Реферат: В.І. Вернадський і сучасна екологія

«Нові науки, котрі постійно створюються навколо нас, створюються за своїми власними законами. Ці закони не перебувають у жодному зв'язку ні з нашою волею, ні з нашою логікою. Навпаки, коли ми вдивляємося у процес зародження якоїсь нової науки, ми бачимо, що цей процес не відповідає нашій логіці. Плин історії та розвитку науки, хід з'ясування наукової істини зовсім не відповідає тому її ходу, який, здавалося б, повинен був би здійснюватися за нашим логічним розумінням», — писав В.І. Вернадський у 1921 р. [1]. Екологія у цьому відношенні не є винятком.

Термін «екологія» було запропоновано Е. Геккелем у 1866 р. Завдання нової науки він вбачав у вивченні взаємодії різних організмів між собою, а також із навколишнім середовищем. У ХІХ ст. то був досить вузький науковий напрям, бо навіть ботаніко-географи уникали цього терміна. На початку ХХ ст. ситуація змінилась: екологія, по суті, зайняла нішу географії рослин і тварин, але при цьому центральним об'єктом дослідження залишалися живі організми чи їхні сукупності. Почали формуватися напрями — аут-, дем, синекологія.

Вирішальну роль у розвитку екології відіграв системний підхід. Започаткований Людвігом фон Берталанфі у 1928 р. в рамках біологічних наук, він сьогодні визначає парадигму науки взагалі та екології зокрема. Одним із найважливіших його досягнень є встановлення ієрархії рівнів існування живих систем та емерджентного (якісного) характеру змін їхніх властивостей. Втім, щодо кількості рівнів існування живого у вчених немає єдиної думки. На наш погляд, найаргументованішою є точка зору В.І. Вернадського, який виділяв чотири рівні: організмовий, популяційно-видовий, біоценотичний та біосферний.

Вернадський був учнем В.В. Докучаєва, який першим почав комплексно досліджувати взаємозв'язок між рослинністю і ґрунтом, довівши, що останній є продуктом життєдіяльності рослин. Учень пішов ще далі. Саме його праця «Біосфера» [2], в якій розкрито геологічне значення живої речовини та її вплив на біогеохімічні процеси, перетворення енергії і на еволюцію планети, відобразила глобальні закони екології. Він писав, що «жива речовина може розглядатися як речовина, котра перебуває у дієвому стані, як акумулятор сонячної енергії. Вона перетворює сонячну енергію — променеву та термічну — на хімічну енергію, на молекулярний рух, на механічну енергію величезної сили» [2]. Перехоплюючи променеву енергію Сонця і переводячи її за допомогою життя у складні комбінації діючої енергії, біосфера є важливою ланкою глобального «механізму», який забезпечує організованість планети.

«Роль живої речовини полягає в тому, що всі хімічні сполуки, пов'язані з життям, концентрують сонячну енергію. При цьому головну роль відіграє автотрофний блок. Світ тварин сам по собі не має життя. Тваринний організм розсіює всередині своєї фізіологічної машини енергію, накопичену зеленими організмами, що включають хлорофіл» [3].

Енергія відіграє величезну роль в еволюції видів. Процес еволюції видів якнайтісніше пов'язаний з нарощуванням діючої геохімічної енергії. В.І. Вернадський робить висновок, що нарощування енергії планети — це розтікання життя по ній за рахунок розмноження. Апарат розмноження організму — це ні з чим не зрівняний механізм розтікання геохімічної енергії життя, що регулює міграцію елементів у біосфері і, таким чином, усієї земної кори. Жива речовина стає регулятором діючої енергії біосфери. У цих висновках сконцентрована суть сучасної екології, яка сформувалась у другій половині ХХ ст. і пов'язана з ім'ям Ю. Одума.

Саме завдяки Ю. Одуму екологія перейшла від дослідження живого на рівні організмів до вищого рівня його існування — ландшафтно-ценотичного (або екосистемного). Поняття екосистеми ввів Тенслі у 1935 р. А в 1953 р. вийшло перше видання праці Ю. Одума «Основи екології» [4], де чітко була сформована структура цієї науки, в якій центральне місце відводилося екосистемі. Тим самим Ю. Одум здійснив справжню революцію у поясненні єдності компонентів, перевів екологію від редукціонізму (аутекологія) на якісно новий щабель синекології, що стимулювало дослідження енергетичних процесів, і з цього часу екологія почала інтенсивно завойовувати місце у системі інших наук. В основу одумівської концепції було покладено уявлення про те, що всі види рослин і тварин, як і людина, є на планеті рівноцінними і мають право на існування. Усвідомлення емерджентної зміни організації та функцій систем залежно від відповідного рівня їх існування відкриває можливість для розв'язання багатьох екологічних проблем, з якими зіткнулося людство.

Ці питання свого часу безпосередньо глибоко розробляв В.І. Вернадський. І, по суті, можна вважати, що одумівська екологія базується на ідеях нашого видатного співвітчизника. Втім, це той випадок, коли можна говорити взагалі про пряму передачу ідей. Виявляється, син Володимира Івановича Георгій (він викладав історію Росії у Єльському університеті) та колега вченого О. Петрушкевич були тісно пов'язані з Е. Хатчинсоном, який займався тими ж проблемами, що і В.І. Вернадський (геохімічним кругообігом) [5]. Останній і допоміг опублікувати перше видання «La Biosphere» у США. Серед слухачів Єльського університету, що вивчали працю В.І. Вернадського, був і Г.Т. Одум — молодший брат Ю. Одума, від якого той і одержав конспекти з викладом її суті.

Таким чином, наукові погляди В.І. Вернадського справили безпосередній вплив на формування ідей американського вченого, які знайшли свій логічний розвиток у дослідженні проблем функціонування екосистем та їхньої динаміки. Завдяки Ю. Одуму екологія як наука стала класичною і була визнана у системі природничих наук в усьому світі.

Здавалося б, на батьківщині В.І. Вернадського екологія має розвиватися особливо інтенсивно. Однак в СРСР вона, як і багато інших наукових дисциплін, стала жертвою викривлених тлумачень та упереджених підходів. І хоча ця наука не зазнала прямих заборон, як генетика або кібернетика, її розвиток був істотно загальмований тим, що ідеї В.І. Вернадського про значення живої речовини, суть і функціонування біосфери розвивалися не у глобальному, широкому їх контексті, а у вигляді окремих дисциплін.

Від самого початку поняттю «екосистема» було протиставлене введене В.М. Сукачовим поняття «біогеоценоз» [6]. Ним В.М. Сукачов визначав «сукупність на певній ділянці земної поверхні однорідних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів, ґрунтів і гідрологічних умов), які характеризуються своєю особливою специфікою взаємодії цих її компонентів і певним типом обміну речовин та енергією їх між собою та іншими явищами природи». Він розглядав біогеоценоз як «внутрішню суперечливу діалектичну єдність, яка перебуває у постійному русі, розвитку» [7].

Варто нагадати, що Ю. Одум під «екосистемою» розуміє будь-яку одиницю (систему), яка включає в себе всі організми, що функціонують разом (біотичне угруповання) на даній території, і яка взаємодіє з фізичним середовищем так, що потік енергії створює чітко визначені біотичні структури та кругообіг речовин між живою і неживою частинами. Екосистема — головна функціональна одиниця в екології [4].

Принципової різниці між наведеними визначеннями немає. Вона полягає лише в розмірах об'єкта і в його структурі. Екосистема буває різних розмірів — від краплини води до біосфери, а біогеоценоз не може бути меншим за площу виявлення фітоценозу, тобто 10 x 10 м. Крім того, екосистема може мати структуру будь-якої складності за наявності в центрі організму чи угруповання, а біогеоценоз — це система, в якій спостерігаються взаємодія, конкуренція між організмами — наявність ценозу. Отже, поняття біогеоценозу є вужчим, обмеженим. Екосистема включає біогеоценоз [8]. Якщо природні біогеоценози є екосистемами, то, наприклад, урбоекосистеми біогеоценозами не будуть.

Тим часом в СРСР терміни «біогеоценоз» і «екосистема» тлумачилися як різні поняття. А деякі дослідники уточнювали, що біогеоценоз — це окремий випадок екосистеми, обмежений фітоценозом [9]. Праця Ю. Одума «Основи екології» була у нас невідома широкому колу науковців. Її видали лише в 1975 р. Втім, зрозуміло, що той же В.М. Сукачов добре орієнтувався в ситуації, оскільки мав змогу стежити за розвитком світової науки. Однак радянські екологи відмежовувалися від неї і називали себе «біогеоценологами», створюючи штучні, надумані бар'єри. Показове щодо цього висловлювання самого В.М. Сукачова: «Хоча термін «екологія» і дуже поширений за кордоном, а іноді застосовується і у нас, однак його недоцільно рекомендувати, оскільки він і за кордоном вживається у різному сенсі. Навіть у тому випадку, коли його розуміння близьке до розуміння біогеоценозу, воно з ним не тотожне» [7].

Разом з тим, екологія розвивалася швидкими темпами, завойовуючи визнання в системі природничих наук в усьому світі. Попит на неї формували реальні потреби світового суспільства, тому її проникнення в СРСР було закономірним. Тим більше, що тут загрозливо погіршувався стан довкілля. Для цього були свої історичні причини.

У повоєнний період в СРСР розгорнулась активна діяльність, спрямована на реалізацію грандіозних проектів перетворення природи. Вони передбачали глобальну меліорацію Полісся, зрошення чорноземів Півдня, будівництво електростанцій і затоплення заплави луків Дніпра. Біологічні (екологічні) аспекти при цьому ігнорувалися, бо вважалося, що проблеми охорони природи існують лише в капіталістичному світі. На таких науково-технічних концепціях готувалися тисячі фахівців різного профілю.

Тим часом екологічні проблеми загострилися в усьому світі. В 1972 р. ЮНЕСКО порушила питання екологічної освіти та виховання. З'явилася відповідна Програма ООН. Стокгольмська конференція з охорони навколишнього середовища прийняла рекомендації щодо розробки міжнародної програми з цих питань, і в 1975 р. вона була створена. Обговорювалися ці проблеми і в СРСР: у 1977 р. — у Тбілісі, а в 1987 р. — в Таллінні.