Особей одного вида, приводят к изменениям у другого или других видов. Первым концепцию коэволюции ввёл Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1968 году. Происходит при различных типах биоценотических взаимосвязей между видами , которые реализуются при взаимодействии конкретных видов в отдельных биоценозах :стр.395 . Коэволюция сопровождается формированием комплекса взаимных адаптаций (коадаптаций), оптимизирующих устойчивые взаимодействия популяций разных видов :стр.395 .
Следует отметить, что так как экосистемы формируют сеть межвидового взаимодействия, то все виды, входящие в экосистему, должны коэволюционировать.
Коэволюция при разных типах межвидовых взаимоотношений
При взаимоотношении видов смежных трофических уровней
В системе «хищник-жертва»
Наиболее частым примером коэволюции является взаимодействие в системе «хищник-жертва». Адаптации, вырабатываемые жертвами для противодействия хищникам , способствуют выработке у хищников механизмов преодоления этих приспособлений, получается своеобразная «гонка вооружений» . Длительное совместное существование хищников и жертв приводит к формированию системы взаимодействия, при которой обе группы устойчиво сохраняются на изучаемой территории. Подобные механизмы коэволюции наблюдаются между фитофагами и поедаемыми ими растениями. Нарушение такой системы часто приводит к отрицательным экологическим последствиям :стр.405-413 .
Негативное влияние нарушения коэволюционных связей наблюдается при интродукции видов. В частности, домашние козы и кролики , интродуцированные в Австралии , не имеют на этом материке эффективных механизмов регуляции численности, что приводит к разрушению природных экосистем .
В системе «фитофаг-растение»
Фитофаги и их кормовые растения эволюционируют связанно (коэволюционируют): растения приобретают признаки устойчивости к поедателям (например, ядовитость разной степени или колючесть), а фитофаги противостоят этому :стр.395-405 .
При взаимоотношении видов несмежных трофических уровней
При межвидовой конкуренции
В общем случае, если речь идёт о конкуренции видов за определённый ресурс, становление биоценозов связано с расхождением их экологических ниш и уменьшением уровня межвидовой конкуренции :стр.423
При мутуализме
Примером коэволюции является взаимодействие организмов при мутуализме . В этом случае эффективность взаимодействия организмов важна для выживания особей обоих видов.
- Одним из ярких случаев коэволюции видов при мутуализме является совместная эволюция некоторых цветковых растений и их опылителей при зоофилии . Цветок зоофильных моноспециализированных растений устроен таким образом, что нектар из него может достать только один определённый вид, а у многих колибри наблюдается даже специализация полов на разные виды растений (по длине клюва).
- Коэволюция муравьёв и растений. В тропических лесах Южной Америки наблюдается коэволюционный мутуализм растений рода
Коэволюция параллельная, совместная, сопряженная эволюция взаимодействующих групп, видов организмов; коэволюция человечества и биосферы.[ ...]
Коэволюция во многом дает понимание перехода целесообразности на уровне организмов к целесообразности на уровне сообществ и жизни в целом. Эта целостность определяется тем, что существуют не внешние по отношению к сообществам, а внутренние объективные надорганиз-менные механизмы эволюции.[ ...]
Согласованное “взаимно пригнанное” развитие частей одного целого, например разных компонентов экосистемы, разных уровней человека, человечества и ето биологического окружения и др.[ ...]
Коэволюция - параллельная, совместная взаимосвязанная эволюция. В системе «общество - природа» предполагает такое согласование темпов развития, которое предотвращает экологический кризис.[ ...]
Для предотвращения глобальной экологической катастрофы взаимоотношения человеческого общества и природы должны перестроиться в направлении их коэволюции. Коэволюция общества и природы подразумевает их совместную, взаимосвязанную эволюцию. Однако эволюция в природе идет более медленно, чем социальная и научно-техническая эволюция общества, поэтому природа не успевает приспосабливаться к антропогенным изменениям. Общество должно сознательно ограничить свое воздействие на природу, чтобы сохранить возможность дальнейшей коэволюции. Такое совместное развитие общества и природы, обеспечивающее коэволюцию, называется устойчивым.[ ...]
Коэволюция общества и природы - совместная, взаимосвязанная эволюция общества и природы.[ ...]
Коэволюция рассматривается как развязка узла противоречий в триаде экологии, нравственности и политики, как согласование «стратегии природы» и «стратегии разума». Однако реальные закономерности и темпы эволюции биосферы и человеческого общества настолько различны, что в концепции коэволюции речь идет фактически лишь о глубоком изменении поведения общества по отношению к природе, подчинении общества экологическому императиву.[ ...]
Моисеев H. Н. Коэволюция природы и общества // Экология и жизнь. 1997. Январь-август.[ ...]
Устойчивое развитие, коэволюция, сопряженное развитие - это первые образы желаемого будущего. Необходима теоретическая основа, охватывающая и экологические, политические, экономические и социальные системы.[ ...]
Классическим примером коэволюции растений и животных могут служить взаимоотношения между растениями ваточника, бабочками данаидами и голубыми сойками, описанные Дж. Харбор-ном. Автор раскрывает последовательность событий, связывающих эти биологические виды в единую адаптивную систему.[ ...]
В самом широком смысле коэволюция означает совместную эволюцию двух (или более) таксонов, которые объединены тесными экологическими связями, но которые не обмениваются генами. Естественный отбор, действующий в популяции хищников, будет постоянно увеличивать эффективность поиска, ловли и поедания добычи. Но в ответ на это в популяции жертвы совершенствуются приспособления, позволяющие особям избежать поимки и уничтожения. Следовательно, в процессе эволюции взаимоотношений «хищник-жертва» жертва действует так, чтобы освободиться от взаимодействия, а хищник - так, чтобы постоянно его поддерживать.[ ...]
Замечательным примером коэволюции служит связь между муравьями и одним из видов тропических акаций. Если искусственным путем удалить муравьев, то насекомые-фитофаги, которых обычно поедают муравьи, объедают все листья акации, после чего она гибнет. Таким образом, акация зависит от насекомых, защищающих ее от других насекомых.[ ...]
В настоящее время определение коэволюции или сопряженной эволюции, данное Ю. Одумом (1975), представляется наиболее обоснованным и позволяющим с его помощью проводить дальнейшие исследования на разных уровнях взаимодействия систем живых организмов: «Сопряженная эволюция-это тип эволюции сообщества (т. е. эволюционных взаимодействий между организмами, при которых обмен генетической информацией между компонентами минимален или отсутствует), заключающийся во взаимных селективных воздействиях друг на друга двух больших групп организмов, находящихся в тесной экологической взаимозависимости».[ ...]
В процессе совместного развития (коэволюции) разные виды растений и животных приспособились друг к другу. Численность видов, вовлеченных в систему адаптивных взаимосвязей, различна, причем характер их взаимовлияний может приобретать самые разнообразные формы. Иногда адаптивные взаимосвязи организмов очевидны, в других случаях сложны и выявляются только с помощью специально проведенных исследований.[ ...]
Пресс хищников особенно силен, когда в коэволюции «хищник - жертва» равновесие смещается в сторону хищника и ареал жертвы сужается. Конкурентная борьба тесно связана с нехваткой пищевых ресурсов, она может быть и прямой борьбой, например хищников за пространство как ресурс, но чаще всего это просто вытеснение вида, которому на данной территории пищи не хватает, видом, которому этого же количества пищи вполне достаточно. Это уже межвидовая конкуренция.[ ...]
Это очень важные сдвиги по направлению к коэволюции общества и природы в России. Однако надо идти дальше. Г.Д.Титова пишет, что время простых решений прошло, что при комплексном природопользовании динамическую оценку состояния природных ресурсов необходимо осуществлять по интегральным показателям. Но для этого, по нашему мнению, предстоит большая работа над моделями функциональных ланд-шафтно-геологических систем России, особенно над теми, структура которых укладывается в границы речных бассейнов.[ ...]
Одним из выходов из сложившейся ситуации называют коэволюцию, то есть совместную эволюцию, человека и природы, смысл которой в снижении масштабов и темпов человеческой деятельности по изменению условий окружающей природной среды, чтобы человек (да и другие живые организмы) успевал приспосабливаться к меняющимся условиям обитания.[ ...]
Преимущества монофагии. - Преимущества полифагии. - Коэволюция: сосуществование хищника и жертвы - постоянная €гонка вооружения».[ ...]
Различия в наших представлениях сводятся к следующему. Коэволюция - понятие, давно принятое в биологии и означающее совместное приспособление, например, опылителей и растений в процессе эволюции. Поэтому рассматривая стратегию поведения человека в биосфере, имеющую взаимный, но не равноправный с биосферой, а подчиненный, зависимый характер, мы обратились к понятию «сопряжение».Н. Н. Моисеев совершенно прав, подчеркивая, что речь идет не о простом «управлении», а о «направлении» процессов в природе как «поддержке желаемых тенденций развития».[ ...]
Я уже пытался говорить о цели, и для этого был сформулирован принцип коэволюции человека и биосферы. Но если с философской точки зрения понятие о коэволюции и ее обеспечение в дальнейшем и может быть принято в качестве отправной позиции для социологического и философского анализа, то их совершенно недостаточно для построения той или иной системы управления. Нам придется не просто уточнить и даже расшифровать понятие коэволюции, но и придать этому термину количественные характеристики, без которых невозможно говорить о каком-либо обоснованном распределении ресурсов управления. Поэтому на нынешнем этапе развития теории ноосферы центральной является не столько проблема управления или проблема создания.системы управления процессами, протекающими в биосфере, сколько формирование доктрины, позволяющей придать количественные выражения тем параметрам биосферы, которые мы будем стремиться обеспечить.[ ...]
И если говорить о дальнейшем развитии человека, то вряд ли стоит заботиться о его коэволюции (то есть совместном развитии) с природой, поскольку она неизбежна. Вопрос состоит в том, какой будет эта коэволюция - плавным развитием или чередой катастроф с непредсказуемыми последствиями. По мере осознания этого человечество проходит сложный путь от стремления к победе над природой к ее сохранению и разумному использованию для обеспечения устойчивого развития.[ ...]
Представлен широкий круг общеэкологических проблем, ядром которых выступает идея коэволюции человека и биосферы. Пособие, направленное на формирование у обучающихся экологического мышления, содержит разделы по экологической безопасности, безопасности жизнедеятельности, источникам и уровням загрязнений биосферы, основам мониторинга, математическим моделям в экологии, а также экологическому менеджменту и экологическому праву.[ ...]
Экоцентризм - тип общественного сознания, основывающийся на понимании необходимости коэволюции человека и биосферы.[ ...]
Поскольку единственной формой геологически длительного бесконфликтного существования (коэволюции) человечества и биосферы является гомеостаз (устойчивое равновесие в условиях изменяющейся среды) общества с дикой природой, сохранение которой является необходимым условием выживания человечества, то, отмечает В.Зубаков, единственная реальная форма вхождения человечества в этот гомеостаз - сокращение численности населения Земли к концу XXI в. не менее чем в 4 раза. Регулирование людской численности в биосфере должно происходить сознательно. Недопустимы такие биолягические формы регулирования, как война, эпидемия, голод.[ ...]
Естественный отбор в сообществах (группах) организмов выполняет роль генетического механизма коэволюции, способствуя сохранению признаков, благоприятных для популяций и сообществ в целом, но не выгодных для их отдельных генетических носителей внутри популяции. Коэволюционная концепция объясняет заботу о потомстве у животных, повиновение вожакам, даже взаимопомощь и устранение агрессивности путем демонстрации «умирающих поз» и т. п.[ ...]
Важнейшим итогом всей этой деятельности является призыв к переходу на путь устойчивого развития, обеспечивающий коэволюцию, т. е. совместную эволюцию природы и человека. Общество может жить и развиваться только внутри биосферы и за счет ее ресурсов, поэтому оно жизненно заинтересовано в ее сохранении. Однако из-за того, что эволюция природы идет очень медленно, а социальная эволюция человека - очень быстро, многие процессы деформируются, в частности многие виды, не успевая приспособиться, вымирают, нарушая устойчивость экосистем. Человечество должно сознательно ограничить свое воздействие на природу, чтобы сохранить возможность дальнейшей коэволюции.[ ...]
Эти гениальные мысли В. И. Вернадского позволили ряду ученых допустить в дальнейшем и такой ход событий в эволюции биосферы, как коэволюцию между человеческим обществом и природной средой, в результате чего и возникнет ноосфера, но это будет происходить благодаря «новым формам действия живого вещества на обмен атомов живого вещества с косной материей». Он считал, что «геологически мы переживаем сейчас выделение в биосфере царства разума, меняющего коренным образом и ее облик, и ее строение, - ноосферы».[ ...]
В условиях современного экологического кризиса стратегией ЭМ является научно обоснованная направленность развития системы «человек-биосфера», ведущая к коэволюции природы и общества, на основе которой разрабатываются методологические и организационные основы управления.[ ...]
Химические средства в ряде случаев могут не только защитить растение, а даже сделать его более привлекательным для фитофагов. Многие насекомые-фитофаги специализируются на растениях одного или нескольких видов - тех, чью химическую защиту они преодолели. Это очень важный шаг в коэволюции растений и фитофагов - возникновение устойчивости к химическим средствам защиты растений. Такие процессы наблюдаются и при искусственной химической защите растений от «вредных» насекомых, которая достаточно быстро теряет свою эффективность (известна адаптированность их к ДДТ и т. п.).[ ...]
Читателю хорошо известны позиции академика РАН Н. Н. Моисеева в отношении осторожного обращения с содержанием понятия «ноосфера» (1998), предостережение от упрощенного восприятия концепции «устойчивого развития» и оценка ее как одного из опаснейших заблуждений современности (1994). Н. Н. Моисеев в 60-70-х годах начал обращаться к понятию «коэволюция», впоследствии уточняя его как представление о том, «что развитие человечества как составной части биосферы должно быть согласовано с развитием всей системы и не должно содействовать ее деградации» . Эти положения ни в коей мере не находятся в противоречии или ограничивают выдвинутые нами теоретические положения сопряженной эволюции и впервые предложенное описание ее возможных механизмов.[ ...]
Н. Н. Моисеев - выдающийся русский ученый, математик с мировым именем, специалист в области системного анализа, моделирования и прогнозирования. Он по-новому освещает антиэколо-гические издержки прогресса и перспективу взаимоотношений человека и природы. По мнению Н. Н. Моисеева, устремление к новой цивилизации должно реализоваться через коэволюцию (совместную, взаимосвязанную эволюцию) человеческого общества и биосферы.[ ...]
Экология становится важнейшей фундаментальной наукой XXI века. И это реальность, поскольку одной из главных ее задач является исследование путей выживания человечества в условиях исчерпания природных ресурсов и увеличивающегося загрязнения окружающей природной среды отходами антропогенной деятельности. Из всех наук именно экологии предназначено выяснение законов коэволюции биосферы и человечества, поиск новых решений проблемы сохранения природы и человека как неотъемлемой ее части.[ ...]
Единственный выход из этого положения, как считал В. И. Вернадский, - создание ноосферы. Ноосфера - это новый этап в истории биосферы, когда определяющая роль ее развития перейдет от стихийного течения природных процессов и антропогенного воздействия на природу к гармоничному развитию природы и общества. Развитие человека и биосферы пойдет в неразрывной связи по единственному правильному пути - коэволюции, на котором не будет ни победителей, ни господства одной из сторон. Под коэволюцией следует понимать такое совместное развитие человеческого общества и биосферы, которое не выводит параметры биосферы из гомеостаза и обеспечивает ее устойчивое развитие.[ ...]
Под экологическим нормированием понимается научно обоснованное ограничение воздействия хозяйственной и иной деятельности на ресурсы биосферы, обеспечивающее как социально-экономические интересы общества, так и его экологические потребности. Экологические интересы с позиций ноосферного подхода диктуются необходимостью взаимосвязи параметров антропогенных воздействий с критическими параметрами биосферы в процессе коэволюции природы и человека, где Разуму отводится направляющая роль .[ ...]
Управление природоохранной деятельностью можно рассматривать как составную часть экологического менеджмента. В широком смысле под концепцией экологического менеджмента подразумевается управление взаимодействием общества и природы в целях достижения оптимального качества окружающей среды и удовлетворения потребностей общества в природных ресурсах. Экологический менеджмент является «рабочим инструментом» достижения глобального принципа коэволюции природы и общества.[ ...]
В. М. Назаренко доказывает, что создание системы непрерывного экологического образования требует новой парадигмы: экологическое образование - это не часть формального образования, а его новый смысл, его цель. Мировоззренческую основу экологического образования составляют два взаимосвязанных подхода: биоцентрический и антропоцентрический, которые позволяют сформировать представления о единстве природы и человека, о путях гармонизации их взаимодействия, о коэволюции природы и общества как единственно возможном пути развития современной цивилизации, а также о структуре личности, отвечающей требованиям экологической этики.[ ...]
Каждый биологический вид неповторим, он содержит в себе информацию о развитии растительного и животного мира, которая имеет огромное научное и прикладное значение. Поскольку все возможности использования данного организма в отдаленной перспективе зачастую непредсказуемы, весь генофонд нашей планеты (за исключением, может быть, некоторых опасных для человека болезнетворных организмов) подлежит строгой охране. Необходимость охраны генофонда с позиций концепции устойчивого развития («коэволюции») диктуется не столько хозяйственными, сколько моральными и этическими соображениями. Человечество в одиночку не выживет.[ ...]
Разработка газовых месторождений Крайнего Севера, в том числе в ООО «Ямбурггаздобыча», является уникальным в мировом масштабе примером нормального функционирования крупнейших природно-технических систем. Уникальность этих систем обусловливается следующими тремя факторами: добычей газа на уровне, обеспечивающем потребности и энергетическую безопасность страны; экстремально сложными природно-климатическими условиями; рациональной системой природопользования, соответствующей принципу коэволюции природы и общества.[ ...]
Весьма привлекательна широко обсуждавшаяся идея о том, что определенные пары видов хищник-жертва не только эволюционируют, но и коэволюционируют. Другими словами, происходит некая эволюционная «гонка вооружения», в результате которой за каждым усовершенствованием охотничьих способностей хищника следует усовершенствование способностей жертвы избегать хищника или быть устойчивой к его воздействию; это в свою очередь вызывает дальнейшее усовершенствование способностей хищника и т. д. Если такая коэволюция имеет место, то она должна служить дополнительным фактором, способствующим ограничению состава диеты. Однако в настоящее время строгих доказательств коэволюции пары хищник-жертва или растение-растительноядный организм практически не существует (Ргйиута, БЫкт, 1983).[ ...]
ОБРАЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ - процесс и результат усвоения дополнительных к ранее полученному специальному образованию систематических знаний, умений и навыков, необходимых для квалифицированной профессиональной деятельности, связанной с проблемами охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. ОБРАЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НЕПРЕРЫВНОЕ - реализация экологического образования в течение всей жизни человека, поскольку именно оно в состоянии обеспечить преодоление кризиса экологического и коэволюцию биосферы и человечества. Необходимость О.э.н. диктуется также сменами парадигмы экологической.[ ...]
Если популяция подвержена воздействию изменяющихся факторов физической среды (если, например, она существует в условиях непродолжительного вегетационного периода, повышенного риска заморозков или засухи, многократного применения гербицидов), то организмы могут в конце концов приобрести постоянную разностороннюю устойчивость. Сами физические факторы в результате эволюции организмов ни преобразовываться, ни эволюционировать не могут. При взаимодействии же организмов различных видов изменения одних организмов приводят к переменам в жизни других, и любой из взаимодействующих видов может создавать условия отбора, направляющие эволюцию другого вида. В ходе такого процесса коэволюции межвидовое взаимодействие может постоянно усиливаться и углубляться, а результат этого процесса мы можем наблюдать в природе как пару видов, загнавших друг друга в колею все более и более углубляющейся специализации.[ ...]
Для управления экосистемами не требуется регуляция извне - это саморегулирующаяся система. Саморегулирующий гомеостаз на экосистемном уровне обеспечен множеством управляющих механизмов. Один из них - субсистема «хищник-жертва» (рис. 5.3). Между условно выделенными кибернетическими блоками управление осуществляется посредством положительных и отрицательных связей. Положительная обратная связь «усиливает отклонение», например увеличивает чрезмерно популяцию жертвы. Отрицательная обратная связь «уменьшает отклонение», например, ограничивает рост популяции жертвы за счет увеличения численности популяции Хищников. Эта кибернетическая схема (рис. 5.3а) отлично иллюстрирует процесс коэволюции в системе «хищник-жертва», так как в этой «связке» развиваются и взаимные адаптационные процессы (см. рис. 3.5). Если в эту систему яе вмешиваются другие факторы (например, человек.уничтожил хищника), то результат саморегуляции будет описываться гомеостатическим плато (рис. 5.3 б) - областью отрицательных связей, а при нарушении системы начинают преобладать обратные положительные связи, что может привести к гибели системы.[ ...]
Таким образом, появляется проблема эколого-экономических взаимодействий, которые пронизывают все уровни иерархической экономической системы - от отдельных предпринимателей, предприятий до крупных акционерных обществ, компаний, регионов и государства в целом. Круг проблем, включающий эко-лого-экономические взаимодействия, начал интенсивно развиваться за последние три десятилетия и сформировался в отдельное научное направление, которое в мировой науке называется Environmental Economics - экономика окружающей природной среды. Это направление исследований в принципе отличается от экологичной экономики - Ecological Economics (теоретическая основа «зеленого движения») и имеет своей целью разработку научных основ и принципов, позволяющих сочетать устойчивое развитие экономики с сохранением окружающей природной среды . Эколого-экономические взаимодействия представляют собой методологическую основу таких глобальных принципов, как устойчивое развитие и коэволюция природы и общества. Именно поэтому эколого-экономические взаимодействия впервые были рассмотрены на уровне моделей мировой динамики (Дж. При этом очевидно, что если глобальные модели эколого-эконо-мических взаимодействий, прежде всего, имеют методологическое и мировоззренческие значения, то модели этих взаимодействий более низкого иерархического уровня (регионы, предприятия) должны иметь практическую значимость.[ ...]
При анализе сообществ в пределах данного географического района или участка ландшафта применяют два различных подхода: 1) зональный подход, при котором дискретные сообщества опознаются, классифицируются и заносятся в своего рода контрольный список тйпов сообществ, и 2) градиентный подход, основанный на распределении популяций по одно- или многомерному градиенту окружающих условий или по оси, при котором место сообщества определяется по частоте распределения, показателям сходства или другим статистическим показателям. Термин ординация часто используют для обозначения расположения видов и сообществ по градиенту, а термин континуум - для всего градиента расположенных по порядку видов или сообществ. В общем, чем резче изменяется градиент внешней среды, тем более различимы или дискретны сообщества. Это объясняется не только большей вероятностью резких изменений физических условий среды, но и тем, что гра-ницы сообществ становятся более четкими в результате процессов конкуренции и коэволюции взаимодействующих и взаимозависимых видов.
Критика дарвинизма велась со дня его возникновения. Одним не нравилось, что изменения, по Дарвину, могут идти во всех возможных направлениях и случайным образом. Концепция номогенеза утверждала, что изменения происходят не беспорядочно и случайно, а по законам форм. Русский ученый и революционер П. А. Кропоткин придерживался точки зрения, в соответствии с которой взаимопомощь является более важным фактором эволюции, чем борьба.
Эти возражения не могли поколебать общей теории эволюции вплоть до появления под влиянием экологических исследований концепции коэволюции, которая смогла объяснить возникновение полов и другие феномены. Как химическая эволюция - результат взаимодействия химических элементов, так по аналогии биологическая эволюция может рассматриваться как результат взаимодействия организмов. Случайно образовавшиеся более сложные формы увеличивают разнообразие и стало быть устойчивость экосистем. Удивительная согласованность всех видов жизни есть следствие коэволюции.
Концепция коэволюции объясняет и факты альтруизма у животных: заботу о детях, устранение агрессивности путем демонстрации «умиротворяющих поз», повиновение вожакам, взаимопомощь в трудных ситуациях и т. п.
Гипотеза Гея-Земли .
Эта гипотеза возникла в последние два десятилетия на основе учения о биосфере, экологии и концепции коэволюции. Авторами ее являются английский химик Джеймс Лавлок и американский микробиолог Линн Маргулис. Вначале была обнаружена химическая неравновесность атмосферы Земли, которая рассматривается как признак жизни. По мнению Лавлока, если жизнь представляет собой глобальную целостность, ее присутствие может быть обнаружено через изменение химического состава атмосферы планеты.
Лавлок ввел понятие геофизиологии, обозначающее системный подход к наукам о Земле. Согласно Гея-гипотезе, сохранение длительной химической неравновесности атмосферы Земли обусловлено совокупностью жизненных процессов на Земле. С начала жизни 3,5 млрд. лет назад существовал механизм биологической автоматической термостатики, в котором избыток двуокиси азота в атмосфере играл регулирующую роль, препятствуя тенденции потепления, связанной с возрастанием яркости солнечного света. Другими словами, действует механизм обратной связи.
Лавлок сконструировал модель, в соответствии с которой при изменении яркости потоков солнечного света растет разнообразие, ведущее к возрастанию способности регулировать температуру поверхности планеты, а также к росту биомассы.
Суть Гея-гипотезы: Земля является саморегулирующейся системой, созданной биотой и окружающей средой, способной сохранять химический состав атмосферы и тем самым поддерживать благоприятное для жизни постоянство климата. По Лавлоку, мы - обитатели и часть квазиживой целостности, которая обладает способностью глобального гомеостаза, снисходительного к нарушениям, если она в хорошей форме, в пределах своей способности к саморегуляции. Когда подобная система попадает в состояние стресса, близкого к границам саморегуляции, даже маленькое потрясение может толкнуть ее к переходу в новое стабильное состояние или даже полностью уничтожить.
В то же время «Гея» превращает даже отбросы в необходимые элементы и, видимо, может выжить даже после ядерной катастрофы. Эволюция биосферы, по Лавлоку, может быть процессом, который выходит за рамки полного понимания, контроля и даже участия человека.
Подходя к Гея-гипотезе с биологических позиций, Л. Маргулис полагает, что жизнь на Земле представляет собой сеть взаимозависимых связей, позволяющих планете действовать как саморегулирующаяся и самопроизводящая система. В 60-х годах Маргулис предположила, что эукариотические клетки произошли в результате симбиотического союза простых прокариотических клеток, таких как бактерии.
Маргулис выдвинула гипотезу, что митохондрии (клеточные органеллы, которые производят энергию из кислорода и углеводов) произошли от аэробных бактерий; хлоропласты растений когда-то были фотосинтезирующими бактериями. По мнению Маргулис, симбиоз - образ жизни большинства организмов и один из наиболее созидательных факторов эволюции. Например, 90% растений существуют вместе с грибами, поскольку грибы, связанные с корнями растений, необходимы им для получения питательных веществ из почвы. Совместная жизнь приводит к появлению новых видов и признаков. Эндосимбиоз (внутренний симбиоз партнеров)-механизм усложнения строения многих организмов. Изучение ДНК простых организмов подтверждает, что сложные растения произошли из соединения простых. Схематически это можно представить следующим образом:
Такая симбиотическая коэволюция хорошо согласуется с данными синергетики, и ею можно объяснить образование колонии амеб под влиянием недостатка пищи и образование муравейника. В синтетических терминах это описывается так. Начальной «флуктуацией» является несколько большая концентрация комочков земли, которая рано или поздно возникает в какой-то точке области обитания термитов. Но каждый комочек пропитан гормоном, привлекающим других термитов. Флуктуация растет, и конечная площадь гнезда определяется радиусом действия гормона.
Так происходит переход от целесообразности на уровне организмов к целесообразности на уровне сообществ и жизни в целом - целесообразности в научном смысле слова, определяемой тем, что существуют не внешние по отношению к сообществам, а внутренние объективные надорганизменные механизмы эволюции, которые и изучает наука.
С точки зрения концепции коэволюции естественный отбор, который играл главную роль у Дарвина, является не «автором», а скорее «редактором» эволюции. Конечно, в этой сложной области исследований науку ждет еще немало важных открытий.
Еще в «Основах экологии» Ю. Одума было выделено 9 типов взаимодействия популяций, и все 9 с большими или меньшими основаниями могут рассматриваться в качестве разновидностей коэволюции. Наиболее интересные, «невырожденные», типы коэволюции предполагают своего рода сближение двух взаимосвязанных эволюционирующих систем, но не движение к одному, общему образу (конвергенция), а взаимную адаптацию, когда изменение, произошедшее в одной из систем, инициирует такое изменение в другой, которое не приводит к нежелательным или, тем более, неприемлемым для первой системы последствиям. Для таких случаев обязательна некая (относительная) симметрия, равнозначность, «равноположенность» коэволюционирующих систем. О том, что такое нежелательность, неприемлемость, вряд ли стоит рассуждать «в общем виде», проще определять это применительно к конкретным случаям.
Таким образом, если рассматривать развитие биосферы прежде всего как эволюцию ее биотической подсистемы (биоты), то разрыв в скоростях биоэволюции и техноэволюции обусловливает бессодержательность и внутреннюю противоречивость постановки вопроса о коэволюции биосферы и человека. Может быть, вывод изменится, если рассматривать развитие на относительно малых временных промежутках, так что процесс видообразования останется за пределами внимания? Нет, не изменится. Для обоснования обратимся к системно-кибернетическим представлениям о биосфере и к теории биотической регуляции окружающей среды. Развитие биосферы за период человеческой истории не раз становилось объектом научного анализа. Главный вывод не является новым или неожиданным, хотя большинством все еще не осознается в полной мере: вся деятельность человека после того, как он овладел огнем, перешел от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству, для биосферы - возмущение.
Реакция любой системы на возмущение зависит от его величины, от того, ниже оно допустимого порога воздействия на систему или выше. В первом случае с помощью присущих ей компенсационных механизмов система подавляет негативные последствия, а обычно и сам источник возмущения, но во втором - она начинает разрушаться, деградировать. Однако при этом до определенного момента система может сохранять способность к самовосстановлению, а затем развиваются необратимые процессы, которые уничтожают либо принципиально изменяют систему - она перерождается, переходит в иное качество.
Согласно теории биотической регуляции, с момента своего возникновения биота не только адаптировалась к окружающей среде, но и оказывала на нее мощное формирующее влияние, возраставшее по мере развития биоты. Под воздействием биоты формировалась регулируемая окружающая среда, одновременно развивались соответствующие регулирующие механизмы самой биоты. В результате образовалась высокоорганизованная система - биосфера, в которой посредством надлежащей подстройки потоков биогенов (веществ, участвующих в функционировании биоты) обеспечивается беспрецедентно высокая точность регулирования всех параметров, существенных для биоты (физических и химических характеристик климата, атмосферы, почвы, поверхностных вод суши и Мирового океана), в широких пределах вариации возмущений.
Соотношение между общей теорией эволюции и концепцией коэволюцииИзучение проблем коэволюции открывает новое и, возможно, важнейшее направление фундаментальных исследований. Часто говорят, что в отличие от века пара, каким был век XIX, и века ХХ, который был веком электричества и атомной энергии, наступающий век будет веком гуманитарных знаний. Я принимаю такую формулировку, ибо наука об обеспечении коэволюции и есть та комплексная дисциплина, которая должна дать людям знание о том, что необходимо для продолжения существования человечества на Земле и дальнейшего развития его цивилизации.
В настоящее время изучение необходимых условий коэволюции продвинулось в целом ряде конкретных направлений. Так, например, изучение физико-химических особенностей атмосферы позволило установить влияние фреонов на структуру озонового слоя и даже принять важнейшее решение о переориентации холодильной промышленности на другой тип хладонов (см. Монреальский протокол ООН). Постепенно на ряде частных примеров показана огромная стабилизирующая роль биоты в целом и отдельных экосистем. Я бы особенно выделил работы профессора В.Г. Горшкова (С.-Петербург) и профессора Н.С. Печуркина (Красноярск), во многом весьма различные и, как всегда бывает в таких случаях, вероятно, весьма дополняющие друг друга. Еще рано говорить о построении динамики биосферы как стройной теории, способной быть инструментом анализа устойчивости биосферы.
Биосфера представляет собой грандиозную нелинейную систему. Однако до сих пор основное внимание исследователей уделялось изучению отдельных фрагментов этой системы. Я бы позволил себе сказать более жестко: в центре внимания исследователей были, прежде всего, многочисленные механизмы отрицательной обратной связи. И нетрудно понять, почему именно к ним было приковано внимание исследователей. В самом деле, наиболее концептуально интересен вопрос о стабильности биосферы, ее способности реагировать на внешние возмущения так, чтобы они не выводили ее из состояния установившегося квазиравновесия. Я думаю, что для любого ученого, изучающего биосферу как самостоятельный объект, наиболее интересен вопрос справедливости принципа Ле Шателье. И в этом плане, как мне кажется, в последние десятилетия получены результаты первостепенной важности, которые показали удивительные способности биоты противостоять внешним возмущениям. Однако лишь в определенных пределах, которые еще придется установить.
Но описать особенности эволюции биосферы с помощью одних механизмов отрицательных обратных связей нельзя. Как во всякой сложной развивающейся системе, в ней присутствует и множество положительных обратных связей. Обойтись без них тоже нельзя, поскольку именно положительные обратные связи и являются ключом к развитию системы, то есть усложнению системы и росту разнообразия ее элементов, что приводит к сохранению ее целостности (хотя может привести и к другому состоянию квазиравновесия).
Таким образом, любая сложная саморазвивающаяся система всегда обладает неким набором механизмов, некоторые из которых играют роль положительных, а другие - отрицательных обратных связей. Первые отвечают за развитие системы, рост ее сложности и разнообразие элементов. Вторые - за стабильность (гомеостаз) системы и сохранение уже существующего квазиравновесия. Разделение этих механизмов весьма условно. Однако оно дает качественное представление о характере функционирования сложной развивающейся системы. В настоящее время наибольшее внимание привлекает изучение механизмов отрицательной обратной связи, что, на мой взгляд, достаточно естественно, поскольку человек живет в определенных условиях, к которым он адаптировался. И смена этих условий может оказаться трагичной. Но изучение отдельных механизмов, даже в их сочетании, еще недостаточно для построения теории развития биосферы. А без такой теории говорить о стратегии человечества во взаимоотношениях с биосферой очень трудно и опасно.
Дело в том, что биосфера - система существенно нелинейная, и она даже без активных внешних воздействий способна к кардинальным перестройкам своей структуры. И теория развития биосферы не может считаться полноценной, если не изучено множество ее бифуркационных состояний, условий перехода из одного состояния в другое и структура аттракторов, то есть окрестностей более или менее стабильных состояний.
Однако система уравнений, описывающая функционирование биосферы даже в ее простейшем варианте, столь сложна, что непосредственное использование математических методов (то есть теории динамических систем) представляется крайне сложным. Поэтому пока что единственным эффективным способом анализа может служить эксперимент с компьютерными моделями, имитирующими динамику биосферы.
Таким образом, теория биосферы должна представлять собой не просто совокупность изученных механизмов функционирования отдельных элементов биоты и абиотических составляющих биосферы, взаимодействие которых способно реализовать принцип Ле Шателье (что, разумеется, совершенно необходимо). Для того чтобы обеспечить выживание человечества как вида, обеспечить возможность дальнейшего развития его цивилизации, нам предстоит изучить динамику биосферы как нелинейной системы, изучить структуру ее аттракторов и границы между областями их притяжений.
Итак, возникает новая фундаментальная наука. И она носит абсолютно прикладной характер, поскольку эта дисциплина сделается научной базой судьбоносных решений для человечества. Заметим еще раз, что переход биосферы из одного состояния в другое вовсе не обязательно требует мгновенных сверхнагрузок, как при атомных взрывах и последующих пожарах. Катастрофа может подкрасться и незаметно. И стратегия развития человечества не просто должна быть согласована с развитием биосферы, но должна быть такой, чтобы развитие биосферы происходило в нужном для человечества эволюционном канале.
Другими словами, обеспечение коэволюции человека и биосферы (или, что то же самое, для реализации стратегии sustainable development) требует развития специальной синтетической научной дисциплины. Работа по созданию такой дисциплины, по существу, уже началась. Ее естественной составляющей является экология. Я подчеркиваю - составляющей, ибо проблемы, которыми сегодня занимается экология, получившая широкое развитие за послевоенные десятилетия, не включают в себя целый ряд вопросов, жизненно важных для будущего, для поисков пути в эпоху ноосферы. И в частности, пока еще не занимается исследованием биосферы как целостной динамической системы.
В эволюции биосферы главенствующая роль принадлежит биоте: это соответствует значимости тех функций, которые выполняет система живых организмов при формировании горных пород, почвы, атмосферы и океана, хотя при этом не отрицается и не умаляется значение абиотических факторов. Эволюция биоты реализуется через процесс видообразования, причем в силу системности ее организации исчезновение какого-либо вида с арены жизни или появление нового вида практически всегда влекут волну видовых изменений в экосистемах, с которыми соотносится данный вид (в его «экологической нише»). Имеются оценки скорости этого процесса. По палеонтологическим данным, средняя продолжительность существования вида составляет около 3 млн лет. Согласно современным представлениям, для естественного образования нового биологического вида требуется период того же порядка длительности. Эта скорость вряд ли менялась в течение нескольких сотен миллионов лет.
Коэволюция
— -и; ж. Книжн. Совместное взаимообусловленное существование, развитие общества и природы. К. человека и природы.
◁ Коэволюцио́нный, -ая, -ое. К. процесс.
Толковый словарь Кузнецова
Коэволюция
— , развитие взаимодополняющих признаков у двух различных видов, результат взаимодействия между ними. Оба вида выигрывают от этого, и вырабатывающиеся у них черты поведения........
Научно-технический энциклопедический словарь
Коэволюция
— (от лат. со с, вместе и эволюция), эволюционные взаимодействия организмов разных видов, не обменивающихся генетич. информацией, но тесно связанных биологически. Коэволюц.........
Биологический энциклопедический словарь
Гено-культурная Коэволюция
— - см. Социобиология.
Психологическая энциклопедия
Коэволюция
— (от лат. cofnj - с, вместе и эволюция) - англ. coevolution; нем. Koevolution. Принцип гармонического совместного развития природы и общества, являющийся необходимым условием и........
Социологический словарь
Коэволюция
— параллельная, взаимосвязанная эволюция биосферы и человеческого общества. Несовпадение скоростей природного эволюционного процесса, происходящего очень медленно........
Экологический словарь