же самое происходит и при выедании травы травоядными животными.
Подобных примеров бесконечное количество, поскольку вся природа — единое целое.
Из всего сказанного выше ясно, что судьба загрязняющих окружающую среду веществ часто непредсказуема. В одних случаях волею судеб они оказываются связанными и перестают проявлять свои токсические свойства. В других же случаях все происходит наоборот: попадая по воле человека в окружающую среду в казалось бы безвредных количествах, вредные вещества концентрируются и становятся опасными для живых организмов. В пищевой цепи происходит концентрирование некоторых веществ, в том числе и вредных. Это происходит вследствие накопления их организмами, поэтому его называют биологическим накоплением. Проиллюстрируем его суть примерами.
При активации и делении атомных ядер образуются радиоактивные осколки ядер — радионуклиды (нуклеос — ядро). Когда они проходят от одного звена пищевой цепи к другому, то постепенно накапливаются, концентрируются. Так, завод сливал в реку очень небольшие количества радиоактивных фосфора, йода, стронция и цезия. Все это делалось законно — специалисты считали, что такие количества (которые не превышали предельно допустимые концентрации по международным стандартам) не могут принести вреда рыбам и птицам. Но через некоторое время Комиссией по атомной энергии (дело было в США) было установлено, что в тканях рыб и птиц (питающихся рыбой) концентрация радионуклидов в тысячи раз превышала таковую в воде реки. Так, в яйцах гусей, которые гнездились на речных островах, концентрация радиоактивного фосфора оказалась в два миллиона раз выше, чем в речной воде. Надо ли говорить, что совершенно недостаточно использовать некоторые абстрактные предельно допустимые концентрации, не представляя себе продвижение вещества по пищевым цепям.
Описание пищевых цепей мы начали с применения ДДТ для очищения болота от комаров. Рассмотрим этот пример более детально. Распыляя ДДТ на болотах, специалисты полагали, что остатки его будут смываться и с водой уходить в реки и море. Но оказалось, что ядовитые остатки, которые находятся в детрите (разлагающемся органическом веществе), концентрируются в тканях животных (рыб и рыбоядных птиц). Эффективность накопления очень высокая: отношение содержания ДДТ в организме рыбоядного животного к содержанию его в воде достигает полумиллиона. Это отношение называется коэффициентом концентрации. Его измеряют в частях на миллион и обозначают как 1: млн. или млн.-1, то есть миллион в минус первой степени. Кстати, рыбы и птицы эффективно накапливают вещества благодаря своим значительным жировым отложениям. В них ДДТ и концентрируется. При этом накапливается практически любое вещество, которое впитывается (сорбируется) на частицах почвы и детрита. Затем оно растворяется в кишечнике и попадает в ткани организма животного. Для иллюстрации сказанного приведем численные значения, характеризующие накопление пестицида ДДТ в пищевой цепи.
Широкое применение ДДТ наделало (и продолжает делать) много бед. Были уничтожены целые популяции хищных птиц (скопы, сапсаны, пеликаны и др.), а также водных животных (например, крабов). Птицы очень чувствительны к ДДТ, а также к другим инсектицидам, которые являются углеводородами. Это обусловлено тем, что эти вещества приводят к снижению в крови птиц концентрации стероидных гормонов. А это, в свою очередь, нарушает образование скорлупы яиц. Последствия этого очевидны — птенец не может развиваться, поскольку яйцо лопается в самом начале высиживания. Получается, что отдельная птица, получившая определенную дозу (допустимую), сохранит свою жизнь. Но сообщество птиц, их популяция развиваться не может, поскольку птенцы вылупиться не могут. Так гибнет популяция. Человек тоже является хищником и поедает животных (в частности, рыб и птиц), которые концентрировали в себе вредные вещества. Но человеку повезло больше — пока пища из рыбы или птицы варится и обрабатывается, часть вредных веществ удаляется (но только часть!). Рыба в этом плане находится в более трудном положении — она поедает не только пищу (содержащую яд), но и пропускает через себя воду, выцеживая из нее яд.
Психология человека очень наглядно иллюстрируется примером с ДДТ. В развитых странах осознали, что он вреден, в конце концов, для человека, и запретили его применение. Но производство ДДТ продолжается, и он сбывается в другие страны, где его применение не запрещено. Не самоубийство ли это? Человек посылает яд соседу (за деньги), хотя должен бы знать, что последствий этого ему не избежать. Для воздуха и воды нет государственных границ. И расстояния на Земле крохотные. Так, пингвины в Антарктиде не могут высиживать птенцов, поскольку скорлупа яйца лопается — и это на идеально чистом материке! Где бы мы ни выбрасывали загрязнители, где бы мы ни спрятались на земном шаре, как бы мы ни прятали голову, подобно страусу, последствия этого мы испытаем на себе.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
В. И. Вернадский еще в 1926 г. писал, что «…все живое представляет неразрывное целое, закономерно связанное не только между собой, но и с окружающей средой биосферы. Но наши современные знания недостаточны для получения единой картины. Это дело будущего…»
Ясно, что если мы хотим понять сущность окружающего нас мира, мы должны рассматривать все вместе, как живое, так и неживое, в их взаимосвязи. Говоря о взаимосвязях, мы не должны ограничиваться только тем, что у нас под руками, близко. В сущности, взаимосвязано все, независимо от расстояний. Взаимосвязь осуществляется потоками энергии, вещества, информации. Главным источником жизни для Земли является самая близкая к Земле звезда — Солнце. Потоки солнечной энергии пронизывают все околосолнечное пространство (гелиосферу) и, естественно, все околоземное пространство (геосферу). Но имеются и другие, более удаленные источники энергии. Что касается вещества, то вещество Солнца также поступает в околоземное пространство и на Землю, но в малых количествах. Поэтому преобладает земное вещество, вещество, содержащееся в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли.
Но этим возможности взаимодействия не ограничиваются. Взаимодействие между частями живого вещества, а также между живым и неживым происходит через информационное поле, которое мы рассмотрим позднее.
Исходя из сказанного, следовало бы изучать взаимосвязи как всего живого между собой, так и живого с неживым сразу, одновременно во всей Вселенной, то есть наблюдая за всей сценой, где эта драма разыгрывается, то есть за всей Вселенной, и за тем, что в ней происходит. Но возможности человека ограничены. Поэтому мы вынуждены ограничиваться наблюдениями на отдельных местах этой сцены, а затем пытаться сконструировать общую картину, представление о том, что происходило на всей сцене одновременно. По этой причине (в силу ограниченности своих возможностей) специалисты изучают взаимосвязь между животным и растительным миром и окружающей средой на ограниченных пространствах (например, в озере, в пруду, в степи, в тундре и т. д.). Традиционно считается, что установления связей между животным и растительным миром, с одной стороны, и окружающей средой, с другой, и есть наука экология, дающая знания о «доме». Часто экологи так и говорят, исходя из размеров объектов своих исследований. Они говорят, что экологическим «домом» для рыбы является пруд, для оленя — тундра и т. д.
Но если говорить по существу, по сути, самому смыслу дома, то это неверно. Конечно, можно прожить всю жизнь в комнате коммунальной квартиры и считать ее своим домом, то есть считать, что вы зависите от условий в этой комнате. Но шум в соседних комнатах этой квартиры заставит вас усомниться в том, что эта комната и есть ваш дом. А когда вы останетесь без отопления, вам придется вспомнить и о теплоцентре, а значит и обо всем доме. Мы можем называть нашим экологическим домом то пространство, которое обеспечивает стабильность функционирования всего живого. Жизнь в пределах этого дома не должна зависеть от того, что происходит вне его. Но возможно ли это? Возможно только в одном случае — если мы расширим пределы дома на всю Вселенную. Говорить же о нашем земном доме можно, но только с очень большими, принципиальными оговорками. Суть их состоит в том, что наш земной экологический дом — это дом с открытыми дверями и окнами. Это должно обеспечить обмен энергией, веществом и информацией того, что внутри дома, с тем, что вне его.
Конечно, экологи, считая, что для рыбы домом является пруд, обходят эту трудность, оставляя открытыми двери и окна пруда. Они говорят, что экологическая система в пределах пруда является системой открытой, то есть системой, через границы которой происходит обмен энергией, веществом, информацией. Говоря этим языком, в пределах Земли не может быть закрытой (полностью автономной) экологической системы. Даже экологическая система, которая охватывает всю Землю (а это есть не что иное, как биосфера Земли), является системой открытой. Если бы мы попытались ее закрыть, то она не могла бы существовать ни одной минуты, так как прекратилось бы поступление энергии от Солнца, прекратилось бы взаимодействие биосферы с остальной Вселенной через информационное поле Вселенной. Все сказанное очень принципиально, и наши современные экологические проблемы вызваны главным образом неправильным представлением об окружающем нас мире. Человеку импонирует считать, что все или почти все происходит автономно, независимо друг от друга и, главное, что он, его действия, не зависят ни от чего, кроме его собственной воли. Что такое экологическая система, становится понятным уже из того, что мы приравняли ее биосфере Земли. Значит, экологическая система (экосистема) включает в себя живое (косное по В. И. Вернадскому) вещество и биокосное вещество. Изучить экосистему — значит установить процессы, протекающие в пределах системы, те взаимосвязи, которые там имеются. Конечно, можно определить систему и на сухом специальном языке: «Система — это упорядоченные взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое».