Биосфера (от греч. bios — жизнь и spbaire — шар) — одна из оболочек (сфер) Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных масштабах обусловлены прошлой или современ­ной деятельностью живых организмов.
Биосфера (глобальная экосистема) как спец­ифическая земная оболочка включает: 1) нижнюю часть воздушной оболочки (атмосфера), так на­зываемую тропосферу, где активная жизнь может существовать до высоты 10-15 км; 2) водную обо­лочку (гидросфера), в которой жизнь проникает до наибольших глубин Мирового океана, превы­шающих 11 км; 3) верхнюю часть твердой оболочки (литосфера) — «кору выветривания« (совокупность геологических отложений, образованных продук­тами разложения, окисления, гидратации, гидро­лиза и выщелачивания горных пород различно­го состава). Эти сферы взаимосвязаны сложными биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии.
Термин «биосфера» ввел в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. Общее учение о биосфере создано в 20-30-х годах XX в. В. И. Вернадским, развившим идеи В. В. Докучаева о естественноисторическом взаимодействии в природе разнокачественных объектов и явлений (факторов почвообразования). В основе учения В. И. Вернадского лежат представ­ления о планетарной геохимической роли живого
101
вещества (совокупность всех живых организмов, существовавших или существующих в определен­ный отрезок времени, рассматриваемых как мощ­ный геологический фактор).
Живое вещество выполняет следующие био­геохимические функции: 1) газовые (миграция газов и их превращения); 2) концентрационные (аккумуляция живыми организмами химических элементов из внешней среды); 3) окислительно­восстановительные (химические превращении веществ, кислорода, азота, железа, марганца, ми­кроэлементов и др.); 4) биохимические и биогео­химические, связанные с деятельностью человека (техногенез — форма созидания и превращения вещества в биосфере, стимулирующая переход ее в новое состояние — ноосферу). Совокупность этих функций определяет все химические превращения в биосфере. Эволюция биосферы связана с эволю­цией живого вещества (организмы и их сообще­ства) и усложнением его функций.
В учении о биосфере выделяют следующие основныеаспектьвзнергсчшщеогшНсвязьбиосферно- планетарныхявлений с космическими излучениям, в основном солнечными, и радиоактивными про­цессами в земных недрах); биогеохимический (роль живого вещества в распределении и поведении атомов и их изотопов в биосфере и ее структурах); информационный (принципы организации и управ­ления, осуществляемые в живой природе в связи с влиянием живого вещества на структуру и состав биосферы); пространственно-временной (формиро­вание и эволюция различных структур биосферы в геологическом времени в связи с особенностями пространственно-временной организованности живого вещества в биосфере); ноосферный (глобаль­ные эффекты воздействия человечества на струк­туру и химию биосферы: разработка полезных ископаемых, получение новых, отсутствовавших до того в биосфере веществ, преобразование био-
102
геоценотических структур биосферы, таких как сведение лесов, осушение болот, распашка целин­ных земель, создание водохранилищ, загрязнение вод, почв и атмосферы продуктами хозяйственной деятельности, внесение удобрений, эрозия почв, лесонасаждение, строительство городов, плотин, промысловое хозяйство и т.д.).
Существенный момент учения о биосфе­ре — представления о взаимосвязях (прямых и об­ратных связях) и сопряженной эволюции всех ее структур. Современная структура биосферы — это продукт длительной совместной эволюции многих систем разной сложности. Все процессы в биосфе­ре взаимосвязаны. Каждая из составляющих био­сферу систем, так же как и вся ее система в целом, стремится к обретению и сохранению состояния динамического равновесия.
Вместе с тем в современных условиях раз­вертывается процесс разбалансирования системы саморегуляции биосферы. В биосфере существуют механизмы регулирования, приспособления, вос­становления на любых уровнях, но только до опре­деленных пределов, далее наступает разбаланси­ровка.
Неконтролируемая экономическая актив­ность в порядке обратной связи изменяет состоя­ние глобальной экосистемы в негативную сторону. При слабой экономической активности и локаль­ной техногенной экспансии негативные экологи­ческие последствия хозяйственной деятельности носят локальный характер и экосистема способна нейтрализовать их. Когда же экономическая ак­тивность и техногенная экспансия приобретают глобальный характер, они ведут к нарушению есте­ственной регуляции природных процессов и нару­шению функций глобальной экосистемы.
Планетарная деятельность человека косну­лась геологических, химических, климатических и других природных процессов, формировавших
юз
облик биосферы на протяжении миллиардов лет. Поэтому проблема взаимоотношений общества и природы приобрела глобальный характер и ока­залась связанной со всеми сферами общественной жизни и здоровья населения, включая, прежде все­го, санитарно-эпидемиологический аспект.
Следствием глобализации рыночной эко­номики явились нарушения функционирования глобальной экосистемы, разрушение естествен­ной природной среды, выражающееся в потепле­нии климата («парниковый эффект»), таянии лед­ников, сокращении площади лесов, исчезновении ряда видов растений и животных. В перспективе же может возникнуть проблема выживания чело­вечества в преобразованной биосфере. Загрязне­ние окружающей среды — это обратная сторона (т.е. негативный эффект) роста производства то­варов и услуг.
Хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязне­ния биосферы. В природную среду во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств. Различные химиче­ские вещества, находящиеся в отходах, оказываясь в почве, воздухе или воде, переходят по экологи­ческим звеньям из одной цепи в другую, попадая в конце концов в организм человека. На земном шаре практически невозможно найти место, где бы ни присутствовали в той или иной концентрации за­грязняющие вещества. Даже во льдах Антарктиды, где нет никаких промышленных производств, а люди живут только на небольших научных станци­ях, были обнаружены различные токсичные веще­ства современных производств, которые заносятся сюда потоками атмосферы с других континентов.
Стадия взаимодействия общества и приро­ды, на которой до предела обостряются противо­речия между экономикой и экологией, а возмож­ности сохранения потенциального гомеостаза, т.е.
104
способности саморегуляции экосистем в условиях антропогенного воздействия, серьезно подорваны, получила название экологического кризи­са. Можно перечислить основные экологические проблемы современности.
В атмосфере — высокий уровень загрязне­ния атмосферного воздуха городов и промышлен­ных центров; неблагоприятное влияние загряз­нителей (поллютантов) атмосферы на организмы человека, животных, растений; возможное поте­пление климата («парниковый эффект»), риск на­рушения озонового слоя; выпадение кислотных дождей.
В гидросфере — все возрастающее загряз­нение пресноводных и морских экосистем.
В литосфере — опустынивание из-за не­правильного использования земель; загрязнение почв пестицидами, нитратами и другими вредны­ми веществами.
В биотических сообществах — сокра­щение площади лесов, лесные пожары и выжигание растительности.
В среде обитания — рост объемов про­изводственных и бытовых отходов, в т.ч. наиболее опасных — радиоактивных; в целом речь идет о все возрастающем антропогенном воздействии (т.е. о деятельности, связанной с реализацией экономи­ческих, военных, культурных и других интересов человека, вызывающей физические, химические, биологические и другие изменения в окружающей природной среде) на биосферу и, как следствие, резком ухудшении качества среды обитания че­ловека, состояния биоты и экосистем, нарушении экологической стабильности, т.е. состоянии, угро­жающем жизни Земли.
Масштабы хозяйственной деятельности че­ловека стали столь велики, что естественные про­цессы метаболизма и разбавляющая способность атмосферы и гидросферы во многих регионах
105
мира уже не в состоянии нейтрализовать антропо­генные нагрузки и их вредное влияние.
Многочисленные примеры разрушитель­ной деятельности человека и, к сожалению, редкие примеры его созидательной деятельности (в т.ч. в плане охраны природы) свидетельствуют об акту­альности разумного ведения земных дел разумным человечеством.
Конец XX — начало XXI в. отчетливо выяви­ли опасное несоответствие между глобальным масштабом проблем, с которыми сталкивается человечество, и ограниченными, как правило, национально-государственными средствами и ме­тодами их решения. Состояние окружающей сре­ды стало столь тревожным, что под вопросом само выживание человечества как высокоразвитого цивилизованного сообщества. Чтобы остановить и повернуть вспять разрушительные тенденции, требуется многолетняя мобилизация огромных ресурсов.
В 1922-1926 гг. В. И. Вернадский вместе с французскими учеными Е. Leroy и T. de Shardin соз­дали учение о ноосфере (от греч. noos — разум, sphaira — сфера, шар), т.е. о сфере разума. В работах В. И. Вернадского можно встретить разные опреде­ления понятия «ноосфера». Он трактует его как: 1) состояние планеты, когда человек становится круп­нейшей преобразующей геологической силой; 2) область активного проявления научной мысли; 3) главный фактор качественной перестройки и из­менения биосферы.
Основные положения учения о ноосфере разные авторы формулируют следующим образом.
Превращение биосферы в ноосферу — за­кономерный результат эволюции неживой и жи­вой природы, вершина этой эволюции. Появление живого вещества, становление Homo sapiens, фор­мирование научной мысли и возрастание от эпохи к эпохе ее могущества, воплощенного в трудовой
106
деятельности, которая меняет облик планеты, — все это объективно обусловленные, закономерные этапы великой эволюции, протекающие в течение миллиардов лет на планете Земля.
Будучи порождена природой и неразрывно связанная с ней, эволюция человечества и научной мысли на определенном этапе достигает такого масштаба и силы воздействия, что превращается в новую геологическую силу, меняющую лицо пла­неты, в корне преобразующую биосферу, все бо­лее ощутимо ускоряющую темпы происходящих в ней перемен. Тем самым биосфера преобразуется в ноосферу, сферу разума, все более активно воздей­ствующего на природные процессы.
В принятом ныне понимании ноосфера озна­чает качественно новое (эволюционное) состояние планетарной биосферы, возникающее в результате взаимодействия природы и преобразующей мир научно обоснованной деятельности человечества. Учение о ноосфере — это обобщение знаний об эволюции планеты Земля как единого геологиче­ского, биогенного и антропогенного процесса. При этом научная мысль рассматривается как важней­шая сила преобразования и эволюции планеты.
Эволюция природы привела к появлению мыслящего существа — человека, который вступил на путь самосознания и преобразования природ­ных систем.
Процесс преобразования человеком плане­тарной биосферы начался (по датировке В. И. Вер­надского) еще 5-7 тыс. лет назад.
В соответствии с историей цивилизации это был период перехода от неолитической революции к раннеклассовой цивилизации начала бронзового века, когда познания человека, его научная мысль в виде целого ряда прикладных наук стала основой для возникновения металлургии, крупных ирри­гационных систем, больших городов и египетских пирамид, колесной повозки и металлургических
107
орудий, создания письменности, появления про­фессиональных жрецов. Этот период оказал огром­ное влияние на развитие цивилизации и стал им­пульсом к освобождению человечества от полной зависимости от природы.
В период индустриальной цивилизации, с утверждением системы машин в планетарном мас­штабе, крупномасштабным вовлечением природ­ных ресурсов в производство, глобальным загряз­нением окружающей среды, мировыми войнами (включая «холодную») преобразование биосферы в ноосферу стало реальностью, достигнув к концу XX в. критической черты, за которой может после­довать экологическая гармония или самоубийство общества.
Основные факторы формирования ноосфе­ры — научная мысль и человеческий труд. Человек раскрывает законы строения и развития приро­ды, общества и самого себя, изобретает способы преобразования и использования в своих интере­сах природных ресурсов (электричества, энергии пара, солнца, воды, ветра и т.п.). Осознанная, опи­рающаяся на достижения научной мысли трудовая деятельность является решающим фактором ста­новления ноосферы. Материализованная научная мысль на определенной ступени ее концентрации превращается в планетарную геологическую силу.
Однако с самого начала путь к ноосфере был противоречив по своим последствиям. Подчиняя своей воле течение рек и весенние разливы, соору­жая гигантские оросительные системы, многократ­но повышающие урожайность, человек порождал засоление почвы, потерю ее плодородия, что иной раз становилось причиной гибели отдельных ци­вилизаций. Освоение земледелия, скотоводства, металлургии открыло новые источники продо­вольствия, способы создания мощных орудий тру­да и войны, но одновременно вело к уничтожению лесов и пастбищ, истреблению целых народов.
108
Освоение энергии атомного ядра открыло возмож­ность использования дополнительных источников энергии, но и одновременно создало угрозу эколо­гических катастроф типа чернобыльской, породи­ло реальную опасность самоуничтожения челове­чества и гибели биосферы.

Процесс становления и развития ноосфе­ры представляется как взаимодействие биосферы (т.е. живого вещества планеты) и все более разви­вающейся и активизирующейся антропосферы, т. е. сферы человеческой деятельности (рис. 1).
Антропосфера включает в себя социальные системы, экономические отношения, науку, инфос­феру, технику и технологии.
Концепция ноосферы В. И. Вернадского понимает деятельность человека как регулятор, корректирующий взаимодействие сил природы. В начале XX в. уже были заметны разрушитель­ные тенденции человеческой деятельности, но В. И. Вернадский считал их «издержками роста».
109
В целом же, живя в эпоху стремительного взлета фундаментальной науки, он был настроен весьма оптимистично, знание и гуманизм в его представ­лении были неразрывны.
М.И. Будыко (1989) выделил в процессе обра­зования ноосферы пять этапов:
1) человечество стало единым целым, НТР охвати­ла всю планету;
2) благодаря новым средствам связи все части но­осферы стали действовать согласованно друг с другом;
3) открыты принципиально новые источники энергии;
4) достигнуты социальное равенство людей и подъ­ем их благосостояния;
5) возможность регулировать состояние биосферы в соответствии с потребностями человеческого общества.
Пока бесспорным является то, что человече­ство находится только на первом этапе образова­ния ноосферы, и спорным (оптимистическим) — на втором. А ведь человек уже замкнул на себя 20% био­логической продукции планеты и на 30% сократил количество живого вещества Земли. К сожалению, возможности человечества намного превышают его осведомленность и способности прогнозирования. Все преобразования современный человек ведет из расчета немедленной собственной пользы. Он не оценивает результаты своей планетарной деятель­ности ни с точки зрения соответствия их биосфер­ным законам, ни даже с точки зрения интересов про­должения человеческого рода. Человечество до сих пор не задумывается об интересах своих потомков.
Между тем борьба за спасение жизни на пла­нете становится великой интегрирующей силой, стержнем формирования общепланетарного эко­логического, а затем технологического, политиче­ского, экономического, культурного сознания. Эко­логический аспект постепенно начинает играть
.... Глобальная эпидемиология
по
решающую роль в системе критериев и мотивации деятельности и поступков людей, общин, полити­ческих партий и движений, государств и междуна­родных организаций.
В экологической науке родилось понятие «устойчивое развитие». Согласно экологическому подходу, устойчивое развитие — это такое разви­тие, которое не выводит систему за пределы хо­зяйственной емкости биосферы. Оно не вызывает в биосфере процессов разрушения, деградации, результатом которых может стать возникнове­ние принципиально неприемлемых для человека условий. К сожалению, попытки придать разви­тию цивилизации новое направление, названное устойчивым развитием, пока слишком слабы и не дают положительных результатов. Стратегия устойчивого развития стала обретать практиче­ские очертания, когда она была принята на заседа­нии ЮНЕСКО в Рио-де-Жанейро в 1992 г.
Понятие ноосфера отражает необходимость разумного управления природными процессами на основе осмысления законов природы. Человече­ству еще предстоит на основе интеграции множе­ства наук создать стройную теорию организации материального и духовного мира ноосферы, чем будут определяться как само его существование, так и, в частности, успехи борьбы за его санитарно­эпидемиологическое благополучие.
На рис. 2 представлены взаимоотношения глобализации, ноосферы и эпидемиологии. Оче­видно, что процессы, происходящие в ноосфере, непосредственно зависят от динамики ее социаль­ной составляющей, т.е. глобализации. Иными сло­вами, все обусловленные глобализацией процессы движения цивилизации к постиндустриальному обществу и единому человечеству неизбежно тем или иным образом (к сожалению, чаще всего нега­тивным) сказываются на функционировании жи­вой оболочки Земли.
111

Рис. 2. Взаимоотношения глобализации, ноосферы и эпидемиологии

В свою очередь, эти взаимосвязанные и взаи­мообусловленные процессы сказываются на эпиде­миологии инфекционных болезней, обусловливая осложнение эпидемиологической ситуации в ре­зультате активации движущих сил пандемическо­го распространения инфекций.
Современные особенности эпидемиологии инфекционных болезней связывают с драматиче­скими экологическими изменениями, охвативши­ми всю планету Не случайно все большее призна­ние получают термины «экологическая болезнь», «экологически обусловленная болезнь», «экологи­чески обусловленная патология», отражающие не­благоприятное влияние факторов окружающей среды на показатели здоровья населения. Окру­жающая среда изменилась и продолжает менять­ся под воздействием хозяйственной деятельности человека. Миллионы людей в промышленном про­изводстве и сельском хозяйстве, в учреждениях, на транспорте, в быту ежедневно испытывают на себе действие загрязняющих окружающую среду фи-
112
зических и химических факторов. В России в раз­личных регионах действию физических факторов ненормативных уровней подвергается от 30 до 60 % населения. По данным Росгидромета, около ‘Д на­селения России испытывает опасные воздействия тех или иных химических загрязнителей, уровень воздействия которых в 10 раз и более превышает допустимые санитарно-гигиенические нормы.
ВОЗ количественно определила условия со­хранения здоровья, среди которых образ жизни и состояние окружающей среды занимают более 70 °о всех приоритетов.
Специальная группа, созданная Генеральным секретарем ООН в 1999 г., пришла к заключению, что вопросы охраны окружающей среды являются тем краеугольным камнем, на котором будет осно­вываться успех или неудача усилий по борьбе с ин­фекционными болезнями.
Биосфера в силу ее глобального характера является той природной средой, к которой при­надлежит и глобальная паразитарная система эпидемического процесса. Сочетанное функцио­нирование паразитарной системы и окружающей ее природной среды формирует глобальную эпи­демиологическую экологическую систему или экосистемный уровень глобального эпидемиче­ского процесса.
Появление человека и его деятельность на­рушили многообразие механизмов контроля и саморегуляции биосферы, т.к. один вид {homo sapi­ens) начал нарушать сформировавшееся равнове­сие функционирования многочисленных других видов. Что касается видов живых организмов, ока­завшихся способными выдержать тяжесть антро­погенного давления на их экологические системы, то они обрели новые, ранее не имевшие возмож­ности возникнуть пути эволюции. Этот постулат в первую очередь касается мира микроорганизмов, в современных условиях обретших не только новые
ИЗ
обстоятельства существования, но и изменивших направление своей эволюции.
Контрольные механизмы биосферы всегда служили регуляторами эволюции паразитических видов микроорганизмов, обеспечивая равновес­ный баланс между паразитами и их хозяевами. В со­временных условиях, однако, функционирование этих контрольных механизмов нарушено деятель­ностью человека, что открывает для возбудителей инфекций возможности безудержного распро­странения.
В результате обусловленного этим процес­сом интенсивного мутагенеза возникли штаммы микроорганизмов, ранее сапрофитических, но ныне обретших способность не только паразити­ровать в организме человека, но и вызывать тяжело протекающие заболевания (например, легионел­лез, вибрион холеры 0139, Е. coli 0157:Н7 и др.).
В условиях современного экологического кризиса можно выделить два основных фактора, характеризующих ситуацию в биосфере: интен­сивность воздействия и быстрота изменения об­становки. При интенсивных и быстрых измене­ниях внешних условий существенную роль могут играть различия в скорости мутационных и мета­болических процессов у одно- и многоклеточных организмов.
Глобальные экологические разрушения, драматические изменения в окружающей среде способствуют развитию новых патогенов и воз­врату старых. Контрольные механизмы биосфе­ры, сформировавшиеся в течение 1,5 млрд лет ее эволюции, стремятся противостоять негативным влияниям, что подчас выражается в непредсказуе­мости проявлений процессов, происходящих в па­разитарных системах. Так, в 1999 г. массированная эпидемия поразила коралловые рифы Флориды. Возбудителем оказалась неизвестная ранее бакте­рия из группы сапрофитических протеобактерий.
114
Этот микроб разрушал кораллы с невероятной ско­ростью 2 см/сут.
Вопрос взаимосвязи экологической дегра­дации и распространения инфекционных болез­ней является сложной проблемой, вызывающей все большую обеспокоенность эпидемиологов в мире.
По общему мнению специалистов, непо­врежденные естественная среда и ландшафты, как правило, сдерживают размножение возбудителей инфекции, в то время как поврежденные, изме­ненные и деградировавшие ландшафты нарушают естественный баланс в паразитарных системах, что вызывает рост распространения среди людей возбудителей новых и уже существующих инфек­ционных болезней.