Основные моменты истории биосферы

Б. В. Поярков

История биосферы относится к тем фундаментальным знаниям, к которым можно подходить по-разному. Во-первых, рассматривать их как цель, постоянно расширяя область знаемого за счет сферы незнания. Во-вторых, подходить к этим фундаментальным знаниям, как средству построения новой деятельности. Последний подход лежит в основе выдвинутого В. Д. Шадриковым принципа фундирования знаний при преобразовании работы педагогических вузов. Именно с этих позиций автор и стремился рассмотреть историю биосферы, выбрать из этой обширнейшей области фундаментальных знаний то, что может помочь нам в построении деятельности, направленной на преодоление экологического кризиса.

Выполнению поставленной задачи способствовало то, что автор, будучи палеонтологом - стратиграфом по первой своей профессии, принимал в течение 25 лет непосредственное участие в исследованиях, связанных с познанием тех или иных сторон истории нашей планеты, т. е. непосредственно "изнутри" знаком с этой областью знаний. Систематизации накопленных данных помогло и то, что на протяжении ряда лет я читал курс "Историческая геология" на геофизическом факультете Дальневосточного государственного университета. Увидеть в истории биосферы те принципы, которыми важно руководствоваться при построении деятельности, мне помогло то, что последние 25 лет я занимался на Дальнем Востоке и в Ярославской области решением региональных проблем природопользования. Этот опыт моей второй профессии обобщен в двух спецкурсах ("Историко-социальные аспекты регионального природопользования" и "Экологическая безопасность и государственное управление"), которые я читаю уже несколько лет в Институте государственного и муниципального управления. Иными словами непосредственно сталкиваюсь с той деятельностью, для построения которой так необходимы результаты обобщения фундаментальных знаний по истории биосферы нашей Земли. Все это помогло мне выделить в истории биосферы те основные моменты, которые, с моей точки зрения, наиболее важны для построения деятельности в наши дни. Результаты такого анализа излагаются в данной статье.

В настоящее время на основе данных абсолютной геохронологии считают, что наша Земля как планета сформировалась 4,6 - 4,7 млрд. лет тому назад. В самом начале каменное тело планеты слагалось протопланетным веществом, близким по своему химическому и минеральному составу метеоритам. О степени однородности этого тела в те далекие времена нет единого мнения. Одни считают его гомогенным (однородным), другие и в их числе А. П. Виноградов (1967 и др.), предполагают, что ему были присущи первичные неоднородности. Очень рано обособилось ядро планеты и облегающая его мантия, в строении которой тоже допускаются первичные неоднородности. Внешние оболочки нашей планеты (земная кора, гидросфера, атмосфера) появились позже в результате дифференциации и дегазации первичного вещества мантии. В этих процессах существенную роль играл механизм, названный А. П. Виноградовым (1967) зонной плавкой. В результате зонной плавки вещества первичной мантии образовались легкоплавкие компоненты базальтового слоя земной коры, а летучие - сформировали первичную гидросферу и первичную атмосферу. На стыке этих трех оболочек возник внешний круговорот воды. Пространство, занятое этим внешним круговоротом воды, А. А. Григорьев назвал в 1932 г. географической оболочкой Земли.

Наличие в географической оболочке Земли воды в жидкой фазе предопределило возможность развития живых организмов. Наиболее древние остатки живых организмов, из известных нам, установлены в горных породах, которые сформировались примерно 3,5 - 3,9 млрд. лет тому назад. Эти окаменелые остатки древнейших живых организмов, названы микро-фоссилиями. Относятся они к цианобактериям. Принципиально важно, что и в метеоритах, возраст которых более 4,5 млрд. лет, нашли бактериоморфные формы весьма похожие на микрофоссилии цианобактерий (Заварзин, 1999 и др.). Эти данные свидетельствуют, что примитивные формы живых организмов были распространены во Вселенной и за пределами нашей планеты. Однако, те живые организмы, которые сейчас нас окружают, произошли в результате развития первичных форм жизни в земных условиях.

С появлением первых организмов в географической оболочке нашей планеты началось формирование биосферы, т. е. в географической оболочке обособилось пространство, осваиваемое живыми организмами. Постепенно биосфера (сфера жизни) будет расширять свои границы, пока не охватит всю географическую оболочку.

Цианобактерии относятся к прокариотам. Они в те далекие времена были основными продуцентами, т. е. теми, кто создает первичную массу органики из неорганических веществ в результате фотохимических и других реакций. Возможно, что в начале биогеохимические процессы в биосфере были не замкнуты. Однако ограниченность биогенных веществ в географической оболочке вынудило биоту создать замкнутые биогеохимические циклы. Так в те далекие времена неминуемо должны были появиться деструкторы, которые стали бы разлагать органическое вещество до исходных неорганических соединений, тем самым, решая вопрос с ресурсами для дальнейшего развития биоты. Этими деструкторами тоже были бактерии - органотрофы. Цианобактерии и бактерии органотрофы образовывали в экосистемах четко работающую трофическую систему, названную трофической пирамидой. "Трофическая сеть в анаэробных сообществах представляет согласованную систему не менее четкую, чем транспортная