Будущее, которое мы потеряли

Мы теряем, если уже не потеряли своё будущее

Наша страна, которая находится на резервной системе жизнеобеспечения, озабочена различными идеями «…измов», видит своё будущее в реализации тех или иных социализмов. Мы вместе со СМИ и политологами уповаем на гибель капитализма, надеясь, что в этом наше спасение, т.к. архаичная экономическая модель «Базар» тогда станет верхом развития нашей цивилизации и всего мира.

У нас не принято анализировать процесс созидания в развитых странах, т.к. это разрушит миф идей социализма, поэтому у нас не идёт процесс самоорганизации профессиональных сообществ, как в развитых странах, которые в рамках своей компетенции решают проблемы своих граждан и для решения этих проблем создают новые технологии, беря на себя часть функций управления обществом. У нас этот процесс проще свести до уровня формирования каст.

Страна озабоченная «…измами» не способна создавать новые технологии. Она не способна понять, что мир начал переход к новой формации и это не будет социализмом. Это будет другая формация и, скорее всего, уровнем гораздо выше социализма, поэтому на «Базаре» нам ничего не остаётся делать, как реализовать самый лучший поведенческий сценарий для нас — расползтись по фермам. Сельскохозяйственным, карбоновым, майнинговым — в зависимости от возможностей, вкусов и предпочтений.

Мы уже начали терять, если уже не потеряли своё будущее из-за «Синдрома Греты Тунберг». Наше общество во главе с доблестными СМИ набросились на смелую девочку, как стадо бабуинов. За что огромное «спасибо» нашей власти. Крайне удивляет полное игнорирование российскими властями идей и концепций будущего России, разработанных на основе достижений фундаментальной науки.

Часть 1. О каком будущем идёт речь?

Ответы можно найти в трудах, написанных нашими учёными ещё в ХХ веке.

Академик Владимир Иванович ВЕРНАДСКИЙ, (1863 — 1945)

«УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ, ГРЁЗЫ О НООСФЕРЕ».

Творческое наследие В.И. Вернадского слишком огромно, для того, чтобы кратко изложить его в нескольких абзацах. Поэтому проанализируем обзорную статью В.С. Савенко, «Учение В.И. Вернадского о ноосфере в контексте современных проблем устойчивого развития» http://www.ecolife.ru/zhurnal/articles/12649/

Цитата:

«Поскольку взаимодействие человека с биосферой составляет суть учения о ноосфере, приведем одну выдержку, предельно ясно характеризующую точку зрения В.И. Вернадского по этому вопросу: „Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше“ [4, с. 303, курсив наш — В.С.]».

Эти слова не дают оснований усомниться в том, что для В.И. Вернадского неизбежность преобразования человеком биосферы в качественно новое, отличное от естественного, состояние — неоспоримый факт. Поэтому ссылки некоторых сторонников сохранения или минимального изменения первозданного состояния биосферы на работы В.И. Вернадского, якобы солидарного с их точкой зрения, абсолютно не соответствуют действительности. А.С. Керженцев так же подчеркивал, что в первоначальное состояние биосфера уже не может вернуться без того, чтобы «убрать с арены жизни человечество».

Цитата:

Изменение человеком биосферы происходило и сейчас происходит стихийно, без анализа возможных последствий, в том числе для его существования.

С нашей точки зрения, это факт, у которого есть понятие «неолитическое мышление».

Цитата:

Человек начал преобразование природы, не предвидя последствий своей деятельности и не учитывая наличия у биосферы защитных механизмов, способных, возможно, уничтожить его самого.

Мы считаем, что эти защитные механизмы создают для человека цивилизационный барьер.

Цитата:

Поведение современного общества можно сравнить с действиями начинающего шахматиста, который только что выучил правила передвижения фигур, но не способен предвидеть развитие ситуации даже на ход вперед. Может ли такой шахматист выиграть партию у гроссмейстера? С точки зрения теории вероятности возможность выигрыша имеется, но она ничтожно мала.

Мы считаем, что это поведение человека сформулировано, например, в концепции устойчивого развития, ноосферного социализма и т.д.

Цитата:

Очевидно, что в настоящее время первоочередной задачей учения о ноосфере является формулировка целей и определение допустимых способов преобразования человеком биосферы. При этом особое значение имеет выяснение ограничений в действиях человека.

Мы считаем, что определение допустимых способов преобразования человеком биосферы, на наш взгляд, должно определяться через понятие поля устойчивости жизни, которое ввёл Вернадский:

Температура
Давление
Химизм среды и т.д.

Иными словами, через физические и химические параметры.

Цитата:

Здесь нет места ни алармизму, вопиющему об опасных последствиях воздействия человека на природу, но ничего конкретно не делающего, ни крайнему экологическому консерватизму, призывающему сохранить биосферу в естественном состоянии и возвращающему человека к чисто биологическому существованию, ни воинствующему техницизму, уповающему на создание так называемых «безотходных» технологий, которые в принципе создать невозможно. Все эти экологические, если их можно так назвать, течения представляют, по существу, «шум», т.е. помехи, отвлекающие внимание от поиска реальных путей разрешения фундаментальных противоречий в развитии общества и биосферы, приведших к глобальному экологическому кризису.

В данном случае, рассуждения «отрицателей» экологического кризиса, особенно в федеральных СМИ являются примером того самого «шума», который отвлекает внимание от поиска реальных путей разрешения фундаментальных противоречий в развитии общества и биосферы, приведших к глобальному экологическому кризису.

Цитата:

Внедрение новых ресурсосберегающих технологий, снижающих антропогенное воздействие на биосферу, конечно, необходимо. Не менее важно формирование экологического сознания у всех слоев общества с ясным пониманием угроз существованию человечества, вытекающих из формы хозяйственной деятельности, доминирующей на протяжении всего времени развития Homo Sapiens и основанной на отчуждении у природы и присвоении себе материальных и энергетических ресурсов. Вместе с тем надо отдавать себе отчет в том, что эти меры не решают проблему глобального экологического кризиса, который, может быть, правильнее называть общецивилизационным кризисом.

С данным утверждением сложно не согласиться.

Цитата:

Роль природоохранной деятельности состоит в другом — замедлении процесса неконтролируемого преобразования биосферы, что даст время для выработки научно обоснованной стратегии совместного развития человека и биосферы, составляющих особую земную оболочку — ноосферу.

С нашей точки зрения к природоохранной деятельности можно отнести «зелёные» технологии и «зелёную» экономику, как переходный период, необходимый для выработки стратегии выхода из экологического кризиса.

Цитата:

Одно из направлений проекта — геохимический блок, непосредственно связанный с идеями В.И. Вернадского и Н.Н. Моисеева. Отправной точкой в нем служит постулат несовместимости, согласно которому развитие цивилизации и сохранение естественного (доисторического) состояния биосферы — явления, принципиально несовместимые. Это означает, во-первых, что любая форма хозяйственной деятельности человека не может не приводить к изменению естественного состояния биосферы, а, во-вторых, что коэволюция, т.е. совместное и взаимосогласованное развитие человека и биосферы, не имеет альтернативы. Из постулата несовместимости вытекает также одно важное в практическом отношении следствие: совокупное действие всех производственных процессов не должно приводить к выходу значений параметров состояния биосферы из диапазона, ограничивающего область ее нормального биологического существования. Это ограничение может быть также распространено на природные явления, и тогда человеку должна отводиться роль регулятора естественных процессов.

В данном случае следует особой отметить, что концепция » кризисного управления эволюцией биосферы» учитывает постулат несовместимости, согласно которому развитие цивилизации и сохранение естественного (доисторического) состояния биосферы — явления, принципиально несовместимые.

Академик Никита Николаевич МОИСЕЕВ, (1917 — 2000).

«КОЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА».

Продолжим разбор статьи В.С. Савенко, «Учение В.И. Вернадского о ноосфере в контексте современных проблем устойчивого развития» http://www.ecolife.ru/zhurnal/articles/12649/

Цитата:

«В обширном наследии Н.Н. Моисеева по биосферно-ноосферной тематике особое место занимает теория коэволюционного развития, намечающая путь преодоления конфронтации человека и естественной биосферы и перехода к ноосфере».

В данном случае можно несколько переформулировать цитату «В обширном наследии Н.Н. Моисеева по биосферно-ноосферной тематике особое место занимает теория коэволюционного развития, намечающая путь преодоления конфронтации человека и естественной биосферы, при переходе к кооперации с ней, позволяя приступить к формированию ноосферы».

Учитывая, что процессы кооперации характерны для биосферы. Например, коопероны.

Коопероны — самосохраняющиеся кооперативные (имеющие целостность) системы — устойчивые структурно-функциональные комплексы, выступающие как единое целое в некотором диапазоне внешних условий (по В.Ф. Левченко).

Цитата:

«Н.Н. Моисеев определил коэволюцию природы и общества как такое развитие человечества, которое не разрушает стабильность биосферы, ее гомеостаз и обеспечивает совместное развитие и биосферы, и человечества. По существу, это формулировка цели, которую общество должно достигнуть. Но достижима ли эта цель?»

Автор статьи считает, что в действительности поведение систем, состоящих из очень большого числа элементов, описывается статистическими законами, и для управления биосферой совершенно не нужны модели с разрешением до индивидуального организма.

В данном случае можно отметить, что, как всегда подчеркивал А.С. Керженцев, законами функционирования клеток, описать функционирование экосистем не представляется возможным.

Достижима ли эта цель?

Об этом можно судить по концепции «кризисного управления эволюцией биосферы» Яблокова, Левченко и Керженцева.

Цитата:

«Как подчеркивал Н.Н. Моисеев, первым необходимым условием возможности управления считается достаточно хорошее знание объекта, позволяющее предвидеть его реакции на управляющие воздействия. Трудности, которые возникают при реализации коэволюционной концепции развития, практически полностью связаны с недостаточностью имеющихся знаний о биосфере, ее структурно-функциональной организации, определяющей характер пространственно-временного сопряжения „элементарных“ процессов и реакции на управляющие воздействия. Чтобы можно было говорить о предсказуемом развитии преобразованной и управляемой человеком биосферы, т.е. ноосферы, необходимо, прежде всего, преодолеть отставание в познании объекта. Здесь неоценимую помощь может оказать компьютерное моделирование, нацеленное на агрегацию всей доступной информации о биосфере и на выяснение степени достаточности этой информации для адекватного описания состояния биосферы в текущий момент времени, прошлом и будущем».

В этом случае, можно только добавить, что основная проблема заключается в очень большом дефиците новых знаний.

Переход к практическим действиям.

Цитата:

«Помимо накопления информации, очень важно уже сейчас начать действовать практически и приобретать опыт целенаправленного преобразования природы. Двадцать лет назад Н.Н. Моисеев писал о том, что переход биосферы в ноосферу не может быть мгновенным и, вероятно, будет осуществляться с двух сторон:

1) Сверху — на уровне реализации наднациональных проектов под эгидой ООН

2) Снизу — в виде образования очагов ноосферы регионального масштаба.

Если по первому направлению уже сделаны какие-то шаги и начаты работы по программам ООН, ЮНЕСКО и других международных организаций, то в отношении формирования региональных очагов ноосферы, в которых хозяйственная деятельность должна подчиняться ограничениям коэволюционного развития, пока ничего не сделано. Между тем, очевидно, что переход биосферы в ноосферу не может произойти быстро и повсеместно и постепенное объединение региональных очагов есть единственный физически реализуемый путь создания ноосферы.

Характеризуя регионально-объединительный путь формирования ноосферы, Н.Н. Моисеев писал: «Концепция подобных структур пока отсутствует».

Между тем следует отметить, что образования очагов ноосферы регионального масштаба за счёт самоорганизации начинают формироваться. В развитых странах уже формируются профессиональные сообщества для решения проблем своих граждан, например, профессиональные сообщества по климатизации зданий. Стали появляться экопоселения и т.д.

Самсонов А.Л. «Идеи Моисеева — сегодня» /Круглый стол к 100-летию Н.Н. Моисеева http://www.ecolife.ru/intervju/47548/

«Я скажу несколько слов о трактовке идей Моисеева. Если говорить об уничтожении рода человеческого, то вопрос: давайте зададимся вопроса а почему он возник, как размножился и стал доминировать, как шла эволюция на этом шарике под названием «планета Земля», и какие закономерности двигали эту эволюцию? Это один из тех принципиальных моментов, которые были в центре внимания Моисеева. Математическая модель — это прецезионный инструмент для расчетов биосферы, который позволял замерить составляющую воздействия человека.

Коэволюция. Идею коэволюции связывают с именем Моисеева, но возникла она, конечно, задолго до него — очень давно. Выдвинул ее Чарльз Дарвин. На примере этого рисунка показано, как это работает. Пчела залезает в цветок, там есть такие замкнутые лепестки, она задевает, за них. Лепесток хлопает ее по спине, причем, на конце лепестка некая коробочка с семенами. Она ударяет пчелу по спине и опыляет ее семенами. Таким образом, пчела участвует в распространении семян цветка. Казалось бы, что тут такого особенного? Не очень экзотический механизм, ничего особенного в нем нет. Современные исследования показали, что из тех 390 тысяч видов флоры, существующих на Земле, 20 тысяч под угрозой вымирания, причем и 290 тысяч размножаются только с участием животных, как правило, насекомых. И только 20 тысяч видов размножаются с помощью ветра, то, что мы привыкли считать основным механизмом. То есть этот механизм оказался гораздо шире, чем думали сначала. И что самое неожиданное — что это не механизм сотрудничества, не механизм, когда все друг друга поглаживают и небольно ударяет по спине этот хвостик от цветка. Все это происходит в жестком режиме, и эта борьба идет буквально на уничтожение.

Вопрос коэволюции как раз в том, что она позволяет развитию выйти в другую — свободную плоскость. Когда кто-то прорывается вперед, вносит какое-то эволюционное изменение, то тут же возникает связанный с ним коэволюцией вид, который уже приспособился к этому изменению и лучше всего этому соответствует. И вот они вдвоем в таком тандеме движутся вперед, опережая всех остальных. Такая история, получается, что виды отталкиваются не от силы тяготения, не от климатических условий, не от физического мира, который от нас — и от живого мало зависит вообще. Но они-то отталкиваются друг от друга, карабкаясь по лестнице эволюции. Вот в чем особенность этого процесса.

В экономике, когда Моисеев ввел в рассмотрение такие субъекты экономические, оказалось, что они тоже взаимодействуют, причем далеко не всегда помогая друг другу. Они иногда в конфликте. В этом ничего особенного нет, но на самом деле, в науке это очень долго не понималось. Владимир Павлович Эфроимсон написал замечательную книгу «Родословная альтруизма», в которой агрессию и альтруизм он противопоставил, как разные инструменты эволюции. Оказалось, что это один и тот же инструмент — под названием коэволюция.

У Моисеева была замечательная группа людей, которые занимались конфликтами и компромиссами и сам он долгий период времени посвятил изучению конфликтов. Но затем Моисеев ушел (или пришел) в коэволюцию. Интересен ход мысли, заключающийся в том, что исследование конфликтов было закончено, а исследование коэволюции, как сотрудничества, было начато. Но как обобщение — объединения одного механизма с другим — этого, к сожалению, не было сделано.

Можно сказать, что то, о чем я сегодня говорю, — конфликты одним словом — это теория конфликтов и компромиссов, и она включает в себя очень большие возможности по исследованию общества и взаимодействию общественных агентов тех больших образований, которые в обществе существуют. Можно ли заставить их коэволюционировать, то есть в том обычном понимании, можно ли заставить их сотрудничать, можно ли из этого извлечь пользу — это очень важные моменты.«

Академик Игорь Васильевич ПЕТРЯНОВ-СОКОЛОВ, (1907-1996)

«К АВТОТРОФНОМУ ОБЩЕСТВУ!», Техника Молодёжи, декабрь, 1977 г.

«…Герой Социалистического Труда академик Игорь Васильевич Петрянов-Соколов — крупный ученый в области физической химии аэродисперсных систем, глава целой школы исследователей, тесно сочетающей теоретические работы с инженерным поиском и непосредственным выходом в промышленность. Выдающийся вклад И.В. Петрянова-Соколова в физико-химическую науку — открытие принципиально нового способа получения сверхтонких волокнистых материалов. На основе этого способа была создана отрасль промышленности по изготовлению фильтрующих материалов, которые называют фильтрами Петрянова. Открытия ученого и его школы позволили создать оригинальные методы очистки промышленных выбросов, широко применяемые в народном хозяйстве. Игорь Васильевич Петрянов-Соколов удостоен Ленинской и Государственной премий. Активный пропагандист передовых научных идей, академик Петрянов-Соколов является главным редактором научно-популярного журнала «Химия и жизнь» и научным редактором Детской энциклопедии.

…Коротко я бы сформулировал ответ на вопрос о целях науки так: первостепенная цель науки состоит в том, чтобы облегчить тяготы человеческого существования. В наши дни наиболее важным и наиболее перспективным направлением в науке мне представляется вопрос охраны и сохранения природы.

В наследство от прошлого мы получили хищническую технологию, бездумно растрачивающую те богатства, которые мы берем у природы. При такой технологии и хищническом отношении человеческое общество может очень быстро исчерпать все запасы природы, как возобновимые, так и невозобновимые. Нам предстоит решить большую задачу — создать такую промышленность, такой комплекс технологических процессов, который будет основан на полном использовании сырья, полученного от природы; на превращении всех — или почти всех — сырьевых потоков в необходимые для человека продукты.

До последнего времени мы в основном совершенствовали, шлифовали технологию, основы которой были заложены много десятков лет назад. Ее отличительная черта — неполнота использования природного сырья. Ведь иногда, для того чтобы получить необходимый обществу продукт, приходится превращать 97 — 98% исходного сырья в отходы и побочные вещества. Потребности человеческого общества сейчас очень многообразны.

Людям нужно все; любой полезный продукт, который может быть получен из того, что мы забираем у природы, найдет применение, и мы больше не можем себе позволить истощения природных ресурсов. В первую очередь необходимо создать безотходную технологию, которая, как я уже сказал, полностью превращает сырье, взятое у природы, в полезный для общества продукт. При современном уровне знаний всегда можно найти такой технологический процесс, при котором все его ответвления будут давать полезный продукт, то есть создать безотходную технологию.

Очень большое значение имеет создание технологии повторного, многократного использования продуктов жизнедеятельности человеческого общества. К сожалению, в настоящее время эти отходы обесцениваются и выбрасываются без всякой пользы. Мы теряем и наиболее ценный комплекс необходимых веществ, и очень большое количество энергии, заключенной в этих отходах.

Проблема создания автотрофного человеческого общества, обеспечивающего себя в полном объеме (за исключением энергетических потребностей) веществами, уже взятыми у природы за счет многократного повторного использования, является исключительно сложной, но и исключительно важной. Проблема эта поставлена уже несколько десятилетий назад великим ученым академиком Вернадским, и ее значение растет…»

А.С. Керженцев по этому поводу писал: «Сейчас восстановить прежний уровень саморегуляции невозможно, поскольку главный нарушитель продолжает его нарушать с нарастающей силой. Для восстановления исходного уровня гомеостаза придется убрать с арены жизни человека. Для сохранения всего мирового социума с его численностью и потребностями человеку придется выполнять кроме своей естественной функции консумента (потребителя природных ресурсов) ещё две экологические функции: продуцента (производителя первичной биомассы) и редуцента (утилизатора ненужного вещества — отходов).

Так что сейчас актуальна задача не нарушать биосферные процессы с их гигантским эволюционным опытом, а управлять деятельность человека с его мизерным опытом созидания и очень большими достижениями по части разрушения всего и вся. Нужно учиться жить у Природы, а не учить природу, как жить.

Человек должен взять на вооружение все достижения мудрой Природы. Для сохранения своего существования, человеку придется создавать новый, более высокий уровень устойчивого материального и энергетического баланса (гомеостаза), путем дополнительного производства первичной фотосинтетической биомассы и искусственного рециклинга третичного вещества (отходов) и непрерывно поддерживать этот уровень с помощью сверхмощных и экологически безопасных технологий. Это и будет являться осуществлением со стороны человека функций продуцента и редуцента будущей экотехносферы — природоподобной искусственной среды обитания человека.

точки зрения формирования уклада материального производства, выполнение новых функций человечеством означает:

создание мощной индустрии синтеза первичной растительной продукции (фитомассы) с помощью селекции биологических видов и устройства многоярусных теплиц для выращивания съедобных растений в условиях регулируемого микроклимата, искусственного освещения и контролируемого орошения;
создание высокоэффективной индустрии животного питания за счёт выведения пород домашних животных, более эффективно использующих фитомассу для прироста своей вторичной биомассы;
создание индустрии глобального рециклинга антропогенных и техногенных отходов с освобождением и возвратом законсервированных в них химических элементов, необходимых для питания растений, с возвращением их в биологический круговорот и необратимым и безопасным захоронением в литосфере веществ, нарушающих баланс биосферных потоков вещества.

Строго говоря, природные экосистемы всё же вырабатывают отходы, но они их упаковывают в безвредные для живых организмов композиции с помощью гумификации и кристаллизации. Гумификация упаковывает временно и обратимо потенциально опасные отходы до их востребования фитоценозом, а кристаллизация упаковывает конечные абсолютные отходы «навечно» и переводит их в геологический круговорот в форме осадочных пород. Эти породы по мере накопления погружаются вглубь земной коры и превращаются в метаморфические горные породы, а при дальнейшем погружении в мантию Земли переплавляются в магматические породы, которые выносятся на земную поверхность тектоническими процессами и подвергаются выветриванию. Основная же масса вещества вращается по замкнутому циклу круговорота вещества в биосферы.

Эти важнейшие свойства экосистем необходимо использовать человеку при организации замкнутого техногенного потока вещества и безотходной хозяйственной деятельности. Природные процессы гумификации и кристаллизации можно заменить технологическими процессами и сделать потоки вещества урбанизированных и аграрных экосистем безотходными. Цикл преобразования вещества в таких техноэкосистемах должен превращать изначально определённый, ограниченный запас химических элементов в постоянно обновляемый, а потому бесконечный ресурс».

Ткаченко Ю.Л., Гошка Л.Л. «Маяки и ложные огни» https://k100.space/mayaki-i-lozhnye-ogni/

Маяки и ложные огни

Академик Николай Николаевич СЕМЁНОВ, Герой Социалистического Труда, лауреат Государственной и Нобелевской премий (1896 — 1986)

«БИОХИМИЯ — СОЮЗНИК ТЕХНИКИ. К ЖИВЫМ МАШИНАМ!», Техника Молодёжи, август, 1974 г.

«…Ученый-фантазер — характеристика, прямо скажем, убийственная. И вместе с тем, когда об ученом говорят, что он лишен фантазии, воображения, за этим также стоит явное неодобрение. Словом, согласившись рассказать о будущем химии и смежных областей, я рискую закрепить за собой прозвище «ученый-фантазер». Поэтому прошу учесть, что в этом моем «падении» виноват не только я, но и редакция, пожелавшая получить рассказ о научном направлении, которое уже в начале пути сулит захватывающие перспективы. Это направление можно назвать химической бионикой. Его цель — призвать на службу человеку те поразительные по своей эффективности химические процессы, которые протекают в живой природе…

…Мы научились синтезировать белок в лабораториях, но эта операция требует многих месяцев упорной работы. А в живых системах те же реакции протекают за несколько минут, при температурах и давлении, близких к условиям окружающей среды. И в отличие от многих промышленных процессов, биохимические не загрязняют среды — все продукты жизнедеятельности одних организмов полностью утилизуются другими. Сегодня все более широкое распространение приобретает микробиологический способ производства белков и жиров — их выделяют из бактерий, выращенных на углеводородах нефти. В какой-то мере этот способ подобен традиционному животноводству, с той лишь разницей, что роль травы и злаков выполняют углеводороды нефти, а роль коров — бактерии.

Как при спиртовом брожении, так и при микробиологическом синтезе клетки бактерий служат лишь «обрамлением» для тех особых белков, благодаря которым происходят удивительные химические превращения. Эти белки, играющие роль биологических катализаторов, получили название ферментов. По своей способности активизировать химические реакции они в миллионы и миллиарды раз превосходят самые совершенные известные нам катализаторы. Поэтому с тех пор, как стало известно, что ферменты сохраняют свои свойства и вне живого организма, химики неустанно ищут пути их применения в качестве катализаторов промышленных процессов.

К сожалению, ферменты обладают двумя серьезными недостатками: их трудно отделить от конечных продуктов реакции, и они весьма чувствительны к повышенным температурам и другим неблагоприятным факторам окружающей среды. В какой-то мере эти недостатки можно исключить, если связать фермент слабыми химическими связями с твердой поверхностью или включить его в пористую массу, в которую будут хорошо проникать реагирующие вещества. Такие ферменты получили название иммобилизованных, лишенных подвижности. Они сохраняют высокую активность в течение месяцев при температурах, доходящих до 100° С.

На основе иммобилизованных ферментов уже сегодня в промышленном масштабе организовано производство различных пенициллинов с широким спектром действия. Но еще более широкие перспективы открываются в деле переработки крахмала и целлюлозы сначала в глюкозу, а затем во фруктозу — ценный низкокалорийный пищевойпродукт. Но самое заманчивое, что и глюкозу и фруктозу можно будет непосредственно получать из дешевых видов сырья — древесных опилок, соломы, ботвы, отходов бумаги…

ОТ СВЕТЛЯЧКОВ К СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ

Доводилось ли вам видеть в ночном лесу призрачное мерцание крохотных огоньков? Это — жуки-светлячки. Секрет их свечения связан с окислением органического вещества — люциферина. Причем химическая энергия превращается в световую с исключительно высоким коэффициентом полезного действия, достигающим 50 — 80%. Реакция окисления люциферина идет при непременном участии ферментов. Но какова их роль? Лабораторная проверка показала: при реакции без участия ферментов квантовый выход световой энергии примерно в 100 раз меньше, чем в ферментативных процессах. Правда, механизм действия пока еще не совсем ясен. Возможно, ферменты служат своеобразными «матрицами», которые делают молекулы люциферина более жесткими. И поэтому с увеличением жесткости молекул растет и световая «отдача». Если предположение окажется правильным, то перед нами откроются пути к созданию принципиально новых и весьма эффективных систем освещения.

А листья растений? Мы знаем, что в них из углекислого газа изготовляются «кирпичики» будущих белков — молекулы углеводов. Но вот что интересно: зеленый лист делает это с помощью световых лучей, которые сами по себе не в состоянии разбить молекулу углекислого газа. Поэтому лист накапливает или концентрирует энергию солнца. Как? К сожалению, механизм процессов фотосинтеза до сих пор остается загадкой. А между тем с ним связаны многие наши надежды на будущее. В том числе надежда использовать солнечную энергию. У большинства полупроводниковых солнечных батарей к.п.д. сегодня ниже 20%. В зеленом же листе, при малой освещенности, процессы фотосинтеза идут с к.п.д. примерно в 20-25%. Но, с возрастанием интенсивности светового потока эта цифра уменьшается до 2-4%.

Вероятно, срабатывает защитный механизм, спасающий клетки от губительного избытка радиации. Вряд ли нам удастся увеличить к.п.д. фотосинтеза в самих растениях путем генетических изменений. В связи с этим интересны недавно проведенные эксперименты, в которых с помощью выделенных из клетки хлоропластов обычную воду под действием солнечного света удалось разложить на водород и кислород. Уже сам по себе такой способ утилизации солнечной энергии весьма заманчив. Ведь водород ценен не только как высокоэффективное топливо. Он — необходимый реагент в топливных элементах — устройствах для прямого преобразования химической энергии в электрическую. А кислород очень нужен промышленности.

Судя по предварительным результатам, в проведенных экспериментах удалось осуществить преобразование солнечной энергии с к.п.д. значительно большим, чем у современных фотоэлектрических устройств. Следовательно, если поиски увенчаются успехом и исследователи смогут довести к.п.д. процесса до 40-60%, их усилия станут важным шагом на пути к широкому использованию солнечной энергии. Предвижу возражения скептиков: где взять огромное количество иммобилизованных ферментов, необходимое для решения подобной задачи? Видимо, единственный выход — научиться синтезировать их чисто химическим путем.

ЖИВЫЕ МАШИНЫ — ФАНТАЗИЯ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ!

Если попытаться представить строение молекулы фермента, то, упрощая дело, можно сказать, что она состоит из одного или нескольких активных «центров» с соответствующими белковыми «хвостами». В большинстве случаев «центры» содержат ионы металлов с переменной валентностью, которые активизируют атомы реагирующих веществ. А белковые «хвосты» выстраивают молекулы этих веществ так, чтобы соответствующие атомы и активный «центр» расположились по отношению друг к другу наивыгоднейшим образом. Это и определяет высокие скорости реакций в ферментативных системах.

Бесспорно, одна из центральных задач химии — научиться получать катализаторы, по своей активности не уступающие ферментам и даже превосходящие их. Возникающие при этом проблемы кажутся бесконечно сложными, если мы попытаемся воссоздать всю молекулу фермента. Но все становится значительно проще, если учесть, что промышленный катализатор должен выполнять лишь одну функцию — ускорять определенную химическую реакцию, (ферменты выполняют и много других.) Поэтому нет нужды повторять всю молекулу фермента — достаточно воспроизвести один активный «центр» с соответствующим «хвостом». Более того, и такую структуру не обязательно слепо копировать — важно лишь распознать и повторить лежащий в ее основе принцип действия.

Вот уже на протяжении нескольких десятилетий химики изучают так называемые комплексные катализаторы. Своим действием они во многом напоминают ферменты. С помощью этих катализаторов сегодня даже удается синтезировать полимеры, неизвестные в природе. А вот осуществить фиксацию атмосферного азота, с которой мы начали наш разговор, долгое время не удавалось. Лишь за последнее десятилетие наметились пути к решению этой задачи.

Еще в 1964 году доктор химических наук М. Вольпин и его сотрудники из Института элементоорганических соединений АН СССР обнаружили, что комплексы различных переходных металлов при определенных условиях переводят азот в производные аммиака — так называемые нитриды. В следующем году канадские исследователи получили комплексы азота с двухвалентным рутением.

А еще спустя несколько месяцев доктор химических наук А. Шилов и его сотрудники из нашего Института химической физики АН СССР показали: подобные комплексы можно извлекать непосредственно из молекулярного азота. И, что особенно важно, в присутствии воды. Однако полученные Шиловым комплексы не удавалось перевести в аммиак, а реакция, открытая Вольпиным, отказывалась идти в водной среде. Нужно было искать иные решения проблемы. И это удалось сделать Шилову и его сотрудникам — они впервые открыли пути к осуществлению синтеза аммиака из молекулярного азота и с участием воды. Конечно, процесс пока далек от той эффективности, которая позволила бы ему конкурировать с уже существующим промышленным способом. Но научная ценность его бесспорна.

Или взять, например, наши мышцы. В них быстро и с высоким коэффициентом полезного действия совершается непосредственное превращение химической энергии в механическую. Этому живому устройству присуще еще одно незаменимое качество — высокая надежность. И достигается она без помощи «запасных частей». Просто в тех случаях, когда какая-нибудь из клеток ткани отмирает, на ее месте «вырастает» другая. Достоинства мышцы заставляют исследователей задумываться над тем, как перенять опыт природы.

На пути создания искусственных мускулов еще предстоит преодолеть огромные трудности. И, тем не менее, можно думать: со временем вообще исчезнут четкие грани между материалом, машиной и источником энергии. Появится совершенно особая форма материи, когда вещество само будет служить источником энергии, само станет передавать ее и потреблять для реализации каких-либо процессов. Дав волю фантазии, можно представить, что человек в сотни раз умножит силу своих мышц и, прочно закрепив достаточно большие крылья, сможет летать по воздуху с легкостью и маневренностью птицы. Появится совершенно новый тип машин, в основе которых будет движение рычагов, а не вращение. Эти машины будут иметь рабочие органы, обладающие гибкостью ног, рук и даже пальцев. Сюда же следует отнести и новые конструкции шагающих механизмов, и сельскохозяйственные уборочные автоматы, и неутомимых роботов, заменяющих человека у конвейера. Все это сейчас кажется фантазией. Но разве жизнь уже не научила нас, что успехи науки и техники подчас превосходят самые смелые мечты?..«

Комментарий Л.Л. Гошки.

Остановимся только на названии одной статьи. Нас будет интересовать не содержание этой статьи, а характерное ее название. А.В. Лапо «Мифы Вернадского: от кристалла до ноосферы».

За основу возьмём цитату академика Николая Семёнова из раздела «БИОХИМИЯ — СОЮЗНИК ТЕХНИКИ. К ЖИВЫМ МАШИНАМ!»:

«Или взять, например, наши мышцы. В них быстро и с высоким коэффициентом полезного действия совершается непосредственное превращение химической энергии в механическую. Этому живому устройству присуще еще одно незаменимое качество — высокая надежность. И достигается она без помощи „запасных частей“. Просто в тех случаях, когда какая-нибудь из клеток ткани отмирает, на ее месте „вырастает“ другая. Достоинства мышцы заставляют исследователей задумываться над тем, как перенять опыт природы.

Обобщим этот материал и попытаемся сформулировать один из «мифов» В.И. Вернадского.

При исследовании зарождения и роста кристаллов в гелях (дисперсной системе), при использовании метода голографической интерферометрии, нами было установлено, что процессу самого зарождения кристаллов предшествует самопроизвольное нарастание мощных напряжений в гелях, с последующей релаксацией, приводящих к образованию полостей и микротрещина, в которых в дальнейшем зарождались кристаллы. Появление самопроизвольных напряжений в дисперсных системах объясняет физико-химическая механика через эффект Ребиндера.

На основании этого экспериментально установленного факта было предположено, что через эффект Ребиндера можно рассмотреть модель скользящих нитей и рабочие циклы поперечных мостиков.

Клетка скелетной мышцы называется мышечным волокном. Считается, что во время генерирования силы, укорачивающей мышечное волокно, перекрывающиеся толстые и тонкие филаменты каждого саркомера сдвигаются друг относительно друга, подтягиваемые движениями поперечных мостиков, длина которых при укорочении саркомера не изменяется. Этот механизм называется моделью скользящих нитей.

Возможно, с учетом эффекта Ребиндера, поперечный мостик, как молекулярная машина, работает только на деформацию мышечного волокна, а сжатие и растяжение мышечного волокна происходит за счет пор, которые образуют мембраны клеток, а процесс сжатия и растяжения пор происходит при изменении поверхностного натяжения, связанного с образованием и разрушением белков на мембранах клеток.

Было установлено, что поверхностное натяжение мембран крупных клеток и монослоя липидов на поверхности раздела «липид — вода» сильно отличаются. Было предположено, что низкое поверхностное натяжение клеточной мембраны обусловлено наличием белковых структур, входящих в ее состав или покрывающих мембрану. Дальнейшие исследования показали, что добавление к липидам небольшого количества белка резко снижает поверхностное натяжение.

Более подробно в статье «Сказочная страна Россия». https://k100.space/skazochnaya-strana-rossiya/

«Сказочная» страна Россия

Данный экспериментальный факт подтверждает предположение академика Николая Семёнова, что вполне реально может быть создана совершенно особая форма материи, когда вещество само будет служить источником энергии, само станет передавать ее и потреблять для реализации каких-либо процессов, но не в нашей сказочной стране.

Академик Валерий Алексеевич ЛЕГАСОВ (1936 — 1988)

КОНЦЕПЦИЯ БЕЗОПАСНОСТИ «ДАМОКЛОВ МЕЧ», Источник: Легасова М.М. Академик АН СССР Валерий Алексеевич Легасов /Сборник «Чернобыль: долг и мужество» Том 2. ФГУП Институт стратегической стабильности, 2001.

http://www.iss.niiit.ru/book-4/glav-3-21.htm

Примерно до начала 80-х годов XX века во всех странах мира политика защиты человека и окружающей среды от техногенных факторов была ориентирована на обеспечение «абсолютной» безопасности.

Любой техногенный риск, опасность рассматривались как чрезмерные, их требовалось исключить, свести риск к «нулевому» значению. Предполагалось, что воздействие на организм человека, обусловленное химическим и радиационным загрязнением окружающей среды, имеет пороговый характер — биологический эффект проявляется только в случае превышения ПДК, поведение технических систем предсказуемо, аварии на промышленных объектах можно предотвратить, исключить.

Если «защищен человек, как наиболее чувствительный к опасностям объект в биосфере, то защищена и природная среда». Требование «абсолютной» безопасности предполагало создание абсолютно безопасных технологий, существование соответствующего законодательства в промышленности, обеспечение её различными фильтрами, скрубберами, инженерными противоаварийными средствами, принятие организационных мер, исключающих аварии, ситуации, приводящие к превышению ПДК, ПДВ, «максимальным I проектным авариям» (МПА). Система повышения безопасности имела инженерный характер, решения принимались на основе здравого смысла. Стандарты и нормы безопасности часто устанавливались под влиянием обстоятельств, накопленного опыта, из соображений какого-либо ведомства и обретали силу закона. Все это было известно как техника безопасности.

Не было научной методологии оценки риска, данных мониторинга состояния окружающей среды и полученных методом математического моделирования оценок её изменения в будущем.

Для локальных опасностей временного характера был вполне приемлем принцип «реагировать и выправлять».

Изменение масштаба хозяйственной деятельности, разрастание промышленной инфраструктуры, увеличение энергонасыщенности техносферы, повышение единичной мощности промышленных объектов, исчерпание возможностей к самоочистке некоторых экосистем доказало неадекватность существующей политики безопасности угрожающим свойствам техносферы. Опровергнута правильность постулата о «пороговом» характере воздействия факторов опасности на человека и среду его обитания.

В изменившихся условиях возможны глобальные последствия техногенных катастроф и главным стал принцип «предвидеть и предупреждать», важнейшими стали задачи прогнозирования техногенной деятельности, количественное определение риска от развития определенной технологии или экономики в целом с помощью математического моделирования. Утверждены очевидные выводы:

Абсолютная безопасность — недостижимый идеал;
Нулевой риск присущ лишь системам, лишённым запасённой энергии, химически и биологически активных веществ;
Общество может улучшать качество жизни за счет снижения безопасности всех или некоторых его членов. Возможно и обратное: внедрение дорогостоящих систем безопасности может быть разорительным для общества, и оно отказывается от развития социально-экономической системы: медицины, образования, услуг, при этом возрастает риск, связанный с недостатком питания, социального и медицинского обеспечения, образования и др.
Следует стремиться к достижению такого риска, который можно считать «приемлемым». Величина его (вероятность реализации или возможный при этом ущерб) настолько незначительна, что ради получения выгоды в виде материальных и социальных благ человек или общество готовы пойти на этот риск.

Именно такие позиции поддерживал В.А. Легасов и представители его научной школы. Одним из первых в нашей стране он ввёл понятие экологической безопасности на публичных лекциях для экологов в МГУ им. М.В. Ломоносова на Воробьевых горах.

В.А. Легасов подчеркивал: «…в прикладной науке теперь нужен не столько специалист по предмету, сколько специалист по проблеме, т.е. „технологический“ специалист… Образование должно стать настолько фундаментальным, чтобы выпускник мог спокойно ориентироваться в любой специальной области знания, которой коснулся по работе… Выход вижу в предпочтении вузами базовых, общих дисциплин — физики, химии, математики, обязательно экономики. И во введении связывающих курсов по общечеловеческим проблемам».

Академик В. А. Легасов в своей концепции безопасности «Дамоклов меч» отмечал, что на современном этапе происходит трансформация научно-технической революции в революцию научно-технологическую, когда на первые позиции выходят вопросы «как, зачем, с каким материальным и социальным риском», а не «что, сколько» мы производим.

Он свою концепцию безопасности обосновывал тем, что человечество в своем промышленном развитии достигло такого уровня использования энергии всех видов, построило такую инфраструктуру с высоким уровнем концентрации энергетических мощностей, что беды от их аварийного разрушения стали соизмеримы с бедами от военных действий и стихийных бедствий. А вот автоматизм правильного бдительного поведения в столь усложнившейся технологической сфере еще не выработался.

Кроме этого им был сделан основополагающий вывод, что завершающийся в прошлом столетии этап промышленной революции, начатый изобретением паровой машины, с его развитой и динамичной инфраструктурой всех социальных институтов, привел мир на грань мощнейших кризисных явлений, представляющих угрозу дальнейшему развитию и выживанию цивилизации. Крупнейшие катастрофы, исход которых огромные человеческие жертвы, — трагический симптом нашего времени.

Подробнее — в статье Ткаченко Ю.Л., Гошка Л.Л. «С надеждой на будущее. Разрушение ради созидания» https://k100.space/s-nadezhdoj-na-budushhee-razrushenie-radi-sozidaniya/

Часть 2. Наше будущее на Западе

В развитых странах ещё только подходят к осознанию тех идей о ноосфере и коэволюции природы и общества, которые сформулировали и обосновали В.И. Вернадский и Н.Н. Моисеев. Например, рассмотрим статью «Ученые предложили гипотезу спасающего Землю планетарного интеллекта» https://lenta.ru/news/2022/02/17/planet/

«Американские ученые предложили объединить техносферу с биосферой для спасения человечества»

«Американские ученые из Университета Рочестера, Института планетологии и Университета штата Аризона предложили гипотезу планетарного интеллекта — когнитивной деятельности, действующей в глобальном масштабе, которая поддерживает существование биосферы на Земле. Концепция объединяет в себе биосферу и техносферу, которые образуют единую сложную систему, способную к самоконтролю. Подробнее о концепции рассказывается в статье, опубликованной в International Journal of Astrobiology.

Джеймс ЛАВЛОК (род. в 1919 г.)

ГИПОТЕЗА ГЕИ.

Лавлок представил в своих трудах биосферу как разумное существо по имени «Гея». Гипотеза Геи популяризирует идеи В.И. Вернадского об исключительно большой роли живого вещества биосферы (живых организмов, биоты, экосистем) в формировании условий жизни и облика Земли, химических и физических характеристик почвы, атмосферы, гидросферы, климата. Недостатком гипотезы является противоречие установленному научному факту, что чем более жестки связи между компонентами организма, тем менее долговечным он оказывается. Биосфера «прожила» уже более 4 млрд. лет именно благодаря отсутствию жестких связей между организмами, входящими в биологические сообщества экосистем. Тем не менее, с 1979 г. Лавлок издал 8 книг, посвящённых Гее. Книга «Реванш Геи» вышла в 2014 г. В ней Лавлок утверждает, что «Поздно надеяться на устойчивое развитие; нам нужен устойчивый откат назад».

Американские учёные опираются на гипотезу Геи, согласно которой все живые существа образуют один огромный суперорганизм, способный поддерживать свое собственное существование, влияя на геологические процессы. Примером этого могут служить лесные микоризные сети, образующиеся, когда гифы грибов оплетают корни деревьев. Микоризные сети способны транспортировать питательные вещества из одной части леса в другую, где деревья испытывают в них недостаток. Таким образом, лес повышает свою жизнеспособность.

Мы же опираемся на процесс утилизации отходов метаболизма экосистем, который описал д.б.н. А.С. Керженцев, в этом принципиальная разница между ними и нами. Для того чтобы почувствовать разницу в подходах, приведём точку зрения А.С. Керженцева, ученика великого почвоведа Ковды.

Профессор, д.б.н. Анатолий Семёнович КЕРЖЕНЦЕВ, (1936 — 2018)

«ИЗОБРЕТЕНИЯ» ЭВОЛЮЦИИ НА УРОВНЕ ЭКОСИСТЕМ, источник: https://functecology.ucoz.ru/

1. Экосистема — уникальный природный объект — симбиотическая ассоциация продуцентов, консументов и редуцентов, функционирующая автономно за счет обмена симбионтов отходами жизнедеятельности. Симбиоз освободил участников ассоциации от энергетических затрат на поиск и добывание пищевых ресурсов, которые они получают от партнеров в форме отходов жизнедеятельности в обмен на свои собственные отходы. Степень замкнутости цикла метаболизма современных экосистем достигла 90-99% их общей массы (экомассы), а общие потери в геологический круговорот составляют 1-10% (Марчук, Кондратьев, 1992; Горшков, 1995). Потери метаболизма компенсируются за счет атмосферных (в том числе метеоритных) выпадений и продуктов выветривания горных пород.

Экосистема — это рентабельное безотходное производство биомассы, в котором удачно совмещены механизмы пищевого обеспечения биоты и утилизации отходов метаболизма. Фитоценоз получает минеральную пищу от педоценоза, минерализующего отмершую биомассу, а невостребованные элементы, способные оказать токсическое воздействие на биоту, сначала подвергаются гумификации, потом биокристаллизации.

Экосистему как уникальный природный объект должна изучать экология с ее специфической методологие и экспериментальной базой, которая расставит все по своим местам и позволит разумно управлять механизмом функционирования экосистем без ущерба природе и с пользой для человека.

2. Создание благоприятного микроклимата, сдерживающего резкие колебания внешних условий и их негативное воздействие на биоту экосистемы.

Растительный и почвенный покров, образованный в результате формирования экосистемы, оказывает значительное влияние на климатические условия, улучшая среду собственного обитания: сужается амплитуда колебаний температуры и влажности внутри экосистемы по сравнению с открытым пространством, повышается концентрация СО₂ на поверхности почвы и в нижней части растительного полога, что стимулирует активность фотосинтеза и прирост биомассы при дефиците света в нижних ярусах. Микроклимат экосистемы привлекает виды, обитающие в других экосистемах с более благоприятными условиями среды, увеличивая тем самым биоразнообразие экосистемы, повышая при этом степень замкнутости цикла метаболизма экосистемы и уменьшая потери минеральных элементов в геологический круговорот. По наблюдениям В.Г. Суховольского (2004), «на расстоянии 30-40 м от опушки сосняка скорость ветра уменьшается в 2 раза; уровень же воздействия ветра на деревья, находящиеся в глубине древостоя (200-300 м от опушки), уменьшается в 30-50 раз. Кооперативный эффект проявляется и в удержании влаги в лесу. Так, еловый лес задерживает 30% осадков, а сосновый — до 15%. Количество выпавших осадков над лесом больше, чем на открытом месте и почва промерзает на меньшую глубину».

3. Увеличение экомассы в процессе периодических колебаний климатических условий.

В каждом диапазоне факторов среды существует свой максимум экомассы (суммы живой и отмершей биомассы), но при этом наблюдается некоторая избирательность. Известно, что изменения средних многолетних (оптимальных) климатических условий происходят в маятниковом режиме «прилив-отлив» в сторону пессимума и экстремума. Улучшения условий воспринимаются экосистемой непосредственно без искажений: возрастает продуктивность, биоразнообразие, экомасса в соответствии с отклонением факторов среды от средних многолетних. При ухудшении условий экосистема включает буферные механизмы, которые сдерживают ее реакцию на изменения факторов среды. В итоге, после каждого завершения приливно-отливного цикла экосистема оказывается в плюсе, ее экомасса возрастает на определенную величину.

4. Изменение структуры экосистемы в ответ на внешние воздействия.

В отличие от организма, который в ответ на внешние воздействия изменяет режим функционирования (частота дыхания, сердцебиения), экосистема под влиянием внешних воздействий изменяет структуру (видовой состав). Смена видового состава фитоценоза для экосистемы не катастрофа, а обычная адаптивная реакция на изменения факторов среды. При отклонении факторов среды от оптимальных среднегодовых значений экосистема реагирует изменением видового состава. Смена оптимального режима на пессимальный или экстремальный является стрессом для некоторых видов и они выпадают из состава экосистемы. Их место занимают виды, для которых новые условия благоприятны. В итоге меняется структура экосистемы при сохранении оптимальной функции.

5. Гумификация и кристаллизация отходов метаболизма.

Гумификация и кристаллизация отходов метаболизма экосистем происходит в процессе утилизации педоценозом отмершей биомассы путем отбора полезных, ненужных и опасных отходов метаболизма экосистемы.

Фитоценоз получает элементы минерального питания в результате минерализации сапротрофной биотой отмершей биомассы. Элементы, не усвоенные фитоценозом могли бы оказать токсическое воздействие на биоту, могли быть вымыты из почвы водными потоками. Однако они взаимодействуют с органическими радикалами разлагающейся биомассы и образуют сложные органо-минеральные соединения — почвенный гумус. Разные фракции гумуса сохраняют разные наборы минеральных элементов до востребования их фитоценозом. Гумус выполняет в экосистеме одновременно три функции: накопителя, хранителя и дозатора минеральных элементов. Он связывает свободные элементы в органо-минеральные соединения, хранит эти запасы определенное время и открывает их по запросу фитоценоза.

После минерализации всех фракций гумуса высвобождаются также и бесполезные фитоценозу элементы, способные оказать токсическое воздействие на биоту. Благодаря биокристаллизации, они превращаются в устойчивые безвредные для биоты соединения: глинистые кутаны, железо-марганцевые и карбонатные конкреции, вторичные и первичные минералы. Биокристаллизация отходов метаболизма происходит и на уровне организма: у животных из них образуются кости скелета, когти, рога, копыта, перья, шерсть; у растений формируется стволовая древесина, кора, пыльца, споры, плоды, семена; в организме человека образуются кости скелета, волосы, ногти, а при нарушении выделительной системы — зубной камень, камни в почках, печени и другие. Поэтому почва служит не только источником минеральной пищи, но и эффективным утилизатором отходов метаболизма экосистемы.

Биокристаллические отходы накапливаются в геологическом масштабе времени, образуя подпочвенный горизонт С и слои осадочных пород. Каждая почва откладывает слои своего состава. Этим объясняется зональность «почвообразующих» пород, отмеченная многими исследователями. На самом деле эти породы являются дочерними почвообразованными. Детально обосновал сущность породообразующей функции почв Б.Л. Личков (1941, 1945) при поддержке В.И. Вернадского.

6. Перманентная адаптация экосистем к постоянным изменениям факторов среды.

Факторы среды (свет, тепло, влага) регулярно меняются в суточном, годовом и многолетнем циклах. Биота стремится к динамическому равновесию с факторами среды, но никогда его не достигает, поскольку факторы изменяются гораздо быстрее, чем биота успевает к ним адаптироваться. Этот догоняющий режим характерен для всей биоты, но с разным временем запаздывания. Экосистема функционирует в режиме перманентной адаптации к непрерывным колебаниям климатических условий, изменяя структуру вслед за изменениями факторов среды. Виды, лишенные при изменении условий оптимального режима, оказываются в состоянии стресса пессимального или экстремального режима, выпадают из экосистемы или снижают численность популяции. Экосистема при этом меняет свой облик (видовой состав) и приобретает диагностические признаки экосистемы другого типа. В зависимости от интенсивности изменения факторов среды в экосистемах могут произойти изменения разного масштаба: флуктуации, метаморфозы, эволюции. Флуктуации — обратимые количественные изменения в рамках прежнего таксона. Метаморфозы — обратимые качественные изменения, связанные с переходом в другой таксон классификации. Эволюции — необратимые качественные изменения, связанные с образованием нового таксона классификации.

7. Восстановительная сукцессия — это последовательная смена фитоценозов, представляющих собой разные стадии развития климаксной экосистемы, после ее гибели в результате катастрофы или истощения минеральных ресурсов экотопа. Зрелый древостой климаксной экосистемы как мощный потребитель элементов минерального питания (ЭМП) со временем перекачивает их из почвы в биомассу (фитомассу, зоомассу, семена) и этим истощает собственный экотоп. Сначала из состава лесного полога исчезают чувствительные к дефициту минеральных ресурсов виды (травяной и кустарниковый ярусы). Потом остается лес мертвопокровник, который вследствие преклонного возраста и дефицита ЭМП теряет иммунитет, подвергается нападению болезней, вредителей, пожаров. После массовой гибели лесного покрова на этой территории начинается восстановительная сукцессия. Путем смены нескольких стадий, представленных разными фитоценозами, экотоп становится благоприятным для развития стадии климакса. Устойчивый лесной покров имеет мозаичную структуру (GAP-парадигма). Пятна мозаики со временем меняются местами, поскольку появляются и зарастают в разное время. Стадия климакса появляется на тех участках, где заканчивается сукцессия. Так экосистема решает проблему создаваемого ею самой дефицита ЭМП, перемещая во времени стадию климакса с одного места ареала на другое как животное по пастбищу. Происходит постоянное мерцание мозаики, которую можно заметить с помощью ретроспективного анализа карт или математического моделирования (Керженцев, Тращеев, 2011). Восстановительная сукцессия — это естественный севооборот регионального масштаба, который можно принять за основу будущей системы рационального природопользования.

8. Инвазии энтомовредителей (сибирский шелкопряд, короед, саранча и др.) способствуют ускорению массовой гибели постаревшего растительного покрова, истощившего свой экотоп. Когда на значительной территории создается скопление одновозрастных перестойных древостоев, истощивших свой экотоп, он теряет иммунитет и в сочетании с засухой становится своеобразным сигналом для вспышки численности энтомовредителей, которые в течение короткого времени уничтожают фотосинтезирующий аппарат древостоя и вызывают его массовую гибель на значительных площадях. В 1955-57 гг. в Обь-Енисейском междуречье гусеницы сибирского шелкопряда уничтожили хвойные леса на площади 5,5 млн.га. После уничтожения хвои деревья умирают, а через 1-2 года превращаются в беспорядочно сваленный склад сухих дров, которые подвергаются опустошительным пожарам. После выгорания мертвой древесины на больших площадях начинается восстановительная сукцессия, которая восстанавливает экотоп до исходного состояния. В степных экосистемах происходит постепенное накопление ветоши, которая препятствует прорастанию семян. Это становится сигналом для массового размножения саранчи, которая уничтожает остатки живых растений и способствует дружному началу восстановительной сукцессии на значительных территориях, расширенных степными пожарами. Дополнительным стимулом массового размножения энтомовредителей является засуха.

9. Рудеральная растительность давно занимает серьезное место в системе аграрных технологий. Сорные растения считаются злостными конкурентами культурных растений за элементы минерального питания (ЭМП) и тем самым снижают урожайность полевых культур. Аграрии возмущаются, зачем мудрая природа «изобрела» этих агрессоров, которые угнетают растения, полезные человеку. Но оказалось, что виновата не природа, а человек и его неразумные аграрные технологии.

В естественных экосистемах рудеральные растения выполняют очень важную экологическую функцию по сохранению накопленных экосистемой ЭМП в нештатных ситуациях, например при пожарах и инвазиях, когда огромная биомасса превращается в золу, выдувается ветрами и выносится за пределы экосистемы водными потоками. Изобилие минеральных элементов и отсутствие конкуренции служит сигналом для массового размножения рудеральных растений, которые отличаются уникальной способностью увеличивать фитомассу при наличии избытка минеральных элементов в десятки и даже в сотни раз (заросли крапивы, лебеды высотой 2-3 метра, борщевика ростом с березу). Эти геохимические насосы усваивают оказавшиеся беззащитными ЭМП, превращая их в биомассу, которая после отмирания пополняет запас почвенного гумуса и снижает до минимума их потери из экосистемы.

На пашне происходит почти то же самое, что на пожаре. Рыхление почвы увеличивает аэрацию и провоцирует активность почвенной микрофлоры, которая разлагает почвенный гумус, высвобождая ЭМП, необходимые растениям. Однако монокультурные посевы способны усвоить не более 20% ЭМП, выделенных почвой при пахоте. Остальные 80% обречены на вынос из экосистемы. Рудеральные растения, разбуженные из спячки изобилием ЭМП, пытаются выполнить свою экологическую миссию по сбережению ЭМП от нерациональных потерь в геологический круговорот, но на них обрушивается вся мощь аграрной технологии, которые сначала провоцируют развитие сорной растительности, а потом тратят огромные усилия на борьбу с ними. Современная практика уже наработала положительный опыт альтернативных аграрных технологий: беспахотного земледелия и полидоминантных посевов. Первые высвобождают минимум ЭМП, необходимый для прорастания семян, а вторые способны усвоить весь набор ЭМП, выделенных почвой. Их внедрению мешает инерция поклонения традиционному земледелию.

10. Эдификаторы (от лат. aedificator — строитель) — преобладающие в фитоценозах виды растений с сильно выраженной средообразующей способностью, которые определяют основные свойства фитоценозов. В лесных экосистемах их называют лесообразующими породами (дуб, ель), а в степных доминантами или детерминантами (ковыль, типчак). Наличие этих растений говорит о том, что данная экосистема достигла динамического равновесия с местными условиями среды. Вокруг эдификаторов группируются сопутствующие им виды растений и животных, под ними формируется определенный тип почвы, способный обеспечить данный фитоценоз необходимым набором элементов минерального питания (ЭМП). Поскольку основной пул ЭМП в почве пополняется в результате минерализации отмершей биомассы, то он совпадает с потребностями данного фитоценоза. С другой стороны, сравнительно большая фитомасса и долгая жизнь эдификаторов постепенно истощает запас ЭМП в почве. Тогда эдификаторы вытесняют сопутствующие виды, а потом создают собственный дефицит, в результате чего теряют иммунитет и погибают. Последующий за гибелью цикл восстановительной сукцессии восстанавливает экотоп пригодный для произрастания нового поколения эдификаторов. Поскольку одновозрастные спелые древостои образуют ограниченные локальные массивы, нормальный лесной полог имеет мозаичное строение, где пятна мозаики представляют собой разные возрастные стадии сукцессии, которые всегда завершаются стадией климакса, только в разное время. Поэтому эдификаторы как бы кочуют по ареалу в поисках пригодного экотопа как животные по пастбищу в поисках лучшего корма.

Наверняка есть и другие «изобретения» эволюции на уровне экосистем, а тем более на уровне биосферы. Их надо отслеживать и попытаться объяснить как Ник Лейн (2015) десять величайших изобретений эволюции на уровне клетки и организма. Каждый специалист может предложить свою интерпретацию этих феноменов и объяснить их происхождение и эволюцию. Это очень полезный и увлекательный метод познания эволюционных изменений природы.

Такой подход (от факта) освобождает от игры словами, которыми изобилует полемика вокруг эволюции биосферы. Надо брать известные факты и объяснять их происхождение ступени движения к совершенству на основе имеющихся знаний. Там, где современных знаний недостаточно, можно сформулировать научные гипотезы, которые впоследствии могут быть подтверждены или опровергнуты. Гипотеза — это мысленный прыжок в неизвестность, который ускоряет развитие науки, но требует обязательной и тщательной проверки.

Насильно загонять проблему биосферы, экосистемы и макроэволюции в прокрустово ложе классической биологии и микроэволюции бесполезно. Каждый уровень организации жизни надо рассматривать в своем масштабе пространства и времени. Нужна фундаментальная наука изучающая экосистемы и биосферу, как экосистему глобального масштаба. Эта наука экология расставит все по своим местам«.

Принципиальная разница между американскими учеными и А.С. Керженцевым в том, что по результатам исследований первых, рановато переходить к созданию природоподобных технологий, а по результатам исследований А.С. Керженцева такая возможность появляется.

Например, если ввести понятие малый углеродный цикл «атмосфера — организм человека», тогда появляется возможность не только решить проблему «синдрома больного здания», но и перейти на более высокий уровень: управление биохимическими процессами в организме человека при использовании климатического оборудования, с целью профилактики неинфекционных заболеваний, за счёт поддержания на определенном уровне состава и концентраций химических соединений в воздухе помещений. Иными словами, целенаправленно влиять на устойчивость поля жизни по химизму среды в помещениях по Вернадскому.

А учитывая не только поле жизни по химизму, но и фазы среды, можно управлять процессом образования патогенных биоминералов в организме человека. Иными словами, наше будущее уже сегодня формируется в международной научной среде. Вопрос только в том, какие страны первыми сумеют перейти на создание природоподобных технологий. Они и будут определять то будущее, к которому будет двигаться человечество. Учитывая то социально-экономическое состояние нашей страны, она не является лидером в стремлении двигаться к будущему, хотя у неё вся фундаментальная научная база для этого имеется. Отсутствует только политическая воля для движения в будущее.

Гошка Л.Л., инженер, г. Сыктывкар
Ткаченко Ю.Л., к.т.н., г. Москва

Поделитесь этой записью с друзьями