Эволюция биосферы

Одной из центральных проблем биологии является природа жизни, ее происхождение, разнообразие живых существ и объединяющая их структурная и функциональная близость. Главными современными теориями возникновения жизни на Земле являются следующие: сотворение Богом в определенное время; самопроизвольное и неоднократное возникновение из неживого вещества; изначальное существование, т.

В основе биологической эволюции лежат уникальные процессы самовоспроизведения макромолекул и живых организмов, таящие в себе почти неограниченные возможности преобразования систем в ряду поколений. Применительно к живым организмам эволюцию определяют как «развитие сложных организмов из предшествующих более простых организмов с течением времени».

Биологическая эволюция — необратимое и в известной степени направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптации, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов, крупных экосистем и биосферы в целом.

I

Результатом биологической эволюции всегда является соответствие развивающейся живой системы условиям ее существования.

Достижение этого соответствия сопряжено с преимущественным распространением одних и гибелью других дискретных биологических систем.

Эволюция биосферы на протяжении большей части своей истории шла под влиянием двух главных факторов:

• естественных геологических и климатических изменений на планете;

• изменений видового состава и количества живых существ в процессе биологической эволюции.

На современном этапе следует учитывать и третий фактор — развивающееся человеческое общество.

Химическая эволюция живого

На основании последних теоретических и экспериментальных данных считается, что жизнь зародилась в пределах Солнечной системы на ранних стадиях ее развития.

Синтез сложных органических соединений как предшественников живого вещества был закономерным этапом в химической эволюции Солнечной системы в канун формирования планет. Это явление было типичным и массовым.

Большинство современных теорий, расходясь в некоторых деталях, в целом аналогичным образом трактуют начальные стадии возникновения и химической эволюции жизни в пределах нашей планеты.

Теория Опарина. Отсутствие в атмосфере кислорода, вероятно, было необходимым условием для возникновения жизни. Лабораторные опыты показали, что органические вещества (основа живых организмов) значительно легче синтезируются (создаются) в восстановительной среде, чем в присутствии кислорода.

Известным советским ученым А. И. Опариным (1923) была высказана гипотеза, что органические вещества могли создаваться в океане из более простых соединений при воздействии интенсивного ультрафиолетового излучения Солнца, которое в тот период не ослаблялось слоем озона, ибо его еще не существовало. Отсутствие озонового слоя означало, что жизнь в те времена могла развиваться только в воде на глубинах более 10 м. Разнообразие простых соединений в океанах, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволили Опарину предположить, что в океанах постепенно накопились органические вещества и образовался тот «первичный бульон», в котором смогла возникнуть жизнь.

С. Миллер (1953) на лабораторной установке смоделировал условия (температуру, давление, состав газовой среды, а также высоковольтный электрический разряд как: источник энергии), которые предположительно имели место на Земле в те далекие времена. Ему удалось синтезировать многие биологически важные вещества, такие, как аминокислоты, аденин и

простые сахара.

Подтвержденная экспериментально теория Опарина завоевала широкое признание, однако наиболее тонким звеном в ней (проблемой, не решенной до настоящего времени окончательно) является переход от сложных органических веществ к простым живым организмам. Предлагается лишь относительно приемлемая общая схема, и отсутствует единое мнение о деталях этого процесса.

А. И. Опарин предположил, что превращение неживого в живое происходило благодаря белкам, которые имеют свойство образовывать коллоидные комплексы, притягивающие к себе молекулы воды и создающие из них некую оболочку. Эти комплексы могут обособляться от остальной массы воды и сливаться друг с другом, т. е. возможен процесс коацервации (от лат. coacervatio — собирание в кучу, накопление). Богатые коллоидами коацерваты, возможно, были способны избирательно извлекать и накапливать из окружающей среды различные соединения. Состав конкретного коацервата, вероятно, зависел от состава окружающей его среды.

Разнообразие «первичного бульона» в разных местах вызывало различие в химическом составе коацерватов — условие для «биохимического естественного отбора». Внутри коацерва- тов вещества могли вступать в различные химические реакции, в том числе поглощать ионы металлов и образовывать ферменты. На границе коацерватов и окружающей их среды выстраивались липиды, что вело к образованию примитивной клеточной мембраны, создававшей стабильность коацерватов и обеспечивавшей пространственно-временное разобщение начальных и конечных продуктов реакции. Образование мембранной структуры считается самым трудным этапом химической эволюции. Истинное существо (в виде клетки, пусть даже самой примитивной) не могло оформиться до возникновения мембранной структуры и ферментов.

Рост размеров коацерватов и их фрагментация (деление), возможно, вели к образованию одинаковых коацерватов, и таким образом процесс мог продолжаться.

У современных организмов выявлено большое разнообразие биохимических путей связывания и освобождения энергии, что, вероятно, отражает первые эксперименты природы над живыми организмами.

Хиральная чистота жизни. В воссозданной схеме происхождения жизни одним из самых загадочных остается факт, сформулированный Л. Пастером в виде закона хиральной чистоты:

I

I живое вещество состоит только из хирально чистых I структур.

Хиральность или хиральная чистота — свойство объекта (индивидуальных молекул и их соединений) быть несовместимыми со своим отображением в идеально плоском зеркале. Так, белки живого построены только из «левых» (левовращающих — поляризующих свет влево) аминокислот, а нуклеиновые кислоты состоят исключительно из «правых» (правовращающих — поляризующих свет вправо) Сахаров и так далее.

Вещества небиогенного происхождения всегда имеют одинаковое количество «правых» и «левых» молекул, они зеркально симметричны.

Эксперименты показали, что только в хирально чистых растворах могло возникнуть биологически значимое удлинение цепочки полинуклеотидов и процесс саморепликации. Живые системы организованы так, что т-РНК[68] [69] из «правых» Сахаров присоединяет к себе только «левые» аминокислоты. Все живое поддерживает свою хиральную чистоту, и эволюция не снабдила организмы средствами для обитания в зеркально симметричной среде. Поэтому возникновение живого из неживого в современных условиях невозможно.

Роль хиральности в живой природе столь велика, что поиск хирально чистых веществ на других планетах рассматривается как один из вариантов обнаружения внеземной жизни.

Первые организмы. В позднем архее (более 3,0 млрд лет назад) на дне небольших водоемов или мелководных, теплых и богатых питательными веществами морей возникли первые организмы в виде мельчайших примитивных существ — про- тобионтов (от греч.

ко гетеротрофы могут использовать энергию, заключенную в сложных органических веществах первичного бульона, синтезированных в ходе химической эволюции. Для самых ранних стадий жизни химические реакции синтеза питательных веществ были слишком сложны и недоступны. Вероятно, про- тобионты были дрожжеподобными анаэробами и энергию, необходимую для дыхания, получали путем брожения. Однако брожение по сравнению с кислородным дыханием — относительно малоэффективный способ энергообеспечения. Поэтому эволюция не могла пойти дальше одноклеточной формы организации жизни, к которым относятся одноклеточные прокариоты.

Питание первых примитивных организмов было ограниченно и, по-видимому, зависело от медленно опускавшихся органических веществ, синтезировавшихся под действием радиации в верхних слоях воды, куда «голодные» микробы не рисковали подниматься.

Таким образом, схема образования живого из неживого выглядит следующей чередой (последовательностью) событий:

Приведенная гипотеза происхождения жизни А. И. Опарина — одна из самых признанных. Однако мысль о том, что живое возникло только лишь как результат вышеописанных случайных взаимодействий молекул, по выражению астронома Ф. Хойла, «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, проносясь над мусорной свалкой, может привести к сборке «Боинга 747». Труднее всего по данной теории объяснить, как именно появилась способность живых существ к самовоспроизведению. Существующие гипотезы малоубедительны, и это никак не подтверждено экспериментально. Органическая эволюция

Постепенно ресурсы в виде «первичного бульона» истощались, и хемосинтез начал затухать, однако в ходе биохимической эволюции образовались более сложные органические вещества.

Полагают, что самые первые фотосинтезирующие клетки были лишены метаболизма, ведущего к образованию молекул кислорода; организмы, способные к фотосинтезу с выделением кислорода, подобные современным синезеленым водорослям, появились позже. Тогда количество кислорода в воде стало быстро расти, а вследствие десорбции (выделения) его в атмосферу она из восстановительной превратилась в окислительную. С данного момента началось постепенное накопление кислорода в атмосфере, и когда его концентрация стала равна 1% от современного уровня, победа аэробов над анаэробами стала окончательной. Соответствующий момент получил название 1-й точки Пастера. Произошло это геологически внезапно не более чем за 100—200 тыс. лет.

Описанные события происходили в архее около 2 млрд лет назад (рис. 7.28). Они вызвали огромные изменения в химии Земли, обеспечили быстрое распространение жизни и развитие эукариотических клеток. Свидетельством того служат разнообразные геологические формации, образовавшиеся в результате выпадения в осадок многих минералов, таких, как соединения железа.

С ростом количества кислорода в атмосфере увеличивался также слой озона и, как следствие, уменьшался уровень ультрафиолетовой радиации, достигавшей поверхности Земли.

Аэробное дыхание сделало возможным развитие сложных многоклеточных организмов. Считается, что первые ядерные клетки появились после того, как содержание кислорода в атмосфере достигло 3—4% его современного уровня (или около 0,6% состава той атмосферы). Случилось это примерно 1 млрд лет назад (см. рис. 7.26). Многоклеточные организмы, вероятно, появились 700 млн лет назад по достижении концентрации кислорода в атмосфере 8% от современного уровня.

Период времени, когда существовали только мелкие, прокариотические одноклеточные формы жизни, называется до-

Рис. 7.28. Схема эволюции состава атмосферы и биосферы (по Ю. Одуту с дополнениями)

кембрием. В кембрийский период произошел эволюционный взрыв новых форм жизни, таких, как губки, кораллы, черви, моллюски, морские водоросли и предки семенных растений и позвоночных. В течение последующих периодов палеозойской эры жизнь заполнила все моря.

После возрастания концентрации кислорода в атмосфере и достижения уровня 10% от современного (2-я точка Пастера) озоновый слой стал настолько эффективно защищать живое от жесткого ультрафиолетового излучения, что жизнь постепенно вышла из водной среды на сушу. Дальнейшее формирование наземных экосистем пошло относительно автономно от процессов эволюции водных экосистем. Развитие наземной зеленой растительности обеспечило большие количества кислорода и пищи, которые были необходимы для последующей эволюции таких крупных животных, как динозавры и млекопитающие, а также человека. Одновременно океанический планктон дополнительно к формам с клеточными оболочками из органических веществ пополнился формами с известковыми, а позже и с кремниевыми оболочками.

В середине палеозоя (около 400 млн лет назад) потребление кислорода сравнялось с его продуцированием, в результате чего концентрация кислорода в атмосфере стабилизировалась на уровне современного, т. е. около 20%. Это позволяет экологии проводить аналогию между эволюцией биосферы и сукцессией.

В конце палеозоя (350—250 млн лет назад) изменился климат, послуживший началом обширного «автотрофного цветения», вызвавшего снижение содержания 02 и повышение содержания С02. В результате этого создались запасы ископаемого топлива — основы энергетики в наши дни. Позже (200— 150 млн лет назад) содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере постепенно вернулось к относительно стабильному уровню, сохранившемуся до наших дней.

За время эволюции биосферы усиление ее биопродуктивности всегда сопровождалось интенсивным образованием многих полезных ископаемых, таких, как нефть, газ, уголь, горючие сланцы, фосфориты, калийные соли и др.

Земля пригодна для жизни уже около 4 млрд лет, что в первую очередь свидетельствует о малых колебаниях температуры ее поверхности. За это продолжительное время не происходило ни сильного переохлаждения, ни сильного перегрева, т. е. приход энергии из космоса был равен ее расходу. Тем не менее в отдельные периоды происходили достаточно сильные колебания климатических условий среды обитания живых организмов, например, колебания уровня Мирового океана с разницей между максимумом и минимумом, по некоторым оценкам, порядка 300—400 м.

Периоды общего похолодания на нашей планете чередовались с периодами потепления достаточно часто. Ледяные шапки на полюсах как бы пульсируют: то разрастаются, то сокращаются. Считается, что за цикл «разрастание — отступление» ледниковые покровы пропускают через себя весь объем гидросферы. Подобные циклы продолжаются около 100 тыс. лет. За последний миллион лет этих циклов было (по разным оценкам) от четырех до восьми. Во всяком случае, твердо утверждается, что за это время вся гидросфера Земли несколько раз полностью прошла через твердую фазу в ледниках планеты.

Все оледенелые и безледные состояния нашей планеты пока еще не известны. Чем древнее отложения, тем труднее выявить точную картину прошлых событий. Тем не менее существуют оценки, в соответствии с которыми общее количество оборотов гидросферы через ледники исчисляют тысячами.

Наиболее крупными достоверно установленными периодами наступления ледников являются эпохи оледенения: в середине раннего протерозоя; с конца верхнего рифея и до начала венда; с конца палеогена (около 25 млн лет назад); «великие оледенения» северных материков в антропоге- новый период.

Так, в среднем плейстоцене (45—60 тыс. лет назад) мощные ледниковые языки спустились почти до 48° с. ш. в Европе и до 37° с. ш. в США. В это время в Северном полушарии было сосредоточено до 67% площади континентальных ледников земного шара, тогда как в наши дни эта величина не превышает 16%.

Ледниковый климат относительно устойчив, и продолжительность каждого ледникового периода составляла десятки тысяч лет. До сих пор не ясно, каким образом и почему Земля выходила из этого состояния, причем таяние многокилометровой толщи ледников происходило относительно быстро, примерно за 1 тыс. лет. Многолетнее промерзание пород на севере России (отголосок последнего ледникового периода) продолжается до настоящего времени.

Межледниковые эпохи характеризовались относительно мягким климатом. Средние температуры при этом повыша-

лись на 6—12 °С. Последние 10 тыс. лет относятся к послеледниковой эпохе.

Наиболее стабильные условия в биосфере были в эпохи между парами «гигантских волн жизни». Особенно выделяется позднемеловая эпоха, когда почти 20 млн лет не происходило ни грандиозного соленакопления, ни накопления органики (в виде топлива). В это время на Земле были наиболее благоприятные климатические условия. Средние широты характеризовались слабовлажным теплым климатом, тропики — менее влажным, чем сейчас. В высоких широтах тогда не было оледенения, а климат был достаточно теплым и не очень влажным.

Считается, что наши дни относятся к эпохе между бурными событиями последней гигантской волны жизни и грядущей гигантской волной с буйством флоры на континентах типа раннеюрской. При естественном ходе событий без антропогенного вмешательства человека ее начало ожидается через 5— 10 млн лет.

Эволюционный прогресс не был случаен. С одной стороны, жизнь занимала все новые пространства, с другой стороны, условия существования на Земле непрерывно менялись и всему живому приходилось к ним приспосабливаться. Этим и создается направленность эволюции. Одни виды (сообщества, экосистемы) сменяют другие. В истории Земли неоднократно происходили массовые вымирания целых видов. За последний миллиард лет произошли пять или шесть катастрофических вымираний преимущественно многочисленных видов животных. Так, 650 млн лет назад относительно внезапно исчезли многие формы одноклеточных водорослей, 450 млн лет назад резко поредели панцирные обитатели океана, а 65 млн лет назад исчезли многие рептилии.

Причины этого могли быть разнообразны: от падения на Землю астероида до возникновения более прогрессивных форм, лучше приспособленных к новым условиям жизни, подвижных, «сообразительных». Истинные же причины произошедшего, возможно, не станут известны никогда, но все эти вымирания были: неодновременными по всей планете; растянуты на миллионы лет; не связаны с деятельностью человека.

В настоящее время ежедневно в мире исчезает по одному виду животных и еженедельно — по одному виду растений, а по обоснованным прогнозам один вид животных скоро будет исчезать ежечасно. К вымиранию ведет расхождение между темпами эволюции и темпами изменения среды. Следует отметить, что вымирание одних групп часто служит условием возникновения и распространения новых групп организмов, увеличения многообразия жизни на Земле. Всегда на место ушедших форм приходят новые.

Вымирание одних и формирование новых видов — процесс каскадный, лавинообразный. Каждый вымерший вид увлекает за собой 7—11 других связанных с ним видов. Образование нового вида крупного организма формирует свою группу с таким же числом взаимосвязанных видов, так как по закону константности количества живого вещества В. И. Вернадского

I

I              количество живого вещества биосферы (для данного

I геологического периода) есть константа.

Живое вещество, согласно закону биогенной миграции атомов, является энергетическим посредником между Солнцем и Землей. При постоянном потоке солнечной энергии и относительной неизменности на протяжении миллиардов лет общей энергетики нашей планеты либо количество живого вещества должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики, что в свою очередь исключается законом физико-химического единства живого вещества.

По подсчетам палеонтологов, существующие в настоящее время виды составляют лишь ничтожную часть (2 — 5%) из общего числа видов, когда-либо образовавшихся на Земле в ходе эволюции (около 500 млн видов за последние 4,5 млрд лет), т. е. основная часть существовавших видов вымерла.

При этом история развития жизни на Земле показывает, что вымирание как эволюционный процесс — необязательный момент в развитии группы, о чем свидетельствуют существующие реликты. Так, морское плеченогое лингула существует в неизменном виде с ордовика (более 500 млн лет); кистеперая рыба латимерия, которая встречается в глубоководных участках прибрежных вод Восточной Африки, сохранила свое строение и форму с девона (400 — 350 млн лет назад). Эпохи Лавра- зии и Гондваны (400—150 млн лет назад) оставили много реликтовых форм с разорванным ареалом. Например, осетровые и в первую очередь веслоносы обитают одни в Китае, а другие в Миссисипи (этих пресноводных рыб теперь разделяют океаны) .

Для возникновения живого, отличающегося от неживого, были необходимы уникальные и неповторимые условия ранней эволюции Земли как планеты. С появлением форм преджизни и праорганизмов стал действовать принцип, выявленный итальянским естествоиспытателем и врачом Ф. Реди (1626—1698) и заново сформулированный В. И. Вернадским (1924):

I

живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом существует непроходимая граница, хотя и имеется постоянное взаимодействие.

Если бы в наши дни сложились локальные условия для повторного возникновения жизни (например, в жерле затухающего вулкана) или она была бы занесена извне (из космоса), то возможны следующие два исхода:

• она не смогла бы долго существовать, так как была бы уничтожена уже существующими организмами;

• стала бы глобальным бедствием, ибо подавила бы существовавшее ранее.

С начала формирования биосферы современного типа постепенно росло число видов организмов, их биомасса и продуктивность. Это увеличение продолжалось до тех пор, пока названные характеристики биосферы не стали постоянными. Такой рост и стабилизация могли произойти достаточно быстро. Предельное число видов в ходе эволюционного процесса могло возникнуть всего за 70 млн лет.

Биосфера развивается при тесной совместной эволюции организмов. Такую коллективную, сопряженную эволюцию называют коэволюцией1. Она шла в геологическом масштабе времени миллиарды лет. Мощные антропогенные факторы возникли на Земле за исключительно короткое время, однако по мощности воздействия на биосферу они стали сопоставимы с природными.

Часть организмов приспособилась и сделалась синантропами — спутниками человека, обитая в местах, населенных человеком, и в созданных им агроценозах. Однако надеяться на [70] коэволюцию человека и природы в современных условиях нельзя, так как природе не угнаться за человеком, за производимыми им изменениями. Кроме того, при всем социальном и экономическом величии люди остаются биологическими существами — рождаются, живут и умирают.

Находясь в единой сети жизни, человек подчиняется ее законам, в соответствии с одним из которых:

любой вид может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления к ее колебаниям и изменениям. В чуждой среде вид существовать не может.

Именно поэтому в природе виды поддерживают среду своего обитания, во всяком случае не разрушая ее. Даже паразиты настолько «разумны», что полностью не уничтожают своих хозяев.

В ходе геологического времени развитие биосферы носило необратимый характер. Основываясь на эволюционном учении и палеонтологических данных, бельгиец Л. Долло (1857— 1931) сформулировал закон необратимости эволюции:

I

организм не может вернуться, хотя бы частично, к предшествующему состоянию, которое было уже осуществлено в ряду его предков.

История развития атмосферы ярко иллюстрирует абсолютную зависимость живых организмов, и прежде всего человека, от других организмов, населяющих биосферу. Однако антропогенное воздействие на биосферу, в частности загрязнение воздуха пылью, парниковыми газами (С02, СН4, N20 и др.), фреонами и иными веществами, может нарушить существующую хрупкую стабильность. Развитие теории эволюции

История развития теории эволюции показывает, что концепция непрерывности или постепенного развития более сложных видов из предществующих более простых форм возникла у ряда философов и естествоиспытателей еще в Древнем Китае (Конфуций), в Античную эпоху (Диоген, Демокрит, Аристотель и др.) и в Средневековье, т. е. задолго до формального провозглашения эволюционных гипотез в начале XIX в.

Французский биолог Ж. Б. Ламарк (1809) выдвинул гипотезу о механизме эволюции, основанную на двух предпосылках: упражнение и неупражнение частей организма и наследование приобретенных признаков. Взгляды Ж. Ламарка способствовали подготовке почвы для принятия эволюционной концепции, но не получили широкого признания.

Несколько раньше священник Т. Мальтус (1798) опубликовал «Трактат о народонаселении», где привлек внимание к репродуктивному потенциалу человека и ярко обрисовал, к чему мог бы привести рост населения, происходящий по экспоненте, если бы он ничем не сдерживался.

Ч. Дарвин (1809—1882), вернувшись в 1836 г. из пятилетнего кругосветного путешествия, совершенного на военном корабле «Бигль», перенес рассуждения Т. Мальтуса на полученные им в плавании материалы наблюдений за флорой и фауной Галапагосских островов. Сопоставляя огромное количество сведений, он в 1839 г. сформулировал теорию эволюции путем естественного отбора. Считают, что основной вклад Ч. Дарвина в науку заключается не в доказательстве существования эволюции, а в объяснении, как именно она может происходить.

Одновременно с Ч. Дарвином другой много путешествовавший естествоиспытатель А. Р. Уоллес (1822—1913), изучив труд Т. Мальтуса, пришел к таким же выводам, что и Ч. Дарвин. В 1858 г. он изложил свою теорию в письме к Ч. Дарвину. В июле 1858 г. они выступили с докладами на заседании Лин- неевского общества в Лондоне, а уже в ноябре следующего года Ч. Дарвин опубликовал «Происхождение видов путем естественного отбора». Тираж книги был продан за один день, и считают, что по своему воздействию на человеческое мышление она уступала только Библии.

Теория эволюции, предложенная Ч. Дарвиным и А. Уоллесом, была значительно расширена и доработана в свете современных данных генетики, палеонтологии, молекулярной биологии и экологии и получила название «неодарвинизма», который определяют как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически.

Теория эволюции завоевала широкое признание[71], однако предстоит еще многое сделать для ее уточнения и приложения ко всем наблюдаемым ситуациям. В научных дискуссиях об эволюции давно обсуждается не сам факт ее существования, а то, что она происходит путем естественного отбора случайно возникающих мутаций. Современное объяснение изменчивости живых организмов — это рез гльтат синт? за теории эволюции, основанной на работах Ч. Дарвина и А. Уоллеса, и теории наследственности, основанной на законах Менделя. Учение о ноосфере

Эволюция органического мира, осуществлявшаяся на основании только биологических закономерностей жизнедеятельности и развития, происходила в два этапа: возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом (химическая эволюция по А. И. Опарину) примерно 4,6—3,5 млрд лет тому назад; усложнение биоценоза как результат появления многоклеточных организмов (органическая эволюция), начиная примерно с 3,5 млрд лет тому назад.

Возникновение на Земле человеческого общества способствовало выделению третьего этапа эволюции биосферы.

Эволюция центральной нервной системы постепенно превратила Homo sapiens в самое могущественное существо на земном шаре, по крайней мере по способности изменять функционирование экосистем и биосферы в целом. Человек долгое время усиливал власть над природой, развивал технический потенциал, увеличивал эксплуатацию природных ресурсов, однако в дальнейшем этот процесс может привести лишь к катастрофическому разрушению природной среды с последующим снижением качества жизни.

Приняв за исходное биогеохимическую основу биосферы, установленную академиком В. И. Вернадским, французский философ Э. Леруа (1927) предложил понятие ноосферы (от греч. noos — ум, разум; sphaira — шар), назвав так современную ему стадию развития биосферы. Э. Леруа и его последователи дали трактовку ноосферы как «мыслящего пласта», зародившегося в конце неогена (около 1 млн лет назад) и с тех пор разворачивающегося над миром растений и животных вне биосферы и над ней. В свою очередь В. И. Вернадский принял и в последующие 15—20 лет развил понятие «ноосферы» как сферы разума — высшей стадии развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного

человека, с периодом, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития на Земле. Окончательно сформулировавшиеся к 1943 г. и опубликованные в 1945 г. идеи В. И. Вернадского о неотделимости человечества от биосферы указывают на главную цель в построении ноосферы. Она заключается в неизменности того типа биосферы, в которой возник и может существовать человек как вид, сохраняя свое здоровье, образ жизни.

На современном этапе отношения «человек—природа» носят сложный характер. Преобразующая деятельность человека в биосфере неизбежна, так как с ней связано благосостояние населения. Незнание или нежелание учитывать свойственные природе законы поставило на грань сомнения если не существование всей биосферы, то как минимум возможность достойного развития в ней «Человека разумного».

Мозг человека представляет собой «устройство» с низкими количественными и высокими качественными энергетическими характеристиками, а также с огромными способностями к управлению. Однако нельзя не признать, что человек пока не обладает достаточной прозорливостью, чтобы понимать последствия своих действий. Говорить о сегодняшнем состоянии биосферы, как о ноосфере, еще рано. В современном понимании

ноосфера — это гипотетическая стадия развития биосферы, когда в будущем разумная деятельность людей станет главным определяющим фактором ее устойчивого развития.

Гармония антропогенной деятельности человека и природы возможна только при осуществлении контроля численности человечества; ограничении чрезмерных потребностей людей; рационализации использования природных ресурсов; использовании только экологически целесообразных промышленных технологий с максимальной переработкой и применением вторичных материальных и энергетических ресурсов; осуществлении глобального мониторинга за состоянием окружающей природной среды и др.

Определенный шаг в направлении перехода биосферы в ноосферу — осознание и провозглашение необходимости перехода мирового сообщества на позиции устойчивого развития.