С.Т.Захидов — Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова
Институт биологии развития им.Н.К.Кольцова

Резюме (аннотация). К настоящему времени Аральское море – четвертое по величине озеро в мире – полностью потеряло статус стабильной, сверхсложной природной системы, созидательная энергия которой на протяжении последних трех столетий совершенствовала взаимоотношения между различными живыми системами и последними с неживой природой. Аральская экологическая система поддерживала хрупкое, но весьма устойчивое экологическое равновесие на огромных пространствах, гасила энтропию окружающего мира, сдерживала движения пустынь на Север.

Человеку предшествуют леса,
его сопровождают пустыни
А.Гумбольдт

Можешь природу хоть вилами гнать,
все же она возвратится
Гораций

Резюме (аннотация). К настоящему времени Аральское море – четвертое по величине озеро в мире – полностью потеряло статус стабильной, сверхсложной природной системы, созидательная энергия которой на протяжении последних трех столетий совершенствовала взаимоотношения между различными живыми системами и последними с неживой природой. Аральская экологическая система поддерживала хрупкое, но весьма устойчивое экологическое равновесие на огромных пространствах, гасила энтропию окружающего мира, сдерживала движения пустынь на Север. Что касается Чернобыльской ядерной катастрофы, то и она создала множество проблем – экономических, политических, социальных, причем неполнота и противоречивый характер знаний, касающихся последствий Чернобыльского эффекта, породили пестроту прогнозов, чаще всего высвечивающих только одну сторону проблемы, а именно: необратимость разрушительных процессов, угрозу биологическому разнообразию, здоровью человека. Между тем сегодня на Арале и в Чернобыле мы имеем уникальную возможность наблюдать одну и ту же картину – картину общности явлений критической самоорганизации живых систем, способность организмов, видов, целых родов преодолевать энтропийный барьер и выходить на новые, устойчивые эволюционные режимы. Таким образом, если в зонах крупных экологических катастроф, действительно, что-то и происходит, то это что-то не выходит за рамки великих законов Природы – законов сохранения, гарантирующих стабильность мира атомов и генов, а следовательно, непрерывность бытия жизни.

Аральская катастрофа . Воплощение идеи создания цветущего края на обширных пустынных территориях Голодной степи путем их орошения водами Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи, беспрецедентный разбор речных вод для нужд хлопководства привели к резкому уменьшению стока этих могучих среднеазиатских рек, что повлекло за собой прогрессирующее падение уровня воды в Аральском море, обнажение и засоление его дна на миллионы гектаров, изменение климатических условий, исчезновение тугаевых зарослей, тростников, многих видов растений, животных, птиц, аборигенной ихтиофауны (Захидов-старший, Мекленбурцев, 1971, Реймов, Константинова, 1991). Давление на экологические системы шло также за счет крупномасштабного и бесконтрольного применения в практике сельского хозяйства пестицидов, дефолиантов, минеральных удобрений, загрязнения окружающей среды радионуклидами, солями тяжелых металлов.

Однако усыхание Арала, деградация его водных и прибрежных экосистем, культурного ландшафта, вероятно, не следует преувеличенным образом связывать только с отрицательными сторонами хозяйственной деятельности человека. Скорее всего антропогенный фактор сыграл роль мощного катализатора, ускорившего процессы естественного старения Аральского моря, которые медленно и постепенно развивались здесь под влиянием геологических факторов в течение многих столетий, тысячелетий или даже миллионов лет. Такая интерпретация не противоречит концепции Кювье об уменьшении бассейна морей и его перемещениях во многих направлениях в результате катастроф. Интересно отметить, что катастрофическое падение уровня воды в Аральском море, наблюдавшееся в 70-е годы прошлого столетия, удивительным образом совпало по времени с ростом уровня воды в Каспийском море. О возможной связи между этими двумя событиями могут свидетельствовать факты, согласно которым Аральское, Каспийское и Черное моря имеют геологическое сродство: в прошлом они соединялись друг с другом рукавами и составляли как бы единый бассейн, занимавший гораздо большее пространство, чем ныне (К.Рулье).

Первые признаки экологического неблагополучия в бассейне Аральского моря были замечены задолго до начала экстенсивного освоения пустынных территорий сразу после окончания Великой Отечественной войны с целью развития промышленности, сельского хозяйства, животноводства, строительства военных баз, новых ирригационных сооружений. Так, в 30-е годы прошлого столетия ученые из Московского университета Г.В.Никольский и В.Я. Панкратова при комплексном исследовании Судачьего озера, расположенного в юго-западной части Аральского моря, выявили резкие изменения гидрологических, гидробиологических и ихтиологических параметров. Было замечено, что Судачье озеро сильно заросло растительностью и подвержено частым сменам условий – заменам пресной воды на соленую и наоборот, нередко озеро совершенно пересыхало. Такие изменения и даже менее существенные отрицательно сказывались на составе ихтиофауны как отдельных зон, так и всего озера. В те далекие годы отклонения в структуре ряда экосистем, резкое ухудшение прибрежных нерестилищ для рыб были обнаружены и в других географических точках Арала.

Между тем если обратиться к истории и географии древних времен, то увидим, что Аральское море вследствие изменений направления стоков Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи не раз отступало, обнажая свое дно на огромные пространства, а затем вновь наполнялось водой до уровня превышающего прежний. С изменениями направления стоков рек менялся и рельеф данной местности. Природные катаклизмы случавшиеся здесь в разные века разрушали среду обитания, наносили ощутимый удар по экономической, социальной и культурной жизни региона, превращали людей в кочевников.

В настоящее время мы можем с большой очевидностью констатировать, что Аральское море – четвертое по величине озеро в мире – полностью потеряло статус стабильной, сверхсложной природной системы, созидательная энергия которой на протяжении последних трех столетий совершенствовала взаимоотношения между различными живыми системами и последними с неживой природой, поддерживала хрупкое, но весьма устойчивое экологическое равновесие на огромных пространствах, гасила энтропию окружающего мира, выступала как фактор высокого сопротивления движения пустынь на Север. Интересно отметить, что более ста лет тому назад П.А.Кропоткин высказал мысль о том, что гибель Аральского моря подведет пустыню к берегам Волги. Однако природные катаклизмы, которые мы наблюдаем в последние годы, а именно, страшные лесные пожары в Португалии и Франции, наводнения в Германии и Чехии, таяние вечных льдов на севере, резкое потепление климата на евразийском континенте дают достаточно оснований полагать, что великий русский путешественник и географ ошибся: пустыня подойдет к берегам Рейна. И в этой связи нельзя исключить, что глобальное потепление климата на самом деле связано не с так называемым эффектом парниковых газов, а с высыханием Арала, его стремительным умиранием.

Прогнозируется, что полное исчезновение Арала произойдет к 2010 – 2015 годам и на его месте возникнет новая пустыня – Аралкум ( http // www . uzland . uz / aral / index . html ).

Однако хорошо известно, что процессы, лежащие в основе катастрофических изменений в окружающей среде, не развиваются бесконечно. Они ограничены во времени и пространстве. И часто достигнув вершины разрушительного действия, эти процессы резко меняют свое направление, выходя на новые, более устойчивые траектории развития и эволюции. Во всех развивающихся природных системах явления прогресса (усложнение и совершенствование) и регресса (упрощение и деградация) или, говоря на языке синергетики, состояния упорядоченности и хаотизации не раз сменяют друг друга. Выдающийся русский ученый Н.К.Кольцов (1936) писал: «Нет никаких теоретических препятствий считать, что на любой стадии регресса эволюционный процесс может изменить направление и снова стать прогрессивным, но уже не по-прежнему пути, а по более или менее измененному». Очень возможно, что по пути, связанному с глубокими преобразованиями в порядках биологического мира: вспышками видообразования, с выдвижением на авангардные позиции новых форм животных, растений, микроорганизмов, имеющих более мощные приспособительные гены и признаки, самоорганизацией и развитием более крупных консолидированных сообществ, сменой и усложнением иерархий в них. Ясно, что чем сложнее, разнообразнее и населеннее экологическая система, тем она более устойчива и жизнеспособна.

Так, в ряде областей, тесно прилегающих к Аральскому региону, который рассматривается в настоящее время как зона экологического бедствия, в результате 25-летней активной деятельности человека образовался целый ряд искусственных озер, сильно загрязненных химическими токсикантами. Последующие пять лет относительного покоя и контроля за качеством окружающей среды привели к поразительным результатам. Эти озера стали стабильными водными экосистемами, местами сохранения генофонда ценных промысловых рыб, исчезнувших в Аральском море. Исследования узбекских ученых показали, что в этих сбросовых водоемах ихтиофауна состоит из 30 видов, среди которых в огромном числе встречаются сазан, толстолобик, лещ; редкие и исчезающие виды представлены аральским усачом, щуковидным жерехом, лжелопатоносом. Прибрежные наземные экосистемы также восстанавливаются, о чем свидетельствуют расширение ареала и увеличение численности кабана, камышового кота, лисицы, волка, выдры, а также появление зон концентрации джейранов и гнездование птиц, в том числе розовых и кудрявых пеликанов (Абдуллаев и др., 1990). Заметим, что некоторые из этих видов уже давно были занесены в Красную книгу. С другой стороны, нельзя исключить, что земли, прилегающие к современному Аралу, могут стать очагами возникновения новых биологических форм – растений и животных, – обладающих высокими адаптивными способностями.

Сравнительно быстрая очистка вод в этих вновь образовавшихся озерах от химических загрязнителей, вероятно, шла за счет собственного населения – микробиоценозов, объединенных в сложную экологическую систему, включившую в себя стабильные формы бактерий, грибов и водорослей. Последние могли возникнуть под влиянием комбинированных эффектов химических соединений, обладающих мутагенным действием, а затем могли быть подхвачены естественным отбором, как наиболее приспособленные к неблагоприятной окружающей среде, и способные, как известно (Рапопорт, 1996), с большой эффективностью разлагать огромные количества органических соединений.

Вообще, сами по себе экологические процессы и явления, наблюдаемые в последние годы в разных точках Приаралья, не уникальны и стоят в одном ряду с другими аналогичными явлениями. Известно, например, что Арнасайская впадина, расположенная на границе Голодной степи и пустыни Кзылкум, раньше представляла собой безжизненную котловину, заполненную сточными и артезианскими водами, а сегодня – это нормальное, естественное озеро, обильно заселенное рыбой и водоплавающей птицей, с пышно развивающийся богатой водной флорой. Можно также вспомнить другой хорошо известный факт: последствия экологической катастрофы, произошедшей вблизи берегов Бретани в 1978 году, когда авария нефтеналивного танкера «Амоко Кадис» привела к разливу 220 тыс. тонн нефти. В местах, где загрязненные участки были подвергнуты интенсивной механической очистки с захватом огромного количества ила и водной растительности (тростника и камыша), восстановление экосистем, даже по прошествии 20 лет так и не произошло. Там же, где в процессах очищения ила от нефтепродуктов участвовали только морские волны, наблюдалось активное восстановление различных форм жизни; растительность здесь сегодня занимает площадь на 21% больше, чем до экологической катастрофы (см. «Природа», 1997, №1, с.114).

Все это в целом подтверждает положение о том, что природным системам нельзя навязывать пути развития, необходимо ориентироваться на собственные естественные тенденции развития природы, а не продолжать огульное и бездумное внешнее вмешательство в нее (Е.Н.Князева, С.П.Курдюмов, 1998). Говоря метафорически, наилучшее врачевание – это не производить никакого врачевания (“ optima medicina – medicina nullam ”).

Для стабилизации новой посткатастрофической ситуации и сохранения вновь образовавшихся водных и прибрежных экосистем в прилегающих к Аралу землях узбекскими учеными (Разаков, Каримов, 1990) предлагается создание и расширение проточной системы озер и мелководных водоемов с обширными зарослями тростника, камыша, рогоза. Такие искусственно регулируемые водоемы позволят в определенной степени сохранить местный ландшафт, а создание защитной зеленой полосы во многом будет способствовать сохранению орошаемых земель, пастбищ, препятствовать выносу песков, пыли, соли. Руководитель проекта Германского общества по техническому сотрудничеству в Узбекистане д-р Франк Хюфлер в интервью корреспонденту CNA , в частности, сказал, что с расширением зон лесных насаждений в Приаралье будет улучшаться экологическая ситуация. А с созданием лесных массивов на значительной территории можно будет начать искусственное выращивание диких животных для их последующего размножения в естественных условиях, поскольку мясо кабанов, сайгаков, зайцев, фазанов ценится очень высоко и может стать статьей экспорта.

В ближайшем будущем хозяйственная деятельность человека в бассейне Аральского моря возобновится с новой силой. Она проявится в разработках новых месторождений нефти и газа, запасы которых составляют, соответственно, 1.5 млрд. тонн (в России сейчас 6 – 6.5 млрд. тонн нефти) и 100 млрд. кубометров, а также редких и драгоценных металлов, подземных вод, минерально-строительного сырья. Это предполагает, учитывая печальный опыт прошлого, необходимость развертывания комплексной системы слежения, оценку и прогноз изменений состояния окружающей среды под влиянием естественных и антропогенных факторов. Не исключено, что на повестку дня вновь будет вынесен вопрос о переброске избыточных и паводковых вод сибирских рек в котловину Арала, куда эти реки когда-то и текли. И два фактора будут играть здесь решающую роль – экономический и демографический. В этой связи совершенно ясно, что Аральский регион не должен уходить из-под контроля ученых и политиков – прежде всего российских, поскольку Средняя Азия, ее недра и народы, животный и растительный миры – все это капиталы России.

Чернобыльская ядерная катастрофа. Взрыв четвертого блока на Чернобыльской АЭС ночью 26 апреля 1986 года привел к залповому выбросу огромного количества радиоактивных материалов и, как следствие, увеличению радиационного фона за многие сотни, тысячи километров от места события. По имеющимся в литературе данным (см. Дубинин, 1994), в атмосферу было выброшено 120 из 180 тонн загруженного в реактор радиоактивного топлива.

Для трех республик Советского Союза – Украины, Белоруссии и России – авария на ЧАЭС создала множество проблем – экономических, политических, социальных. Согласно имеющимся в литературе данным, радиационное загрязнение территорий этих республик составило, соответственно, 10, 23 и 1.5%; приостановлена хозяйственная деятельность; загрязнены лесные массивы, вода, продукты питания, отмечен рост онкологических и других заболеваний, негативных демографических тенденций; миллионы людей живут в условиях действия малых доз радиации. С другой стороны, неполнота и противоречивый характер знаний, касающихся последствий Чернобыльского эффекта, породили пестроту прогнозов, чаще всего высвечивающих только одну сторону проблемы, а именно: необратимость разрушительных процессов, угрозу биологическому миру, здоровью человека, благополучию его жизни в новых катастрофических условиях.

Между тем сильное широкомасштабное радиоактивное загрязнение не вызвало тяжелых, необратимых нарушений в генетической формации, в структурно- функциональной целостности экосистем, не повлияло губительным образом на биологическое разнообразие. «Биоразнообразие – число видов – остается на прежнем уровне или даже возрастает в результате изъятия территорий из хозяйственного пользования. Нет здесь и резкого всплеска генетических нарушений», – пишет один из ведущих экологов страны А.В.Яблоков. Другими словами Чернобыльская ядерная катастрофа, если даже и повлекла за собой подъем мутационных изменений в популяциях животных и растений, но не в масштабах, граничащих с тотальной «генетической смертью». Согласно данным В.Н.Позолотиной (см. «Природа», 1997, № 1, с.113), изучавшей, в частности, природные популяции одуванчика в зоне Чернобыльской АЭС и на территории восточноуральского радиоактивного следа, длительное хроническое воздействие облучения, с одной стороны, усиливает генетическую нестабильность, с другой – инициирует адаптационные процессы сразу на трех уровнях биологической организации – клеточном, организменном, популяционном.

Высокую устойчивость живых систем к Чернобыльскому эффекту не трудно объяснить, если обратиться к работам И.А.Рапопорта (1972, 1996), в которых подчеркивается превосходство высокодифференцированной биологической организации над враждебными условиями окружающей среды. В них также находим, что даже при влияниях самых высоких доз микрофизических агентов, синхронная деградация генетического материала, точнее говоря, деградация генетической энергии до энергии химической не наступает, что потенциал генного дублирования, подкрепленный наследственными изменениями, оставляет далеко позади потенциал генного разрушения, а поэтому потери в природных популяциях не велики. Новые индуцированные мутации, оцененные естественным отбором, могут открыть новую эпоху в биологическом прогрессе. Высшие организмы, наделенные богатыми созидательными генетическими ресурсами и силами самоорганизации как реальными, так и метафизическими приспособились за миллионы лет эволюции к естественной, а теперь и к искусственной, радиоактивности. Радиоактивные подъемы в природе только приучают все живое, делают его более устойчивым к радиации. Более того, под влиянием радиации гены и хромосомы культурных растений могут освободиться от накопившегося в процессе их жизни энтропийного, мутационного груза.

Итак, в Чернобыле приобретшая неограниченную свободу энергия элементарных частиц и квантов стала изменять окружающий мир, но не уничтожать его. Достигнув сфер всего живого, она влилась в генетические тела и трансформировалась в них в энергию, материализующуюся в новые функциональные генные единицы, способные создавать новые конкретные и постоянные признаки, измеряемые системой естественного отбора на адаптивность. Таким образом, две силы – энергия мутаций и энергия естественного отбора – осуществляют здесь биологический прогресс. Или ту эволюцию, которая ведет к росту упорядоченности биологических объектов, бросающих вызов принципу мировой энтропии (Рапопорт, 1972).

Авария на ЧАЭС открыла новую страницу в изучении явлений, связанных с катастрофическими изменениями в живой и мертвой природе. И сегодня по прошествии более двадцати лет Чернобыль и его окрестности – это большая природная лаборатория, работая в которой, можно получить очень ценные для науки и практических интересов человека сведения об отдаленных последствиях длительного воздействия долгоживущих радионуклидов.

При объяснении причин отсутствия угрозы биологическому разнообразию в условиях экологических катастроф, нельзя не вспомнить слова И.А.Рапопорта, написанные им в одной из последних работ (1993): «В природе встречаются виды гибели, охватывающие ряд родов и систематических единиц, чьи признаки, а также гены теряют свою адекватность вследствие наступившего катастрофического изменения окружающих условий. Большинство потерь невозможно при таких обстоятельствах какому-либо восстановлению. Однако по периферии пространства, пострадавшего от бедствия, выживают остатки каких-то прежних видов, у которых есть известные шансы на преобразование при участии мутационной изменчивости и под действием естественного отбора. Они занимают самую доступную им краевую часть пострадавшей зоны. Однако в целом не меньшую роль играют более отдаленные видовые генотипы, которые более медленно приспосабливаются к новым для них условиям, но их во много раз больше. В результате процессов этих обоих типов возникают новые виды, занимающие места исчезнувших своих предшественников». Главную положительную инерцию И.А.Рапопорт видел также в высокой скорости размножения, устраняющей угрозу гибели существующих видов, их уход в палеонтологическое прошлое. Он отмечал, что в течение одного поколения процессы размножения, как правило, повторяются достаточно много раз, что с лихвой компенсирует естественную убыль.

Сегодня на Арале и в Чернобыле мы имеем уникальную возможность наблюдать одну и ту же весьма поучительную картину – картину общности явлений критической самоорганизации живых систем, способность организмов, видов, целых родов преодолевать энтропийный барьер и выходить на новые, устойчивые эволюционные режимы. Таким образом, если в зонах крупных экологических катастроф, действительно, что-то и происходит, то это что-то не выходит за рамки великих законов Природы – законов сохранения, гарантирующих стабильность мира атомов и генов, а следовательно, непрерывность бытия жизни.

Системные исследования, проводимые в рамках оценки последствий двух крупных экологических катастроф, произошедших на евразийском континенте в конце XX века, должны дать принципиально новые, важные для науки результаты, поскольку именно здесь – в Аральском и Чернобыльском регионах – в настоящее время проявляются самые тонкие эффекты, а наблюдаемые явления более «естественны». Результаты этих исследований послужат основой для установления новых фундаментальных закономерностей, обогатят генетическую и биологическую теорию, теорию строения материи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Абдуллаев М.А., Бакаев С.Б., Пославский А.Н. Роль антропогенных факторов в сохранение биологического разнообразия и генофонда позвоночных животных в бассейне Аральского // В кн.: Экологические проблемы охраны живой природы, М., 1990, т.1, с.75-76.

Дубинин Н.П. Некоторые проблемы современной генетики // М., «Наука», 1994, 224с.

Захидов Т.З, Мекленбурцев Р.Н. Природа и животный мир Средней Азии // Ташкент, «Укитувчи», 1971, 435с.

Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика об условиях развития сложных систем // Синергетика, М., МГУ, 1998, с.37-51.

Кольцов Н.К. Организация клетки // Л-М., Изд-во «Биомедгиз», 1936, 652с.

О ценка последствий Чернобыльской катастрофы. Справка по материалам отчетов международных организаций.//Институт проблем безопасности развития атомной энергетики РАН http ://ww w .minatom.ru/News/Main/view?id=17814

Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды (под ред. В.М.Захарова и Е.Ю.Крысанова) // М., 1996, 169с.

Разаков Р.М., Каримов Б.Н. Эколого-экономическое обоснование создания управляемых водоемов в зоне Приаралья // В кн: Экологические проблемы охраны живой природы // М., 1990, т.1, с.70-73.

Рапопорт И.А. Модель формирования генетического вещества // В кн: Химический мутагенез и создание селекционного материала, М., «Наука», 1972, с.13-43.

Рапопорт И.А. Деятельность мутагенеза в естественном отборе // В кн.: Химический мутагенез и качество сельскохозяйственной продукции, М,, «Наука», 1983, с.3-8.

Рапопорт И.А. Две системы прерывности и термодинамическая флуктуация в генетическом строении // Химический мутагенез и задачи сельскохозяйственного производства, М., «Наука», 1993, с.3-24.

Рапопорт И.А. Гены, эволюция, селекция // М., «Наука», 1996, 247с.

Резолюция международной конференции «Медицинские последствия чернобыльской катастрофы и стратегия их преодоления» (29 мая – 3 июня 2006 г., Киев, Украина) // www.ukraine3000.org.ua/img/forall/r-Rezol.rtf

Реймов Р.Р., Константинова Л.Г. Особенности стратегии природопользования в условиях экологического кризиса в Южном Приаралье // В кн.: Медико-экологические проблемы приаралья и здоровья населения, Нукус, 1991, с.36-41.