CC BY
14
Письмо в редакцию
РОСТ ЧИСЛА ИНДИВИДУАЛЬНОСТЕЙ В ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ В.В. Хлебович
Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург
Эл. почта: khleb32@mail.ru
В статье об информационной динамике цивилизаций, опубликованной в журнале «Биосфера» в сентябре 2012 г. [1], затронут вопрос о динамике численности разного рода сущностей, в том числе числа организмов и разных видов организмов в биосфере и, шире, во Вселенной. Ниже представлены некоторые дополнительные соображения на эту тему.
Оставим пока в стороне количество элементарных частиц - тут еще много непонятого и специалистами. Начнем с химических элементов. В первые минуты по -сле Большого Взрыва, породившего нашу Вселенную, из элементарных частиц сформировались первые два химических элемента - водород и гелий. Примерно че -рез 300 000 лет из них слиянием ядер и образованием электронных облаков сформировались остальные химические элементы, которых сейчас насчитывается 118. Некоторые элементы представлены изотопами, имеющими в ядре разное количество нейтронов. Среди химических элементов известно около 270 стабиль -ных изотопов и около 2000 нестабильных. Очевидно, общим числом не более 2500 и отмечается индивидуальное разнообразие химических элементов.
«Индивидуальных видов» химических соединений, имеющих неорганическую природу, известно около 4 млн [2]. В Chemical Abstracts Service (CAS) на 2009 г. зарегистрировано около 50 млн органических соединений.
Отметим, что значительная доля органических со -единений представляет собой продукты настоящей или бывшей в прошлом деятельности биологических объектов. Допустим, в первом приближении, что ко -личество индивидуальных химических соединений, не связанных с жизнедеятельностью, находится на Земле где-то в пределах 5-50 млн. Можно себе представить, что индивидуальность отдельных молекул химического вещества в некоторой степени будет связана с различием изотопов, входящих в молекулу. В то же время считается, что изотопный состав элементов вещества не сказывается на его химических свойствах. Так что при ответе на вопрос о количестве индивидуальных химических веществ изотопным составом элементов можно пренебречь.
Можно полагать, что количество химических элементов и неорганических веществ во Вселенной почти такое же, как на Земле.
Различные проявления органической жизни пока известны только для нашей планеты. Важнейшим показателем биологического разнообразия обычно считают число видов. К настоящему времени описано более 1,2 млн биологических видов от вирусов до мле -копитающих. По расчетным данным [7] число видов
только эукариот составляет около 8,7 млн, и большая часть обитающих на Земле организмов пока еще не описана и не получила названия. Можно ли считать виды носителями индивидуальности? Достаточно вспомнить разнообразие человеческих рас, пород собак, кошек и голубей, сортов пшеницы, капусты и роз, чтобы ответить на этот вопрос отрицательно. Есть все основания полагать, что единственным носителем и проявлением биологической индивидуальности является особь, которую можно определить как фенотипи-ческое проявление уникального генома, самостоятельно (автономно) осуществляющего связь с внешней средой [3-6]. При этом даже при одинаковом геноме в клоне его особи будут нести индивидуальные свойства, определяемые средой, за счет разной констелляции активных и спящих генов, образования дискретных адаптивных норм или личного опыта, зафиксированного нервной системой. Общее свойство особей - это их принадлежность к филогенетическому ряду (как бы вертикальная ось в сотни миллионов лет) и к соответствующей экологической нише.
Представить себе общее количество особей всех биологических видов практически невозможно. Для этого нужно знать численность особей каждого вида. Мы знаем численность человечества, некоторых крупных млекопитающих, примерные запасы промысловых рыб. Но учесть всех инфузорий, микроводорослей, коловраток, разных червей, раков, насекомых, моллюсков, амфибий, птиц практически невозможно.
При этом мы говорим только об особях, живущих сейчас. Но за «спиной» каждой из них длинная цепь предков, тоже уникальных индивидов. Сколько их всего есть и было? Во времена моей молодости, когда мы делились на физиков и лириков, я как биолог-зоолог чувствовал себя неуютно где-то посредине. Своими сомнениями (правильнее - комплексами) я поделился с известным математиком В.В. Налимо-вым, стоящим в передовых рядах «физиков». От него я услышал, что современная математика может развиваться, только решая задачи, поставленные перед ней другими науками, и в первую очередь биологией с её многообразием объектов и связей. Нужно только адекватно формулировать задачи и прилагать исходные данные. В отношении количества индивидуальностей биологи таких данных привести не могут. Можно только говорить, что они близки к ощущениям бесконечности. И это при допущении, что жизнь существует только на Земле. А если жизнь имеет ме -сто и на других космических объектах!
Итак, в эволюции Вселенной число индивидуальностей возрастало:
2 (водород и гелий) ^ 118-2500 (число хим. элементов и их изотопов) ^ 4 миллиона (неорганические вещества) + 50 миллионов (органические вещества) практически да - бесконечность (биологические особи).
Этот процесс нарастания количества индивидуальностей выражается очень крутой параболой (см. [1]). Все части параболы, кроме биологического участка, очевидно, относятся ко всей Вселенной. С учетом того, что биологические процессы происходят на основе взаимодействия химических процессов и преобразования энергии, а все это представлено во Вселенной, можно с большой вероятностью допустить существование жизни и за пределами Земли, и, скорее всего, тоже с особой ролью цепочек на основе углерода. Тогда количество биологических индивидуальностей многократно возрастет.
Можно допустить, что где-то во Вселенной есть форма существования материи надбиологическо-го уровня, к которому особи видов относятся так, как химические вещества к организмам. Возможно, этот уровень будет формироваться из биологических индивидов, особей, как сами особи формируются из молекул, а молекулы из элементов. Тогда можно при -знать, что парабола числа индивидуальностей этой надорганизменной формы материи продлится значительно выше участка параболы, ограниченного сейчас числом биологических индивидов.
Природа этой надорганизменной, богатой индивидуальными проявлениями формы существования ма-
терии может не быть слишком экзотичной. Возможно, это уже известные нам сообщества организмов, предмет уже существующей науки экологии. Тогда приходится признать, продолжая нашу параболу, что количество различного рода биоценозов должно значительно превышать разнообразие всех особей всех биологических видов. Это возможно в случае расчле -нения того, что мы называем биоценозами, на бесконечное количество субъединиц со своими индивидуальными особенностями, к тому же непрерывно меняющимися. Континуум живого покрова разбивается на бесконечное множество индивидуальных дискретных биоценозов из взаимодействующих организмов.
Наши рассуждения подводят нас к заключению об особом положении экологии в системе естественных наук как науки самостоятельной, небиологической, надорганизменной по объектам исследования. Как химия не определяет специфики живого, так и биологические процессы не определяют специфику проявления разного ранга биоценозов. Хотя нет биоценозов без особей, нет особей без химических процессов обмена веществ, нет химических веществ без химических элементов и за каждым уровнем своя специфика индивидуальных проявлений и их количества.
Литература
1. Долгоносов В.А. Информационная динамика цивилизаций // Биосфера. - 2012. -Т. 4. - С. 263-279.
2. Емельянов В.А. (составитель). Общая химия. Классификация и номенклатура неорганических соединений : методич. пособие. - Новосибирск, 2002. (http:fen.nsu.ru/posob/ gchem/nomenkl_morg.pdf).
3. Хлебович В.В. Адаптации особи и клона: механизмы и их роли в эволюции // Успехи совр. биол. - 2002. - Т. 122. - С. 16-25.
4. Хлебович В.В. Особь как квант жизни // Фундаментальные зоологические исследо-
вания: теория и методы. - М. ; СПб. : КМК, 2004 - С. 144-152.
5. Хлебович В.В. Дискретные адаптивные нормы: механизмы и роль в эволюции // Труды Зоологического института РАН. - 2009. -Приложение № 1. - С. 219-231.
6. Хлебович В.В. Очерки экологии особи. -СПб. : Изд-во ЗИН РАН, 2012. - 143 с.
7. Mora C., Tittensor D.P., Adl S., Simpson A.G.B., Worm B. How many species are there on earth and in the ocean? // PLoS Biol -2011. - Vol. 9 - e1001127. doi:10.1371/journal. pbio.1001127
