Влияние ноосферы на химическую форму материи

Каждый этап развития общественного производства характеризуется особой, специфичной именно для него совокупностью химических условий существования — как естественных, так и искусственных, техногенных. В процессе развития общества техногенная химическая среда постоянно расширяется. Как высшая ступень развития материи, человек Доводит миграцию атомов до огромных размеров, вовлекает в химическую эволюцию ряд новых химических элементов, создает химические вещества, не существовавшие в природе ранее. По подсчетам В. И. Вернадского, ежегодно человечество перемещает в результате хозяйственной деятельности такой же объем твердого вещества, какой все реки мира выносят в океаны.

Современная научно-техническая революция порождает крупномасштабные процессы химизации производства. Уже известно более 10 миллионов химических соединений, и ежегодно синтезируется около полумиллиона новых химических веществ. Современный человек, по существу, живет в созданной им самим искусственной среде, причем многие люди живут в окружении, в котором почти отсутствуют встречающиеся в природе исходные материалы. Нарастание воздействия человека на химическую среду в результате расширения и качественного изменения характера технологических процессов в промышленности требует радикальной перестройки химической науки. Эта перестройка будет осуществляться, по-видимому, по четырем главным направлениям:

• 1) включение «чистой» химии, оперирующей преимущественно идеализированными объектами, в теорию химической технологии, изучающую многофакторные и многовариантные ситуации;
• 2) привлечение для решения комплексных задач химического производства новых специальных разделов физики, механики неоднородных сред, кибернетики, математической статистики, экономики, экологии;
• 3) выдвижение новых идей, относящихся к химии нормальных и экстремальных состояний, к классической и неравновесной кинетике на базе математизации;
• 4) переход на основе новых поколений ЭВМ к более совершенным методам математического моделирования.

Современное производство радикально изменяет химию обменных процессов. Особый интерес к ним вызван тем, что здоровье и продолжительность жизни современного человека во многом имеют химогенный характер, то есть зависят от целенаправленного применения химических веществ. Есть шутливое определение человека, согласно которому он является животным, имеющим потребность в лекарствах. Интенсивное применение фармакологических препаратов позволяет выживать даже людям с врожденными генетическими дефектами, которые при отсутствии лекарств были бы несовместимы с жизнью. В XX веке переход к массовому производству лекарств, особенно к применению антибиотиков, вызвал крупные сдвиги в механизмах биологической эволюции человека. Эти сдвиги состоят в основном в следующем.

Известно, что главными факторами биологической эволюции является естественный отбор, мутационный процесс, изоляция и волны численности. Мутационный процесс, то есть возникновение в хромосомах живого организма случайных мутаций, ускоряется у современного человека под воздействием лекарственных препаратов, загрязнения окружающей среды и воздействием искусственно созданных источников радиоактивного излучения (рентгеновский аппарат, испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях и т. п.). Другой фундаментальный фактор биологической эволюции — волны численности (так называемые популяционные волны). Под действием самых разных причин численность биологических видов может время от времени увеличиваться или уменьшаться, причем иногда очень резко. (Максимальные зарегистрированные биологами колебания — увеличение популяции майского жука в 1 миллион раз). Совсем недавно численность вида Homo sapiens также была подвержена резким колебаниям. Всего несколько столетий назад во время эпидемий чумы и холеры население Европы сокращалось в десятки раз. В XX веке в результате революции в медицине (прежде всего — открытия А. Флемингом антибиотиков) инфекционные заболевания перестали приводить к высокой смертности и крупные колебания численности Homo sapiens прекратились. Прекращение влияния популяционных волн на развитие человечества произошло благодаря открытию и искусственному синтезу новых типов химических веществ — высокоэффективных лекарственных препаратов.

В процессе общественного развития закономерно изменяется потребность в химических веществах, которые человек должен получать с пищей. Пока основным источником энергии в трудовой деятельности человека оставалась его физическая сила, главным фактором в обеспечении организма питательными веществами было количество потребляемой пищи, а не содержание в ней конкретных химических веществ. Предельные физические нагрузки на организм требовали преобладания в структуре питания высококалорийных продуктов. Нормы питания были ориентированы прежде всего на удовлетворение энергетических потребностей организма. С изменением характера двигательных действий (сокращением нагрузок на мышечную систему и увеличением объема нервных нагрузок), связанным с увеличением степени автоматизации труда, потребность в «пустых калориях», несущих только энергию, уменьшается. Одновременно увеличивается потребность организма в строго определенных химических веществах, обеспечивающих нормальное функционирование отдельных органов и тканей — в первую очередь тканей мозга — в условиях возрастания психических нагрузок. Вопрос о нормах потребления незаменимых химических веществ, которые не синтезируются в организме, либо же синтезируются в недостаточных количествах, пока не полностью решен в биологии и медицине.

Длительное несоблюдение достаточно строгих отношений между незаменимыми факторами питания приводит к нарушениям нормального течения обменных процессов и возникновению болезней. Даже в тех случаях, когда соответствующие нормы выявлены наукой, их практическое, реальное достижение затруднено нерешенностью социальных проблем. Так, в настоящее время болезни, связанные с нарушением белкового липидного обмена, составляют в ряде случаев 20−40% всех заболеваний городского населения некоторых стран. От белкового голодания, по данным ООН, страдает более половины населения планеты.

Деятельность человека в эпоху научно-технической революции внесла изменения в глобальный естественный круговорот веществ. В окружающей среде произошло увеличение содержания двуокиси серы и продуктов ее превращений, тяжелых металлов (ртути, свинца, кадмия), окислов азота, окиси углерода, ядохимикатов. Так, в Атлантическом океане ДДТ обнаружен на глубине 800 м. Самое крупное по масштабам вмешательство человека в естественный круговорот веществ — промышленная фиксация азота. За год промышленным способом фиксируется столько азота, сколько могли зафиксировать все экосистемы Земли до введения современной агротехники.

Основными причинами роста патологических аномалий у человека являются токсические вещества, лекарственные препараты, белковая недостаточность, высокотемпературная обработка пищевых продуктов, ведущая к снижению в них до минимума содержания важнейших химических веществ и приобретению некоторыми продуктами канцерогенных свойств. У человека довольно велика опасность лекарственного мутагенеза (то есть возникновения опасных мутаций в результате воздействия лекарственных препаратов). Широко применяемые в настоящее время синтетические лекарства, а также пищевые добавки образуют своеобразный пресс, постоянно давящий на химические основы существования человечества. В условиях постоянного роста антропогенного потока химических соединений даже сформировавшиеся в ходе эволюции способы обезвреживания чуждых организму веществ стали усиливать токсичность промышленных ядов, лекарств, пестицидов. Исследования переработки в человеческом организме некоторых полициклических ароматических углеводородов показали, что сами по себе эти соединения не канцерогенны, но при действии гидроксилаз клеток печени становятся мощными канцерогенами.

Резкое нарушение баланса поступления различных химических веществ во внешнюю и внутреннюю среду в результате расширения масштабов химической деятельности человека ведет к изменению соотношения химических элементов в организме, накоплению в нем чужеродных веществ. Создаваемая человеком искусственная химическая среда становится все более опасной, агрессивной. Это приводит к возникновению химико-генетической угрозы для общества. По мнению известного генетика В. П. Эфроимсона, у человека происходит очень интенсивный процесс возникновения вредных мутаций. Это может привести к резкому увеличению с некоторого момента различных аномалий.