Чи є вихід ізглобальної екологічної кризи?
Вбіології добре відомо, що збереження виду забезпечується наявністю двохвроджених інстинктів – самозбереження і продовження роду. Вони вироблені шляхомприродного добору і включають безліч різноманітних характеристик, спектр яких укожного виду має свої особливості.
Часвиникнення людини оцінюється не менше ніж кількома мільйонами років. Місцем їїпоходження прийнято вважати Африку, далі відбувалися складні етапи поширення поземній кулі. Для міграції було безліч причин, провідною з яких, можливо, ставсаме прояв інстинктів самозбереження і продовження роду. Завдяки їм людинанавчилася створювати для себе штучне середовище існування. Це дозволило їйосвоювати дедалі нові регіони. Очевидно, втім, що цей процес супроводжувався йістотними екологічними змінами (неолітична та палеолітична екологічні кризи). Врезультаті людина, щоб вижити, зайнялася землеробством і одомашненням(доместикацією). Виникнення аграрної цивілізації близько 10 тис. років томупов'язують з процесами доместикації тварин і рослин. У популяціях найуспішнішихмисливців-збирачів виникли центри доместикації диких видів, що дозволило людямменше залежати від сезонної мінливості погоди та міграції тварин, переходити доосілого способу життя, створювати запаси їжі, народжувати більше дітей. Часто,займаючи нову територію, людина настільки її виснажувала, що виникала пустеля,наприклад, найбільша в світі – Сахара. Це приводило до подальшої міграції вбільш родючі землі. Господарська діяльність людини, зрештою, набула ролігеологічного чинника у глобальному масштабі.
Яквидові, нам властиво надавати пріоритетне значення тій інформації, щостосується нас самих або наших близьких. Це одна з особливостей людськоїсвідомості. Водночас, інформація, віддалена в часі у майбутнє, або така, що маєвірогідний характер, в індивідуальному сприйнятті здається менш вартою уваги.Наприклад, висока імовірність передчасної смерті мало кого відвернула відкуріння тютюну, зате зміна смаку звичної їжі здатна викликати бурю емоцій.
Така«аберація (викривлення) важливості» інформації веде до того, що у суспільствівеликого резонансу набуває, наприклад, проблема вмісту нітратів у овочах.Надлишок нітратів шкодить нашому власному здоров'ю. Однак реальна небезпекаруйнування озонового шару атмосфери, яка загрожує збільшенням частотигенетичних і ракових захворювань, небезпечних інфекційних хвороб, настількимало хвилює більшість людей, що лише одиниці схильні відмовитися, наприклад,від використання в побуті аерозольних балончиків. Але ж фреон, що потрапляє зних в атмосферу разом з дезодорантом, лаком, фарбою або інсектицидом, — основний «винищувач» озону. Поряд з аваріями на промислових холодильнихустановках використання побутових аерозолів відіграє помітну роль у підвищеннівмісту фреонів у атмосфері.
Небезпекустановлять також запуски космічних апаратів. Особливо багато хлору й оксидівазоту виділяють твердопаливні ракетні двигуни. Наприклад, при кожному запусковіамериканського «Шаттла» його прискорювачі на висотах до 50 км. тобтов самому озоновому шарі, викидають 187 т хлору та хлористого водню і 7 токсидів азоту. Цієї кількості вистачає на те, щоб знищити 10 млн. т озону, або0,3% його загального вмісту в атмосфері. Російська ракета системи «Енергія»використовує як паливо водень і кисень, і тому в її вихлопі повністю відсутніхлор та оксиди азоту. Невелика їх кількість утворюється тільки при контактівисокотемпературного газового струменя вихлопу з азотом і киснем повітря.Використання екологічно чистого палива робить запуск такої ракети в 7 тис.разів безпечнішим для озонового екрану, ніж запуск системи «Шаттл».
Хочакількість озону в атмосфері дуже велика – близько 3 млрд, т – його частка в ніймізерна. Якби весь озон атмосфери знаходився в приземному шарі повітря, товщинаекрану, що захищає Землю від жорсткого УФ-випромінювання Сонця, становила блише близько З мм. Однак ефективність захисту озонового екрану дуже велика.Зокрема, фахівці розрахували, що зниження вмісту озону на 1% призводить допідвищення інтенсивності УФ-опромінення поверхні, внаслідок якого кількістьсмертей від раку шкіри зростає на 6-7 тис. осіб на рік.
Цікавоцю цифру розглянути з погляду нашого сприйняття ступеня небезпеки екологічнихзмін. Оскільки кожний запуск «Шаттла» знищує до
10млн. т озону, або близько 0,3% всієї його кількості, значить, він призводить дозагибелі від раку шкіри приблизно 1000 ~ осіб. Та це абстрактна тисяча померлихі вмирають вони в різних країнах, що не викликає у нас тієї сильної емоційноїреакції, яку викликала свого часу звістка про загибель 6 американськихастронавтів під час одного із запусків «Шаттла». Звичайно, загибельцих людей – страшна трагедія. Однак ще більша трагедія – наша байдужість досмерті тисячі людей, що гинуть після кожного запуску «Шаттла».
Колийдеться про сучасну екологічну ситуацію в довкіллі людини, то, передусім,говорять про те, що на слуху. Наприклад, про антропогенні зміни клімату,відносячи до них і сучасне потепління, викликане зростанням концентрації С02 ватмосфері. Проте глобальне потепління – це кліматична проблема, а змінисередовища – геоекологічна, пов'язана з еволюцією біосфери. І це надзвичайноважливо не тільки для нинішніх, але і для майбутніх поколінь людей. Європейськікраїни (за винятком Росії) майже витратили свої найцінніші матеріальні ресурси,і їм доводиться покладатися на імпорт (переважно з Африки). Таким чином,проблема обмеженості невідновлюваних природних ресурсів набула справдіглобальних масштабів, а її соціально-економічні аспекти загострюються.
Дочисла незначних позитивних тенденцій у світі входить збільшення часткивітроенергетики в енергетичному балансі, масштабів велосипедного транспорту вмістах; поява аграрних зон, вільних від застосування пестицидів; значно ширшевикористання органічних добрив тощо, але це не надається до порівняння зглобальним руйнуванням біорізноманітності та біосфери.
Можнавиділити декілька глобальних показників сучасної екологічної катастрофи,головний з яких — руйнування генофонду живих організмів.
•Генофонд людства – генофонд біосфери. В результаті техногенної революції,хімізації сільського господарства та медицини середовище існування людинивиявилося насиченим відходами, різними генотоксичними та мутагеннимиречовинами, поширенню яких не перешкоджають державні кордони та відмінності врівнях життя різних верств населення. З'явилися нові хвороби, а старі набулинових якостей, їх збудники вже стійкі до широкого спектру антибіотиків.Насиченість середовища існування продуктами штучного хімічного синтезу,ксенобіотиками, призвела до масових змін імунної системи людини, змінгенофонду, збільшення генетичного тягаря. Дуже поширеними стали аутоіммуннізахворювання. Прийнято вважати, що близько 30% онкологічних захворювань людиниобумовлені забрудненням навколишнього середовища генотоксичними агентами, і їхвідсоток щорічно зростає.
Тобто,настав час, коли можливість самозбереження людини як виду шляхом агресивноїзміни навколишнього середовища стає принципово нереальною. Екологічні зміни,перевантаженість мегаполісів є джерелом стресових впливів для популяцій людиниі, таким чином, позначаються на її генофонді. На здоров'я людини діє погіршенняякості навколишнього середовища. Його індикаторами можуть служити тривалістьжиття і дитяча смертність, а також найтиповіші причини смертності (судинні тареспіраторні захворювання, рак, отруєння тощо). За даними 1987-1991 рр., середпричин смертності першість посідають судинні захворювання і рак (у середньомупо Європі – близько 70% смертності). На дихальні шляхи найбільш згубно впливаєаерозольне забруднення, що викликає астму та багато інших захворювань.Забруднення води є причиною понад 2 млн. випадків щорічних шлунково-кишковихзахворювань. Потенційна тривалість життя дітей в країнах Центральної і СхідноїЄвропи менша, ніж на решті континенту.
Щорічнівтрати великої кількості видів рослин і тварин не компенсуються еволюційнимпроцесом, швидкість якого на 3-4 порядки менша, ніж нинішня швидкість вимираннявидів. І якщо інші невідновлювані ресурси можна хоча б економити, наприклад зарахунок вторинної переробки, запровадження нових, ресурсозберігаючихтехнологій, часткової заміни одних ресурсів іншими, то генофонд не можна«заощадити», його можна лише зберігати або втрачати. Причому ми вже добрезнаємо, що ці втрати незворотні. Обговорення заходів з охорони фауни і флоризазвичай базується на виділенні груп видів, внесених до Червоної книги.
• Ґрунти.Ландшафти. Ґрунти формуються в результаті сукупної діяльності багатьохчинників упродовж сотень і тисяч років. Зокрема чорноземи формувалися в рамкахстепового біоценозу протягом останніх 10 тис. років. Ґрунти – головнийгодувальник населення Землі, але швидкість їх техногенної деградації на порядокперевершує процеси відновлення. За кожне десятиріччя в результаті урбанізаціївтрачається близько 2% орних земель. Сьогодні у сільському господарствівикористовуються від близько 10% земель у Фінляндії до понад 70% в Угорщині,Ірландії, Україні, Великобританії. Вкриті лісом території займають від 6% вІрландії до 66% у Фінляндії. Основна роль ґрунтів у функціонуванні екосистемвизначає важливість заходів щодо їх захисту від антропогенного впливу. Ця проблемастала особливо гострою, зважаючи на інтенсивні процеси деградації ґрунтів,особливо втрату родючості (зниження концентрації гумусу). У Європі
115млн. га ґрунтів зазнали ерозії, що зумовлює втрату їх родючості і забрудненняводних басейнів. На 75 млн. га лісових ґрунтів перевищено критичні рівнізабруднення, які визначають початок процесу закислення. Наслідком непомірноговикористання мінеральних добрив став їх змив річковим стоком та інтенсифікаціяпроцесів евтрофування (збагачення мікроорганізмами – автотрофами), а такожзабруднення питної води нітратами. В Європі через інтенсифікацію сільськогогосподарства, активний розвиток міст і транспортних систем відбувається нетільки зміна й деградація, але і зникнення ландшафтів. Лише 6% території сушіЄвропи належать до категорії земель, що охороняються, але і в цьому разі їхнійюридичний статус визначений нечітко.
•Міста. Нині в них проживає близько 2/3 населення Європи, хоча сумарнаплоща міст становить близько 1% по відношенню до території суші континенту.
•Вода. Ресурси прісної води. Внутрішні води. Моря. Прибережні зони.Чиста вода на Землі — проблема. Майже скрізь на планеті йдуть кислотні дощі.Водна фауна третини всіх озер світу вже загинула. В річки втікають потокизабруднень. Для їх очищення потрібне 50-100-кратне розбавлення чистою водою,тобто 75-150 тис. кмЗ, тоді як об'єм світового річкового стоку неперевищує 45 тис. кмЗ. Відбувається інтенсивне забруднення підземнихартезіанських вод, а також озер, навіть таких гігантських, як Байкал і Ладога.Країни Європи мають приблизно 8% глобальних відновлюваних ресурсів прісноїводи. Головні проблеми тут: дефіцит прісної (особливо питної) води, забрудненнярічок і водоймищ, пошкодження водних систем, їх збереження пов'язане зкомплексними дослідженнями систем «водойма-водозбір», а також із заходами щодозниження втрат води при п розподілі. Ці втрати становлять від 25-30% (Франція,Великобританія, Іспанія) до 50% (в інших країнах).
Протягомостанніх років скоротилася кількість забруднених річок за рахунок зменшеннявикидів отруйних речовин. Протягом останніх 15 років рівень викидів органічнихсполук знизився на 50-80%. Щорічно в країнах ЄС використовується 21%відновлюваних ресурсів прісної води, але в південних державах ЄС щорічно 18%води відводиться на зрошування. У прибережних регіонах зафіксованопереексплуатацію і засолення ґрунтових вод, що сягають у багатьох випадкахкритичних рівнів.
Аналізстану річок, озер і підземних вод показав, що в середньому в Європі щорічновтрачається близько 15% водних ресурсів. Розподіл водоспоживання відбуваєтьсятаким чином: 53% – промисловість, 26% – сільське господарство, 19% – побутовеводоспоживання. 65% населення забезпечується водою з підземних джерел, для якихтиповим є запороговий рівень експлуатації і зниження рівня якості вод. Набільшій частині континенту порушуються стандарти ЄС з ГДК нітратів тапестицидів у питній воді. Набула значного поширення антропогенна евтрофікаціярічок та озер. Для більшості північних країн характерний високий рівеньзакислення водоймищ. Особливу небезпеку для чистоти природних вод і стануекосистем становить застосування на полях різних отрутохімікатів та надмірнихдоз мінеральних добрив. Щорічно на мільйонах гектарів розсіваються інсектициди,фунгіциди, гербіциди. Всі вони дуже токсичні. Багато які з них хімічно дужестійкі, а деякі, потрапляючи в ґрунт і проходячи там ряд хімічних перетворень,стають ще більш отруйними. Мігруючи разом із ґрунтовими водами, ці речовини (їхзагальна назва пестициди) рано чи пізно потрапляють до річок і озер, проникаютьу підземні води. У 70-ті роки XX ст. у штаті Каліфорнія (США) було закритопонад 50% усіх артезіанських свердловин через те, що в підземних водах унебезпечній кількості з'явилися пестициди. У ряді районів світу заняттясільським господарством стало одним із найбільш небезпечних для здоров'я людейвидів діяльності саме через насиченість отрутохімікатами природного середовищаіснування сільських мешканців. Як наслідок, за статистикою відсотоконкологічних захворювань вищий у сільських жителів, ніж у міських. Неможливовинайти такі очисні споруди, які могли б запобігти потраплянню у водоймищаотрутохімікатів, що розсіюються на величезних територіях сільськогосподарськихугідь. Тому подальше вдосконалення системи захисту рослин має орієнтуватися нена дедалі більше посилення хімічного захисту, а на перехід до захистубіологічного.
Ушести основних європейських морях (Середземне, Чорне, Баренцове, Норвезьке,Балтійське, Північне) і у Північній Атлантиці відсутнє ефективне управлінняпроцесами на водозаборах; забруднено прибережні зони; існують конфліктніситуації у використанні їхніх ресурсів; триває процес евтрофування;відбувається заселення новими видами організмів; відсутній контроль над різнимивидами діяльності в прибережних зонах; надмірно інтенсивно експлуатуютьсяморські ресурси; можливе підвищення рівня моря внаслідок глобальногопотепління.
Даніспостережень указують на те, що всі моря (за винятком субарктичних) зазнаютьевтрофування. Концентрація нітратів у прибережних водах Чорного та Азовськогоморів зросла у 2-3 рази. Наслідком недостатнього контролю за діяльністю уприбережних зонах Балтійського, Чорного та Каспійського морів є їх сильнезабруднення. Забруднення Північного моря згубно вплинуло на низку представниківйого фауни. У Середземному морі сьогодні під загрозою зникнення деякі ендемічнівиди. Ці екологічні проблеми мають виключно важливе значення, зважаючи навеличезну протяжність узбережжя європейських країн (понад 148 тис. км),концентрацію населення (близько 200 млн. осіб у прибережній смузі завширшки 50км) і зростаючий антропогенний тиск на ці території. Після 1980 р. концентраціянітратів у річках держав ЄС не знизилася, що призвело до евтрофікаціїприбережних морських вод. Усе ще високим є рівень забруднень за рахунок сільськогосподарськоговиробництва. Попри зниження якості прибережних вод і пошкодження екосистем, дляЄвропи досі немає адекватної схеми управління екологією прибережних зон.
Приблизно85% узбережжя, де проживає близько третини населення ЄС, знаходяться в умовахризику виникнення більшого або меншого ступеня екологічної небезпеки, причому впереважній частині прибережних регіонів розвиток урбанізації тривав в умовахдефіциту коштів, що не дозволило забезпечити необхідної якості навколишньогосередовища. За даними 1983 р., з
25екологічно неблагополучних регіонів ЄС 23 розташовувалися на узбережжі. На 1996р. число таких регіонів скоротилося до 19. Якість навколишнього середовищаморських регіонів ЄС регулюється відповідними регіональними конвенціями, але їхвимоги повністю не виконуються. Досі зберігається низька якість морських вод ітриває ерозія берегів.
•Ліси. Деградація лісів. За XX ст. було вирубано 40% лісів, щозалишалися на планеті. Площа амазонської сельви зменшується за рік на 1,25%. Зарозрахунками фахівців, ліси при збереженні сучасних темпів вирубування зникнутьдо середини XXI ст. За рік зникає до 27 тис. видів організмів (3 види нагодину). І хоча з 1981 по 1990 рр. площа вкритих лісами територій за рахуноклісовідновлення зросла на 1,9 млн. га, ліси, що раніше покривали 80-90%території Європи, нині займають лише 33%; значну їх частину втрачено (вЗахідній і Південній Європі – 60%, в Африці знищено майже 70% тропічних лісів,у Південній Америці – 60%); під загрозою зникнення знаходяться від ЗО до 50%різних видів риб, рептилій, ссавців і амфібій. Зрозуміло, що індикаторивідновних природних ресурсів біосфери або перейшли, або близькі до переходу вневідновні. Забруднення атмосфери і лісові пожежі – головні чинники негативноговпливу на ліси, хоча варто наголосити, що виявити конкретні причини деградаціїлісів вдається далеко не завжди. Проведене в 1992 р. обстеження 113 видів дереву 34 європейських країнах засвідчило, що 24% з них були пошкоджені (дефоліація,що перевищувала 25%, деформація і зміна забарвлення листя у 10% випадків). УЄвропі щорічно виникає 60 тис. лісових пожеж (особливо часті вони на півдніІталії, в Португалії, а також на північному заході Іспанії), що призводить довигоряння лісів на площі близько 70 тис. га.
•Кисень. Тропосферний озон та інші фотохімічні окислювачі. Якщозникнуть ліси та болота, які постачають 30% кисню, і триватиме забрудненняокеану плівкою нафти, що вбиває планктонні організми, які виробляють 70% киснюпланети, вміст його в атмосфері почне різко скорочуватися. Уже сьогодні деякікраїни, у тому числі СТА, та деякі області Росії, наприклад Кемеровська,споживають кисню більше, ніж виробляється на їхній території рослинністю.Динаміка якості повітря в Європі за останні роки була суперечливою: викиди сірчистогогазу зменшилися, однак посилилося забруднення атмосфери іншими газами. Длябільшості європейських міст характерне виникнення не рідше одного разу на ріккороткочасних епізодів забруднення, рівень яких перевищує стандарти,встановлені Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ). Понад 100 млн.жителів Європи зазнають впливу короткочасних підвищень концентрації приземногоозону. Серйозною проблемою є збільшення концентрації парникових газів і спадзагального вмісту озону. На більше ніж 60% території Європи перевищено критичнірівні забруднень, що ведуть до закислення навколишнього середовища. За данимиспостережень, приземна концентрація тропосферного озону перевершує прийнятуВООЗ ГДК (її щорічне зростання в Північній півкулі сягає 1%), що небезпечно дляздоров'я, оскільки надмірна кількість озону та інших оксидантів у атмосферіможе викликати передчасне старіння легенів, подразнення очей, носа і горла,кашель та головний біль. Крім того, малі газові компоненти (передусім озон)можуть впливати на будівельні конструкції, сільськогосподарські культури таліси. На жаль, досі не визначено комплекс заходів із запобігання шкідливомувпливу, а заходи, що здійснюються в Європі, недостатні.
•Екотоксиканти. Транскордонне перенесення забруднень. Викиди забруднень удовкілля. Закислення навколишнього середовища. Хімічні сполуки. Геохімічнізміни складу атмосфери та гідросфери – катастрофічне зростання концентрації вповітрі і воді радіонуклідів, важких металів і, особливо, штучних хімічнихсполук. За даними ВООЗ, радіоактивне опромінювання радоном – причина 10 тис.щорічних випадків смерті від раку в Європі. На сьогодні для європейців відсутнікількісні оцінки ризику, обумовленого аварійними викидами радіонуклідів.
Завдякизаходам, що вживаються для зниження рівня викидів екотоксикантів, зафіксованозменшення хімічних ризиків, зниження концентрації стійких органічних сполук іважких металів у довкіллі. Проте дані про токсичність 75% органічних сполук, щовиробляються, необхідні для оцінки ризиків, відсутні. У більшості країнзменшуються викиди сірчистого газу, летких органічних сполук і оксидів азоту,проте цей прогрес ослаблюється збільшенням викидів транспортних засобів.Відносна частка Європи в глобальних викидах таких газів, як С02, 302 та оксидиазоту, становить близько 25%. Масштаби викидів сірчистого газу за рахуноктранспорту зросли за останні роки у Франції і Великобританії, але одночаснознизилися викиди від стаціонарних джерел (приблизно до 1 млн. т/рік). Викидисірчистого газу й оксидів азоту утворюють в атмосфері кислоти та кислотніаерозолі. Вони осідають на земну поверхню і згубно впливають на рослинність,ґрунти, водойми та екосистеми в цілому. Серйозне ураження хвойних лісівунаслідок процесів закислення (а також високої концентрації озону і сірчистогогазу в атмосфері) відзначені в Чехії, Німеччині, Польщі і Словаччині.Виробництво та продаж різноманітних хімічних сполук (їх загальна кількість наринку Співтовариства сягає 100 тис., причому щорічно виробляється 200-300нових) супроводжується викидами багатьох із них у довкілля, що часто є причиноюнебажаного впливу на здоров'я людини та на екосистеми. Виробництво численниххімічних сполук обумовлює виникнення хімічного ризику, пов'язаного зпотраплянням цих речовин у довкілля та їх подальшим впливом на біосферу. У 1991-1994рр. у рамках програми Європейського співтовариства було завершено екологічнуоцінку 1700 хімічних сполук, що виробляються в Європі або імпортуються укількості більше ніж 1000 т на рік.
•Моральна і технологічна готовність держав та окремих соціальних груп людства дознищення цивілізації. Типовий приклад – 11 вересня. Вибухова потужністьнакопиченої ядерної зброї еквівалентна 1,2 млн. бомб Хіросіми і в 1636 разівперевищує таку всіх воєн історії. Існують величезні запаси хімічної зброї,бактеріологічна, токсична, хімічна, генна зброя. Зона ураження ними перевищуєна два порядки подібну територію для ядерної. Виробництво її дешеве і можевестися потаємно. Форми її різноманітні. Заходи медичного захисту від ураженнятакою зброєю складні і завжди будуть запізнілими. Через це в майбутніх війнахсупротивниками великих ядерних держав цілком можуть стати окремі групизлочинців і фанатиків, а також малі країни.
•Втрата біоргзноманітності. Високий рівень видової різноманітності життя –одна з необхідних умов збереження основних характеристик природного середовища,єдиного середовища існування людини. Сучасний газовий склад атмосфери, системисамоочищення води, механізми взаємодії безлічі біологічних видів – від мікроорганізмівдо крупних ссавців, включаючи людину, сформувалися в процесі тривалої еволюціїекосистем, що поступово ускладнювалися. Основні процеси в біосфері, від якихзалежить можливість існування людини, – біозалежні процеси. Катастрофічнезменшення видової різноманітності життя на Землі в сотні і тисячі разівінтенсивніше, ніж ті, що характеризували найзначніші відомі науці біосфернікатастрофи – пермську і крейдяну. Через декілька десятиліть воно може статинезворотним, що зробить людство заручником стихійних еволюційних процесів.
Доскладу європейських екосистем входить понад 2,5 тис. типів і близько
215тис. видів рослин і тварин. Майже в кожній країні Європи є ендемічні види.Регіони зосередження біорізноманітності в Європі – це басейн Середземного моряі гори Кавказу. Основу заходів для запобігання його звуженню повинні скластирекомендації Конвенції з біорізноманітності. Серйозну увагу зазначеній проблемінадано в контексті збереження якості сільськогосподарських земель. Фрагментація(особливо в результаті процесів урбанізації сільських регіонів), підвищенняоднорідності і спрощення ландшафтів загрожує біорізноманітності черезскорочення територій, зайнятих флорою і фауною. Забруднення навколишньогосередовища (разом з породжуваними ним процесами евтрофування і закислення) та впровадженнянових видів завдають значної шкоди природній біорізноманітності.
Зарозрахунками, що базуються на швидкості вимирання видів у наш час, всього за40-50 років ми можемо втратити половину видів, що нині живуть на Землі.Природні еволюційні процеси, очевидно, не здатні компенсувати такекатастрофічне зменшення видової різноманітності, що призведе до глибокоїдеградації більшості екосистем.
Заналізу палеонтологічних даних виходить, що час існування виду становить від 1до 10 млн. років. Нормальний темп вимирання, що відбувається в процесіеволюційного розвитку форм життя і з надміром компенсується виникненням новихвидів, становить приблизно 0,000001% виду на рік. При масових вимираннях вінзростає на два порядки. Проте сучасна швидкість вимирання – 0,5% виду на рік,тобто вона в 500-1000 разів перевищує катастрофічні темпи вимирання пермськогоі крейдяного періодів. Збереження існуючої тенденції неминуче призведе докардинальних змін усієї біосфери, до настання нової геохронологічної ери,«посткайнозойської», або «антропогенної». Вона відрізнятиметься від нашої нетільки складом тваринного і рослинного світу, але й усім комплексомфізико-хімічних умов: складом атмосфери, тепловим режимом, розподілом опадів табагатьма іншими такими важливими для життя людей характеристиками середовища.Наслідки втрати біорізноманітності для людства можна порівняти хіба що знаслідками світової ядерної війни («ядерною зимою»), що означає кінець людськоїцивілізації в найближчі 100 років.
Крімтого, інтенсифікація процесів еволюції обов'язково приведе до появи великоїкількості нових форм життя, особливо груп, що дуже швидко еволюціонують, зкоротким життєвим циклом – мікроорганізмів, найпростіших, нижчих червів, комах.Таким чином, не зумівши зберегти видову різноманітність життя, людство станезаручником стихійних еволюційних процесів. Пізнання причин вимирання однихвидів і виникнення інших, розробка і реалізація різних способів збереженнясучасних видів тварин, рослин, грибів і мікроорганізмів, які створюють єдинопридатне для життя людей природне середовище – шлях до запобігання небезпечногорозвитку цієї сторони екологічної кризи.
•Відходи, проблема міст. Шуми. Проблема утилізації особливо важлива,враховуючи шкідливий вплив забруднень на здоров'я людини. Середній подушнийрівень муніципальних відходів в Європі становить 350 кг/рік. Однак у Бельгії іГреції їх основна частина – це залишки їжі та садові відходи
(47-50%),а у Великобританії і в Україні частка подібних відходів дорівнює відповідно19,6 і 2~%. тоді як найбільшу частину займають відходи паперу (39 і 28%).Зростаюча частка промислових відходів містить небезпечні компоненти. В Європіщорічно виробляється більше 250 млн. т муніципальних і понад 850 млн. тпромислових відходів. В країнах Організації економічного співробітництва ірозвитку (ОЕСР) налічується близько 10 тис. шляхів транскордонного переміщеннянебезпечних відходів, сумарна маса яких перевершує 2 млн. т. Тільки в шестиєвропейських країнах зареєстровано понад 55 тис. забруднених ділянок, азагальна площа забруднень у Європі становить від 47 до 95 тис. км. Особливоїгостроти набула проблема токсичних відходів. Масштаби їх мінімізації іпереробки недостатні. В країнах ЄС посилюються процеси утворення та переміщеннятвердих відходів. Прийняту стратегію щодо їх зменшення не було реалізовано.Міста характеризуються великим споживанням природних ресурсів. Пересічне містоз населенням 1 млн. осіб щодня споживає 11,5 тис. т викопних видів палива, 320тис. т води, 2 тис. т їжі і викидає в атмосферу близько 2,5 тис. т вуглекислогогазу. Міста мають серйозні проблеми водопостачання з погляду кількості і якостіводи. Необхідний комплексний підхід до вирішення проблем екології великих міст.Посилення екологічних стресів у містах виявляється, перш за все, в погіршенніякості повітря та питної води, надмірних шумах (понад 30% населення ЄС живе вумовах неприйнятне високого їх рівня, а 17% європейців зазнають серйозногонегативного впливу шуму) та інтенсифікації транспорту (на його частку припадаєблизько 30% енергоспоживання). За останні роки в цілому спостерігався спадрівня забруднень у великих містах. Проте концентрація окремих їх компонентівперевищує прийняті ВООЗ стандарти.
•Природні й антропогенні катастрофи. Крім вулканічних вивержень іземлетрусів, природно обумовлені катастрофи пов'язані з такими явищами, якшторми та повені, лісові пожежі та посухи, теплові хвилі та піщані бурі.Значення їх впливу зростає у міру розвитку цивілізації. Головною проблемою євідсутність надійних методів прогнозу.
Важливезначення мають техногенні небезпеки та катастрофи, що виникають через аварії напідприємствах. Особливо вони характерні для нафтогазової промисловості. Подієюбезпрецедентного масштабу стала катастрофа в Чорнобилі, деякі несподівані їїпрояви тривають дотепер. Серйозні небезпеки виникають і при аваріях танкерів.Після 1984 р. у державах ЄС сталося понад 300 серйозних аварійних ситуацій упромисловості. Аналіз їх причин привів до висновку, що уроків аналогічнихситуацій минулого не, було враховано.
Існуєтенденція в зміні загальної кількості катастроф (зокрема, зростання кількостіприродних катастрофічних явищ). Середньорічна кількість катастроф в останнєдесятиріччя століття, що минуло, досягла 288, тоді як в попереднє десятиріччявона становила 110-130 катастроф, тобто, спостерігається їх зростання більшеніж удвічі.
Найнебезпечнішимидля життя людей є посухи (їх жертвами виявилися майже 49% загиблих у природнихкатастрофах). Тайфуни і шторми забрали життя близько 26%, землетруси – 17% відзагального числа загиблих. Більше від половини (53%) всіх жертв припадає наАфрику, на Азіатський континент – 37%. На Америку, Європу й Океанію припадаєвідповідно 7,4; 2,5 і 0,1%. В Африці особливо багато жертв спричинюють посухи,в Азії – тропічні циклони і шторми.
Загальнакількість людей, що постраждали від семи видів природних катастроф за останні35 років, становить 4,4 млрд, осіб, тобто майже 3/4 населення Землі. Вжесьогодні така країна, як Японія, вимушена витрачати на боротьбу з природнимилихами до 5% свого річного бюджету (0,8% валового національного продукту), щостановить 23-25 млрд. дол. на рік. В Китаї щорічні збитки від природнихкатастроф дорівнюють у середньому 3-6% валового національного продукту.
Враховуючите, що разом із збільшенням природних лих спостерігається зростання технічнихкатастроф, у перспективі економіка багатьох країн не в змозі буде компенсувативтрати від надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру.Збільшення кількості природних лих у світі пов'язане з низкою глобальнихпроцесів у соціальній, природній і техногенній сферах, які обумовлюютьінтенсифікацію розвитку небезпечних природних явищ і зниження захищеності людейна Землі. Однією з причин збільшення кількості природних і особливотехногенно-природних небезпечних явищ, збільшення жертв і матеріальних втрат єзростання людської популяції.
•Зростання кількості населення. З найдавніших часів і до XX ст. кількістьнаселення на Землі змінювалася незначним чином, то зростаючи до декількохсотень мільйонів, то зменшуючись через епідемії і голод. На початку XIX ст.вона залишалася трохи меншою від 1 млрд. Проте з початком індустріальногоперіоду розвитку ситуація різко змінилася, кількість населення подвоїлася, априблизно через ЗО років – потроїлася. У 1975 р. вона перевищила 4 млрд., а в1987 р. – 5 млрд, осіб. 12 жовтня 1999 р. народився 6-мільярдний мешканецьпланети. У середньому кількість населення Землі нині зростає щорічно на 86 млн.осіб, що співмірно з величиною населення Німеччини. Понад 80% (4,8 млрд, осіб)живуть у країнах, що розвиваються, на частку яких припадає майже весь прирістчисельності населення Землі. Згідно з прогнозами, глобальна кількість населеннядо 2025 р. становитиме близько 9 млрд. осіб.
Загалом,при прогнозуванні змін стану біосфери, необхідно виходити з існування двохосновних передумов розвитку небезпечних природних явищ — історичної(еволюційної) і антропогенної. Еволюційні процеси розвитку нашої планетиприводять до безперервної реорганізації речовини в твердій, рідкій ігазоподібній оболонках Землі з виділенням і поглинанням енергії, до змінинапружено-деформованого стану земної кори і взаємодії фізичних полів різноїприроди. Процеси, що відбуваються, лежать в основі глобальної геодинаміки ірозвитку ендогенних, екзогенних, гідрологічних та атмосферних явищ.
Водночасголовними перешкодами для підвищення якості навколишнього середовища єантропогенний чинник та розвиток деяких секторів економіки. Не викликаєсумнівів, що в першому десятиріччі XXI ст. ці тенденції тільки наростатимуть,їх негативної дії на природу не вдасться виключити. До подібних тенденційвідносяться дедалі сильніший вплив транспорту, урбанізація, деградаціясільського навколишнього середовища, втрата біорізноманітності тощо. Серйознапроблема – відсутність методів кількісного обліку чинниківсоціально-економічного розвитку, які впливають на екодинаміку, що визначаєзначення розробок індикаторів сталого розвитку, у тому числі комплексних, якВВП та «індекс благополуччя», і дозволяє обґрунтувати адекватну екологічнуполітику.
Інстинктсамозбереження і збільшення густоти населення зумовлював дедалі швидшийрозвиток методів створення штучного середовища існування й отримання продуктівхарчування. При цьому існувала ілюзія про нескінченність природних ресурсів інеобхідність лише навчитися їх повноцінно використовувати. Відоме гасло початкуXX ст., висунуте І. В. Мічуріним: «Ми не можемо чекати милостей від природи...»У XX ст. почалася епоха хімізації сільського господарства. У 60-х роках цьогостоліття агресивне ставлення людини до навколишнього середовища призвело допоступової глобалізації екологічних змін, навіть до змін клімату. Можливо, самеінстинкт самозбереження і зумовив потужний розвиток космічних досліджень у цейчас.
Протенічого особливо втішного вони не принесли. Стало очевидним, що за такихстрімких екологічних змін людина не зможе встигнути знайти собі нове середовищеіснування на іншій планеті, тобто вчинити так, як вона діяла звичайно:виснаживши один регіон, мігрувати до наступного. Отже, настав час, колисамозбереження людини як виду шляхом агресивної зміни навколишнього середовищастає принципово неможливим.
Де жвихід?
Одиніз них – не боротися з природою, а слідувати їй.
Упринципі, все життя людина користувалася цим шляхом, створюючи нові формитварин і рослин, потрібні для неї. Всю історію людства, починаючи з одомашненняпершої тварини, першої вирощеної самостійно рослини, відбувалася їх спільнаеволюція. Проблема полягала тільки в тому, що швидкість еволюціїсільськогосподарських видів була набагато меншою, ніж потрібно людині. Особливогостро цей розрив став відчутним саме у XX ст. Постало нове завдання: для того,щоб вижити, людству потрібно навчитися керувати швидкістю еволюції живихорганізмів. А як це зробити? Підглянути, як еволюціонують види в живій природі,і спробувати використовувати її прийоми. З постановки такого завдання і почаларозвиватися генна інженерія, що розробляє методи отримання генетичномодифікованих організмів.
Генетикаоформилася як наука на початку XX ст. після перевідкриття законів Менделя.Бурхливий період її розвитку завдовжки у століття ознаменований останнімироками розшифруванням нуклеотидного складу геномної ДНК десятків видів вірусів,бактерій, грибів і слідом за ними низки багатоклітинних організмів: рослинаарабідопсис, нематода, дрозофіла, людина. Повним ходом іде секвенування ДНКхромосом важливих культурних рослин – рису, кукурудзи, пшениці.
З'явиласяі бурхливо розвивається генна терапія спадкових хвороб, виробництво генетичнозмінених форм рослин. Успішне соматичне клонування ссавців (овечка Доллі),поява молекулярної палеогенетики – вражаючі досягнення науки генетики.ДНК-технологія і біотехнологія, методи та завдання яких зрозумілі, а успіхимають публічний ефект, трансформували вид сучасної генетики. Бурхливий розвитокДНК-технології поставив низку нових запитань, наприклад, виявилося, що лише3-5% генома людини кодують білки і, можливо, ще близько 20% беруть участь урегуляції дії генів у ході розвитку. Функція решти фракцій 75% ДНК геномазалишається абсолютно не зрозумілою. Гени в геномі можна порівнювати зневеликими островами в морі неактивних неінформаційних послідовностей.
Геннаінженерія за своєю суттю не є чимось якісно відмінним від природних процесів,чимось чужорідним для живих об'єктів, як, наприклад, отримання штучно синтезованиххімічних сполук, відсутніх у природі, а, навпаки, становить собою повторпідглянутих у природі прийомів.
Отриманнятрансгенних рослин нині перетворилося на досить рутинну технологію длявирішення практичних завдань, якими займаються як наукові установи, так ікомерційні фірми. В Інституті цитології та генетики Сибірського відділення РАНобрали для своєї прикладної діяльності отримання так званих їстівних вакцин.Цим займаються багато лабораторій у світі, але поки що на експериментальномурівні. На перших етапах роботи отримано трансгенні рослини тютюну і люцерни згеном р-інтерферону людини, дуже потужного імуногенного чинника. Потім взялисяза створення трансгенних рослин тютюну і люцерни з генами імуногенних білківмікобактерій, що викликають туберкульоз, і з генами оболонки вірусу гепатиту В.При експресії подібних генів у рослинах передбачається в організмах тварин, щоїх з'їли, отримати імунну відповідь з утворенням антитіл на продукованийантиген. Інакше кажучи, буде здійснено природну вакцинацію за стійкістю дозахворювання туберкульозом або гепатитом В.
Насьогодні у 120 видів рослин існують трансгенні форми. Дозволено використаннятрансгенних сої, кукурудзи, бавовника, рапсу, картоплі, томатів, буряка,гарбуза, тютюну, папайї, льону; закінчуються випробування трансгенного рису іпшениці. Трансгенні рослини вирощуються в 11 країнах світу – США, Китаї,Аргентині, Канаді, Австралії, Мексиці, Іспанії, Франції, Південній Африці,Португалії та Румунії. У 2000 р. ними було зайнято площу близько 40 млн. га.
Звикористанням трансгенних рослин були вирішені питання гербіцидостійкості,стійкості до комах, вірусів, грибкових та бактеріальних захворювань,регулювання термінів дозрівання, підвищення загальної продуктивності,виробництва їстівних вакцин. Сьогодні зі всіх вирощуваних трансгенних рослин71% стійкі до гербіцидів, 22% – до шкідників і 7% – до гербіцидів та шкідників(здебільшого соя. кукурудза, бавовник, рапс). Ведеться пошук способів різкогопідвищення продуктивності рослин.
Вважається,що трансгенез у рослин і тварин – найперспективніша біотехнологія для вирішенняпродовольчої та медичної проблем на найближче десятиріччя. Трансгенні тварини –кози, вівці, свині, корови – використовуються для секреції (під промоторами«генів молока») високоактивних біологічних речовин для медицини тафармакології. Вже пройшли ліцензування і надійшли на ринок отримані відтрансгенних тварин антитрипсин, що використовується при легеневихзахворюваннях, антитромбін для запобігання інфарктів та інсультів, фактори осілостікрові, білок С, що має захисні функції, тощо.
Оскількитрансгенні рослини стійкі до хвороб та шкідників, то не виключається підвищеннястійкості самих збудників хвороб і тих же комах-шкідників, тобто їх коеволюція.Це проблема, наслідки якої необхідно передбачити. Можливо, підвищуючи стійкістьрослин, ми стимулюємо процес відбору стійкіших збудників хвороб і шкідників.Природно, що трансгенез викликає вельми відчутні наслідки, які потрібноретельно вивчати.
Завдякинауковим досягненням стає очевидно, що генно-інженерний підхід до складанняклітини майже нічим не відрізняється від складання автомобіля. Перш за всепотрібно мати схему матеріальної «начинки» приладу та схему його роботи, і цевивчають ДНК-технологи.
Викладдеяких ключових моментів розвитку й отримання генетично модифікованихорганізмів та їх використання представлені в книзі автора статті «Генетическимодифицированные организмы: от бактерий до человека».
Списоклітератури
1. Будыко М.И. Глобальнаяэкология. – М.: Мысль, 1977.
2. Глазка В.И, Глазка Г.В.Введение в генетику, биотехнологию, ДНК-технологию, биоинформатику, протеомику,метаболику. – К: КВЩ, 2003.
3. Глазко В.И.Генетически модифицированные организмы: от бактерий до человека. – К: КВЩ,2002.
4. Небел Б. Наука обокружающей среде. – М.: Мир, 1993.
5. Риклефс Р. Основыобщей экологии. – М.: Мир, 1979.
6. Розанов С.И. Общаяэкология. – СПб.: Лань, 2001.
7. Яблоков А.В.,Остроумов С. А. Охрана живой природы. Проблемы и перспективы. – М.: Леснаяпромышленность, 1983.