Концепция коэволюции. 
Учение о биосфере

Учение о биосфере и ее эволюции разрабатывалось преимущественно с геохимических позиций. У В. И. Вернадского логическим завершением процесса эволюции биосферы является переход к ноосфере. Учение о ноосфере — это, в сущности, философское построение. Сколько-нибудь детальных исследований структуры, динамики или хотя бы геохимии ноосферы нет ни в работах В. И. Вернадского, ни в трудах современных ученых.

Основное воздействие на биосферу оказывает производственная деятельность, поэтому проблемами глобальной экологии занялись специалисты в области экономико-математических исследований. С начала 70-х гг. XX в. начали появляться модели различной степени детализации, связывающие природные и экономические факторы. Начало было положено работой Дж. Форрестера (1978) «Мировая динамика», который предложил общий подход к описанию глобального экологического процесса. Впервые в одну математическую модель были объединены процессы развития экономики, демографии и загрязнения окружающей среды.

Сегодня становится ясной условность глобальных моделей будущего, неспособность их представить реальный ход событий, узость информационной базы. Общим недостатком этих исследований является использование в расчетах для будущего тех же зависимостей между элементами эколого-экономической системы, которые существуют в настоящее время и быстро меняются. Но система изменяется и качественно, быстро решаются проблемы, которые казались неосуществимыми (использование атомной энергии, создание космических кораблей). Весьма трудны и демографические расчеты для будущего, неоднократно прогнозы роста численности населения не подтверждались фактическими данными.

Тем не менее люди стали предполагать возможные катастрофические последствия неконтролируемой, неуправляемой человеческой деятельности. Возник новый термин — коэволюция человека и природы — сначала в СССР, но независимо стал использоваться в США, Западной Европе. Концепция коэволюции человека и биосферы, с которой первым в нашей стране выступил. В. Тимофеев-Ресовский, мыслится как некая золотая середина между двумя крайностями в положении человека в биосфере — покорением ее и смирением перед ней. Коэволюция предполагает своевременное возникновение сопряженных изменений в биосфере и обществе и последующую автоматическую селекцию взаимно адаптивных вариантов. Однако мощь негативного воздействия человека на природу растет столь стремительно, что последняя не успевает адаптироваться к темпам так называемой научно-технической революции. Устойчивую коэволюцию человека и биосферы еще необходимо обеспечить.

В настоящее время концепция коэволюции — одна из наиболее популярных концепций антропогенной эволюции биосферы. Считают, что существование человечества возможно лишь в узком диапазоне параметров биосферы — области гомеостаза человечества. Коэволюция человека и природы — это такое совместное развитие человеческого общества и биосферы, которое не выводит параметры биосферы из области гомеостаза. Коэволюция человека и природы обеспечивает сохранение человеческого рода как биологического вида и условий для дальнейшего развития цивилизации. Коэволюция потребует, конечно, адаптации биосферы, видоизменения ее характеристик в зависимости от особенностей развития общества. Но одновременно и общество должно адаптироваться к особенностям и возможностям развития биосферы. Спонтанное, неконтролируемое развитие производительных сил и стихия человеческих страстей и желаний должны быть стеснены определенными границами, подчинены обеспечению условий коэволюции.

В соответствии с концепцией биотической регуляции природной среды (В. В. Горшков, 1995, К. Я. Кондратьев, 1996; С. П. Горшков, 2006; Wilson, 2016) живые организмы организованы на основе сложнейших видов скоррелированности процессов жизнедеятельности. Любые виды скоррелированности поддерживаются за счет конкурентного взаимодействия в популяции и стабилизирующего отбора. Сообщества живых организмов — сложнейшие виды биологической скоррелированности, возникшие на основе необходимости замкнутости круговорота веществ и стабилизации условий среды. Нет оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же точностью, как у естественных сообществ. Нарушив функции живого вещества, человек вынужден будет взять на себя управление биогенными процессами в биосфере, обеспечивая как высокую чистоту безотходного производства, так и замкнутость биолгического круговорота в биосфере. Скорее всего, гигантская управляющая система (если ее вообще можно создать) потребует таких энергетических затрат, что для развития самой цивилизации и удовлетворения непосредственных нужд человека останется меньше ресурсов, чем имел доиндустриальный человек, живший в биосфере.

Только сохранение разнообразия живых организмов и замкнутости биологического круговорота обеспечит устойчивость параметров биосферы, которые не могут быть восстановлены за счет очистных сооружений и перехода к безотходному производству.

Биосфера, состоящая из живого вещества и взаимодействующей с ним окружающей среды, представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания человека. Сохранение природных сообществ и существующих видов живых организмов в объеме, обеспечивающем действие принципа Ле Шателье, представляет собой главное условие дальнейшего существования человечества. Площадь природных экосистем, необходимых для поддержания устойчивости биосферы должна быть не менее 50% территории суши (В. Г. Горшков, 1995; 2006; Е. О. Wilson, 2016). Нужно сохранить природу на большей части поверхности Земли, а не только в зоопарках, заповедниках, генных банках и т. д.

Биосфера обладает способностью компенсировать возмущения, вызванные хозяйственной деятельностью человека, до тех пор, пока потребление человеком продукции биоты не достигнет 1%. Остальные 99% продукции биота затрачивает на стабилизацию среды обитания. Однопроцентный допустимый порог был превышен еще в начале XX в. В последние десятилетия человечество непосредственно использует 6—8% продукции, генерируемой биотой. Кроме того, 30—32% годовой продукции биоты человечество потребляет косвенным путем: в промышленном производстве, из-за вытеснения естественных биоценозов агроценозами, урбанизацией и опустыниванием и т. д.

Критическую численность населения, которую может постоянно поддерживать биосфера, определили как частное от деления однопроцентного уровня ее первичной продукции на среднюю норму питания человека и получили, что она составляет 1,73 млрд человек. При анализе разных модельных сценариев развития человечества, в том числе, сценария, основанного на запасах топливных ресурсов, Ю. Н. Сергеев, В. П. Кулеш (2017) пришли к мнению, что в будущем численность населения будет изменяется в пределах 1,3—1,7 млрд человек.

На определенной ступени развития человеческой цивилизации люди должны принять на себя ответственность за дальнейший ход эволюции космического тела Земля. Исследование процесса коэволюции человека и биосферы, выработка требований к поведению человека, необходимых для развития человеческой цивилизации в условиях экологического и энергетического кризисов, ставят перед наукой нетрадиционные задачи.

Несмотря на рост производительности труда, совершенствование технологии и повышение квалификации, люди создавали все более энергоемкие производства. Производство энергии и количество извлекаемого энергетического топлива шло темпами, намного опережающими развитие других производств. В XX веке средняя урожайность зерновых в развитых странах возросла втрое. В основе феномена — резкий рост энергоемкости сельского хозяйства. Переход от естественных удобрений к искусственным, замена конной тяги машинной, машинизация технологии переработки привели к тому, что затраты энергии на 1 т зерна возросли на 2 порядка. За 1950—1975 гг. израсходовано около половины всего топлива, сожженного за все время существования человечества. Производство энергии удваивалось каждые 17—20 лет. При таких темпах через два столетия производство энергии составит 5% от солнечной, а еще через столетие сравняется с ней и станет равнозначным климатообразующим фактором, что повлечет сложнейшие экологические последствия. Однако в последние десятилетия возникли формы деятельности, требующие значительно меньших затрат. Это производства, основанные на преобразовании информации: микроэлектроника, телематика, робототехника и биотехнология. Несколько уменьшается и энергоемкость традиционных технологий.

Полная безотходность производства — это утопия, противоречащая второму началу термодинамики. Безотходности нет и в функционировании биосферы. Земная кора, по сути, — это всепланетный склад отходов. Ежегодно в биосфере образуется 1,5 млрд т «отходов» в виде разнообразных осадочных отложений, формирующихся при участии живых организмов. Вымершие виды животных и растений тоже являются своеобразными отходами процесса эволюции биосферы. Производства с полной переработкой сырья в полезную продукцию, с идеальной очисткой воздуха и воды в ходе работы теряют тепло, сталкиваются с проблемой износа оборудования, используют минеральное сырье и занятые под сооружения территории. Все это издержки, отходы производства.

Длительное время человечество вписывалось (или почти вписывалось) в естественные циклы биосферы: практически (во всяком случае, до неолита) оно не прикасалось к кладовым природных источников энергии, за исключением потери плодородия почв в зоне чрезмерного выпаса скота или орошения, но эти явления носили локальный характер. Начиная с эпохи Возрождения несбалансированность человеческих потребностей, их несоответствие естественным циклам биосферы начали принимать катастрофический характер. В последние столетия производственная деятельность человека стала незамкнутой, она строится на использовании невозобновимых запасов земных недр, т. е. природных ресурсов, и не только энергетических.

Существует угроза истощения минеральных ресурсов. Минералы, горные породы, месторождения полезных ископаемых формируются сотни, тысячи, миллионы лет. Но представления о неизбежном истощении минеральных ресурсов небесспорны. Помимо бережливости приемлемы некоторые технологические методы, уменьшающие угрозу истощения: 1) использование руд с небольшим содержанием компонента; 2) полное использование отходов, содержащих много компонентов; 3) регуляция геохимических циклов, их ускорение и перестройка с созданием техногенных месторождений полезных ископаемых. Третий метод уже применяется в технологиях: так выпаривается поваренная соль, вымораживается мирабилит; существуют геотехнологические методы с использованием микробов, накапливающих металлы (медь, уран).

Не достает в биосфере и возобновимых природных ресурсов, например, пресной воды. Необходимо поддерживать баланс потребностей человека и тех реальных возможностей, которыми располагает планета.

Новые технологии делают человека и более зависимым от природы. Элементы комплекса биосфера—человек оказываются все более и более связанными между собой. В современной экономической науке существует проблема соизмерения скорости развития производительных сил и изменения экологической обстановки. Переход процессов за критические значения может привести к началу необратимых процессов. Мы должны знать заранее о возможных опасностях, нужны модели прогнозирования. Требуется создать механизм такой деятельности, которая согласовывала бы усилия людей, направляла их активность.

Требуется добиваться совершенствования и изменения организационных структур производственной деятельности. Чтобы выжить, человечество должно изменить свои социальные, социально-экономические, социально-политические и духовно-нравственные приоритеты.