Презентація "Дія Законів Коммонера в природі (по сторінках книги Баррі Коммонера «Коло, що замикається») частина 1"

Дія Законів Коммонера в природі(по сторінках книги Баррі Коммонера «Коло, що замикається»)частина 1 Біологія та екологія, 11 клас, профільний рівень. Кириченко Т. Г., вчитель біології КЗ «Ліцей № 19 НІкопольської міської ради»

Барри Коммонер«Коло, що замикається»Якщо ми хочемо вижити, ми повинні зрозуміти причину катастрофи, що насувається. Щоб зрозуміти це, потрібно почати з першоджерела самого життя, що оточує Землю тонкої оболонки з повітря, води та ґрунту та променевої сонячної енергії, що пронизує її. Саме ця оболонка кілька мільярдів років тому породила та вигодувала життя. У міру розвитку життя її старі форми трансформували оболонку Землі, а нові пристосовувалися до цих змін. Поступово зростала чисельність живих організмів, збільшувалася кількість та різноманітність їх видів, і зрештою утворилася глобальна система життя. Майстерно пристосовуючись до довкілля, живі організми самі ставали її творцями. Це все і є екосфера, будинок, збудований на поверхні Землі самим життям. Будь-який організм, якщо хоче вижити, повинен пристосуватися до екосфері. Криза навколишнього середовища — це ознака того, що відповідність між життям і його оточенням, що була до останнього часу, починає розпадатися. Чому після мільйонів років гармонійного співіснування зв'язки між живими організмами та навколишнім середовищем почали руйнуватися? Де почала розпускатися тканина екосфери? Як далеко може зайти цей процес? Як нам зупинити його та відновити порушені зв'язки? Моя Книга - спроба з'ясувати, що означає насправді криза навколишнього середовища. Баррі Коммонер,американський біолог, еколог та політик у 1974 р. в книзі «Коло, що замикається» сформулював свій варіант законів екології.

Перший закон екології «Усе по. В’язано з усім»Цей закон демонструє існування колосальної мережі зв'язків у екосфері: між різними живими організмами, між популяціями, видами, і навіть між окремими організмами та його фізико-хімічним оточенням. Те становище, що екосистема складається з безлічі взаємозалежних елементів, де одна впливає іншу, має кілька дивовижних наслідків. Зрозуміти цей механізм нам допоможе наука кібернетика. Слово «кібернетика» походить від грецького слова «кермовий»; воно позначає ланцюжок подій, які керують поведінкою системи. Кермовий - це частина системи, в яку входять також компас, кермовий пристрій і корабель. Якщо корабель відхиляється від фіксованого компасом курсу, то стрілка компаса показує це. Це явище, відзначене кермовим, тягне за собою інше: керманич повертає штурвал, який повертає корабель до колишнього курсу. Після цього стрілка компаса займає своє колишнє положення за курсом і цикл завершений.

Так само побудовано стабілізуючі кібернетичні зв'язки в екологічному циклі. Візьмемо, наприклад, прісноводний екологічний цикл: риба - органічні відходи- бактерії, що розкладають, - неорганічні продукти - водорості - риба. Припустимо, що надзвичайно тепла літня погода зумовила швидке зростання водоростей. Це спричиняє виснаження запасу! неорганічних поживних речовин; таким чином, два сектори кола, водорості і поживні речовини, виходять з рівноважного стану, але в протилежних напрямках. Механізм екологічного циклу, аналогічно до того, як це було з кораблем, незабаром повертає систему до рівноваги. Збільшившись у кількості, водорослі стають доступнішою їжею для риби, це зменшує популяцію водоростей, збільшуючи кількість відходів у риби, отже, призводить до збільшення вмісту поживних речовин у воді після розкладання екскрементів . Таким чином, кількість водоростей і поживних речовин повертається до свого первісного, рівноважного співвідношення. У таких кібернетичних системах правильний курс підтримується не жорстким контролем, але гнучкістю.

Корабель не рухається весь час прямолінійно, а робить синусоїдальний рух, поперемінно відхиляючись в обидві сторони від правильного курсу. Частота цих відхилень залежить від відносних швидкостей різних стадіях циклу, таких, наприклад, як швидкість, з якою корабель слухається керма. Типовим прикладом подібних екологічних коливань можуть бути періодичні флуктуації чисельності; популяцій хутрового звіра. Наприклад, за даними мисливського промислу в Канаді відомо,що коливання чисельності кроликів мають 10-річну циклічність. Коли кроликів багато, рись процвітає; зростання популяції рисі тягне у себе зменшення популяції кроликів; коли вона зменшується значно, для зростання кількості рисів починає бракувати їжі; коли рисі починають вимирати, їх полювання на кролів стає менш інтенсивним і останніх стає більше. Подібні осцилюючі системи завжди схильні до небезпеки загибелі: коли коливання досягають занадто великої амплітуди, система вже не може їх компенсувати. Припустимо, що в одному з коливань зв'язку кролики - рись рисі знищили всіх кроликів, Тепер популяція кроликів не може бути відновлена. Риси починають вимирати, оскільки відсутня їжа; але цього разу зменшення чисельності рисів не тягне за собою відновлення чисельності кроликів. Риси вимирають повністю. Система кролі - рисі приходить до загибелі. Якби рисі мали інший вид їжі, то вони пережили б раптове зникнення кроликів. Таким чином, відгалуження, відкриваючи альтернативні шляхи, підвищує стійкість екосистеми до навантажень. Більшість екосистем настільки складні, що їх цикли являють собою не просто кола, а розгалуження, що перетинаються, схожі на павутину. Подібно до мережі, кожен вузол якої пов'язаний з іншими кількома нитками, наша система більш стійка, ніж просте, «не гіллясте» коло ниток, яке достатньо розрізати в будь-якому місці, для того щоб зруйнувати все відразу. Забруднення навколишнього середовища служить сигналом того, що екологічні петлі десь розрізані і, отже, система значно спростилася, ставши таким чином більш чутливою до навантажень і ближче до загибелі.

Те, що ми називаємо "евтрофікацією", також нагадує екологічний занепад. Якщо вміст поживних речовин у воді стає настільки високим, щоб стимулювати швидке зростання водоростей, щільна популяція водоростей не може довго існувати. Оскільки товщина шару водоростей зростає, різко зменшується надходження в нижні шари води світла, необхідного для фотосинтезу; тому будь-який стрибок у розвитку водоростей супроводжується швидкою загибеллю і появою органічних останків. Зміст їх у воді може досягти настільки високого рівня, що на їхнє розкладання піде весь кисень, розчинений у воді. Але тоді загинуть бактерії, що розкладають, оскільки без кисню вони не можуть існувати. Досконалий механізм водної екосистеми занепадає.

Динаміка поведінки кібернетичної системи — наприклад частота її власних коливань, швидкість її реакцію зовнішні зміни і загальна швидкість її функціонування — залежить від відносних швидкостей, притаманних окремих її ланок. У корабельній системі реакція стрілки компаса триває частки секунди, кермового – кілька секунд, корабля – хвилини. Ці відмінності у швидкості реакції породжують, наприклад, характерну частоту коливань курсу корабля біля правильного значення. У водній екосистемі кожній біологічній ланці також властива своя характерна швидкість реакції, яка залежить від швидкості метаболічних процесів та розмноження відповідних організмів. Так, для появи нового покоління риби необхідно кілька місяців, водоростей – кілька днів, бактерії, що розкладають, здатні розмножуватися за кілька годин. Швидкість метаболізму цих організмів, тобто швидкість, з якою вони засвоюють поживні речовини, використовують кисень чи продукують відходи, пов'язана зворотної залежністю зі своїми розмірами. Якщо швидкість метаболізму риби прийняти за одиницю, то для водоростей ця швидкість становитиме близько 100, а для бактерій — близько 10 000 одиниць. Для того, щоб вся циклічна система в цілому залишалася в рівновазі, необхідно, щоб загальна швидкість її внутрішніх процесів керувалася найбільш повільною ланкою, в даному випадку – зростанням та метаболізмом риб. Будь-яка зовнішня дія, яка прискорює частину циклу і тим самим змушує якусь одну частину системи працювати швидше, ніж система загалом, призводить до несприятливих наслідків. Наприклад, швидкість продукування рибою відходів визначає швидкість метаболізму бактерій, що розкладають, і швидкість споживання кисню в процесі розкладання. При рівноважному стані системи кисень, необхідний підтримки життєдіяльності бактерій, що розкладають, продукується водоростями і приходить з атмосфери. Припустимо, що швидкість надходження у систему органічних відходів різко зросла, наприклад з допомогою скидання стічних вод. Тепер бактерії мають справу з набагато більшою кількістю органічних покидьків, ніж зазвичай; при великій швидкості свого метаболізму вони швидко розширюють свою активність на збільшених запасах органічних речовин. В результаті швидкість споживання кисню бактеріями, що розкладають, легко може перевищити швидкість продукування кисню водоростями, вміст кисню у воді наблизиться до нуля і система загине. Таким чином, швидкості окремих процесів циклу відповідають природній рівновазі, яка досягається і підтримується лише за умови відсутності зовнішніх втручань у систему. Коли в цикл вторгається новий чинник, не контролюється внутрішніми самоврядними зв'язками і становить загрозу стабільності всієї системи.

Зворотні зв'язки в екосистемах часто спричиняють посилення найважливіших процесів. Наприклад, той факт, що в харчових ланцюжках дрібні організми поїдаються більшими, а ті, у свою чергу, ще більшими, неминуче призводить до концентрування певних елементів навколишнього середовища в тканинах організмів, що знаходяться у вершині харчової піраміди. Для всіх дрібних організмів характерна більш висока швидкість метаболізму, ніж у великих, тому кількість їжі, що окислюється, по відношенню до маси тіла у них більше. Отже, тварини, що у вершині харчової піраміди, залежить від споживання значно більшої маси організмів, що у основі піраміди. Тому всяка речовина, яка не бере участі в метаболізмі, але міститься в організмах нижніх ланок харчового ланцюжка, накопичуватиметься в тканинах представників верхньої ланки. Так, якщо прийняти концентрацію ДДТ (який практично не бере участь у метаболізмі) у ґрунті за одиницю, то концентрація його в організмі земляного черв'яка становитиме 10—40 одиниць, а в організмі глухаря, який живиться земляним черв'яком, — 200 одиниць. Все це випливає із простого факту: все пов'язано з усім. Система стабілізується завдяки своїм динамічним самокомпенсуючим властивостям; ці властивості під впливом зовнішніх навантажень можуть призвести до драматичної розв'язці; складність екологічної системи та швидкість її кругообігу визначають ступінь навантаження, яку вона може витримати; екологічна мережа подібна до підсилювача: невеликий зсув в одному місці може викликати віддалені, значні та довготривалі наслідки.

Другий закон Екології«Все має кудись подітися»Це, зрозуміло, просто неформальне перефразування фундаментальним фізичним законом — матерія не зникає. У застосуванні до екології цей закон означає, що у природі немає такої речі, як «сміття». У будь-якій природній системі екскременти та покидьки одних організмів є їжею для інших. Вуглекислий газ, який виділяють тварини як відходи дихання, - це чудова поживна речовина для зелених рослин. Рослини викидають кисень, який використовується тваринами. Органічні покидьки тварин служать їжею для бактерий, що розкладають. Їхні відходи — неорганічні речовини, такі як азот, фосфор та вуглекислий газ, стають їжею для водоростей. Послідовні спроби відповісти на запитання «куди йде?» і можуть дати напрочуд багато інформації про екосистеми.

Розглянемо долю окремих предметів домашнього побуту, що містять ртуть - речовина, яка надає, як це нещодавно з'ясувалося, серйозний вплив на навколишнє середовище. Суха батарейка, що містить ртуть, купується, використовується за призначенням і викидається. Але що відбувається з нею далі? Спочатку вона потрапляє у сміттєвий контейнер; потім контейнер відвозять на сміттєспалювальну станцію. Тут ртуть нагрівається; вона утворює ртутні пари, які викидаються через трубу, але ртутні пари токсичні. Вітер підхоплює їх, і, зрештою, вони осідають на землю з дощем або снігом. Потрапивши, скажімо, у гірське озеро, ртуть конденсується та опускається на дно. Тут її переробляють бактерії, перетворюючи на метильовану ртуть. Вона розчиняється у воді та поглинається рибою; оскільки ртуть не бере участь у метаболізмі, вона накопичується в органах та в м'ясі риби. Риба виловлюється і з'їдається людиною, і отруйна ртуть відкладається у його органах. І так далі. Простеження екологічних траєкторій — відмінний та ефективний засіб для того, щоб спростувати поширене уявлення про те, що речі, які стали марними, просто «зникають», коли їх викидають. Ніщо не «зникає», та чи інша речовина просто переміщається з місця на місце, переходить з однієї молекулярної форми в іншу, впливаючи на життєві процеси будь-якого організму, частиною якого воно стає на якийсь час. Одна з головних причин нинішньої кризи навколишнього середовища полягає в тому, що величезні кількості речовин вилучені із землі, перетворені на нові сполуки та розпорошені у навколишньому середовищі без урахування того факту, що «все кудись подіється». В результаті згубно великі кількості речовин нерідко накопичуються в тих місцях, де, за природою, їх не повинно бути.

Третій закон екології«Природа знає краще»цей принцип зустрічає значний опір, оскільки він суперечить впевненості, що глибоко укорінилася, в тому, що людські істоти володіє унікальною компетентністю. Однією з найбільш характерних рис сучасної технології є уявлення, що вона покликана «поліпшити природу» — забезпечити такі продукти харчування, одяг, житло та засоби комунікації, які природа не може надати. У той же час, будучи погано сформульованим, третій закон екології стверджує, що будь-яка велика антропогенна зміна природної системи шкідлива для неї. Це, мабуть, крайня думка, проте, гадаю, що у такому твердженні міститься чимала частка істини, якщо розглядати їх у певному контексті. Відсутність певної речовини у природі, часто означає, що ця речовина не сумісна з хімією життя»

Для пояснення цього принципу корисно вдатися до аналогії. Припустимо, ви відкриваєте задню кришку вашого годинника, закриваєте очі і тикаєте олівцем в робочий механізм. Майже неминуче годинник буде пошкоджено. Однак цей результат не є абсолютно неминучим. Існує якась ймовірність, що годинник ходив неправильно і олівець випадково виправив їх. Однак такий результат є надзвичайно малоймовірним. Виникає питання чому? Відповідь самоочевидна: у годиннику втілилося дуже багато того, що технологи називають «дослідженням і розвитком» (або, більш фамільярно, «R і D» *). Це означає, що за довгі роки ціла армія годинників, кожен з яких навчався у свого попередника, випробувала всілякі вдосконалення, відкинула те, що не сприяло хорошому функціонуванню системи в цілому, і залишила найкраще. В результаті існуючий нині часовий механізм є продуктом ретельного відбору з величезного різноманіття можливих варіантів складових частин, конструктивних схем робочого механізму. Будь-яка спроба навмання змінити щось потрапить, ймовірно, до того класу неспроможних чи шкідливих переробок, які були випробувані та відкинуті в процесі еволюції виробництва годинника. Перефразувавши наш закон у застосуванні до закону годинника, можна сказати: «годинникар знає краще». Ця аналогія сповнена глибокого сенсу, коли ми розглядаємо біологічні системи. Можна викликати цілу низку випадкових спадкових змін у живих істотах, якщо піддавати їх впливу таких агентів, як рентгенівське випромінювання або гамма-випромінювання, які збільшують частоту мутацій. Взагалі таке опромінення підвищує ймовірність всіх видів мутацій, які в природі

спостерігаються дуже рідко, і тому воно загрожує всілякими змінами. Але для нас дуже істотна та обставина, що майже всі мутації, викликані згаданими випромінюваннями або іншими засобами, є згубними для організму, і в більшості випадків настільки, що організм гине, не встигнувши навіть повністю сформуватися.Іншими словами, подібно годинникам, живий організм, що піддається сліпим випадковим змінам, майже напевно буде не покращений, а зламаний. І в обох випадках пояснення одне - величезне значення "R і D". У кожному живому організмі втілено два чи три мільярди років «R та D». За цей час виникла безліч нових особин, організмів, і в кожному випадку відбувалася перевірка того, наскільки вдалими виявилися випадкові генетичні форми. Якщо зміна знижує життєздатність організму, вона вбиває його перш, ніж ця зміна може бути передана наступним поколінням. Завдяки цьому життя розвило складний комплекс сумісних деталей, а ті можливі конструкції, які виявились несумісними з цілим, були відкинуті за тривалий період еволюції. Таким чином, схоже, що структура організму нинішніх живих істот або організація сучасної природної екосистеми — найкраща, у тому сенсі, що вони були ретельно відібрані з невдалих варіантів» і що будь-який новий варіант швидше за все буде гіршим від існуючого нині.

Цей принцип особливо яскраво поводиться у сфері органічної хімії. Живе складається з багатьох тисяч різних органічних сполук, і іноді видається, що принаймні деякі з них можуть бути покращені, якщо замінити їх якимось штучним варіантом природної субстанції. Третій закон екології стверджує, що штучне введення органічних речовин, що не існують у природі, а створених людиною і тим щонайменше беруть участь у живій системі, швидше за все, завдасть шкоди. Для будь-якої органічної субстанції, що виробляється організмами, існує десь у природі фермент, здатний цю субстанцію розкласти. Як наслідок, жодна органічна речовина не буде синтезована, якщо немає засобів для її розкладання; до цього змушує все та ж циклічність. Тому, коли людина синтезує нову органічну речовину, яка за структурою значно відрізняється від природних речовин, є ймовірність, що для неї не існує ферменту, що розкладає, і ця речовина буде накопичуватися. Зважаючи на ці міркування, я думаю, було б розумно звернути особливу увагу на кожну штучну органічну речовину, яка відсутня в природі і має сильний вплив на будь-який вид організмів, оскільки згодом вона може стати небезпечною і для інших форм життя. Практично такий погляд означає, що до всіх штучних органічних речовин, які мають загальну біологічну активність, слід ставитися так само, як до ліків, або, вірніше, так, як ми повинні ставитися до ліків, — завбачливо, обережно. Це відноситься в першу чергу до детергентів, інсектицидів та гербіцидів.

З комерційної точки зору, ймовірно, одне й найуспішніших сучасних нововведень — це детергенти. , які витеснили зринку один із найстаріших, добре укорінених і корисних винаходів людства — мило. Ця заміна — типовий приклад витіснення природних органічних речовин штучними синтетичними продуктами. Мило є продуктом взаємодії натуральних жирів і лугу. Одним із типових видів жирів, що використовуються при виробництві мила, є пальмова олія. Вихідними матеріалами для його отримання є пальмові дерева, вода і вуглекислий газ, а необхідну енергію забезпечує сонячне світло. Все це легко доступні, відновлювані ресурси. Використане та спущене в каналізаційну систему мило під дією бактерій розкладається: його натуральні жири одразу піддаються впливу ферментів. Найчастіше цей процес відбувається, в межах очисних споруд. У поверхневі води, зрештою, потрапляють лише вуглекислий газ і водатому у процесі свого виробництва та споживання мило має порівняно малий вплив на навколишнє середовище. У порівнянні з милом виробництво детергентів, впливає на навколишнє середовище набагато інтенсивніше. Детергенти синтезуються з органічних речовин, присутніх у нафті разом із низкою інших продуктів. Для того, щоб витягти з нафти ці речовини, вона піддається дистиляції, хлоруванню та високотемпературним процесам, в результаті яких виходить активний миючий агент. Потім у нього вводяться різні добавки, призначені для пом'якшення води, виведення плям, «відбілювання» білизни . Цей продукт є детергент. При отриманні хлору, що йде на виготовлення детергенту, використовується і вивільняється при цьому в навколишнє середовище ртуть. Виробництво детергентів, у якому природні хімічні процеси замінені штучними, пов'язане зі значно більшим навантаженням на довкілля, ніж виробництво мила. Оскільки молекули детергентів не піддаються впливу ферментів, вони проходять через очисні споруди без жодних змін. Безпінні детергенти містять ще і бензольне кільце, тому бензол легко переходить в водному середовиші в карболову кислоту, отруйну для водних організмів. Фосфати сприяють інтенсивний ріст водоростей, перенасичую середовище фосфором, а жиророзчинність нафтопродукту створює проблеми з слизовими оболонками як тварин, так і людини.

Четвертий закон екології«Ніщо не дається задарма»цей закон покликаний наголосити, що будь-яка річ чогось варта. Цей екологічний закон поєднує в собі попередні три закони. Тому що глобальна екосистема є єдиним цілим, в рамках якої нічого не може бути виграно або втрачено і яка не може бути об'єктом загального поліпшення; все, що було витягнуто з неї людською працею, має бути відшкодовано. Платежу за цим векселем не можна уникнути; він може лише відстрочений. Нинішня криза навколишнього середовища говорить про те, що ця відстрочка надто затягнулася. Попередні сторінки були присвячені проведенню тієї думки, що життя на Землі утворює суцільну павутину. Була зроблена спроба шляхом логічних побудов перейти від доступних нам фактів до широких узагальнень. теперішня криза навколишнього середовища надала істинного, буквального і навіть кількісного сенсу поетичному образу «людина повинна жити в гармонії з природою».

26 квітня 1953 року у місті Трої, штат Нью-Йорк, випав дощ. Під час дощу фізики з найближчої університетської лабораторії, які проводили експерименти з радіоактивними речовинами, наголосили на раптовому збільшенні інтенсивності «фонового» випромінювання. Незабаром вони встановили, що дощ був високорадіоактивним, і висловили здогад, що радіоактивні уламки — не що інше, як продукти ядерних випробувань у Неваді, які були перенесені вітрами через всю країну і випали на поверхню землі з опадами. Багато хто з представників наукової громадськості забив тривогу з приводу небезпеки радіоактивних опадів, і до кінця 1953 року цей неспокій прорвався крізь завісу секретності; проблема радіоактивних опадів стала надбанням громадськості. Виявилось, що випромінювання стронцію-90 є особливо небезпечною формою радіоактивності. Як безпечний, природний стронцій, і його радіоактивний ізотоп, стронцій-90, здійснюють природний кругообіг разом із кальцієм, хімічно спорідненим елементом. Кальцій, що інтенсивно всмоктується рослинами з ґрунту, потрапляє в їжу, а з нею проникає в людський організм. Потрапивши жердині з випаданнями на поверхню землі, стронцій-90 неминуче приєднується до кальцію, коли той рухається харчовим ланцюжком, і зрештою концентрується разом з кальцієм у рослинах, в молоці та в кістках людини. Випромінювання стронцію-90 не може проникнути в живу тканину більш ніж на сантиметр. Однак, потрапивши в тіло людини, ізотоп виявляється у тісному сусідстві із живими кістковими клітинами. Ці клітини легко піддаються впливу випромінювання стронцію-90, і небезпека виникнення в них, наприклад, ракової хвороби набагатобільше, ніж при зовнішньому опроміненні тією ж кількістю стронцію-90. Стало зрозуміло, що випробування ядерної зброї волею випадку стали першим в історії людства глобальним експериментом, поставленим у навколишньому середовищі. З радіоактивними опадами стронцій-90 та ряд інших радіоактивних елементів були розсіяні по всій величезній планетарній системі живих організмів; штучна радіоактивність, накопивалася в кожній рослині, тварині, мікроорганізмі, що живе на Землі. Ніхто не мав наміру отруювати землю радіоактивними продуктами чи загрожувати здоров'ю людства. Але тепер вперше в історії людства діти стали виростати зі стронцієм-90 у кістках та йодом-131 у щитовидній залозі.

Навколишнє середовище виявилося сполучною ланкою між засекреченими і, здавалося б, ізольованими ядерними вибухами та дітьми. Вітри рознесли уламкові продукти вибухів з району випробувань по всій планеті; дощ та сніг доставили їх на поверхню землі; трави та харчові рослини всмоктали їх із ґрунту; через їжу вони потрапили до організмів дітей; природні біологічні процеси у їхніх кістках і залозах сконцентрували радіоактивні елементи та посилили загрозу для здоров'я дітей. Кожен ядерний вибух вносив нові порції радіоактивних продуктів у довкілля, у складну мережу комунікацій, якими пов'язане живе Землі. Самі того не усвідомлюючи, військові технічні фахівці вторглися зі своїми бомбами в цю мережу, що принесло результати, на які ніхто не очікував і не міг передбачити. Коли програма випробувань тільки починалася, вважалося, що радіоактивні продукти, занедбані енергією ядерного вибуху в стратосферу, будуть там кілька років, тобто достатньо, щоб у ході свого розпаду радіоактивні продукти стали безпечними для людини. Тільки пізніше стало відомо, що в стратосфері існують повітряні потоки, які протягом декількох місяців виносять радіоактивні продукти до поверхні Землі і які не дають їм поширюватися по всій земній кулі, змушуючи випадати переважну частину в північній помірній зоні. А тим часом близько 80 відсотків населення Землі мешкає саме В організмах мешканців Арктики та Лапландії було виявлено набагато більше радіоактивних продуктів, ніж у населення помірних кліматичних зон планети, хоча в Арктиці радіоактивних опадів випадає майже вдесятеро менше, ніж у північній помірній зоні. Причина цього — особливості арктичного біологічного ланцюжка: лишайник, на відміну трави, захоплює опади безпосередньо з повітря, а чи не з грунту, де вони можуть розчинитися. З лишайником вони потрапляють до організму канадського чи північного оленів і далі — до організмів ескімосів та жителів Лапландії, які харчуються м'ясом цих оленів.

У що обходяться людству радіоактивні випадання — відомо точно. Але абсолютно точно відомий і повсюдно визнаний той факт, що ціла низка серйозних небезпек для здоров'я людини — рак, генетичні дефекти, зменшення тривалості життя — походить від радіації. Велику частку від загальної кількості випадків ракових захворювань та генетичних дефектів слід віднести на рахунок «природної» (тобто існувала і до початку радіоактивних випадень) радіації, обумовленої радіоактивністю деяких гірських порід та космічними променями. Порівняння даних про кількість генетичних дефектів, викликаних природною радіацією, з даними про дефекти, зумовлені додатковим опроміненням за рахунок радіоактивного випадання, дозволило встановити, що на 1963 з вини радіоактивних опадів у США народилося 5000 неповноцінних дітей, а в усьому світі - приблизно 86000. За оцінкою Наукового комітету ООН з вивчення наслідків атомної радіації, на 1958 рік у світі спостерігалося від 2500 до 100000 випадків серйозних генетичних дефектів, зобов'язаних ядерним випробуванням. З іншого боку, доктор Ернест Стернтлас вважає, що в одних лише США випадання відповідальних за смерть 400 000 дітей, багато з яких загинули ще в утробі матері.

Сьогодні існує лише один реальний шлях мирного застосування ядерної енергії – вироблення електроенергії. Хоча атомні електростанції власними силами не дають жодного іншого забруднення, крім радіоактивного, проте забруднення виникає у процесі отримання атомної енергії. Радіоактивні викиди ядерних електростанцій можуть сильно зрости від появи навіть дуже слабкого витоку через металеві оболонки паливних елементів реактора. Виготовлення цих оболонок - дуже складне завдання: на всьому своєму протязі тонкі металеві труби повинні бути виконані таким чином, щоб витримати не тільки механічні навантаження, але і руйнівну дію інтенсивної радіації. Зменшення норм на радіоактивні викиди вимагатиме або вдосконалення цієї вже досить високорозвиненої та трудомісткої технології, або введення пристроїв, які з набагато більшою ефективністю, ніж існуючі нині, могли б уловлювати радіоактивні продукти в рідкому та газоподібному потоках реактора. Всі ці вдосконалення можуть виявитися настільки дорогими, що призведуть до зменшення тієї незначної економічної переваги, яку мають ядерні електростанції перед звичайними джерелами енергії. Найбільша в історії США аварія 1979 року на атомній станції Три-Майл-Айленд (Трьохмильний острів) у Пенсільванії поклала край будівництву нових реакторів у США, хоча радіація тоді так і не вирвалася в атмосферу. Результати цієї катастрофи значно вплинули на свідомість людей щодо сприйняття сфери діяльності атомних електростанцій та їх розвиток у цілому.

Для більшості людей прикладом великих досягнень сучасної технології є автомобіль. Розмежувальною лінією між його успіхом та провалом є заводські ворота. Поки автомобіль створюється, техніка на висоті положення. Однак, як тільки (автомобіль залишає завод і потрапляє в навколишнє середовище, він проявляє себе як агент, який робить міське повітря хвороботворним, пригнічує організм людини майже токсичними рівнями окису а вуглецю та свинцю, заносить канцерогенні частинки асфальту в легені, вбиває і калічить щороку багато хто тисячі люден Цінність автомобіля створюється технологією, але зводиться нанівець його неспроможністю по відношенню до зовнішнього середовища. Це такі фактори, як температура та вологість повітря, атмосферний тиск, концентрація частинок пилу, двоокису сірки та оксидів азоту, а також металів - кадмію, цинку, олова та ванадія. Вже виявлено низку захворювань, що корелюють із забрудненістю повітря: кашель, застудні та інші респіраторні захворювання, емфізема легень, бронхіт, серцево-судинні розлади, астма та подразнення слизової оболонки очей. У той самий час певні чинники довкілля корелюють і з показниками загальної захворюваності, наприклад із частотою госпіталізацій. Забруднення повітря – це не лише неприємність та загроза здоров'ю. Це показник того, що найкращі досягнення нашої технології — автомобіль, реактивний літак, електростанція, промисловість загалом і навіть саме сучасне місто — це наш провал, якщо говорити про зовнішнє середовище.

Найбільш кричущим прикладом кризи довкілля Сполучених Штатах служить озеро Ері, величезне внутрішнє море, розміри якого символізують непорушність природи. Озеро Ері було головним природним ресурсом великого району з півдюжиною великих міст, 13-мільйонним населенням, потужною та різноманітною промисловістю, багатими сільськогосподарськими угіддями та процвітаючим рибним промислом. Але в процесі створення всього цього багатства озеро так змінилося і виявилося настільки забрудненим, що природні біологічні системи, що становлять цінність озера, майже повністю загинули. Доля озера Ері дає уявлення про міру шкоди, яку ми завдаємо нашим природним ресурсам, створюючи національний добробут. Інтенсивне використання ресурсів озера спричинило складну екологічну ситуацію. Першими це зауважили рибалки: стали скорочуватися популяції риби, а обсяг уловів різко знизився. Екологи відзначили появу в озері «мертвих зон», в яких знаходилися водорості, що розкладалися. Причиною екологічної катастрофи стали скиди із нафтохімічних заводів. До промислового забруднення додалися відходи сільського господарства, т.к. пестициди та добрива, що застосовуються в сільському господарстві, змивалися ґрунтовими водами в озеро. Рівень вмісту кисню у воді є дуже чутливим індикатором забруднення. Коли неочищені стоки надходять у озеро, вони приносять із собою велику кількість органічних речовин. Чим більше органічних речовин надходить у озеро, тим більше потрібно кисню для того, щоб перевести їх у неорганічні солі; ця «біологічна потреба кисню», або БПК, служить таким чином мірою забрудненості води органічними речовинами. Швидко розростаючись, колонії водоростей так само швидко гинуть і насичують озеро органічною речовиною. Цей процес, званий евтрофікацією, і є основним винуватцем кисневого дефіциту перед донним мулом озера Ері. Протягом багатьох років специфічна хімія заліза дозволяла уникати платежу за цією заборгованістю.. Алк в майбутньому Ері може раптово встати перед необхідністю розплатитися за вікову кисневу заборгованість. Це було б біологічною катастрофою.

Ми повинні навчитися у природи основним уроком: на нашій планеті ніщо не зможе вижити, якщо воно не входить у єдине глобальне ціле як невід'ємна його частина. Саме життя вивчило цей урок на первісній Землі. Тут доречно згадати, що перші живі істоти на Землі, подібно до сучасної людини, витрачали в процесі зростання свою поживну базу, перетворюючи геохімічний запас органічної матерії на покидьки, які вже не могли задовольняти їхні потреби. Життя Землі спочатку пішла лінійним самогубним курсом. Життя врятували від згасання нові форми життя, що з'явилися в ході еволюції, які перетворювали відходи примітивних організмів на свіжу органічну матерію. Перші фотосинтезуючі організми перетворили споживчу лінійність життя на перший великий екологічний цикл Землі. Замкнувши коло. Ці організми досягли того, що сам по собі, поза цим колом, жоден живий організм не може вижити. Людські істоти розімкнули коло життя, і сталося це не задля біологічної необхідності, а з вини соціальної структури, яку вони самі створили, щоб «підкорити» природу; тому, що методи отримання природних багатств диктуються вимогами, суперечать законам, управляючим природою. У результаті це призвело до кризи довкілля, кризи виживання. Щоб вижити, перш за все ми маємо замкнути коло. Ми повинні знайти спосіб повернути природі багатство, яке ми взяли в борг.

Використана література. Барри Коммонер Замыкающийся круг. Л.-Гидрометеоиздат. 1974, 280 стр.