Биография Г

Биография Г. А. Завразина Прежде чем перейти к рассмотрению концепции Завразина познакомимся с его биографией.

Георгий Александрович Заварзин родился 28 января 1933 г. в Ленинграде. Окончил биолого-почвенный факультет МГУ (1955). Научный сотрудник (1955-1960), зав. отделом микробных сообществ (1960-1990) Института микробиологии АН СССР. Зам. председателя Госкомприроды СССР (1990-1991). Заместитель министра Минприроды СССР (1991). Зав. лабораторией и отделом микробных сообществ Института микробиологии РАН (1991-н.вр.). Специалист в области функционального разнообразия бактерий и их геохимической роли. Член-корреспондент - Отделение биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений, специализация "физиология микроорганизмов" с 1976 г академик РАН - Отделение биологических наук с 1997г. Г.А. Заварзиным сформулированы основные концепции природоведческой микробиологии, имеющие большое теоретическое и мировоззренческое значение.

В работах, проведенных под его руководством, впервые охарактеризованы многие физиологические группы бактерий; описаны новые микробиологические процессы, связанные с циклами газов: водорода, метана, окиси углерода, окислением и восстановлением железа, марганца и др. Им подробно исследованы структура и закономерности функционирования реликтовых экосистем, состоящих преимущественно или исключительно из прокариот: сообществ гидротерм, гиперсоленых, щелочных водоемов, психрофильных сообществ.

Изучение трофической организации микробных сообществ имеет приоритетный характер и является новым направлением в науке.

Он исследовал роль микроорганизмов в формировании состава атмосферы, круговоротах основных химических элементов и других глобальных процессах, а также в истории биосферы. Разработал системные подходы к анализу физических и химических условий связи микроорганизмов между собой и средой обитания. Особое значение имеют результаты изучения циано-бактериальных сообществ. Суть его подхода к исследованиям заключается в анализе путей метаболизма сообщества. Работы с функциональным разнообразием бактерий позволили ему осветить роль этих организмов в формировании состава атмосферы как наиболее общей планетарной функции микроорганизмов, реконструировать вероятное состояние биосферы докембрия.

По его инициативе начались исследования водородных бактерий в качестве источника белка. В последние годы описал физиологическую группу бактерий, окисляющих окись углерода. Г.А. Заварзин - основатель новой научной школы микробиологов. Подготовил более 20 кандидатов и докторов наук. Опубликовал более 280 научных работ, в том числе 7 монографий.

Член редколлегий журналов "Доклады Академии наук", "Журнал общей биологии" (1977-н.вр.), "Природа" (1982-н.вр.), международного журнала "Экологическая химия", "Current Miсrobiologу". Председатель Комитета системных исследований РАН (1996-2003). Координатор подпрограммы II Программы № 25 Президиума РАН "Происхождение и эволюция биосферы". Руководитель биосферного направления 3 Государственной программы "Глобальные изменения природной среды и климата". Вице-председатель Межправительственной комиссии по подготовке Конвенции по биоразнообразию.

Член руководящего совета Международной геосферно-биосферной программы (IGBP, 1999). Член юридической комиссии Союза микробиологических обществ (ISMS). Вице-президент СКОПЕ. Г.А. Заварзин удостоен звания "Заслуженный профессор Московского университета" (1999). В его честь ученые Германии и США назвали новые микроорганизмы. Награжден орденом Трудового Красного Знамени (1983). Лауреат премии им. С.Н.Виноградского (АН СССР, 1973). II. Ноосфера.

Прежде чем говорить о предмете ка¬кологии - какосфере, нужно вспом¬нить, что такое ноосфера. Вопреки распространенному мнению, этот термин придумал вовсе не русский геолог и философ В.И.Вернадский, а французский философ и математик Эдуард Леруа. И сделал он это в 1927 году для обозначения современ¬ной стадии, переживаемой биосфе¬рой. Но толчком к появлению терми¬на «ноосфера» И В самом деле по¬служили лекции, которые Вернадский читал Сорбонне в 1921-1922 гoдах.

Последующие десятилетия были за¬полнены множеством событий, кото¬рые, несомненно, способствовали прояснению идеи, и вот как академик Вернадский формулировал мысль о ноосфере во время Великой Отече¬ственной войны: «В ХХ веке, впервые в истории Земли, человек узнал и ох¬ватил всю биосферу, закончил географическую карту планеты Земля и рас¬селился по всей ее поверхности. Че¬ловечество своей жизнью стало еди¬ным целым. Нет ни одного клочка Земли, где бы человек не мог про¬жить, если бы это было ему нужно. Наше пребывание в 1937-1938 гг. на плавучих льдах Северного полюса это ярко доказало.

Благодаря мощной технике и успехам научного мышле¬ния, благодаря радио и телевидению, человек может мгновенно говорить в любой точке нашей планеты с кем угодно. Перелеты и перевозки дос¬тигли скорости нескольких сот кило¬метров в час, и на этом они еще не остановились Исторический про¬цесс на наших глазах коренным об¬разом меняется. Впервые в истории человечества интересы народных масс - всех и каждого - и свобод¬ной мысли личности определяют жизнь человечества, являются мери¬лом его представлений о справедли¬вости.

Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической си¬лой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о пере¬стройке биосферы в интересах сво¬бодно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не заме¬чая этого, приближаемся, и есть «ноосфера». Теперь, когда минуло еще две чет¬верти века (два поколения людей по¬явились на свет!), настало время по¬смотреть, как распорядился человек своим могуществом.

Уж очень много накопилось фактов, свидетельствую¬щих о серьезных неполадках в био¬сфере. Тут и вымирание флоры и фа¬уны, и грозное глобальное потепле¬ние, и проблемы в социуме, и ожи¬даемое уже в этом веке оскудение ре¬сурсов. Некоторые ученые поторопи¬лись высказать мысль о том, что тер¬мин был введен ошибочно и человек никогда не сможет так перестроить биосферу, чтобы всему «свободно мыслящему человечеству как едино¬му целому» было хорошо.

Другие же пытаются объяснить, почему могущество человека, которое позволяет ему влиять на всю планету в целом, не пошло на пользу другим обитателям этой планеты. 4 Одну из гипотез пред¬ложил ведущий микробиолог, академик Г.А.Заварзин: по его мне¬нию, y ноосферы есть антипод - ка¬косфера, форми¬рование которой как раз и стало от¬личительной особенностью ХХ века. III. Жизнь в какосфере Закономерности развития какосферы состав¬ляют отдельную область знания - какологию, связанную с санитарно-эпидемиологическим под¬ходом, если брать человеческую составляющую, и с защитой природы от человека, если учиты¬вать, что природа предоставляет "экологические услуги", которыми обозначили жизнеобеспечи¬вающие функции биосферы.

Лишившись "эколо¬гических услуг" биосферы, человечество вынуж¬дено будет жить как бы в громадной подводной лодке с автономной системой жизнеобеспечения ¬техническом воплощении ноосферы в миниатюре.

Есть определенные способы противостояния расширению какосферы, заключающиеся, преж¬де всего, в формировании геохимических барье¬ров между биосферой и антропосферой. На этих барьерах происходят процессы самоочищения ¬либо самопроизвольные, либо стимулированные созданием человеком разного рода очистных со¬оружений. В них главным действующим агентом выступает микробное сообщество, разлагающее продукты деятельности человеческого общества в простые вещества, которые могут вписаться в круговорот веществ в биосфере.

Очистные со¬оружения могут служить моделью микробных процессов самоочищения в контролируемых ус¬ловиях, но очень искаженных по сравнению с природными. Какосфера зависит от притока извне вещества и энергии. Предоставленная сама себе, она склон¬на к самоотравлению и потому не представляет собой автономной экосистемы, способной к дли¬тельному самостоятельному существованию. Ее развитие носит экспансионистский характер, не¬избежно связанный с ограничением числа вовле¬ченных в нее видов.

Наиболее наглядный пример какосферы - ур¬банизированная популяция человека, растущая в основном за счет миграции извне, а не за счет са¬моразмножения. Воспроизведение в урбанизиро¬ванной популяции снижается преимущественно по социальным и психологическими причинам. Планирование семьи по мере улучшения здраво¬охранения выводит урбанизированную популя¬цию из процесса естественного отбора благодаря выживанию почти всех родившихся.

К тому же усиливается демографическая нагрузка из-за уве¬личения продолжительности жизни. Тенденция вымирания в западной цивилизации связана с про¬тивоестественным провозглашением равенства полов и нарушением "железного закона" Ласса¬ля, по которому заработок работника должен быть втрое выше индивидуального прожиточно¬го минимума для поддержания семейной ячейки в период выращивания детей. Поскольку зарабо¬ток одного работника оказывается недостаточ¬ным, женщины репродуктивного возраста вовле¬каются в социальную сферу, и десятилетие, необ¬ходимое для воспроизводства, теряется на карьеру, понимаемую как качество жизни.

Рож¬дение ребенка становится опытом, который не следует повторять. Таким образом, расширяющаяся какосфера играет роль регулятора численности человечества по мере усложнения отношений в со¬циальной сфере и увеличения числа потребителей относительно числа производителей. Развитые страны достигли наивысшей степени экспансии ка¬косферы, а развивающиеся - стремятся к ней. 5 Захватывая биосферу, какосфера трансфор¬мирует географический покров планеты.

Нагляд¬нее всего о степени трансформации можно судить по плотности дорожной сети. В ячейках сети про¬исходит превращение биоценозов в агроценозы с полным изменением системы биотических отно¬шений в них. Агроценозы представляют собой ис¬кусственно поддерживаемые моновидовые экоси¬стемы, продукция которых вывозится за их преде¬лы. Продуктивность агроценозов поддерживается только за счет дополнительного внесения биогенов.

Она может быть значительно повышена, что при¬водит к сокращению площади агроценозов, однако при этом необходимы дополнительная энергия для обработки почвы и внесение удобрений. В рамках большей системы это означает использование иных природных ресурсов, прежде всего из нево¬зобновимых источников. Ценность земельных угодий определяется их плодородием, ставшим основным критерием в почвоведении. Почва с растительным покровом составляет основу ландшафтной оболочки плане¬ты, где наиболее интенсивно проходят биотичес¬кие процессы продукции и деструкции.

При оценке почвы по плодородию исключаются ее биосфер¬ные функции, связанные с формированием соста¬ва воздуха и континентальных вод. Эти функции осуществляются преимущественно ландшафтами, не подвергшимися испытанию на плодородие, на¬пример лесными. Из 750 млн. га пригодных к культивированию земель в развитых странах 600 млн. находятся в агроценозах, а в развиваю¬щихся странах соответственно 1600 млн. га потен¬циально осваиваемых и 900 млн. находящихся в сельскохозяйственном обороте.

Резерв оценива¬ется в 1400 млн. га лесных земель с предсказуе¬мыми тяжелыми экологическими последствиями их использования. Какосфера захватывает и литосферу, которая трансформируется под действием экзогенных ге¬ологических процессов. В глобальном мас¬штабе важны потоки минеральных материалов из одних стран в другие. Верхняя граница ка¬косферы выходит за пределы биосферы, о чем свидетельствует наличие "космического мусора" в ближнем космосе.

Нижняя граница какосферы определяется не только глубиной горных выра¬боток, но и сбросом отходов в глубокие слои. IV. Какосфера и социосфера. Какосфера отличается от социосферы (антро¬посфера) - части географической оболочки, включающей наряду с человечеством и природный ландшафт дезорганизацией связей в природ¬ной среде. Она отличается и от ноосферы. Область разума (ноосфера) характеризуется противоречи¬востью идей: здесь каждое новое положение вызы¬вает свою антитезу и протестную психологичес¬кую установку.

В результате сменяются доминан¬ты в общественном сознании, и сфера разума находится в состоянии постоянной неустойчивос¬ти. Характерное время для смены доминант - деся¬тилетие, за которое возникает и уходит в забвение мода. Срок этот обусловлен сменой поколений и их становлением. Поддержание умственной неус¬тойчивости и противоречивого разнообразия идей обозначают как либерализм, исторически пред¬шествующий фазе неустойчивости в существова¬нии популяции.

Анализ закономерностей развития какосфе¬ры с целью ее осознанной регуляции начался давно. В период ускоряющегося роста населения Т.Р. Мальтус выступил с идеей ограничения чис¬ленности недостатком пищи. Социально-демо¬графическая посылка трансформировалась в универсальную биологическую, откуда пошли модели типа "хищник-жертва", "продуцент-кон¬сумент", "производитель-потребитель". 6 Следст¬вием явилась идея внутривидовой конкуренции особей одной популяции и расхождение популя¬ций как основной движущей силы развития, пре¬вратившаяся в универсальное "выживание приспо¬собленных" Г. Спенсера.

Выживание есть цель су¬ществования каждой популяции в межпопуляцион¬ной борьбе. Выживание приспособленных орга¬низмов вернулась в социосферу как естественный закон природы. В приложении к человеку популяции оформи¬лись в виде государств. Нация представляет собой определенную популяцию с характерными черта¬ми и, следовательно, национальная идея состоит в выживании популяции, а не отдельных особей.

При этом выживание (самозащита) имеет при¬оритет перед качеством жизни. В XIX столетии идея "выживания приспособленных" воспринята в применении к межнациональным отношениям в стиле С. Родса и к межгосударственным - в стиле Т. Рузвельта, логически продолженных нациз¬мом. Контраргументом для доминирования мощ¬ных наций-государств стало "право наций на са¬моопределение", то есть дробление на малые эт¬нические популяции вплоть до пределов, не обеспечивающих устойчивости и сохраняющихся в силу неких условностей. Внутри популяции "борьба за существование", "выживание приспособленных" привели к представлению о примате особи над популяцией.

От¬сюда развитие какократии - доминирование него¬дяев. Русское слово "негодяй" означает человека негодного к общественным отношениям, а не просто неспособного к выполнению своих обязанностей, как можно подумать. Греческий тер¬мин "какократия", предложенный академиком Б.В. Раушенбахом для периода "первоначального накопления капитала" в России, означает правле¬ние скверных людей.

Здесь важно отметить, что в условиях какокра¬тии примат интересов индивидуумов вызвал безо¬глядное использование природных ресурсов в це¬лях отдельных группировок и усугубил отрица¬тельные свойства какосферы. Экодемагогия периода перестройки сменил ась в России мотиви¬ровкой - сначала преодолеем кризис, а потом бу¬дем говорить об экологии - и привела к наглядно¬му слиянию расхищения природы и ее охраны в одном ведомстве.

Сохранение популяции обусловлено коопера¬тивными взаимодействиями в ней. Особь, действу¬ющая во вред популяции, есть негодяй. Нарушение особью законов, обеспечивающих устойчивость популяции, рассмотрел Ф.М. Достоевский в "Пре¬ступлении и наказании", а субпопуляций - в " Бе¬сах". В последнем произведении кратко изложена и проблема "малого народа", но не по отношению к евреям, как у академика И.Р. Шафаревича или академика А.И. Солженицына, а к остзейцам в Российской империи, что доказывает универсаль¬ность проблемы.

Устойчивость развития определяется выжива¬емостью, то есть поддержанием численности за счет размножения, и сохранением деятельной ча¬сти популяции в течение возможно более дли¬тельного времени. Устойчивость означает кон¬сервативный принцип, реализуемый во времени, по возможности длительном, как антитеза рево¬люции или радикальной перестройки системы. Развитие предполагает адаптацию консерватив¬ной системы к меняющимся условиям. Она не мо¬жет быть осуществлена за счет увеличения про¬должительности жизни и превращения популя¬ции в группу струльдбругов (Д. Свифт), иммунная система которых и выключение механизмов апоптоза исключают естественную смерть, но не старение и потерю трудоспособности.

Применение какологии к межпопуляционном отношениям в обществе имеет широкие приклад¬ные аспекты. Их можно иллюстрировать сказ¬кой. В лесу жил 7 великан. Люди говорили, что он очень страшный и злой, потому что живет не как они. И стали люди говорить великану: выруби свой лес, а то нам тебя не видно и будешь жить как мы. Вырубил лес великан, и увидели люди, что он не страшный, а глупый и растерянный, сам не знает, что делать и ждет советов.

Стали ему со¬ветовать. Что ни посоветуют, то он и сделает. Хи¬реет великан от советов, но все еще большой, хо¬тя от него все, что удалось, пооткусывали. Что бы такое ему посоветовать, чтобы великана совсем не было? Теперь приведу пример сознательной каколо¬гии - разрушение системных связей у оппонента. Россия демонстрирует необычайную жизне¬стойкость.

Она возродилась после Брестского мира, после страшной разрухи гражданского са¬моуничтожения, после разорения войной. С точ¬ки зрения ее соседей, возможность национально¬го возрождения России должна быть предотвра¬щена. Кому нужен русский народ? Меньше всего помех для соседей, если его совсем не будет. Нет народа - нет государства - нет проблем. Алек¬сандр IП был прав, сказав: "У России нет друзей". Чтобы не было народа, нужно лишить его созна¬ния своего единства и традиций.

Только как это сделать? И все-таки старый рецепт опричника Г. Штадена и высокомудрого К. Клаузевица погу¬бить Россию изнутри, реализованный Э. Люден¬дорфом в 1917 г еще раз сработал в 1991-м после внутреннего удара со стороны Б.Н. Ельцына и его сподвижников. Проектанты рассчитывали, что десятилетия - максимального срока, пока опомнятся достаточно, чтобы подорвать не только экономическую систему, но и получить новое поколение людей иного качества.

Итак, чтобы не было народа, нужно лишить его сознания единства, а россыпь - частично подавить, частично ассимилировать. Для этого нужно, преж¬де всего, устранить внутренние связи, раздробить единую территорию, разорвав транспортную сис¬тему. Империя Чингисхана держалась, пока рабо¬тала ямская система. Затем лишить народ единой идеологии. Люди не должны иметь веры в свою нацию, образования, средств для развития знаний в век технологии. когда продолжает работать те¬зис французского министра (П. Пенлеве). сфор¬мулированный в конце Первой мировой войны: " Техника решает все". Качество населения долж¬но быть снижено, должна быть разрушена вся це¬почка от начального образования до академичес¬кой элиты.

Только тогда четко поставленная цель - Россия больше никогда не сможет проти¬виться нам (решение Совета безопасности США NSC 20/1) - будет достигнута. Все ли делается для этого? Устойчивость нации определяется демографи¬ей и территорией. Территория современной Рос¬сии достаточна, но открыта извне.

С демографи¬ей в России дело обстоит так же плохо, как в раз¬витых странах Европы, а учитывая плотность населения много хуже. Им¬миграционный вариант с перевоспитанием при¬шлого элемента в веру в национальные ценности, как в США, в России отвергнут из-за недостатка рабочих мест в производительности сфере. Несмо¬тря на миллионы этнических соотечественников на территории бывшего СССР, в России исполь¬зуются гастарбайтеры, равнодушные к нацио¬нальным интересам страны.

Для русских же оптимальным с точки зрения минимума труда и макси¬мума выгод (материальных и социальных) оказы¬вается положение охранника. В период первоначального накопления капи¬тала (какократии) экологические проблемы ухо¬дят на задний план. К чему это ведет, показывает пример CША1920-х годов, когда понимания эко¬логических, проблем еще не было. Результаты их забвения ныне хорошо известны, и отговаривать¬ся незнанием или неспособностью предвидеть по¬следствия - нельзя. 9 V. Какосфера и биосфера.

Развитие собственно какосферы и ее взаимо¬действие с биосферой имеет своей основой спон¬танный естественный процесс. Противодейство¬вать ему можно определенными техническими решениями, например, создать замкнутую систе¬му жизнеобеспечения, получающую извне толь¬ко энергию. Реальная какосфера существует за счет биосферы. Из нее в какосферу поступают воздух, вода, пища, материалы, из какосферы в биосферу выносятся испорченный воздух (избы¬точные парниковые газы по отношению к при¬родному балансу), сточные воды, бытовые отхо¬ды, отходы промышленного производства.

Все это, скверное для человека, на обывательском жаргоне именуется "экологией", то есть научный термин "экология" потерял свое биологическое значение сравнялся с рассматриваемой здесь ка¬кологией. Принципиальное понятие для какосферы - ¬биогеохимический барьер, в данном случае зона между природной средой и нарушенной воздейст¬вием человека. Биогеохимический барьер под¬держивается деятельностью микроорганизмов, катализирующей превращение чужеродных ве¬ществ (ксенобиотиков) в переходной зоне между двумя ландшафтами.

Зона превращения сужается из-за роста микроорганизмов, пропорционально¬го поступлению веществ, которые используются ими как питательные субстраты, и интенсифика¬ции процессов превращения. Примером может служить просачивание нефти во влажную аэроб¬ную среду и окисление нефти микроорганизмами. Самоочищение биосферы от нефтяных отходов было великолепно продемонстрировано В.О. Та¬усоном, наблюдавшим вначале 1930-хтодов в За¬кавказье разложение нефтяной пленки [4]. Его исследования разложения парафинов микробами развернулись в наукообразную отрасль биореме¬диации. Общий принцип создания геохимического ба¬рьера - интенсификация микробных процессов.

Микробиология какосферы, противопоставляе¬мая природоведческой (естественной) микробио¬логии, включает разделы, обычно рассматривае¬мые под названием "экологии микроорганизмов", или "микробиологии окружающей среды". Сюда относятся: бактериальная подготовка воды и очи¬стка сточных вод, обработка абгаза, биогеотехнология, биоремедиация.

Способность микробиоты трансформировать ксенобиотики называется самоочищающей спо¬собностью почвы или воды. Проблему удобнее рассмотреть на примере воды - наиболее значи¬мом источнике опасности здоровью. К общей микробиологии относится биосфер¬ная область водопользования "от водосбора до водозабора". В системе водопользования вода не расходуется. Водопотребление связано с забором воды из водных объектов, которое включает во¬доподготовку (физическая, химическая очистка воды и инженерная интенсификация процессов, осуществляемых микробными сообществами) и транспортировку воды к потребителю.

На каче¬ство воды влияют время пребывания в водоводах и материал инженерных сооружений, прежде все¬го труб и резервуаров, в котоpыx идет микробная коррозия. Наконец, непосредственно перед упо¬треблением воду обеззараживают, чем занимает¬ся санитарная микробиология. Для санитарной и технической микробиологии водоснабжения важ¬ны некоторые разделы общей микробиологии.

Естественно, что области компетенции разделов микробиологии перекрываются, и санитарные микробиологи не допускают потребления воды из сильно загрязненных природных источников. Задача питьевого водоснабжения – 10 подача чистой по химическим и бактериологическим показате¬лям воды и выполнение требования ее "стериль¬ности" со стороны потребителя. Такая "мертвая" вода полностью лишена способности к самоочи¬щению.

Более того, побочным эффектом усерд¬ного химического обеззараживания, например хлорирования, может быть нарушение микро¬флоры в организме потребителя. В водоснабжении происходит забор природ¬ных ресурсов из биосферы. По данным Минпром¬науки РФ, в 2000 г. в России забор воды составил 86 км3, из них 67 км3 свежей воды, в том числе 80% из поверхностных источников. На производ¬ственные нужды используется 58% воды, на хо¬зяйственно-питьевые – 20% на орошение и сель¬скохозяйственное водоснабжение - 16%. В рав¬нинной России водоснабжение городов, особенно крупных, основано преимущественно на исполь¬зовании легко уязвимых поверхностных вод, по¬этому для них приходит создавать несколько независимых источников, включая резервные.

Доля подземных вод в балансе питьевого водо¬снабжения составляет для городского населения 37%, а для сельского – 83%. Возрастающий уровень микробного загрязне¬ния поверхностных источников питьевого водо¬снабжения требует решения вопросов очистки и обеззараживания воды. Самоочищение поверх¬ностных вод происходит на площади водосбора.

Типичным примером биогеохимического барье¬ра, или экотона, может служить полоса лесной растительности вдоль водотока, которая давно отнесена к вoдooxpaнным зонам. На протяжении 200-300 м полосы происходит очистка поверхно¬стного стока. Однако именно эта полоса особен¬но привлекательна в рекреационных целях. В ре¬зультате одной из важных причин загрязнения поверхностных вод стала, массовая застройка во¬доохранных зон, прежде всего прибрежных по¬лос. Между тем их санитарная значимость несовместима ни со строительство коттеджей, ни с организацией зон массового отдыха, тем более дикого, расширившегося с автомобилизацией на¬селения в последние годы. Главной мерой по улучшению состояния источников водоснабже¬ния следует считать пресечением деятельности, на¬рушающей санитарный статус водоохранных зон. Здесь должны действовать драконовские запре¬тительные меры со стороны государства, пред¬ставляющего интересы общества, а не избранных особей.

Основными источниками загрязнения поверх¬ностных вод в России служат городские и посел¬ковые системы канализации, отвечающие за 60% загрязненных вод; крупные животноводческие комплексы со стоком 800 млн. м3/год; промыш¬ленные предприятия со специфическими стоками, загрязненными токсикантами тяжелыми метал¬лами. Внедрение на промышленных предприяти¬ях оборотного водоснабжения со сбросом воды выше точки забора вынуждает их строить очист¬ные сооружения, приспособленные к особеннос¬тям производства.

Падение производства в Рос¬сии способствовало некоторому улучшению ка¬чества природных вод. Самоочищение водотоков - один из способов самозащиты биосферы от какосферы.

При по¬ступлении загрязненных органическим вещест¬вом вод в водотоки в них создаются зоны последо¬вательного разложения органического вещества, связанные со сменой микробного бентоса. Зоны загрязнения, или сапробности начинаются с наи¬более загрязненных полисапробных вод и закан¬чиваются очищенными олигосапробными.

Зоны сапробности легко проследить по течению в ка¬наве стоков от маломощного источника загрязне¬ния вроде скотного двора. Каждой зоне свойст¬венны свои доминантные сообщества с индика¬торными микроорганизмами. Ими были избраны опознаваемые под микроскопом протисты. 11 Одна¬ко они доминируют лишь на заключительном этапе очистки от химических веществ в пищевой цепи, которую осуществляют бактерии. Очистку от бактерий и взвешенного детрита ведут бакте¬риотрофные протисты.

Примером активной защиты биосферы от ка¬косферы служит очистка сточных вод. Для ло¬кальных источников загрязнения задача решает¬ся путем строительства очистных сооружений, для диффузных, например сельскохозяйственных стоков с занимающих площади, водосбора полей ¬созданием природоохранных полос. В обоих слу¬чаях действующим началом выступает микробное сообщество. Для городских сооружений использу¬ются аэробные аэротенки, для переработки осад¬ков сточных вод - анаэробные метантеки.

В аэро¬тенках за счет усиленной энергоемкой аэрации органическое вещество стоков перера6атывается в СО2 и микробную биомассу активного ила. Вме¬сте с неразложенными остатками осадки поступают в анаэробные метантенки. Последние хороши и для прямой переработки концентрированных стоков растворенных веществ, например в пище¬вой промышленности, позволяя получать биогаз и, сильно сокращая количество микробной био¬массы, требующей удаления. В очистных соору¬жениях микробное сообщество страдает от залпо¬вых сбросов токсикантов, в водоохранных зонах ¬от всякого рода " - цидов" и смыва удобрений.

На¬ходясь под воздействием этих факторов, оно пред¬ставляет собой приспособившееся к условиям какосферы природное микробное сообщество с сильно искаженными трофическими связями. VI. Глобализация какосферы. Деятельность человека приводит к созданию антропогенных геологических тел. При норме 200 кг/год твердых бытовых отходов на горожа¬нина вокруг городов создаются полигоны этих отходов и свалки, занимающие депрессии.

В них протекают интенсивные микробные процессы, затухающие примерно через 30 лет после того, как закончился сброс отходов и когда свалка с миллионами тонн отходов - антропогенное гео¬логическое тело - засыпана. Микробные процес¬сы в этих геологических телах вызывают не толь¬ко загрязнение воздуха, с которым можно бо¬роться с помощью аэробного бактериального фильтра, образующегося в рыхлой почве над свалкой, но и загрязнение грунтовых вод. Во всех случаях работают многовидовые микробные био¬пленки, закрепленные на субстрате-носителе.

Еще более масштабный пример какосферы явля¬ет горнодобывающая промышленность, отвалы которой достигают миллиардов тонн. В них про¬исходит микробное окисление сульфидов с фор¬мированием кислых "купоросных" шахтных вод и выносом тяжелых металлов. Какосфера охватывает и сельскохозяйствен¬ное производство, превращающее природные ландшафты в агроценозы. Это производство не¬разрывно связано с существованием человечест¬ва трофической цепью.

Для пропитания возраста¬ющего населения есть две стратегии: экстенсив¬ного (освоение целины) и интенсивного развития. Последствием первой стало опустынивание, а в глобальном масштабе - изменение цикла углеро¬да, вызванное сокращением накопления гумуса, как это произошло после распашки степей в Но¬вороссии и прерий в США в XIX столетии. Интен¬сивное развитие ведет к локальному загрязне¬нию, обусловленному избыточным применением удобрений и физиологически активных веществ.

Поэтому доведением до абсурда логики "зеле¬ных" было бы уничтожение человечества или пе¬реход к первобытному собирательству, а жела¬тельным результатом – 12 "экологически чистое земледелие", хотя с биосферной позиции оно в принципе невозможно. Выход из противоречия ищут в компромиссе, так называемом "устойчи¬вом развитии" (человечества). Прежде всего, оно должно распространяться на сельское хозяйство, однако в наиболее концентрированной форме проявляется в промышленном производстве.

Еще одно свидетельство глобализации како¬сферы - изменение химического состава атмо¬сферы и связанное с ним изменение климата. От¬носительно причин изменения климата могут быть разные точки зрения, но нет сомнения, что парниковый эффект зависит от состава атмосфе¬ры, который находится под контролем положи¬тельной обратной связи со стороны биоты и в прошлом был вне воздействия какосферы. Те¬перь же ее вклад в глобальные потоки парнико¬вых газов в атмосферу с наземных территорий ¬около 10%. В природном потоке парниковых га¬зов, не связанных с дыханием первичных проду¬центов растений, 90% обусловлено деятельнос¬тью микроорганизмов-деструкторов, поскольку вклад животных очень мал. Если считать, что по¬токи парниковых газов с наземных территорий близки к потокам газов через поверхность океана, то окажется, что 5-7%-ное искажение состава атмо¬сферы, вызванное промышленной эмиссией, доста¬точно для глобализации действия какосферы.

По данным межправительственной комиссии IPCC (Intergovermenta1 Panel of C1imate Change), в 1997 г. концентрация СО2 в атмосфере составила 367 ppm, достигнув самого высокого значения за 420 тыс. лет, для которых имеются данные по ле¬довым кернам Антарктиды.

В доиндустриальную эпоху она удерживалась на уровне 280 ± 10 ppm. Ежегодный прирост за последние десятилетия равнялся 1.7 ppm, что соответствует 3.3 млрд. т С. Этот прирост согласуется с падением содержания О2, оцениваемым по отношению О2/N2 в атмо¬сферном воздухе.

Между годами наблюдается вы¬сокая вариабельность и, например, в 1998 г. воз¬растание СО2 в атмосфере составило 6 млрд. т С. Причина этой вариабельности неясна и чаще все¬го объясняется явлением Эль Ниньо в Тихом оке¬ане. Согласно оценке IPCC, рост содержания СО2 обусловлен в первую очередь сжиганием топлив, продуцировавшим в 1990-х годах 6.3 ± 0.4 млрд. т. С ежегодно. Из них в атмосфере оставалось 3.3 ± ± 0.1 млрд. т. С в 1980-х годах и 2.9 ± 0.1 млрд. т. С В 1990-х. В эти годы индустриальная эмиссия СО2 на территории России сократилась до 0.6 млрд. т С. Наземный сток СО2 определяется балансом между ассимиляцией растительным покровом и выделением при органотрофном разложении мортмассы.

При повышении СО2 ассимиляция усиливается за счет изменения сопротивления ус¬тьиц растений и фото ассимиляции. IРСС сделало вывод, что эффективность наземного стока зави¬сит от перехода органического углерода в формы с длительным временем пребывания, то есть в древесину и консервативные формы почвенного углерода в гумусе.

Увеличенная концентрация атмосферного СО2 приводит в полевых экспери¬ментах к росту содержания Сорг в почве на 30%, При этом повышается эффективность использо¬вания воды растением. На континентах, служащих источниками индустриальной эмиссии, в 1990-х годах поглощалось 1.0 ± 0.6 млрд. т С. Таким образом, естественное связывание СО2 превышало эмиссию от индуст¬риальных источников и землепользования. По¬глощение СО2 на континентах происходит в Се¬верном полушарии к северу от 30о с.ш то есть в широтной зоне, где расположена Россия.

Величи¬на поглощения здесь оценивается от -1,8 до -0,7 млрд. т. С в год в 1980-х годах и несколько выше - в 1990-х. При этом наблюдается резкий сезонный ход концентрации атмосферного СО2 с 13 минимумом летом при максимальной амплитуде сезонных колебаний на севере. Тропический пояс от 30о с.ш. до 30о ю.ш. нейтрален, колебания об¬менa составляют от -1,З до + 1,1 млрд. т. С, то есть растительность поглощает примерно столько же СО2 сколько освобождается при деструкции ор¬ганического вещества.

Остаточный наземный сток в 1.8 млрд. т. С в год определяется как "неиз¬вестный сток". Углеродный баланс России примерно соответ¬ствует ее территориальной доле в глобальном ба¬лансе [6, 7]. Положительный баланс углерода на территории нашей страны следует из прямого на¬блюдения накопления Сорг в почве и торфах, а также в древесине. Легенда о "тропических лесах - ¬легких планеты" в научном смысле представляет собой анахронизм.

Ландшафты России относительно мало изме¬нены по сравнению с другими странами, но сте¬пень их изменения прямо зависит от плотности населения и, следовательно, непосредственно воздействует на национальную популяцию. Кста¬ти, предполагаемое изменение климата, по расче¬там, приведет к выигрышу в сборе зерновых для США, России, Китая. Для России вы¬игрыш к 2080 г. оценивается в 20-50%. для США - ¬от -5 до +5%, для Китая - 5-20%, разумеется, с очень большой разницей по районам [1]. Расчеты IPCC, UNEP (Union Nations Environ¬mental Programm) и других международных агентств дают представление о глобализации ка¬косферы и ее угрозе существованию человечест¬ва. Относящиеся к проблеме документы подробно проанализировал академик к.я. Кондратьев.

Осознание масштабов превращения человечест¬ва в ядро какосферы потребовало кооператив¬ных международных политических действий вплоть до конференций Рио-92, Рио+10 в Йохан¬несбурге, хотя в настоящее время политика, как и всегда, сконцентрирована на межпопуляционной борьбе и противостоянии Севера и Юга. Внутри¬популяционная борьба, обусловленная антиоб¬щественными действиями, обостряется в перио¬ды перестройки, будь то революция или скоро¬течная эволюция.

Рассматривая какосферу как область дисгармо¬ничного развития, мы предполагаем, что биосфера находится в области гармоничного развития со сбалансированными связями. Такое допущение, в наивном виде высказываемое "зелеными", не все¬гда соответствует действительности. Внутренние природные процессы могут привести в относи¬тельно короткие промежутки времени к дисгар¬монии в локальном масштабе, а в длительные - к биотическим катастрофам, хорошо описанным в палеонтологии.

Примером природной дисгармо¬нии может служить внезапное избыточное раз¬множение какой-либо популяции, например вредителей леса, или разрушение экосистемы в ре¬зультате вторжения в нее чужеродного вида. Эволюция систем сопровождается кризисами раз¬ного рода, но в какосфере актуально возникнове¬ние кризиса в связи с деятельностью человека. . 14 VII.