Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 181
Текст из файла (страница 181)
Несмотря на то что зрелая многовидовая система очень невыгодна в смысле массы и площади, ее применение экологически глубоко обоснованно при условии, что все основные биогеохимические циклы и направления потока энергии будут разрабатываться как единое целое. Результаты нсследований1на лабораторных микроэкосистемах (гл. 2 и 10), 1Л ЭХ ЭКОЛОГИЯ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА хотя их и нельзя непосредственно использовать для космических нужд, так как эти системы слишком малы, чтобы в них можно было включить человека, показали очень высокую стабильность таких систем, которая обусловлена их разнообразием.
Оказалось, в частности, что метаболизм смешанных культур менее чувствителен к изменениям температуры, чем метаболизм чистых культур (Бейерс, 1962), и что состояние климакса более устойчиво к ионизируюшему излучению, чем переходные или ранние стадии сукцессии (см. Кук и др., 1968). Г.
Одум (1963) так резюмировал позицию эколога: «Решая вопрос о стоимости ионструирования замкнутой системы, мы стоим перед альтернативой — платить ли за сложную многовидовую экосистему, которая сама обес. почивает свое воспроизведение, дыхание и регуляцию и функционирует как «экологическая инженерная конструкция», или ограничнться некоторой редуцированной системой, вроне искусственного турбидистата для водорослей, а регуляцию и все остальные функции обеопечить при помощи механических устройств. Для тех целей, для которых существуют функциональные цепи и биоструктуры, возникшие в процессе отбора на эффективность и мнниетюризацию, происходившего на протяжении многих миллионов лет в допускаемых термодинамическими соображениями пределах, вряд ли можно надеяться, что мы сумеем добиться более рационального расходования энергии, используя для регуляции и для всех других функций массивные, несамовоспроизводящнеся и песамоподдержнвающиеся технические устройства». 2.
ЭКЗОБИОЛОГИЯ Мы еще не располагаем вполне убедительными доказательствами существования жизни вне Земли, или, как ее называет Ледерберг (1960), «экзобиологии», но все то, что мы узнали о среде на Марсе и на других имеющих атмосферу планетах, не исключает такой возможности, Хотя температурные и другие физические условия среды на этих планетах экстремальны, они не выходят за пределы толерантности некоторых из самых устойчивых обитателей Земли (бактерий, вирусов, лишайников и др.), особенно если считать вероятным наличие более мягкого микроклимата под поверхностью или в защищенных областях. Можно, однако, считать установленным, что на других гланетах солнечной системы нет крупных «пожнрателей кислорода», таких, как люди или динозавры, так как в атмосфере этих планет кислорода очень мало нли нет совсем.
Теперь ясно, что зеленые области и так называемые «каналы» Марса — это не растительность и не работа разумных сушеств. Однако на основе данных спектроскопических наблюдений темных областей Марса в инфракрасных лучах можно считать, что там имеется органическое вещество, а недавние автоматические межпланетные станции («Маринер-6» и «Маринер-7») обнаружили на этой планете аммиак, имеющий, возможно, биологическое происхождение.
Как отмечалось в гл. 9, для существования жизни кислородная атмосфера не обязательна. В самом деле, согласно общепринятой теории А. И. Опарина (1938), зарождение, илн «спонтанное возникновение», жизни произошло скорее всего после долгого периода абиотического синтеза сложных биологических макромолекул в восстановительной атмосфере, которая предположительно существовала в докембрийское время на Земле и имеется сейчас на Марсе и Юпитере. Успешный синтез существенных для жизни биохимических соединений в условиях, имитирующих те, что были на примитивной Земле, осуществленный Кальвином (!95!), Миллером (1953, 1957), Оро (1967), Фоксом (1965) и другими, делает эту теорию правдоподобной.
Таким образом, автоматический, а в будущем, вероятно, и управляемый людьми космический корабль при межпланетных перелетах может встретить примитивных анаэробов или по крайней мере их добиологических предшественников. Такие экспедиции н в самом деле сравнимы с путешествием в машине ЧАСТЬ Х ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ времени, которая отправит нас на миллиарды лет назад, к истокам жизни.
Имеется, конечно, и другая возможность: жизнь некогда существовала на соседних с нами планетах, но исчезла, по-видимому, из-за того, что экосистемы не достигли такой степени организации, чтобы смягчить действие смертоносных потоков радиации, или, может быть, из-за того, что некий организм стал чересчур самонадеянным и разрушил свою собственную систему жизнеобеспечения. Последняя альтернатива дает нам повод подумать о будущем Земли! Если когда-нибудь мы и найдем внеземную жизнь, нам надо твердо помнить о «принципе внезапного усиления патогенности» (гл.
7, равд. 18) и принять все необходимые предосторожности, чтобы избежать взаимного заражения. Удобренная среда Земли может оказаться очень благоприятной для «инопланетной блохи», которая начнет пожирать все и вся, или же, наоборот, завезенные с Земли микроорганизмы могут разрушить примитивные живые системы на других планетах. Эти соображения заставляют заниматься вопросами стерилизации космических кораблей.
Все мы, как граждане Земли, должны требовать, чтобы жесткие стандарты обеззараживания применялись ко всем космическим кораблям, даже тем, которые возвращаются с Луны и других необитаемых небесных тел, так как возможно, что даже на них когда-нибудь будут найдены споры. У нас достаточно хлопот с организмами, которые осложняют жизнь в биосфере, чтобы ввозить еще незнакомцев! Среда обитания вне биосферы Помимо поддержания круговорота питательных веществ, регуляции потока энергии и температуры внутри космического корабля, его экосистема должна будет справляться также с внешней физической средой, которая отличается, во всяком случае количественно, от той, что находится под защитой атмосферы и гравитационного поля Земли. Здесь следует прежде всего подумать о трех аспектах: 1) колебания силы тяжести от полной невесомости до ускорений, испытываемых при запуске; 2) три типа излучения, а именно галактическое космическое излучение, пояса ван Аллена и резкие возрастания потоков протонов на Солнце; все они обладают потенциально более высокими энергетическими уровнями, чем излучения, достигающие земной поверхности; 3) отсутствие регулярных пульсаций факторов окружающей среды, которые запускают циркадные и другие биологические «часы», координирующие деятельность систем органов в организме и организмов — в пределах экосистем.
Даже если в клетке и существуют действительно клеточные независимые внутренние часы или таймеры (гл. 8, равд. 6), биологические ритмы без периодической «сверки» с окружающей средой выйдут из фазы. Обо всех этих новых факторах нам предстоит узнать еще многое, однако, по-видимому, нет оснований считать их непреодолимыми. От излучения до некоторых пределов можно защититься, невесомость можно выдержать (во всяком случае, достаточно долго, чтобы достичь гравитационных полей других планет), можно создать те или иные заменители тяготения, в экосистему космического корабля можно ввести таймеры. Как и во многих других ситуациях, в которых вводятся новые виды стрессов, именно взаимодействие или суммация факторов (например, невесомость плюс протоны) окажутся наиболее критическимц аспектами космического путешествия.
На Земле нужно будет осуществить много имитаций, механических и теоретических, прежде чем мы сможем полностью понять вредное воздействие этих факторов. ГЛ. 20, ЭКОЛОГИЯ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА 643 3. РЕЗЮМЕ В современных исследованиях космоса и в работах, запланированных на ближайшие 20 лет, используется система жизнеобеспечения, основанная на частичной регенерации и временном складировании. Система жизнеобеспечения с полной регенерацией, способная обеспечить существование человека в течение длительного времени и требующая только ввода световой энергии, представляет собой замкнутую микроэкосистему, которая функционирует в принципе так же, как биосфера.
Перспективы построения такой «минимальной экосистемы для человека в космосе» пока не ясны. Изучение и развитие замкнутых систем следует, однако, ускорить, так как это имеет чрезвычайно важное значение для решения более насущных вопросов, относящихся к минимальной экосистеме человека на Земле. Становится все более очевидным, что человек на Земле нуждается в жизненном пространстве, которое должно обеспечивать нечто большее, чем просто удовлетворение физиологических потребностей, необходимых для жизни. Человеку нужна сложная и разнообразная среда обитания, которая бы соответствовала не только первоочередным физиологическим нуждам, но также целому ряду психологических и социологических потребностей. Минимальная экосистема для человека в биосфере — это не только то, что необходимо для поддержания жизни.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
