Дмитрий Шабанов: Кофе и третья природа

Автор: Дмитрий Шабанов

Опубликовано 03 августа 2011 года

Кто о чём, а я — о кофе! В четырёх предыдущих колонках мы обсудили, какое количество потоков энергии переплелось в простой чашке кофе. На какие группы разделить это разнообразие?

В начальной школе детей учат различать живую и неживую природу. Им объясняют что-то вроде этого: "Неживая природа — это тела природы, которые не дышат, не питаются и не размножаются". И соответственно "живая природа — это тела природы, которые дышат, питаются и размножаются".

Сойдёт, не считая странной конструкции "природа — это тела природы". А что такое природа по мнению авторов учебников природоведения? "Вы наблюдали дождь, радугу, смотрели на птиц. Так вот, и лес, и река, и небо, и воздух, которым мы дышим, и вода, которую мы пьём, и дождь, и снег — всё это природа. Не относится к природе лишь то, что сделано руками человека. Вся природа делится на живую и неживую". Вечная логическая ловушка: человек — часть природы, а то, что он сделал, — нет. Но разговор не об этом.

При сравнении живого и неживого названы три обстоятельства: дыхание, питание и размножение. Дыхание и питание — две грани преобразования ресурсов и получения энергии. Размножение… Конечно, суть не в нём самом. Старенькая бабушка или рабочая пчела тоже живые, хоть и не размножаются. Намного важнее, что они являются результатом размножения. И важно не то, как они появились, а то, как они изменены предысторией своего становления.

Напомню, что человек, как и любое другое существо, — продукт, и даже, если хотите, жертва своей эволюционной истории. Не повторяйте миф о "совершенстве природы"; конструкции живых систем далеки от оптимальности, и объяснить их можно только с учётом их истории. Это следствие того, что живые существа возникают в результате особого рода копирования (в молекулярной биологии чаще применяется слово "репликация", в повседневной жизни — "размножение").

Уважаемый читатель, Вы — результат развития, которое было организовано (в соответствующих условиях среды) Вашей генетической программой. Эта программа — копия фрагментов программ двух других организмов — родителей, программы которых образовались в результате копирования фрагментов программ Ваших бабушек и дедушек. Это копирование стало возможным благодаря тому, что Ваши родители, дедушки-бабушки, прадедушки-прабабушки и так далее чуть не до бесконечности, успешно дожили до возраста оставления потомков. История таких копирований, которая привела к Вам (как и любому другому живущему сейчас существу), тянется уже более трёх с половиной миллиардов лет. На протяжении всей этой истории происходило, по большому счёту, одно и то же. Имевшийся на каждый момент времени в каждой эволюционной ветке тип конструкции подвергался разнонаправленным изменениям. Изменения, снижающие шансы на оставление потомков, отсеивались; изменения, которые повышали шанс на копирование имевшейся на тот момент конструкции, сохранялись.

Возвращаясь к разнице между живой и неживой природой, отметим, что аналогии дыхания и питания не редкость. Свеча "ест" свой материал, окисляя его в ходе "дыхания" — горения. Лужа "питается" дождевой водой, "дышит", обмениваясь с воздухом паром и растворёнными в воде газами, и даже "растёт", растекаясь по местности. Но эти объекты лишены генеалогии, основанной на копировании (размножении). Именно поэтому я убеждён, что возникновение в результате эволюции должно входить в базовое определение жизни. Итак, жизнь — это поддержание и воспроизводство характерных высокоупорядоченных структур, которое совершенствуется в ходе эволюции и осуществляется в соответствии с внутренней программой благодаря внешним источникам вещества и энергии.

Большинство процессов в неживой природе вызвано рассеиванием энергии. Текущий от Солнца в космос поток энергии вызывает разнообразные пертурбации на поверхности нашей планеты. Дуют ветры, текут реки, движутся океанские течения. Поток энергии из недр Земли через её поверхность в космос движет литосферные плиты, громоздит горы и вызывает извержения вулканов. Эти процессы рассеивают текущую через них энергию, но они не порождают сложных, высокоупорядоченных структур.

Зато когда мы смотрим на организм, мы видим не столько процесс, сколько структуру. Вот дерево. Его ствол состоит из проводящих тканей, подающих воду с почвенным раствором в крону. Там за счёт энергии света синтезируются сахара, а из них — сложнейшие "букеты" энергоёмких органических соединений. Конечно, сформировано всё это великолепие потоком вещества и энергии, но "характерная высокоупорядоченная структура", как сказано в определении, налицо.

Раз в случае живых систем мы видим в первую очередь структуру, выясняется, что эту структуру нужно непрерывно поддерживать, "кормить". Питие кофе с сахаром, ставшее завязкой к нашему разговору, - часть этого процесса. На входе — ресурсы, на выходе — отходы. И подобные процессы поддерживают жизнь всех организмов по всей планете — естественно, в соответствии с их способом питания. Мы питаем не только себя, но и те организмы, которые мы используем, включая несколько видов кофейных деревьев, сахарную свёклу с сахарным тростником и ещё много-много всякого разного.

И выращивание кофе, и его перемещение, как оно осуществлялось ещё несколько веков назад, связано с процессом кормления. Кофе подкармливали удобрениями, поили водой и помогали ему получать энергию Солнца (например, удаляя конкурентов). Транспортировали его из Аравии караванами верблюдов. Кормишь верблюда травой или сеном, поишь водой — и вот уже корабль пустыни несёт полезный груз в предписанном направлении. Отходы верблюда (навоз, моча) энергетически менее ценны, чем его пища; вот за счёт этой разницы он и функционирует…

Да, но разве современная ситуация с транспортированием кофе автомобилями, кораблями и самолётами чем-то принципиально отличается от только что описанной нами? "Кормишь" автомобиль бензином, "поишь" охлаждающей жидкостью…

Так, не надо торопиться. Вернёмся к премудрости для второго класса. Автомобили-корабли-самолёты не часть природы. А что же они тогда такое?

Ой, что-то странное. Автомобиль — неживое тело, не являющееся частью неживой природы (так как он не относится к природе вообще). Ну и что, что он сделан из неживых материалов — дерево тоже выросло из неживых материалов! Автомобиль, как и живые организмы, надо кормить — обеспечивать источниками энергии. Он, кстати говоря, гетеротроф; это означает, что он "питается" органикой, причём, как и большинство живых гетеротрофов, включая животных, окисляет её кислородом воздуха. Более того, автомобиль — результат копирования! Был когда-то создан автомобиль Даймлера (изменённая копия колёсной повозки). Его копировали, внося изменения в конструкцию. Некоторые изменения были неудачными, некоторые его улучшали. Автомобиль даже, как живые организмы, невозможно понять без учёта его истории. Параметры многих его деталей определяются не оптимальностью, а стандартами, выработанными при создании иных, "предковых" автомобилей!

И это характерно далеко не только для транспорта. Что определило размер DVD-диска? Он такой же по размеру, как аудиодиск. А размер аудиодиска был выбран таким, а не иным, чтобы на нём можно было записать Девятую симфонию Бетховена.

Итак, помимо живой и неживой природ, нами создана третья природа — техносфера, совокупность технических устройств. Подавляющая часть потоков ресурсов и энергии, которые текут через современное человечество, преобразуются не живой природой, а именно техносферой. Мы получаем энергию на атомных электростанциях, чтобы выплавить алюминий, дабы он вошёл в состав специальных сплавов, из которых сделают самолёты, что доставят бомбы на укрепления и танки никчёмных людей, которые хотят помешать нам использовать нефть так, как мы хотим… По сравнению с этими потоками энергии энергия чашки кофе (и даже правильной порции жареной картошки с достойной такой себе отбивной) — мелочь.

Отходы техносферы — отдельная проблема. В живой природе, по большому счёту, нет отходов. Отходы гетеротрофов (животных и иже с ними) — ресурсы для автотрофов (растений etc); отходы автотрофов — ресурсы для гетеротрофов. А вот среди отходов техносферы есть множество веществ, которые никто не ест! Есть для них словечко хорошее — ксенобиотики, "чуждые живому". Поступай они в среду на протяжении миллиардов лет истории земной жизни — на них бы были свои охотники, а так — жизнь попросту не успела подстроиться под эти странные вещества.

Наше существование тесно связано с третьей природой (и, как я обосновывал когда-то, пятой средой нашей жизни). Может, вы пьёте кофе из кофейной машины? Даже если вы варите его своими руками, на нём самом и на всём, что вы используете, лежит отпечаток (клеймо!) воздействия техносферы. Производство удобрений, агротехника, транспорт, обработка — результат активности технических устройств, которых надо "кормить" потоками энергии (а часто — и вещества). А теперь вы ставите кофе на плиту… Я даже не говорю о том, как сделана та посудина, что вы используете, и сама плита (хотя за ними виднеется тень планетарной горнодобывающей и металлообрабатывающей промышленности). Огонь — вот первый процесс, с которого началась история техносферы! Внетелесный процесс преобразования вещества и высвобождения энергии, связанный с формированием специфической структуры, для поддержания которой необходимо было обеспечивать непрерывное поступление ресурсов…

Использование огня старше нашего вида. Многовековые костры поддерживали уже синантропы. Их сейчас относят к виду Homo erectus; первый найденный современными людьми представитель этого вида был назван унизительным именем "питекантроп". Эректусы-"питекантропы" — вид людей, сохранявшийся более полутора миллионов лет; не факт, что Homo sapiens побьёт этот рекорд.

Вы сможете увидеть в следующей в чашке кофе отражение всей истории, пройденной человечеством с той поры?