ТЕМА 23 ЧОВЕК, БИОСФЕРА И КОСМОС

Разглеждайки въпроса за произхода на живота на Земята, накратко споменахме биосферата, живата материя и нейните биогеохимични функции, открити от В.И. Вернадски. Тази тема включва по-подробно проучване на тези въпроси.

В продължение на много стотици човешки поколения човешкото взаимодействие с околната среда не е причинило забележими промени в биосферата, но през цялото това време се натрупват знания и сила. Постепенно, използвайки интелектуалното си превъзходство над другите представители на животинския свят, човекът обхваща с дейността си цялата горна обвивка на планетата - цялата биосфера. Тази дейност доведе до опитомяване на животни, до отглеждане на култивирани растения. Човекът започва да променя света около себе си и да създава за себе си нова, никога не съществувала на планетата, жива природа.

Под въздействието на човешкия труд, от момента на появата на човечеството, процесът на модификация на биосферата и нейният преход в ново качествено състояние започва и продължава с нарастващи темпове. Естествената наука познава по-ранни преходи на биосферата в качествено нови състояния, придружени от почти пълното й преструктуриране. Но този преход е нещо специално, несравнимо явление.

В системата на съвременния научен мироглед концепцията за биосферата заема ключово място в много науки. Развитието на доктрината за биосферата е неразривно свързано с името на В.И. Вернадски, въпреки че има доста дълга история, която започва с книгата на Ж.-Б. Ламарк "Хидрогеология" (1802), който съдържа едно от първите обосновки на идеята за влиянието на живите организми върху геоложките процеси. След това имаше грандиозното многотомно произведение на А. Хумболт „Космос“ (първата книга беше публикувана през 1845 г.), което събра много факти, потвърждаващи тезата за взаимодействието на живите организми с тези земни черупки, в които те проникват. Самият термин „биосфера“ е въведен за първи път в науката от немския геолог и палеонтолог Едуард Зюс, който под него е имал предвид независима, пресичаща се с другите сфера, в която животът съществува на Земята. Той определи биосферата като съвкупност от организми, ограничени в пространството и времето и живеещи на повърхността на Земята.

Но все още не е казано нищо за геоложката роля на биосферата, за нейната зависимост от планетарните фактори на Земята. За първи път идеята за геоложките функции на живата материя, идеята за съвкупността на целия органичен свят под формата на едно неделимо цяло е изразена от В.И. Вернадски. Неговата концепция еволюира постепенно, от първата студентска работа „За промяната в почвата на степите от гризачи“ (1884) до „Жива субстанция“ (ръкопис в началото на 20-те години), „Биосфера“ (1926), „Биогеохимични Есета “(1940), както и„ Химическата структура на биосферата на Земята “и„ Философски мисли на натуралиста “, върху които той работи през последните десетилетия от живота си - теоретичен резултат от работата на учен и мислител.

Представяне на концепцията жива материя тъй като съвкупността от всички живи организми на планетата, включително човека, по този начин Вернадски достигна качествено ново ниво на анализ на живота и живите същества - биосферата. Това даде възможност да се разбере животът като мощна геоложка сила на нашата планета, ефективно оформяща самото лице на Земята. Във функционално отношение живата материя се превърна във връзката, която свързва историята на химичните елементи с еволюцията на биосферата. Въвеждането на тази концепция също даде възможност да се постави и реши проблемът с механизмите на геоложката активност на живата материя, енергийните източници за това.

Подобна грандиозна трансформация на геосферата изисква огромни разходи за енергия. Неговият източник е биогеохимичната енергия на живата материя на биосферата, открита от Вернадски.

Биосфера - това е живата материя на планетата и инертната материя, трансформирана от нея (образувана без участието на живота). По този начин това не е биологично, геологично или географско понятие. Това е фундаментална концепция на биогеохимията, един от основните структурни компоненти на организацията на нашата планета и околоземното пространство, сферата, в която се извършват биоенергийните процеси и метаболизма благодарение на активността на живота.

Биосферният филм, който обгръща Земята, е много тънък. Днес е общоприето, че микробният живот в атмосферата протича на височина 20-22 км над земната повърхност, а наличието на живот в дълбоки океански окопи намалява тази граница до 8-11 км под морското равнище. Задълбочаването на живота в земната кора е много по-малко и са открити микроорганизми при дълбоко сондиране и във формационни води не по-дълбоки от 2-3 км. Но този най-тънък филм покрива абсолютно цялата Земя, като не оставя място на нашата планета (включително пустините и ледените простори на Арктика и Антарктика), където няма живот. Разбира се, количеството жива материя в различните области на биосферата е различно. Най-голямото му количество се намира в горните слоеве на литосферата (почвата), хидросферата и долните слоеве на атмосферата. Когато навлизаме по-дълбоко в земната кора, океана, по-високо в атмосферата, количеството жива материя намалява, но няма рязка граница между биосферата и земните черупки, които я заобикалят. И преди всичко, няма такава граница в атмосферата, която да направи биосферата затворена за цялото космическо излъчване, както и за енергията на Слънцето. По този начин биосферата е отворена за космоса, окъпана в потоци от космическа енергия. Обработвайки тази енергия, живата материя преобразува нашата планета. Самото формиране на биосферата, включително произхода на живота на Земята, е резултат от действието на тези космически сили, най-важният фактор за функционирането на биосферата.

Космическата радиация и преди всичко енергията на Слънцето имат постоянен ефект върху всички явления на Земята. Основателят на хелиобиологията А.Л. Чижевски се занимава особено с изследването на слънчево-земните отношения. Той отбеляза, че най-разнообразните и разнообразни явления на Земята - и химическите трансформации на земната кора и динамиката на самата планета и съставните й части, атмосферата, хидро - и литосферата - се случват под прякото влияние на Слънцето. Слънцето е основният (заедно с космическата радиация и енергията на радиоактивно разпадане в недрата на Земята) източник на енергия, причината за всичко на Земята - от лек бриз и растеж на растения до торнадо и урагани и умствена дейност на човека.

Връзката между циклите на слънчевата активност и процесите в биосферата е забелязана още през 18 век. Тогава английският астроном У. Хершел обърна внимание на връзката между добивите на пшеница и броя на слънчевите петна. НакраяXIX век професор от Одеския университет Ф.Н. Шведов, изучавайки разрез на ствола на вековна акация, установява, че дебелината на годишните пръстени се променя на всеки 11 години, сякаш повтаря цикличността на слънчевата активност.

Обобщавайки опита на предшествениците, А.Л. Чижевски предостави солидна научна основа за тези емпирични данни. Той вярваше, че слънцето диктува ритъма на повечето биологични процеси на Земята; когато върху него се образуват много петна, се появяват хромосферни изригвания и яркостта на короната се увеличава, на нашата планета избухват епидемии, растежът на дърветата се засилва, земеделските вредители и микроорганизмите - причинители на различни заболявания се размножават особено силно.

ЧОВЕК И КОСМОС

Първоначалната основа за съществуването на биосферата и биогеохимичните процеси, протичащи в нея, е астрономическото положение на нашата планета, преди всичко нейното разстояние от Слънцето и наклонът на земната ос към равнината на земната орбита. Това пространствено разположение на Земята определя основно климата на планетата, а последният от своя страна определя жизнения цикъл на всички организми, съществуващи на нея. Слънцето е основният източник на всички геоложки, химични и биологични процеси на нашата планета.

Днес по-голямата част от учените са единодушни в мнението, че човекът и човечеството са част от живата материя на нашата планета. Това означава, че хората също са изложени на космическа енергия и слънчева радиация. И така, човешкото тяло, подобно на организмите на други животни, се адаптира към ритмите на биогеосферата, предимно дневни (циркадни) и сезонни, свързани със смяната на сезоните.

Човешкият метаболизъм протича в циркаден ритъм, наследен от поколение на поколение. В момента се смята, че около четиридесет процеса в човешкото тяло са подложени на строг циркаден ритъм. Например още през 1931 г. се установява цикличността на функционирането на човешкия черен дроб. При хора, които водят нормален начин на живот и се хранят три пъти на ден, през първата половина на деня черният дроб отделя най-голямо количество жлъчка, което е необходимо за храносмилането на мазнини и протеини, изразходването на складирания гликоген и превръщането му в прости видове захар. Той се отказва от водата, образувайки много урея и натрупва мазнини. Следобед черният дроб започва да метаболизира захарите, като съхранява гликоген и вода. Клетъчният му обем се утроява.

На север най-високият процент на хемоглобин е установен при повечето анкетирани жители през летните месеци, а най-нисък през зимата и началото на пролетта.

Циклите на слънчевата активност оказват влияние и върху човешкия живот. И така, след обработка на материала за огнищата на рецидивираща треска в Европейска Русия от 1883 до 1917 г., както и данни за холерата в Русия от 1823 до 1923 г. и данни за активността на Слънцето, Чижевски стигна до заключението, че тези земни явления се случват синхронно с промени, настъпващи в различни слънчеви сфери. Въз основа на построените от него графики той прогнозира през 30-те години, че през 1960-1962 г. ще настъпи епидемично огнище на холера, което наистина се е случило в страните от Югоизточна Азия.

Фактът, че състоянието на слънчевата активност не е безразлично към живота на Земята, показва и увеличаването на броя на случаите на инфекция с краста през 1968 г. и неочаквано скочилият брой заболявания с енцефалит, пренасян от кърлежи и туларемия в горната част на максимален светски цикъл на слънчева активност през 1957 г. (въпреки факта, че както през последните години, ваксинацията на населението). Тук откриваме ясна връзка между човека и флората и фауната, при която всички жизнени цикли: болести, масови миграции, периоди на бързо размножаване на бозайници, насекоми, вируси - протичат синхронно с единадесетгодишните цикли на слънчевата активност, както и като редуване на гръмотевична буря и спокойно лятно време, по-голямо и по-малко растителна продукция и др.

Хематолозите стигнаха до извода, че през годините на максимална слънчева активност скоростта на коагулация на кръвта при здрави хора се удвоява и тъй като компенсаторната активност, по-специално способността на кръвта да не се съсирва, е депресирана при сърдечно-съдови пациенти с увеличаване на слънчевите петна, инфарктите и инсултите зачестяват.

Тези факти ни позволяват да говорим за влиянието на пространството върху физиологичните процеси в отделното човешко тяло. Но в същото време човекът е част от човечеството, социален организъм, който също се влияе от слънчевата активност. Чижевски се опита да установи връзката на единадесетгодишните слънчеви цикли с богатството на исторически събития през различни периоди от човешката история. В резултат на своя анализ той заключи, че максималната социална активност съвпада с максималната слънчева активност. Средните точки на хода на цикъла дават максималната масова активност на човечеството, изразяваща се в революции, въстания, войни, кампании, миграции, са началото на нови исторически епохи в историята на човечеството. В крайните точки на цикъла напрежението на универсалната човешка дейност от военен или политически характер се свежда до минималната граница, отстъпвайки място на творческата активност и придружено от общ спад на политическия и военен ентусиазъм, мир и спокойна творческа работа в областта на държавното строителство, науката и изкуството.

Тези идеи за връзката между космоса, човека и биосферата, представени от концепциите на Вернадски и Чижевски, са в основата на популярната хипотеза на Л.Н. Гумильов на страстен порив, който ражда нови етноси. Ключовата концепция на концепцията за етногенеза на Гумильов е страстност, което той определя като повишен стремеж към действие. Появата на тази черта при отделен човек е мутация, която засяга енергийните механизми на човешкото тяло. Страстен (носител на страст) става способен да абсорбира повече енергия от околната среда, отколкото е необходимо за нормалния му живот. Излишъкът от получената енергия се насочва от него към всяка област на човешката дейност, изборът на която се определя от конкретните исторически условия и наклонности на самия човек. Страстен може да стане велик завоевател (Александър Велики, Наполеон и др.) Или пътешественик (Марко Поло, А. Пржевалски и др.), Велик учен (А. Айнщайн, И. Гьоте и др.) Или религиозен извършител (Буда, Христос). Появата на свойството на страстността се инициира от някаква специфична рядка космическа радиация (страстни шокове се случват 2-3 пъти на хилядолетие). Носителите на страстността се появяват в зоната на следата от тази радиация - ивици с ширина 200 - 300 км, но до половината от обиколката на планетата. Ако няколко народа, живеещи в различни пейзажи, се окажат в зоната на това излъчване, те могат да станат ембрион на нов етнос. Смяната на етническите групи е процесът на световната история, причината за прогресивните промени в нея.