Валентин Сапунов - Грядет глобальное похолодание
Циклические процессы могут вызываться системными взаимоотношениями между хищниками и их жертвами, паразитами и их хозяевами и т. д. Графически динамика размножения организмов в таких колебательных системах описывается синусоидой, хотя в ряде случаев она бывает не совсем правильной.
Фенология
Теоретические воззрения, описывающие динамику климата, имеют самый непосредственный выход в практику.
Современное народное хозяйство не может функционировать без постоянного экологического мониторинга и регулярного составления обоснованных экологических прогнозов для нужд рационального природопользования и профилактической медицины. Традиционные методы мониторинга предусматривают измерения многих показателей состояния окружающей среды, использование авиационной, космической и другой сложной техники.
Вместе с тем уровень современных научных разработок в области экологии таков, что позволяет получать значимые данные о состоянии окружающей среды относительно несложными и дешевыми методами. Среди них важное место занимают фенологические наблюдения.
Термин фенология произошёл от греческих слов «файно» — явление и «логос» — наука. Во-первых, фенология, это совокупность знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Во-вторых, фенология — раздел популяционной экологии, рассматривающий сезонные аспекты жизни вида (различают, например, фенологии берёзы, волка, двуточечной божьей коровки т. д.). В третьих, это раздел фенетики, изучающий периодичность появления фенов — то есть дискретных единиц фенотипа.
● Фенология имеет два корня. Первый — это народные приметы и наблюдения, вобравшие в себя многовековый опыт общения с природой. Второй — современная экологическая наука. Фиксация времени наступления тех или иных явлений в живой и неживой природе позволяет оценивать состояние природной среды и делать научно обоснованные прогнозы. Фенологические наблюдения могут осуществляться людьми, не имеющими специального научного образования, в том числе школьниками.
Совокупность данных фенологических наблюдений дает возможность:
1) предсказать основные климатические показатели (температура, осадки) на ближайшие месяцы;
2) предсказать непериодические явления в природе, такие как наводнения, землетрясения т. д.;
3) составить прогноз в отношении динамики численности популяций диких животных и растений;
4) оценить уровень антропогенной нагрузки на природные экологические системы.
При этом точность прогнозов и оценок может быть не ниже, чем в случае использования традиционных методов мониторинга. Так, через фенологию, идеи В. Вернадского, А. Чижевского и других великих ученых дают конкретный прикладной результат.
Понятие хроноизменчивости
А. Чижевский, занимаясь солнечными ритмами, ввёл понятие хроноизменчивости. Но лишь наука самого последнего времени начала использовать это понятие в системе наших знаний об окружающем мире.
Хронобиология, добившись больших успехов в деле изучения организации биологических процессов во времени, сохранила ряд белых пятен. Одно из них — анализ хроноизменчивости, то есть изменчивости временных параметров развития биосистем. Иначе говоря, хроноизменчивость — это изменение длительности протекания биологических процессов. Речь идет о процессах физиологических, онтогенетических и филогенетических. Изменчивости подвержены все временные характеристики организмов. Физиологические параметры (например, время, необходимое для переваривания определенного количества пищи, для формирования яйца и т. д.), онтогенетические (скорость взросления, полового созревания, старения), филогенетические (скорость адаптации популяции к новым пестицидам) проходят в течение определенного времени, но это время подвержено вариации, или изменчивости. Хорошо известно, что в людской популяции существует большое разнообразие по скорости взросления, созревания, старения.
Введение и использование понятия «хроноизменчивость» требует указания подходов к созданию системы классификации форм хроноизменчивости. Всякую биологическую изменчивость как категорию принято делить на наследственную, ненаследственную, количественную и качественную. Взяв за основу такую классификационную систему, выделим четыре основные формы хроноизменчивости.
1. Наследственная количественная. Отражает естественные колебания сроков развития в популяции, находящейся в стабильной, благоприятной среде. Пример — распределение группы людей по скорости полового созревания, взросления, старения.
2. Наследственная качественная. Находит выражение в наличии у популяции (и в виде в целом) нескольких морф, качественно различающихся по срокам протекания того или иного биологического процесса. Пример — распределение диких популяций раков на две морфы — быстро растущих и медленно (так называемые «тугорослики»). 3. Ненаследственная количественная. Отражает повышение степени хроноизменчивости в неблагоприятных условиях, когда среднее значение в популяции остается неизменным, а показатели вариации возрастают. Например, в экстремальных условиях — скажем на передовой при боевых действиях — сразу выявляется прежде скрытая изменчивость по умению адаптироваться к таким условиям, и, соответственно, появляется исключительное разнообразие по срокам дальнейшей жизни для солдата.
4. Ненаследственная качественная. Отражает появление под действием внешних воздействий в популяции, без ее генетической перестройки, принципиально новых хрономорф. Например, распределение популяции при перенесении ее в новые условия на особей быстро достигающих зрелости и медленно.
Хроноизменчивость свойственна не только живой, но и неживой природе. Чижевский понимал, что солнечные ритмы повторяются неоднозначно, однако количественно эту неоднозначность не описывал. Наука более позднего времени подошла к такому описанию. Выше говорилось, что самый известный солнечный ритм составляет 11 лет. На самом деле он варьирует от 7 до 17 лет. Сравнительно недавно — в начале XXI века — произошло удлинение этого ритма за счет растяжения периода минимума. Предполагалось, что минимум будет достигнут в 2004 году, после чего пойдет постепенный рост солнечной активность, увеличение числа солнечных пятен. Однако в действительности минимум затянулся аж до 2007 года. В момент, когда создавалась эта книга, солнечная активность быстро возрастала.
Наложение изменчивости природы, в том числе активности Солнца на изменчивость живых организмов, приводит к тому, что всякие прогнозы относительно изменений климата и изменений в биосфере носят лишь вероятностный характер. Впрочем, это касается почти любых предсказаний. Мир, в котором все предсказывается с абсолютной точностью, существовать не может.
Нерешенные вопросы взаимодействия живых организмов со временем
Во взаимоотношениях людей, животных с потоком времени есть и совершенно загадочные обстоятельства. Назовем некоторые из них.
Известно, что в экстремальных ситуациях время окружающего мира кажется человеку замедленным. Описаны случаи, когда в момент смертельной опасности люди видели летящие в них пули и снаряды, наблюдали последовательные фазы происходящего рядом взрыва. До последнего времени такого рода сведения систематизировались лишь в популярной, а не в научной литературе. Несколько лет назад был предложен методический подход к изучению редких биологических явлений.
Автор данной книги предложил создать самостоятельный раздел науки — криптобиологию, изучающую редкие биологические объекты и явления. Однако специфика обстоятельств, связанных с опасными для жизни ситуациями, затрудняет их научное исследование. Еще одно достоверное и малоизученное обстоятельство — способность живых организмов, включая человека, предсказывать катастрофические ситуации, связанные с выделением большого количества энергии. Животные могут предчувствовать природные катаклизмы и заранее покидать опасные места. Один из самых известных следов вулканической катастрофы — итальянский город Помпеи, уничтоженный в I веке н. э. извержением вулкана Везувий. В ходе раскопок на территории мертвого города найдены и изучены тысячи мумифицированных трупов людей. Однако трупов лошадей, количество которых в древних городах было сопоставимо с населением, практически не обнаружено. Почему так получилось? Лошадей кто-то предупредил, а людей нет. Не могут ли животные подключаться к неведомым нам источникам информации?
Теперь перейдем к настоящему времени. 24 декабря мощное землетрясение в Индийском океане породило волну-цунами, которая обрушилась на Индонезию и некоторые другие страны. Погибли сотни тысяч людей. Но животные почти все заранее покинули опасные районы. Потом они вернулись к своим местам жительства. Сотрудники российского Министерства по чрезвычайным ситуациям, которые помогали жителям пострадавших районов, видели страшные картины — разрушенные водной стихией города без людей, населенные лишь домашними животными…
