Глава тринадцатая. ЭВОЛЮЦИЯ И БИОСФЕРА

Н. В. Тимофеев-Ресовский

Смотрите также:

Эволюция

Эволюция биосферы

Книги Докучаева

Фитоценология

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов

Биосфера и эволюция

Биосфера и составляющие ее биогеоценозы являются динамическими системами, поэтому неизбежно говорить об их эволюции. Некоторые вопросы, связанные с эволюцией биогеоценозов, были рассмотрены в гл. XI. Здесь мы кратко рассмотрим два основных возможных пути эволюции биосферы и биогеоценозов, а также некоторые конкретные пути их изучения.

В общей проблеме «биосфера и эволюция» можно различить два основных направления. Первым можно считать тривиальную неизбежность эволюции этих систем в связи с протекающей беспрерывно эволюцией всех видов живых организмов. Вторым направлением можно считать «прогрессивное», связанное с повышением интенсивности вещественно-энергетического круговорота, изменение самих биогеоценозов как систем (о чем кратко говорилось ранее). Для обоих названных выше направлений пока нет еще достаточно изученного с этих точек зрения материала. Ниже мы кратко в довольно не систематизированной и фрагментарной форме укажем некоторые пути накопления такого материала.

Сперва упомянем некоторые уже намечающиеся проблемы: изучение давления и направления отбора на популяции видов, входящих в различные биогеоценозы, а также изменение векторов отбора в связи с перестройками биогеоценозов; ускорение темпов эволюции культурных биогеоценозов (создание культурных биогеоценозов, видимо, ведет к более высоким темпам эволюционных изменений); наконец, обогащение биогеоценозов взятыми под охрану формами или частичное одомашнивание промысловых видов растений и животных человеком (все это неизбежно должно приводить к ускорению и изменению направления эволюции самих биогеоценозов как систем).

Перейдем к важнейшим путям накопления материала, необходимого для рассмотрения проблемы «биосфера и эволюция». В эволюционном аспекте особый интерес представляет изучение динамики численности, морфофизиологии и генетики популяций, границы которых совпадают с границами определенного биогеоценоза (что является, по-видимому, отнюдь не исключением, а правилом для видов с не слишком крупными и подвижными особями). Особенно интересным и важным является количественное установление связей и корреляций между динамикой, морфофи- зиологией и генетикой популяций разных видов, достаточно тесно взаимодействующих в пределах определенных биогеоценозов; именно в этом направлении следует ожидать накопления новых количественных данных' о давлениях элементарных эволюционных факторов в природных условиях.

Большинство биогеоценозов, находящихся в состоянии относительно длительного динамического равновесия, представляет собой весьма сложные саморегулирующиеся системы. Поэтому особенно важной является проблема изучения причин, механизмов и условий поддержания такого динамического равновесия в биогеоценозах. Для зтого, однако, необходимо проведение больших работ в двух направлениях.

С одной стороны, необходимы тщательные количественные возможно полные и достаточно длительные стационарные исследования нескольких различных природных биогеоценозов; в качестве таковых целесообразно для начала избрать возможно простые биогеоценозы разного типа (например, сосновые боры и березовые колки в лесостепи, серию лугово-кустарниковых биогеоценозов в речных поймах и на склонах, отдельные болотины или озерки в лесной и таежной зонах и т. д.). Такие комплексные исследования должны учитывать количественно в течение различных сезонов года и в ряде последующих лет все живые и косные элементы биогеоценоза, а также динамику превращения энергии и веществ на выходе в биогеоценоз — в биологическом круговороте и на выходе — в сток и в атмосферу. Сходные исследования должны проводиться на модельных биогеоценозах с известными исходными компонентами и возможностью экспериментально изменять отдельные определенные параметры. Таких исследований пока, к сожалению, почти не проводится: наилучше исследованным в этом отношении участком биосферы является, по-видимому, Телермановское лесничество в Воронежской области, где более 35 лет назад В. Н. Сукачевым были организованы комплексные биогеоценотические исследования дубравы (Сукачев, 1961; Молчанов, 1963).

С другой стороны, столь же необходимо развивать теоретическое изучение условий и механизмов, создающих равновесные состояния в популяциях и биогеоценозах. Задачей таких исследований является создание математических, а затем и машинных моделей процессов установления и нарушения состояния динамического равновесия между генотипами в популяциях и видами в биогеоценозах; такие исследования лишь начинаются. Без знания условий и механизмов поддержания и нарушения динамического равновесия в биогеоценозах нельзя понять и правильно схематизировать действительное протекание эволюционных процессов в природе, всегда совершающихся в динамических биогеоценозах и более круппых комплексах — ландшафтах. Без этих знаний человек не сможет рационально и с действительной пользой для себя вмешиваться в процессы, протекающие в биосфере Земли.

В предвидимом будущем, несомненно, примут конкретные формы уже упоминавшиеся идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы в связи с эволюцией «живого вещества» и начнет развиваться новый раздел эволюционной биологии — эволюция биогеоценозов и биосферы. В этом направлении большое значение будет иметь развитие уже начатых работ в области эволюционной биохимии — изучение изменений основных биохимических структур и процессов в филогенезе организмов, с распространением таких исследований на некоторые фундаментальные биохимические структуры, такие, как хлорофиллы и гемоглобины. С другой стороны, большой ннтерес могут представить в этой связи (к сожалению, почти еще не проводящиеся) работы по точной популяционной сравнительной морфофизиологии и аллелопатии на популяциях филогенетически близких и весьма далеких видов в разных типах биогеоценозов.

Наконец, с эволюционно-биохимической и генетической точек зрения интересно начать изучение случаев возникновения новых штаммов патогенных микроорганизмов и форм вредителей, по отношению к которым применяемые человеком средства защиты или иммунитет культурных растений и домашних животных оказываются неэффективными; эти случаи представляют собой протекание на наших глазах быстрого формообразования, нарушающего эволюционно слояшвшееся биогеоценотическое равновесие и взаимоприснособленность входящих в биоценозы видов.

Только что очерченные весьма кратко задачи необходимо и неизбежно придется решать в течение ближайших двух-трех поколений. Возможно не только не снизить производительность биосферы Земли, но повысить ее на порядок величин, применяя технически уже сейчас вполне реальные мероприятия. Однако для того чтобы эти мероприятия были действительно эффективны, необходимо их научное обоснование — всемерное развитие эволюционной биологии в широком смысле слова, морфофизиологии и генетики популяций, биогеоценологии и особенно решения проблемы равновесия в живой природе.

Всему этому и должно служить развитие общего эволюционного учения на широком современном уровне с учетом того, что оно неизбежно затрагивает и питает самые разнообразные разделы общей и прикладной биологии; эта мыелт. и лежала в основе написания настоящего очерка.

К содержанию книги: Н.В.ТИМОФЕЕВ-РЕСОВСКИЙ Н.Н. ВОРОНЦОВ А.В.ЯБЛОКОВ - КРАТКИЙ ОЧЕРК ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ