ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ3(124)’2012
МОСКВЕ — ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ •
ПАМЯТИ АКАДЕМИКА Г.А. ЗАВАРЗИНА •
ОСНОВА ГЛОБАЛЬНОГО ОПТИМ...
За городским электромобилем — будущее
Загрязнение воздуха автотранспортом — большая проблема Москвы.
Автомобили выбрасываю...
В.Л. ЗЕЛЬМАН
Свет в конце туннеля
Нейрореаниматологи
подают надежду
даже в безнадежных
случаях
АНТАРКТИДА: последний резер...
Памяти академика Г.А. Заварзина
In memory of academician G.A .Zavarzin
Е.А. Бонч-Осмоловская. Жизнь, отданная науке
E.A. B...
Book's patrol
1. Energy: its Use and the Enviroment. 2. Carbon Capture and Storage: Technologies, Policies,
Economics and ...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’20124
Г
еоргий Александрович родился в семье с очень
глубокими научными и культурны...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
5http://www.ecolife.ru
микроорганизмы», «Фенотипическая систематика бак-
терий — пространство логических возм...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’20126
трофные сероредуцирующие бактерии, анаэробные
гидрогеногенные карбоксидотрофы...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
7http://www.ecolife.ru
маться своими философскими трудами. Им написа-
на замечательная книга о С.Н. Виноградс...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’20128
В своей последней книге «Эволюция прокариотной биосферы. Микробы в круговорот...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
9http://www.ecolife.ru
I. Биосфера
1. Биосфера представляет самоподдерживающую-
ся экосистему, основанную на ...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’201210
VII. Ранняя эволюция биоты
1. Реальная эволюция ранней биосферы прослежи-
ва...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
11http://www.ecolife.ru
XV. Общие закономерности развития
микробного мира
1. Прокариоты отличаются от эукарио...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’201212
4. Представления о постоянстве микробиоты про-
шлого условны, хотя можно осн...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
13http://www.ecolife.ru
аридной зонах, будучи первичными продуцентами и
инициируя почвенный цикл органическог...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
К.М. Хайлов
доктор биологических наук, Севастополь
Д.М. Смолев
кандидат медицинских наук, Москва
dsmolev@yand...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
15http://www.ecolife.ru
Жилищный вопрос
Какой вопрос, какую проблему каждый взрослый че-
ловек, а современный...
πЛАНЕТА ИДЕЙ
ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’201216
медицинских показателей плотности временного пре-
бывания людей в больницах,...
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
3 2012
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

3 2012

7,383 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
7,383
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2,212
Actions
Shares
0
Downloads
5
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

3 2012

  1. 1. ЭКОЛОГИЯИЖИЗНЬ3(124)’2012 МОСКВЕ — ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ • ПАМЯТИ АКАДЕМИКА Г.А. ЗАВАРЗИНА • ОСНОВА ГЛОБАЛЬНОГО ОПТИМИЗМА • АРКТИЧЕСКИЕ РУБЕЖИ И АНТАРКТИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ • ВРЕМЯ «ВАЛИТЬ В РОССИЮ» • МУСОРОСЖИГАНИЕ БЕЗ ДИОКСИНОВ • ЗАПАС ПРОЧНОСТИ МИРА • ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И СТАБИЛЬНЫЙ КЛИМАТ • ЭКОТУРИЗМ • ПАЛЕОЛИТ С МОБИЛЬНИКОМ • НЕЙРОРЕАНИМАЦИЯ ВОЗМОЖНА • ВИТАМИН 23 марта — Всемирный метеорологический день В этот день в 1950 г. вступила в силу международная Конвенция об обмене метеонаблюдениями, благодаря чему и была создана Всемирная метеорологическая организация (ВМО). Основные ее задачи — улучшение метеорологических наблюдений, моделирование климата в целях уменьшения неопределенности, характерной для долгосрочных климатических прогнозов. ВМО оказывает помощь государствам в использовании данных о климате и сезонных прогнозах. МОСКВЕ — ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ • ПАМЯТИ АКАДЕМИКА Г.А. ЗАВАРЗИНА • ОСНОВА ГЛОБАЛЬНОГО ОПТИМИЗМА • АРКТИЧЕСКИЕ РУБЕЖИ И АНТАРКТИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ • ВРЕМЯ «ВАЛИТЬ В РОССИЮ» • МУСОРОСЖИГАНИЕ БЕЗ ДИОКСИНОВ • ЗАПАС ПРОЧНОСТИ МИРА • ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И СТАБИЛЬНЫЙ КЛИМАТ • ЭКОТУРИЗМ • ПАЛЕОЛИТ С МОБИЛЬНИКОМ • НЕЙРОРЕАНИМАЦИЯ ВОЗМОЖНА • ВИТАМИН cover.indd 1cover.indd 1 06.03.2012 21:43:4406.03.2012 21:43:44
  2. 2. За городским электромобилем — будущее Загрязнение воздуха автотранспортом — большая проблема Москвы. Автомобили выбрасывают в воздух до 90% всех загрязняющих веществ. Поэтому неотложная проблема столицы — развитие альтернативных экологически чистых видов транспорта, от метро до велосипеда. В ближайшей перспективе альтернативным видом транспорта должен стать электромобиль. Департамент природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы приступил к осуществлению программы «Экополис». В ней предусмотрено создание коммерческих автопарков электромобилей, а также необходимой зарядной инфраструктуры — на существующих комплексах АЗС, территориях ОПТ, парковочных площадках. Предполагается, что уже к концу 2012 г. будет создана сеть, где владельцы электромобилей смогут заправлять свой транспорт. В программу входят проекты популяризации электротранспорта, например, различные автопробеги с участием электромобилей. cover.indd 2cover.indd 2 06.03.2012 15:15:4006.03.2012 15:15:40
  3. 3. В.Л. ЗЕЛЬМАН Свет в конце туннеля Нейрореаниматологи подают надежду даже в безнадежных случаях АНТАРКТИДА: последний резерв человечества? Памяти академика Г.А. Заварзина Е.А. БОНЧ-ОСМОЛОВСКАЯ Жизнь, отданная науке Мегаполис vs экополис Наша «дорогая, золотая» столица Москва, задушенная автотранспор- том, чрезмерной техногенной и ан- тропогенной нагрузкой, созрела для кардинального решения экологиче- ских проблем. Историческое реше- ние о расширении границ Москвы существенно изменило концепцию экологической политики города. Об этом говорилось на коллегии Депар- тамента природопользования и охра- ны окружающей среды г. Москвы в феврале (отчет публикуется в настоя- щем номере). Руководители Департа- мента говорили о новой экологиче- ской политике, учитывающей миро- вые тренды, о создании комфортных условий проживания для москвичей не в перспективе, а уже сегодня. На коллегии прозвучали и высту- пления с критикой действий москов- ского правительства. Позиции Де- партамента и общественности часто не совпадают. Директор WWF России И. Честин говорил об отсутствии об- ратной связи: планы правительства города разрабатываются без обсужде- ния их с общественностью, без кон- сультаций с независимыми эксперта- ми. Представитель «Гринпис» России И. Блоков потребовал объявить мусо- росжигательные заводы в Москве вне закона. Б.А. Ревич в своем коммента- рии отметил, что существующая стена между природоохранными ведом- ствами и органами здравоохранения противоречит мировой практике. Пресса сделала материалы колле- гии общим достоянием, и это произ- вело эффект. Москвичи не склонны безоглядно поддерживать действия правительства, но также не во всем согласны с радикальной критикой. Экологически приемлемые методы уничтожения мусора анализируют Б.А. Адамович и А.Г. Дербичев («Мусоросжигание без диоксинов») и А.П.Портнова(«Профессионализм— гарантия безопасности МСЗ»). Москвичи могут внести свой вклад в улучшение городской жизни своим неравнодушием, активным участием и постоянным контролем за действи- ями местной власти по оздоровлению окружающей среды. Мегаполису Москва — экологическую устойчивость 54 4 24 84
  4. 4. Памяти академика Г.А. Заварзина In memory of academician G.A .Zavarzin Е.А. Бонч-Осмоловская. Жизнь, отданная науке E.A. Bonch-Osmolovskaya. A life devoted to a science 4 Эволюция биосферы есть эволюция экосистем Г.А. Заварзин: Жизнь функционирует и оказывает влияние на среду своего обитания. Biosphere’s evolution is evolution of ecosystems G.A. Zavarzin: Life is functioning and influencing on its environment. 8 К.М. Хайлов, Д.М. Смолев, А.В. Празукин. Здоровое обитание на Земле — основа глобального оптимизма K.M. Hajlov, D.M. Smolev, A.V. Prazukin. A Healthy Earth dwelling is a basis of global optimism 14 На полюсах планеты On Planet poles Освоение Севера: интеграция, риски и перспективы The North development: integration, risks and prospects 22 Антарктида: последний резерв человечества? И таковым она останется в обозримом будущем. Antarctica: last reserve of mankind? It will remain so in the foreseeable future. 24 Заметки полупостороннего Notes of a speculator О. Фиговский. «Валить в Россию» Научная общественность должна составить основную силу модернизации страны. O. Figovsky. «To leave for Russia» The scientific community should be the basic force of modernization of the country. 28 Агентство экоинноваций Agency of ecoinnovation Технологии, меняющие мир Technologies that will change the world 30 Б.А. Адамович, А.Г. Дербичев. Мусоросжигание без диоксинов МСЗ: быть или не быть? Вот в чем вопрос. B.A. Adamovich, A.G. Derbichev. Incineration without dioxins Incineration plant: To be or to not be? That is the question. 32 Новости «зеленого» кино News of «green» cinema 36 Е. Ким. Для чего нужны заповедники Первый закон об охране окружающей среды и дикой природы был принят в III веке до н. э. E. Kim. For what reserves are necessary The first law on environment and wild nature preservation has been accepted in III century BC. 38 О.В. Шидловская. Экология и музыкальное воспитание O.V. Shidlovskaya. Ecology and musical education 40 Книжный дозор: новинки 1. Энергия: ее использование и окружающая среда. 2. Технологии поглощения и хранения моноокиси углерода: законы, экономика и стратегии внедрения. 3. Электрохимические технологии хранения и преобразования энергии. 4. Мировая экономика эффективного использования ресурсов: законы об экоинновациях на службе «зеленой экономики». 5. Новое место Китая в мире в условиях кризиса. πЛАНЕТА ОБРАЗОВАНИЯ PLANET OF EDUCATION πЛАНЕТА ИННОВАЦИЙ PLANET OF INNOVATIONS πЛАНЕТА ИДЕЙ PLANET OF IDEAS Рекомендован Министерством образования РФ для образовательных учреждений в 2000 г. Содержание 3(124)’2012 Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и культурного наследия. Свидетельство ПИ № ФС77–18978 от 24.11.2004. №3(124)’2012 г. Выходит с 1996 г. Адрес редакции: 117648, Москва, а/я 28 тел./факс: (495) 319—0247, 319–9233 e-mail: ecolife21@gmail.com сайт в Интернете: http://www.ecolife.ru Сведения о публикациях входят в «Реферативный журнал» и базы данных ВИНИТИ и публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory». При перепечатке ссылка на журнал обязательна. Рукописи не возвращаются и не рецензируются. Подписано в печать 01.03.12 г. Формат 84х108 1/16. Усл. печ. л. 6. Тираж 21 600 экз. Отпечатано в ООО «ФИНТРЕКС» © АНО «ЖУРНАЛ «ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ» Издатель Автономная некоммерческая организация (АНО) «ЖУРНАЛ «ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ» Редколлегия Ж.И. Алферов, А.М. Амирханов, С.И. Барановский, Ю.В. Гуляев, Н.С. Касимов, В.М. Котляков, Дж. Лейнен (Германия), А. Луке (Испания), Н.Н. Марфенин, Б.М. Миркин, Н.Н. Михеев, В.М. Неронов, В. Пальц (Германия), И.Г. Поспелов, К. Рунге (Германия), А.А. Соловьянов, К. Тиссен (Германия), В.И. Трухин, О.Л. Фиговский, С.А. Шоба, Г.А. Ягодин, А.А. Ярошинская Главный редактор А.Л. Самсонов Ответственный секретарь В.И. Вальков Редактор Т.С. Репина Художественное оформление В.Е. Блохин Компьютерная верстка И.Г. Патрашкова Исполнительный директор В.Е. Блохин Связи с общественностью В.А. Колодина Сайт в Интернете С.А. Тягунов 3-2012-1.indd 23-2012-1.indd 2 06.03.2012 21:52:4106.03.2012 21:52:41
  5. 5. Book's patrol 1. Energy: its Use and the Enviroment. 2. Carbon Capture and Storage: Technologies, Policies, Economics and Implementation Strategies. 3. Electrochemical Technologies for Energy Storage and Conversion. 4. International Economics of Resource Efficiency: Eco-Innovation Policies for a Green Economy. 5. China's New Place in a World in Crisis. 42 Ашок Хосла. Запас прочности снижается, и мир должен изменить свое поведение Ashok Khosla. The world safety factor is decreasing, and the world should change its behaviour 44 В.А. Пронин, Е.П. Клименко, М.В. Пронина. Углекислота и парниковый эффект Ряд ученых связывают глобальное потепление с циклической деятельностью Солнца. V.A. Pronin, E.P. Klimenko. M.V. Pronina. Carbonic acid and a greenhouse effect A number of scientists connect global warming with the Sun cyclic activity. 49 Дэвид Бликли. Технология CCS — решение парниковой проблемы? David Blikli. Is CCS technology solving the greenhouse problem? 51 Мегаполису Москва — экологическую устойчивость В Департаменте природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы Ecological stability to Moscow megacity In Moscow Department of Natural Resources and Environmental Protection 54 Наши интервью Our interview Будут ли вода и воздух безусловно чистыми Необходимое послесловие к состоявшемуся разговору. Will there be water and air certainly clean Necessary afterword to a taken place conversation. 66 Анна Портнова: Профессионализм — гарантия безопасности МСЗ Anna Portnova: Professionalism is a guarantee of incineration plants safety 70 Е.М. Коростелев, Д.В. Севастьянов. Экологический туризм: уроки прошлого для будущего E.M. Korostelev, D.V. Sevastyanov. Ecotourism: lessons of the past for the future 72 Сол Шульман. Человек палеолита с мобильником Духовное состояние как основа жизни… аборигенов Австралии. Sol Schulman. Paleolithic man with a mobile phone Spiritual condition as a life basis of… Australia natives. 78 В.Л. Зельман. Свет в конце туннеля Нейрореаниматологи подают надежду даже в безнадежных случаях. V.L. Zelman. Light at the end of the tunnel Neyroresuscitators give a hope even in hopeless cases. 84 Витамин , или Нет добра без худа Витаминные препараты в отличие от лекарств поступают в продажу без испытаний Vitamin , or every silver lining has its cloud Unlike medicines vitamin preparations are marketed without tests. 90 Г ЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ GLOBAL PROBLEMS Table of Contents 3(124)’2012 Recommended for educational institutions by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation Published by the Independent non-commercial organization «Journal «Ecology and Life» Editorial Board Zh.I. Alferov, A.M. Amirkhanov, S.I. Baranovskiy, Yu.V. Gulyaev, N.S. Kassimov, V.M. Kotlyakov, J. Leinen (Germany), A. Luque (Spain), N.N. Marfenin, B.M. Mirkin, N.N. Mikheyev, V.M. Neronov, W. Palz (Germany), I.G. Pospelov, Ch. Runge (Germany), K. Thiessen (Germany), V.I. Trukhin, O.L. Figovskiy, S.A. Shoba, A.A. Soloviaynov, G.A. Yagodin, A.A. Yaroshinskaya Editor-in-chief A.L. Samsonov Executive secretary V.I. Val’kov Editor T.S. Repina Art design V.E. Blokhin Computer design I.G. Patrashkova Chief executive V.E. Blokhin PPR manager V.A. Kolodina Web site S.A. Tyagunov «Ecology and Life» has been published since 1996 Circulation — 21 600 copies Postal address: P. B. 28, Moscow, 117648, Russian Federation Tel./fax: +7 (495) 319—0247, 319–9233 e-mail: ecolife21@gmail.com Web site: http://www.ecolife.ru Refer to the journal when reprinting. Articles are not reviewed and returned. πЛАНЕТА ЛЮДЕЙ PLANET OF PEOPLE πЛАНЕТА ЗДОРОВЬЯ PLANET OF HEALTH
  6. 6. πЛАНЕТА ИДЕЙ ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’20124 Г еоргий Александрович родился в семье с очень глубокими научными и культурными традициями. Его дед, выдающийся микробиолог, академик Борис Лаврентьевич Исаченко, с 1937 по 1948 г. был директором Института микробиологии АН СССР. Мать Нина Борисовна — также микробиолог, ее прио- ритетные работы по вирусам одноклеточных водорос- лей до сих пор цитируются. Очень известным ученым был дядя с отцовской стороны академик Алексей Алексеевич Заварзин, петербургский цитолог. Отец же Александр Алексеевич Заварзин был архитектором, и его работы можно увидеть на улицах Москвы. Сде- лав выбор в пользу естественных наук, Георгий Алек- сандрович стал микробиологом, унаследовав, однако, от отца художественный вкус и точную руку. Будучи студентом кафедры микробиологии МГУ, Георгий Александрович в 1953 г. участвует в своей пер- вой экспедиции под руководством С.И. Кузнецова. По результатам этой экспедиции в журнале «Микро- биология» была опубликована его первая работа о нейстонных пленках водоемов дельты Волги. Эта и по- следующие ранние работы определили основные на- правления, развивавшиеся в течение всей его жизни, в частности, исследования структурированных ми- кробных сообществ. Руководителем кандидатской диссертации Георгия Александровича был А.А. Имшенецкий; эта работа была посвящена нитрифицирующим бактериям и на долгие годы определила интерес молодого ученого к литотрофным микроорганизмам, использующим не- органические источники энергии. В 1962 г. (Георгию Александровичу еще не было и тридцати) он становит- ся заведующим лабораторией литотрофных микроор- ганизмов. Объектами исследований поначалу являют- ся железо- и марганецокисляющие литотрофы, тионо- вые бактерии; постепенно возникает интерес к микро- организмам, использующим газообразные субстраты. Эта новая тема требовала не только смелости и зна- ний, но и очень сложной технической подготовки экс- периментов. И вот первая прорывная работа коллек- тива — открытие новой физиологической группы аэробных СО-окисляющих микроорганизмов. В этой же лаборатории впервые в Советском Союзе было начато изучение облигатно-анаэробных бакте- рий, отличающихся высокой чувствительностью к кислороду. Для этой работы в ИНМИ также создава- лось оригинальное оборудование по чертежам Г.А. За- варзина. Уже будучи заведующим лабораторией и доктором наук, Георгий Александрович продолжал работать экспериментально, облачившись в черный или синий (не белый) халат, и делал это необыкновен- но красиво и виртуозно. В эти же годы были изданы его замечательные книги, во многом опередившие свое время: «Литотрофные Жизнь, отданная науке В память о выдающемся микробиологе академике Георгии Александровиче Заварзине (1933—2011) в Институте микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН в Москве состоялось рас- ширенное заседание Ученого совета ИНМИ РАН. В фойе института была торжественно открыта мемориальная доска работы художников А.А. Белашова и Д.А. Ефремовой. В рамках заседания было заслушано два доклада. Первый из них, посвященный вкладу Г.А. Заварзина в россий- скую и мировую микробиологию, сделала его ученица, доктор биологических наук Е.А. Бонч- Осмоловская. Ниже мы приводим (в сокращении) ее выступление. Памяти академика Г.А. Заварзина Е.А. Бонч-Осмоловская Член-корреспондент АН СССР Г.А. Заварзин, 1976 г.
  7. 7. πЛАНЕТА ИДЕЙ 5http://www.ecolife.ru микроорганизмы», «Фенотипическая систематика бак- терий — пространство логических возможностей», обобщение работ лаборатории по микроорганизмам с газовым питанием. В 1973 г. Заварзин был удостоен пре- мии С.Н. Виноградского, а в 1976 г., т. е. в возрасте 43 лет, был избран членом-корреспондентом АН СССР. Одновременно с избранием в членкоры появилась его программная статья «Экстенсивная микробиоло- гия», своего рода манифест. В ней экстенсивная микро- биология, которая занимается изучением разнообразия микроорганизмов и систем трофических связей, суще- ствующих в сообществах микроорганизмов, противо- поставляется интенсивной микробиологии, которая, наоборот, изучает общие для разных микроорганизмов черты. Это основное направление потом развивалось Георгием Александровичем в течение всей его жизни. В конце 1970-х годов произошло слияние лаборато- рии с лабораторией фотосинтезирую- щих микроорганизмов. В новой лабо- ратории, которая стала называться лабораторией микробных сообществ, было начато исследование экстремо- фильных микроорганизмов. Следует отметить, что все эти новые направле- ния исследований (литотрофы, ан- аэробы, экстремофилы, микробные сообщества) на несколько лет опере- жали мировые тенденции. Благодаря предвидению Георгия Александровича образовывалась некоторая временная фора и удавалось делать приоритет- ные работы даже в условиях жесткой конкуренции с западным миром. Конечно, такие исследования обя- зательно были связаны с экспедиция- ми. Георгий Александрович во все экспедиции ездил сам, исследуя горя- чие источники Камчатки, соленые лагуны Сиваша, содовые озера Африки и Забайкалья, тундру Западной Сибири. Одной из первых ярких работ, сделанных в кальдере Узон на Камчатке, было культивирование термофильного цианобактериального мата в атмосфе- ре, имитирующей атмосферу докембрия, и преобразо- вание ее в современную атмосферу. Таким образом, было смоделировано создание современной атмосфе- ры Земли цианобактериями. Эти и другие работы вошли в замечательную книгу Г.А. Заварзина «Бакте- рии и состав атмосферы», ставшую настольной книгой для очень многих микробиологов, и она абсолютно актуальна до сих пор. За прошедшие десятилетия Георгием Александро- вичем и его сотрудниками были открыты новые мета- болические группы бактерий: экстремально термо- фильные водородокисляющие бактерии, литоавто- На фото (слева направо): академик Борис Лаврентьевич Иса- ченко; академик Алексей Алексеевич Заварзин; архитектор Александр Алек- сеевич Заварзин; Нина Борисовна Заварзина с сыном Георгием. Лаборатория литотрофных микроорганизмов, 1962 г.
  8. 8. πЛАНЕТА ИДЕЙ ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’20126 трофные сероредуцирующие бактерии, анаэробные гидрогеногенные карбоксидотрофы, термофильные железоредукторы, алкалофильные анаэробы, метано- гены, ацетогены. Первый психрофильный метанотроф также был открыт под руководством Георгия Алексан- дровича. Список представителей новых метаболиче- ских групп продолжает пополняться. Разнообразна также филогения этих микроорганизмов, все это новые таксоны, виды, роды, семейства, порядки. Таким об- разом, за годы работы Г.А. Заварзиным и его ученика- ми был внесен огромный вклад в познание микробно- го разнообразия. Их мировое лидерство в этой области признано микробиологами всего мира. В 1997 г. Г.А. Заварзин был избран в действительные члены Российской академии наук. В последние годы к направлениям работы коллек- тива, руководимого Г.А. Заварзиным, прибавилось еще несколько. Одно из них — бактериальная палеон- тология, развивающаяся в сотрудничестве с Институ- том палеонтологии РАН. Большой блок исследований, не имеющих аналогов в мире, посвящен алкалофиль- ным микробным сообществам. Еще одно направление исследований последних лет — изучение микро- организмов-омброфилов, растущих в ультрапресных водах верховых болот, малых озер и заболоченных лесов. Многие представители омброфилов были впер- вые выделены в чистые культуры. Эта работа также не имеет аналогов в мире ни по объекту, ни по целост- ности исследования экосистемы. И еще один пример из работ последних лет: изуче- ние микроорганизмов-ксилотрофов и процессов, иду- щих при разложении древесины. Продукты разложе- ния древесины через мембрану мигрируют в воду, и там на них развивается микробное сообщество, ко- торое и является предметом исследования. Все эти работы продолжались Георгием Александровичем буквально до последних дней жизни, и он продолжал одарять своих учеников и сотрудников новыми идея- ми, новыми объектами исследований. Под руководством Г.А. Заварзина защищено 20 кандидатских и 8 докторских диссертаций; от его от- дела отпочковались три самостоятельные дочерние лаборатории. Одновременно он в течение долгого вре- мени читал лекции студентам: на кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ и на кафедре ми- кробиологии биологического факультета МГУ. Эти лекции были изданы в виде двух учебников: «Введение в природоведческую микробиологию» и «Лекции по природоведческой микробиологии». В 90-е годы Г.А. Заварзин участвовал в делах госу- дарственного уровня — был заместителем председате- ля Госкомприроды. Его важнейшим детищем была Федеральная целевая научно-техническая программа «Глобальные изменения природной среды и климата», в рамках которой были исследованы потоки углерода на территории РФ, подведен баланс углерода. На основании этой работы сложилось сотрудничество Георгия Александровича с Пущинским институтом почвоведения, которое плодотворно продолжалось до последнего времени. Нельзя не отметить также широкомасштабную меж- дународную деятельность Г.А. Заварзина. Он был вице- президентом двух международных комиссий, членом еще трех советов и комиссий и ни к чему не относился формально, везде вкладывал в работу много сил и души. Георгий Александрович был человеком необычай- но высокой эрудиции и культуры, и его всегда интере- совали общефилософские вопросы, связанные с нау- кой. В 2000 г. он был удостоен стипендии для ученых для работы в Германии, где в библиотеке он мог зани- Академик Г.А. Заварзин, 2000-е годы. Г.А. Заварзин в экспедиции.
  9. 9. πЛАНЕТА ИДЕЙ 7http://www.ecolife.ru маться своими философскими трудами. Им написа- на замечательная книга о С.Н. Виноградском «Три жизни великого микробиолога», которая 20 лет ждала своего издания. Последняя книга Г.А. Заварзина явля- ется сборником статей, опубликованных в разное время и посвященных самым различным вопросам, которые его волновали, от философских вопросов биологии до политики и социологии. Георгий Александрович всегда был готов к консуль- тациям, к нему приезжали за советом ученые из других городов, иногда он сам выезжал в другие регионы, и его влияние на сообщество микробиологов было очень велико. Повторение одного и того же с неболь- шими вариациями было для него совершенно непри- емлемо, науку он воспринимал именно как поиск ис- тинно нового, все время искал новые объекты, новые подходы и новый взгляд на уже известное. И мы, его ученики, будем стараться сохранять эту традицию и относиться к своим замыслам, идеям и результатам так же строго и критично, как это сделал бы Георгий Александрович. Искать новое вместе с ним было ве- ликим счастьем. И мы бесконечно благодарны своему учителю за тот увлекательный мир настоящей науки, который он для нас открыл. В конце 70-х годов в президиуме АН СССР под руковод- ством академика Николая Николаевича Семенова был создан Научный совет по возобновляемым источникам энергии, включающим солнечную, геотермальную, ветро- вую, приливную и другие виды энергии. Г.А. Заварзин был руководителем секции биологической энергии. В этот период он создал в Институте микробиологии АН СССР сначала группу, а затем лабораторию микробиоло- гии антропогенных мест обитания. Наша лаборатория всегда работала в тесном контакте с технологами и инже- нерами. Георгий Александрович инициировал широкое развитие в СССР работ по получению из сельскохозяй- ственных и других органических отходов горючего газа метана. Работая в Совете по возобновляемым источникам энергии и будучи в тесном контакте с Госкомитетом по науке и технике, с Госкомприроды, ВАСХНИЛ и Мин- сельхозом, Георгий Александрович был ключевой фигу- рой в разработке Госпрограммы по развитию биогазовой промышленности в Советском Союзе. В результате выпол- нения этой программы к концу 1980-х годов были постро- ены по всей территории страны и работали более 20 про- мышленных биогазовых установок и заводов, соответ- ствующих мировому уровню. К сожалению, почти все они прекратили существование в 1990-е годы. Перед началом строительства района Марьино на юго-востоке Москвы наша лаборатория под руковод- ством Г.А. Заварзина проводила исследования и прини- мала участие в выборе оптимального метода рекульти- вации территории бывших полей фильтрации Курья- новской стации водоочистки. Он первым в нашей стране привлек внимание властей к проблеме полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО). Еще в 1980-х годах нашей лабораторией в сотрудничестве с другими организациями были выпол- нены пионерские работы по исследованию эмиссии в атмосферу метана с поверхности полигонов ТБО и раз- работаны биотехнологические методы ее уменьшения. Последний пример, который я хочу привести, относит- ся уже к совсем недавнему времени. Для проведения зимней Олимпиады-2014 в Сочинском регионе развер- нуты большие работы: оборудование горных трасс, стро- ительство новых спортивных сооружений, гостиниц, дорог и подъездных путей и т. п. При этом там необходи- мо сохранить уникальную природу. И вот под руковод- ством академика Николая Павловича Лаверова, вице- президента РАН, председателя Российского националь- ного комитета по содействию программе ООН по окру- жающей среде, советника Президента РФ по проблемам экологической безопасности, была организована неза- висимая экспертиза РАН для оценки состояния экологии в местах строительства олимпийских объектов. Г.А. Заварзин получил приглашение работать в этой комиссии. Это была очень интересная работа, которая включала оценку состояния дел с источниками питьевой воды, очисткой сточных вод, глубоководными выпусками очищенной и ливневой воды в море, сбором и утилиза- цией ТБО, предприятиями-загрязнителями, а также экс- пертизу проектов строительства новых очистных соору- жений. Выполненная небольшими силами РАН эксперти- за помогла решить ряд важных вопросов, связанных с охраной окружающей среды в Сочинском регионе. В част- ности, только благодаря давлению комиссии РАН было принято решение о строительстве локальных очистных сооружений в местах строительства олимпийских объек- тов, где на небольших площадях в вахтовых рабочих поселках сосредоточены сотни человек. Станции очистки сточных вод построены и успешно работают. На них реа- лизованы самые современные технологии очистки воды. Рассказывает А.Н. Кожевникова, доктор биологических наук, заведующая лабораторией микробиологии антропогенных мест обитания Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН:
  10. 10. πЛАНЕТА ИДЕЙ ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’20128 В своей последней книге «Эволюция прокариотной биосферы. Микробы в круговороте жизни. 120 лет спустя» (М.: МАКС Пресс, 2011) Г.А. Заварзин показал место микробов в общей системе природы с позиций современного естествознания. В своей трактовке понятия биосферы он позволил себе уклониться от обычной трактовки ее как области, где встречаются организмы, и ограничиться пониманием ее как области, где жизнь функционирует и оказывает влияние на среду своего обитания. Завершают книгу тезисы, первоначально сформулированные для семинара Г.И. Марчука в 2007 г., в котором участвовали небиологи, и поэтому им было необ- ходимо напомнить некоторые основные положения рассматриваемой области знания. Потом эти тезисы были дополнены. Эволюция биосферы есть эволюция экосистем Г.А. Заварзин: Жизнь функционирует и оказывает влияние на среду своего обитания
  11. 11. πЛАНЕТА ИДЕЙ 9http://www.ecolife.ru I. Биосфера 1. Биосфера представляет самоподдерживающую- ся экосистему, основанную на взаимодействии биоты и геосферы. 2. Биосфера находится внутри части геосферы — географической оболочки планеты. 3. Биосфера термодинамически обусловлена посту- плением энергии извне либо путем хемосинтеза, либо фотосинтеза в качестве первичной продукции органи- ческого углерода. 4. Первая биосфера была микробной, как показыва- ют наблюдения. 5. Как она возникла и что считать ее началом? 6. Как она развивалась и есть ли у нее конец или она продолжается до настоящего времени? 7. Началом биосферы следует считать появление первых организмов. 8. Предбиологическая эволюция не относится к истории биосферы. 9. Сумма химических компонент не представляет организма. 10. Организм есть самовоспроизводящаяся система, и он обладает свойствами, не присущими его компо- нентам. 11. Начало биосферы можно рассматривать как: а) возникновение Жизни на Земле; б) астробиологиче- ское внеземное происхождение жизни; в) появление жизни на Земле как датированное эмпирическое наблюдение. 12. Гипотеза астробиологического происхождения жизни подтверждается наблюдениями бактериоморф- ных тел в метеоритах и дает возможность прослежи- вать эволюцию биосферы с метеоритной бомбарди- ровки 3,9 млрд лет назад до настоящего времени. II. Виртуальная и реальная биосфера 1. Виртуальная эволюция микробной биосферы строилась на представлении об эволюции микробов от простого к сложному, от брожения к фотоавтотрофии. 2. Виртуальная эволюция микробов строится на ре- конструкции филогении по изменению генов. 3. Реальная эволюция ранней биосферы начала вы- ясняться с появлением бактериальной палеонтологии на основе геологической датировки событий. III. Система как целостность 1. Подобно тому как организм не есть сумма компо- нентов и тем более один компонент, биосфера пред- ставляет не сумму организмов, а систему взаимодей- ствующих компонентов. 2. Свойства системы не сводятся к свойствам ком- понентов, а она обладает новыми («эмерджентными») свойствами, возникающими из взаимодействия (свя- зей) между компонентами. 3. Система представляет новую целостность, кото- рую можно рассматривать как компонент (подсисте- му) большей системы. 4. Кооперативные отношения в сообществе предпо- лагают его совместимую с существованием целесо- образную структуру и не согласуются с конкуренцией («рынком») как единственным руководящим принци- пом образования. IV. Циклы 1. Самоподдержание биосферы основано на цикли- ческих механизмах, получивших название биогео- химических циклов. 2. Биогеохимические циклы катализируются мик- роорганизмами. 3. Циклы не могут осуществляться одним организ- мом, а требуют системы взаимодействующих разно- родных организмов. 4. Взаимодействие разнородных организмов осуществляется и рамках кооперативного сооб- щества. 5. Организмы, находящиеся в одном месте в одно время, необязательно образуют интегрированное со- общество с кооперативными связями. V. Цикл органического углерода 1. Ведущим циклом биосферы является цикл орга- нического углерода. 2. Цикл Сорг включает ветвь продукции из СО2 и ветвь деструкции до СО2. 3. С циклом Сорг сопряжены биогеохимические циклы других элементов. 4. Постоянство состава биомассы определяет коли- чественное сопряжение циклов биогенных элементов, проходящих через резервуар биомассы. VI. Эволюция как саморазвитие системы 1. Эволюция биосферы не сводится к эволюции биоты. 2. Эволюция географической оболочки зависит от внутренних причин теплового режима Земли и от внешних астрономических причин, прежде всего от Солнца, изменяющих состояние географической обо- лочки. 3. Геосфера для биоты ограничена географической оболочкой и как вмещающая система определяет воз- можности эволюции биоты. 4. Представление о «физиологии Земли» основано на преувеличении значения обратных связей в приро- де по сравнению с прямыми.
  12. 12. πЛАНЕТА ИДЕЙ ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’201210 VII. Ранняя эволюция биоты 1. Реальная эволюция ранней биосферы прослежи- вается на основе бактериальной палеонтологии. 2. Не всё, что выглядит как бактерия, является таковым вследствие ограниченности общего гео- метрического пространства форм для физических тел. 3. Не всё, где обнаруживаются бактерии, создано ими. VIII. Бактериальная палеонтология и палеомикробиология 1. Деятельность микробиоты оценивается по произ- водимым ею химическим изменениям. 2. Химическая деятельность микробиоты включает как прямой катализ реакций, так и опосредованное изменение среды обитания. 3. Геохимическая деятельность палеомикробио- ты фиксируется в сингенетичном минералообразо- вании. 4. Геохимическая деятельность палеомикробиоты прослеживается по изотопному составу продуктов жизнедеятельности в прямых биологических реакци- ях, в то время как опосредованные могут вести к оши- бочной интерпретации. IX. Приоритеты биогеохимии 1. Приоритеты микробной биогеохимии определя- ются масштабами, т. е. количеством вещества, вовле- ченного в процесс. 2. Крупномасштабные изменения ведут к биогеохи- мической сукцессии, составляющей основу эволюции биосферы. X. Этапы биогеохимической сукцессии от настоящего к прошлому 1. Доминирование кислород-углекислотного цикла с формированием кислородной атмосферы с 2,4 млрд лет в палеопротерозое. 2. Доминирование серного цикла при формирова- нии сульфатного океана. 3. Доминирование железного цикла при формиро- вании железистых кальцитов. 4. Достаточен ли дисбаланс в цикле органического углерода для обеспечения такой сукцессии? 5. Возможна ли предбиотическая эволюция гео- графической оболочки за счет фотохимических ре- акций? XI. Примат палеоботаники 1. Цикл органического углерода начинается авто- трофной фиксацией углекислоты. 2. Ствол эволюции биоты определяется последова- тельным возникновением сообществ новых продуцен- тов на морфологической основе: цианобактерий; фототрофных протист; водорослей и наземных растений; сосудистых растений с выходом в аэротоп. 3. Эволюция продуцентов сопряжена с эволюцией осмотрофных деструкторов в цикле органического углерода: анаэробных бактерий; аэробных бактерий; грибов. 4. Эволюция консументов производна от эволюции продуцентов. XII. Вечность микробной биосферы 1. Всё вновь возникающее должно быть совместимо с существующим. 2. Чтобы существовать, новое должно сохранить старое как функциональную структуру системы. 3. Новое может существовать, заняв функциональ- ную позицию старого. 4. Новое вписывается в старое. 5. Поскольку микробная система была первона- чальной, ее сохранение есть условие существования всех последующих биосфер. 6. Все мы вышли из циано-бактериального сооб- щества. 7. Эволюция биосферы протекает как аддитивный процесс, где настоящее налагается на сохраняемое прошлое. XIII. Границы биосферы 1. Геофизические границы биосферы определяются границами существования микробного мира, точнее, мира прокариот. 2. Усложнение по мере эволюции ведет к сужению границ существования в природе. 3. Представляет ли усложнение вырождение? XIV. Чего не могут микробы? 1. Прокариотное строение клетки несовместимо с фаготрофным питанием частицами. 2. Отсутствие эндопласта ограничивает транспорт диффузией. 3. Диффузия ограничивает размеры временем пере- носа. 4. Размеры ограничивают дифференциацию. 5. Ограничение дифференциации ограничивает усложнение.
  13. 13. πЛАНЕТА ИДЕЙ 11http://www.ecolife.ru XV. Общие закономерности развития микробного мира 1. Прокариоты отличаются от эукариот цитологиче- ским строением клетки. 2. Клетки эубактерий цитологически сходны при различии химического состава компонент. 3. Не следует ли из этого сходства, что не фило- гения, а функция создает пространство возмож- ностей? 4. Не представляет ли пространство возможностей более общие законы природы, чем случайности про- исхождения? XVI. Устойчивая прокариотная биосфера 1. Устойчивость понимается как существование в течение геологически длительного времени. 2. Устойчивость не может быть обеспечена исполь- зованием нерегенерируемого резервуара. 3. Как микробы создают устойчивую биосферу? XVII. Химическое разнообразие прокариот 1. Замкнутость химической системы означает, что конечный продукт превращений тот же, что первона- чальный субстрат: материальный баланс представляет цикл почти замкнутый; слово «почти» указывает на причину биогеохимической сукцессии. 2. Микробы получают энергию от окислительно- восстановительных реакций, достаточную для под- держания вида как специфического катализатора. 3. Катализируя окислительно-восстановительные реакции катаболизма, микробы поддерживают зам- кнутую систему реакций. XVIII. Устойчивость функциональной структуры микробного сообщества 1. Необходимость существования взаимодополняю- щих трофических функций определяет устойчивость существования не вида, а кооперативного сообще- ства. 2. Кооперация в микробном сообществе осущест- вляется путем химических взаимодействий, равноцен- ных для них трофической структуре сообщества. 3. Трофическая структура автономных микробных сообществ построена по единообразному принципу, служащему инвариантом для разных топических условий. XIX. Микробное сообщество как целостность 1. Единообразие трофической структуры позволя- ет предсказывать существование недостающих ком- понент. 2. Согласно правилу Виноградского, всё, что созда- ется биотой, должно ею же и разлагаться. Для каждого субстрата существует своя специфическая группа ор- ганизмов. 3. Как же образуются устойчивые органические вещества — от гумуса до керогена? XX. Кооперативное микробное сообщество 1. Биогеохимическая сукцессия есть условие адди- тивной эволюции. В аддитивной эволюции главным явлением представляется построение кооперативных сообществ с заполнением вакантных возможностей и с подчиненной ролью конкуренции как движущей силы субституитивной («дарвиновской») эволюции. 2. Кооперативные микробные сообщества пред- ставляют функционально значимые целостные ком- поненты экосистем. В сообществе действуют кол- лективные взаимодействия в популяциях, конку- ренция между популяциями, кооперация на уровне трофических и пространственных взаимоотноше- ний. 3. Кооперативные микробные сообщества по- строены по единому плану трофических взаимодей- ствий с полным использованием доступной энергии в каскаде реакций. Сообщество предполагает взаимо- действие и взаимозависимость, а не только общее местонахождение, обусловленное топическими фак- торами. 4. Кооперативные микробные сообщества целесо- образно конструируются из наличного числа видов микроорганизмов негенетическим путем привлечения извне функционально соответствующих видов с за- полнением возможных вакансий в структуре сооб- щества. 5. Кооперативное микробное сообщество вписыва- ется в экосистему, которая представляет негенетиче- ское образование, поскольку в ней участвует абиоген- ная «гео-» составляющая. XXI. Реликтовые микробные сообщества 1. Персистентность микробных сообществ позволя- ет выяснить их функциональную структуру там, где она не осложнена последующими наслоениями. 2. Персистентными сообществами являются ми- кробные сообщества экстремальных мест обитания, куда эукариоты проникли лишь как одиночные вто- ричные вселенцы. 3. Представления о биосфере прошлого на основе реликтовых микробных сообществ лишь ограниченно применимы к экосистемам палеопротерозоя и архея в связи с иным составом атмосферы и иной геохимией океана.
  14. 14. πЛАНЕТА ИДЕЙ ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’201212 4. Представления о постоянстве микробиоты про- шлого условны, хотя можно основываться на необхо- димости доминирующих функциональных групп в наиболее распространенных на данном этапе исто- рии ландшафтах. XXII. Эволюция биосферы есть эволюция экосистем 1. Кооперативное микробное сообщество вписыва- ется в экосистему, которая представляет негенетиче- ское образование, поскольку в ней участвует абиоген- ная «геосферная» составляющая. 2. Эволюция биосферы есть эволюция экосистем. Эволюция экосистем обусловлена эволюцией геогра- фической оболочки, выражающейся в эволюции ланд- шафтов, в геологическом прошлом отраженной в фа- циях. Ландшафты представляют мозаику обитаемой части географической оболочки. 3. Именно бактерии в таксономическом смысле, включая цианобактерии, ответственны за обустрой- ство планеты и создание на ней биосферы. Археи при всем разнообразии своих функциональных возмож- ностей не имеют способности к фотосинтезу, и их со- общества могут использовать лишь хемосинтетиче- скую первичную продукцию. Эукариоты как изна- чальные аэробы и генетические химеры могли вклю- читься в трофические цепи лишь относительно поздно, привнеся способность захвата для пищеварения твер- дых частиц. 4. Колыбелью жизни следует считать «нормальные», т. е. близкие к среднему, амфибиальные ландшафты, где при высокой продуктивности и высоком разнообразии возможна экспансия в наиболее распространенные ландшафты. Амфибиальные ландшафты сочетают части гидросферы, литосферы, атмосферы в пределах совместимого с биотой времени переноса веществ. 5. Время для обустройства планеты это поздний архей — палеопротерозой. Бактерии обустраивали прежде всего комфортные «нормальные» условия, в которых потом развивалась высокоорганизованная биота, перекрывая бактериальные экосистемы. Бакте- рии проникали в экстремальные места обитания, рас- пространяясь центробежно, а не с периферии области своего обитания. Экстремальные места обитания — рефугиумы микробных сообществ, а не их колыбель. Предвзятая идея об экстремофилах как первичных обитателях неуютной Земли не обоснована. Наиболее вероятные аналоги первопоселенцев — пионерские сообщества в нормальных условиях в нынешних авто- номных ландшафтах. 6. Вся жизнь происходит из воды. Она нуждается в капельно-жидкой воде как условии жизнедеятель- ности прокариот. Вода на Земле находится в состоя- нии гидрологического круговорота, включающего: атмосферный пар; пресную воду атмосферных осадков на субаэраль- ной поверхности; конечные водоемы стока, аккумулирующие раство- ренные соли и осадки и создающие водную поверх- ность для испарения водяного пара — океан в геогра- фическом смысле. Поступление воды в атмосферный цикл определя- ется испарением, пропорциональным субаэральной поверхности, температуре, обновлению поверхности ветром. Атмосферный цикл дополнен подземными во- дами, в которых наиболее существенным фактором служит их взаимодействие с океанической корой и ее гидротермами. 7. Атмосферный цикл предполагает пресную воду лужи и иных водоемов как первичную форму водной среды на субаэральном пространстве. Отсюда следует две возможности: субаквальная — жизнь распространялась из океана с подводными гидротермами как постоянно обвод- ненной, питаемой эндогенным притоком веществ и хемосинтезом как источником первичной продукции; субаэральная — жизнь развивалась в водоемах, на- ходящихся в контакте с атмосферой, получающей эк- зогенную энергию от Солнца с фотосинтезом как ис- точником первичной продукции. 8. Отсюда возможен вывод: жизнь пришла на по- верхность океана с поверхностными водами с суши. Жизнь пресных вод на суше хорошо изучена, но ни- когда не рассматривалась как первоначальная форма обитания из-за гипноза тезиса «жизнь пришла из моря», справедливого для позвоночных, но не для пер- вичных продуцентов в основании трофической пира- миды «цианобактерии — типичные пресноводные ор- ганизмы», которые могли вселиться в море через ам- фибиальные прибрежные ландшафты, аналогичные внутриконтинентальным соленым озерам. 9. Древний океан архея — раннего протерозоя отличался по своей гидрохимии от современного и был, скорее всего, бикарбонатно-сидеритовым, а не хлоридно-сульфатным по анионному составу. Суль- фатным океан стал одновременно с оксигенированием атмосферы. Само понятие океана как единой хорошо перемешанной водной массы для этого периода неяс- но, а возможна мозаика сообщающихся крупных во- доемов. 10. Пресноводные цианобактерии способны обра- зовывать покров на влажной поверхности глинистых равнин от ультрапресных дождевых с омброфилами до соленых такыров с галофилами, как в гумидной, как и
  15. 15. πЛАНЕТА ИДЕЙ 13http://www.ecolife.ru аридной зонах, будучи первичными продуцентами и инициируя почвенный цикл органического углерода. XXIII. Планета бактерий 1. Именно кооперативные бактериальные сообще- ства создали биосферу как обитаемую часть планеты. * * * На приводимой схеме показаны области естество- знания, которые послужат предметом нашего обсуж- дения. Левая часть относится к области генетики и биоло- гии клетки, определяющих биоразнообразие и функ- ционирование микроорганизмов. В правой части на- ходится иерархия природных систем, выходящих за пределы генетического подхода. Она начинается с со- общества, собранного из популяций разных видов ор- ганизмов, взаимодействующих между собой. Сообще- ство не объединено общей филогенией, а собрано из различных видов организмов, каждый из которых, ко- нечно, определяется своей генетикой, и сумма генетик всех членов сообщества может быть описана метагено- мом. Но сущность сообщества определяется коопера- цией филогенетически различных организмов, обе- спечивающей длительность существования сообще- ства как целостности. Следующая ступень иерархии ведет к вмещающей сообщество экосистеме, где присутствует абиогенная составляющая, не имеющая отношения к генетике. Экосистемы разного уровня составляют компоненты экосистемы наивысшего уровня — биосферы. Следующий шаг ведет нас, однако, к предмету, ко- торый вообще находится вне внимания биологов и воспринимается ими как данность — географической оболочке. Биосфера вложена в географическую обо- лочку, которая сложена из поверхностных слоев твер- дой оболочки Земли до области гипергенеза, ограни- ченной зоной проникновения вод гидрологического цикла, гидросферы, атмосферы. Географическая обо- лочка в свою очередь находится под воздействием внешних по отношению к ней факторов, которые имеют собственные закономерности развития во вре- мени и влияют на состояние географической оболоч- ки, не будучи постоянными в рассматриваемом мас- штабе времени. В центре разделения полей интересов биологов на- ходится организм. Генетика определяет разнообразие организмов, классифицируя их преимущественно по происхождению. В естественнонаучном аспекте наи- большее значение имеет функциональное разнообра- зие организмов, входящих как составные компоненты в биосферу как большую систему. Относительно но- вую линию представляет протеомика, ведущая от белка к функции и обратно от энзима к гену. Функциональ- ное разнообразие микроорганизмов прежде всего определяется набором специфических ферментов- катализаторов, затем морфологией. Далее имеется восходящий набор систем, в котором каждый нижний уровень служит компонентой для следующего: попу- ляция одного вида — сообщество из разных видов — экосистема — биосфера. Начиная с экосистемы, абиогенные компоненты играют все большую роль в нашем понимании мира. При этом не следует упускать, что разделение на уров- ни происходит только в нашем сознании, в то время как в природе существует целостность и все осущест- вляется «согласно природе Целого», говоря словами Марка Аврелия. В анализе этой системы генетика играет лишь подсобную роль, организм служит эле- ментом при рассмотрении взаимодействий в природ- ной системе. Если популяция и вид обусловлены генетическим наследованием, то кооперативное сообщество орга- низмов возникает не генетическим путем, а формиру- ется из функционально взаимодополняющих ком- понентов, прежде всего на основе пищевых взаимо- действий. В еще большей степени это связано с эко- системой, включающей абиогенные компоненты и отбирающей удовлетворяющее своим требованиям со- общество по топическим характеристикам и соответ- ствию биотопу. Сообщества в истории Земли эволюционировали, включая в себя новые компоненты. Экосистемы вхо- дят в биосферу как ее взаимодействующие части в рамках географической оболочки планеты, развивав- шейся во времени под действием экзогенных и эндо- генных факторов. Ее развитие удобно представлять себе как эволюцию ландшафтной оболочки, включаю- щей многие независимые от биоты факторы. Эволю- ция не может быть сведена к филогении биоты.
  16. 16. πЛАНЕТА ИДЕЙ К.М. Хайлов доктор биологических наук, Севастополь Д.М. Смолев кандидат медицинских наук, Москва dsmolev@yandex.ru А.В. Празукин кандидат биологических наук, Севастополь prazukin@mail.ru В первой части статьи речь шла о том, что биосфера, человечество и людское здоровье между собой связаны неразделимо, что изучать их в школах и университетах надо бы во взаимной связи. По отдельности и в терминах «внешних факторов» (как в учебниках) тоже можно, но затем надо собирать воедино, а в учебниках сборке не обучают. Да и «внешних факторов» слишком много. Жизнь и здоровье можно объяснить иначе и понятнее. Рассказ о том, как понимать здоровье и обитание «в сборке», уже был начат. Повторяться не будем, пойдем дальше. Окончание. Начало см. «ЭиЖ» № 2' 2012, с. 4–9. Здоровое обитание на Земле — основа глобального оптимизма 14
  17. 17. πЛАНЕТА ИДЕЙ 15http://www.ecolife.ru Жилищный вопрос Какой вопрос, какую проблему каждый взрослый че- ловек, а современный тем более, должен себе поста- вить и не откладывать решения? Это так называемый жилищный вопрос. Не абстрактный (сначала постро- им теорию, а потом займемся делом…), а самый из всех практический, без всяких теорий. И все же начнем не с практики, а с ее основания: из чего этот вопрос состоит? Для жизни необходимы жизненные основания — ресурсы. Из числа необходимых для жизни ресурсов три первичных и неизменно важных — объем (V) жиз- ненного, обитаемого пространства и площадь (S), за- нятая отдельным обитателем или их группой с общей массой (WΣ ). Общая масса должна быть не абстракт- ной, а конкретной, по размеру семьи. Например, кроме главы семьи есть пожилая мама, молодая жена и трое детей от 1 до 19 лет. Жилплощадь нужна, как ми- нимум, для шести человек (N). Тогда WΣ = N·w, где w — средняя масса человека в семье. Параметры V, S, WΣ и N аксиоматически приводят к самому главному практическому показателю — плотности обитания. Она может быть вычислена различным образом: 1) как количество обитателей на единицу площади или объе- ма помещения — N/S и N/V и 2) как общая телесная масса обитателей на единицу площади и/или объема помещения — W/S и W/V. Учтем, что человек, его физическое тело, начинает- ся с яйцеклетки, которая растет и занимает все боль- ший и больший объем жизненного пространства. Чис- ленные значения V и Wn (здесь нижний индекс n обо- значает любого отдельно взятого обитателя) приводят к выражению для плотности (ρ) живого тела: ρ = W/Vn ; здесь Vn — прижизненный объем организма вместе с тканевой водой и газовыми включениями. Приоб- ретя способность к передвижению, организм выходит во внешнее (надтелесное) пространство, Vn + k . В нашем случае это жилая комната, квартира, жилой дом (ниж- ний индекс n + k означает обитаемый объем группы живых тел). Отметим, что с физиологической точки зрения оценка плотности обитания в терминах N и S не явля- ется наилучшей и вот почему. Необходимый кислород любой организм потребляет из ближайшего обитаемо- го пространства и в него же выделяет метаболическую углекислоту; то и другое коррелирует с индивидуаль- ной массой тела, W. Поэтому физиологически пра- вильнее выражать плотность обитания не в терминах N и S, а физической плотности, ρ. Обиталища диких существ — это нора с его жиль- цом, улей с роем пчел, дом, в котором потомки живут с родителями. На уровне обиталищ появляется очень важное понятие — плотность обитания. Плотность обитания в любом жилище, природном или рукотвор- ном, можно записать как ρ = WΣ /Vn + k . Выходя из дома на работу, человек попадает в рабочее помещение, ко- торое входит в обитаемый объем еще более высокого порядка (в состав поселка, города) и т. д. Эти рассуждения необходимы здесь только для того, чтобы указать на очень простую истину, которая в учеб- никах биологии никогда не принимается во внимание и не объясняется: жизнь в последовательности своих этапов развертывается в иерархии расширяющихся оби- таемых пространств. Такой иерархический ряд имеет стандартную форму записи: Vn ⊂ Vn + 1 ⊂ Vn + 2 ⊂ Vn + k . Весь ряд обиталищ разного порядка (масштаба) венчает биосфера Земли. Примером геофизического формаль- ного описания иерархии косного тела Земли с локаль- ными очагами свободной энергии в них может служить работа [1]. Примеры описания фитосистем разного уровня организации с локальными очагами фотосинте- за в них можно найти в работах [2, 3]. Как жизненные функции живых существ, а соот- ветственно и здоровья, связаны с плотностью их оби- тания? Этот вопрос поставлен наукой давно и изучен на всех главных таксономических и экологических группах организмов от бактерий до высших млекопи- тающих и людей. Известно, что интенсивность мета- болизма и главных физиологических процессов у ми- кробов, растений и животных закономерно снижается (подавляется) с повышением плотности обитания. Одной из главных причин подавления, а отчасти и изменения метаболизма при повышении плотности поселения животных в клетках, вольерах, стойлах, людей в жилых и рабочих помещениях, в салонах и каютах на транспорте, в других помещениях, являет- ся стеснение двигательной активности и накопление в обитаемом объеме токсичных молекулярных продук- тов жизнедеятельности, прежде всего углекислого газа. Метаболической интоксикации сопутствует психоло- гическое напряжение, связанное с недостатком пло- щади свободного перемещения; все это вызывает раз- дражительность, переходящую в угнетенное состоя- ние. Если такие условия длительны, то повышается восприимчивость к заболеваниям. Именно поэтому люди вырабатывают для себя определенные нормати- вы плотности обитания. Диапазон обитания: от страны до квартиры в городе На протяжении тысячелетий люди путем проб и оши- бок подбирали для себя комфортные плотности обита- ния в жилых и рабочих помещениях разного типа и размера. К ним добавились проверенные на основе
  18. 18. πЛАНЕТА ИДЕЙ ЭКОЛОГИЯ И ЖИЗНЬ · 3(124)’201216 медицинских показателей плотности временного пре- бывания людей в больницах, санаториях, детских садах, яслях, зрителей в кинотеатрах и концертных залах, в салонах самолетов, автобусов и т. п. В резуль- тате появились стандартные нормативы — узаконен- ное, или общественно принятое, количество квадрат- ных метров площади (S) пола, приходящегося на одного обитателя: S/N м 2 /чел. Аналогичные нормати- вы были выработаны для одомашненных и хозяй- ственных животных. Заметим, что научные показатели плотности обитания полевых растений, животных и микроорганизмов принято выражать обратной дробью N/S особей/м 2 , или N/V. Однако начнем с людей, это нам как-то ближе… Люди, семьи, селятся в поселках и в городах. Об- ширные сведения демографии позволяют сравнить плотности обитания в диапазоне от целых стран до сельских домов, городских квартир и даже до детских комнат. В XVI веке плотность населения России со- ставляла 2,14 чел./км2 (простор), а концу XVIII века — 9,3 чел./км2 (тоже негусто). На демографических кар- тах России конца ХХ века средние плотности в поселе- ниях разного типа показаны от 200 до 1 чел./км2 . В конце ХХ века плотность населения в Бангладеш составляла 623, в Сингапуре — 4205, в Монако — 17 450 чел./км2 . Поскольку население мира уже превы- сило 7 млрд человек и будет повышаться дальше, плот- ности обитания в крупных городах и в мегаполисах будут, вероятно, еще выше, но предел неизбежно на- ступит и отток жителей превысит приток. От обитания в масштабе гига-, т. е. городов, можно спуститься до модного нынче нано- (невидимых бакте- риальных колоний на куске заплесневелого хлеба). Можно пойти и дальше, до масштабного ранга фемто-, где «обитают» колонии макромолекул (бел- ков, гликолипидов, сложных гуминовых кислот в по- чвах). Но вернемся к жилищам людей, хозяйственных и домашних животных. Живые макро- и мезообъекты людям гораздо важнее, чем разные нано-. В строительных и ветеринарных справочниках при- водятся официальные нормативы обитания и для большинства домашних и сельскохозяйственных жи- вотных: кур в курятниках, собак в вольерах, лошадей в конюшнях, овец, коров, коз, рыб и т. д. в предназна- ченных для них помещениях или выгородках. Напри- мер, на 1 м2 пола размещают 5 цесарок или 4 курицы- несушки. Площадь спальни на двух взрослых — 12 м2 , на двух детей до 7 лет — 10 м 2 . Понятно, что чем больше в помещении живой массы людей или животных, тем больший объем про- странства для жизни необходим. Однако это общее правило малоинформативно; важно знать, каков дол- жен быть объем обитаемого пространства Vn + k при любой данной массе «живого вещества» организмов. Эта зависимость хорошо изучена у всех основных групп живых существ от бактерий до высших млеко- питающих, включая людей. Она описывается (рис. 1) степенным уравнением из школьного курса математи- ки: Vn + k = а(WΣ) b , где b — коэффициент, показываю- щий угол наклона регрессии к абсциссе. Численное значение этого коэффициента служит главной чис- ленной характеристикой плотности обитания для дан- ного вида организмов или их групп. Обычно b>1. Из выражения Vn + k = f(WΣ ) выводится уравнение для объемной плотности обитания: ρ = a(Vn + k) –b ; здесь b<1. На основании этих данных вычислены плотности оби- тания для самых разных объектов. На рис. 2 показаны соотношения ρ и объема обитаемого пространства

×