Человек и биосфера – биология

Человек и биосфера

Человек и биосфера - биология

РЕФЕРАТ

по дисциплине “Концепции современного естествознания”

по теме “Человек и биосфера”

1. Основа организации и устойчивости биосферы

Термин “биосфера” был введен для обозначения общего облика поверхности Земли, обусловленного наличием на ней всей массы живых организмов. Два главных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания (включая нижние слои атмосферы, водную среду) — сосуществуют в постоянном взаимодействии, образуя целостную систему.

Отдельные популяции живых организмов не являются изолированными от окружения. В ходе эволюции образуются биоценозы – сообщества животных, растений, микроорганизмов, В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы.

В них происходит непрерывный обмен веществом и энергией, которые реализуются множеством трофических цепочек и биогеохимических циклов. Биогеоценозы служат элементарными ячейками биосферы, которые, взаимодействуя между собой, устанавливают динамическое равновесие в ней. Живое вещество выполняет системообразующую роль в суперсистеме жизни – биосфере.

Высокая степень согласованности всех видов жизни в биосфере есть результат совместно протекающей эволюции взаимодействующих биологических систем — коэволюции. Коэволюционное развитие проявляется в тонкой взаимной приспособляемости видов, во взаимодополнении живых систем.

В конечном итоге коэволюция приводит к увеличению разнообразия и сложности в природе. В этом представлении состоит суть концепции коэволюции. Согласно ей многообразие живых организмов — это основа организации и устойчивости биосферы.

Каждый биологический вид выполняет свою функцию в биосферном циркулировании вещества, энергии, в обмене информацией и осуществлении обратных связей. В связи с этим очевидна опасность уменьшения численности видов живых организмов и сокращение генофонда, которые непрерывно происходят под давлением человеческой цивилизации на природу.

2. Эволюция биосферы

Глубокая фундаментальная взаимосвязь компонентов биосферы делает ее похожей на единый живой организм, который, родившись практически одновременно с Землей, непрерывно эволюционизирует. Планетарные масштабы этой эволюционизирующей системы и одновременно ее схожесть с живым организмом определяют место биосферы как особого уровня организации живой материи.

Эволюция биосферы предстает как процесс самоорганизации в открытой неравновесной системе планетарного масштаба, а источником упорядоченности в биосфере Земли служит отрицательный энтропийный баланс при непрерывном обмене веществом и энергией с окружением.

Источником энергии в биосфере является, прежде всего, Солнце. Мощность излучения Солнца достаточно стабильна. Однако, в истории Земли известны глобальные ритмические изменения климата. Так, за последний миллион лет было несколько оледенений. Одной из основных причин изменений климата считают небольшие вариации земной орбиты и наклона земной оси.

Они меняют количество солнечной энергии, поступающей на Землю, и ее распределение по сезонам и широтам. Этого оказывается достаточно для заметных последствий в нелинейной системе атмосфера-океан. Малые астрономические факторы являются источником значительных периодических перестроек в климате планеты, а вместе с этим — и в биосфере.

Эти глобальные циклические процессы имеют периоды сотни и десятки тысяч лет. Механизмы их влияния на эволюцию биосферы изучены пока слабо. Есть и другие механизмы космического влияния, связанные с потоком частиц (электронов, протонов, ионов и др.), поступающих к Земле от Солнца. Этот поток называют солнечным ветром.

Его интенсивность многократно возрастает при периодических выбросах вещества и излучения с поверхности Солнца — вспышках на Солнце.

Величины потоков энергии и космических частиц, воздействующих на биосферу и на ее биологические компоненты являются сложными периодическими функциями, имеющими характерные для Земли космические циклы.

Циклы, связанные с солнечной активностью, длятся примерно 11 лет. Максимумы солнечной активности проявляются на Земле в виде магнитных бурь и других явлений планетарного масштаба. Влияние солнечной активности на земные процессы носит название солнечно-земных связей.

Статистически установлена связь между уровнем солнечной активности и ходом ряда процессов в биосфере Земли (динамикой популяции, эпидемий, количеством сердечно-сосудистых кризов и др.). Известный русский ученый А.Л.

Чижевский, выполнив сопоставительные исследования в области солнечной астрономии, биологии и истории, пришел к выводу о весьма значительном влиянии периодичности солнечной активности не только на биологические, но и на социальные процессы на Земле.

Этот вывод послужил основой его концепции зависимости биологической и общественной жизни от космических ритмов и началом нового направления в биологии —гелиобиологии.

3. Суть и главная задача экологии

Установлено, что в природе невозможно выделить и изучить любую живую систему вне ее взаимосвязей с иными живыми системами и с неживым окружением. Поэтому в начале XX в.

и в науку стали все шире проникать идет холистического (то есть целостного) подхода к изучению природы.

Одним из результатов этой тенденции стала новая научная дисциплина — экология, образовавшая еще один мост между биологией и другими естественными науками, а также техническими науками и социальным знанием.

Экология — это наука об отношениях сообществ, образуемых живыми организмами, между собой и с окружающей средой. Ключевым понятием и базовой моделью экологии является экосистема. Экосистемой называют единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в которых живые и неживые элементы связаны обменом веществ и энергии.

Экология исследует процессы, влияющие на распространение и численность организмов. В современных условиях к таким процессам относятся и всевозможные проявления деятельности человека. Поэтому экология стала теоретической базой охраны природы.

Но задачи экологии значительно шире.

Главная задача экологии состоит в познании закономерностей, связанных с воспроизводством, гибелью и миграцией живых организмов, а также в выработке методов управления этими процессами в условиях возрастающего влияния человека на окружающую среду.

С развитием техники и технологии, расширением поля деятельности человека и масштабов ее последствий возникла новая комплексная проблема — экология и здоровье человека, задача которой — исследование адаптивных возможностей человека в изменяющейся среде обитания.

Опасность для человека состоит в том, что несмотря на огромные адаптивные возможности человека, они не соответствуют темпам неблагоприятных изменений в среде обитания.

Это сделало приоритетом экологии выработку принципов рационального природопользования и охраны природы

Если же иметь в виду проблему выживания человека как вида, то надо понимать специфику и мощь биосферы. История эволюции биосферы насчитывает около 4,1 млрд. лет. Род человеческий не насчитывает и 3 млн. лет. Человек же разумный (Homo sapiens) отмечен пределом не выше 40 тыс. лет.

Следовательно, инерционность биосферы выше человеческой как минимум в 100 тысяч раз. Отсюда можно сделать вывод о том, что все прогнозы о якобы существующей возможности вырождения жизни на планете “с помощью” бесхозяйственной деятельности человека или применения им средств массового поражения — несостоятельна.

Человек может уничтожить сам себя, но уничтожить жизнь в биосфере — это ему не по силам.

Так, микробы выдерживают присутствие таких ядовитых веществ, как серная кислота, фенол и сероводород, и даже могут успешно расти и размножаться на них. Биосфера, в силу своей колоссальной инерционности, без Homo sapiens быстро восстановит свои качества, как это она уже делала не раз в своей истории.

Великие потрясения биоценозов в палеозое, мезозое только стимулировали усложнение жизненных форм и в конце концов привели к появлению разума. И величие разума должно состоять в том, что он осознает возможность трагического ухода человека со сцены эволюции и сделает все, чтобы этого не произошло.

А контуры катастрофы уже просматриваются, и если она случится — значит, человек, кичащийся своим разумом, большего и не стоил.

4. Основы целостного учения Вернадского о биосфере

Российский ученый геобиохимик В.И. Вернадский в 1930-е годы, изучив роль живой материи, прослеживающейся на всем протяжении ее эволюции, пришел к выводу о неразрывной связи живых и неживых систем. В истории Земли происходил непрерывный процесс планетарной интеграции живой и неживой материи, приведший к образованию сложной единой, тонко сбалансированной системы — биосферы.

Вернадский понимал биосферу как сферу единства живого и неживого (косного). Этот вывод стал одним из принципов его биосферной теории.

Он рассматривал все разнообразие жизни на Земле как мощный фактор, вовлекающий в круговорот неорганические вещества планеты, аккумулируя энергию солнечного излучения и преобразуя ее в энергию земных процессов.

Вернадский сумел сделать фундаментальное эмпирическое обобщение: “На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем организмы, взятые в целом…”. Облик Земли как небесного тела фактически сформирован жизнью.

“Земная оболочка биосферы, обнимающая весь земной шар, имеет резко обособленные размеры; в значительной мере она обусловливается существованием в ней живого вещества — им заселена. Между ее косной частью и живыми веществами, ее населяющими, идет непрерывный материальный и энергетический обмен, выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом.

Читайте также:  Эволюция клетки - биология

Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, устремляющимся к устойчивости равновесием. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического времени связана с живым заселяющим ее веществом. В этом биогенном токе атомов и связанной с ним энергии проявляется планетарное, космическое значение живого вещества”.

Так высказался Вернадский в своем труде “Размышления натуралиста”.

5. Новое состояние биосферы в результате взаимодействия человека и природы

На ранних стадиях формирования человека его функциональная роль и значимость в биосфере ничем не отличалась от роли приматов. Но за последние века человеческий фактор в эволюции биосферы непрестанно возрастал. С древнейших времен до начала прошлого века численность людей колебалась около нескольких сотен миллионов.

Взрывной рост численности населения в XIX—XX вв. и ускорение технологического развития социума резко усилил техногенное воздействие на биосферу. Давление, оказываемое человечеством на биосферу, приобрело в результате демографического взрыва и технологической экспансии разрушительные тенденции.

Есть основания считать, что восстановительные ресурсы биосферы в значительной мере иссякли. Из-за деятельности человека навсегда исчезли некоторые экосистемы, неузнаваемо изменились многие земные ландшафты. Человек вносит принципиально новые элементы во взаимодействие с природой.

Он выступает как автономная целостность внутри биосферы, все более выходящая за рамки гармоничных отношений к ней.

Современная человеческая цивилизация характеризуется двумя противоположными тенденциями. С одной стороны, непрерывно усиливается техногенное давление цивилизации на природную среду, на биосферу.

С другой — возрастает осознание человечеством ответственности за эволюцию биосферы. Какая из тенденций возобладает, предугадать невозможно.

Однако проблема выживания человечества объективно приводит к поиску путей гармоничного сосуществования цивилизации и биосферы — коэволюции человека и биосферы.

Осмысление перспектив коэволюции человека и биосферы привело французского палеонтолога П. Тейяра де Шардена к мысли о возможности появление в будущем некоего коллективного человеческого сознания, которое станет контролировать направление эволюции.

Он рассматривал переход к этой эволюционной фазе как последовательный шаг в глобальном процессе эволюции Универсума (Вселенной). В новом состоянии биосфера переходит в сферу разумного взаимодействия человека и природы — ноосферу.

Сам термин ноосфера предложен в 1927 году другим французским ученым Э. Леруа и буквально означает “сфера разума”.

В.И. Вернадский использовал понятие ноосферы при построении своей концепции совместной эволюции биосферы и человека.

Переход к ноосфере для Вернадского означает реконструкцию биосферы в интересах мыслящего человека как единого целого.

В этом смысле понятие ноосферы объясняет растущее вторжение человека в планетарные геохимические циклы. Сбалансированное сосуществование в ноосфере предполагает управление биогеохимическими циклами.

Таким образом П. Тейяр де Шарден и В.И. Вернадский давали различающиеся понятия ноосферы. Для первого ноосфера — некий “планетарный слой” сознания и духовности. Для второго ноосфера является гармонизирующимся состоянием системы “человек-биосфера” и одновременно средой самореализации человека. Он считал ноосферу исторически неизбежной формой развития биосферы.

Вернадский начал развивать концепцию ноосферы в 1930-е годы после детальной проработки учения о биосфере. К этому времени он осознавал быстро возрастающую роль человека в формировании нового облика планеты и представлял, что человечество — не только часть биосферной биомассы.

Эволюция человека и общества сделала цивилизацию мощным фактором всей дальнейшей эволюции на земле. Все большее количество веществ и энергии вводится в биосферные процессы человеком.

Усиливающееся вторжение человека в биогеохимические циклы должно привести в будущем к целенаправленному контролю человеком глобальной биогеохимии. При этом Вернадский верил в возможность формирования созидательного коллективного разума.

Движение к ноосфере связывается им не только с проявлением планетообразующей мощи человека, но и с преобразованием самого человека.

В настоящее время под ноосферой понимают сферу взаимодействия человека и природы, в рамках которой определяющим фактором станет разумная человеческая деятельность.

Значение концепции ноосферы заключается в естественно-научном и философском обосновании модели вероятного и целесообразного направления коэволюции человеческого общества и биосферы. В концепции ноосферы проявились тенденции к интеграции естествознания и обществоведения, развившиеся в XX в.

В рамках современного взгляда на концепцию устойчивого (допустимого) ноосферного развития можно полагать, что человечеством не обязательно будут руководить мэтры науки, “знающие пути” и предписывающие их людям; человечество будет действовать либо по принципу здравого смысла, либо по обстоятельствам. Однако главное, что оно должно знать — направленность развития биосферы в рамках коэволюции ее с Человеком разумным.

Список используемой литературы

Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. – М.: Изд. ИЭМПЭ, 2008.

Недельский Н.Ф., Олейников Б.И., Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. – М: Изд. Мысль, 2006.

Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания.- М.: Изд. ЮНИТИ, 2005.

Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. – М.: Изд. ЮНИТИ, 2004.

Источник: https://botanim.ru/content/chelovek-i-biosfera-666.html

Человек и биосфера

Человек и биосфера - биология2014-05-31

Человек и изменения биосферы. Современный человек сформировалась по эволюционным меркам совсем недавно, не более 50 тыс. лет назад.

Однако лишь биологическому виду человек разумный за такой короткий период удалось получить власть над процессами, происходящими на Земле. В наше время деятельность человека стала силой планетарного масштаба, одним из решающих факторов эволюции биосферы.

В результате человек так сумела изменить окружающую среду, что поставила под угрозу факт своего существования как биологического вида и функционирования биосферы в ее нынешнем виде.

Особенно негативные изменения произошли в последние 100 лет — в период научно — технической революции. Они привели к изменению климата, загрязнение среды обитания, нарушение состава атмосферы, вымирание многочисленных видов организмов.

Вымирание организмов, живших на Земле, довольно часто случалось в прошлом. Наибольшей катастрофой биосферы считается Большое пермское вымирание, которое произошло около 251 400 000 лет назад. По данным палеонтологов, тогда вымерло 96 % всех морских видов, 70 % наземных видов позвоночных и 83 % насекомых.

Причинами катастрофы, скорее всего, были: изменение газового состава атмосферы, резкое увеличение сухости климата, подъем уровня моря, а также изменения океанических течений. Симптоматично, что подобные нарушения наблюдаются и в современной биосфере.

И возникли они в том числе и в результате деятельности человека.

Существует несколько наиболее проблемных точек взаимоотношений человека и биосферы. Каждая из них может стать причиной серьезных катаклизмов биосферного характера.

Проблема ограниченности природных ресурсов и все возрастающие потребности человека.

Как и любой биологический вид, человек не может жить без источников вещества и энергии, обеспечивающих ее жизнедеятельность, а также источников необходимых материалов для производства.

Основой человеческого существования являются природные ресурсы. Природные ресурсы можно разделить на две группы: абиотические — ресурсы неживой природы и биотические — ресурсы живой природы.

Важнейшими для человека абиотическими ресурсами является излучение Солнца, нагревает Землю и дает энергию, необходимую для фотосинтеза; пресная вода; чистый воздух; грунт; полезные ископаемые, используемые для производства энергии.

С каждым годом человек требует все больше минеральных ресурсов (полезных ископаемых), осваивает все большую часть планеты. Это достигается благодаря новым технологиям, которые открывают новые сферы применения черных и цветных металлов, различной неметаллической сырья.

В результате расширяется разработка руд, увеличивается добыча нефти и газа, в том числе и со дна моря.

Одни абиотические ресурсы являются возобновляемыми, например, солнечная радиация, энергия ветра и морских приливов. Остальные можно исчерпать только теоретически. К ним следует отнести кислород в атмосфере и пресную воду на суше.

Третья категория ресурсов однозначно относится к таким, что исчерпываются: почва, минеральные ресурсы и полезные ископаемые.

Если потерю многих минеральных ресурсов можно компенсировать (железо можно заменить деревом или полимерными веществами), то кислород и пресная вода — незаменимые.

Очевидно, человечеству следует создавать такое производство, не поглощало бы безвозвратно абиотические ресурсы, превращая какую-то их часть на отходы производства, а снова включать их в производственный цикл, подобно тому, как это происходит в круговороте вещества в биосфере.

Биотические ресурсы (животный и растительный мир), которые являются пищевыми ресурсами человека, стоит считать возобновляются. Действительно, растения и животные размножаются, а потому, если какой-то частью их разумно пользоваться, то через какое-то время они смогут полностью восстановиться. Но не все так просто.

Читайте также:  Энергетический обмен в клетке. синтез атф - биология

Прежде всего, следует четко определить, сколько и чего можно взять, исключить браконьерство — неразрешенные законом добычи, рыболовство, охота. И самое главное, нужно помнить: всякое изъятие — это разрушение природной среды обитания, в результате которого изменяются условия существования.

Восстановление популяций животных и растений может оказаться очень длительным и не всегда успешным процессом.

Особую проблему составляет противоречие между необходимостью расширять производство, с каждым годом увеличивая материальные блага (вспомните: до сих пор значительная часть населения Земли испытывает голода) и тем, что ресурсов на Земле уменьшается.

Очевидно, необходимы принципиально новые решения, связанные с использованием экологически чистого производства. Кроме того, чтобы избежать необратимых потерь природных ресурсов, необходимы новые исследования по биологии, прежде всего экологии, зоологии и ботаники.

А правительствам, их органам, принимающим решения, следует больше прислушиваться к рекомендациям ученых.

Какие воздействия человека на биосферу является наиболее отрицательными. Загрязнение воздуха. Основной причиной загрязнения атмосферы является сжигание топлива и выбросы тяжелой промышленности. В XIX в. все продукты сгорания угля, поступавших в окружающую среду, полностью усваивал растительность. Сейчас она с этой задачей справиться не может.

Более того, с каждым годом из-за вырубки лесов, прежде всего тропических, из-за того, что биомасса продуцентов с каждым годом уменьшается, растительность не в состоянии переработать огромное количество углекислого газа, который постоянно накапливается в атмосфере.

Океан и зеленые растения сейчас поглощают лишь около половины диоксида углерода, образующегося при сгорании топлива, остальное остается в атмосфере.

По подсчетам ученых, за последние 100 лет содержание С02 в атмосфере увеличилась более чем на 10 %. В результате того, что накопленный в атмосфере диоксид углерода мешает тепловому излучению Земли, возникает парниковый эффект, при котором из года в год растет средняя температура на поверхности Земли. Это приводит к таянию ледников и высушивания климата.

Жидкие и твердые частицы (пыль), взвешенные в воздухе, рассеивая световые лучи, уменьшают количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. Сейчас характерным явлением всех мегаполисов стал смог (от англ. Smoky fog — дымовой туман) — смесь тумана, пыли и дыма (рис. 147). В результате только в городах солнечная радиация уменьшается на 15 %, а ультрафиолетовое излучение — на 30 %.

Загрязнение пресных вод. Больше пресной воды расходуется на орошение. Огромную ее количество использует промышленность. Меньше ее идет непосредственно на удовлетворение физиологических потребностей населения. С каждым годом потребности в пресной воде растут. При этом все более опасным становится неравномерное распределение ресурсов пресной воды на Земле.

Загрязнение пресных вод вызвано не только тем, что в реки сбрасывают отходы производства.

Это и смывы с полей пестицидов и минеральных удобрений, отравляющих много водных организмов, прежде всего моллюсков, раков, рыб, повышают концентрацию в воде макро — и микроэлементов.

Последнее вызывает «цветение» водоемов — вспышки численности цианобактерий в жаркий период, что делает воду прудов, рек и водоемов непригодной не только для потребления, но и даже для проживания тех же животных.

Проблема пресной воды особенно актуальна для Украины. Пресная вода — один из самых дефицитных природных ресурсов нашей страны. В Украине на одного жителя приходится около 1000 м3 воды в год, тогда как согласно расчетам ООН достаточной считается величина 10000-15000 кубических метров.

Именно поэтому промышленные и коммунальные предприятия пропускают воды больше, чем ее вообще на территории Украины.

Этот парадокс означает, что одна и та же вода используется в промышленности не один раз, а поскольку полной очистки воды достичь невозможно, то в результате почти 90 % подземных и речных вод Украины имеют санитарное состояние, которое оценивается от «плохого» до «критического».

Проблемы Мирового океана. С речным стоком, выбросами морского транспорта и, особенно, из-за аварий танкеров в море попадает огромное количество нефтепродуктов (рис. 148), солей тяжелых металлов, пестицидов. Загрязнение многих морей достигло угрожающих их биоты масштабов. В частности, во многом критической ситуация в северо — западной части Черного и Азовского морей.

категория: Биология

Источник: http://moykonspekt.ru/biologiya/chelovek-i-biosfera/

Человек и биосфера (3)

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Введение.

Уже сотни людей побывали в космосе и через иллюминаторы космических летательных аппаратов видели внешний облик нашей планеты. Но еще в начале века В. И.

Вернадский сумел взглянуть на Землю с еще более далекого расстояния и силой могучего воображения увидел главное, что отличает Землю от других планет, – наличие на ней “проникнутой жизнью оболочки”! Она охватывает расположенные вверх и вниз от поверхности планеты многокилометровые толщи воздуха, воды, горных пород, насыщенные организмами. Освоение людьми космоса повысило верхнюю границу этой оболочки и поставило новые задачи по ее исследованию.

Наличие на нашей планете водной оболочки – гидросферы – и воздушной – атмосферы действительно является одним из ее самых заметных отличий от других планет Солнечной системы.

Но главное отличие все же состоит в том, что на Земле есть живое существо – растительный и животный мир. В связи с этим еще в 19 веке французский биолог Ж. Б. Ламарк и австрийский геолог Э. Зюсс ввели понятие биосферы.

Это искусственно созданное из греческих корней слово буквально означает “шар, наполненный жизнью, область жизни”.

Особую ценность представляет результат большой работы В.И. Вернадского по соотношению форм движения материи.

В учении о биосфере и ноосфере нашли отражение его мысли о воздействии высшей формы движения материи на низшие, о подчинении низших форм более развитым. Формы движения материи, по В.И.

Вернадскому, неразрывно связаны с пространством, временем и налагают свой отпечаток на эти коренные условия бытия.

Изучая биосферу, механизмы ее эволюции, Вернадский делает следующие обобщения:

1. Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как и всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени.

2. Человек во всех его проявлениях составляет определенную часть строения биосферы.

3. “Взрыв” научной мысли в XX столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Он не может остановиться и пойти назад. Он может только замедлиться в своем темпе.

Ноосфера – биосфера, переработанная научной мыслью, подготовлявшаяся шедшим сотнями миллионов, может быть, миллиарды лет процессом, создавшим Homo sapiens faber, не есть кратковременное и преходящее геологическое явление.

Процессы, подготовлявшиеся многие миллиарды лет, не могут быть преходящими, не могут остановиться. Отсюда следует, что биосфера неизбежно перейдет, так или иначе, рано или поздно, в ноосферу.

Цивилизация “культурного человечества”, поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, не может прерваться и уничтожиться, так как это большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологические сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой мере не было.

Глава 1:Понятие Биосфера.

Биосферой называется та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существует живое существо.

В ее состав входят не только растительный покров, животный мир и человечество, обитающие на планете, но и все реки, озера, водная масса океанов, почвенный слой, верхний слой земной коры, значительная часть тропосферы.

На поверхности Земли практически нет участков, на которых отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях, на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микроорганизмы.

В современном содержании понятие биосферы было всесторонне рассмотрено выдающимся русским ученым В. И. Вернадским. Он доказал, что вся совокупность живых организмов, обитавших и обитающих на Земле, играет огромную роль в ее геологической эволюции, во всех современных физических и химических процессах, которые протекают на земной поверхности и в водной толще океанов.

Читайте также:  Генетика пола. наследование, сцепленное с полом - биология

Все живое вещество Земли сосредоточено в очень узкой части пространства, прилегающего к земной поверхности и измеряемого по вертикали всего лишь несколькими километрами. Это меньше толщины литосферы и тропосферы, взятых вместе.

Что касается массы живого вещества, то доля всей совокупности живых организмов в общей массе Земли просто ничтожна и по отношению к массе биосферы составляет всего 0.25%.

Высказанные В. И. Вернадским взгляды о ведущей роли живого вещества в образовании современного химического состава атмосферы, гидросферы и части литосферы подтверждаются всем ходом развития науки.

Эта роль обусловлена высокой геохимической активностью живых организмов: они способны усваивать солнечную энергию и, используя ее в процессе фотосинтеза, создавать из простых веществ соединения значительно более высокой сложности.

Деятельность живых организмов на земной поверхности связана с цепочками разнообразных физико-химических превращений веществ – синтезом, трансформацией, распадом, непрерывно происходящими в биосфере.

В результате этих превращений под прямым и косвенным влиянием живых организмов возникали в геологическом прошлом и возникают в настоящее время разнообразные земные образования, которые В. И. Вернадский предложил называть биокосными природными телами. Их объемы и значение для развития жизни на Земле позволяют сопоставить биосферу с другими геосферами даже количественно.

Жизнь на нашей планете воплощается во множестве форм и на разных уровнях, но принципиально важно то, что она едина. Все формы и проявления жизни не существуют сами по себе, а связаны сложными взаимоотношениями в единый комплекс жизни.

Эти взаимоотношения и связи удивительны. Именно они осуществляют биогенный круговорот веществ, то есть саму жизнь, и не дают ей прерваться.

Взаимосвязи в биосфере очень стойки, но достаточно разорвать хотя бы одно звено или одну связь, и может погибнуть вся цепь взаимоотношений живой материи.

Каждая из оболочек Земли, в которой существует биосфера, являет собой особую, неповторимую среду жизни. Эта специфика определяет своеобразие жизненных форм, развивающихся в них. Так, вода представляет собой сплошную среду, в которой возможно существование плавающих организмов. Поэтому жизнь пронизывает толщу воды – от ее поверхности до самого дна.

Характер движения обусловливает форму тел, например обтекаемую, как у рыб, или расплывчатую, как у медуз. Относительно небольшое количество кислорода, растворенного в воде, сформировало сложную систему газообмена.

Неоднородность химического состава морской воды выработало у организмов особые приспособления для поддержания стабильности внутренней среды, например ионного состава.

Атмосфера также является сплошной средой, но она менее плотная, чем вода. Вследствие этого обитатели атмосферы не могут существовать в отрыве от поверхности Земли долгое время: нет животных, которые парили бы в воздухе постоянно.

Наконец, поверхностный слой Земли представляет собой сложное структурное образование. Для существования в нем нужны развитые органы локации в темноте, способность рыть землю, обходиться малым количеством воздуха и многое другое.

Все это можно рассматривать как условия существования жизни. Но это и результат ее существования: наличие живых существ определяет современный химический состав и физические свойства воздуха, воды, почвы.

Таким образом, биосфера, с одной стороны, и среда жизни, с другой, – результат жизнедеятельности организмов. Специфика биосферы состоит в том, что в ней все время поддерживается связанный с деятельностью живых существ круговорот веществ и четко направленные потоки энергии. Это то, чего пока не найдено ни на каких других планетах.

В течение миллиардов лет живое существо на Земле использовало и в ходе образования биокосных тел трансформировало солнечную энергию. Ее значительная часть законсервировала в угле, нефти и других полезных ископаемых органического происхождения.

Ее другая часть была использована для формирования различных горных пород биокосного происхождения (от осадочных известняков до метаморфических гранитов), накопленных солей, растворенных в воде океанов, кислорода, входящего в состав земной коры. Все эти природные тела и их компоненты, по выражению В. И.

Вернадского, представляют собой прямые и косвенные среды существования “былых биосфер”.

Земные недра “былых биосфер” свидетельствуют о прошлом Земли, о существовавшей на ней жизни. Здесь находят остатки организмов, живших тысячи и миллионы лет назад. Эти остатки, попав в реку или море, покрывались илом, песком, глиной, пропитывались солями и окаменевали. Иногда встречаются остатки растений и животных, живших сравнительно недавно и поэтому не окаменелых.

Например, в вечной мерзлоте найдено несколько трупов мамонтов, живших тысячи лет назад, но полностью сохранившихся. Гораздо чаще встречаются только скелеты древних животных, их отдельные кости, зубы, раковины. Что касается древних растений, то в земных недрах находят стволы деревьев, отпечатки листьев на камнях.

По отложениям горных пород восстанавливают контуры древних морей, озер, рек, болот, пустынь.

Непрерывность развития организмов на Земле составляет один из основных законов биологии, открытой Ж. Ламарком и Ч. Дарвином. Установлено, что чем древнее растения и животные, населявшие Землю, тем они были проще устроены. Наоборот, чем ближе к нашему времени, тем организмы становились более сложными и более похожими на современные.

Глава 2: Биосфера и место человека в биосфере.

Термин «биосфера» появился в науке в 1875 г., однако первые представления о биосфере складывались уже в начале 19 в. Эти первые представления были, в частности, отражены в работе «Гидрология» Ж.Б. Ламарка (1802).

не пользуясь понятием «биосфера, он писал, что «все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов». В 1826 г. немецкий ученый Гумбольдт ввел понятие «жизненная среда», понимая под этим оболочку Земли, куда включал атмосферные, морские и континентальные процессы и весь органический мир.

Так в науке формировалось понятие пространства, охватываемого жизнью и ей же создаваемого. Геолог Э. Зюсс назвал это пространство «биосферой». Впоследствии понятие биосферы разрабатывалось разными исследователями. Считается, что наиболее полно концепция биосферы разработана в трудах отечественного естествоиспытатели и философа В.И. Вернадского (1863-1945). В 1926 г.

вышла его работа «Биосфера», в котором ученый изложил свое учение о «живом веществе» и его геологических функциях. Суть его учения заключается в следующем:

  • биосфера — это целостная организованная система живого вещества;

  • все явления в ней — часть единого механизма биосферы;

  • живое вещество — это то звено, которое соединяет историю химических элементов с с эволюцией организмов и человека и с эволюцией всей биосферы.

Биосфера сыграла определяющую роль в возникновении атмосферы, гидросферы и литосферы. Биосфера представляет собой единство живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Биосфера в своем естественном состоянии — это монолит жизни.

Органическая жизнь сосредоточена в литосфере (верхняя часть твердой поверхности земной коры), в гидросфере (моря, реки, озера и Мировой океан), а также в тропосфере (нижние слои атмосферы).

Нижняя граница биосферы опускается на 2-3 км на суше и на 1-2 км ниже дна океана, а верхней служит так называемый озоновый экран на высоте 20-25 км, выше которого жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца убивает все живое.

Человеческое общество с его производством и созданной им искусственной средой — техносферой также является частью биосферы. Суммарная биомасса живых организмов Земли оценивается примерно в 2,4×1012 т, причем основная ее часть (более 99%) образована наземными животными, растениями и организмами.

Биомасса организмов океана ничтожно мала по сравнению с биомассой наземных организмов.

Жизнь распространена по земной поверхности крайне неравномерно и в различных природных условиях принимает вид относительно независимых комплексов — биогеоценозов или экосистем. Живая часть биогеоценоза носит название биоценоза.

Разнообразные процессы и явления, протекающие в биосфере, являются объектом исследований различных наук. Особое место при этом отводится экологии. Э.Геккель, впервые применивший этот термин (

Источник: http://works.doklad.ru/view/IZhMq8KZPPo.html

Ссылка на основную публикацию