ВИНИКНЕННЯ І РОЗВИТОК ЦИВИЛИЗАЦИЙ (ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ПІДХІД)

Так змінювався енергетичний обмін живих організмів в ході біологічної еволюції і на початковій стадії людської цивілізації.

Зміна величини коефіцієнта енцефалізаціі у тварин в процесі біологічної еволюції: 1 - риби, 2 - земноводні, 3 - рептилії, 4 - ссавці, 5 - птиці, A - целурозаври, B - дельфіни, C - ворони, D - папуги, E - людина .

Представники класу рептилій - копалини целурозаври - в процесі еволюції могли б, можливо, сформувати головний мозок, який не поступається людському. І якби вони не вимерли 70 мільйонів років тому, на Землі зараз була б зовсім інша цивілізація.

<

>

Щоб відповісти на ці запитання, слід перш за все розглянути хід біологічної еволюції. Наявність еволюційного прогресу в живій природі не викликає сумнівів: палеонтологічні дані свідчать, що життя розвивалося від простих форм до все більш складним і досконалим. Значно важче вирішити питання: що лежить в основі цього прогресу і як його кількісно оцінити?

Одна з таких оцінок була дана в 20-30-х роках найбільшим російським біологом академіком А. Н. Северцовим. З цих оцінок вже в наш час народилася теорія, згідно з якою в ході прогресивної еволюції відбувається посилення енергетичного обміну тварин, вимірюваного по швидкості споживання кисню. Дослідження показали, що питома (на кілограм маси) кисневий обмін в процесі еволюції від найпростіших до ссавців і птахів зростає в сотні разів.

Енергетична міра еволюційного процесу

Це дозволяє кількісно оцінювати його швидкість в реальних величинах - ватах за мільйон років. Зрозуміло, дізнатися, який був енергетичний обмін у тварин, вимерлих сотні мільйонів років тому, неможливо. Тому ми вчинили інакше: дані про нині живих організмах різних видів перерахували на момент зародження цих видів в відповідну геологічну епоху. Вийшло, що в кембрії (570-500 мільйонів років тому) швидкість еволюції становила приблизно 0,005 мілівата на грам маси за мільйон років, в ордовике (500-440 млн. Років) - 0,011, в девоні (410-350 млн. Років) - 0,014, в карбоні (350-270 млн. років) - 0,024, в тріасі (230-195 млн. років) - 0,076, в юрському періоді (195-135 млн. років) - 0,099, в крейдяному (110-70 млн. років) - 0,192 і в плейстоцені (7-2 млн. років тому) - 0,269 мВт / г · мільйон років. Хоча значення енергії визначені недостатньо точно, вони показують, що біоенергетичний прогрес йшов з наростаючою швидкістю. Посилення енергетичного обміну було надзвичайно корисним для виживання тварин в їх боротьбі за існування.

Біологічна еволюція і виникнення цивілізації

Чи можливо було подальше посилення енергетичного обміну тварин, або еволюція досягла своєї межі в класі птахів і припинилася? Це питання далеко не пусте: температура тіла ссавців дорівнює 36-38 ° С, а птахів - 40-41 ° С. Подальше посилення енергетичного обміну і супутнє йому підвищення температури тіла неможливо - це призвело б до згортання (денатурації) ряду білків і загибелі організму. Існує "теплової бар'єр", переступити який простим підвищенням рівня кисневого обміну неможливо. Природа, однак, знайшла інший шлях - виникнення цивілізації, поява свідомості.

Людство навчилося використовувати не тільки енергію, укладену в їжі, але і енергію горючих матеріалів, річок, вітру і Сонця, а в останні десятиліття і атомну енергію. Розрахунки показали, що первісна людина отримував з їжею і витрачав не більше 2000 кілокалорій на добу, з початком використання вогню споживання енергії збільшилася до 5000 Ккал / добу, а зараз в розвинених країнах воно перевищує 200 000 Ккал / добу.

Поява людської цивілізації виявилося необхідним кроком еволюції, так як дозволило, подолавши "теплової бар'єр", нарощувати споживання енергії живими системами. Так що виникнення цивілізації - неминучий результат прогресу, і, якби не з'явилася людина, на його місці, можливо, був би інший вид. Про це змушують думати і дані про зростання обсягу мозку в різних класах і типах тварин.

Зміна розмірів мозку в процесі еволюції

У порівняльних дослідженнях використовують так званий коефіцієнт енцефалізаціі - питому масу мозку тварини в розрахунку на один грам маси його тіла. Розрахунок, по палеонтологічними даними, показав, що в процесі еволюції ссавців середня величина цього коефіцієнта в еоцені дорівнювала 0,026, в плейстоцені - 0,055, а у сучасних видів складає 0,115.

Коефіцієнт енцефалізаціі в різних класах хребетних тварин і в окремих його загонах сильно розрізняється. У класі ссавців, наприклад, представники загону комахоїдних мають найменший коефіцієнт енцефалізаціі, представники загонів приматів і китоподібних - найбільший (у дельфінів - 0,54). У класі птахів найменший коефіцієнт енцефалізаціі мають страуси і курячі, найбільший - папуги (0,34), Вранова (0,33) і сови. Але особливо цей коефіцієнт великий, звичайно, у людини - 0,77. Людина значно випередив інші види і практично повністю перекрив можливості для появи на Землі інших цивілізацій. Але все могло бути і по-іншому, так як, мабуть, першими серед хребетних на шлях збільшення маси мозку встали представники класу рептилій - динозаври, по не зовсім ясним причин вимерлі близько 70 мільйонів років тому. Коефіцієнт енцефалізаціі невеликих (масою 70 - 80 кг) хижих динозаврів з Інфраотряд целурозавр близький до показників для сучасних ссавців і дорівнює приблизно 0,126. Не виключено, що ця група динозаврів могла б ще мільйони років тому сформувати мозок, який можна порівняти з людським, і, хто знає, сьогодні на Землі існувала б зовсім інша цивілізація.

Таким чином, процес виникнення цивілізації пішов задовго до появи людини і триває до теперішнього часу. Зникнення людства (через власну дурість або з іншої причини) не зупинить його, поки на Землі зберігаються живі організми і триває біологічна еволюція.

Розвиток людства супроводжується постійним зростанням рівня життя, який вимагає все більше енергії. За розрахунками відомого російського астрофізика І. С. Шкловського, кількість виробленої енергії за останні 200 років подвоювалося кожні 20 років і в 80-х роках становило приблизно 61012 Вт. При таких темпах через 200 років воно дійде до 31015 Вт, а це вже один відсоток надходить на Землю енергії Сонця. Подальше збільшення виробництва енергії призведе до помітного нагрівання планети і, цілком ймовірно, до таких змін клімату, що життя на Землі стане неможливим. Подолати цей "теплової бар'єр" можна, мабуть, лише вивівши в космічний простір енергоємні виробництва.

Завдання це важка, в даний час нереальна, але сьогодні з'явилася надія вирішити її вже в доступному для огляду майбутньому. На початку березня цього року Національне управління з аеронавтики США (НАСА) повідомило, що запущений 6 січня 1997 року в окололунную орбіту робот-розвідник "Проспектор" виявив на Місяці воду. Вона зберігається у вигляді льоду, кількість якого за різними оцінками становить від 10 мільйонів до 100 мільярдів тонн. Його достатньо, щоб на ціле століття забезпечити водою кілька тисяч чоловік. Експерти НАСА вважають, що перше абсолютно автономне позаземне поселення на Місяці може бути побудовано вже в 2013 році. Дуже може бути, що саме такі позаземні міста стануть індустріальними центрами нашої земної цивілізації.

В основі біологічного прогресу і розвитку людства лежать глибокі термодинамічні закономірності. Слід їх зрозуміти і по можливості використовувати. Не слід тішитися надією, що все якось минеться - закони природи невблаганні.