Жизнь может существовать только в окружающей среде. По причинам, заслуживающим отдельного обсуждения, часть людей была вынуждена покинуть свою естественную окружающую среду – экосистему, в которой образовался вид Homo sapiens. Люди расселились на территориях с более холодным климатом и низкой биологической продуктивностью, к которым организм человека не приспособлен. Постоянная неудовлетворённость этими условиями и стремление вернуться к генетически запрограммированному оптимальному уровню жизни на тысячелетия определили вектор научно-технического прогресса.

Окружив себя малым числом полезных для себя биологических видов –растений и крупных животных – люди рассматривали всю остальную биосферу через призму своего знания об этих неестественно функционирующих организмах, выдернутых, как и человек, из их естественных экосистем. Во взглядах на природу доминировали антропоцентрические представления: считалось, что жизнь, подобно человеку, постоянно приспосабливается к непредсказуемо меняющейся окружающей среде.

Неудивительно поэтому, что современная цивилизация не только не устойчива сама, существуя на грани экологического коллапса за счёт потребления образовавшихся в отсутствие человека запасов плодородных почв, воды, древесины и топлива, но и не накопила знаний о том, как устроена устойчивая, в отличие от цивилизации, жизнь. В любой области науки – будь то экономика без роста, устойчивость климата Земли или морфологический стазис в эволюции – сколько-нибудь серьёзный интерес к устойчивости гарантирует учёному полное или частичное выпадение из мейнстрима со всеми вытекающими для карьеры последствиями. Мейнстримный дискурс нашей цивилизации до сих пор жёстко сфокусирован на росте (прогрессе, развитии, эволюции, глобальных изменениях и т.п.).

Однако поскольку рост, связанный с технологическим прогрессом, в основном, исчерпал себя, вопросы устойчивости всплывают в повестке дня всё чаще. В этой статье мы кратко обсудим некоторые принципы устойчивости жизни и роли в ней крупных животных, включая человека.

Основная особенность жизни – её фантастическая сложность по сравнению с любыми физическими процессами. Единственное объяснение сложности жизни – это её способность управлять окружающей средой, не допускать её перехода в непригодное для жизни состояние. Сверхсложность этого управления и требует наблюдаемой сверхсложности организации жизни.

Биотическое управление состоит в направленном изменении организмом концентраций веществ в окружающей среде. Чтобы контролировать глобальную окружающую среду, необходимо обеспечить сплошное покрытие поверхности планеты живыми клетками. Биосфера так и устроена: на каждый квадратный микрон поверхности Земли в среднем приходится несколько живых клеток. (Иными словами, воображаемая линия, проведённая от центра Земли через любую точку земной поверхности и до стратосферы, пройдёт в среднем через несколько живых клеток – в океане, в почве, под пологом леса и даже в атмосфере.)

Управление окружающей средой происходит за счёт энергии солнечного излучения, состоящего из частиц с нулевой массой – фотонов. Поток солнечной энергии (порядка 100 Вт/м²) не может быть изменён жизнью. Он накладывает ограничение на количество живых клеток, приходящихся на единицу площади земной поверхности. Поскольку вся живая материя функционирует примерно с одинаковой оптимальной мощностью порядка 1 Вт/кг, то – при известной эффективности использования жизнью солнечной энергии порядка 1% – на один квадратный метр земной поверхности не может приходиться более одного килограмма живых клеток. Если собрать воедино все живые клетки и распределить по поверхности планеты, то толщина образовавшегося сплошного слоя живого вещества не превысит 1 мм, что при плотности живого вещества порядка плотности воды, 1 кг/м³, и соответствует 1 кг/м². Этот слой управляющей окружредой жизни состоит из мельчайших организмов: фито-, бактерио- и зоопланктона в океане, бактерий, грибов и зелёных листьев на суше.

Сплошной покров зелёных растений.

Крупные животные, включая человека, управлять окружающей средой не могут. Действительно, тела крупных животных в занимаемой ими области пространства образуют “слой”, толщина которого на несколько порядков превышает толщину управляющей биоты. Поэтому крупные животные на единицу площади, занимаемой ими на поверхности Земли, потребляют в единицу времени в тысячи раз больше энергии, чем производит биосфера. По этой причине они не могут покрыть собой всю поверхность планеты для осуществления регуляции окружающей среды. Таким образом, все крупные животные являются паразитами по отношению к способной к управлению окружающей средой жизни. Они существуют в окружающей среде, приготовленной для них другими организмами.

До сих пор люди интересуются культурными породами растений и животных и некоторыми дикими животными и растениями, преимущественно редкими. Человек давно заметил, что вся эта жизнь, попадающая в область его интересов, не управляет окружающей средой. Это выразилось в широко распространённом мнении специалистов и экспертов об отсутствии биотического управления окружающей средой. Под охраной природы до сих пор понимается, в основном, охрана животного мира. Охрана лесов от пожаров предпринимается для сохранения пригодной для использования в лесопромышленности древесины. Охрана бактерий и грибов, управляющих окружающей средой совместно с лесами, не обсуждается.

Между тем, крупные животные не только не способны к участию в управлении окружающей средой, но и вынуждены для поддержания собственной жизни локально уничтожать (поедать) биомассу управляющей части биоты. Таким образом, они не просто нагрузка на остальную биоту, но и угроза устойчивости жизни. При существовании крупных животных биомасса биоты сильно флуктуирует во времени, и жизнь оказывается неустойчивой. Как же жизнь решает эту проблему?

Поскольку крупные животные потребляют на единицу занимаемой ими площади много больше, чем производит биосфера, они не могут существовать неподвижно. Крупные животные должны перемещаться с места на место, поедая запас биомассы. Очевидно, что чем меньше локальный запас биомассы, тем быстрее должны передвигаться крупные животные, чтобы обеспечить себя пищей. Поскольку скорость передвижения ограничена биоэнергетическими затратами, избавиться от угрозы крупных животных можно, устремляя массу управляющей части к нулю.

Именно таким образом решена проблема устойчивости в океане, занимающем две трети земной поверхности. Биомасса управляющей части биоты океана состоит из фитопланктона, бактериопланктона и мельчайших многоклеточных организмов зоопланктона. Биомасса океана в тысячи раз меньше биомассы суши, т.е. фактически можно считать, что биомасса океана близка к нулю. Фито- и бактериопланктоном может питаться только мельчайший зоопланктон. Живая биомасса крупных животных – “хищников, жестоко поедающих друг друга” – в океане ничтожно мала. Менее чем за сотню лет люди истребили биомассу китов и рыб и теперь вводят жёсткие ограничения на их вылов. Таким образом, океан решил проблему устойчивости жизни при наличии крупных животных, сократив биомассу управляющей части биоты практически до нуля.

Остаётся проблема сохранения устойчивости жизни на суше. Суша не может решить эту проблему так, как в океане, сократив биомассу до минимума, не допускающего разгула крупных животных. Жизнь без воды невозможна. А вода может закачиваться на сушу только ненарушенным лесным покровом высоких деревьев, имеющих большую биомассу. При ничтожной биомассе океана, биомасса леса составляет практически всю биомассу управляющей части биоты планеты. Это, главным образом, “неживая” биомасса стволов и ветвей деревьев, которая поддерживается в энергетически неактивном, но защищённом состоянии, в котором её не могут разрушить насекомые, грибы и бактерии.

Но это могут сделать крупные животные. Уничтожение биомассы лесов человеком, до сих пор не осознавшим её значение для собственной жизни, хорошо известно. Но и без человека биомасса лесов и всей растительности является неустойчивой. На суше не существует физических запретов появления в процессе эволюции крупных животных – разрушителей растительной биомассы. Именно эти “мирные вегетарианцы”, а не “жестокие хищники”, несут основную угрозу устойчивости экосистемы суши. Разрушителями древесного растительного покрова в бореальной зоне являются бобры, в тропической зоне – слоны, носороги, жирафы и другие крупные растительноядные животные.

Осина, заваленная бобрами на берегу реки. В процессе эволюции могли бы появиться и сухопутные “бобры”, валящие все деревья подряд.

Биота суши сохраняла устойчивость в глобальном масштабе потому, что растительноядные животные-разрушители возникали локально и существовали в ограниченном ареале. После уничтожения растительного покрова в своём ареала эти разрушители исчезали, после чего их ареал заселяли растения и животные, не способные к разрушениям. Устойчивость растительного покрова восстанавливалась вплоть до появления нового вида-разрушителя. Возможно, что климатическая неустойчивость африканского континента – чередование влажных и засушливых периодов на масштабах тысяч и миллионов лет – имеет подобную экологическую природу. Аналогичная ситуация могла иметь место и во времена динозавров. В целом, экологическая роль растительноядной мегафауны в лесных экосистемах изучена недостаточно: возможно, что уничтожение растительноядной мегафауны древними людьми могло сыграть положительную роль для устойчивости лесов, если бы сам человек не стал ещё более мощным фактором уничтожения лесов, главным образом, с использованием огня.

Распространение человека в глобальных масштабах привело к сведению лесов и обезвоживанию континентов на большей части суши. Но человек, в отличие от всех остальных животных, включая динозавров, обладает одним единственным уникальным свойством, которое может позволить восстановить устойчивость жизни на суше. Это свойство состоит в способности к научному исследованию природы и изменению своего поведения в соответствии с полученными знаниями. Для сохранения устойчивости приемлемой для жизни человека окружающей среды необходимо, чтобы управляющие этой средой ненарушенные экосистемы занимали большую часть площади поверхности планеты.

А. Макарьева

В. Горшков