Одна из главных проблем человечества сегодня — это проблема взаимоотношения его с биосферой. Человечество с момента возникновения все более активно вторгается в биосферу. Благодаря возрастающей технической оснащенности усиливается власть человека над природой. Две тысячи лет назад Европа была покрыта дремучими лесами, а теперь даже зона степей исчезает как ландшафт. На глазах двух-трех поколений стали исчезать из пищевого рациона многие естественные животные продукты (например, осетровые и лососевые рыбы, дичь), множество видов животных и растений находится на грани исчезновения, а сотни — навсегда исчезли в результате деятельности человека.
Человек, вторгаясь в природу, еще не научился в достаточной степени предвидеть и предупреждать нежелательные последствия своего вмешательства; наша власть над природой, по существу, часто оказывается призрачной. Человек использует для борьбы с «вредителями» гексахлоран, диелдрин, ртутные и сверхъядовитые вещества. Это немедленно ведет, с одной стороны, к эволюционному «ответу» природы — возникновению устойчивых к пестицидам рас насекомых, «суперкрыс», устойчивых к антикоагулянтам, и т.п. С другой стороны, это же воздействие ведет к гибели многих животных и растений, не бывших прямыми объектами нашего хозяйственного воздействия.
Часто таким же катастрофическим становится промышленное загрязнение. Миллионы тонн стиральных порошков, попадая в сточные воды, убивают высшие организмы и вызывают невиданное прежде развитие цианей и некоторых микроорганизмов. В результате большие территории и акватории на планете как бы отбрасываются на миллиарды лет назад. Эволюция в этих случаях приобретает уродливые формы, и не исключено, что в будущем человечество столкнется с неожиданной «эволюционной угрозой» со стороны каких-нибудь суперустойчивых к промышленным загрязнениям микроорганизмов, бактерий и цианей, которые смогут изменить облик нашей планеты в нежелательном направлении.
Во всех случаях происходит изменение равновесия биосферы, энергетических потоков, идущих через биогеоценозы, генетической информации, передающейся от поколения к поколению нарушаются генетические изоляционные барьеры. Изучение последствий этих изменений — важная эволюционная проблема. Без таких исследований нельзя рационально вмешиваться в процессы, протекающие в биосфере Земли. Поэтому голоса в защиту природы, ранее часто звучавшие лишь с позиций эстетики, превращаются в грозное предупреждение о важности сохранения бесценного, уникального, созданного в процессе миллиардов лет эволюции на Земле генетического фонда. Никто сегодня не может сказать, для чего нам завтра может понадобиться генофонд волка, гаттерии или махаона. Генофонды всех без исключения видов живых существ представляют собой ни с чем не сравнимый, бесценный дар эволюционного процесса. Даже частичное его уничтожение является безумием с эволюционной точки зрения.
В последние годы стали распространяться генетически модифицированные организмы (ГМО) — формы с чужеродными генами. Последствия этого вторжения в биосферу могут стать катастрофическими.
Одна из серьезных проблем охраны окружающей среды — утилизация большого количества пластмассовых отходов, в частности пленочных и полимерных покрытий. Эти отходы годами не разлагаются бактериями, сжигаются с выделением диоксидов и других опасных веществ и т.п. Направленная селекция позволила создать формы бактерий, способных разлагать подобные отходы. В другом случае в результате селекции были созданы высокопродуктивные формы микроорганизмов, способные расти и производить усвояемые белки, питаясь низкомолекулярными углеводородами нефти. Это микроэволюционное достижение имеет важное значение для обеспечения развивающегося человечества пищевым белком.
В результате специально проведенных в России работ в области управляемой микроэволюции удалось в несколько раз повысить эффективность очистки сточных вод. На первых этапах этих работ был направленно увеличен спектр наследственной изменчивости организмов, входящих в так называемый активный ил, посредством воздействия мощными мутагенами. Затем вступил в действие отбор в условиях загрязненных сточных вод разных сочетаний микроорганизмов. Эти выжившие сообщества микроорганизмов активного ила оказались способными существовать при многократно более высоких концентрациях загрязнителей. Далее, среди этих выживших сообществ проводится искусственный отбор на большую скорость минерализации ими загрязнителей (И.А. Рапопорт).
В США в 90-е гг. удалось выделить методом селекции культуру бактерии Pseudomonas cepacia, которая способна размножаться и уничтожать на субстрате хлорированных углеводородов (к этим соединениям относятся ДДТ и его производные, а также такой гербицид, как 2, 4, 5-Д).
В настоящее время во многих странах мира для борьбы с нефтяными загрязнениями земли и моря часто используют специально отселектированные штаммы микроорганизмов, способных в сотни раз быстрее, чем это происходит в природе, разложить нефтяные углеводороды и тем самым ликвидировать такие загрязнения.
Широкий простор для использования эволюционных закономерностей в практике охраны природы предоставляет природоохранная биология:
- развитие концепции минимальной жизнеспособной популяции (М. Саули) важно для сохранения редких и исчезающих видов;
- ослабление действия изоляции как фактора микроэволюции в процессе постоянно происходящей сегментации местообитаний все большего числа видов живых организмов (важно для научно обоснованного поддержания эффективной системы особо охраняемых природных территорий.