Исследование прикладной экологии

Некоторые мутации становятся причиной наследственных болезней. Особое значение наследственная патология приобрела в наше время в связи с химическим и радиационным загрязнением среды обитания.

Наследственные болезни

Существуют болезни с наследственной предрасположенностью, проявление которых зависит от наследственности и условий окружающей среды. К таким болезням относятся атеросклероз, гипертоническая болезнь, дерматиты, некоторые формы диабета, ревматизм, язвенная болезнь, шизофрения и др. Случаи повторения болезней среди родственников чаще, чем в популяции в целом. Болезнь может определяться одним или несколькими факторами окружающей среды (климат, стресс, инфекции и т.д.).

Существуют болезни, обусловленные мутациями хромосомных генов [17]: ночная слепота, гемофилия (несвёртываемость крови, в результате чего даже маленькое повреждение может привести к смерти), мышечная дистрофия, полипоз кишечника и др. Эффекты генных мутаций чрезвычайно разнообразны. Это могут быть не обязательно уже известные заболевания, но и не изученные. Например, серповидноклеточная анемия - заболевание, вызываемое у человека заменой основания в одном из генов, ответственных за синтез гемоглобина. Гемоглобин в крови человека переносит кислород. При таких, казалось бы незначительных изменениях, гемоглобин кристаллизуется при низких концентрациях кислорода. Это приводит к тому, что в венозной крови эритроциты с таким гемоглобином деформируются (из круглых становятся серповидными) и быстро разрушаются. Физиологический эффект мутации состоит в развитии острой анемии, снижении количества кислорода, переносимого кровью. Анемия вызывает физическую слабость, нарушение деятельности сердца, почек и ранней смертности людей.

Наследственные болезни, являющиеся результатом мутации хромосомных генов, характеризуются значительной тяжестью, почти всегда нарушениями не только физического, но и психического здоровья; большинство из них не поддаётся лечению, либо лечение некоторых из них возможно, но оно не является радикальным.

Мутации хромосом приводят к хромосомным болезням [24]. Эти болезни очень широко распространены. Особенность их в том, что они начинают проявляться ещё во внутриутробном периоде развития, приводя к гибели зародышей. Хромосомные мутации ответственны за 50 % спонтанных абортов и 6 % мёртворождений. Если они произошли в половых клетках, то они передаются по наследству и вызывают множественные пороки развития. Выжившие особи с мутациями хромосом имеют ярко выраженные аномалии. Чаще всего встречаются:

* Синдром Дауна (47 хромосом, трисомия по 21 паре хромосом). Встречается с частотностью 1:700 (у европейцев). К числу её симптомов относятся: монголоидность (коренастое туловище, толстая шея, характерные складки кожи над внутренними углами глаз), умственная отсталость, врождённые сердечные дефекты. 1/6 часть больных умирает в первый год жизни. Болезнь описана в 1866 году и названа по имени английского учёного. Чаще всего встречается у детей, рождённых немолодыми женщинами, по-видимому, она связана с возрастом яйцеклетки матери. Зависимость частоты случаев синдрома Дауна от возраста роженицы: до 20 лет - 1: 2 000

до 30 лет - 1: 1 000

до 40 лет - 4: 1 000

до 45 лет - 25: 1 000

Некоторые хромосомные болезни связаны с изменением числа половых хромосом, влияющих на вторичные половые признаки и плодовитость, иногда на умственное развитие.

* Синдром Клайнфельтера (47 хромосом, ХХУ) - появление в хромосомном наборе одной или более дополнительных Х-хромосом. Встречается синдром примерно 1:500 новорожденных. Мужчины с недоразвитыми мужскими органами, но развитой грудью, с женским голосом и длинными конечностями.

* Синдром Шерешевского-Тернера (45 хромосом, ХО). В этом случае утрачена полная хромосома. Частота случаев заболеваний примерно 1:3 000. Признаки заболевания: женщины с недостаточным половым развитием, отставанием в росте, нарушениями сердечно-сосудистой системы. Из половых хромосом остаётся только Х-хромосома.

Дети с хромосомными болезнями, как правило, рождаются от нормальных родителей, с нормальным числом хромосом.

В литературе описано свыше 3 000 разных наследственных аномалий, являющихся следствием мутаций. Эти болезни составляют генетический груз человечества. Нарушения генетической информации человека, подрывающие наследственное здоровье населения, объединяются понятием генетического груза [24]. Различают сегрегационный и мутационный груз. Сегрегационный груз - это часть генетического груза, унаследованная людьми современных поколений от людей, живших на протяжении многих предыдущих веков. Таким образом, сегрегационный груз представлен “старыми” мутациями. Описанные нами наследственные болезни представляют сегрегационный груз. Мутационный груз - это часть генетического груза, которая обусловлена “новыми”, то есть “свежими” мутациями генов и хромосом, возникающими заново в каждом новом поколении.

Как мы показали, мутационный груз зависит от состояния среды обитания. Особо уязвимыми становятся нервно-психические функции человека. Число людей, подверженных влиянию генетического груза, исчисляется в нашей стране десятками миллионов. Растёт количество неполноценных детей, нарушение психики наблюдается примерно у 10 % населения нашей страны.

Социальные аспекты здоровья

В медицинской экологии важное место уделяется социальным аспектам заболевания людей. Болезнь представляет собой одновременно и биологический, и социальный феномен. Во многом заболеваемость связана с неравномерностью распределения богатства. Наблюдается разница между здоровьем населения в разных странах, между социальными группами населения внутри каждой страны. Выделяют так называемый синдром бедности и связанную с ним группу болезней: туберкулёз, ревматическая и коронарная болезни сердца, бронхит, рак лёгких, язвенная болезнь 12-перстной кишки, диабет. Эти болезни отнесены к социально значимым. Социальное неравенство проявляется в недостатке питания, неравенства в медицинском обслуживании.

Темп жизни современного человека (увеличение продолжительности рабочего дня, сокращение отдыха, постоянный избыток информации, нехватка времени) требует больших психологических усилий. В результате этого у человека развиваются так называемые болезни цивилизации: неврозы, язвенные болезни желудка и 4/5 случаев инфарктов миокарда. Причиной их возникновения становятся эмоциональные стрессы. Эмоциональные перегрузки провоцируют конфликтные ситуации, способствуют развитию болезней. Чем чаще и существеннее изменения в жизни человека в течение определённого периода, тем больше риск последующего ухудшения состояния здоровья. Изменения в жизни (брак, развод, смерть близкого человека, изменение жилищных условий или смена работы и т.д.) действуют как стрессоры, увеличивающие степень износа организма, приводя к увеличению смертности. Исследования показали зависимость между частотой инфарктов миокарда и “количеством” событий в жизни пациентов. Действует концепция психосоциальной обусловленности ухудшения здоровья [30].

Стресс стал сегодня привычным состоянием горожан. Они испытывают его от появления на свет до самой смерти. Канадский физиолог Ганс Селье ещё в 1926 году обратил внимание на то, что у пациентов, страдающих различными заболеваниями, наблюдаются общие симптомы: потеря аппетита, мышечная слабость, повышенное артериальное давление, снижение уровня мотиваций, повышение температуры, усиление потоотделения и др. Стресс - состояние общего напряжения, возникающее под действием чрезвычайного раздражителя [31]. Стрессом следует называть лишь первичную нервную реакцию. Всё остальное - вторая, защитная стадия, адаптационный синдром.

С точки зрения стрессовой реакции не имеет значения - приятна или неприятна ситуация, с которой мы столкнулись. Значение имеет лишь интенсивность потребности в перестройке или адаптации. Мать, которой сообщили о гибели в бою её единственного сына, испытает страшное душевное потрясение. А если, спустя какое-то время, сообщение окажется ложным и сын неожиданно войдёт в комнату целым и невредимым, она почувствует сильнейшую радость. Специфические результаты событий - горе и радость - совершенно различны, даже противоположны, но их стрессорное действие может быть одинаковым [32].

Стресса не следует избегать, а впрочем это и невозможно. Некоторые виды стресса необходимы человеку для поддержания хорошего самочувствия и идут ему на пользу. Полная свобода от стресса означает смерть. Даже в состоянии полного расслабления спящий человек испытывает некоторый стресс: сердце продолжает перекачивать кровь, кишечник - переваривать ужин, даже мозг не полностью отдыхает в периоды сновидений. Уровень физиологического стресса наиболее низок в минуты равнодушия.

Стрессоры пускают в ход одинаковую в сущности биологическую реакцию стресса.

Стрессор возбуждает гипоталамус - участок мозга в основании черепа, он представляет собой скопление нервных клеток. Нервные клетки выделяют вещество, поступающее в гипофиз.

Гипофиз - железа внутренней секреции, расположенная на нижней поверхности головного мозга. Она увеличивает секрецию гормона (адренокортикотропный), стимулирующего деятельность надпочечников, в кровь.

Надпочечник - железа внутренней секреции, расположенная над каждой почкой. Состоит из двух частей: наружного (кора) и внутреннего (мозговое вещество) слоёв. Кора выделяет гормоны, именуемые кортикоидами. Мозговое вещество при стрессе выделяет в кровь адреналин. Именно эти гормоны играют важную роль при стрессе. Кортикоиды вызывают сморщивание вилочковой железы.

Вилочковая железа - большой орган в лимфатической ткани, расположенной в грудной клетке. Он и лимфатические узлы (вроде тех, что под мышкой) - единая система. Прежде всего она имеет отношение к иммунитету. Поэтому, во-первых, стресс может вызвать атрофию лимфатических узлов, во-вторых, кортикоиды вызывают образование язвочек пищеварительного тракта (желудок и кишечник). Однако роль в их появлении играет и автономная нервная система. Организм получает повреждения. Адреналин и другие гормоны стимулируют механизмы, благодаря которым организм приспосабливается к новым условиям. Внутренняя среда перестраивает свой состав, физико-химические и биологические свойства, обеспечивая организму режим наибольшего благоприятствования в борьбе с опасностью. Эта приспособительная реакция и называется адаптационным синдромом.

Способность пластично перестраивать поведение в зависимости от изменения среды появилась у человека не вдруг. Она выработалась эволюционно. Благодаря этой способности человек сам создаёт комфортную среду обитания. У него вырабатываются адаптации к новой, создаваемой им культурной среде. Бесконечные стрессоры в подавляющем большинстве не приводят к гибели, физиологические и химические бури проходят. Равновесие внутренней среды возвращается к исходному, более или менее устойчивому, наиболее выгодному в данной ситуации состоянию.

У адаптационного синдрома три фазы [32]:

фаза тревоги;

фаза сопротивления;

фаза истощения.

Ни один организм не может постоянно находиться в состоянии тревоги. Если стрессор силён, его воздействие становится несовместимым с жизнью. Можно погибнуть ещё в стадии тревоги в течение первых часов или дней. Вторая стадия - расходование адаптационных резервов. Но ”адаптационная энергия” не беспредельна. Если стрессор продолжает действовать, то рано или поздно наступает последняя стадия - истощение, когда организм не способен приспособить свою внутреннюю среду к необычным условиям существования. На этой стадии помощь может прийти только извне - либо в виде поддержки, либо в форме устранения стрессора, изнуряющего организм [33].

Человек, создавая культурную среду своего обитания, сегодня вынужден встречаться с новыми для него ситуациями и раздражителями, незнакомыми ему на эволюционном пути.

Человек меняет среду очень быстро. Стресс становится ответом организма на воздействие внешних факторов. В такой ситуации стресс превращается в “дистресс”. Если “стресс” переводится как напряжение, то “дистресс” - это нарушение функций. Организм испытывает состояние чрезмерного напряжения и не выдерживает его: физиологические сдвиги переходят в патологические. Часть особей должна расплачиваться за изменение условий существования. Расплата приходит в виде болезней, которые вызваны стрессом. Ганс Селье назвал их “болезнями адаптации”. Необратимо подавлены защитные функции организма; организм, если не вмешиваются внешние силы, выходит из гомеостаза; нарушаются внутренние процессы, наступает гибель. Гибель происходит при сверхсильных, экстремальных и очень длительных воздействиях. В других случаях стресс приводит к нервным расстройствам. Стресс является одной из причин злоупотребления биологически активными веществами (наркотики, алкоголь, никотин).

В развитии болезней под влиянием стресса важная роль принадлежит исходному состоянию организма. Каждый человек индивидуален: то, что для одного - пища, для другого - яд. У больного с гипертонической болезнью стресс вызовет гипертонический криз; при воспалении желудка или кишечника могут возникнуть кровоточащие язвы. Могут развиваться мелкие участки омертвения в сердечной мышце. Ганс Селье считал, что существует два типа людей, различающихся по способу реакции на стресс: “cкаковые лошади”, которые прекрасно чувствуют себя в стрессовой ситуации и могут быть счастливы только при быстром и динамичном темпе жизни, и “черепахи”, для счастья которым нужны покой, тишина, благоприятная обстановка [30, 32].

Для разных индивидуумов характерны разные типы и степень реакции на конкретное внешнее воздействие. Эти различия могут варьироваться от аномальной реакции у физически, умственно или социально неполноценных людей, не способных сопротивляться стрессорам, до слабого раздражения у людей с более значительной сопротивляемостью. Определяющим фактором индивидуальной чувствительности являются возраст, пол и состояние здоровья [32].

Невозможно сделать дополнительные запасы адаптационной энергии сверх унаследованного от родителей запаса. Однако каждый знает, что после тяжёлого истощения спокойный отдых восстанавливает сопротивляемость организма и способность к адаптации почти до прежнего уровня. Но полного восстановления не бывает, и любая биологическая деятельность оставляет необратимые “химические рубцы”.

Существует тесная связь между стрессом и старением организма. Старение - итог всех стрессов, которым подвергался организм в течение жизни. Стресс оставляет после себя необратимые рубцы, их накопление и обусловливает признаки старения тканей [32].

Самое лучшее средство борьбы со стрессом - поглощённость работой. Надо работать, чтобы жить. Бездеятельность приводит к атрофии мышц, мозга и личности в целом. Каждый человек должен изучить сам себя и выбрать тот уровень стресса, при котором он чувствует себя комфортно.

В высокоурбанизированных странах отмечается тенденция к росту числа психических заболеваний. Растёт число преступлений и самоубийств. Недостаточная социальная адаптированность молодых людей приводит к наркомании и преступности. Перенаселённость - один из решающих факторов возникновения психических заболеваний. Частота возникновения психических расстройств различна в разных социальных и демографических группах. Депрессией страдают в два раза чаще женщины. Шизофрении и психозы чаще встречаются у малообеспеченных слоёв населения. Неврозы - у верхних социальных групп.

Стресс, создаваемый перенаселённостью, ведёт к ряду аномальных физиологических симптомов, к которым относятся сокращение размножения, повышенная смертность зародышей, пониженная лактация, повышенная восприимчивость к болезням. В итоге рост популяции прекращается и численность её убывает. Таким образом, стресс может служить основой невротических, сердечно-сосудистых, эндокринных и других заболеваний; их количество в последнее время непрерывно возрастает.

Ещё одним негативным следствием научно-технического прогресса и причиной возникновения “болезней цивилизации” является гиподинамия. Сто лет назад доля физического труда в общественно-полезной деятельности составляла 96 %. Сейчас она занимает около 1 %. Из-за гиподинамии мышцы и сердце всё больше детренируются, что ведёт к их дистрофии. Любая перегрузка в тренированном организме вызвала бы изменение деятельности миокарда лишь в пределах физиологической нормы, в данной же ситуации она становится чрезвычайной и приводит к развитию патологических процессов. На фоне гиподинамии значительные нарушения сердечной деятельности могут быть вызваны не только отрицательными, но и положительными эмоциями.

Дадим несколько советов по преодолению социальных болезней. Эпидемия болезней сердечно-сосудистой системы не может быть побеждена только мероприятиями, проводимыми органами здравоохранения [34]. Это дело сугубо индивидуальное. Жизнь, проводимая в праздности умственной и лени физической, уподобляет человека стоячему мёртвому пруду или болоту. Мы, вольно или невольно, укорачиваем себе жизнь. Её продлению способствует только сочетание умственного и физического труда. Старайтесь ходить быстро, эффективную нагрузку создаёт только быстрая ходьба или бег. Один из двух выходных дней человек, занимающийся умственным трудом, должен посвятить физической тренировке: работе в саду или прогулкам. Мозг нуждается в тренировке так же, как и мышцы. Долголетием и высокой работоспособностью отличаются люди, жизнь которых протекала в постоянно напряжённом труде. Успешная деятельность оставляет сравнительно мало рубцов. Она вызывает стресс и почти никогда не приводит к дистрессу.

Образ жизни, при котором очень остерегаются умственного утомления и напряжения, - не путь для профилактики поражения сердца и сосудов. Важное значение для жизни имеет тип нервной системы. Одни и те же условия и трудности у одного организма могут вызвать срыв, расстройство, невроз, а для другого пройдут бесследно. Сильная нервная система выйдет победителем в обстановке, которая для слабой нервной системы может оказаться роковой. Тип - это сплав черт, врождённых и приобретённых, причём приобретённым чертам принадлежит решающая роль. Дистрессам подвержены в основном люди со слабой нервной системой [34]. Слабой нервной системе недостаточно собственных внутренних резервов.

Русский физиолог Павлов изучал закономерности возникновения типа нервной системы на животных. Было обнаружено, что собаки, взятые с улицы (бродячие), обладают несравненно более сильной нервной системой, нежели выросшие в лаборатории. Тепличное воспитание, стремление оберегать от суровой действительности привели к развитию слабой нервной системы, результатом чего является возникновение неврозов даже при незначительных затруднениях.

Павлов показал, что нужно совершенствовать нервную систему и делать это можно до бесконечности. Нужно ставить перед собой задачи и стараться их решать, при этом постепенно увеличивая сложность задач. Нервная система постепенно тренируется.

Большую роль играет отдых. Мозг ночью систематизирует дневные впечатления, раскладывает их “по полочкам”, благодаря этому наша память - не хаотическое нагромождение сведений, попадающих в мозг в течение дня. Отсюда возникло выражение “утро вечера мудренее”. Решение задачи не дававшееся нам вечером, утром приходит в голову как бы само собой. Главное - не переборщить с трудностью задачи. Если всё же, несмотря на все принятые меры, отрицательные эмоции возникли, нужно уметь разряжать это состояние. Существует несколько путей разрядки.

1. Эмоции могут быть выражены в слезах. Врачи говорят, что горе, не высказанное в слезах, заставляет плакать внутренние органы.

Переключение внимания и деятельности на другой объект. Лучше всего действуют увлекательные занятия, любимая музыка, новые ощущения и впечатления.

Интенсивная мышечная деятельность. Подкорковые механизмы, реализующие состояние эмоций, в известной мере “слепы”. Для разряжения отрицательных эмоций пригодна любая физическая активность.

Главным должно быть стремление преодолеть трудности, а не уйти от них.

Чрезмерная забота и внимание вредят детям. Очень вредно удаление из жизни детей всего, что кажется суровым, обременительным, вызывает напряжение сил. Так воспитываются слабые натуры, потому что нет силы без упражнений. Изучение жизни столетних людей подтвердило это положение. Долголетия достигают те люди, чья жизнь складывалась нелегко. Процесс преодоления трудностей закаляет человека.

Потенциал выживания и развития современного человечества

Условия окружающей среды в настоящее время быстро изменяются и качество среды не способствует сохранению здоровья человека и процветанию человеческой популяции. Приспособится ли человек к необычным условиям жизни, а может быть сформируется новый биологический вид Homo technogenicus (человек техногенный) станет известно только следующим поколениям. Мы же сегодня можем только увидеть, какой ценой даётся человеку адаптация к экологическому неблагополучию. В основном она осуществляется на уровне культуры, психологическом уровне: человек учится жить в изменённом мире, но это приспособление негативно влияет на его здоровье, не повышая его устойчивости и не снижая степени опасности.

Большие надежды в сохранении своего здоровья человечество возлагает на медицину. Медицина очень сильно изменилась, очень многого удалось достичь. Например, микрохирургия глаза: любые операции по восстановлению зрения, недавно казавшиеся чудом; операции по пересадке органов и т.д. Какие достижения медицины ожидаются в будущем? Будет существенное улучшение медицинских средств и методов диагностики, лечения и профилактики болезней. Ожидается появление новых лекарств, которые произведут качественный переворот в лечении сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Переворот в медицину вносит генная терапия. Зная механизмы влияния психики на состояние здоровья и течение болезней, можно помочь в профилактике стресса. Прогнозируется даже создание вакцины против стресса. Однако какими бы впечатляющими эти прорывы в медицине ни были, их влияние на здоровье человека всегда будет ограниченным. Успехи в укреплении здоровья будут основываться на улучшении других условий - экологических, социальных, экономических, политических и технологических, что потребует от общества воспитания, защиты качества окружающей среды, справедливого распределения благ и власти, стимулирования здорового образа жизни.

5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И СЦЕНАРИИ

Моделирование экологических ситуаций и сценариев выхода из экологического кризиса. Основные идеи и методы системной динамики Джея Форрестера. Доклады Римскому клубу. Вклад клуба в формирование принципов глобального моделирования, три "поколения" моделей: "Пределы роста", "Нормативный подход", "Проблемно-прогнозный подход". Критическая оценка итогов деятельности Римского клуба, работа Аурелио Печчеи "Человеческие качества".

Во второй половине ХХ века человечество столкнулось с проблемами, носящими глобальный характер. В отличие от местных проблем каждого государства анализом и разработкой предложений по решению этих проблем в настоящее время занимаются тысячи специалистов в разных странах и ряд научных организаций. Вопросы перспектив развития человечества, предотвращения негативных последствий НТР, экологические проблемы впервые серьезно анализировались в докладах Римского клуба. Римский клуб - международная неправительственная организация, объединяющая в своих рядах ученых, общественных деятелей и деловых людей более чем из 30 стран мира, обеспокоенных перспективами развития человечества.

Римский клуб был создан в 1968 году по инициативе одного из экономических директоров компании “Фиат” Аурелио Печчеи и зарегистрирован в Женеве. Президентом клуба был избран Аурелио Печчеи, а после его смерти в 1984 году - Кинг. Обычно Римский клуб проводит одно пленарное заседание в год. Остальное время он действует как неформальное сообщество людей, объединенных научными интересами, поддерживающих между собой постоянные контакты, встречающихся по мере необходимости. Сейчас в составе Римского клуба около 100 человек.

Деятельность Римского клуба привлекла к себе внимание прогрессивных ученых, политиков, государственных деятелей. Римский клуб критиковал негативные тенденции западной цивилизации, технократический миф об экономическом росте как наиболее эффективном средстве решения всех проблем, осуждал гонку вооружений, призывал мировую общественность объединить усилия, прекратить межнациональные распри, сохранить окружающую среду, повысить благосостояние людей и улучшить качество жизни. Его члены поставили своей целью построить прогнозы близкого будущего и представить мировому сообществу доводы о необходимости мер для предотвращения глобального эколого-экономического кризиса. Новое направление в изучении проблем современности получило название глобальное моделирование.

Глобальные модели первого поколения - прогнозирование

Методической основой моделирования стали: компьютерный анализ, теория многоуровневых иерархических систем, математическое программирование. Всем разработанным глобальным моделям была присуща “глобальность в двух измерениях” - предметном и пространственном. Первое означает, что в глобальных моделях учитывались экономические, демографические, экологические, социальные и политические факторы в их взаимосвязях и взаимодействиях. В пространственном аспекте модели включали весь мир без исключения каких-либо стран и регионов.

В 1970 году к работе Римского клуба подключился профессор Джей Форрестер из Массачусетского технологического института (США). Он разработал метод системной динамики и построил примитивную математическую модель, которая грубо имитировала развитие мировой ситуации с помощью пяти основных взаимосвязанных переменных: численности населения, объема капиталовложений, использования невозобновимых ресурсов, производства продовольствия и загрязнения среды.

Первая математическая модель мира называлась “Мир - 1”, затем была создана модель “Мир - 2”. По одному из сценариев Джея Форрестера выходило, что численность населения планеты к 2030-2050 гг. достигнет 6,5 млрд. человек, после чего, в результате резкого истощения природных ресурсов, загрязнения окружающей среды, начнется вымирание людей. За 20-30 лет по прогнозу Форрестера численность населения Земли снизится до 1,5-2 млрд. человек [35].

Довольно быстро стало ясно, что прогноз Форрестера недостаточно надежен (численности 6,5 млрд. человек человечество достигнет гораздо раньше, к 2006 году, а глубокое истощение ресурсов отодвигается), но выявленные тенденции и применённые приемы анализа имели огромное значение для последующего моделирования.

В 1972 году был опубликован первый доклад “Римскому клубу” - “Пределы роста”, составленный группой под руководством Дениса Медоуза. Молодой помощник Форрестера профессор Денис Медоуз возглавил многонациональную группу ученых, средний возраст которых не превышал 30 лет. биосфера радионуклид генофонд экологический

В докладе прослеживалась динамика численности населения, производства продуктов питания, промышленных товаров, потребления ресурсов, загрязнения среды с экстраполяцией на 2000 год. Рассматривались 4 сценария: продолжение истощения ресурсов; неограниченность ресурсов; ограничение роста населения и техногенеза; стабилизационный сценарий. Был сделан вывод, что сохранение темпов промышленного роста приведет человечество к гибели. Сроки кризиса по сравнению с оценками Форрестера были приближены, порог гибели был обозначен уже в конце ХХ века, обосновывалась неизбежность ограничения физических объемов экономического роста.

Доклад Медоуза сыграл немалую роль в развенчании мифа о возможности безграничного роста потребления и показал, что Земля не может выдержать темпы такого роста. Культура развитых стран была и остается потребительской, не желая считаться с реальными возможностями жизнеобеспечения на планете, бездумно расточает ее ресурсы. В докладе указывалось на то, что существуют и внутренние пределы роста. Человечество сегодня не в состоянии оценить, как скажутся на психике человека обеднение, искажение и регресс генетического богатства природы. Психическим и умственным способностям человека тоже свойственны ограничения. Проблема пределов роста нашей цивилизации и человеческого развития является главным образом проблемой культурной. То, что человечество своевременно не осознало и не оценило внешних и внутренних пределов своего роста, представляет грубейший просчет в его культурной эволюции. Чтобы не погибнуть, человечество должно изменить свое мировоззрение и стратегию технического развития, приостановить увеличение численности населения.

Доклад Дениса Медоуза был издан на 30 языках, тиражом около 4 млн. экземпляров. Доклад был поддержан в научном мире, использовался в университетах и колледжах в качестве учебного пособия. Все озвученные в докладе проблемы обсуждались в ряде стран и в частности на Стокгольмской конференции по вопросам окружающей среды (в 1972 году). Многие поднятые Медоузом проблемы стали предметом разногласий. На конференции в Стокгольме концепцию категорически отвергли представители развивающихся стран, в которых громадные массы населения существуют за чертой бедности. В итоговом документе конференции отмечалось: “Менее развитые в промышленном отношении страны не могут отказаться от роста и преобразования во имя сохранения природных ресурсов или ради охраны природной среды”.

Предложенная модель “Пределы роста” стала первой глобальной моделью мировой динамики, моделью первого поколения. В “Мировой динамике” и “Пределах роста” не учитывалась пестрота мира, поэтому в следующем проекте “Римского клуба” - “Человечество у поворотного пункта” (1974 год), подготовленного под руководством Месаровича и Пестеля прогнозы экономического развития и экологических ситуаций были проведены не для мира в целом, а для системы взаимосвязанных стран и регионов. Мир был представлен в виде 10 регионов: Северная Америка, СССР и Восточная Европа, Латинская Америка, Северная Африка и Ближний Восток, Тропическая Африка, Южная Азия и Китай. Прогнозы дифференцированы по социально-экономическим типам стран и по отдельным глобальным проблемам. Этот доклад является результатом работы двух групп ученых: под руководством Месаровича (США) и Пестеля (ФРГ), поэтому у доклада два названия “Стратегия выживания” (немецкий вариант) или “Человечество у поворотного пункта” (американское издание). Авторы приходят к выводу, что миру угрожает не глобальная катастрофа, а серия региональных кризисов, часть которых наступит раньше, чем предсказывали Форрестер и Медоуз. Вместо общего кризиса анализировались разрыв в уровнях экономического развития, занятости, обеспечения продовольствия и др.

Поэтому основное внимание уделялось сценариям, которые анализировались по пяти взаимосвязанным моделям [36].

1. Рост населения. Были рассмотрены четыре сценария:

- Отсутствие демографической политики. Показано, что перенаселение к 2025 году неизбежно приведет к последствиям по “Мальтусу”.

- Регулирование рождаемости с 1975 года. К 2050 году можно добиться “нулевого роста” численности населения. Население Юга удвоится к периоду стабилизации.

- Политика регулирования (планирование семьи, административные меры и т.п.) вводятся на 10 лет позже.

- Политика регулирования вводится на 20 лет позже. 10 - летняя задержка ведет к увеличению населения Земли к 2050 году до 8 млрд. человек, 20 - летняя до 10 млрд. человек. Каждая отсрочка введения демографической политики приводит к увеличению детской смертности, смертности от голода и недоедания.

2. Продовольственная проблема. На глобальном уровне анализировались пять сценариев с учетом общего производства, объемов международной торговли и запасов. Было показано, что голод может охватить обширные территории и создать катастрофическую ситуацию в ряде стран. Лишь сочетание пяти типов мер: инвестиционная помощь странам Южной Азии, сбалансированное экономическое развитие всех регионов мира, эффективная политика ограничения роста населения, диверсификация отраслей производства - могут предотвратить глубокий кризис в Южной Азии и регионах-аналогах.

3. Энергетика и цены на нефть. Анализировались потоки нефти в мировой торговле, развитие атомной энергетики. Сопоставлялись цены на нефть, рост добычи, развитие альтернативных источников энергии. Расчеты показали, что сохранение низких цен на нефть невыгодно для всех регионов. Они приводят к откладыванию разработок альтернативных источников энергии и энергосберегающих технологий, затем к тяжелому кризису из-за истощения запасов дешевой нефти к 2010 году. Рост цен на нефть ведет к увеличению накоплений региона северной Африки и Ближнего Востока, но до определенного уровня, выше которого цены стимулируют резкое снижение импорта.

4. Разрыв в доходах между странами - острая глобальная проблема, которая пагубно сказывается на благосостоянии большинства человечества и на возможностях сохранения среды обитания. Разные сценарии показали, что разрыв в показаниях душевого дохода для стран Латинской Америки, Южной Азии и Тропической Африки по сравнению с развитыми странами возрастет, поскольку, чтобы сократить разрыв потребовались бы совершенно нереальные темпы роста помощи развивающимся странам. Интересным был сценарий, согласно которому введение новых норм помощи развивающимся странам со стороны развитых стран на раннем этапе еще до 2000 года позволит развивающимся странам перейти к финансовому самообеспечению.

Результаты II глобальной модели во многом определили дальнейшее развитие моделирования и стали своеобразной базой и точкой отсчета для следующих моделей.

Модель “Человечество у поворотного пункта” имела ряд недостатков.

· Слабое прослеживание связи между экономической, демографической и экологической составляющими глобальной системы.

· При моделировании были в значительной мере упущены экологические аспекты: проблемы деградации среды затронуты лишь косвенно при анализе продовольственной проблемы.

· Не проанализирована возможность свершения региональных экологических катастроф. Региональная дифференциация мира в модели была предназначена, прежде всего, для экономико-демографического анализа.

Стратегия выживания, по мнению Месаровича и Пестеля, состоит не в достижении “состояния глобального равновесия”, как предполагали авторы “Пределов роста”, а в переходе к “органическому росту” - дифференцированному развитию различных частей мировой системы, в результате чего достигается сбалансированное развитие всего человечества.

II доклад Римскому клубу получил не менее противоречивую оценку в зарубежной литературе, чем первый. Одни теоретики считали его как “надежду и общий план действия для глобального выживания”, другие находили его “более пессимистическим, чем первый”, считая что компетенция авторов математических расчетов недостаточна.

Несмотря на дебаты в научном мире вокруг этого доклада, идеи и методы построения модели мировой системы использовались в теоретических исследованиях и в практической деятельности некоторых государств

Доклады Римскому клубу публиковались каждый год. Наиболее широкую известность приобрели исследовательские проекты, представленные в следующих докладах.

В 1977 году был опубликован пятый доклад “Цели для человечества”, написанный под руководством американского философа, специалиста в области кибернетики и писателя Эрвина Ласло. В докладе отмечалось к каким идеалам должно стремиться человечество в обозримом будущем. До настоящего времени традиционными источниками идеалов всегда были религиозные и гражданские системы взглядов и мировоззрение. Сейчас зарождаются два новых источника: ощущение глобальности общечеловеческих проблем и осознание новой роли человека как лидера всей жизни на Земле. Задача современного поколения - создать для человека моральные стимулы, соответствующие духу и потребностям нашего времени, для достижения поставленных целей.

Аурелио Печчеи в своей книге “Человеческие качества” сформулировал 6 целей для человечества, которые представляли собой мировоззренческое видение самого ближайшего будущего [37].

1. Определение внешних пределов экспансии человека. Природа исчерпаема. Человек должен понять, что он может, что хочет и что должен делать. Сохранение природы, природного комфорта в собственных интересах человечества.

2. Определение внутренних пределов адаптации человека к неестественности и стремительным темпам современной жизни. Напряжение и стрессы испытывает сегодня каждый человек. Происходит распад рода, семьи. Брак перестал быть священным институтом.

3. Защита и сохранение культурных способностей народов и наций, которые объявлены в последние годы ключевыми моментами человеческого прогресса и самовыражения.

4. Создание мирового сообщества, поскольку суверенное национальное государство не может более идти наравне с ходом времени, требующим решения наднациональных проблем. Необходимо преобразование эгоцентрических государств.

5. Обеспечение человечества жильем - размещение все увеличивающегося числа людей и создание соответствующей инфраструктуры.

6. Создание всемирной производственной системы.

Глобальные прогнозы первого поколения несмотря на критику оказали большое влияние на природопользование, энерго- и ресурсосбережение, продовольственные программы и меры по планированию семьи в развивающихся странах. Выводы этих прогнозов указывают на глубокий кризис материально ориентированного общественного развития и на необходимость пересмотра системы ценностей, к которой привыкло человечество. Они стимулировали совершенствование последующих моделей.

Глобальные модели второго поколения - нормативный подход

В глобальных моделях II поколения был начат поиск возможностей анализа различных управляющих воздействий, использования нормативов. Вводились элементы планирования и управления, строились механизмы воздействия на динамику глобальной системы и её важнейших подсистем: экономической, социально-политической и экологической. Важной чертой построения этих моделей стал предмодельный анализ в виде качественных гипотез развития этих подсистем.

В моделях оценивались результаты социально-политического и экономического развития мира в целом и его важнейших стран и регионов за период с 1950-1970 гг., прослеживались сдвиги в экономике, политике, социальной сфере, народонаселении. Для описания каждой отдельной страны или региона была разработана базовая модель виде 3-х основных блоков - экономического, социально-политического, экологического и 3-х подблоков - международной торговли, международных отношений, международных территорий и акваторий. Моделировалась система взаимосвязей и взаимоотношений в глобальной системе. Например, экологический блок состоял из описания динамики 6 факторов (их множества достаточно для описания экосистемы человека): воздух, пресная вода, земля, минеральные ресурсы, продовольствие, население. Было введено 14 количественных характеристик: загрязнение воздуха и пресных вод, баланс пресных вод и земли, энергетические и прочие минеральные ресурсы, калорийность рациона, содержание белков, общая численность и темп роста населения и т.д. Затем вводились ограничения по шкале: норма, предкризисное состояние, кризис. На основе оценок экологического равновесия давались запросы в экономический блок на выделение необходимых ресурсов.

В некоторых развивающихся странах были разработаны собственные глобальные проекты. В модели были рассмотрены не стандартные показатели экономического роста (валовый национальный продукт или душевой доход), а минимальные потребности каждого человека в пище, жилье, просвещении, здравоохранении, занятости и коммуникациях. Эти потребности были заданы количественными параметрами: 3000 калорий и 100г протеинов в суточном рационе; 1 дом (4 маленькие комнаты) на семью; 12-летнее обучение для 98% детей, начиная с 6-8-летнего возраста. Будущее развивающихся стран прогнозировалось в виде достижения определенного состояния и удовлетворения заданного круга показателей, развитие экономики было призвано удовлетворить минимальные потребности в плановых постановках. Такие модели имели планово-оптимизационный характер.

В 1977 г. под руководством В.В. Леонтьева (американский ученый, русского происхождения, лауреат Нобелевской премии) в ООН был разработан проект “Будущее мировой экономики”. Целью этого проекта было не прогнозирование, а проектирование развития мировой экономики. Группа Леонтьева анализировала различные аспекты развития и определяла программу мер, которые могли бы способствовать сохранению экологического баланса и выживанию человечества. Модель имела региональную структуру: в ней было представлено 15 регионов мира, охватывающих 171 государство с учетом их географического положения, экономического развития. В проекте учитывалось взаимодействие 45 параметров экономической деятельности. Было просчитано 8 альтернативных вариантов развития мировой экономики, различавшихся по гипотезам о динамике занятости, инвестиций, внешней торговли, платежного баланса, затрат на уменьшение загрязнения среды, структуры, затрат на добычу полезных ископаемых.

В этой глобальной модели анализировались возможности сокращения разрыва между развитыми и развивающимися странами с 12:1 в 1970 г. до 7:1 в 2000 г. (уровень развития определялся в основном по душевому ВНП - валовый национальный продукт). Специально были рассчитаны необходимые доли ВНП, направляемые на экологические нужды, которые должны быть не ниже 1,5- 2,5% ВНП (для значительного устранения загрязнений). Такие расходы доступны только для высокоразвитых стран.

В целом модель группы В. Леонтьева - значительный шаг вперед по сравнению с ранее разработанными моделями. Прежде всего, проблемы и особенности современного мира были рассмотрены реалистично. Модель была рассчитана на длительную перспективу и могла применяться для решения многообразных вопросов развития.

Глобальные модели третьего поколения - проблемно-прогнозный анализ

Проблемные глобальные модели использовались не только для анализа тенденций мирового развития и попыток прямого воздействия на него, но и для конкретных отраслевых и межотраслевых разработок. В таких моделях внимание уделялось одной из глобальных проблем, а остальная проблематика моделировалась гораздо менее детально, как “необходимый глобальный фон” в сильно агрегированном виде.

Среди проблемных глобальных моделей можно выделить три крупные группы: общеэкономические, энергетические, продовольственные. Кроме того, была создана глобальная модель международной организации труда, где основное внимание уделялось прогнозу занятости по странам и регионам. Энергетические глобальные моделей, а их представлено было более 10, анализировали поведение рынка нефти и других энергоресурсов в условиях различных темпов социально-экономического и технологического развития, структуры цен и т.п.

Продовольственные модели выявили характер недостатка продовольствия в мире: ведущую роль социально-экономических, а не технологических причин дефицита продовольствия в отдельных странах и регионах. С этими причинами вязано медленное внедрение современных методов ведения хозяйства, новых видов агротехники, приспособленных к специфическим условиям большинства развивающихся стран.

В большинстве моделей третьего поколения экологические прогнозы строились лишь в связи с экономикой и безопасностью человека, на ограниченной основе. Они не учитывали самоценности природных систем и оставались ненадёжными. Моделирование окружающей среды требовало привлечения более сложного математического инструментария, обработки несравненно большего объема информации, чем в экономике, демографии, энергетике или технике. Часто недооценивалось неблагополучие сложившейся экономической ситуации. Так или иначе, был ясен ответ на первый из поставленных стратегических вопросов: угроза глобального экологического кризиса реальна и велика; нельзя избежать очень значительных потерь для человечества, если не сдерживать рост, а затем и не уменьшить природоёмкость мировой экономики.

В 1983 году по инициативе Генерального секретаря ООН была создана Международная комиссия по окружающей среде и развитию (МКОСР). Ее возглавила Гру Харлем Брунтланд - премьер-министр Норвегии. Комиссия должна была [2]:

1. Предложить долгосрочные стратегии в области окружающей среды, которые позволили бы обеспечить устойчивое развитие к 2000 году и на более длительный период.

2. Рекомендовать пути, посредством которых забота об окружающей среде привела бы к более тесному сотрудничеству между странами, находящимися на разных уровнях социально-экономического развития, и способствовала бы достижению общих целей

3. Рассмотреть способы и средства, используя которые мировое сообщество смогло бы эффективно решать проблемы окружающей среды в разных регионах планеты.

4. Помочь выявить общие подходы к пониманию проблем глобальной экологии и условий обитания человека, что необходимо предпринять для успешного решения задач защиты окружающей среды.

5. Сформулировать цели и долгосрочную стратегию действий для грядущих десятилетий.

В 1987 году был опубликован отчет МКОСР под названием “Наше общее будущее”. С этого момента в международный обиход вошло новое понятие “устойчивое развитие”, под которым понимают такую модель социально-экономического развития, при которой достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения людей, без лишения такой возможности будущих поколений из-за исчерпания природных ресурсов и деградации окружающей среды.

Доклад МКОСР обострил вопрос о необходимости поиска новой модели развития цивилизации и показал, что невозможно решать глобальные экологические проблемы вне связи с социальными, экономическими и политическими проблемами. Рост экономики должен вписываться в пределы экологических возможностей планеты и быть безопасным для окружающей среды. Этот доклад лег в основу решений Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992 г.), главным инициатором созыва которой была Г. Х. Брунтланд.

“Всеобщая очистка” и отказ от достижений науки и техники

Наиболее естественной реакцией на угрозу экологического кризиса стало осуществление программ охраны окружающей среды. До сих пор считается, что главная угроза человечества - техногенное загрязнение среды. Уменьшив загрязнение можно решить глобальные экологические проблемы. Предлагаемые программы предусматривают большие комплексы различных мер: средства контроля и охраны качества воздуха, воды, почвы, решения проблем твердых отходов, радиоактивного загрязнения, анализ ущербов и т.п. Уровень затрат на эти программы растет (например, в Японии в 1980-х годах он составлял до 7,5 % ВНП). Вся эта деятельность выглядит как стремление провести “генеральную уборку” и “всеобщую очистку” при сохранении темпов экономического роста и минимальном влиянии на основные параметры экономики. Возможно ли это в принципе? Человек к естественным процессам синтеза и разложения вещества добавил различные виды хозяйственной деятельности. В основном он создал технологии синтеза, а функции разложения представил природе, которая в доиндустриальную эпоху справлялась с этой задачей достаточно успешно.

По мере расширения хозяйственной деятельности человека и качественного изменения синтезируемых веществ, природа перестала справляться с функцией очистки. Любые ресурсы, товары или предметы, создаваемые человеком, рано или поздно обращаются в отходы. В соответствии с фундаментальными законами сохранения полностью безотходные технологии не могут существовать. Любая продукция является отложенным отходом. Добиваясь успехов по очистке какой-то территории или какой-то страны, забывают о том, что загрязняется другая территория или другая страна, где добывалось сырье или производились полуфабрикаты для чистого производства, или куда импортируются его отходы.

Существуют серьезные экономические ограничения стратегии всеобщей очистки. Стоимость очистных сооружений высока и приближается к стоимости капитальных вложений в производство. 100% очистка принципиально невозможна (хотя иногда и говорят, что существует технические приемы). 90% очистка должна составлять 60% стоимости основных фондов, падает конкурентоспособность производства, и чаще всего тяжесть соответствующих затрат перекладывается на плечи потребителей. Кроме того, процессы очистки связаны со значительным расходованием материальных и энергетических ресурсов: подключение дополнительных производственных мощностей в машиностроении, проблемы при добыче и транспортировке этих ресурсов. Наконец, при очистке образуются вторичные отходы, которые тоже требуют обезвреживания. Например, Франция занимает I место в мире по утилизации производственных и бытовых отходов, но уже к концу 1980-х годов было ясно, что строительство, энергообеспечение и создание оборудования для мусороперерабатывающих предприятий достигли такого уровня, что своей техногенной нагрузкой на национальном уровне поглотили весь очищающий эффект уборки и переработки мусора [2].

Полагают, что отходность производства может быть снижена при централизованном управлении глобальной хозяйственно-биологической системой, когда отходы одних предприятий служат сырьем для других. Однако это представление тоже ошибочно: такое централизованное управление не осуществимо из-за огромного количества перерабатываемой информации. Не хватит мощности всех компьютеров человечества, чтобы управлять такой глобальной хозяйственно-биологической системой. По оценкам суммарная мощность всех компьютеров в начале XXI века составит 1020-1022 бит/c, а необходимые для централизованного управления потоки обрабатываемой информации будут составлять 1036 бит/c [36]. На наращивание управляющей системы будет уходить возрастающее количество материальных ресурсов, и все меньше их будет оставаться для поддержания качества жизни человека.