Лекция 5. Влияние человека на природу.

В основе охраны природы и рационального природопользования лежат эколого-философские представления В.Вернадского, Г.Гаузе и других ученых.

Еще в период, когда экология не была сформирована как наука, известный русский ученый Андрей Тимофеевич Болотов (1738 - 1833), создатель основ национальной сельскохозяйственной науки, пытался сформулировать основные правила рационального природопользования. Они вошли в историю науки как законы или правила Болотова:

1. Натура ничего не произвела, что не служило бы для какой-нибудь пользы.

2. Для получения лучшего и скорейшего успеха бери саму натуру в целительннцы.

3.

Известна попытка американского эколога XX в. Б.Коммонера сформулировать в афористической форме правила использования природных ресурсов. Эти афоризмы называют «Законами Барри Коммонера».

Первая попытка ввести экологический контроль в России была предпринята в начале XIX в. в Нижнем Новгороде. Решением городского головы специальные чиновники были назначены брать воду выше и ниже стоящих на берегу Волги заводов. Затем эти пробы приносили на заседание городской думы и сравнивали. Если вода ниже завода была заметно грязнее, чем выше, владельца штрафовали и обязывали строить очистные сооружения.

К XX в. сформировалась система санитарной службы, которая, хотя и близка по задачам к экологической, но все же кардинально отличается от нес. Задачи санитарного врача - выявить превышают или не превышают выбросы предельно допустимых концентраций (ПДК), узаконенных юридически. Откуда берутся ПДК - санитарного врача не интересует. Задача эколога - обосновать предельно допустимые сбросы и выбросы, рассчитать, к каким последствиям для живой природы может привести то или иное количество попавшего в нес вещества. Классическая биологическая наука, изучающая связи организмов с окружающей средой, стала нужна обществу в качестве новой -«сохраняющей» научной дисциплины. Так возникла область знаний, названная сегодня «экологической безопасностью». Экологическая безопасность - совокупность научных знаний, определяющих модели общественного сознания и поведения, способы противодействовать негативным воздействиям человека на окружающую среду. Занимается она и предсказанием экстремальных природных ситуаций - например, стихийными бедствиями. Пожары, затронувшие в конце лета 2002 г. северо-Запад России, Белоруссию, Польшу, равно как и наводнения в Центральной Европе, попадают под юрисдикцию экологической безопасности. Корни ее - это как естественные биологические науки (в первую очередь, экология), так и гуманитарные - юриспруденция, криминалистика.

Применение на практике законов по охране окружающей среды подчас наталкивается на препятствия, обычно трудно разрешимые юридически.

Экологические преступления резко отличаются от обычных, изучаемых криминалистикой.

1. Приборы типа «химический сторож» для автоматического контроля и оперативного слежения за нелегальными выбросами в воду.

2. Приборы типа «черный ящик» для автоматического непрерывного контроля и документации состояния вод.

3. Приборы типа «фингерпринт» (анализатор отпечатков пальцев) для идентификации виновников загрязнения путем сравнения вещества загрязнения и состава веществ в потенциальных источниках загрязнений.

4. Приборы для автоматического отбора, хранения и подготовки к анализу проб объектов окружающей среды в непрерывном режиме.

Хотя бы в единичном числе все это существует, и точность приборов высокая. Если в водной среде обнаружено загрязнение нефтепродуктами, то метод «фингерпринт» позволяет однозначно сказать, с какого именно предприятия, с какой бензоколонки произошел несанкционированный выброс.

Таким образом, экологическая криминология - это уже не просто голая теория. Это -работоспособный инструмент. Остается лишь пожалеть, что под сей инструмент не подведено серьезной правовой базы, и он не запушен в массовое производство. Когда это произойдет - окружающий нас мир станет намного чище и здоровее.

В XX в.

Разные организмы имеют разную чувствительность. Очевидно, эти различия отражают тот уровень радиации, который был на Земле при формировании того или иного таксона. Иными словами, уровень радиации на Земле в истории снижался. При современном естественном мутационном процессе возникает одна мутация на 1000 гамет. Доза в 50 рад удваивает это значение. В некоторых пределах зависимость между дозой облучения и выходом мутаций носит линейный характер. Прямолинейная зависимость указывает на отсутствие порога дозы облучения, т.е. как бы ни была мала доза, какое-то количество мутаций она вызывает. Вместе с тем линейный рост увеличения частоты мутаций в зависимости от дозы не беспределен. Рано или поздно выход мутаций стабилизируется, и в ряде случаев очень высокая доза облучения вызывает обратный эффект - снижение числа мутаций. Существует гипотеза, что высокие дозы включают механизм естественного отбора. При повышении дозы наиболее мутабильные клетки гибнут. В организме остаются лишь клетки с высокой резистентностью к мутагенным воздействиям. Хотя механизм радиочувствительности до конца не известен, совершенно определенно, что как популяция в целом, так и отдельные организмы могут противодействовать отрицательному эффекту радиации. Более того, идет постепенное очищение популяции от накопленных мутаций. Так, Чернобыльская катастрофа, безусловно, вызвала большое число мутаций у растений, животных, людей в зоне ЧАЭС. Однако уже через 3 года ни у людей, ни у мелких млекопитающих в этой зоне повышение частоты хромосомных аберраций не фиксировалось. Известен тот факт, что в городах Хиросима и Нагасаки среди населения, подвергшегося воздействию атомного взрыва 1945 г., и у их потомков частота мутаций не повышена по сравнению с населением других районов земного шара.

Разные виды излучения имеют разную биологическую эффективность.

Из факторов среды, меняющих силу действия ионизирующих излучений, первое место занимает так называемый эффект кислорода. Избыток кислорода, как правило, резко усугубляет генетический эффект гамма- и рентгеновских лучей. При недостатке кислорода радиочувствительность живой клетки надает. Генетический эффект ионизирующих излучений усиливается при низких температурах. Инфракрасное (не вызывающее мутации) облучение, предшествуя воздействию ионизирующих излучений, усиливает их генетический эффект. Ультрафиолетовое облучение после рентгеновского понижает его эффективность. Некоторые химические вещества, например формальдегид и синильная кислота, введенные до облучения, увеличивают число мутаций, вызывая общее отравление клетки и снижая эффективность работы репаративной системы. Все эти факты полностью соответствуют физиологической теории мутационного процесса М.Е. Лобашева.

Радиационно-индуцированные мутации широко используются как базовый материал для селекции. Крупные успехи с помощью радиационных методов достигнуты в селекции микроорганизмов. Вся современная микробиологическая промышленность по производству антибиотиков, аминокислот, витаминов и других веществ построена на использовании радиационных, реже химических, мутантов. Восходит это направление к уже упомянутым пионерским работам Г.А.

Биота формировалась в условиях постоянного действия излучений космического и земного происхождения и приспособилась к ним. Стандартный радиационный фон является естественным поставщиком мутационного груза, необходимого для сохранения адаптивно нужного уровня наследственной изменчивости. Резкие повышения радиационного фона в результате естественных (например, выброс из недр радиоактивного радона) или искусственных (аварии на атомной станции) причин приводят к повышению выхода мутаций. Однако защитные силы отдельных организмов, популяций и экологических систем способны эффективно противодействоввать разрушительному действию радиации. Поэтому облучение обычно не приводит к крупным генетическим или экологическим катастрофам. Нельзя недооценивать опасность антропогенных воздействий на биоту, однако не следует их и переоценивать.

Для человеческой популяции 43,4 % облучения приходится на естественные источники, к которым человек как биологический вид давно адаптировался. Чуть больше -51,5 % приходится на медицинское облучение, в первую очередь при рентгеновском обследовании, которое проводится чаще, чем это в действительности необходимо. Ядерные испытания составляют 2,5 % от общего вклада, 2 % дают строительные материалы, среди которых есть и радиоактивные. По 0,3 % дают полеты в авиалайнерах и телевизоры, и только 0,06 % приходится на атомную энергетику. Так что вклад ядерной энергетики в генетические процессы на уровне человеческой популяции ничтожен.

Мутационный процесс - один из факторов эволюции. Однако эволюционные последствия мутационного процесса осуществляются вместе с другими эволюционными факторами - отбор, популяционные волны, изоляция. Они модифицируют действие эволюционного процесса. В результате этого повышенный уровень возникновения мутаций не приводит к ускорению процесса микроэволюции.

В России была предпринята попытка подвести законодательную базу под использование генетически-модифицированных продуктов. Согласно ГОСТу для потребителей, вступившему в силу с начала сентября 2002 г., на упаковках или этикетках продуктов, содержащих генетически-модифицированные источники в доле более 5 %, должно быть соответствующее указание. Таким образом, Россия определила свою позицию в мировом споре, как относится к новой категории пищевых продуктов. Европейцы считают, что права потребителей будут нарушены, если производители лишат их возможности выбора - включать ли в свой рацион сомнительные плоды генной инженерии. К сожалению, выбор подчас оказывается ограниченным. Опасно это на самом деле или нет? Большинство профессиональных молекулярных генетиков отвечают обтекаемо - опасность не доказана. И это действительно так. Как, впрочем, не доказана и безопасность.

Во второй половине XX в. в связи с открытием структуры молекулы ДНК появилась возможность изучать ген на молекулярном уровне. Тогда же появилась генная инженерия в ее современном значении. Наметились пути переноса генов и кусков генов от одних организмов в другие. Современная генная инженерия - это целенаправленное изменение генетической программы клеток (в том числе половых) с целью придания организмам новых свойств или создания принципиально новых организмов. Основной метод генной инженерии - извлечение из клетки организма гена или группы генов, соединение их с определенными молекулами нуклеиновых кислот (или внедрение в вирус) и внесение полученных гибридных молекул в клетки другого организма. Так, например, сконструирован ген альфа-интерферона, который вводят в личинку бабочки тутового шелкопряда посредством специального вируса. После этого личинка начинает продуциро -вать интерферон человека - важное в медицине вещество. Такой способ оказался в 100 раз эффективнее всех ранее известных методов получения интерферона. К тому же он дает интерферон, практически не требующий очистки, что очень ценно, так как именно очистка - одна из самых сложных проблем в промышленном получении интерферона.

С точки зрения экологии создание генетически модифицированных организмов -одна из форм загрязнения окружающей среды. В природу вносится то, чего в ней прежде не было. Генетические загрязнения можно разделить на 2 группы - ненаправленные и направленные. Ненаправленные - тс, которые связаны с мутагенным загрязнением окружающей среды, например, радиоактивными элементами. У организмов, живущих в таких загрязненных районах, увеличивается число самых разнообразных генетических нарушений. Одна форма загрязнения переходит в другую. Направленное генетическое загрязнение природы - это и есть генная инженерия. Направленной се можно считать условно. Степень разработанности генетико-инженерных методов такова, что на одну мутацию в нужном направлении приходится получать множество ненужных. Так что любые человеческие действия с генами - как направленные, так и ненаправленные — приводят к загрязнению природы теми элементами наследственной информации, которых прежде не было.

Озабоченность мирового сообщества проблемами охраны окружающей среды и рациональности природопользования привело к конкретным действиям. В 1992 г. в городе Рио-де-Жанейро (Бразилия) собралось международное совещание по окружающей среде и развитию, посвященное выработке стратегии оптимального взаимоотношения человека и природы. Совещание проходило на уровне глав государств. Россию представлял вице-президент А.Руцкой. На совещании была выработана концепция так называемого устойчивого развития. Она формулировалась следущим образом. Устойчивое развитие -развитие, которое обеспечивает удовлетворение потребностей настоящего времени без ущерба основным характеристикам биосферы и не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности.

Теоретический фундамент устойчивого развития еще находится в стадии разработки. Несомненно, надо учесть учение В.Вернадского о биосфере, представление о ноосфере.

Документы, выработанные на этой конференции, стали политико-идеологической основой для создания национальных природоохранных законодательств. Именно на их основе был сформулирован указ президента России №440 от 1 апреля 1996 г. «О разработке государственной стратегии устойчивого развития». Все последуйте документы природоохранного направления так или иначе учитывали основные положения этого указа.