Владимир Крупин - Так начиналось…

Популяция представляет своего рода систему, состоящую из отдельных особей, их семей, или стай, как у рыб и птиц.

Чтобы разрушить всю систему, достаточно вывести из строя некоторые ее звенья. Зная численность популяции, энтомолог говорит: куколки моли следует облучить. Гамма-лучи не убьют, а только простерилизуют вредителя. Наступает брачная пора у насекомых. После свадебного танца бабочки откладывают яйца. Но потомства у них не будет, потому что отцы стерильны. Нет потомства — численность популяции в несколько раз сокращается. Она или погибает совсем, или влачит жалкое существование, подтачиваемая болезнями и врагами.

Есть еще два уровня изучения жизни: третий — организменный и четвертый — молекулярный.

Организм (рыба, животное, растение) рассматривается как нечто целостное, зависящее в своем развитии, с одной стороны, от популяции, с другой — от генов, полученных по наследству.

На молекулярном уровне изучаются внутриклеточные системы, управляющие жизнью.

Если мы приглядимся ко всем уровням, то заметим одну общую закономерность. И биосфера, и БГЦ, и популяция, и единичный организм, и клетка представляют собой в отдельности динамические системы.

Очевидно, и законы, по которым живут и управляются все эти системы, имеют между собой много общего.

Ученый, который увидел и сформулировал наши представления о жизни как о сложной кибернетической системе, никогда не был математиком. Академик И. И. Шмальгаузен подошел к кибернетике от морфологии и сравнительной анатомии животных, от изучения численности рыб в стаях и других сообществах. Его статья «Эволюция в свете кибернетики» есть итог его жизни. Она опубликована в 13-м выпуске «Проблем кибернетики». Разбирая архив покойного, математики обнаружили статью и опубликовали, вытащив тем самым ее на свет божий. Стоит прочитать эту монографию — там всего четыре странички. Никаких формул и почти нет сложных иностранных терминов, которыми, по обычаю, пользуются генетики и эволюционисты. Смысл этой работы вполне доступен даже школьнику. Прочтите ее, и вы поймете, какой огромной синтетической силой обладал мозг этого болезненного и слабого человека!

Вавиловская эволюция культурных растений, сукачевская биогеоценология, четвериковская генетика популяций здесь сведены воедино. Все четыре уровня жизни, четыре уровня эволюции, четыре сложнейшие кибернетические системы развернуты в еще более сложную, единую гармоническую систему. Клетка — особь — популяция — биогеоценоз.

Учесть все взаимоотношения, все каналы связи в этой системе, просчитать, сколько вещества, в каком направлении, с какой скоростью движутся по этим каналам из популяции в БГЦ и обратно, без помощи математики практически невозможно. Биогеоценология неизбежно обращается к формулам, уравнениям, математическим моделям.

Моделирование природы становится так же необходимо, как моделирование химических процессов на заводах. Вот почему на одно из последних совещаний по БГЦ академик Сукачев пригласил известного математика А. А. Ляпунова. Тот сделал основной доклад. Математический анализ, которому он подверг отношения в биогеоценозе, показал, что науке еще очень многое неясно. Созданная кибернетиками так называемая идеальная модель БГЦ далека от действительной жизни.

Прежде чем создать реалистичную модель математического процесса, надо детально изучить сам процесс. А деталей сотни. В биогеоценозе действуют десятки компонентов и, значит, десятки каналов связи между ними. Изменения в системе происходят непрерывно. Следовательно, нужно учитывать еще сотни меняющихся плюсов и минусов. И наконец, в формуле БГЦ немало неизвестных иксов и игреков, значение которых не установлено даже приблизительно.

Возьмем, к примеру, микробоценоз. В начальной схеме Сукачева ему вообще не было места. Теперь он выделен в особую единицу. Непроходимые «заросли» бактерий, составляющих микрофлору почвы, — это пока еще настоящие джунгли для исследователя. Мы знаем, что существование БГЦ, лишенного микроорганизмов, в природе невозможно. Но мы не знаем еще даже анкетных данных еще тысяч представителей микрофлоры.

Всего пять лет назад электронный микроскоп обнаружил новый мир обитающих в почве организмов.

Каково значение этого икса в формуле БГЦ? Кроме того, что этот мир существует, ученые пока больше ничего о нем сказать не могут.

Но это не обескураживает молодую науку. Главные, видимые закономерности ею уяснены.

Биогеоценология как наука только еще начинает свое шествие. Вместе со своей прародительницей — биогеохимией — она открывает сегодня пути познания взаимоотношений между живой и косной материей.

Прямо или косвенно биогеоценология тесно связана с хозяйственной деятельностью человека. Сообщество людей на земле зависит от биологических сообществ, от процессов, в них происходящих. И чем лучше человек будет знать суть происходящего в БГЦ, тем скорее он найдет и верные пути для перестройки биосферы и более рационального использования ресурсов природы.

Сегодня биогеоценология «возвращает долги».

Своим происхождением, как мы видели, она обязана лесной науке. Но данные и энтомологии, и зоологии, и почвоведения, и микробиологии — словом, целого комплекса наук — вливались в ее организм. Эта всеядность БГЦ поначалу смущала биологов, выбравших более узкие тропы для поисков. Однако узкая тропа иной раз заводит в такие дебри фактов, из которых не выберешься без компаса более общей теории. И тогда естествоиспытатель приглядывается к соседям, «примеряет» их идеи к своей практике. Примерка биогеоценологии оказалась плодотворной для многих родственных ей наук. Выйдя из леса, она вторглась в океаны, проникла в микромир и поднялась в космос. Ее идеи и факты, ею накопленные, питают другие науки, раскинувшиеся от почвоведения до космической биологии.

Жизнь, освещенная лучом математики, по-иному видится естествоиспытателю. Несмотря на всю сложность и громоздкость формулы БГЦ (а она отражает всю сложность жизни), биогеоценология уже на первых этапах соприкосновения с кибернетикой упрощает конкретные задачи исследователя.

Возьмем известную проблему — Каспий. Существует немало технически сложных и экономически накладных проектов сохранения уровня моря; здесь и строительство грандиозных плотин поперек и поворот северных рек на юг. Биогеоценология предлагает взглянуть на проблему попроще. Каспий питают реки бассейна Волги, Урала, Терека, Куры. Реки собирают воду с холмов и возвышенностей, некогда славившихся лесами. Исчез лес — и водосборы оскудели. Посадить пятнадцать миллионов гектаров леса на оголенных склонах — труд немалый. Но в конечном счете реализация этого проекта может оказаться обществу и выгоднее и нужнее. Ведь заодно будет решена проблема борьбы с эрозией и засухой в Европейской России.