1.2. Биотическая регуляция окружающей среды

Что же такое окружающая среда, биота и биосфера? В естественной науке все фундаментальные понятия характеризуются своими измеримыми свойствами. Так как по мере развития науки знания об этих свойствах обогащаются, то меняются и определения фундаментальных понятий. Например, за последние сто лет претерпели существенное изменение определения таких фундаментальных физических величия, как масса и энергия (см. раздел 2.6).

Термин биота был введен для объединения двух понятий: фауны и флоры. Окружающая среда включает вещества и организмы биоты, с которыми взаимодействует заданный живой организм. Под биосферой после Вернадского (1987) понимают биоту и окружающую среду в глобальных масштабах. В биосферу включается также и внешняя среда (например, верхние слои атмосферы), в которой нет живых организмов, но которая интенсивно перемешивается с окружающей биоту средой. Однако все подобные определения лишь намечают объект исследования. По мере накопления знаний все эти понятия наполняются новым содержанием.

Окружающая среда прежде всего характеризуется концентрациями химических соединений, потребляемых живыми организмами. Для организмов, разлагающих органические вещества (бактерий, грибов, животных), важны величины концентраций органических веществ и кислорода в почве, воде, воздухе, а для синтезирующих органические вещества растений - величины концентраций неорганических веществ: углекислого газа, определенных химических соединений азота, фосфора и многих других элементов, входящих в состав тел живых организмов. Возникает вопрос: являются ли концентрации этих соединений, называемых обычно биогенами (Иванов, 1978; Вернадский, 1987; Kendeigh, 1974), в окружающей среде случайными для биоты величинами, сложившимися в результате абиогенных геофизических и геохимических процессов, или же эти концентрации сформированы самой биотой и поддерживаются ею на оптимальном для жизни уровне?

В первом случае биота должна была бы непрерывно приспосабливаться к изменяющейся окружающей среде. Однако концентрации неорганических биогенов могут меняться за счет геохимических процессов на величины порядка ста процентов за время порядка 100 тыс. лет (Будыко и др., 1985; Barnola et al., 1991). Поэтому за время существования жизни, длящейся миллиарды лет, концентрации практически всех биогенов должны были измениться на несколько порядков величины и принять значения, при которых существование любой жизни невозможно. Окружающая среда Зем-