Михаил Камшилов - Эволюция биосферы

Можно сделать и обратный вывод: если способность к поглощению информации представляет собой средство повышения саморегуляции, организмы, поглощающие большую информацию, должны обладать определенными преимуществами. Значит, естественный отбор будет способствовать накоплению информации, т. е. усложнению организации, что фактически и имеет место.

Проблема направленности эволюционного процесса давно привлекала внимание исследователей. Представление об эволюции биосферы позволяет подойти к ней с новой точки зрения.

Будучи одним из аспектов развития материи, эволюция биосферы не может не подчиняться некоторым фундаментальным закономерностям, свойственным всей материи и в первую очередь закону неравномерности развития. Во Вселенной это проявляется в многообразии галактик, звезд, планетных систем, планет, в закономерностях синтеза химических элементов, в биосфере — в многообразии живых существ; наряду с высшими формами жизни существуют, как необходимый элемент биосферы, простейшие одноклеточные организмы.

Ретроспективно можно выделить отдельные линии развития, скажем, линию от амебы до слона. При таком подходе начинает казаться, что в исходной амебе уже содержались все признаки слона, а вся эволюция представляется как все большее выражение слоновости. То же самое, однако, можно сказать про филогенезы кита, мыши, ныне живущей амебы, которая также произошла от исходного амебообразного простейшего. Иначе говоря, направленность развития нельзя сводить к направлению развития отдельных филогенезов. Она обнаруживается в веере форм различного уровня сложности. Повышение неравномерности развития живого — таково основное направление эволюции биосферы.

Эволюция материи характеризуется возникновением все новых сгустков организации. То же имеет место и в биосфере. Многообразие форм жизни, относительная устойчивость биосферы как среды жизни отдельных видов создают предпосылки для морфофизиологического прогресса. Важный элемент последнего — совершенствование реакций поведения, связанных с прогрессивным развитием нервной системы. В. И. Вернадский придавал этому показателю большое значение, назвав его по имени автора, обратившего на него особое внимание, принципом цефализации [116] Цефализация — концентрация нервной системы в переднем отделе тела, приводящая к образованию головы (цефалюм) с головным мозгом. Д. Дана (1851). На повышение роли нервной системы по мере перехода от относительно простых организмов к более сложным несколько раньше указывали Ж. Кювье (1812), К. М. Бэр (1819). В нашем столетии в этом же направлении высказывались А. Бергсон (1914), Е. И. Лукин (1964) и П. Тейяр де Шарден (1965). Последний автор рассматривал цефализацию как доказательство божественной сущности жизни.

Последовательно материалистически к проблеме цефализации подошел М. С. Гиляров (1976). Так как возможности приспособления организмов к условиям жизни не безграничны, даже крупные таксоны, давно разошедшиеся в ходе эволюции, приспосабливаются к среде в принципе сходным образом. Необходимость концентрации нервной системы на переднем конце тела обусловлена активным образом жизни. Поэтому у форм, хотя и принадлежащих к различным таксонам, но ведущих сходный активный образ жизни (насекомые, головоногие моллюски, позвоночные животные), будет прогрессивно совершенствоваться нервная система, что неизбежно сопровождается цефализацией. Таким образом, в основе цефализации лежит не некая внутренняя тенденция развития, тем более не способ выражения божественной сущности живого, а вполне материальные факторы — взаимные отношения организмов в биосфере.

Эти же материальные факторы обусловливают другой важный аспект направления эволюции биосферы — повышение ее стабильности. В самом деле, сохранялись лишь те виды организмов и их комплексы, которые в ходе борьбы за существование смогли оставлять потомство вопреки внутренним перестройкам биосферы и изменчивости космических и геологических факторов.

Многообразие форм жизни, тесная зависимость видов организмов друг от друга и от абиотических факторов обусловили превращение биосферы в саморегулирующуюся систему, все в большей степени определяющую направление эволюционных преобразований отдельных видов. И, вместе с тем, по-видимому, все в большей мере ограничивающую их эволюционные возможности.

К саморегуляции способна не только биосфера, но и ее живые компоненты, биоценозы, виды, особи. В последнем случае она обнаруживается в целесообразном реагировании на внешние факторы.

Способность к целесообразным реакциям, таким образом, не некое изначальное свойство живого, а неизбежный продукт деятельности вполне материальных факторов — в первую очередь борьбы за существование и естественного отбора.

Эволюция биосферы происходит в результате взаимодействия внутрибиосферных процессов во внешней среде, включающих космические и геологические факторы.

В течение последних трех миллиардов лет солнечная система сделала не один оборот вокруг центра Галактики, проходя через различные ее области. Жизнь, между тем, продолжала развиваться. Значит, ни один из сезонов галактического года не препятствует ее развитию. Нет оснований и в будущем ожидать каких-либо серьезных осложнений в функционировании биосферы при смене галактических сезонов.

Интенсивность солнечного излучения по данным современной астрономии, по-видимому, сохранится на уровне, близком к современному, не один миллиард лет. Многолетние флуктуации солнечной активности также, очевидно, не достигают критических величин.

Приливное трение будет замедлять скорость вращения Земли вокруг оси, что приведёт к увеличению продолжительности суток. Однако это процесс медленный и биосфера вполне сможет к нему приспособиться.

Продолжающийся дрейф материков изменит конфигурацию земной поверхности. Подобный процесс происходил и в прошлом; вряд ли в будущем он приведет к коренным нарушениям в биосфере, хотя, конечно, в какой-то мере отразится на внутрибиосферных процессах.

В связи со стабилизацией земной коры будет затухать вулканизм, что в соответствии с представлениями С. Аррениуса, высказанными еще в начале нашего века, должно сопровождаться прекращением жизни. На зависимость концентрации атмосферной углекислоты от интенсивности вулканической деятельности указывают в уже цитированных работах М. Руттен (1973), М. И. Будыко (1977). Те же авторы приводят данные, свидетельствующие о прогрессирующем снижении концентрации двуокиси углерода в атмосфере в результате фотосинтеза, начиная с мелового периода. Процесс особенно усилился в кайнозое (см. рис. 19). Уменьшение содержания углекислоты в атмосфере сопровождается понижением температуры поверхности Земли. Согласно гипотезе Л. Беркнера и Л. Маршалла (1966) и М. И. Будыко (1977), это было главной причиной наступления ледниковых периодов в прошлом.