Жизнь влияет на себя и свою планету

Сама биосфера сильно изменила условия на нашей планете. Очевидно, это произошло в результате сложного взаимодействия между физическими и биологическими системами и, естественно, усложнило поиски ответа на сравнительно простой вопрос — на­сколько жизнь распространена во Вселенной. Например, появление производивших кислород фотосинтезирующих организмов приве­ло к насыщению воздуха кислородом, что сильно повлияло на усло­вия жизни всех видов. Кислородная атмосфера способствовала воз­никновению озонного слоя, задерживающего ультрафиолет и более жесткое излучение. Эта защита от губительных лучей позволила жизни выйти из воды на сушу.

Кислородно азотная атмосфера наи­более прозрачна для видимого света, и это весьма удачно, так как совпадает с максимумом в спектре излучения Солнца и позволяет большей части солнечных лучей проникать к поверхности Земли. Это как раз то излучение, которое использует фотосинтезирующая биота как источник энергии для фиксации углерода, и это как раз тот диапазон спектра, в котором видит подавляющая часть животных.

Долгое временя эволюцией и появлением новых видов управ­лял дарвиновский процесс — генетические изменения в результате мутаций и частичное сохранение потомства вследствие естествен­ного отбора. Принято считать, что отбор происходит путем про­стого «выживания самого приспособленного», но на самом деле критерий «приспособленности» не так прост. Выжившие виды и от­дельные особи приспосабливаются к своей индивидуальной среде. Во многих случаях это должны быть такие виды, которые могут взаимодействовать со средой для поддержания жизни, а не те, кото­рые эксплуатируют эту среду сверх нормы. Кроме простой борьбы за выживание эволюция идет за счет выгодного взаимодействия с дру­гими видами, например в разных симбиотических микробиологи­ческих матах, где питательные вещества переходят из одного слоя к другому, или в пищевых цепочках и экосистемах, сформирован­ных высшими организмами.

Эта борьба приводит к специализации и дифференциации борющихся групп и обеспечивает разнообразие новых видов. Усложнение экосистем, очевидно, создает все больше и больше ниш разнообразия, поддерживающих свое существова­ние более сложными и гибкими стратегиями, разнообразием видов и более сложными формами жизни.

Кроме того, на эволюцию видов сильное влияние оказывали как местные, так и глобальные явления. Долговременные геологические изменения, такие как перемещение континентов, изменяли климат на долгое время, и сама биосфера влияла на атмосферу. Совместно эти процессы приводили к долговременному изменению климата, когда ледниковые периоды перемежались периодами умеренной температуры. Крупнейшие естественные катастрофы, вызванные космическими столкновениями, неоднократно приводили к массо­вому вымиранию, уничтожавшему большую часть биосферы.

Эти случайные катастрофы часто становились причиной разрушения возникающих экосистем, уничтожая большую часть биоты и вычи­щая новое пространство для колонизации. В эти эпохи обновлен­ные условия увеличивали биологическое разнообразие и количе­ство новых экосистем, осуществляя поворот в эволюции биосферы. Но в промежутках между катастрофами биосфера обычно развива­лась устойчиво с мелкими изменениями и адаптацией. Палеонтолог Стивен Голд (1941-2002) называл такие смены спокойных и бурных фаз «перемежающимся равновесием».

На фоне этой бурной эволюции биосферы для развития разум­ного, технически оснащенного вида требуются довольно стабиль­ные условия. Из опыта Земли видно, что для создания технической культуры необходима суша. Первым шагом на пути технической эксплуатации природных источников энергии является эффектив­ное производство продуктов питания. С момента изобретения сель­скохозяйственной деятельности около ю ооо лет назад мы, к сча­стью, живем при стабильном климате, без ледниковых периодов.