СТУПЕНИ ЭВОЛЮЦИИ

Р.Баландин

Я не берусь разъяснять, а лишь оттеняю;
хочу не научить, а увлечь. Оживить в точном смысле
слова. Вспугнуть сонных птиц. Где окажется темное
место, нарисовать картину из стелющегося тумана.

Федерико Гарсиа Лорка

 

        Наш привычный мир некогда был иным. Это – факт, опровергнуть его невозможно. Как менялся мир? Это – проблема. Во многом она неясна, а в некоторых деталях, возможно, и неразрешима.

        Как мир мог стать таким, каков он сейчас? Чтобы попытаться ответить на этот вопрос необходимо воспользоваться сведениями из астрофизики, астрохимии, геологии, эволюционной биологии… Были бы странны претензии автора выглядеть специалистом во всех этих науках. Здесь уместно вспомнить знаменитые слова Э.Шредингера: «Мы ясно чувствуем, что только теперь начинаем приобретать надежный материал для того, чтобы объединить в одно целое все, что нам известно; но с другой стороны, становится почти невозможным для одного ума полностью овладеть более чем какой-либо одной небольшой специальной частью науки. Я не вижу выхода из этого положения… если некоторые из нас не рискнут взяться за синтез фактов и теорий, хотя бы наше знание в некоторых из этих областей было неполным и полученным из вторых рук и хотя бы мы подверглись опасности показаться невеждами».

Геологическая эволюция

        Земля хранит следы событий, происшедших на планете и в Солнечной системе за долгие миллиарды лет. Порой даже таких мимолетных, как дождь, ливший триста миллионов лет назад, или поступь ящера на берегу давно исчезнувшего моря. Свойство в той или иной форме хранить следы событий можно назвать памятью Земли. Она позволяет геологам восстанавливать природные условия необозримо далекого прошлого. «Камень, - писал О. Мандельштам, - импрессионистский дневник погоды, накопленный миллионами лихолетий; но он только прошлое, но и будущее: в нем есть периодичность. Он аладдинова лампа, проницающая геологический сумрак будущих времен».

Вспомните пресловутую проблему курицы и яйца: что раньше? Геологи нашли немало скорлупы яиц в таких слоях, где не только следов курицы, но и даже следов ее близких предков быть не может. Давние предки кур – рептилии – вылуплялись из яиц. В том смысле слова яйцо на Земле появилось прежде курицы.

        И не следует ли искать начало жизни не в биосфере, а в зарождении самой биосферы, точнее, предбиосферы, области взаимодействия первобытных атмосферы, гидросферы и литосферы с солнечным и другими излучениями?

        Еще на школьной скамье мы усвоили, что химическая активность вещества возрастает при его дроблении из-за резкого увеличения общей поверхности частиц. Первичное вещество Земли тоже дробилось – поднятие материков сопровождалось расчленением рельефа, увеличением поверхности и, главное, еще и дроблением их химическим изменением обнаженных пород под влиянием газов, воды, солнечных и космических лучей. Сносимый с материков обломочный материал копился в прогибах литосферы, в зонах опускания. Попадая в земные глубины, вещество вступало в новые реакции, выделяло энергию, впитанную на поверхности Земли. Породы переплавлялись и снова извергались на поверхность. Машина предбиосферы рождала все более энергоемкие, разнообразные соединения, все тщательней перемалывала верхи литосферы, образуя земную кору.

        Росла площадь материков, и вот на них появились первореки и первоозера – мелкие механизмы, созданные гигантской геологической машиной. То есть в системе возникли локальные подсистемы. Такое усложнение, подобное разделение труда, позволяло более тонко перерабатывать вещество. Обычное физическое дробление в речных долинах дополнилось химическим растворением, а на равнинах, в устьях и заливах – химической переработкой, доводящей частицы до коллоидальных размеров, когда проявляется нечто схожее с жизненными процессами (избирательное поглощение химических элементов из среды; высокая, хотя и пассивная, подвижность; взаимодействие, старение). И все это сопровождалось сортировкой и концентрацией частиц разного веса, размера и состава.

        И хотя при химических реакциях на поверхности планеты ассимилировалась ничтожная часть солнечной энергии, этого было достаточно, чтобы за миллионы лет накопить в зоне взаимодействия атмо-, гидро- и литосферы внушительные запасы энергии, что позволяло менять вещество (организуя его) даже на молекулярном уровне.

        Пока шло горообразование, один район накапливал энергию, а другой терял: один обогащался сложными соединениями, другой беднел. С наступлением нового этапа горообразования впадина вздымалась, а бывшее поднятие опускались. Но на этот раз материал уже был сильнее насыщен энергией. Накапливалось вещество, состоящее из более сложных и концентрированных соединений.

        Среди них первостепенна роль коллоидов, для которых в окружающей среде есть вещества и «вредные», и «полезные». Первые способствуют слипанию частиц и осаждению. Вторые, наоборот, гарантируют нейтральность коллоидов, разнообразие физико-химических превращений. При обилии коагулянтов будут идти массовые вымирания коллоидов – выпадение в осадок. А обилие катализаторов, наоборот, способствует химической активности коллоидов.

Волны литогенеза (осадкообразования) за последние 4.5 млрд.лет (по А.Рону):
1 - продукты наземного вулканизма;
2 - обломочные породы;
3 - глинистые породы;
4 - железистые кварциты (джеспилиты);
5 - известняки;
6 - увеличение разнообразия типов литогенеза (по Н.Страхову)

        Здесь может работать нечто вроде геохимического естественного отбора. При обеднении среды процветать будут лишь те частицы, которые помимо привычных катализаторов способны использовать другие (кроме одного химического элемента – еще один). Они невольно станут вытеснять примитивных конкурентов, ассимилирующих лишь один элемент, запасы которого истощаются. На место одних веществ придут другие, более «приспособленные» - волна за волной. Такой процесс может длиться до тех пор, пока не появятся сложные органические соединения. А отсюда один шаг до зарождения жизни.

        В.И.Вернадский полагал, что в геологической истории (то есть в интервале, который запечатлен в памяти Земли) жизнь вечна. Сведения, добытые астрохимиками (присутствие органических молекул в межзвездном пространстве), позволяют по-новому осмыслить слова Вернадского. Если планета сконденсировалась из холодного первичного вещества, она изначально должна была нести в себе реагенты для синтеза аминокислот.

        Дальнейшее, как считают, например, известные химики С. Фокс и К. Дозе, должно занять два этапа. На первом этапе из аминокислот в областях повышенных температур (и давлений?) синтезировались белковоподобные вещества. Такой синтез мог идти на глубине 2 – 5 км, куда неизбежно погружается часть горных слоев накопленных на поверхности. На втором этапе требуется вода. Она обрабатывает породы, поднявшиеся из глубин.

        Вода – хорошая среда для органики, которая может здесь пребывать в виде молекул или блоков молекул, еще не способных сплотиться для образования коалиции, для образования живой клетки.

Ускорение литогенеза.
1 - Скорость накопления осадков за последние 1.5 млрд.лет (по И.Гилули, Л.Салопу);
2 - изменение мощностей осадков за последние 0.6 млрд.лет в Северной Америке;
3 - изменение мощностей осадков за последние 0.6 млрд.лет в Европе (по С.Бубнову )

 

        Однако вспомним предположение Д. Бернала о том, что синтез органических соединений и их коалиций шел на глинистых частичках, которые избирательно поглощают из раствора молекулы, в том числе и органические. Теряя электрическую активность, коллоиды выпадают в осадок и, погружаясь в недра, претерпевают изменения: молекулы полимеризуются. В новых формах они вновь появляются на поверхности планеты в зоне выветривания и снова участвуют в химических процессах.

        По-видимому, на Земле эволюционировали две ветви коллоидных систем: кремний – содержащих и углеродсодержащих. Сперва преимущество получили устойчивые кремнистые коллоидальные предсущества. Они адсорбировали углеродные предсущества (питались). Но не им было суждено великое будущее: в темных недрах исподволь зрели новые, более сложные и совершенные органические формы.

Усложнение биосферы

        В нижнем протерозое (2,6 – 1,9 млрд. лет назад) на Земле господствовали коллоиды. В эту эпоху родилось много глин, доломитов, железных руд, нашпигованных углеродом осадков ( к нам они дошли в виде графитовых сланцев). В верхнем протерозое произошло знаменательное событие - началась кипучая деятельность живого вещества – бактерий, микробов, одноклеточных водорослей. Накопились колоссальные массы органогенных пород – продуктов жизни. Все это усложнило биосферу и земную кору. (Прочно связанный в соединениях углерод откладывался в земной коре. относительно инертный азот уходил в воздух. Водород усиливал кислотность природных вод, кислород активизировал окислительные процессы. Геохимический цех планеты работал во всю).

        Жизнь набирала силу. В нижнем палеозое (570 млн. лет назад) на сцену вышли морские беспозвоночные животные, строящие свои наружные скелеты из извести, фосфора, кремнезема. накопление карбонатов и силикатов стало одной из привилегий жизни. в верхнем палеозое пышно расцвела наземная флора, что привело к складированию в земной коре огромных масс органического углерода.

        Волны мощного осадконакопления прокатывались по планете и в более поздние эпохи. Можно ли усмотреть здесь какую-нибудь закономерность?

        Попытаемся найти ответ, анализируя не менее загадочные ритмы живого существа планеты.

        В эволюции живых существ расцвет и угасание, нарождение и умирание – это эмпирический факт. Нанеся на график число умерших и появившихся видов животных, мы получим серии волн. Ибо число видов на протяжении геологической истории Земли не было постоянным, а претерпевало колебания – так называемые волны жизни. Любопытно, что период колебания волн жизни (для отрядов, классов) меняется обычно в узких пределах: от двадцати до ста миллионов лет. Пологие волны накатываются медленно, крутые часто. Временами наступают периоды активизации каких-то групп живых существ, когда резко усиливается нарождение новых видов. В это время течение жизни как бы ускоряется. Эволюция быстрее шагает вперед.

        Известен такой лабораторный опыт. В замкнутой экосистеме в питательной среде, пронизанной солнечным светом, живут микроводоросли, простейшие и крохотные рачки. Они составляют пищевую цепь из трех звеньев. Обновление питательной среды подталкивает расцвет водорослей, затем питающихся водорослями простейших и, наконец, рачков.

        Примерно то же случается и в природе (здесь пробирка увеличена до размеров биосферы). Усиление горообразования сперва стимулирует накопление обломочных пород, затем химическое их разложение, расцвет коллоидов и, наконец, последовательные волны расцвета автотрофных организмов (питающихся неорганическими соединениями), а затем травоядных животных.

"Волны жизни" (изменение числа видов) за последние 0.6 лет:
1 - археоцитаты;
2 - трилобиты;
3 - морские лилии;
4 - бесчелюстные;
5 - псилофиты;
6 - плауны;
7 - голосемянные растения;
8 - покрытосемянные;
9 - панцирные рыбы;
10 - земноводные;
11 - рептилии;
12 - млекопитацющие 

        Сложное живое сообщество стремится к полной утилизации отходов. Отмирающие остатки разлагают бактерии, ассимилируют почвы, илы. Конечные продукты разложения вновь поступают к живым существам. В общем, биосфера стремится к динамическому равновесию, к работе без отходов, созданию замкнутых геохимических циклов. Однако реализация такого идеального состояния затруднена.

         Прежде всего этому препятствуют внешние силы: вулканические пароксизмы, движение земной коры, перемены в атмосферной и океанической циркуляциях, колебание солнечной активности… Обычно геологи особо подчеркивают последствия этих влияний, подчас возлагая на них ответственность за эволюцию всего живого, за вымирание видов.

        Однако предположим, что внешние силы действуют равномерно, постоянно и не ведут к глобальным катастрофам. Останется ли биосфера в равновесии?

        По-видимому, стрела эволюции стремительно летит вперед даже тогда, когда действие сил неорганической материи уравновешено.

        Без внешнего катастрофического вмешательства живое существо станет работать как прекрасно отрегулированная машина, приспособленная к механизму геосфер и к имеющимся химическим условиям. Но механизм геосфер никогда не прекращает работы. И новые соединения поднимаются из глубины, меняя геохимическую обстановку в тех или иных уголках планеты. Живое вещество вынуждено меняться, приспосабливаться к этим переменам.

        Да и не только к этим. Самые незначительные геологические перемены порой могут вызвать серьезные последствия в биосфере. И чем совершеннее взаимность ее частей, тем глубже кризис. Например, сейчас скромная перестройка дна Атлантического или Тихого океанов в их северных окраинах может изменить направление нынешних океанских течений. Если Гольфстрим потечет не к Мурманску, а Берингов пролив исчезнет, начнется великая климатическая перестройка. И биосфера вынуждена будет эволюционировать, приспосабливаться.

        Жизнь – это постоянные изменения, это состояние «устойчивого неравновесия», что уже само по себе несет ростки будущего. Живое вещество – не только нежная, но чувствующая материя – со временем реагирует на самые тонкие изменения среды. Совершенствуясь и приспосабливаясь к окружающему, оно все больше попадает в зависимость от собственных внутренних ритмов. Все отчетливей пульс жизни, на который отзывается биосфера. И с каждым новым толчком этого пульса жизнь поднимается по эволюционным ступеням.

        В истории Земли бывали эпохи, когда, как и ныне, ледяные шапки покрывали полярные области. Обычно же планета обходилась без ледяных украшений.

        Геологи знают, что великим ледниковым эпохам предшествует накопление громадных месторождений каменного угля или горючих сланцев. Случайность? Не обусловлено ли наступление ледниковых эпох самой эволюцией биосферы?

        Температура у поверхности Земли зависит от концентрации углекислоты в воздухе, которая препятствует тепловому излучению в космос. Во времена бурного глобального расцвета водорослей (венд), наземной растительности (карбон) покрытых семенных растений (палеоген) динамическое равновесие в биосфере нарушалось: еще не успевали оформится организмы, способные начисто перерабатывать колоссальное количество отмирающей органики. Растительные остатки накапливались, а значит, с ними в осадочные горные породы уходил углерод, ранее витавшей в атмосфере. То есть работал механизм, убирающий углерод из атмосферы. Теплоотдача планеты в космос резко увеличивалась, что порождало оледенения.

        Для живого вещества такие глобальные катастрофы (вызванные самим живым веществом) имели самые важные последствия. Например, после вендского оледенения в огромном количестве появились беспозвоночные, после пермокарбонового – рептилии, а в конце последнего обледенения сформировалось человечество.

Усложнение мозга

        Цефализация – это эволюционное развитие, усложнение головного мозга. Благодаря ей создано самое сложное, а потому самое невероятное существо – человек разумный. Если заглянуть в палеонтологическую летопись, мы увидим, что ее первые две трети заполнены простейшими созданиями (которые, конечно, очень не просты!). Отпечатки новых многоклеточных существ – водорослей, медуз и т.п. – стали попадаться лишь в слоях докембрия. О цефализации тогда еще не было и речи – клетки мало отличались одна от другой. Нервных клеток вовсе не было. Обычные клетки, обремененные множеством забот (питание, выделение, размножение…), не очень-то расторопны. У губок, например, передача раздражения от клетки к клетке идет со скоростью 0,2 см/сек.

        На первой ступени цефализации (более полумиллиарда лет назад) появились специализированные нервные клетки. Они понадобились для более тесного и упорядоченного взаимодействие клеток между собой и с внешней средой.

        Вторую страницу цефализации открыла постройка сети нервных клеток. Увы, простая нервная сеть из небольших, более или менее беспорядочно разбросанных нервных клеток – нейронов, из-за задержек на контактах передает возбуждение лишь со скоростью 4 – 15 см/сек (кишечнополостные). Эволюция нашла выход из тупика: возникли скопление нервных волокон – ганглии - своеобразные регуляторы раздражений, идущих по нервным путям. с помощью ганглиев скорость нервного импульса удалось довести до 40 см/сек (пиявка), 120см/сек (ракообразные) и даже до 2,5 метров секунду (сколопендра).

        Третья ступень цефализации – это появление головных моллюсков (цефалопод). Из всех живых существ оно первыми обзавелись головным мозгом (размещен вокруг рта). И внутри мозга тоже шла специализация – его участки заведовали разными органами: щупалцами, глазом, чернильными железами… Такое разделение труда позволило точнее реагировать на раздражения, координировать действия органов тела из единого центра. У головоногих моллюсков солидную скорость прохождения нервных импульсов обеспечивала невероятная толщина нервных волокон, достигших 1мм в диаметре (рекордная величина!).Скорость распространения возбуждения превысила 25 м/сек. Однако совершенство обернулось недостатком: толстые нервные волокна занимают много места испытывают сильные воздействия окружающих тканей.

        Еще один тупик цефализации: рептилии, расплодившиеся на Земле около ста миллионов лет назад. Эти создания имели скелет, более или менее похожий на человеческий. Позвоночник – ось тела – содержал спинной мозг, а в черепе появилась полость для головного мозга. Некоторые хищные рептилии, как бы подражая еще неродившимся людям, бегали на двух ногах, у них было нечто вроде рук. Но вот беда: скорость нервного возбуждения у них, холоднокровных, зависит от температуры окружающей среды. Для сравнения: у лягушки при 1 – 2 град. она составляет (седалищный нерв) 5 – 8 м/ сек, при 10 град. – 14 м/сек, при 20 град. – 25 м/сек, при 30 град. – 60 м /сек. Подобное непостоянство – серьезный дефект.

        Кроме того, рептилии в своей жизни полагались в основном на мозг, расположенный возле поясницы. Головной же мозг гигантских ящеров был по весу, как у котенка. А спиной мозг, вероятно, справлялся лишь с управлением громоздким телом. И - никаких размышлений.

        Самую высокую ступень цефализации преодолели теплокровные млекопитающие. У них нервная система всегда работает при благоприятных температурах. Нервные клетки обрели миелиновую оболочку, что ускорило прохождение импульсов и уменьшило помехи при крошечном диаметре нервного волокна. Есть и другие, более сложные и не вполне еще исследованные усовершенствования. В ряду млекопитающих ( от древних и примитивных к современным) заметно растет абсолютный и относительный объем головного мозга и количество нейронов, и площадь всех отделов мозга. Особенно быстро росла поверхность так называемой коры.

        Известный биолог А.Н.Северцов выделял два типа эволюции. Благодаря одному возникает неописуемое разнообразие живых существ, которые распространяются по миру на каком-то достигнутом ими уровне совершенства. Но есть еще и другая, прогрессивная эволюция – ароморфоз, способствующая «общему подъему энергии жизнедеятельности животных» и подталкивающая развитие нервной системы. В первым случае реализуются лишь случайные изменения генетического года и естественный отбор оставляет на поле жизни самых приспособленных. Во втором случае дело сложнее. Вот слова Дарвина: «Естественный отбор, или переживание наиболее приспособленного, не предполагает необходимого прогрессивного развития». Однако мы видим вздымающуюся линию прогресса, цефализацию, а ничего противоположного, такой же линии регресса нет. Живая природа явно предпочитает прогресс!

Ступени цефализации. Вверху: изменение соотношения объемов головного и спинного мозга за последние 100 млн.лет:
1 - черепахи;
2 - копытные;
3 - кошачьи;
4 - высшие обезьяны.
Внизу: рост числа нейронов головного мозга за последние 600 млн.лет:
1 - кишечнополостные;
2 - черви;
3 - рыбы;
4 - амфибии;
5 - рептилии;
6 - млекопитающие (копытные, кошачьи и др.);
7 - высшие обезьяны;
8 - человек 

        Усложнение организмов едва ли не самое постоянное свойство эволюции. Это верно и для мира растений. По свидетельству ботаника В. Циммермана, у простейших слоевцов растений число типов клеток всего 2 – 3, у псилофитов их уже 18 – 20, у папоротникообразных 46 – 52, у высших покрытосеменных растений 74 – 76.

        И еще одно примечательное явление – ускорение цефализации. Предположим, оно вызвано случайными мутациями. Тогда, чем больше особей, чем быстрее смена поколений, тем вроде бы выше должна быть вероятность появления полезной, усложняющей мутации. Быстрее всего сменяются поколения у бактерий: одна бактерия способна за неделю размножиться в таком количестве, что покрыла бы всю земную поверхность. Треска мечет несколько миллионов икринок. А лягушка дает до 10 тысяч яиц в год.

        Какое тут может быть сравнение с млекопитающими, и в частности с человеком? Число детей у него невелико. Еще надо учесть длительное утробное развитие ребенка, долгое детство и сравнительно большую продолжительность жизни. Все это ведет к тому, что человек дает очень мало материала для естественного отбора. А между тем усложнение человеческого мозга шло с необычайной быстротой, несравнимой с цефализацией у рыб или рептилий.

        Человек тысячелетиями практикует искусственный отбор домашних животных. Успехи фантастические. Достаточно сравнить гиганта сенбернара с комнатной собачкой, умещающейся в кармане ( возможно, кому-то приятнее сравнивать яблоки-дички с белым наливом), И успехи ничтожные: люди испокон веков опекали самых смышленых собак, и все же их интеллектуальный уровень не выше, чем у волков, гиен шакалов. Собак, в общем, обучали постоянно, а бурного роста собачей интеллектуальности что- то не видно. Собаки эволюционировали без усложнение своих организмов. Они менялись в одной плоскости, на одном уровне сложности, не имея сил превысить его.

        Теория естественного отбора вовсе не исключает закономерности эволюции. Ведь случайные отклонения от нормы отбираются не «слепо», а по критериям, в частности по степени приспособленности организма к внешней среде. В таком случае закономерные изменения среды должны направлять эволюцию живых существ. Другими словами, если механизм естественного отбора не остается постоянным, а прогрессирует, будут развиваться и организмы.

        И все-таки можно усомниться в великих творческих силах естественного отбора. Разнообразия форм жизни и удивительная выдержанность общего направления эволюции говорят не только о случайности, но и о каких-то силах, устремляющих древо жизни вверх. И не следует ли в поисках причин направленности эволюции снова обратиться к самоусложнению биосферы?

        Имеется некий пищевой пласт (химические соединения). И пласт живых существ, на нем паразитирующих. И солнечное излучение – поток энергии, пронизывающий оба пласта. Организмы размножаются, перерабатывая пищевой пласт. Пока еды много, живая пленка будет разрастаться. С выеданием пищевого пласта рост биомассы замедляется. Естественный отбор начинает отсеивать менее приспособленные формы. Обостряется конкуренция. Победители, оставшиеся в живых, достигают наивысшей приспособленности к этим условиям.

        Мало-помалу из остатков погибших организмов и продуктов их жизнедеятельности формируется новый – третий пищевой пласт. Иными словами, созревает обстановка для появления мутации, позволяющей мутанту питаться этим третьим пластом. Из прежнего материала создается организм с новыми свойствами. То есть появляется четвертый пласт. Новая волна жизни. Она, как и предыдущая, охватывает пустующий плацдарм и наращивает новый пласт (потенциальную пищу для следующих форм жизни). И так далее…

        Однако почему следует полагать, что вместе с усложнением биосферы будет расти и сложность видов? И чем дальше, тем быстрее?

        Среда все время усложняется. И происходит естественный отбор живых существ и экосистем. Преимущество получают те, которые наиболее полно используют биологическую среду, приобретая возможность предугадать ее изменения (на это, кстати, способны даже растения, предугадывающие сезоны года).

        Мутагены и антимутагены биосферы служат как бы посредниками между организмом и планетой. Они, вероятно, избирательно действуют на растения и животных разных видов ( точнее, более древние виды должны приобрести к ним иммунитет). Возможно, эти вещества отличаются своеобразной структурой или набором микроэлементов…

        Но скорее всего, ход эволюции, активная цефализация регулируется многими     факторами усложняющейся среды. Все они могут вызвать перемены на молекулярном уровне.

Эволюция техники

        Биохимическая эволюция, увенчавшая людей сложным мозгом, во всем остальной оказалось скупой. По своим физическим возможностям человек ничем не отличается от особей других видов или тем более от геохимических агентов неживой природы. Об этом еще сто лет назад высказался знаменитый геолог Чарльз Лайель: «Если бы все живущие на Земле народы попытались выломать лаву, вытекающую в течение одного извержения из исландских вулканов в 1783 и в течение двух следующих лет, и попробовали бы перенести ее в глубочайшие пучины океана, то они проработали бы несколько тысячелетий и не выполнили бы этой задачи … Так ничтожны совокупные силы всего человечества в сравнении с обычными отправлениями водяных или огневых деятелей в естественном мире».

Орудия труда и домашние животные позволили людям в несколько раз повысить свои энергетические возможности: употребление каменного орудия увеличивает рабочую силу человека примерно вдвое, употребление рычага – впятеро, а лошадь – в десять раз.

        По своей биомассе (около 2^108 т) человечество сопоставимо с крупными скоплениями саранчи. Однако своей технической деятельностью (техногенезом) человечество ежедневно перемещает около 1012 т вещества – в тысячи раз больше собственной биомассы. Такова главная особенность людей как геологического агента: благодаря разуму человек с помощью техники вовлекает в движение массы планетарного вещества более значительные, чем перемещают другие эрозионные силы. Техника преодолевает природные ограничения для всего живого: вторгается в раскаленные глубины планеты и в холодное космическое пространство, на поверхности Земли дает температуры клокочущих звезд и давления, господствующие в центрах планет. Максимальная скорость биологической эволюции не может идти не в коем сравнение со стремительной эволюции техники, которую подталкивает наш мозг.

        Вот как человек вовлекал химические элементы в техногенную миграцию: древние века – 18 элементов, от античности до века - 25 элементов, в век – 28, в веке – 47, к 1939 году – 66.

        В наши годы так или иначе в ходу все химические элементы, включая трансурановые, в их числе и такие, которые не встречаются на Земле в естественных условия.

        Живое вещество – биос «испытывает пристрастие» к углероду, водороду, кислороду, фосфору, кремнию, кальцию. Этих элементов немного, их называют биофильными. На них и приходилась львиная доля веществ, участвующих в биологических круговоротах.

        По такому же принципу геохимик А.И. Перельман предложил выделять и технофильные химические элементы. Формально вполне приемлемая идея. Фактически – спорная, потому что для техники не может быть принципиального запрета на вовлечение в круговорот тех или иных химических элементов. В этом смысле техника всеядна и все элементы технофильны.

        Итак, техника отвоевала себе особую область, в пределах которой идет активная, отчасти целенаправленная перестройка (эволюция) природы.

        Люди благодаря техники приобрели частичное бессмертие, оставляя потомкам свой голос, изображение, свои чувства и мысли. Есть основания обсуждать и проблему «биотехнического» бессмертия людей. Человеческий мозг с его ограничениями в приеме, обработке и хранении информации уже начал преодолевать собственные недостатки с помощью атомов.

        Может показаться, что техника позволяет безгранично осваивать энергетические и информационные богатства среды. Техническую систему легко перенести на любое энергоснабжение, а электронно-счетная машина способна переварить любую информацию. Людям же необходимы плоды и соль, цветы и деревья, звездное небо и дальний горизонт.

        Нынешняя техносфера не всегда это учитывает. Человек долго требовал от науки техники удовлетворение своих потребностей, не считаясь с той ценой, которую за это придется платить. Научившись передвигаться в автомобиле, человек вынужден дышать недоброкачественным воздухом. Ради газет или бумажных упаковок жертвует лесом, добывая электроэнергию, забывает вкус рыбы. Перечень претензий цивилизации нетрудно расширить.

 

Ступени техногенеза. Мощности единичных объектов (л.с.):
1 - человек;
2 - рабочий скот;
3 - водяное колесо;
4 - гидротурбина;
5 - ракета

 

        Экспоненциальный рост составляющих техногенеза (выработка энергии, добыча руд, число научных публикаций…) не может продолжаться бесконечно, как и, скажем, экспоненциальный рост населения Земли. Но, конечно же, для нас совсем не безразлично, каков будет исход: реорганизация или гибель. До сих пор человечество сравнительно легко преодолевало трудности роста, трудности, вызванные научно-техническими революциями. Однако это были частные точки перегиба на обобщающей экспоненте эволюции техногенеза.

        Разум, открывший для технической эволюции беспредельность, способен регулировать ее.

        Сознательная регуляция техногенеза может решительно изменить ход его эволюции. Вероятно, такая регуляция будет способствовать эволюции в других направлениях: созданию совершенных (цефализованных?) пород живых существ, технических систем.

        Полвека назад В.И.Вернадский сформулировал принципы биохимической работы живого вещества. Эти принципы применимы и к геохимической деятельности человечества.

        Перефразируя Вернадского (заменив слово биогенез на техногенез), можно сказать: техногенная миграция химических соединений стремится к максимальному своему стремлению. В техногенез вовлекаются все известные или синтезируемые вещества. И еще: эволюция техники, ведущая к созданию систем, устойчивых в техносфере, идет в направление техногенной миграции атомов.

        Сходство биогенеза и техногенеза как будто указывает на единство этих двух процессов…

        Знаний главных направлений технического прогресса позволяет регулировать техногенез даже вопреки самим техногеохимическим принципам. Например, уже сейчас практикуется изъятие из техногенеза некоторых химических соединений, вредных для живого.

        Но пока техногенез остается стихийным планетарным процессом, наращивающим свою мощь. Все мы вовлечены в него и отчасти управляем им. Однако в значительно большей степени он еще неподвластен.

        А как, собственно, следовало бы управлять техногенезом? Пожалуй, самым точным был бы ответ: мы этого еще не знаем. Вернее, знаем, как управлять, но не всегда может определить, что из этого получится в конце концов. Человеку казалось, что он делает полезные вещи и тогда, когда он уничтожал орлов или волков, и когда завез кроликов в Австралию, и когда распахивал поля вдоль склонов. Какая гарантия, что нынешняя уверенность в знаниях не обернется новыми, более печальными последствиями?

        Некоторые гарантии имеются. Прежде многие делали ( отчасти продолжают делать), не обращая внимания на научные рекомендации. Да подчас и не было таких рекомендаций. Случалось и так, что специалисты давали тот ответ, которого от них ждали. Бывало всякое, и меньше всего в былых ошибках виновата наука. И бесценный дар эволюции – разум – человек еще почти не использовал для разумной организации окружающей среды.

        А теперь представим, что нам удалось познать все до единой закономерности эволюционного процесса и изложить из в виде алгоритма, в виде программы для самообучающихся машин. Тогда машины начнут разрабатывать все более и более сложные информационные системы. С одной стороны, по такой схеме может идти беспредельное самоусложнение автоматов. С другой – информационные системы могут остаться неовеществленными, в виде интеллектронных схем и программ.

        Сфотографированы вспышки сверхновых звезд, гигантские истечения энергии из галактических ядер. Быть может, это следы разумных действий иных цивилизаций? А если это не так, если звезды не зажигают по какой-то необходимости, то не видим ли мы расчленение первичного вакуум-вещества, единого (или двуединого) поля на вещество и антивещество и вакуум? не порождает ли этот процесс ту первооснову эволюции вселенной, на фоне которой все ярче проявляются изменения, направленные на развитие разума, начинающего регулировать саму эволюцию?

        Человек вскоре сможет моделировать эволюционные превращения химического соединения, машины, цветка, животного. Следующим шагом будет реализация самых совершенных моделей. Если эволюция и дальше пойдет с ускорением, то в сравнительно недалеком будущем биотехногенный разум превзойти человеческий и начать регулировать эволюционные процессы в масштабах, недоступных нашему воображению. И может быть, в этом фантастическом мире резко ускорится цефализация многих видов животных и даже машин? И не ускорятся ли под влиянием этого многогранного разума геологическая и биологическая ветви эволюции?

        А в заключение, чтобы наши фантазии не выглядели пророчеством, давайте заглянем в будущее мудрыми и ироничными глазами поэта Николая Заболоцкого:

 

Там кони, химии друзья,
Хлебали щи из ста молекул,
Иные, в воздухе вися,
Смотрели, кто с небес приехал.
Корова в формулах и лентах
Пекла пирог из элементов,
И перед нею в банке рос
Большой химический овес…