Характер планетарной эволюции

История жизни на Земле начинается с возникновения биосферы около 4Ч10⁹ лет назад (Orgel 1998) и продолжается историей человечества после возникновения рода Homo (4−5)Ч10⁶ лет назад (Wood 1992). В механизмах эволюции биосферы как таковой и человечества много общего (Назаретян 2004; Snooks 1996; 2003). Можно говорить об эволюции биосферы в обобщенном смысле, рассматривая эволюцию собственно биосферы и затем эволюцию человечества как единый непрерывный процесс. Далее под термином «планетарная система» (ПС) подразумевается такая система, которая на ранних этапах развития отождествляется с биосферой в обычном понимании, но включает цивилизацию на более поздних стадиях своей эволюции.

Длительность первых фаз эволюции жизни на Земле, когда в биосфере доминировали простейшие организмы — прокариоты, измерялась миллиардами лет. Приматы прошли путь от человекообразной обезьяны до Homo sapiens всего за два-три десятка млн. лет, а темпы эволюции современной цивилизации отличаются крайней стремительностью. Возникает интуитивное ощущение, что эволюция на Земле ускоряется. Можно ли ввести объективную шкалу скорости эволюции, охватывающую как чисто биологическую, так и социальную ее части? Ясно, что это чрезвычайно сложная задача и трудно надеяться на ее исчерпывающее решение. Ниже в качестве эвристической гипотезы предлагается один из возможных подходов к этой проблеме.

Очевидно, что для обсуждения единой шкалы скорости эволюции, охватывающей историю всей ПС, необходимо отталкиваться от некоторых понятий, приложимых как к биологической, так и к социальной эволюции, или от явлений, характерных для обоих этих процессов. Чтобы ввести соответствующие представления, следует исходить из некоторой модели эволюции. Излагаемые ниже положения основаны главным образом на книгах (Дьяконов 1994; Галимов 2001; Колчинский 2002; Назаретян 2004) и представляют собой некоторый синтез идей, выдвигаемых в этих работах. изложим сначала кратко суть этих модельных представлений, а далее, по ходу детального обзора эволюции ПС, приведем примеры, иллюстрирующие эти положения.

Поскольку ПС в некотором приближении развивается как единая система, в том же приближении можно говорить об этапах эволюции ПС как целого. Так, на начальном этапе можно говорить о прокариотной фазе развития ПС, затем о периоде доминирования примитивных эукариот, на поздних этапах — о ведущей роли пост-индустриализма и т. д. Подчеркнем, что представление об этапах эволюции ПС является приближенным модельным представлением, так как почти всегда можно найти как регионы-изолянты, отстающие от общего развития (фауна сумчатых Австралии), так и регионы, вовсе не следующие за основной магистральной линией эволюции ПС (фауна «черных курильщиков»), а также некие «ростки нового», в каком-то смысле обгоняющие свое время (факторы избыточного многообразия).

Эволюция планетарной системы проходит через последовательность фаз с фазовыми переходами между ними. Фазовые переходы сопровождаются особенно бурными событиями в ПС, переводящими ее в качественно новое состояние. Периоды развития между фазовыми переходами отличаются более плавным характером изменений в ПС.

Фазовые переходы возникают в результате преодоления эволюционных кризисов и называются также биосферными (или цивилизационными, в зависимости от характера) революциями. Не следует путать эволюционные кризисы с кризисами экзогенного происхождения, например, вызванными падением крупного метеорита или извержением вулкана Под экзогенными кризисами мы понимаем все те кризисы ПС, причины которых лежат вне деятельности самой системы. Сюда попадают преимущественно кризисы геологического, климатического и космического происхождения. Двумя важными механизмами эволюционных кризисов являются эндо-экзогенный и техно-гуманитарный (последний — на социальной стадии эволюции). Суть эндо-экзогенного механизма кризиса состоит в том, что активность биосферы так изменяет среду обитания, что ставит под вопрос собственную устойчивость. Техно-гуманитарный механизм (или иными словами — нарушение техно-гуманитарного баланса) заключается в росте разрушительного фактора технологии без адекватного роста его культурных сдержек. Оба механизма на социальной стадии развития ПС нередко действуют совместно, и часто трудно отделить один от другого. Более того, кризисы техно-гуманитарного баланса допустимо рассматривать как частный вид эндо-экзогенных кризисов, поскольку человечество фактически давно уже создает среду собственного обитания, и нарушение техно-гуманитарного баланса является кризисом этой среды. Конечно, выделенные механизмы не исчерпывают всего многообразия причин эволюционных кризисов, скорее, это наиболее характерные примеры таких механизмов. Заметим, что эндо-экзогенные кризисы преимущественно связаны с функционированием самого верхнего, лидирующего звена эволюции, поэтому их можно рассматривать как кризисы этого звена. Но поскольку лидер эволюции определяет лицо всей ПС, кризис лидирующего звена эволюции является и кризисом всей ПС (и фактически может поставить на грань гибели или деградации всю систему).

Эволюционные кризисы преодолеваются планетарной системой за счет усложнения собственной структуры и перехода к устойчивости на более высоком уровне. Собственно, в этом и заключается суть «прогрессивной» эволюции, так как в состоянии, более далеком от равновесия, ПС характеризуется и более сложной структурой. В этом контексте «прогресс» означает усложнение системы и удаление ее от равновесия. Чистые кризисы экзогенного происхождения сами по себе не приводят к биосферным революциям, но могут повлиять на протекание естественного эволюционного кризиса, как это было, возможно, на верхней границе мела, когда окончательно исчезли надотряд динозавров и многие другие отряды наземных и морских животных, а также в некоторых других случаях.

Значительный вклад в преодоление эволюционных кризисов внес так называемый фактор избыточного внутреннего разнообразия. Под избыточным разнообразием понимаются эволюционные формы, не играющие существенной системообразующей роли на определенной фазе развития ПС. В момент эволюционного кризиса именно из избыточного многообразия путем отбора выделяются те эволюционные формы, которые способны стать (и становятся) лидерами эволюции на новой фазе развития ПС. Таким образом, хотя глобальная эволюция носит в некотором роде скачкообразный характер типа прерывистого равновесия, естественный отбор в ходе эволюционных скачков продолжает играть ведущую роль, как и в более спокойные времена между эволюционными скачками. Нетрудно понять, что на разных этапах эволюции отбор работает по-разному: между фазовыми переходами приводит преимущественно к стабилизации существующих эволюционных форм и к плавным эволюционным изменениям; во время фазовых переходов в условиях кризиса и деградации существующих систем он за относительно короткое время выделяет нового лидера эволюции, что ведет к резкому и качественному изменению всей структуры ПС.

Одним из важных свойств эволюционного процесса является аддитивность эволюции. По мере появления новых, более прогрессивных эволюционных форм старые, как правило, не исчезают полностью, но лишь уходят на второй план и начинают играть подчиненную роль в экосистемах или социальных системах. Становление эукариотной биосферы не означало исчезновения прокариот, после неолитической революции аграрное производство не вытеснило полностью охоту и собирательство, становление научного метода познания природы не отменило философию и религию и т. д.

Важным свойством эволюции является также консерватизм. Это означает, что новые эволюционные формы не возникают сами по себе, но всегда представляют собой результат комбинирования уже существующих продуктов эволюции. Эукариотная клетка — симбионт более простых прокариотных организмов, многоклеточный организм — симбионт одноклеточных эукариот и т. д. Это позволяет на множестве эволюционных форм ввести частичное упорядочение и утверждать, что некоторая эволюционная форма превосходит некоторую другую, если первая является наследницей второй в смысле консервативности эволюционного процесса. Такое частичное упорядочение позволяет строить эволюционное древо. В подавляющем большинстве случаев превосходство в положении на эволюционном древе означает также более сложную структуру и более высокую степень неравновесности системы в термодинамическом смысле.