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.