к эволюции и непрерывной адаптации к меняющимся условиям среды. При этом любые виды организмов, способные адаптироваться к окружаюшей среде и производить наибольшее количество потомков, могут составлять земную биоту.

Согласно традиционной концепции изменение окружающей среды под воздействием человека  это определенный этап естественного эволюционного процесса  превращения биосферы в новую глобальную биосистему, а природное биоразнообразие  генетический ресурс человека, который следует сохранять лишь в заповедниках, зоопарках и генных банках. При этом безостановочный экономический рост возможен лишь за счет непрерывного расширения использования ресурсов биосферы.

По мнению В. В. Горшкова и др. (1999), в традиционной концепции практически игнорируются экологические ограничения на численность популяций биологических видов (в том числе человека), а также причины образования естественных сообществ и их среды обитания.

Во второй концепции основная роль отводится биотической регуляции окружающей среды. Биота Земли рассматривается как единственный механизм пригодных для жизни условий окружающей среды в локальных и глобальных масштабах. В случае прекращения регулирующего воздействия биоты физически неустойчивая окружающая среда быстро перейдет (примерно за 10 тыс. лет) в устойчивое состояние, как на Марсе или Венере, где жизнь невозможна.

В этой концепции главным свойством жизни считается способность видов к поддержанию тех условий окружающей среды, которые пригодны для существования биоты на любом экосистемном уровне, а не способность к непрерывной адаптации к изменяющимся условиям среды. Биотическая регуляция окружающей среды возможна в результате скореллированного взаимодействия между организмами и средой, которая подобна скореллированности клеток и органов внутри многоклеточного организма. Работу по обеспечению поддержания окружающей среды выполняют виды с оптимальной, а не с максимальной численностью. Именно они образуют сообщества и составляют земную биоту, обеспечивая стационарность численности особей, регулярность популяционных колебаний видов и предотвращают популяционные взрывы, разрушающие сообщества. Переход любого вида к максимальному количеству потомков, относится к генетическому отклонению от нормы, и они немедленно вытесняются из популяции. Механизм отбора в этом случае  конкурентное взаимодействие однородных сообществ.

При переходе окружающей среды в новое состояние (например, изменение восстановительной атмосферы на окислительную) обязательно происходит существенная перестройка биоты. Но перестройка осуществляется без потери биотой способности предотвращать переход среды в состояние, непригодное для существования любой биоты. Это связано с тем, что существует несколько условий окружающей среды, пригодных для жизни, а эволюционирующая биота способна перебирать все приемлемые для жизни условия.

Жизнь на Земле существует около 4 млрд лет, причем альтернативность вышеописанных концепций сохраняется на протяжении всего этого периода. Но за этот период изменился диапазон условий, пригодных для жизни, от локальных до глобальных масштабов. Это значит, что жизнь все это время изменяла окружающую среду в благоприятном для себя направлении, т. е. биотическая регуляция среды имела место с самого момента возникновения жизни.

Существование биотической регуляции окружающей среды доказывается рядом факторов, важнейшими из которых являются следующие (Горшков и др., 1999):

1. Выбросы неорганического углерода из земных недр в атмосферу с огромной точностью соответствуют содержанию органического углерода в осадочных породах, что обеспечивает практически постоянное содержание неорганического углерода в атмосфере в течение сотен миллионов лет.

2. Концентрация биогенных элементов (C, N, P, O₂) в океане сформирована и поддерживается биотой, о чем свидетельствует отношение C/N/P/O₂, совпадающее с таковым при синтезе органического вещества.

3. Круговорот воды на суше также определяется биотой, так как ²/₃ осадков связано с испарением воды на суше, в котором доминирующая роль принадлежит биоте.

4. Незатронутая деятельностью человека биота океана поглощает избыток диоксида углерода, выбрасываемого в атмосферу человеком, т. е. действует в соответствии с отрицательными обратными связями, в то время как измененная человеком биота суши утратила эту способность.

5. Биотой океана поддерживается концентрация диоксида углерода в океане в три раза меньше, чем если бы ее воздействие отсутствовало, так как потеря органического углерода океаном в атмосферу компенсируется поступлением в океан органического углерода.

Биотическая регуляция исключает адаптацию, и наоборот. Адаптационные процессы связываются со способностью выживания организмов в определенных условиях, а если условия не меняются  нет и адаптации. При отсутствии адаптации биоты к искаженным условиям среды, разрушение биотической регуляции обратимо. После прекращения антропогенного возмущения происходит восстановление аборигенных сообществ, содержащих правильную информацию о нормальных условиях среды и способах их регуляции путем уже описанных выше сукцессионных процессов (см. гл. 5).

Таким образом, биотическая регуляция окружающей среды  это механизм управления окружающей средой, основанный на отобранных в процессе эволюции видах, содержащих необходимую для управления средой генетическую информацию. Возможность выживания человечества состоит в восстановлении естественной биоты на территориях, достаточных для сохранения ее способности к регуляции окружающей среды в глобальных масштабах. Главной экологической задачей человечества должно считаться сохранение и восстановление естественной биоты суши на Земле, которое должно сопровождаться полным прекращением дальнейшего освоения естественной биоты океана.

Человек, став мощным геологическим фактором, оказывает глобальное воздействие на биосферу. Биосфера, со своей стороны, через свои экологические законы, которые он вынужден соблюдать, чтобы выжить, в том числе и закон биотической регуляции окружающей среды, воздействует на человека. Создаются условия, очень напоминающие сопряженную эволюцию, или коэволюцию в системе «человек  биосфера». Продуктом такой коэволюции может стать так называемая «ноосфера», т. е. сфера разума.