«Существуют ли биологические механизмы регуляции численности людей?»

VIVOS VOCO: В.Р. Дольник, "Существуют ли биологические механизмы регуляции численности людей?"

№ 6, 1992

Существуют ли биологические механизмы

регуляции численности людей?

В.Р. Дольник

От редакции журнала "Природа":

Об угрозе перенаселенности Земли

и грядущем голоде предупреждал еще Т.Р. Мальтус. В нашем веке к этому

добавилась надвигающаяся глобальная экологическая катастрофа, ибо человечество

в добыче хлеба насущного и разных для себя благ соскребает плодоносящую

землю и все сущее на ней, как кожуру с яблока. Многие ученые считают, что

нужны срочные меры в масштабе всей цивилизации, которые позволили бы регулировать

численность людей. Например, "сертификаты" на право родить ребенка. Тогда

лет через сто будет достигнуто желаемое снижение народонаселения, а затем

и стабилизация на уровне 500 млн. чел.( Горшков В. Г., Кондратьев К. Я.,

Шерман С. Г. Устойчивость биосферы и сохранение цивилизации // Природа.

1990. № 7. С. 3-16.).

Но существует и ненасильственный способ снизить численность человечества. С такой задачей "справляется"

любой биологический вид, размножившийся чрезвычайно, а человек, хоть он

и "царь природы", остается зоологическим видом, и ничто зоологическое ему

не чуждо.

Виктор Рафаэльевич Дольник, доктор

биологических наук, профессор, главный научный сотрудник Зоологического

института РАН. Вице-президент Российского орнитологического общества, почетный

член орнитологических обществ США, Германии и Нидерландов, Научные интересы

связаны с экологией и поведением животных.

ДЕМОГРАФИЧЕСКИЙ взрыв, экологический кризис, коллапс - еще недавно эти

понятия употреблялись в узком кругу биологов, потом вошли в лексикон общественных

и государственных деятелей, а теперь упоминаются всеми, причем, как правило,

без ясного понимания, что стоит за этими понятиями. А стоит за ними общий

для всех видов на Земле экологический закон: взрыв - кризис - коллапс -

стабилизация.

Популяции любых видов - бактерий, растений, животных, попав в благоприятные

условия, увеличивают свою численность по экспоненте взрывным образом. Рост

численности с разгона переходит значение, соответствующее биологической

емкости среды обитания вида и продолжается еще некоторое время. Из-за избыточной

численности популяция обедняет и разрушает среду обитания. Наступает экологический

кризис, в течение которого численность популяции обрушивается, стремительно

снижается до уровня, более низкого, чем деградировавшая емкость среды.

Это и есть коллапс. За время коллапса среда постепенно восстанавливается,

а вслед за этим возрастает и численность популяции. Она входит в фазу стабилизации,

когда ее численность будет колебаться на уровне, задаваемом емкостью среды.

Человеческие популяции унаследовали эту биологическую особенность. В наше

время человечество находится в экспоненциальной фазе роста.

Природные колебания численности популяции.

Рост численности (показан цветом) популяции любого вида в избыточной по

биологической емкости среде обитания (штриховая линия) происходит по экспоненте

и продолжается иэ-эа большой инерции и после достижения уровня, соответствующего

емкости среды. В результате избыточной нагрузки последняя деградирует,

численность популяции сокращается (коллапс), что способствует восстановлению

емкости среды. Вслед за этим численность снова растет, пока не достигнет

предела емкости среды и стабилизируется, т. е. колеблется вблизи допустимого

уровня.

Рост народонаселения Земли. В последние 400

лет человеческая популяция растет экспоненциально как любой вид, обитающий

в избыточной по емкости среде.

НАРОДОНАСЕЛЕНИЕ РАСТЕТ

Всякий раз, когда емкость среды увеличивалась - осваивалась охота, возникало

земледелие, скотоводство или заселялись новые территории - численность

людей возрастала. Нам известно три глобальных периода повышения численности.

Первый - в конце плейстоцена, порожденный освоением охоты на крупных животных

и быстрым расселением охотников далеко за пределы ойкумены собирателей,

почти по всему земному шару. Второй - около 10 тыс. лет назад, после открытия

земледелия, позволившего людям увеличить свою численность в 20-30 раз.

И третий - связанный с начавшейся несколько столетий назад промышленной

революцией. Процесс продолжается и в наши дни. Успехи науки и техники позволили

увеличить площадь обрабатываемых земель в два-три раза, а урожайность в

семь раз. Население земли увеличилось еще в 20 раз.

Десять тысяч лет назад на Земле было 10 млн. людей, к началу нашей эры

их стало 200 млн.; к 1650 г., условному началу промышленной революции,-

500 млн. к XIX в.-1 млрд., в начале XX в.2 млрд. Сейчас нас 5 млрд., и

мы увеличиваемся на 2 % в год. Чтобы достигнуть первого миллиарда, человечеству

понадобилось более миллиона лет. Второй миллиард был достигнут за 100 лет,

третий-за 40, четвертый-за 15, пятый-за 10, а шестой и, возможно, седьмой

могут быть достигнуты за оставшиеся до начала второго тысячелетия годы.

Все это время рост численности строго следовал экспоненте с одними и теми

же коэффициентами, т. е. был тем же. Но назвали его "демографическим взрывом"

недавно, когда его отрицательные последствия стали очевидны.

Человечество растет на 2 % в год, удваиваясь каждые 35 лет. Производство

пищи на Земле растет на 2,3% в год, удваиваясь каждые 30 лет. Численность

человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением

количества пищи, главного показателя биологической емкости среды. А она

увеличивается не сама по себе, ее увеличивает человек, распахивая новые

земли, выводя новые, более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты.

С каждым годом обеспечивать рост суммарного урожая становится все труднее.

Опережающий рост вложений в производство продуктов питания ясно виден из

того, что связанное с ним потребление энергии растет на 5 % в год, с временем

удвоения 14 лет; потребление воды возрастает на 7%, удваиваясь каждые 10

лет; производство удобрений тоже на 7% в год, а ядохимикатов - даже на

10%. Эти усилия истощают ресурсы, разрушают среду и все более ее загрязняют.

Такой рост обеспечивается тем, что человек интенсивно использует запасы

угля, нефти, газа, минерального сырья, накопленные за всю предшествующую

историю биосферы. Запасы конечные и невозобновимые.

Поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени.

Если спросить биолога, что будет, когда ресурсы кончатся, он ответит однозначно:

разрушится среда обитания, упадет производство пищи (глобальный экологический

кризис), а вслед за этим сократится численность до уровня, который будет

обеспечен возобновимыми ресурсами. Так было бы с любым видом, Но человек

изобретателен, и поэтому утверждать, что численность людей сократится до

первобытного уровня, мы не можем. С другой стороны, и расти бесконечно

она не может.

Изменение численности людей на Земле в зависимости

от биологической емкости среды. Численность начинапа расти всякий раз,

когда обнаруживался какой-либо способ увеличить биологическую емкость среды

- добыть больше пищи. Известно три таких глобальных аффекта: освоение огня

и начало охоты на крупных животных (I), освоение земледелия и скотоводства

(II), возникновение земледелия, основанного на использовании энергии ископаемого

топлива (III).

Потребление продукции биосферы гетеротрофными организмами

в ненарушенной (сплошная линия) и возмущенной человеком биосфере (штриховая

линия). Видно, что доля потребления обратно пропорциональна размерам организмов:

бактерии, низшие грибы и простейшие (1) потребляют наибольшую часть, за

ними идут черви, членистоногие и моллюски (II), потом - наземные позвоночные

животные (III). Доля потребления человеком и домашними животными вместе

с вырубкой лесов сейчас намного выше разрешенного биосферой уровня для

всех позвоночных и выросла благодаря сокращению потребления микроорганизмами

- основным элементом биосферной машины.

НА СКОЛЬКО ЧЕЛОВЕК РАССЧИТАНА ЗЕМЛЯ?

Оказывается, на этот несколько странный вопрос экологи могут ответить

вполне определенно. Дело в том, что в устройстве биосферы соблюден простой

закон, связывающий размеры потребляющих органическую пищу видов с их численностью.

Главную роль в потоках вещества и энергии в биосфере играют мелкие организмы,

а крупные - лишь незначительную, вспомогательную. Главные потребители в

биосфере - микроскопические бактерии, грибы и простейшие. За ними следуют

мелкие животные - черви, моллюски, членистоногие. Доля потребления дикими

позвоночными животными (земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие)

очень низка - лишь около 1 % продукции биосферы. Человек со своими домашними