Искусственная среда и эволюция человека

Человек сам создатель и регулятор развития городских (урбанистических) систем. Характер и интенсивность его хозяйственной деятельности и способность поддерживать качество окружающей среды в конечном итоге зависит от его биологических особенностей и социальных факторов.

До сих пор идут споры о соотношении социального и биологического в человеке и, хотя мы не знаем этого соотношения (видимо, его нельзя и измерить), но при рассмотрении экологии человека необходимо учитывать оба этих начала. Наиболее рельефно эти проблемы видны при изучении эволюции и адаптации человека в городской среде.

Движущей силой эволюции является естественный отбор, давление которого в развитых странах вообще, а тем более в урбосистемах, значительно снижено. И тем не менее человек и в городской среде не изолирован от природы. Продолжают действовать зональные географические условия, отмечено даже формирование независимо от этнической принадлежности зональных адаптивных типов человека: тропический, пустынный, высокогорный, континентальный, умеренный, арктический.

Учитывая указанные генетические особенности человека и то, что он занял такие пространства, где воздействия среды во многом противоположны, можно констатировать: человек, в отличие от животных, поставил вид в условия широчайшей экологической ниши, характеризующейся общей направленностью адаптаций.

Человек как биологический вид, видимо, достиг того предела «эврибионтности», что дальнейший ее рост вступает в противоречие с организмом человека, как высокоинтегрированной системы, требующей для выживания определенного минимума интеграции («Городская среда…», 1990). Именно эта особенность позволила человеку освоить огромное число экологических ниш в природе, а с другой стороны, привести к процессам «самонастройки» его организма к изменениям среды.

«Самонастройка» систем организма к среде свидетельствует о возможностях выживания человека в новых условиях, что позволяет оптимистически смотреть на будущее всего человечества, не предрекая его гибели. Примерами «самонастройки» систем организма человека при изменении среды могут служить: процессы акселерации, приспособительная динамика соотношения полов в популяции, физиологическая реакция организма на условия высокогорья, высоких широт, гипокинезии и невесомости и т. п.

Человек не только адаптируется, но прочно «привязывается» к своей среде как в индивидуальном, так и в видовом аспектах («Городская среда…, 1990). Данные космической биологии показывают, что человек, адаптируясь к новым условиям в космосе, возвращаясь на Землю, вынужден снова вырабатывать у себя прежние навыки ¾ деадаптироваться. В своей жизнедеятельности, в городской среде, он может находиться дома (в квартире), затем на производстве и, наконец, может выехать за город на отдых. Эти изменения окружающих человека сред вызывают процессы реадаптации, т. е. адаптации к ставшим уже для него новым условиям ранее привычной среды. Более того, при этом происходит как бы «снятие» некоторых выработанных ранее адаптационных механизмов, например, у детей происходит некоторая потеря «бдительности» к движению транспортных средств за период отсутствия их в городе в летние каникулы и т. п.

Примерно то же происходит, если не человек меняет среду, а среда меняется в месте его проживания, на производстве и т. п. Например, повысился шум механизмов в цехе, уровень загрязнения и т. п., скажем, на какое-то время. Но если эти изменения происходят быстро и мощно, то эволюционные процессы, механизмы отбора, уже не успевают, «отстают» и адаптация становится невозможной. Такой резкий дисбаланс системы вызывает стрессовые ситуации, когда под воздействием стрессора ¾ любого фактора, необычайного по силе и длительности воздействия на человека, создается «напряжение» («стресс») в системе при ее адаптационной перестройке, приводящее к болезням человека, вплоть до генетических нарушений ¾ мутагенных явлений.

В городской среде к традиционным экологическим факторам добавляются такие, как десинхроноз (несоответствие адаптаций географической зональности при трансширотных и трансмеридиональных миграциях), транспортная усталость, слабые электромагнитные поля, симбиотная бактериально-вирусная флора, медицинские интервенции, информационное богатство среды, вирусная трансдукция (перенос генетического материала из одной клетки в другую с помощью вируса) и др.

Существует проблема оценки качества городской среды. В природных экосистемах можно использовать виды-индикаторы, действие отдельных экологических факторов, наличие тех или иных компонентов загрязнения и т. д. Но человек, в отличие от животных, сохраняет свои видовые морфофункциональные характеристики независимо от смены условий своей жизни, благодаря трудовой общественно-исторической деятельности, в результате которой и создалась новая «искусственная» среда. Поэтому оценка состояния среды обитания человека возможна лишь через состояние здоровья самого человека.

Но создание искусственной среды стало возможным благодаря общественной, социальной природе человека и для него необходима не только биологическая, но и социальная адаптация к этой среде. С этой точки зрения важны проблемы роста и развития человеческой популяции, отражающие весьма рельефно биосоциальную природу человека.

 

Человечество как популяционная система

Популяция человека, т. е. популяция особого вида ¾ Homo sapiens, обладает теми же свойствами, что и популяция животных, но характер и форма их проявлений значительно отличаются вследствие действия таких факторов, как искусственная среда, социально-экономические условия и др., называемых единым термином ¾ социум.

Все люди на Земле образуют популяционную систему ¾ человечество. Эта система ограничена доступными природными ресурсами и условиями жизни, социально-экономическими и генетическими механизмами (Реймерс, 1994). Человек, уже зная достаточно о значении этих ограничивающих факторов, пока еще мало придает им значения, хотя социально-экономические факторы уже, в известной степени, выступают как регулирующие. О том, что человечество плохо осознает предел своей «толерантности» относительно этих ограничивающих факторов, является практически «безудержный» рост населения, т. е. численности популяции.

Но если действительно поведение человека разумно, тогда он, по Ю. Одуму (1975), должен:

1) изучать и понять форму собственного популяционного роста;

2) определить количественно оптимальные размеры и конфигурацию населения в связи с емкостью данной области;

3) быть готовым к принятию «культурной регуляции» там, где «естественная регуляция» недейственна.

Рост численности населения

Рост численности населения Земли подчиняется экспоненциальному закону, при этом прирост не постоянный, а в последние десятилетия шел с нарастающим итогом. Исходя из этого, экологи расценивают последние тенденции как чрезвычайно опасные. Так, в 70-е гг. ХХ в. население планеты увеличилось на 750 млн человек, в 80-е ¾ на 840 млн, а прирост на 90-е гг. прогнозировался в 960 млн человек и, как видно из табл. 9.1, ежегодный прирост к концу ХХ в. прогнозировался почти в 100 млн человек, что подтверждается косвенными данными в настоящее время.

Таблица 9.1

Темпы роста населения Земли в 1950-2000 гг.
(Лестер Р. Браун, 1992)

Безусловно, такой прирост характеризует собой состояние «демографического взрыва» в человеческой популяции. Это наглядно видно на рис. 9.2, где показано, что еще 1,5 млн лет назад на Земле проживало примерно 500 тыс. человек. При продолжительности жизни в то время всего 20 лет, количество особей могло удвоиться лишь по прошествии 200 тыс. лет. В настоящее же время для этого требуется всего 35 лет.

Примерно девять тысяч лет тому назад на Земле проживало около 10 млн человек, в начале нашей эры ¾ порядка 200 млн, а в середине ХVII в. ¾ 500 млн. Уменьшая воздействие лимитирующих факторов вплоть до практически полного «снятия» их воздействия, человек подошел к миллиардному рубежу своей численности лишь примерно в середине ХIХ в. Но и в ХIХ в. возникали и возникают сейчас различного рода локальные и региональные катастрофы, связанные с болезнями, голодом (например, вследствие неурожаев), войнами и т. п. И несмотря на это и в ХХ в. численность населения продолжает расти, так как люди для себя, с помощью технологических, социальных и культурных перемен, увеличили емкость планеты, сделав обычно непригодные для жизни районы Земли обитаемыми (Миллер, 1993).

Переходя на язык моделей динамики популяций в природе, можно сказать, что регулирующая (ограничительная) роль K -факторов резко снизилась, и в динамике человеческой популяции преобладает r -стратегия. Не последнюю роль играют и особенности жизненных циклов людей: каждая особь участвует в размножении многократно и само размножение возможно в любое время года. В связи с этим государства создают законы, ограничивающие минимально допустимый возраст вступления в брак, разрабатывают мероприятия, поощряющие деторождение только в определенном возрасте и т. д.

Динамику роста народонаселения изучает наука демография. Ее данные очень важны для национального и международного планирования различных мероприятий, связанных с численностью населения, в том числе и ограничительных мер по ее стабилизации или даже сокращению, если это требуется по экологическим причинам. Демографические расчеты позволяют оценить возрастную структуру населения, причины изменения численности в прошлом и прогнозировать эти изменения на будущее.

На рис. 9.3 данные по возрастному составу населения представлены в виде возрастных пирамид.

Рис. 9.3. Возрастная структура народонаселения в 1970 г. в трех странах,
различающихся скоростью роста численности населения:

а ¾ Мексика (быстро растущая популяция); б ¾ США (медленно растущая популяция);
в ¾ Швеция (стационарная популяция) (Freedman, Berelson, 1974)

Возрастная пирамида отражает структуру населения данной местности или государства в целом и содержит в себе информацию о численности каждой возрастной категории людей, о характере роста населения, о позитивном или негативном влиянии условий жизни и др.

Строятся пирамиды в координатах возраст - численность (рис. 9.3). Каждый возрастной класс для различных животных, в зависимости от их продолжительности жизни, имеет различные интервалы, а для человека ¾ интервал в пять лет. Он изображается в виде горизонтально «лежащего столбика», длина которого равна численности данного возрастного класса. Самый «младший» столбик укладывается в основании пирамиды, самый «старший» ¾ ее венчает.

Из рис. 9.3 видно, что при экспоненциальном росте популяции возрастная структура зависит от скорости роста ¾ чем быстрее растет популяция, тем длиннее «столбик» молодых особей и пирамида расширяется к основанию. Популяция может и не менять своей численности (r = 0). Если во всех этих случаях соотношение возрастов сохраняется, то можно считать такие популяции стабильными.

Анализ возрастных пирамид позволяет человечеству с достаточной надежностью прогнозировать свое будущее и принимать соответствущие меры. В природе же эти процессы регулируются естственным путем, под влиянием экологических факторов.

Возрастная пирамида развивающихся стран сужается к вершине (рис. 9.4) вследствие того, что рождаемость высокая, а выживаемость людей в них низкая. В противоположность ей, пирамида населения развитых стран имеет почти отвесную стенку вплоть до старших возрастов, что свидетельствует о высокой выживаемости человека в более благоприятных условиях. Эти же пирамиды свидетельствуют о стремительном росте населения развивающихся стран, а также о нежелательном росте (если он есть) населения в развитых странах.

Рис. 9.4. Общая численность и возрастной состав населения развивающихся
и развитых стран (соответственно заштрихованные и незаштрихованные части
диаграммы слева и справа). Верхняя диаграмма соответствует состоянию на 1980 г.,
а нижняя ¾ прогнозу ООН на 2000 г. (Мау, 1980)

По последним данным, в развивающихся странах просматривается снижение рождаемости и, тем не менее, рост их численности к 2000 г. достаточно велик (см. рис. 9.4), что не может не тревожить общество. Рост этот будет происходить еще продолжительное время даже при снижении скорости роста (r) до нулевого значения. Это явление называют «инерцией роста численности», и оно связано с наличием большого количества молодых людей, не достигших детородного возраста. Поэтому, если даже «r» достигло бы нулевого значения без всякой задержки, то и в этом случае развивающиеся страны были бы обречены на увеличение общей численности населения вдвое, и только после этого могла бы наступить стабилизация (Бигон и др., 1989).

Тем не менее, по некоторым данным, есть уже слабая надежда на то, что пик «демографического взрыва» позади, ибо среднегодовой прирост в мире, составляющий 1,8% в 70-е гг. понизился до 1,7% в 80-е гг. (Лавров, 1990). Однако потребуются огромные усилия всего человечества для поддержания динамического равновесия в природе, в том числе целенаправленная демографическая политика, особенно в странах «третьего мира», где достигнутая плотность населения превышает все допустимые пределы.

Озабоченность тенденциями роста населения еще двести с лишним лет назад заставила Томаса Мальтуса написать трактат, ставший теперь всемирно известным. В нем он впервые математически доказал, что рост населения происходит по экспоненциальному закону, а количество продуктов сельского хозяйства увеличивается в арифметической прогрессии. Мальтус считал, что, если не прекратится бесконтрольное деторождение, нищета и голод будут неизбежны. Конечно, он ошибался в том плане, что не мог учесть в то время и предвидеть потенциальные возможности новых технологий для повышения продуктивности почв, огромных достижений генетики в области селекции сельскохозяйственных растений и животных и т. д. Он писал задолго до открытия принципов генетики Менделем, ничего еще не зная о биогеохимических круговоротах, возвращающих биогенные компоненты в почву, и др.

Т. Мальтус полагал, с повышением численности и ростом плотности населения, начнут регулировать численность человеческой популяции эпидемии, т. е. факторы, зависящие от плотности населения. Но успехи медицины, казалось бы, опровергли этот факт, однако постепенно он снова возник из небытия ¾ ВИЧ-инфекция, рак, возврат прежних инфекций (туберкулез) и т. п. С усилением контактов между народами и ростом их численности эти и другие болезни, например, пандемии гриппа и ряд новейших заболеваний будут представлять собой все большую опасность для человечества. Но этой опасности есть альтернатива. По мнению Н. Ф. Реймерса, при экономически благоприятных условиях начнет реально действовать регулируемый механизм депопуляции и через три поколения (75 лет) человечество бесконфликтно сократится до 1,0-1,5 млрд.

Эти предположения Н. Ф. Реймерса не бесспорны, хотя достаточно оптимистичны. При теперешнем, весьма неспокойном мире, при далеко неравномерном экономическом развитии государств, достижение достаточно высокого уровня благосостояния хотя бы большинством людей в ближайшие десятилетия проблематично. По прогнозам же демографов, если все будет идти как идет сейчас, уже к 40-50 гг. ХХI в. численность населения на Земле достигнет предельной биологической емкости человеческой популяции (12-15 млрд человек), а это чревато ее «крахом» (см. рис. 3.4).

Иными словами, в полную силу вступают в свои права факторы естественной регуляции и, среди них, важнейшим будет истощение доступных человечеству ресурсов.