В Музее землеведения МГУ имени М.В. Ломоносова удивительным образом собраны все науки о Земле: от географии до почвоведения. Его директор – профессор, доктор биологических наук Андрей Валерьевич Смуров– специалист в сфере экологической диагностики и сохранения биоразнообразия. Мы поговорили с ним об обитателях мегаполиса и сохранении природы в эпоху урбанизации.
— Андрей Валерьевич, какие науки объединены в одном Музее землеведения?
Это не совсем музей, а научно-учебное подразделение Московского университета, которое занимается наукой, образованием, просвещением, выполняет представительскую функцию. Науки здесь собраны самые разные. Самые главные науки, которые представлены, – это науки о земле, как вы и сказали: геология, география, почвоведение, в большой степени и биологические науки. Но здесь есть и другие науки, связанные непосредственно с теми проблемами, которые волнуют все человечество. Это экологические проблемы - проблемы связанные с тем, как устроен мир и какое место в нем занимает человек как часть биосферы, и как можно сделать, чтобы, действительно, человечество, цивилизация, сохранялась на Земле и жила, как это и задумано, устойчиво развиваясь и делая среду обитания комфортной, а не испорченной, в которой не очень хорошо жить.
— Один из тематических месяцев Года науки и технологий, июль, посвящен как раз освоению новых территорий. В чем принципиальное отличие урбанизированных территорий от территории, на которой человек, так скажем, не побывал?
Принципиальное отличие в том, что те территории, которые называют естественными, формировались в течении очень длительного времени. Ландшафты меняются в течение тысячелетий, иногда на это требуются миллионы и десятки миллионов лет. А человек очень быстро преобразует природу, и она не успевает приспособиться.
Еще один очень важный фактор, связанный с человеческой деятельностью, – то, что человек фрагментирует территорию. Это дороги, трубопроводы, линии электропередач, каналы. Все это очень сильно меняет возможности естественного развития территории. Если в двух словах, то вот такое влияние.
Плюс еще, конечно, урбанизация; огромные территории целиком меняются. Если раньше где-то было поле или лес, то сейчас это или город, или поселок, или сельхозугодья, а не естественные луга. Это в значительной степени меняет и тот список видов, который обитает уже на урбанизированных территориях. Меняется он еще потому, что человек в силу своей природу приносит много чужеродных видов. Все мы любим цветы разводить, и большинство культурных растений – это не те естественные, природные растения. Многие очень агрессивны. Самый вопиющий пример – растение, которое пытались сделать сельхозкультурой, но не получилось, - гигантскийборщевик Сосновского. С ним уже борются, потому что этот чужеродный для средней полосы России вид заполонил очень большие территории.
— То есть он искусственно привнесен человеком?
Да, это вид, который казался перспективнымс точки зрения кормовой базы для сельскохозяйственных животных, но выяснилось, что молоко становится горькое. Но вы знаете, что это еще и ядовитое растение, для человека по крайней мере, которое вызывает очень сильные аллергические реакции и ожоги. Таких растений очень много, растений, которые привнесены. Скажем, в Европе – эвкалипт. Это же австралийский вид, растет сейчас в субтропиках тоже везде, вытесняя в средиземноморскойполосе многие нативные виды.
— Насколько меняется траектория развития природной территории с появлением многоэтажных построек, автомобильных дорог, асфальтового покрытияв целом?
Кардинально меняется, потому что большинство видов, которые жили в лесах, не могут жить в городе. Большинство видов, которые живут на естественных лугах, тоже не могут жить в городе. Во-первых, очень многие виды привязаны к конкретным ценозам - сообществам. И вне сообщества, внутри которого все очень тесно связано, они в принципе не могут ужиться. Есть внутри биоценозов консорции или симбиоценозы, когда связь полностью неразрывна. Но в то же время есть виды, которые приспосабливаются к жизни в городе. Таких видов не так много, хотя биоразнообразие в городе достаточно высокое. Особенно в городах, в которых есть зеленые зоны, как в Москве. И в таких зонах много млекопитающих и птиц, которые приспособились к жизни в городских условиях. Бобры живут в пойме реки Сетуни, там они размножились, и местные жители говорят, что их стало много: они грызут деревья, строят плотины. Но все равно им нужна та среда, в которой этот вид возник и живет. Для многих животных условия города непригодны. Но в то же время есть синантропные виды, которые не могут жить вне городских условий. Это крысы, домовые мыши и тараканы. Человеку они совсем не нравятся.
— Возможно ли с приходом человека появление новых биологических видов, которые потом остаются?
Как раз чаще всего это чужеродные виды. Они наиболее конкурентоспособны. Таких примеров много, и это не только растения. Та же енотовидная собака, которая привнесена с другого континента. А в Австралии это наиболее ярко проявилось, когда туда завезли плацентарных животных. Произошла конвергентная революция: были сумчатые волки, ежи и много других неплацентарных животных. А когда завезли плацентарных животных, местная фауна стала исчезающей. Хотя кто-то приспособился. Например, кенгуру. Человек составляет конкуренцию всем видам. Первое, что он делает с приходом – расчищает территорию. Или под сельхозугодья, или строительство. С этим связаны и проблемы с биоразнообразием. С этим связана и проблема фрагментации. Если есть особо охраняемые природные территории, заповедники, то они занимают относительно небольшую площадь. Особенно в городских районах. У нас в Москве один из крупных городских заказников Национальный парк «Лосиный остров». Мало где такое в городских условиях существует. Но все равно эта территория изолирована, поэтому крупные животные, которые мигрируют и генетически обмениваются информацией с видами из других районов, на изолированных территориях этого лишены, происходит инбридинг. Это приводит к деградации популяции и полному вымиранию в конце концов. То есть, сокращение биоразнообразия.
— Есть какой-то компромисс?
Есть. Компромисс заключается в сохранении эталонных территорий, где сохраняется биоразнообразие.
— В Москве такие есть?
В Москве нет, а в Московской области есть, но их тоже остается очень мало. Это нетронутые уголки, обычно в нескольких десятках км от Москвы, где сохраняются большие лесные участки и еще не ведется коттеджное строительство и процессы, связанные с захоронением отходов. Вы знаете, что в Подмосковье есть мусорные полигоны, которые занимают огромные территории, и это проблема мегаполисов.
Еще есть путь, которые ученые МГУ разрабатывают, и даже получен патент по сохранению популяций на фрагментированных территориях. Этот способ уже давным-давно используется в зоопарках. Речь о подборе пары, когда тигрица живет, предположим, в Германии, а тигр в Москве. Проводят генетический скрининг, мониторинг оценки биоразнообразия. И так как популяция изолирована, то у одной популяции сохраняются одни гены, и можно подобрать таких особей, которых нужно внести в популяцию для биоразнообразия туда, где оно уменьшено, чтобы оно поддерживалось длительное время.
— Если урбанизация – это неминуемо, можем ли мы остановить негативные последствия?
Самый верный путь – конструирование. Неизбежно сейчас цивилизация достигла таких масштабов и численности человеческой, что мы должны конструировать среду на основе фундаментальных научных законов. Если говорить о биологических законах, то они хорошо известны: если есть необходимые для поддержания жизни ресурсы, то любой биологический вид, в том числе и человек увеличивает свою численность по экспоненте, что доказывает научно-техническая революция. Как только в результате научно-технический революции появились новыересурсы - новые источники энергии, новые технологии, новые лекарства и т.п. - рост численности людей пошел по экспоненте вверх. Это очень известный биологический закон: если есть ресурсы, то численность вида растет по экспоненте.
Но ресурс может выражаться еще и в территориальных единицах. Потому что площадь Земли не безгранична. Уже сейчас человечество задумывается о том, как колонизировать Марс, Луну, по крайней мере, ближайшие планеты.
Второй закон фундаментальный – лимитирующие факторы. Когда численность увеличивается до какого-то предела, начинают действовать лимитирующие факторы. В том числе,и болезни. Когда, даже локально, численность достигает максимума, неизбежно периодически возникают конфликтные ситуации между особями одного вида, или межвидовые в том числе иэпидемии различных болезней, а в современном мире и пандемии. В связи с коронавирусом мы сейчас постоянно слышим «Соблюдайте социальную дистанцию!».
Третий закон – конкурентного исключения. Если два вида конкурируют за ресурс или комплекс ресурсов, то один из этих видов либо вымрет или исчезнет, либо перейдет на другой комплекс, либо произойдет симбиоз. Так происходит у большинства живых существ. В каждом взрослом человеке в среднем живет 5 кг живых организмов, без которых мы не можем жить, а они не могут жить без нас. Новорожденный младенец часто срыгивает материнское молоко, потому что у него еще нет кишечной фауны и флоры. Не говоря уже о том, чтобы поесть хлеб или колбасу. Это приходит потом, когда формируются симбиотические отношения с микромиром, который живет внутри нас. Многие из этого микромира при определенных условиях патогенны. Так, жгутиконосцы или амебы, которые живут внутри нас, могут стать патогенными. А так они нам нужны, а мы нужны им.
— То есть, выход в прогнозировании?
Конечно. В знании фундаментальных научных законов мироздания, и биологических в том числе, которые важны, потому что мы – биологические объекты, а в настоящие время исубъекты эволюции.
Ведь человек – единственный вид на земле, который сознательно строит свое существование на основе знания.
— Могут ли новые технологии на основе таких знаний использоваться для сохранения биоразнообразия?
Сохранение Природы только за счет новых технологий – это иллюзия, которая длится уже более 100 лет. От началанаучно-технической революции, если сравнивать со временем появления и развитияжизни на Земле, прошло чуть больше одной секунды.Естественные геологические и биологические эволюционныепроцессы – образование новых видов, ландшафтов – это десятки и сотни миллионов лет. А человеческая история и жизненные процессы происходят гораздо быстрее. Так, научно-технологическая революция – примерно 150 лет, а изменения колоссальные. Сколько появилось новых технических средств, особенно в последние 10 лет – произошел информационный взрыв. Буквально каждый день мы узнаем что-то новое и получаем новые технологии. Но при этом возникают и проблемы. Те же наночастицы. Никто не знает, как они подействуют на человека. Вот сейчас выяснилось, что для водных обитателей от нанопластика нет ничего хорошего. Каждая технология – это как инь и янь: всегда есть черное и белое. Та же ядерная энергия: атомная бомба и электростанция. Нанотехнологии: прогресс и возможность загрязнения окружающей среды, нарушение комфортности среды обитания для человека.
Только наука и фундаментальные знания о Земле и Жизни на основе технологий, которые они же и генерируют, могут помочь сконструировать самоподдерживающуюся, комфортную для человека среду обитания.
Сохранить в неизменности – невозможно, потому что эволюция идет. Великое оледенение было всего каких-то 10 тысяч лет назад. Здесь, на месте Москвы, была тундра, а частично языки ледниковые. Все меняется, и остановить это человек не в силах. Он может только, зная фундаментальные законы, прогнозировать и конструировать окружающую среду. Человек – единственный вид, который и субъект, и объект эволюции. Выход в науке.
— Андрей Валерьевич, вами сформулирована методология и содержание нового научного направления — экологической диагностики. Расскажите об этом.
Экологическая диагностика – это то, что на основе комплекса физико-химических и биологических характеристик позволяет объективно оценить экологические риски не только для человека, но и других видов животных и растений в данном местообитании. Почему? Сейчас строится оценка качества окружающей среды почти исключительно на физико-химических показателях: сколько диоксида серы или фенола, есть ли превышение ПДК или нет. В разных странах эти показатели очень разные, они постоянно корректируются, часто в зависимости от конъюнктуры. Биологический организм,человеческий не исключение, обладает способностью адаптироваться – на этом основан процесс эволюции. Но скорость и диапазон адаптаций различается не только у разных видов, но и у отдельных индивидуумов. У многих городских жителей, когда они выезжают за город, в лес, где кислорода побольше и нет смога, хотя Москва – относительно чистый город, все равно начинает болеть голова. Потому что там кислород нормальный – 21%, а в Москве его чуть-чуть поменьше. Но мы приспособились. Многие готовы дышать таким воздухом и не чувствуют себя плохо, когда нормальное содержание.
— Почему человек тогда вокруг себя все меняет?
Нет ни одного живого существа, которое не меняло бы что-нибудь вокруг себя. Абсолютно все: от микробов до человека обустраивают среду вокруг себя сообразно своим потребностям. Муравьи строят муравейники, птички строят гнезда, так и человек. Но он это может делать на основе своих знаний. То есть, он может задумываться о том, что получится в результате его действий, что и пытается делать, пусть и не всегда успешно.
— Если человек меняет все вокруг, то у него меньше развита способность адаптироваться, чем у животных?
Нет, у человека гораздо больше такая способность развита. Он адаптируется к любым условиям, пользуясь технологиями и знаниями. Зверям приходится, например, линять, когда они живут в средней полосе, где идет смена времен года. А человек снял шубейку, если жарко, или надел, когда холодно. А если совсем холодно, то развел костер. Одно из главных достижений человека – освоение возможности управлять процессом окисления накопленной энергии в растениях. Тот углекислый газ, который за счет фотосинтеза превратился в древесину, а потом в процессе минерализации в уголь. Человек научился использовать его в качестве источника энергии. И не только греться, но и греть воду, получать из жидкой фазы парообразную воду, паровые машины и так далее до космолетов.
— Сейчас общественность обеспокоена тем, что городская архитектура оказывается губительной для животных. Например, птицы врезаются в отражающие деревья стекла. И на Западе даже появилось новое направление – дружественная архитектура. А в России такое есть?
Конечно, при проектировании зданий в Москве учитывается возможность сосуществования. Москва вообще очень зеленый город. В экспозиции на 24 этаже музея у нас есть панорама Москвы и Парижа с высоты птичьего полета. Можно сравнить и посмотреть, какой город более зеленый.
— Москва зеленее, чем Париж?
Гораздо зеленее. Многие гости, которые приезжают в МГУ и видят город с нашей панорамы, соглашаются, что Москва – очень зеленый город.
— Москва более пригодна для биоразнообразия, нежели чем региональные центры?
По крайней мере, с точки зрения оценки разнообразия всех животных, которые живут во всех зеленых зонах Москвы, биоразнообразие очень велико. А что касается дружественной архитектуры, то в Москве не так много случаев, когда птицы врезаются в стекла. Кроме того, есть программа интродукции. Есть краснокнижные виды птиц. Например, сокол сапсан, который практически исчез из Москвы из-за человека. Здесь, в университете,вместе с Институтом природы, была проведена интродукция сапсана, и сейчас в Москве живет уже несколько семей сапсана.
— Проблема повышения экологической грамотности населения все выше с каждым годом. Можно ли ее решить?
Решается несколькими путями: во-первых, экологизация образовательных курсов. В стране одно время было экологическое просвещение от детского сада до специалиста. Сейчас выяснилось, что нужны специалисты. Есть юридические аспекты охраны природы и здесь никто не сможет составить конкуренцию профессиональному юристу. Есть и задачи, связанные с журналистикой. Одно время были курсы повышения экологической грамотности для журналистов. Но сейчас пошли по пути подготовки специалистов, создавая школы. Вот в МГУ создана школа, которая объединяет биологический, географический, химический факультеты и факультет почвоведения. Это связано с подготовкой специалистов, которые будут востребованы, чтобы на основе фундаментальных знаний строить окружающий мир.
Что касается экологической грамотности, то это, прежде всего, мировоззрение.
Как раньше учили философии марксизма-ленинизма, было время, когда эту философию должны были знать все. Так и экологическая грамотность. Это не схоластика или экологическая догма, а то, что волнует любого человека. Любой человек хочет жить достойно, с высоким уровнем жизни и в комфортной среде обитания. Такая цель обуславливает необходимость с самых юных лет понимания того, что окружающий мир устроен так, что человек – лишь его частичка. Разумная частичка. Он может строить свои действия на основе знаний. Не только, чтобы ему лично было хорошо, но было хорошо и окружению: не только людям, но и тем растениям, и животным, которые обеспечивают его и кислородом, и пищей, или, научным языком - оказывают экосистемные услуги.
Фото на странице, в тексте и на главной странице сайта: Николай Мохначев / «Научная Россия»
