У растений это выражено еще более резко. Вода, набор питательных солей, углекислый газ и свет – при этом наборе одинаковых факторов из одного семени вырастает роза, из другого – крапива, а из третьего – елка (и совсем не «елка Чернова» – помните?). Всякий раз – определенное растение с присущим ему набором свойств. Со своей упорядоченностью.

Итак, организмы берут извне не упорядоченность, а энергию. За счет этой энергии они строят свою специфичную упорядоченность «по роду их» – так, кажется, сказано в Писании, пренебрегая чужой. Из куриного яйца – однородной массы желтка и белка – возникает цыпленок с головой, ногами, крыльями. И эта простая вещь, это чудо называется жизнью.

По мысли академика В. И. Вернадского, развитие человеческого мышления и все возрастающее его воздействие на окружающую среду – через технику и технологии – следует рассматривать как природное явление, как неизбежное следствие того, что называют «цефализацией» – то есть «оразумливанием» земной биоты. Эти процессы привели к формированию техносферы – создаваемой самим человеком среды его обитания. Взаимоотношения биосферы и техносферы, в связи с грозящим Земле экологическим кризисом, являются сейчас объектом пристального внимания самых разных специалистов.

Итак, биосферой мы будем называть всю населяющую Землю биоту (то есть совокупность всех микроорганизмов, грибов, растений и животных) и среду ее обитания, включая почвенный покров и содержащие признаки жизни слои атмосферы. Накануне появления человека биосфера по своим основным параметрам вряд ли существенно отличалась от нынешнего ее состояния. Более того, ее основные характеристики, такие как общая масса живого вещества (порядка 2,4 × 1018 г), элементарный состав биомассы, содержание кислорода в атмосфере, количество достигающей Земли солнечной энергии и прочие условия – сохранялись неизменными на протяжении сотен миллионов лет. Система была стабильной. Но появился человек разумный, и многое изменилось.

Биосферу в целом можно подразделить на косные и живые компоненты. Косные компоненты – это химические соединения и физические тела, не входящие в данный момент времени в состав живых организмов. Это, прежде всего, газы, находящиеся в свободном состоянии (в атмосфере) или растворенные в водных бассейнах, вода в виде водяного пара, рек, озер, морей, океанов и ледников, различные неорганические и органические соединения, растворенные в этой воде и накапливающиеся в донных отложениях и почве, еще не претерпевшие полной деструкции отмершие компоненты живых организмов (листья, сучья, сброшенная при линьке шерсть и т. п.) и трупы самих этих организмов (от вирусов и бактерий до слонов и баобабов). По самой приблизительной оценке косные компоненты составляют более 99 %, а живые – менее 1 % общей массы биосферы. Косные компоненты распределены по всей биосфере относительно равномерно. Значительное количество их включено в постоянный биологический круговорот, то есть периодически входит в состав живого. Химические соединения, выходящие из биологического круговорота и слагающие, например, мощные осадочные породы, не включают в понятие биосфера.

В отличие от косных компонентов, живые компоненты биосферы четко структурированы. Элементарными структурами биосферы являются биоценозы (так в науке называются биосистемы), слагаемые, в свою очередь, взаимодействующими популяциями, состоящими из отдельных индивидуумов.

По примерным данным, около 1 % всей биомассы Земли приходится на микроорганизмы и животных (2,3 × 1016 г) и около 99 % – на зеленые растения (2,4 × 1018 г). Только 0,13 % биоты обитает в океанах, а остальные 99,87 % – на континентах.

В настоящее время на Земле известно около 100 тыс. видов микроорганизмов (бактерии, простейшие, грибы и водоросли), 150 тыс. видов высших растений и 1 млн видов животных, из которых более 800 тыс. приходится на членистоногих. В отдельные биоценозы входят десятки и сотни взаимодействующих друг с другом видов, представленных популяциями, состоящими из сотен (для животных), тысяч (для растений) и миллионов (для микроорганизмов) особей. Жизнедеятельность этих последних и обусловливает, в конечном счете, стабильность характеристик биосферы и ее элементный состав.

Биосфера не остается неизменной. Она ведь живая! Она изменяется, находится в движении, ее составляющие обмениваются между собой веществом и энергией. Особенностью биосферы, ее элементного состава является постоянный круговорот, то есть переход из косного в живое и обратно. Различные химические элементы, захваченные в период становления биосферы вихрем этого круговорота, иногда медленно вырываются из него, устремляясь в космическое пространство (молекулы газов) или выделяясь в виде водонерастворимых соединений, слагающих осадочные породы (известняки, сланцы), а также в виде залежей угля, нефти и некоторых рудных месторождений. Столь же медленно им на смену в биосферу включаются новые атомы, извлекаемые хемотрофами из основных пород. Многократное «пропускание» через биологические компоненты одних и тех же атомов вещества – один из основных законов функционирования биосферы. Но общее количество вещества, находящегося в «обороте», ограничено. Именно это, как считают ученые, налагает основные ограничения на изменения количества живого вещества на нашей планете, определяя его постоянство.

Круговорот атомов в биосфере определяется тремя основными факторами: метаболизмом организмов, их размножением и их отмиранием. Во время становления биосферы, когда биомасса живого вещества возрастала, стремясь к своему пределу (на котором находится и по сей день), размножение, в общем, преобладало над гибелью и сопровождалось ростом дифференциации организмов по их трофическим функциям, то есть увеличением количества видов. Этот период характеризовался вовлечением все большего количества атомов косного вещества в биологический круговорот. Однако по мере формирования биосферы, наряду с продолжающимися сменами ее видового состава и формированием все новых вариантов биоценозов, общая масса биоты возрастала все медленнее и наконец стабилизировалась на современном уровне. Произошло это не менее 2–3 млрд лет тому назад.

Чем было обусловлено окончание этого процесса? Был ли достигнут предел возможности использования солнечной энергии или предел доступности первичных источников атомов? Или это – гигантское равновесие химических реакций, когда количество вновь синтезируемого продукта сравнивается с количеством разрушающегося? Или – результат насыщения «емкости» жизненного пространства? Как бы то ни было, можно полагать, что стабилизация количества биомассы на Земле была тесно связана с ускорением образования новых видов, то есть с ускорением процесса эволюции.

Эволюционирующими единицами являются не отдельные индивиды. Это слишком малые части живого целого, они ничего не решают. Действующими агентами биоэволюции являются популяции. Они образуют так называемые информационные системы 2-го рода.

Каждый живой организм представляет собой информационную систему 1-го рода. Такая система состоит из генетической информации и кодируемых ею операторов – цитоплазматических и соматических компонентов организма. Популяции живых организмов составлены из множества информационных систем – организмов, связанных общностью происхождения и вписанных в тот или иной биоценоз, составляющий, вместе с окружающей средой, их экологическую нишу. Популяции организмов одного и того же вида могут быть включены не только в идентичные, но также в различающиеся биоценозы – в этом проявляется полипотентность присущей им генетической информации.