Головна ⇒ 📌Біологія ⇒ БІОЛОГІЯ І МАЙБУТНЄ ЛЮДСТВА

БІОЛОГІЯ І МАЙБУТНЄ ЛЮДСТВА

Узагальнення курсу

§ 50. БІОЛОГІЯ І МАЙБУТНЄ ЛЮДСТВА

Терміни і поняття: зелена революція; пестициди; ксенобіотики; біопаливо; штучний фотосинтез; сталий розвиток.

Чи справді біологія – основа майбуття людства. У жодному разі твердження про те, що біологія є найважливішою для людства з природничих наук, не є перебільшенням.

Справа в тому, що наука про живе є ключем до гармонійного співіснування природи і людини.

А це, як з’ясувалося останніми десятиліттями – обов’язкова умова не лише розвитку сучасної цивілізації,

а й існування людства взагалі. Саме біологія є:

– науковою базою для сільського господарства – виробництва первинних продуктів для харчової промисловості, дефіцит яких на нашій планеті стає дедалі відчутнішим;

– основою медицини – науки, що дбає про здоров’я людини. З огляду на нагальні проблеми, пов’язані з виникненням нових інфекційних захворювань, цей аспект біологічних досліджень стає все більш актуальним;

– підвалиною розробки сучасних біотехнологій. Уже у близькому майбутньому людству потрібно перейти на екологічно чисте паливо.

Це позбавить його можливої енергетичної

кризи, яка неминуче виникне після вичерпання запасів нафти та газу.

Біологія і проблема харчових ресурсів. Проблема постачання населення продовольством завжди гостро стояла перед людством. Грандіозну спробу її розв’язання, розпочату в середині XX ст., назвали “зеленою революцією” (мал. 240). Суть її полягала в тому, що за допомогою виведення продуктивних сортів, зрошення, використання мінеральних добрив, засобів захисту рослин і найбільш передової на той час техніки була підвищена врожайність. Це справді сприяло значному збільшенню виробництва сільськогосподарської продукції у світі й дало змогу покращити рівень

Мал. 240. Символічні ознаки “зеленої революції”: а – високопродуктивне поле пшениці; б – різноманітні види рослин, уведені в культуру; в – емблема зеленого руху.

Мал. 241. Негативними наслідками людської діяльності стали зміни клімату, викликані ними посухи і неврожаї.

Життя багатьох людей. Адже кількість споживаних калорій на душу населення у країнах, що розвивалися, у той час зросла на 25 %. Проте масове використання мінеральних добрив призвело до забруднення грунтів і водойм, меліорація – до засолення грунтів, багато територій перетворилося на пустелі. Особливої шкоди живому завдали пестициди ( від лат. пестіс – зараза і лат. цедо – убиваю) – отрутохімікати, призначені для боротьби з шкідниками сільськогосподарських культур (комахами, кліщами, грибами) і бур’янами. Спочатку як пестициди використовувалися різні препарати на основі Купруму і Сульфуру. Вони викликали забруднення грунту важкими металами. У середині XX ст. ці препарати замінили органічними отрутами, серед яких найбільш масовим став знаменитий “дуст” – ДДТ. Органічні пестициди виявилися дуже стійкими. Вони погано розкладалися в грунті. Потрапивши у ланцюги живлення, ці речовини починали мігрувати й потрапляли в організм людини, призводячи до ушкоджень генетичного апарата та онкологічних захворювань.

І найголовніше: зелена революція повністю не розв’язала проблему їжі для населення у країнах, що розвиваються. Незважаючи на виведення нових, більш продуктивних сортів рослин та порід тварин, число голодуючих на земній кулі не тільки не зменшується, а й навіть збільшується. Причиною цього стали насамперед зміни клімату, спричинені людською діяльністю, посухи та неврожаї (мал. 241), а також зменшення площі орних земель, зниження родючості грунту.

За даними ООН, на грудень 2008 р. число голодуючих у всьому світі перевищило 960 мільйонів чоловік. Більшість (907 мільйонів) проживає у країнах, що розвиваються. З них 65% живуть в Індії, Китаї, Конго, Бангладеш, Індонезії, Пакистані та Ефіопії. Отже, нині, як ніколи гостро, незважаючи на зниження темпів народжуваності у світі, постала проблема харчових ресурсів для людства (мал. 242).

Розв’язання цієї проблеми нині пов’язують із створенням нового покоління високопродуктивних й ефективних сортів рослин та нових екологічно не шкідливих технологій їх вирощування. Передбачається за допомогою генної інженерії вивести трансгенні сорти всіх видів культурних рослин, стійкі до хвороб, високопродуктивні, високої харчової цінності. Тепер у цьому напрямі робляться лише перші кроки.

Вірусні епідемії як небезпека людству. З кожним роком зростаючий дефіцит чистої питної води, забруднення повітря, неприродні продукти харчування, наявність в атмосфері чужорідних, невідомих природі речовин, які називають ксенобіотиками (від грец. ксенос – чужий і біос), спричинили появу величезної кількості раніше не відомих хвороб. Крім того, урбанізація (від лат. урбанос – міський) призводить до дедалі більшої щільності поселень (мал. 243), що сприяє виникненню епідемій (від грец. епі і демос).

Найбільш небезпечними для сучасного людства є вірусні інфекції, які становлять загрозу фізичному здоров’ю всього людства. Якщо за допомогою

Мал. 243. Таким чином зростає відсоток міського населення на Землі.

Антибіотиків теоретично можна здолати будь-яку бактеріальну інфекцію, то винайти препарати, які б так само швидко й ефективно вбивали віруси, неможливо. Це цілком природно: віруси – не організми; у певний період свого “життя” вони стають компонентами генетичного апарату хазяїна, а отже, надійно “ховаються” всередині клітини від дії ліків та впливу імунної системи. Крім того, віруси швидко мутують, видозмінюються, тому щороку з’являються нові патогенні для людини віруси, які спричиняють нетипові для клінічної практики хвороби, методів лікування яких не розроблено.

Мал. 244. Повітряна енергетика – використання енергії повітряних мас за допомогою спеціальних “вітряків” – є одним з альтернативних нафті та природному газу джерел енергії.

Вірусні хвороби поширюються на цілі континенти, призводячи до так званих пандемій (від грец. пандеміа – увесь народ), коли хворіють мільйони людей. Встановлено, що віруси викликають близько 80 % інфекційних захворювань людини (грип, гострі респіраторні захворювання, гепатит, енцефаліт, віспу, краснуху, сказ, поліомієліт, кір, СНІД тощо). Крім того, вони здатні спричинити виникнення злоякісних пухлин, а також лейкоз (білокрів’я).

Очевидно, для того, щоб подолати ці небезпеки, потрібно передусім на базі останніх досягнень у фізіології, біохімії, імунології та інших науках створити нові медичні препарати. Крім того, потрібно розробити систему запобіжних заходів, що не можливо без підготовки спеціальних екологічних програм, адже багато інфекцій переносять дикі тварини (пригадайте, наприклад, пташиний грип).

Енергетична криза і альтернативні джерела енергії. У зв’язку з обмеженістю запасів нафти і газу на Землі і можливою енергетичною кризою дедалі необхідніше використання альтернативних джерел енергії (мал. 244), зокрема біопалива – горючих газів і рідин біологічного походження. Джерелом сировини для нього є сира рослинна маса (стебла цукрової тростини, кукурудзи або зелена маса, що її отримують з рапсу та інших технічних культур). В особливих апаратах її розкладають за допомогою бактерій та одноклітинних грибів. Кінцевими продуктами цих реакцій стають горючі гази і рідини (водень, метан, етанол). їх можна використовувати як паливо на електростанціях або у двигунах внутрішнього згоряння автомобілів. Підраховано, що виробництво біопалива економічно ефективніше за використання бензину. Крім того, від згоряння біопалива значно менші викиди в атмосферу вуглекислого газу, відсутні токсичні речовини. А під час згоряння водню утворюється лише вода.

Проте виробництво біопалива не є таким вже екологічно чистим процесом, оскільки потребує значних територій. Під час розведення рапсу на зелену масу так само, як і під час вирощування інших сільгоспкультур, грунти виснажуються. Це потрібно компенсувати внесенням мінеральних добрив. Також необхідне використання пестицидів. Крім того, рапс починає конкурувати за посівні площі із зерновими культурами, а це призводить до зменшення виробництва поживних продуктів.

Саме тому найбільш ефективним джерелом енергії нині вважають штучний фотосинтез. Очевидно, тільки налагодивши його у виробничих умовах, можна врятувати цивілізацію від енергетичної кризи. В цьому сенсі особливий інтерес викликає одна з реакцій, що відбуваються у ході фотосинтезу, – реакція розкладання води на Гідроген і Оксиген під впливом сонячної енергії (мал. 245). Добутий таким чином Гідроген планують спалювати на водневих станціях, використовуючи для цього Оксиген, який виділяється під час цієї реакції. В результаті тут, як і на будь-яких інших теплоелекростанціях, можна буде виробляти енергію. Тільки на відміну від звичних нам станцій, що спалюють вугілля, мазут чи газ, водневі станції не викидатимуть в атмосферу сажу та оксиди Карбону, Сульфуру, Фосфору, а вироблятимуть тільки чисту воду, яку можна знову використовувати. В результаті дістанемо ідеальний цикл безвідхідного виробництва енергії.

Сталий ррзвиток – ідеологія гармонійного існування природи і людства. Це сучасна концепція дальшого розвитку людства, яка постулює необхідність збереження чіткого балансу:

Мал. 245. Схема штучного фотосинтезу: розкладання молекули води на Оксиген і Гідроген за допомогою сонячної енергії.

– між реальними об’ємами природних ресурсів, які можна без шкоди вилучати з природи, і потребами людства;

– між можливостями задовольняти потреби сучасного покоління, не ставлячи під загрозу можливість майбутніх поколінь задовольняти свої потреби.

Ключовим аспектом сталого розвитку є збереження безпечного і здорового довкілля, збалансування використання енергії із здатністю біосфери до самовідновлення (мал. 246). Передусім необхідно обмежити надмірне використання природних ресурсів планети окремими багатими країнами. Конкретними напрямами роботи є, наприклад, розробка способів ведення сільського господарства, які б не вели до виснаження і погіршення якості грунтів; створення альтернативних існуючим джерел енергії, під час використання яких не забруднювалося б навколишнє середовище.

Мал. 246. Символічна ідея сталого розвитку: рівновага між трьома складовими: здоровим середовищем, економічним зростанням і соціальними гарантіями.

Глобальною проблемою людства, яка у XXI ст. посіла перше місце, е проблема взаємин людини і природи. Без пізнання правил і законів життя природи, без переходу промисловості та енергетики на екологічно чисті безвідходні технології, без впровадження останніх досягнень біологічної науки у сільське господарство та медицину дальше існування сучасної цивілізації просто неможливе.