Фактори, що сприяють збільшенню популяції

Абіотичні

Параметри середовища (світло, вологість.температура, рН, концент­рація хімічних речовин і т. д.) відповідають зоні оптимуму виду

Біотичні Широка екологічна ніша

Висока репродуктивна здатність

Достатня кількість їжі

Захищеність від хижаків

І Стійкість до захворювань

Стійкість до паразитів

Здатність адаптуватися

до змін зовнішнього середовища

Наявність простору для розселення й можливість розширювати ареал

Фактори* що сприяютьзменшенню популяції

Абіотичні

Параметри середовища (світло, вологість.температура, рн, концент­рація хімічних речовин і т. д.) не відповідають зоні оптимуму виду

Біотичні

Вузька екологічна ніша [ Низька репродуктивна здатність

[ Нестача їжі

| Доступність для хижаків

[ Сприйнятливість до захворювань

Сприйнятливість до паразитів

Нездатність адаптуватися

до змін зовнішнього середовища

Обмеженість життєвого простору

\

сприяло ефективному перенесенню спор паразита від хворих рослин до здорових.

У цілому кількісний розвиток популяцій регулюється взаємодією комплексу як сприятливих, так і несприятливих фак­торів що спричиняють коливання чисельності популяції навколо певного середнього значення (рис. 2.10). Фактори, котрі сприя­ють зростанню популяції, зумовлені біологічним потенціалом даного виду. Фактори, які протидіють цьому процесові, зумовлені тиском середовища й біологічним тиском із боку інших попу­ляцій.

Питання, пов'язані з вивченням механізмів регуляції розвитку популяцій у біогеоценозах і ставленням видів до факторів середо­вища, розглядаються спеціальними розділами екології — відпо­відно популяційною та аутекологією.

§ 2.6.^/ Основні екологічні закони________________

Люди скоряються законам Природи, навіть коли діють проти них.

Й.-В. Гете,

видатний німецький поет,

мислитель,

природознавець (XVIII—XIX ст.)

98

Чисельність популяції

PucJUO Фактори, що визначають чисельність популяцій

Е

кологія — молода наука, й, мабуть, через це вона ще не сформулювала своїх законів з математич­ною чи фізичною точністю. Можливо, це буде зроблено пізніше. Поки що ж прийнято вважати, що екологічні закони - це серед-ньостатистичні прояви певних причиново зумовлених явищ. На думку відомого еколога Д. Чіраса, природа розвивається й функ­ціонує за чотирма основними принципами:

1) рециклічності, або повторного багаторазового використан­
ня найважливіших речовин;

2) постійного відновлення ресурсів;

3) консервативного споживання, коли живі істоти спожива­
ють лише те й у такій кількості, як їм необхідно;

4) популяційного контролю — природа не допускає вибухо­
подібного росту популяцій, регулюючи кількість особин того чи

99

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Гла в а 2

Біоеиопогія

іншого виду створенням відповідних умов для його існування та розмноження.

Більшість цих та інших екологічних принципів і законів вда­ло узагальнив американський еколог Б. Коммонер у 1974 p., звівши їх до чотирьох законів.

Закон перший: усе пов'язане з усім. Екологія розглядає біосферу нашої планети як складну систему з багатьма взаємо­пов'язаними елементами. Ці зв'язки реалізуються за принципами зворотного негативного зв'язку (згадаємо, наприклад, систему «хижак—жертва»), прямих зв'язків (в екосистемах «працюють» усі дії логічної алгебри — «або», «і», «не»), а також завдяки різно­манітним взаємодіям, що взаємовиключають одна одну. За раху­нок цих зв'язків формуються гармонійні системи кругообігу речовин та енергії. Будь-яке втручання в роботу збалансованого механізму біосфери викликає відповідь одразу за багатьма напря­мами, що робить прогнозування в екології надзвичайно складною справою.

Закон другий: усе має кудись діватися. На прикладі біоло­гічного кругообігу видно, як рештки й продукти життєдіяльності одних організмів є в природі джерелом існування для інших.

Людина поки ще не створила такого гармонійного кругообігу в своїй господарській діяльності. Будь-яке виробництво постійно «випускає» принаймні дві речі — необхідну продукцію й відходи. Відходи самі собою не зникають: вони нагромаджуються, знову втягуються в кругообіг речовин і призводять до непередбачених наслідків. Численні приклади таких наслідків розглядатимуться в гл. 4.

Закон третій: природа знає краще. «Живе складається з багатьох тисяч різноманітних органічних сполук, — пише Б. Ком­монер, — і часом здається, що принаймні деякі з них можуть бути поліпшені, якщо їх замінити якимось штучним варіантом при­родної субстанції». Третій закон екології стверджує, що штучне введення органічних речовин, які не існують у природі, а ство­рені людиною, але беруть участь у живій системі, швидше завдасть шкоди. Одним із найдивовижніших фактів у хімії живих речовин є те, що для будь-якої органічної субстанції, виробленої живими істотами, в природі є фермент, здатний цю субстанцію розкласти. Тому, коли людина синтезує нову органічну сполуку, яка за структурою значно відрізняється від природних речовин, цілком імовірно, що для неї немає розкладального ферменту, й

100

ця речовина «накопичуватиметься». Другий закон допомагає зрозуміти, які наслідки матиме таке накопичення.

Закон четвертий: ніщо не дається задарма. «Глобальна екосистема являє собою єдине ціле, в межах якого ніщо не може бути вигране або втрачене й яке не може бути об'єктом загально­го поліпшення: все, що вилучається з неї людською працею, має бути відшкодоване. Сплати за цим векселем не можна уникнути, її можна лише відстрочити», — пише Б. Коммонер. Четвертий закон стверджує: природні ресурси не нескінченні. Людина в процесі своєї діяльності нині бере у природи в «борг» частину її продукції, залишаючи під заставу ті відходи й ті забруднення, яким не може чи не хоче запобігти. Цей борг зростатиме доти, доки існування людства не опиниться під загрозою й люди спов­на не усвідомлять необхідність усунення негативних наслідків своєї діяльності. Це усунення потребуватиме дуже великих затрат, які й стануть сплатою цього боргу.

Про те, що людина вже встигла зачислити на цей свій раху­нок, ітиметься в наступних главах.

§ 2.7: j Ноосфера

Людина опинилася за кермом біосфери, не знаючи правил навігації... Ці правила — екологічні закони світу, закони, що керують життям на Землі, людина відмінити не може. Вона мусить їм підкоритись, аби вижити.

її. Фарб,

американський ентомолог, письменник — популяризатор науки

Гоява на Землі Розуму, носієм якого є Людина,

___ ^докорінно змінила хід еволюції біосфери.

Перехід від «нерозумної» форми живої матерії до Розуму був таким самим революційним стрибком, як і перехід від неживої матерії до живої.

Як же оцінювати цю подію — появу на Землі Розуму? Адже дехто з учених розглядає людину як своєрідну «помилку Приро­ди», хворобливе відхилення від «норми», що виникло на Землі випадково.

101

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава 2

Біоекологія

І І

Зовсім іншу думку обстоював В. І. Вернадський, який був пе­реконаний, що поява на Землі носія Розуму підготовлена всією її попередньою геологічною історією. «Людина, — писав він, — є геологічною силою більшого значення, ніж ми це собі уявляємо. 1 ця сила, створена всім попереднім життям, не може ні зникну­ти, ні повернути назад».

Але чому саме людина стала носієм Розуму? Чому не стали розумними, наприклад, мурашка чи слон? Пригадаймо, що пись-менники-фантасти населяють інші планети розумними квітами (К. Саймак), собаками (А. і Б. Стругацькі) чи навіть мислячим океаном протоплазми (С. Лем). Проте, на думку видатного пале­онтолога й письменника І. Єфремова, в земних умовах розумною могла стати лише людина. Цьому сприяли особливості будови її організму: великий складний мозок, пряме, вертикальне поло­ження тіла, наявність кінцівок двох типів — нижніх для пересу­вання (ніг) і верхніх (рук), здатних брати, утримувати й викорис­товувати різні предмети. Дуже важливо також, щоб голова мисля­чої істоти не слугувала знаряддям, не була обтяжена рогами, могутніми щелепами, які не дають розвинутися мозкові, — саме таку будову має голова людини. Тобто, як гадає І. Єфремов, основні особливості будови людини найбільше відповідають організмові, здатному стати розумним.

■ Еволюція людини.Коли ж і як саме людина виділилася з тва­ринного світу й стала людиною? Новітні наукові дані підтверджу­ють ідею Ч. Дарвіна про те, що найближчими нашими родичами є людиноподібні мавпи. Дослідження генетиків показали: нукле-отидні послідовності ядерної ДНК людини, шимпанзе й горили різняться менше ніж на 2 %. За біохімічними показниками крові найближчим нашим родичем слід вважати карликового шимпан­зе — бонобо, який у невеликих кількостях іще зберігся в тропіч­них лісах Конго. Бонобо за своїми анатомічними особливостями дуже близький до австралопітеків — людиноподібних мавп, решт­ки яких учені знаходять у східній частині Африки (Ефіопія, Танзанія). Жили ці примати приблизно 4—6 млн років тому. Об'єм їхнього мозку становив 400—600 см³, тобто менше від не­обхідного мінімуму для розумної істоти, який, на думку вчених, дорівнює 700—750 см³ (рис. 2.11). Проте ходили вони прямо, на нижніх кінцівках, будова їхньої стопи нічим не відрізнялася від людської і, цілком імовірно, вже вміли виготовляти й використо-

102

Рис. 2.11 Об'єми мозку людини (a) та шимпанзе (б)

вувати найпримітивніші кам'яні знаряддя — чоппери — поряд із палицями й кістками тварин.

Близько мільйона років тому з'явився особливий вид ссавця, який

у процесі свого розвитку мав стати Homo sapiens.

Людина багато в чому схожа на представників тваринного світу.

Протягом тисячоліть вона займає в біосфері нішу, схожу на ту,

котру займає будь-який інший ссавець.

Проте розвиток її мозку й інтелекту дав змогу їй оволодіти

вогнем, створити знаряддя праці, почати вести сільське

господарство й т. д. Поступово людина почала порушувати

континентальні екосистеми, змінювати пейзаж, ставати

господарем на Землі.

П. Агесе,французький еколог

Еволюцію далеких предків людини вивчено поки що недо­статньо. Антропологи вважають, що на зміну австралопітекам прийшли представники роду гомо, до якого належить і людина сучасного типу, а саме гомо габіліс (людина вміла), гомо еректус (людина прямоходяча), потім архантропи (синантроп і неандерта­лець). Проте, за сучасними даними, жоден із цих видів нашим прямим предком не був, зокрема й неандерталець, який таким довго вважався. Це бічні, тупикові гілки еволюції. Людина сучас­ного типу, кроманьйонець, з'явилася протягом останнього, вюрмського, зледеніння, як вважають, близько 30 тис. років тому. Ці люди практично нічим не відрізнялися від сучасних, але хто був їхнім безпосереднім предком — невідомо.

103

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава 2

Біоєкологія

І

Еволюція людини за своїми темпами й наслідками не має ана­логів серед інших представників тваринного світу. Наприклад, коню знадобилося 60 млн років для того, щоб стати тим, чим він є нині (його палеогеновий предок гіппаріон мав п'ятипалі кінцівки й розмір собаки). Як пише американський дослідник Е. Томас, «щось дивне й нереальне є у відтвореній картині, де тварина, котра лазила по деревах, за 3 мільйони років стала дво­ногою, зуміла створити машини, що плавають по воді, котяться по суходолу, літають у повітрі, в той час як її мляві кузени все ще стрибають із гілки на гілку».

Примати виділилися з тваринного світу завдяки своєму вели­кому мозкові та вертикальному положенню тіла. Але справжніми людьми вони стали тоді, коли виробили системи абстрактних понять — математику, релігію, живопис, музику. Головним кри­терієм розвитку людини є її здатність жити в світі ідеального — оцінювати прекрасне, відрізняти хибне від істинного, створювати абстракції. Не досягши цього стану, наші далекі предки були тільки проміжною ланкою між тваринами й людьми.

Деякі абстрактні поняття осягали ще неандертальці. Як свідчать археологічні розкопки, вони ховали своїх небіжчиків, ви­конуючи при цьому певні обряди (клали в могилу їхні особисті речі, прикрашали їх квітами), тобто в них уже існували якісь примітивні релігійні культи, зокрема віра в потойбічний світ. Що ж до кроманьйонців, то численні археологічні знахідки свідчать про те, що їм були доступні всі галузі абстрактних понять, відомі нам сьогодні. Вже 20—30 тис. років тому ці люди малювали пре­красні зображення (рис. 2.12) й цілі «картинні галереї» на стінах печер, вирізали з мамонтової кістки скульптурні зображення людей і тварин, склали досить досконалі місячні й сонячні кален­дарі, виконували складні релігійні ритуали. В них були навіть му­зичні інструменти ударного типу, виготовлені з кісток мамонта (знайдені, зокрема, археологами на стоянці прадавніх людей на території сучасного села Межиріч Черкаської області).

Еволюція людини незвичайна. На відміну від усіх інших організмів, людина не пристосовувалася до природи, а ніби відо­кремлювала себе від неї. Знаряддя праці, одяг, житло, вогонь — усе це прийоми, за допомогою яких вона відгороджується від довкілля, створює своє власне стабільне середовище. Зберігаючи своє внутрішнє середовище, людина в дедалі більших масштабах змінює середовище зовнішнє. Сьогодні, на жаль, обсяги цих змін такі, що вже стали загрожувати існуванню самої людини.

104

Антропологи й фізіологи помітили таку дивну особливість: потенційні можливості мозку людини набагато вищі за її фізіологічні потреби. Мозок людини досяг сучасного рівня склад­ності задовго до того, як виникли культура й цивілізація. Ось як

Рис. 2.12 Ревучий бізон. Мадлен, печера Альтамира. Іспанія

оцінює цей факт польський учений Т. Білецький: «Кінцевий результат еволюції гомінідів, розум сучасної людини, значно перевищує вимоги примітивного збирацького й мисливського способу життя та примітивної суспільної організації, що були характерними для гомінідів протягом майже всього плейстоцену; в цьому випадку наслідок абсолютно не відповідає причині». Складається враження, начебто еволюція людини заздалегідь «передбачала» майбутні потреби виду гомо сапієнс і наділила його таким «комп'ютером», який чомусь не використовується на повну силу, але, можливо, буде задіяний у майбутньому. За дея­кими оцінками, мозок сучасної людини реалізує лише близько 2 % своїх потенційних можливостей.

/05

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава 2

Біоекологія

Загальні уявлення про ноосферу.Людина в біосфері Землі виступила в ролі нової сили, нового фактора. Сьогодні людина вже оволоділа й продовжує оволодівати величезними силами при­роди, і це поставило перед нею найболючіше питання — про саму себе. Хто ж вона, людина, яке її місце в світі? Які її права та обов'язки перед Матір'ю-Природою й самою собою? Чи є межа цих прав? А якщо є, то де вона? «Людина вперше реально зрозуміла, — писав В. 1. Вернадський, — що вона — житель планети й може, повинна мислити й діяти в новому аспекті, не лише окремої осо­бини, сім'ї або роду, держав або їхніх союзів, а й у планетарному аспекті».

Нині складаються зовсім нові взаємовідносини в системі людина—біосфера. Земля, котра раніше здавалася людині нео­сяжною, безкраєю, величезною, сили якої викликали в неї благо­говійний трепет, були грізним нагадуванням про безсилість виду гомо сапієнс, сьогодні вже такою не уявляється. Хоча сліпі при­родні сили й нині не стали слабшими й час від часу нагадують про себе руйнівними землетрусами або іншими стихійними лиха­ми, могутність людини здається просто безмежною.

• За рахунок роботи тисяч радіо-, телестанцій, релейних ліній
та інших об'єктів Земля сьогодні випромінює енергії в радіодіапа­
зоні (на метрових хвилях) більше, ніж Сонце.

• Щороку людство лише в сільському господарстві перевер­
тає, перелопачує своїми плугами й культиваторами таку масу
грунту, яка в 200 разів більша, ніж маса піску, глини, мулу, що
виносяться в океан усіма річками Землі.

• Людство стало провокувати справжні землетруси — в
результаті підземних ядерних вибухів, а також будівництва вели­
ких водосховищ у сейсмічно небезпечних зонах.

• Сьогодні людина не лише використовує всі елементи таб­
лиці Менделєєва, а й створює нові, яких раніше не було на Землі,
наприклад плутоній.

• Усе добуте з надр Землі людина розсіює на поверхні, коло­
сально прискорюючи переміщення хімічних елементів у біосфері,
руйнуючи ті біохімічні цикли, які склалися протягом мільйонів
років.

• Запаси енергетичної сировини, металів та інші, які природа
накопичувала в своїх коморах протягом цілих геологічних
періодів, людина розтрачує за лічені десятиліття. Натомість вона

106

вносить у природу нові сполуки, здебільшого шкідливі для біо­сфери. На сьогодні за рахунок техногенної діяльності в біосферу потрапило вже близько 50 тис. нових хімічних речовин, не влас­тивих природі і, як правило, шкідливих для живих організмів.

Люди й далі продовжують діяти в тому самому напрямі, не усвідомлюючи очевидного факту: Земля, на якій вони розвинули­ся до сучасного рівня, — це маленька планета з обмеженими ре­сурсами й дуже вразливим режимом, і вона вимагає до себе тим обережнішого і дбайливішого ставлення, чим ширшими стають можливості людей порушувати цей режим.

В. І. Вернадський висунув тезу про те, що біосфера Землі за­кономірно й неминуче перейде в нову якість, стане ноосферою (від грец. ноос — розум). На його думку, людина перебере на себе керівництво всіма процесами в біосфері, спрямує її розвиток у потрібному для себе напрямі. На зміну «дикій» біосфері має прий­ти нова оболонка — ноосфера, тобто якісно новий стан біосфери, переробленої, перебудованої розумом людини та її працею.

Сьогодні можна констатувати, що біосфера справді різко змінюється під впливом технологічної діяльності людини, дедалі більше замінюється техносферою, в якій дехто з учених іще недавно схильний був убачати початок формування ноосфери, передбачуваної В. І. Вернадським. Проте сьогодні стало ясно, що наступ техносфери супроводжується такими змінами природного середовища, які вже почали загрожувати самому існуванню лю­дини на Землі. Відбувається прискорене руйнування основних, життєво важливих комірок біосфери, яке прогресує й уже здатне призвести до її повної деградації й загибелі, що автоматично означає загибель людства, оскільки люди не можуть існувати в іншому середовищі, ніж те, в якому вони з'явилися та існували. Отже, дедалі активніше рухаючи вперед «технічний прогрес», людство лише погіршує загальну ситуацію в біосфері й своє власне становище в ній.

У загальному вигляді закон ноосфери В. І. Вернадського дає відповідь на питання, в який бік спрямований соціально-екологічний процес: біосфера неминуче перетвориться на ноосферу, тобто сферу, де розум людини відіграватиме домінантну роль у розвитку системи людина—природа... Мрія й віра, звичайно, світла, але досить далека від реальності п недостатня ні як науковий прогноз, ні як визначення закону ноосфери, хоча сам закон, безперечно, справедливий. Він точний у тому розумінні, що в разі, якщо людство не почне розумно

107

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава 2

Біоекологія

регулювати свою чисельність і тиск на природу, зважаючи на її закони, біосфера в зміненому вигляді може зберегтися, але цивілізація, а не виключено — й вид гомо сапієнс, загинуть... Керуватимуть люди не природою, а передусім собою, й у цьому суть закону ноосфери

М. Ф. Реймерс,

видатний російський біолог, еколог

На думку деяких учених, серед причин цієї глобальної екологічної кризи, що насувається, головними є дві: надмірне зростання чисельності населення Землі й надмірне використання людиною основних природних ресурсів.

Ситуація ще більше ускладнюється тим, що до появи на Землі людини всі процеси в біосфері базувалися на використанні відновлюваних ресурсів. Сьогодні людство 90 % енергії для своїх потреб добуває з невідновлюваних джерел (спалює нафту, вугілля, газ тощо). Використання ресурсів цього типу спричиняє такі порушення в біосфері, з якими вона неспроможна боротися. Наприклад, у природи немає механізмів нейтралізації радіоактив­ного забруднення внаслідок діяльності АЕС. Не може природа також компенсувати шкоду, заподіяну будівництвом гідроелект­ростанцій, коли великі ділянки суші затоплюються водою.

Зруйновані людством біоти самі стають джерелом забруднен­ня природного середовища. Наприклад, через надмірне внесення в грунт мінеральних добрив і пестицидів порушуються склад і діяльність мікроорганізмів, що призводить до посиленого надход­ження в атмосферу метану й вуглекислого газу. З цієї ж причини, а також унаслідок швидкого знищення лісів біота континентів почала виділяти в атмосферу стільки СО₂, скільки його надходить туди ж від згоряння мінерального палива.

На жаль, мрія В. І. Вернадського про те, що людина може перебрати на себе керівництво всіма процесами в біосфері, спря­мувати їх у «розумне русло» сьогодні виглядає нереальною. Якщо ми хочемо створити систему для повного керування біосферою, вона має бути (за правилом Ешбі) складнішою від самої біосфе­ри. За підрахунками вчених, для цього всю поверхню Землі (разом з океанами!) довелося б укрити шаром ідеальних ком­п'ютерів розміром із бактерію з комірками пам'яті молекулярних розмірів і програмами, складнішими, ніж генетичні програми роз-

108

витку мільйонів видів живих істот! Звичайно, таке завдання не під силу людині. То чи є взагалі сенс ставити питання про керуван­ня всією біосферою?

Нам не можна забувати, що ми — частинка надзвичайно складної системи, єдиного біологічного комплексу, котрий об'єднує все — від планктону й лісів, що виробляють кисень, до землі й вод, що виробляють продукти харчування, незамінні ресурси яких доступні нам цілком завдяки діяльності й комах, і черв'яків, і бактерій — усіх непомітних істот, яких людина через своє неуцтво часто зневажає.

Ми живемо в домі, ім'я якому — біосфера. Але вона, своєю чергою, тільки мала частинка Великого Всесвіту. Наш дім лише зовсім маленька частинка неосяжного Космосу. І людина зобов'язана відчувати себе частинкою неосяжного Космосу. Вона повинна знати, що виникла не через чиюсь потойбічну волю, а в результаті розвитку, і, як апофеоз цього розвитку, вона знайшла Розум, здатний передбачати результати своїх дій і впливати на події, що відбуваються навколо неї, а відтак, і на те, що відбувається у Всесвіті! Вільний вибір має спиратися на світогляд, котрий формується досвідом багатьох поколінь. Людина повинна знати, що їй недоступно й заборонено, — в усі часи гонитва за ілюзіями, фантомами була однією з головних небезпек, які чигають на людину... Ці принципи — основа екологи, фундамент екологічного світогляду.

М. М. Моисеев

Ш «Біосфера-2».У 1991 р.група американських дослідників проводила експеримент, що дістав назву «Біосфера-2». В пустель­ному районі штату Аризона було споруджено комплекс ізольова­них від зовнішнього середовища приміщень зі скляним дахом істінами (ззовні надходила тільки сонячна енергія), в яких створе­но п'ять з'єднаних одна з одною екосистем: вологий тропічний ліс, савана, пустеля, болото й море (басейн завглибшки 8 м із живим кораловим рифом).

У «Біосферу-2» було переселено 3800 представників фауни й флори, причому основним критерієм добору їх була користь, яку вони могли приносити людям (споживатись як їжа, очищувати повітря, давати ліки та ін.).

У «Біосферу-2» було внесено й техносферу, що мала житлові та робочі приміщення, розраховані на вісім чоловік, спортзал,

109

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Гпава 2

Біоекологія

бібліотеку, город і численне технічне обладнання (дощувальні установки, насоси для циркуляції води й повітря, комп'ютер із безліччю датчиків, який мав вести моніторинг життєво важливих параметрів комплексу).

Метою експерименту, розрахованого на два роки, було ство­рення замкненої екосистеми, своєрідної міні-біосфери, яка б функціонувала на основі самозабезпечення й була незалежною від «Біосфери-1» (так автори називали «велику» біосферу, тобто біосферу Землі). В цю міні-біосферу мала б органічно увійти міні-техносфера з дослідниками.

Автори мріяли досягти штучно підтримуваного в системі го­меостазу, тобто стабільності, сталості основних життєво важливих параметрів (температури, вологості тощо). Відходи біоти однієї екосистеми мали слугувати ресурсами для іншої.

Проект був покликаний здійснити (хай і в невеликому мас­штабі) мрію В. І. Вернадського про перехід до керування люди­ною всіма процесами в біосфері.

Експеримент закінчився невдало: менш як за півроку дослідників евакуювали з «Біосфери-2» назад, до рідної «Біосфе­ри-1». Бажаного керування процесами та збалансованості техно-сфери й «Біосфери-2» досягти не змогли; більше того, основні параметри системи, зокрема вміст у повітрі вуглекислого газу, склад мікроорганізмів у грунті тощо, вийшли з-під контролю. Коли вміст СО₂ в повітрі досяг небезпечного для здоров'я людей рівня й ніякими способами знизити його не вдалося, експери­мент мусили припинити.

Крах експерименту «Біосфера-2» наочно показав, що повна збалансованість усіх процесів, кругообіг речовин та енергії, підтримання гомеостазу можливі лише в масштабах Землі, де ці процеси відпрацьовувалися протягом багатьох мільйонів років. І ніякі комп'ютери не спроможні перебрати на себе керівництво системою, складність якої набагато вища за їхню власну. Підтвер­дилася також справедливість принципу, сформульованого мате­матиком Дж. Нейманом: «Організація системи нижче від певно­го мінімального рівня призводить до погіршення її якості».

Отже, як усеосяжне керування «Біосферою-1», так і створен­ня штучних біосфер типу «Біосфери-2» сьогодні (й у найближчо­му майбутньому) не до снаги людині. Зусилля людства мають бути спрямовані на збереження нашої рідної біосфери — дуже

ПО

складної, збалансованої системи, стійкість якої нині порушується техносферою. Нам необхідно намагатися не «перебирати на себе керівництво біосферою», а діяти так, щоб «не заважати природі», яка, за законом Б. Коммонера, «знає краще».

§ 2.8. у Біорізнзманітність іїї збереження

Тварини й рослини — своєрідний барометр. Якщо раптово виявляється, що тварини п рослини зникають, то це поперед­ження: з екосистемою негаразд. Тому охорона тварин і рослин, за своєю суттю — охорона нас самих... Треба захищати їх, бо якщо підуть вони, підемо й ми.

Дж. Даррелл

к°

конвенція про біорізноманітність.Зникнення видів jm.X і деградація довкілля викликають дедалі більше занепокоєння не лише вчених-екологів. Кількісне й якісне зу­божіння біоти зазначають усі, хто хоч трохи стикається з дикою природою. Навіть не дуже спостережливі городяни помічають, що дедалі менше стає птахів, метеликів, риби, грибів, ягід, а пе­редмістя, куди вони виїжджають на відпочинок, з кожним роком втрачають свою привабливість.

На думку одного з провідних світових експертів-екологів Е. Уілсона, зменшення різноманітності живої природи — найзаг-розливіша серед змін довкілля, що відбуваються нині, бо це, мабуть, єдиний абсолютно необоротний процес. У кожної держа­ви є три основних надбання: матеріальне, культурне й біологічне. Що означають перші два — всім цілком зрозуміло, адже люди стикаються з ними в повсякденному житті. А ось надбання

біологічне...

Як уже повідомлялося в гл. 1, у 1992 р. у Ріо-де-Жанейро (Бразилія) відбулася Конференція ООН з питань довкілля й розвитку, в якій брали участь глави 179 держав світу. Це була найширша за числом учасників зустріч світових лідерів. До них приєдналися сотні інших офіційних осіб із громадських, урядо­вих, наукових, ділових та інших організацій — усього понад

НІ

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г л а в а 2

Біоекопогія

18 тис. представників і понад 400 тис. відвідувачів. Роботу Конфе­ренції висвітлювали 8 тис. журналістів.

Конференція ухвалила п'ять основних документів: Декларацію про довкілля й розвиток, Порядок денний XXI століття, Заяву про принципи управління, захисту й постійного розвитку всіх видів лісів, Рамкову конвенцію про зміну клімату та Конвенцію про біорізноманітність.

Конференція вперше оголосила збереження біорізноманіт-ності пріоритетним напрямом діяльності людства. В преамбулі Конвенції про біорізноманітність говориться:

1. Людство усвідомлює істинну цінність біологічної різно­
манітності, а також екологічне, генетичне, соціальне, економічне,
наукове, виховне, культурне, рекреаційне й естетичне значення
біорізноманітності та її компонентів.

2. Людство усвідомлює величезне значення біорізноманіт­
ності для еволюції й збереження систем біосфери, які підтриму­
ють життя.

3. Збереження біорізноманітності — спільна справа всього
людства.

4. Людство занепокоєне тим, що біорізноманітність істотно
зменшується в результаті деяких видів людської діяльності.

5. Необхідно передбачити можливість істотного скорочення
чи втрати біорізноманітності, відвернути небезпеку й усунути
причини цього.

Конвенцією про біорізноманітність було створено постійний орган, що визначає стратегію й системи конкретних правових, наукових, фінансових, технічних, технологічних та інших заходів зі збереження біорізноманітності, — Конференцію Сторін.

Конвенція засвідчила, що біорізноманітність — це поняття багатопланове, й виділила три його основних аспекти; генетична різноманітність, видова й екосистемна.

Конвенція зазначила також, що збереження біорізноманіт­ності пов'язане як із комплексними заходами для забезпечення виживання людства (ці питання розглядаються в розділі «Стра­тегія й тактика виживання людства»), так і з конкретними діями заради збереження біорізноманітності певного рівня — генетич­ної, видової, екосистемної.

112

Генетична біорізноманітність — це сукупність генофондів різних популяцій одного виду. Наприклад, популяції берегової ластівки на Поліссі, в Лісостепу й у Карпатах належать до одного виду. Про­те кожна з цих популяцій дещо відрізняється від інших. Це вид­но, якщо порівняти середню довжину крила в кожній популяції, особливості живлення, навіть поведінки. Втрата якої-небудь із популяцій неминуче зменшить генетичну різноманітність виду берегової ластівки в цілому.

Генетична різноманітність багато в чому пов'язана з тим, що різні популяції характеризуються неоднаковими співвідношення­ми домінантних і рецесивних алелей одного гена.

До проявів генетичної різноманітності належить також існу­вання в межах одного виду підвидів, рас, сортів, штамів, клонів, різновидів, форм тощо.

Наявність генетичної різноманітності доводить помилковість уявлень, нібито за збереження виду, наприклад у заповіднику, його винищення на решті територій не завдає шкоди біорізно­манітності. Насправді ж зберігається (причому умовно) тільки видова різноманітність, але генетична різноманітність змен­шується.

Видова біорізноманітність — це сукупність усіх видів, що населя­ють нашу планету, тобто загальний генофонд Землі. Зникнення будь-якого виду — непоправна втрата видової біорізноманіт­ності.

Протягом усієї історії розвитку біосфери нашої планети про­стежується тенденція збільшення кількості видів на Землі. Це збільшення не було стабільним, а характеризувалося періодами швидкого видоутворення, які чергувалися з періодами мінімаль­них змін видового багатства й періодами масового вимирання видів. Найбільше вимирання сталося наприкінці пермського періоду (близько 250 млн років тому), коли, як гадають учені, зникло 77—96 % видів морської флори й фауни тієї епохи.

Проте в цілому вимирання видів — такий самий природний процес, як і утворення їх. Проблема полягає у співвідношенні цих двох процесів. Видоутворення — повільний процес, який триває десятки тисяч, а іноді й мільйони років. Тоді, коли темпи видо­утворення відповідали темпам вимирання видів або перевищува­ли їх, видова різноманітність перебувала на постійному рівні або зростала. Вчені вважають, що саме цей процес переважав протя­гом минулих геологічних епох.

113

:■ ■ ■■.

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г л а в а 2

Біоекопогія

І

Сьогодні вченими описано близько 1,7 млн сучасних видів, із них порівняно добре вивчено приблизно 3 %. Відносно вивчени­ми вважаються 400—700 тис. видів, більш як половина залиша­ються практично невивченими — вони представлені тільки одиничними гербарними екземплярами, одиничними тушками, черепами, іншими рештками чи навіть одиничними описами. За оцінками спеціалістів, іще від 15 до 80 млн видів, які існують нині на планеті, людству поки що взагалі не відомі.

Стрімкий розвиток цивілізації не прискорив процесів видо­утворення, але інтенсифікував процеси вимирання видів. Це відбувається через руйнування місць проживання видів, надмірну економічну експлуатацію окремих видів (масовий відстріл тва­рин, хижацьке рибальство, вирубування комерційно цінних видів дерев тощо), конкуренцію з екзотичними видами «чужих» фаун і флор, екстенсивне нарощування масштабів сільськогосподарської діяльності (передусім вирубування лісів і розорювання під сільськогосподарські угіддя цілинних земель), глобальне техно­генне забруднення біосфери.

♦ За сучасними оцінками, сьогодні темпи вимирання видів під антропоген­ним пресом перевищують темпи природного вимирання в 100—1000 разів, і навіть якщо ці темпи залишаться на нинішньому рівні (а поки що вони наро­стають), через 50—100 років планета втратить від 25 до 50 % сучасної видо­вої різноманітності! Мільйони (а можливо, десятки мільйонів) видів можуть зникнути швидше, ніж людство дізнається про їхнє існування.

У 1948 р. при ООН було створено спеціальну Комісію з охо­рони видів рослин і тварин, що зникають, а з часом — Міжна­родну Червону книгу, куди заносяться дані про всі види рослин і тварин, які опинилися на межі вимирання. Ідея створення Чер­воної книги належить англійському зоологові П. Скотту. Міжна­родна Червона книга складається з кількох солідних томів. До неї внесено близько 300 видів і підвидів ссавців, близько 300 видів птахів, понад 100 видів плазунів, близько 40 видів земноводних, понад 250 видів вищих рослин. У Червоній книзі є також і «чор­ний список», куди заносять тварин і рослини, які зникли на пла­неті після 1600 р. Види, внесені до Червоної книги, підлягають обов'язковій міжнародній і державній охороні, вони є об'єктами численних міждержавних угод, договорів, наукових проектів.

114

З 1970 по 1999 р. кількість видів, яким загрожує повне вимиран­ня, зросла з 92 до 550.

На відміну від нас, тварини — не володарі свого майбутнього... Вони не можуть домагатися автономії, в них немає членів парламенту, котрих вони могли б закидати скаргами, вони не можуть навіть змусити свої профспілки оголосити страйк і вимагати ліпших умов. їхнє майбутнє, саме їхнє існування — в наших руках.

Дж. Даррелл

Сьогодні, крім Міжнародної Червоної книги, всі розвинені країни створюють національні Червоні книги. В Україні першу Червону книгу випущено в 1980 p., а через два роки ухвалено Закон про Червону книгу України, який закріпив її в статусі державного документа. В 1994 й 1996 р. Червону книгу України було перевидано вже у двох томах. Кількість видів, які в нашій країні опинилися перед загрозою зникнення, стрімко зростає. Наприклад, якщо в перше видання Червоної книги України було внесено 151 вид вищих рослин і 29 — ссавців, то в друге — вже 467 і 41 відповідно.

Екосистемна біорізноманітність— це сукупність екосистем пла­нети на всіх рівнях, починаючи з біогеоценотичного. Різноманітність елементарних екосистем планети — біогеоценозів — величезна. Найбільша цінність екосистемної різноманітності полягає в сукупності зв'язків між елементами екосистем — видами — та абіотичними факторами середовища. Вважають, що чим більше видове багатство екосистеми, тим вища її інформативність, тим краще збалансовані потоки речовини та енергії, тим злагод-женіше працюють механізми її саморегуляції.

Екосистеми планети — найуразливіший компонент біологіч­ної різноманітності. Навіть випадіння з екосистеми одного, дру­горядного стосовно продукції, виду порушує систему зв'язків, що складалася віками. А вилучення з екосистеми виду-домінанта дощенту руйнує її. Вирубуючи ліс, людина використовує для своїх потреб лише деякі органи одного, рідше — кількох видів (зазвичай стовбури однієї—п'яти деревних порід), але винищує при цьому сотні, а іноді й тисячі видів, супутніх домінантові.

Наприклад, навіть порівняно бідний на види біогеоценоз ялинника налічує в середньому кілька десятків видів вищих рослин, по кілька сотень видів бактерій, грибів, водоростей і без­хребетних тварин, мінімум кілька видів хребетних. Заготівля стов-

//5

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г л а в a 2

Біоекологія

бурів однієї тільки ялини на території експлуатованого біогеоце­нозу супроводжується загибеллю близько 1000 видів інших організмів.

Спробуйте уявити собі втрати, завдані біорізноманітності вирубуванням вологого тропічного лісу, де лише на одному дереві можна знайти аж 43 види мурашок, де на одному гектарі росте понад 700 видів деревних порід. Сьогодні територія, зайнята такими лісами, скоротилася більш як удвоє й продовжує скоро­чуватися на 1 % щороку. І це при тому, що у вологих тропічних лісах, за найобережнішими оцінками, неописаними (тобто невідомими науці) залишаються 80 % тварин і 30 % вищих рослин. Ці невідомі види не можна зберегти жодним іншим способом, окрім як зберігаючи екосистеми в цілому.

На відміну від видів, котрі часом можуть пристосуватися до антропогенного фактора, переселитися в штучні біогеоценози — агроценози, лісосмуги й лісопосадки, водосховища й ставки, природні екосистеми до людини не пристосовуються. Вони або остаточно деградують, або перетворюються на квазіприродні екосистеми.

Подібно до Червоної книги, сьогодні складаються списки рідкісних екосистем і тих, що зникають, а отже, потребують особливої охорони. Такі списки називають Зеленою книгою. Не викликає сумніву, що Зелена книга найближчим часом набуде статусу державного документа, як і Червона книга.

Я Збереження біорізноманітності — це складна, комплексна проблема. Вона пов'язана з цілою системою юридичних, науко­вих, організаційних, фінансових, етичних, виховних заходів, охоплює біорізноманітність на всіх її рівнях. Завдання щодо збереження біорізноманітності входять до глобальної концепції стратегії й тактики виживання людства. Це: • планування й збалансоване використання земельних ресурсів; • боротьба зі зменшенням площі лісів; • невиснажливе використання природ­них екосистем; • невиснажливе ведення сільського господарства; • зниження рівня техногенних забруднень води, грунту й повітря; • раціональне використання ресурсів моря та ін. Проте є й система специфічних заходів захисту. Це, передусім, запо­відна справа та біоконсервація.

Заповідна справа— це теорія й практика організації та збере­ження заповідних територій різних рангів. На заповідних тери­торіях охороняються як окремі носії біорізноманітності — попу-

116

ляції, види, екосистеми, так і середовище проживання в цілому. Ранг заповідної території визначається науковою значущістю об'єктів, що охороняються, та її площею. Серед заповідних тери­торій найвищий ранг мають заповідники й національні природні парки (табл. 2.2), потім — заказники й заповідно-мисливські гос­подарства, а також пам'ятки природи.