Действие физических факторов на особи, взаимоотношение этих особей в пределах одной популяции, наконец, взаимосвязь между популяциями, живущими на одной территории, приводят постепенно к рассмотрению отношений всей совокупности видов, населяющих целый биотоп.
Эти отношения очень быстро становятся столь запутанными, что больше не поддаются анализу. Поэтому синэкология приходит к необходимости рассматривать функционирование экосистемы в более широком масштабе, если можно так выразиться,— снаружи. Для этого она вводит понятие продуктивности. Оказывается полезным выяснить, как распределяются экосистемы на нашей планете. При этом нельзя упускать из виду, что все экосистемы взаимосвязаны и что в ряде отношений биосфера должна изучаться в целостном виде.
Даже краткий и очень неполный обзор основных понятий экологии позволяет составить представление о том огромном значении, которое уже приобрела эта очень молодая наука, доброй половине которой, например синэкологии, еще предстоит выработать основные понятия. Значение экологии проявляется как в теоретическом, так и в практическом аспектах.
Теоретическое значение экологии связано с тем, что с ее помощью наш взгляд на природу становится одновременно более широким и непосредственным. Этого не дают другие биологические науки. Экология— это наука о реально происходящем в природе. Именно в природных условиях должны преимущественно производиться как наблюдения, так и эксперименты эколога; это подчас трудно выполнимо, поскольку экспериментирование часто невозможно. В этом случае более или менее хорошей заменой может служить анализ самих процессов, происходящих в природе. Хотя лабораторные эксперименты, такие, как математическое моделирование, наблюдения за организмами при искусственном содержании, дают очень ценные сведения, они имеют лишь вспомогательное значение и служат для расшифровки отдельных деталей.
В качестве науки, охватывающей всю живую природу, экология вошла в тесный контакт с наиболее общими науками о природе. Почерпнув в них очень многое, она теперь приносит им пользу со своей стороны. Современная систематика уже не ограничивается одними анатомическими описаниями: наряду с морфологией экология того или иного вида составляет теперь неотъемлемую часть его описания. От экологии неотделима наука об эволюции живых существ. В самом деле, естественный отбору являющийся основным фактором в оценке наследственных изменений, представляет собой не что иное, как дифференцированное действие на генотипы совокупности экологических факторов. С некоторых пор палеонтологи стали интересоваться не столько строением ископаемых видов, сколько их образом жизни и теми экосистемами, которые они составляли. Эта задача, несомненно, очень трудна и выводы, конечно, очень элементарны. Однако в некоторых частных вопросах, например в геологии четвертичного периода, изучение ископаемой пыльцы (со всеми его следствиями) показывает, что палеоэкология вовсе не лишена рационального содержания.
Однако именно практические аспекты экологии угрожают в ближайшие десятилетия заслонить все прочие. Природа, которую изучает вся совокупность биологических наук, уже не та, какой она была в прошлом. Человек вырос в своем могуществе, природа уже не может стереть следы его деятельности. Уже давно власть человека над природой намного превосходит воздействие других видов, что указывает на то, что он уже не находится в равновесии с окружающей средой. Все происходит так, будто человек вселился в качестве иммигранта в благоприятную и еще совершенно девственную среду. В результате рост его численности все еще идет по экспоненциальному закону.
Этот все возрастающий рост народонаселения уже породил ряд нежелательных явлений, и нужно немногое, чтобы они привели к катастрофе. Человеку необходимо место, чтобы строить дома и города, дороги и фабрики и еще многое другое. В результате он по необходимости почти полностью уничтожил все живое на больших пространствах. Но самое важное состоит в том, что для миллиардов людей необходимо огромное количество пищи, которую всегда было нелегко добыть. И в будущем эта задача не станет проще.
Чтобы направить продуктивность природы в нужное человеку русло, необходимо было распахать огромные площади, большая часть которых до этого была занята лесами. В результате целая формация — лиственные леса умеренной зоны — оказалась на три четверти уничтоженной и это потому, что она занимала географический район, благоприятный для жизни человека. Еще хуже обстоит дело с тропическими лесами, так как их почва дает низкие урожаи и быстро теряет плодородие; тропические леса легко уязвимы, ибо представляют собой очень сложную экосистему, которой потребовалось много времени, чтобы достичь очень высокой продуктивности. В общем же культуры, возделываемые человеком, по своей продуктивности лишь незначительно превышают замещаемые ими природные формации, а зачастую даже уступают им. Не надо забывать, что биосфера — это неделимое целое. Из-за пониженной продуктивности одной среды обитания другие среды земного шара лишаются поступающих из нее веществ, и тем самым обедняется вся живая система суши.
В действительности лишь небольшая часть суши может быть превращена в рентабельную пашню, причем ее площадь нельзя увеличить быстро. Во всяком случае это увеличение идет гораздо медленнее, чем рост народонаселения. Это великолепно подметил еще Мальтус в начале прошлого века.
Научная несостоятельность мальтузианства доказана давно. Было установлено, что рост численности всех видов, в том числе служащих источником продуктов питания, до известного предела идет по экспоненте. В XX в. отношения между количеством пищи и ростом народонаселения намного усложнились, но они не могут быть сведены к формуле Мальтуса.
Многого ожидали от искусственных культур водорослей, способных вырабатывать сахара и белки, пригодные для питания человека. В некоторых странах, особенно в Японии, были проведены многочисленные исследования в этом направлении. В небольших по объему сосудах и при небольшой интенсивности света урожаи оказались очень высокими, но они быстро снижались, когда переходили к выращиванию культуры в больших баках при солнечном освещении. В этом случае продуктивность не превышала урожая обычных сельскохозяйственных культур. Культура водорослей, однако, может иметь вспомогательное значение в странах, испытывающих нехватку сельскохозяйственных угодий. Можно сказать, что количество пищи на Земле, даже при использовании всех возможных ресурсов суши и моря, никогда не может быть увеличено более чем в 10 раз, причем это максимальный показатель. Если учесть, что уже половина человечества недоедает, нетрудно сделать вывод, что оно стало слишком многочисленным.
Проблема питания имеет, очевидно, первостепенное значение но она не единственная. Все более актуальной становится также проблема загрязнения окружающей среды. Первоначально увеличением своей численности, а затем развитием цивилизации, которая становилась все более высокой, человек переполнил среду своего обитания, т. е. большую часть поверхности нашей планеты, вредными, а зачастую и токсичными отходами. Все их невозможно перечислить, ибо каждая группа потребовала бы отдельной книги. Укажем лишь некоторые, вызывающие особое беспокойство:
- промышленные отходы разного рода, отравляющие реки;
- не поддающиеся разложению моющие средства, часто образующие в реках толстый слой пены;
- мусор в столь больших количествах, что с ним не в состоянии справиться бактерии;
- инсектициды, ставшие теперь менее эффективными в результате образования стойких рас насекомых; накапливаясь в органах некоторых животных, они приобретают токсичный характер;
- нефтяные продукты, часто в больших количествах попадающие в океаны;
- отходы атомной промышленности и радиоактивные осадки от атомных взрывов; они особенно опасны в том отношении, что радиоактивные элементы могут концентрироваться в определенных органах.
Тревожно сознавать, что некоторые местные проблемы могут в скором времени приобрести глобальное значение. Промышленно развитые страны начинают испытывать недостаток чистой воды; в других странах ее не хватает для полива сельскохозяйственных культур. Промышленность потребляет все больше кислорода и выделяет все больше углекислого газа в результате массового сжигания каменного угля и углеводородов, длительное время скапливавшихся в земной коре. Одновременно сокращаются размеры важнейших районов первичной продуктивности, совершающие в мировом масштабе обратное превращение веществ: ради получения скромного эффекта вырубаются леса, осушаются эстуарии и болота, в результате уничтожения растительности обедняются большие территории, обширные морские акватории подвергаются отравлению нефтепродуктами.
Над крупными городами меняется состав атмосферы. Эти изменения вскоре могут распространиться на всю планету. Уже подвергается обсуждению вопрос, какое влияние на климат может оказать прозрачность атмосферы для солнечной радиации. К катастрофе одинаково может привести как потепление, так и охлаждение Земли, поскольку термическое равновесие нашей планеты весьма чувствительно.
Подобная перспектива должна заставить человека задуматься об этих реальных угрозах, ограничить развитие промышленности в пределах необходимого и сделать ее «чистой», а также разумно ограничить рост своей собственной численности. Все это нужно сделать заранее. Стоит ли дожидаться, когда в результате перенаселения и истребления наступит естественное равновесие, как это происходит у мелких грызунов? Задумаемся, что бы означал для человечества подобный процесс! К сожалению, мы живем еще представлениями эпохи палеолита и наше сознание еще недостаточно созрело, чтобы мыслить достойными понятиями — человечество и Земля вместо «наш народ» и «наша территория».
В ожидании того, что подобное сознание придет — а надо надеяться, что оно придет под давлением дальнейших событий,— экология должна выиграть для человечества время. Этого можно достичь, изучая экосистемы земного шара, изыскивая способы их лучшего использования без разрушения, а также увеличения продукции и борьбы с загрязнением. Предстоит огромная, полезная и интересная работа. Надо надеяться, что каждый осознает ее значение.
Рано или поздно человек должен будет задуматься об ограничении своей численности. Желательно, чтобы это произошло до того, как он истребит на Земле все, за исключением самого себя, и превратит мир в обширный «человечник». Суверенностью можно сказать, что в этом «человеческом зоопарке» сам человек будет сильно страдать. Впрочем, его страдания уже начались. Гораздо лучше поделиться местом на нашей планете с другими видами, обитающими в природной среде, общение с которыми позволяет нам время от времени изменять образ жизни, отвлекаясь от привычных забот. В промышленно развитых странах уже растет общественное мнение в пользу создания охранных зон, свободных от индустриализации и урбанизации и сохраняющих естественную флору и фауну. Эти первые шаги обнадеживают. Будем надеяться, что этот почин — начало осознания подлинно гармоничных отношений между человеком и природой, которая пока еще его окружает.