30

-роста биомассы водорослей пропорционально количеству сброшенного со сточными водами фосфора. Это приводит к снижению качества воды и снижению ее питьевого и технологического ресурса;

-ухудшения вкуса и запаха воды (органолептических показателей), изменяя условия обитания живых организмов и их размножения;

-образования плавающих масс водорослей, которые создают проблему судоходству, снижая транспортный ресурс.

1.6 Биологическая регуляция геохимической среды: гипотеза Геи

Взаимоотношения живых существ и физикохимической среды не ограничиваются простым приспособлением организмов к внешним условиям. В процессе жизнедеятельности они сами сильно влияют на разнообразие параметров среды обитания.

Влокальном масштабе их влияние часто проявляется в контролировании структуры и состава субстрата за счет логарифмического показателя водорода pH и метаболитов

вводе, формирование гумуса почв и изменения микроклимата в биогеоценозе.

Вглобальном же масштабе организмы контролируют геохимическую среду на планете и ее температурный режим.

Важнейшим условием этого контроля являются так называемые буферные свойства биосферы, т.е. ее способность активно и адекватно реагировать на внешние воздействия, смягчая их влияние и поддерживая геохимический гомеостаз – постоянство.

Например, увеличение содержания углекислого газа в результате сжигания органического топлива вызывает

31

интенсификацию фотосинтеза, что способствует связыванию избыточной углекислоты.

Выделяемые живыми организмами аммиак и соли его уменьшают кислотность почвы, без чего показатель pH мог бы стать таким низким (высокая кислотность), что большинство организмов не смогли бы жить в таких условиях.

Лесные экосистемы в районах с интенсивным увлажнением удаляют излишки воды за счет интенсивной транспирации – испарения. В более сухих районах способствуют сохранению грунтовой влаги, что оказывает существенное влияние не только на микроклимат, но и на региональные, а в ряде случаев – и на глобальные климатические процессы.

Представление о глобальном контроле живыми организмами геохимических и климатических процессов на планете было сформулировано Джеймсом Лавлоком и Линн Маргулис в 1975 г. и ряде последующих работ.

Большую роль в развитии представлений о глобальных экологических регулирующих механизмах внес наш соотечественник М. И. Будыко. Интересную попытку глобальных обобщений сделал Н. Ф. Реймерс (1992 и 1994

гг.).

Организмы сыграли важную роль в возникновении современных условий на Земле.

По мере изменения среды протекала и эволюция, точнее это можно назвать коэволюцией органического мира и планетарной геохимической системы.

Для проверки этого положения Джеймс Лавлок теоретически промоделировал условия, которые существовали бы на нашей планете в отсутствие на ней жизни, и сравнил их с реальными условиями на планетах подобного типа в Солнечной системе (табл. 1.1). Сравнительный анализ физико-химических условий на

32

планетах солнечной системы показывает, что подавляющее большинство современных форм жизни на такой планете, как Земля, не смогли бы существовать. Данные таблицы наглядно показывают роль жизни на современной Земле.

Таблица 1.1 Сравнение физико-химических условий на планетах

земной группы Солнечной системы

Условия	Марс	Венера		Земля
Содержание			Без		При наличии
газов в			жизни		жизни
атмосфере, %:	95	99	99		0,02
			1,9		79
CO2	27	1,9	Следы		21
NO2	0,13	Следы
O2
Температура	- 53	477	290		13
поверхности, °С
			(± 50)		(осредненное
					значение)

Важнейшую роль в работе такой биосферной геостатической системы играют организмы (в первую очередь микроорганизмы) литосферы и планктон Мирового океана.

Функционирование этой системы основано на кибернетическом принципе обратной связи (законе поведения).

Все это заставляет смотреть на биосферу как на чрезвычайно сложную кибернетическую систему, стабильность которой зависит от буферной емкости ее

поддерживающих подсистем.

Учеными Лавлоком и Моргулис была предложена гипотеза, которую они назвали гипотезой Геи –

33

древнегреческой богини Земли. Суть этой гипотезы в том, что, изменяя физические условия среды для удовлетворения своих потребностей, человек чаще всего разрушает механизмы поддержания гомеостаза (стабильности) системы, что приводит к катастрофическим последствиям.

Становится очевидным, что уничтожение биотических компонентов ЭС зачастую приводит к необратимым изменениям, которые делают среду непригодной для жизни большинства организмов, по крайней мере, связанных с человеком, независимо от способа уничтожения биоты.

Так, в результате перевыпаса сельскохозяйственных животных площадь пустынь ежегодно возрастает на тысячи квадратных километров (например, юг пустыни Сахары, Калмыкия). Это же происходит и за счет «химической атаки», в результате которой уничтожается растительность кислыми дождями, образующимися:

−из-за загрязнения атмосферы транспортными средствами и промышленными выбросами,

−в результате непродуманной ирригации, уже превратившей в солнечную безжизненную пустыню много среднеазиатских земель.

Многочисленные примеры антропогенного воздействия на природу подтверждают значительное снижение буферной способности биосферы регулировать концентрацию в атмосфере кислорода и углекислого газа,

втом числе и в результате:

−хищнической вырубки влажных тропических лесов– легких нашей планеты,

−загрязнения Мирового океана, особенно нефтью и ее продуктами;