В чем суть его учения о биосфере?

24 ответов на вопрос “В чем суть его учения о биосфере?”

  1. Remer Ответить

    Атмосфера.
    Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза.
    Гидросфера.
    Вода – важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км3. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км3, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км3. Значительные запасы воды (24 млн. км3) содержат ледники. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара.
    Литосфера.
    Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества – продукты жизнедеятельности организмов.
    Живые организмы (живое вещество).
    Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х1012т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% – животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов – 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10 12 т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.
    В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов – беспозвоночные и только 4% – позвоночные, из которых десятая часть – млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.
    Сущность учения В. И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
    Вторым главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, – писал В. И. Вернадский, – имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».
    Это взаимодействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.
    По мнению В. И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:
    открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;
    явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В. И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.
    Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.
    Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.
    Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:
    изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;
    в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего “в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно”;
    только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.);
    живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.
    В. И. Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.
    Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы “не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше”. В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.
    Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т. д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.
    В. И. Вернадский обосновал также важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

  2. Kesar Ответить

    Одним из выдающихся естествоиспытателей, посвятивших себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик Владимир Иванович Вернадский (1864-1945). Он является основоположником научного направления, названного им биогеохимией, которое легло в основу современного учения о биосфере.
    Исследования В.И. Вернадского привели к осознанию роли жизни и живого вещества в геологических процессах. Облик Земли, ее атмосфера, осадочные породы, ландшафты — все это результат жизнедеятельности живых организмов. Особую роль в становлении лика нашей планеты Вернадский отводил человеку. Он представил деятельность человечества как стихийный природный процесс, истоки которого теряются в глубинах истории.
    Будучи выдающимся теоретиком, В.И. Вернадский стоял у истоков таких новых и общепризнанных ныне наук, как радиогеология, биогеохимия, учение о биосфере и ноосфере, науковедение.
    В 1926 г. В.И. Вернадский опубликовал книгу «Биосфера», которая ознаменовала собой рождение новой науки о природе и взаимосвязи с ней человека. Биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и управляемая жизнью, живым веществом планеты: «Биосфера — организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». Ученый установил, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах.
    В.И. Вернадский подчеркивал, что биосфера является результатом геологического и биологического развития и взаимодействия косного и биогенного вещества. С одной стороны, это среда жизни, а с другой — результат жизнедеятельности. Специфика современной биосферы — это четко направленные потоки энергии и биогенный (связанный с деятельностью живых существ) круговорот веществ. Вернадский впервые показал, что химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан великий планетарный процесс — ми фация химических элементов в биосфере. Эволюция видов, приводящая к созданию форм жизни, устойчива в биосфере и должна идти в направлении увеличения биогенной миграции атомов.
    В.И. Вернадский отмечал, что пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. На развитие жизни, а следовательно, на границы биосферы оказывают влияние многие факторы, и прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды в ее жидкой фазе. Ограничивают область распространения жизни также слишком высокие или низкие температуры, элементы минерального питания. К ограничивающим факторам можно отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.
    Согласно представлениям Вернадского, биосфера состоит из нескольких разнородных компонентов. Главный и основной — это живое вещество, совокупность всех живых организмов, населяющих Землю. В процессе жизнедеятельности живые организмы взаимодействуют с неживым (абиогенным) – косным веществом. Такое вещество образуется в результате процессов, в которых живые организмы не принимают участия, например, изверженные горные породы. Следующий компонент – биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, лесная подстилка, почвенный гумус и т.д.). Еше одно составляющее биосферы – биокосное вещество — результат совместной деятельности живых организмов (вода, почва, кора выветривания, осадочные породы, глинистые материалы) и косных (абиогенных) процессов.
    Косное вещество резко преобладает по массе и объему. Живое вещество по массе составляет ничтожную часть нашей планеты: примерно 0,25 % биосферы. Причем «масса живого вещества остается в основном постоянной и определяется лучистой солнечной энергией заселения планеты». В настоящее время этот вывод Вернадского называется законом константности.
    В.И. Вернадский сформулировал пять постулатов, относящихся к функции биосферы.
    Первый постулат: «С самого начала биосферы жизнь, в нее входящая, должна была быть уже сложным телом, а не однородным веществом, поскольку связанные с жизнью ее биогеохимические функции по разнообразию и сложности не могут быть уделом какой-нибудь одной формы жизни». Другими словами, первобытная биосфера изначально отличалась богатым функциональным разнообразием.
    Второй постулат: «Организмы проявляются не единично, а в массовом эффекте… Первое появление жизни… должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организмов, а их совокупности, отвечающей геохимической функции жизни. Должны были сразу появиться биоценозы».
    Третий постулат: «В общем монолите жизни, как бы ни менялись его составные части, их химические функции не могли быть затронуты морфологическим изменением». То есть первичная биосфера была представлена «совокупностями» организмов типа биоценозов, которые и были главной «действующей силой» геохимических преобразований. Морфологические изменения «совокупностей» не отражались на «химических функциях» этих компонентов.
    Четвертый постулат: «Живые организмы… своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом… непрерывной сменой поколений… порождают одно из грандиознейших планетных явлений… — миграцию химических элементов в биосфере», поэтому «на всем протяжении протекших миллионов лет мы видим образование тех же минералов, во все времена шли те же циклы химических элементов, какие мы видим и сейчас».
    Пятый постулат: «Все без исключения функции живого вещества в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами».
    Разрабатывая учение о биосфере, В.И. Вернадский пришел к выводу, что главным трансформатором космической энергии является зеленое вещество растений. Только они способны поглощать энергию солнечного излучения и синтезировать первичные органические соединения.

    Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере (1863-1945)

    К понятию «биосфера» (без самого термина) еще в начале XIX в. подошел Ламарк. Позднее (1863 г.) французский исследователь Реют применил термин «биосфера» для обозначения области распространения жизни на земной поверхности. В 1875 г. австрийский геолог Зюсс назвал биосферой особую оболочку Земли, включающую совокупность всех организмов, противопоставив ее другим
    земным оболочкам. Начиная с работ Зюсса, биосфера трактуется как совокупность населяющих Землю организмов.
    Законченное учение о биосфере было создано нашим соотечественником академиком Владимиром Ивановичем Вернадским. Основные идеи В. И. Вернадского в учении о биосфере сложились в начале XX в. Он излагал их в лекциях в Париже. В 1926 г. его идеи о биосфере были сформулированы в книге «Биосфера», состоящей из двух очерков: «Биосфера и космос» и «Область жизни». Позднее эти же идеи были развиты в большой монографии «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения», которая, к сожалению, была опубликована только через 20 лет после его смерти.
    Прежде всего В.И. Вернадский определил пространство, которое охватывает биосфера Земли, — вся гидросфера до максимальных глубин океанов, верхняя часть литосферы материков до глубины около 3 км и нижняя часть атмосферы до верхней границы тропосферы. Он ввел в науку интегральное понятие живое вещество и стал называть биосферой область существования на Земле «живого вещества», представляющего собой сложную совокупность микроорганизмов, водорослей, грибов, растений и животных. По существу, речь идет о единой термодинамической оболочке (пространстве), в которой сосредоточена жизнь и
    осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическими условиями среды (пленка жизни). Он показал, что биосфера отличается от других сфер Земли тем, что внутри нее происходит геологическая деятельность всех живых организмов. Живые организмы, преобразуя солнечную энергию, являются мошной силой, влияющей на геологические процессы.
    Специфическая черта биосферы как особой оболочки Земли — непрерывно происходящий в ней кругооборот веществ, регулируемый деятельностью живых организмов. По мнению В.И. Вернадского, в прошлом явно недооценивали вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Хотя живое вещество по объему и массе составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.
    Занимаясь созданной им наукой биохимией, изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, В.И. Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента из таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Он сформулировал три важных биогеохимических принципа:
    Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к своему максимальному проявлению. Этот принцип в наши человеком дни нарушен.
    Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, происходит в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.
    Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.
    Перечисленные геохимические принципы соотносятся со следующими важными выводами В.И. Вернадского: каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природой; жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете.
    Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и, в первую очередь, ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат Земли, а последний, в свою очередь, — жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на Земле.

    Живое вещество планеты Земля

    Главная идея В.И. Вернадского заключается в том, что высшая фаза развития материи на Земле — жизнь — определяет и подчиняет себе другие планетарные процессы. По этому поводу он писал, что можно без преувеличения утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами.
    Если равномерно распределить все живые организмы на поверхности Земли, то они образуют пленку толщиной 5 мм. Несмотря на это, роль живого вещества в истории Земли не меньше роли геологических процессов. Вся масса живого вещества, которое было на Земле, например, в течение 1 млрд лет, уже превышает массу земной коры.
    Количественной характеристикой живого вещества является суммарное количество биомассы. В.И. Вернадский, проведя анализы и расчеты, пришел к выводу, что количество биомассы составляет от 1000 до 10 ООО трлн т. Оказалось также, что поверхность Земли составляет несколько меньше 0,0001 % поверхности Солнца, но зеленая площадь ее трансформационного аппарата, т.е. поверхность листьев деревьев, стеблей трав и зеленых водорослей, дает числа совершенно иного порядка — в различные периоды года она колеблется от 0,86 до 4,20% поверхности Солнца, чем и объясняется большая суммарная энергия биосферы. В последние годы аналогичные подсчеты с применением новейшей аппаратуры провел красноярский биофизик И. Гительзон и подтвердил порядок цифр, более полувека назад определенный В.И. Вернадским.
    Значительное место в работах В.И. Вернадского по биосфере отведено зеленому живому веществу растений, поскольку только оно автотрофно и способно аккумулировать лучистую энергию Солнца, образуя с ее помощью первичные органические соединения.
    Значительная часть энергии живого вещества идет на образование в биосфере новых вадозных (неизвестных вне ее) минералов, а часть захороняется в виде органического вещества, образуя, в конечном счете, залежи бурого и каменного угля, горючих сланцев, нефти и газа. «Мы имеем здесь дело, — писал В.И. Вернадский, — с новым процессом, с медленным проникновением внутрь планеты лучистой энергии Солнца, достигшей поверхности Земли. Этим путем живое вещество меняет биосферу и земную кору. Оно непрерывно оставляет в ней часть прошедших через него химических элементов, создавая огромные толщи неведомых, помимо него, вадозных минералов или пронизывая тончайшей пылыо своих остатков косную материю биосферы».
    По мнению ученого, земная кора представляет собой в основном остатки былых биосфер. Даже гранитно-гнейсовый ее слой образовался в результате метаморфизма и переплавления пород, возникших когда-то под воздействием живого вещества. Только базальты и другие основные магматические породы он считал глубинными и по своему генезису не связанными с биосферой.
    В учении о биосфере понятие «живое вещество» является основополагающим. Живые организмы превращают космическую лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Своим дыханием, питанием, метаболизмом, смертью и разложением, длящимся сотни миллионов лет, непрерывной сменой поколений они порождают существующий только в биосфере грандиознейший планетарный процесс — миграцию химических элементов.
    Живое вещество, согласно теории В. И. Вернадского, — биогеохимический фактор планетарного масштаба, под воздействием которого преобразуется как окружающая абиотическая среда, так и сами живые организмы. Во всем пространстве биосферы происходит порожденное жизнью непрестанное перемещение молекул. Жизнь решающим образом воздействует на распределение, миграцию и рассеяние химических элементов, определяя судьбу азота, калия, кальция, кислорода, магния, стронция, углерода, фосфора, серы и других элементов.
    Эпохи развития жизни: протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой отражают не только формы жизни на Земле, но и ее геологическую летопись, ее планетарную судьбу.
    В учение о биосфере органическое вещество наряду с энергией радиоактивного распада рассматривается как носитель свободной энергии. Жизнь же рассматривается не как механическая сумма индивидуумов или видов, а как по сути — единый процесс, охватывающий все вещество верхнего слоя планеты.
    Живое вещество изменялось в течение всех геологических эпох и периодов. Следовательно, как отмечал В.И. Вернадский, современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох. В то же время в рамках значительных геологических отрезков времени количество живого вещества не подвержено заметным изменениям. Эта закономерность была сформулирована ученым как константное количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода).
    Живое вещество выполняет в биосфере следующие биогеохимические функции: газовую — поглощает и выделяет газы; окислительно-восстановительную — окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов; концентрационную — организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах азот, фосфор, кремний, кальций, магний. В результате выполнения этих функций живое вещество биосферы из минеральной основы создает природные воды и почвы, оно создало в прошлом и поддерживает в состоянии равновесия атмосферу.
    При участии живого вещества идет процесс выветривания, и горные породы включаются в геохимические процессы.
    Газовая и окислительно-восстановительная функции живого вещества тесно связаны с процессами фотосинтеза и дыхания. В результате биосинтеза органических веществ автотрофными организмами было извлечено из древней атмосферы огромное количество углекислого газа. По мере увеличения биомассы зеленых растений изменился газовый состав атмосферы — уменьшилось содержание углекислого газа, и увеличилась концентрация кислорода. Весь кислород атмосферы образован в результате процессов жизнедеятельности автотрофных организмов. Живое вещество качественно изменило газовый состав атмосферы — геологической оболочки Земли. В свою очередь, кислород используется организмами для процесса дыхания, в результате чего в атмосферу вновь поступает углекислый газ.
    Таким образом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы лет атмосферу нашей планеты. Увеличение концентрации кислорода в атмосфере планеты повлияло на скорость и интенсивность окислительно-восстановительных реакций в литосфере.
    Многие микроорганизмы непосредственно участвуют в окислении железа, что приводит к образованию осадочных железных руд, или к восстановлению сульфатов с образованием биогенных месторождений серы. Несмотря на то, что в состав живых организмов входят те же химические элементы, соединения которых образуют атмосферу, гидросферу и литосферу, организмы не повторяют полностью химический состав среды.
    Живое вещество, активно выполняя концентрационную функцию, выбирает из среды обитания те химические элементы и в таком количестве, которое ему необходимо. Благодаря осуществлению концентрационной функции живые организмы создали многие осадочные породы, например, залежи мела и известняка.
    В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется кругооборот химических элементов. Таким образом, живое вещество биосферы, выполняя геохимические функции, создает и поддерживает равновесие биосферы.

    Эмпирические обобщения В.И. Вернадского

  3. ZOMEXU Ответить

    * информационный (принципы организации и управления в живой природе);
    * пространственно-временной (формирование и эволюция различных структур биосферы);
    * ноосферный (глобальные аспекты воздействия человека на окружающую среду).
    Важнейшие научныеположения:
    · Живое вещество есть планетное явление и не может быть оторвано от биосферы, геологической функцией которого является. В пределах биосферы везде встречаются либо живое вещество, либо следы его биохимической деятельности. Горные осадочные породы (известняки, глины, торф и др.) и их метаморфические производные (мрамор, сланцы, угли и др.), природные воды и газы атмосферы (кислород, азот, углекислый газ) в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои земной коры, лишенные в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, В.И. Вернадский относил к «былым биосферам».
    · Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю ее и всё в ней, и биосфера должна рассматриваться как область превращения космической энергии.
    · Биосфера есть планетное явление космического характера.
    Учение о биосфере основано на следующих принципах:
    1. Принцип целостности утверждает, что биосфера, вся жизнь, всё живое вещество существуют как единое целое. Жизнь является необходимой и закономерной частью стройного космического механизма.
    2. Принцип гармонии биосферы заключается в ее организованности, стройности, неразрывной связи в ней живых и неживых компонентов.
    3. Принцип значительности роли живого в эволюции Земли утверждает, что на земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей и более могущественной по своим конечным последствиям, чем организмы, взятые в целом. Облик Земли как небесного тела фактически сформирован жизнью.
    4. Основная космическая роль биосферы состоит в трансформации солнечной энергии в действенную энергию Земли. Вернадский подчёркивал важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии.
    5. Принцип давления жизни. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества. Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдерживать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.
    6. Принцип растекания жизни. Растекание жизни есть проявление её геохимической энергии. Живое вещество, подобно газу, растекается по земной поверхности в соответствии с правилом инерции. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.
    7. Принцип автотрофности. Автотрофными называют организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования этих зелёных автотрофных организмов определяется областью проникновения солнечных лучей.
    8. Принцип поля жизни. Жизнь целиком определяется полем устойчивости зелёной растительности, а пределы жизни – физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определённых условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обуславливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Интервал в 4330С (от –2520С до +1800С) является предельным тепловым полем.
    9. Принцип постоянства жизни. Биосфера в основных своих чертах представляет один и тот же химический аппарат с самых древних геологических периодов. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только её форма. Само живое существо не является случайным созданием.
    10. Принцип повсеместности жизни в биосфере (принцип всюдности жизни). Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.
    11. Принцип нахождения живых элементов. Формы нахождения живых элементов: а) горные породы и минералы; б) магмы; в) рассеянные элементы; г) живое вещество. Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел гласит: раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний, и организм вводит в себя только необходимое количество элементов.
    12. Принцип постоянства количества живого вещества в биосфере. Живое вещество является посредником между Солнцем и Землёй и стало быть: либо его количество должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики.
    13. Принцип устойчивого равновесия. Всякая система достигает устойчивого равновесия, когда её свободная энергия равняется или приближается к нулю, то есть когда вся возможная в условиях системы работа произведена.

  4. капелюшка Ответить

    «Лик нашей планеты по существу сформирован жизнью», – такими словами определил В.И. Вернадский исключительную роль живого вещества в эволюции Земли.
    Одним из главных аспектов учения В.И. Вернадского является также разработанное им представление об организованности биосферы,ее внутренней гармонии, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды, обеспечивающей состояние устойчивого динамического равновесия.
    В основе организованности и устойчивого динамического равновесия Биосферы как экологической системы лежат такие функции живого вещества такие как энергетическая, деструктивная, концентрационная и средообразующая.
    Энергетическая функциявыполняется прежде всего растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений, энергия которых в дальнейшем является источником действенной химической энергии биосферы и всей земной коры.
    Внутри экосистемы эта энергия рассеивается, а частично накапливается в отмершем органическом веществе и переходит в ископаемое состояние. Именно так образовались залежи ископаемых, служащие в настоящее время энергетической базой для жизни и работы людей. Растения – главный источник пищи для людей и сельскохозяйственных животных.
    Деструктивная функцияживого вещества состоит в разложении горных пород и вовлечении образовавшихся минералов в биотический круговорот. Мертвая органика разлагается до простых неорганических соединений – углекислого газа, воды, сероводорода, метана и др., которые вновь используются в начальном звене круговорота. Разлагая минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы – калий, кальций, натрий, азот, фосфор и др. микроэлементы. Благодаря деструктивной деятельности организмов создается уникальное свойство – ее плодородие.
    Концентрационная функция живых организмов заключается в избирательном накоплении атомов веществ, рассеянных в природе. Способность концентрировать элементы из объектов окружающей среды (почвы, воды, атмосферного воздуха) – это характерная особенность живого вещества. Например, морские организмы активно концентрируют рассеянные минералы для построения своих скелетов или покровов. Существуют, например, кальциевые организмы – это моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, известковые водоросли и кремниевые – диатомовые водоросли, радиолярии. Морские организмы способны накапливать микроэлементы, тяжелые металлы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк и др.), также радиоактивные элементы (стронций-90, цезий-137, иод-131 и др). Их концентрации в теле беспозвоночных и рыб могут в сотни тысяч раз превосходить содержание в морской воде. Благодаря концентрационной функции морские организмы очень полезны как источник микроэлементов, и в то же время их употребление в пищу может грозить отравлениями тяжелыми металлами или быть опасными в связи с повышенной радиоактивностью.
    И наконец, средообразующая функцияорганизмов состоит в трансформации физико-химических параметров среды (литосферы, гидросферы, атмосферы) в условия, благоприятные для существования организмов. Средообразующие функции живого вещества создали и поддерживают в равновесии баланс веществ и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе и человека.
    Так в результате средообразующей функции был преобразован газовый состав первичной атмосферы, изменился химический состав вод первичного океана, образовалась толща осадочных пород в литосфере, произошли глобальные изменения климата, на поверхности суши возник плодородный почвенный покров.
    Свою планетарную функцию организмы осуществляют за счет весьма быстрого размножения. Расчетная величина биомассы живого вещества, воспроизведенного за время жизни биосферы – это около 3 млрд лет – более чем в 10 раз превышает массу земной коры. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, чем живые организмы, взятые в целом.
    Выявление планетарных функций живого вещества закономерным образом привел В.И. Вернадского к осмыслению космических функций живой материи. Согласно его представлениям, живое вещество активно проявляло себя уже в самые начальные периоды геологической активности земли. Оно реализует свою активность в потоках энергии, химических элементов и соединений во взаимодействии как с косным веществом планеты, так и с космосом. Живое вещество пронизывается космическими излучениями, многие из которых (и это также позднее было обосновано открытиями многочисленных классов элементарных частиц и типов излучений) являются еще неведомыми для научного знания. В.И. Вернадский специально подчеркивает, что взаимодействие с космосом не ограничивается только известными современной науки потоками солнечного и космического излучения. «На основании всего эмпирического понимания природы необходимо допустить, что связь космического и земного всегда обоюдная и что необходимость космических сил для проявления земной жизни связана с ее тесной связью с космическими явлениями, с ее космичностью».
    Космические излучения могут определенным образом влиять на характер информации, которой обмениваются клетки с помощью слабых электромагнитных полей, и тем самым воздействовать на многие процессы жизнедеятельности в многоклеточных ансамблях.
    Итак, форма, структура, в которой существует и развивается живое вещество на нашей планете, – это биосфера. Она должна рассматриваться в соответствии с обобщающим естественнонаучным подходом как единый, целостный планетарный “организм”. Отдельные части этого «организма» связаны биогеохимическими функциями, (круговые циклы земного углерода, кислорода, азота, фосфора, других биогенных элементов). Вся анатомия, физиология, механизмы регулирования этого «организма» взаимосвязаны. Они не могут быть в достаточной степени поняты без анализа единого «планетарного организма» живого вещества в целом.
    Исходя из принципа целостности биосферы, принципа единства живого и неживого (косного) В.И. Вернадский считал, что жизнь на Земле присутствовала всегда, т.е. возникла вместе с формированием планеты, и убедительным доказательством этого, по его мнению, является присутствие всех химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, за исключением радиоактивных элементов, в живом веществе. Согласно его убеждению, в течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались эпохи, лишенные жизни.
    Венцом творчества В.И Вернадского стало учение о ноосфере т.е. сфере разума, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития.
    Понятие ноосферы появилось в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы. На протяжении всего периода своего существования имело место воздействие человечества на природу, однако до сравнительно недавнего времени оно было незначительным. Лишь по мере развития производительных сил общества, роста технической и технологической вооруженности, особенно начиная с 19 в., это воздействие быстро усиливалось и в настоящее время по своим разрушительным масштабам превратилось в мощную геологическую силу, способную оказывать влияние на ход биогеохимических и других процессов не только в рамках планеты, но и в околоземном пространстве.
    В настоящее время человек способен изменить согласно своим представлениям и потребностям ту биосферу, которая складывалось в течение всей геологической истории Земли. Это означает, что человеческая деятельность превратилась в главный, определяющий фактор развития биосферы, и от того как человечество будет строить свои отношения с природой напрямую зависит его дальнейшая судьба.
    Реально просматриваются два альтернативных варианта, один из них – это действительно превращение биосферы в ноосферу, т.е. в «сферу взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития», либо дальнейшая деградации биосферы в результате усиления техногенной нагрузки, грозящей гибелью человечества уже в недалеком будущем. Третьего не дано.
    Истинная значимость учения В.И. Вернадского о биосфере опередила время. Особенно наглядно она проявилась лишь во второй половине 20-го столетия, чему способствовало бурное развитие экологии, и прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием.
    Контрольные вопросы:
    1. Что такое «понятие»?
    2. Что общего и в чем отличие понятий: организм, популяция, сообщество?
    3. Статистические и динамические свойства популяций.
    4. Из каких компонентов состоит экосистема?
    5. Чем отличается биогеоценоз от экосистемы?
    6. Классификация экосистем, их свойства.
    7. Определение и структура биосферы.
    8. Роль фотосинтеза в эволюции биосферы.
    9. Перечислите и раскройте свойства биосферы.
    10. Трофические уровни экосистем.
    11. Экологические пирамиды.
    12. Первичная и вторичная продуктивность экосистем.
    13. Динамика экосистем: гомеостаз и сукцессия.
    14. Что такое экологические факторы?
    15. Что такое экологически опасные факторы?
    16. Функции живого вещества биосферы.
    17. В чем состоит учение о биосфере?
    1.3. Основные функциональные законы экологии.
    Законы природы – это некие общие, существенные свойства объектов и явлений окружающего мира, отражающие процессы их функционирования и развития.
    Эти законы существуют объективно, вне и независимо от сознания людей, и поэтому не могут быть уничтожены или созданы заново. Понятие закона есть одна из ступеней познания человеком единства и связи, взаимозависимости и целостности мировых процессов и явлений.
    Современная экология располагает множеством законов (правил, принципов). Среди них встречаются как законы детерминистского типа, жестко регулирующие взаимоотношения между экосистемами и компонентами внутри них, так и вероятностные, т.е. представляющие собой тенденции, которые действуют не всегда и не во всех без исключения случаях. Есть среди них и такие, которые не претендуют на академическую строгость, но выражают важные экологические закономерности. К ним, в частности, относятся широко известные законы-афоризмы американского эколога Б. Коммонера.
    В данной главе мы рассмотрим функциональные законы экологии, которые раскрывают общие закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов.
    Любой экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве. Экологические факторы характеризуются как природными изменениями (изменение, например, температуры, освещенности в течение суток) так и изменениями под влиянием антропогенной деятельности человека, что проявляется в изменении режима (абсолютных значений и динамики) экологических факторов, а также – состава факторов, например, при внесении ксенобиотиков в природные системы.
    Ксенобиотики – чужеродные для организмов вредные соединения (пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные вещества и др.), которые, попадая в окружающую среду в значительных количествах, вызывают гибель организмов, а также нарушают нормальное течение природных процессов в биосфере.
    Живой организм в природных условиях одновременно подвергается воздействию со стороны не одного, а многих экологических факторов – как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах или дозах. Если эти количества соответствуют наследственно закрепленным требованиям организма (т.е. генотипу), то он способен выживать и давать жизнеспособное потомство.
    Закономерности влияния факторов на живые организмы определяются функциональными экологическими законами, которых, по данным разных авторов, насчитывается до 6 – 7 десятков, включая правила и принципы. Остановимся лишь на основных, наиболее универсальных из них. Это, например:
    – закон минимума (закон Либиха);
    – закон независимости факторов;
    – закон толерантности (закон Шелфорда);
    – закон конкурентного исключения, (принцип исключения Гаузе);
    – закон развития экосистем (принцип сукцессионного замещения);
    – закон ограниченности природных ресурсов (закон «шагреневой кожи»);
    – закон однонаправленности потока энергии;
    – закон пирамиды энергий;
    – закон биологического усиления;
    – закон сохранения устойчивого равновесия экосистем (принцип Ле Шателье – Брауна);
    – закон эмерджентсности;
    И наконец, экологические законы-афоризмы Б. Коммонера.

  5. Kajidal Ответить

    Учение о биосфере Земли — одно из крупнейших и наиболее интересных обобщений современного естествознания. Оно является научной основой для исследования природных объектов и комплексного подхода при организации современного производства.
    Жизнь на планете протекает и развивается лишь в тонком слое атмосферы, гидросферы и литосферы. Вот эту тонкую земную оболочку, населенную организмами, принято называть биосферой.
    Биосфера — область «жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором обитают живые существа.
    Величие В.И. Вернадского в том, что он впервые понял и научно обосновал единство человека и биосферы.
    Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) — крупный отечественный ученый, минералог и кристаллограф, один из основоположников геохимии и биогеохимии.
    Суть этого учения: биосфера – это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.
    Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере.
    Прежде всего, В.И. Вернадский определил пространство, охватываемое биосферой Земли. Биосфера (греч. «биос» — жизнь; «сфера» — шар) — оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы, гидросферу.
    Планета Земля характеризуется наличием трех поверхностных геосфер — гидросферы, литосферы, атмосферы.
    Гидросфера, или водная оболочка Земли, представлена океанами, морями, озерами, реками и искусственными водоемами. Водная оболочка покрывает около 71% поверхности земного шара, наибольшая глубина в западной части Тихого океана достигает 11,5 км (Марианская впадина).
    Литосфера, или земная кора, представляет собой внешнюю твердую оболочку земного шара мощностью в несколько десятков километров. В контексте биосферы под литосферой обычно понимают только поверхностную ее часть — почву.
    Атмосфера, или воздушная оболочка, состоит из нескольких слоев: тропосферы до 15 км высоты над поверхностью Земли; стратосферы, с озоновым экраном, простирающейся до 100 км высоты; ионосферы, представляющей слой разреженного газа, высотой до 500 км.
    Биосфера включает в себя:
    1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).
    2) Тропосфера (нижний слой атмосферы).
    3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.).
    4) Литосфера (верхняя часть земной коры).
    Возраст биосферы приблизительно 4 млрд. лет.
    Схема строения биосферы
    Вернадский различал следующие категории веществ:
    1) живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих биосферу, (от простейших вирусов до человека), характеризуется химическим составом, массой, энергией, информацией; трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот). Живое вещество — «функция биосферы», а биосфера — результат развития живого веществ.
    2) биогенное вещество — продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть, торф, мел);
    3) биокосное вещество — продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). Имеет минеральную основу, которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов (почвенный покров, воздух, вода).
    4) косное вещество — все, что не имело связи с живым (застывшая лава, вулканический пепел).
    5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.).
    6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.
    7) Вещество космического происхождения – метеориты, протоны, нейтроны, электроны.
    В пределах биосферы существуют 4 среды жизни: две мертвые (вода, воздух), одна биокосная (почва) и одна живая (организм).
    Процессы, протекающие в экосистеме (число живых организмов, скорость их развития и т.п.), зависят от количества энергии, поступающей в экосистему, и от циркуляции веществ в экосистеме. Биосфера является энергетически незамкнутой системой, в которой идет поглощение энергии из внешней среды.
    Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов , из них 0,5 – растения, 1,5 – растения и микроорганизмы (из них 1 млн. насекомых).
    Основной особенностью живого существа является, кроме клеточной деятельности и передачи информации, способ использования энергии. Живые существа улавливают энергию космоса в виде солнечного света, удерживают ее в виде энергии сложных органических соединений (биомасса), передают ее друг другу и трансформируют в другие виды энергии (механическую, электрическую, тепловую). Неживые вещества преимущественно рассеивают энергию.
    Живое вещество, биосфера, преобразует энергию Солнца в свободную энергию, способную совершать работу. Работа, производимая жизнью, состоит в переносе и перераспределении химических элементов в биосфере.
    Все почвы и минералы поверхности (чернозем, глина, известняк, руда, месторождение углей и нефти) образовались под воздействием жизни.
    Преобразование энергии в организмах основано на разнице температуры и других принципах. Живые существа следует рассматривать как химические машины, где химическая энергия преобразуется в другие виды энергии.
    Особенности функционирования живых существ:
    • способность к самовоспроизведению;
    • способность образования полимерных оболочек, ограждающих живое вещество от косной среды;
    • способность аккумулировать и передавать химическую
    энергию, а также осуществлять химические реакции в нормальных условиях температуры и давления без образования побочных продуктов. Жизнь на Земле идеально экологична.
    Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии.
    Круговорот веществ в биосфере
    Основной принцип функционирования экосистем — получение ресурсов и избавление от отходов происходит в рамках круговорота всех элементов.
    Рассмотрим такой круговорот для основных компонентов, входящих в состав биосферы.
    Круговорот углерода
    Для примера рассмотрим круговорот углерода. В атмосфере запасы углерода в виде СО2 невелики, в земной коре они присутствуют в виде ископаемого топлива. Когда около 2 млрд лет назад на Земле появилась жизнь, атмосфера в основном состояла из СО2. Первые организмы были анаэробными, т.е. жили в отсутствие кислорода. Накопление кислорода обусловлено существованием зеленых растений. Сейчас его запасы на Земле оцениваются в 1,6-105т. Эту массу зеленые растения могут создать за 10 тыс. лет. Поступивший в атмосферу по разным причинам углерод усваивается зелеными растениями, выделяющими в процессе своей жизнедеятельности кислород. А в результате потребления животными органических соединений происходит окисление органических веществ до углекислого газа, который поступает в атмосферу. Иными словами, углерод — главный участник биотического круговорота. Человек активно вмешивается в этот круговорот, что может в ближайшие 100 лет привести к изменениям климата, подъему океана, уменьшению количества кислорода в составе атмосферы и пр.
    Круговорот серы
    Сера преобразуется в различные соединения и циркулирует в биосфере. Из природных источников она попадает в атмосферу в следующем виде:
    сероводород (H2S) — бесцветный, дурно пахнущий ядовитый газ — при извержении вулканов, при разложении органических веществ в болотах и затапливаемых приливами низинах;
    диоксид серы (SO;) — бесцветный, удушливый газ при извержении вулканов;
    частицы сульфатных солей (например, сульфат аммония) – из мельчайших брызг океанической воды.
    Около трети всех соединений серы и 99 % диоксида серы, попадающих в атмосферу, имеют антропогенное происхождение. Сжигание серосодержащих углей и нефти для производства электроэнергии дает примерно две трети всех антропогенных выбросов двуокиси серы в атмосферу. Остальная треть приходится на такие технологические процессы, как переработка нефти, выплавка металлов из серосодержащих медных, свинцовых и цинковых руд.
    В атмосфере двуокись серы окисляется кислородом до газообразного триоксида серы, который при реакции с водяным паром образует мельчайшие капельки серной кислоты (H2SO4). Взаимодействуя с другими атмосферными компонентами, триоксид серы может образовывать мельчайшие частицы сульфатных солей. Серная кислота и сульфатные соли вносят свой вклад в образование кислотных осадков, нарушающих жизнедеятельность лесных и водных экосистем.
    Круговорот воды
    Гидрологический цикл, в процессе которого происходит накопление, очистка и перераспределение планетарного запаса воды, состоит в следующем. Солнечная энергия и земное притяжение непрерывно перемещают воду между океанами, атмосферой, сушей и живыми организмами. Важнейшими процессами этого круговорота являются испарение, конденсация, осадки и сток воды назад в море для возобновления цикла.
    Под воздействием поступающей солнечной энергии вода испаряется с поверхности океанов, рек, озер, почв и растений и поступает в атмосферу. Ветры и воздушные массы переносят водяной пар в различные районы Земли. Понижение температуры в отдельных частях атмосферы приводит к конденсации водяного пара, образованию облаков и туманов и выпадению атмосферных осадков.
    Часть пресной воды возвращается на поверхность земли в виде осадков, замерзает в ледниках. Однако в основном она заполняет понижения и ложбины и стекает в ближайшие озера, ручьи и реки, которые несут ее назад в океан, тем самым, замыкая кольцо круговорота. Такой сток пресных вод с поверхности суши вызывает также эрозию почв, которая приводит к перемещению различных химических веществ в рамках других биогеохимических циклов.
    Значительная часть возвращаемой на сушу воды просачивается глубоко в фунт. Там происходит накопление фунтовых вод в водоносных горизонтах — подземных резервуарах. Подземные источники и водотоки в итоге возвращают воду на поверхность суши и в реки, озера, ручьи, откуда она вновь испаряется или стекает в океан. Однако циркуляция подземных вод происходит несравнимо медленнее, чем циркуляция поверхностных и атмосферных вод.
    Эволюция биосферы
    Первый этап — возникновение и формирование биосферы, характеризуется развитием в гидросфере простейших водных организмов. Это были одноклеточные прокариоты (организмы, не имеющие оформленного ядра), которые в ходе эволюции разделились — на одноклеточных и многоклеточных, растения и животных, особей мужского и женского пола, продуцентов, консументов и редуцентов.
    Постепенное увеличение в воде количества кислорода за счет жизнедеятельности организмов и его диффузия в атмосферу сделали возможным быстрое распространение жизни и развитие, обладающих оформленным ядром, клеток, что привело к эволюции более сложных живых систем.
    Когда содержание кислорода около 700 млн. лет назад достигло примерно 8%, появились первые многоклеточные организмы.
    Примерно 600 млн. лет назад произошел эволюционный взрыв новых форм жизни таких, как губки, кораллы, черви, моллюски, морские водоросли и др.
    Таким образом, длительный период (3500 — 400 млн. лет назад) вода была главной средой жизни, а эволюция в ней дошла до высших растений и позвоночных животных.
    Вторым этапом эволюции биосферы можно считать появление у гидробионтов паразитов (временных вредных сожителей) и симбионтов (постоянных полезных сожителей). Это привело к формированию второй среды жизни — организма. Явление симбиоза (и паразитизма) продолжало развиваться и с появлением новых сред жизни (воздух, почва).
    Третий этап эволюции биосферы — выход организмов из водной среды на сушу, где под их непосредственным влиянием сформировались новые среды жизни — воздух и почва. Выход растений на сушу представлял собой настоящую революцию в истории биосферы, так как развитие окислительной атмосферы в результате фотосинтеза способствовало возникновению многоклеточности. обеспечило выход жизни на сушу. Образование почвы изменило структуру поверхностного слоя планеты, создав условия для мощного развития растительности. Это создало предпосылки для выхода на сушу различных животных. Началось формирование наземных позвоночных. Некоторые амфибии приобрели способность размножаться вне воды. Появились первые пресмыкающиеся. Насекомые начали завоевывать воздушную среду. 190 — 230 млн. лет назад на суше имело место взрывное развитие пресмыкающихся. Это было время динозавров. Около 190 млн. лет назад появились первые млекопитающие, птицы.
    Таким образом, около 400 — 350 млн. лет тому назад в биосфере сформировались четыре среды жизни, существующие и поныне: вода, почва, воздух и организм. На протяжении последующей истории Земли шло развитие этих сред жизни, обогащался их химический состав, возникали новые обитатели.
    Четвертым этапом эволюции биосферы следует считать появление живорождения у животных: до рождения развивающихся в специальных органах тела матери, а после рождения ведущих свободный образ жизни в воде, воздухе или почве.
    Пятым этапом эволюции биосферы следует считать социальный, когда человек из обычного биологического вида стал биосоциальным существом. На данном этапе эволюции биосферы развивающийся человек все более активно входит в различные биоценозы и экосистемы. Он истребляет одни виды, приручает и окультуривает другие, создает новые сорта растений и породы животных.
    Шестой этап эволюции биосферы связан с ее переходом под влиянием разумной деятельности человека в состояние ноосферы (сферы Разума). Развитие жизни (биогенез), по представлениям В.И.Вернадского, пойдет по пути развития разума (ноогенеза).
    В связи с развитием общества и усилением его отрицательных воздействий на биосферу, особенно с наступлением эпохи научно-технической революции, приведшей биосферу в состояние глобального экологического кризиса, переход биосферы в ноосферу отодвинулся на неопределенное время. Техносферу не следует считать особым этапом развития биосферы, а лишь результатом воздействия человека на окружающую среду в условиях развития современного общества, одерживающего переход к ноосфере. Следует отметить, что предотвратить изменение среды невозможно, как невозможно остановить прогресс человеческого общества. Очевидно, необходимо так управлять процессами взаимоотношений между человеком и биосферой, чтобы они были взаимно выгодны и чтобы развитие общества не привело к деградации биосферы.
    Итак, в процессе развития биосферы выделяют 3 уровня :
    1) Биосфера     (где человек воздействовал на природу незначительно).
    2) Биотехносфера
    Техносфера     представляет собой совокупность искусственных объектов, созданных целенаправленной деятельностью человека, и природных объектов, измененных этой деятельностью. Современная биосфера – это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Человеческое общество – это один из этапов развития жизни на Земле. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. Техника – это качественно новый этап ее развития. Возникает вопрос – каким путем пойдет развитие человека и биосферы в будущем, какими средствами избежать необратимых последствий в природе. Предотвратить изменения невозможно. Очевидно, что следует научиться управлять процессами между человеком и природой так, чтобы они были взаимовыгодны.
    3) Ноосфера – сфера разума.
    Это понятие ввел французский математик и философ Ле-Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. В ноосфере человек становится крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни. Человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может. Его существование – есть функция биосферы, которую он неизбежно изменяет.

  6. Hutius Ответить

    Содержание
    Введение………………………………………………………………………….3
    Понятие
    о биосфере………………………………………………………4
    Учение
    В.И.Вернадского о биосфере……………………………………5
    Структура
    биосферы……………………………………………………12
    Живое
    вещество………………………………………………………….14
    Функции
    живого вещества……………………………………………..16
    Список
    используемой литературы……………………………………………24
    Введение
    История
    науки знает немало великих имён, с
    которыми связаны фундаментальные
    открытия в области естественных и
    общественных наук, однако в подавляющем
    большинстве случаев это –учёные,
    работавшие в одном направлении развития
    наших знаний. Значительно реже появлялись
    мыслители, которые охватывали своим
    мудрым взором всю совокупность знаний
    своей эпохи и на столетия определяли
    характер научного мировоззрения. Такими
    были Аристотель, влияние идей которого
    закончилось только в эпоху возрождения.
    В XVIII в. в России выделилась могучая
    фигура М.В.Ломоносова, который внёс
    крупный вклад в развитие астрономии,
    физики, химии, геологии, минералогии,
    был создателем нового русского языка,
    поэтом, мастером мозаики и своими трудами
    определил мировоззрение многих поколений.
    В XX в. такой же по значению величиной в
    области естественных наук стал Владимир
    Иванович Вернадский. Он, несомненно,
    принадлежал к тем немногим в истории
    не только своего народа, но и человечества,
    кому было по силам охватить могучим
    умом целостность всей картины мира и
    стать провидцем. Одно из величайших
    достижений естествознания XX в. –учение
    Вернадского о биосфере.
    Изучение
    биосферы становится все более важной
    и актуальной задачей. Это вызвано
    непрерывно возрастающим и усложняющимся
    воздействием человека на окружающую
    среду. Особенно важно иметь представление
    о роли живых организмов – основной
    движущей силы в биосфере.
    Цель
    моей работы – раскрыть аспекты биосферной
    концепции.
    Для
    достижения данной цели я поставила
    перед собой такие задачи:
    Раскрыть
    понятие биосферы
    Рассмотреть
    Учение В.И.Вернадского о биосфере
    Показать
    структуру биосферы
    Изучить
    живое вещество
    Рассмотреть
    функции живого вещества
    Понятие о биосфере
    Биосфера
    —
    вместилище жизни, сложная, целостная
    система,
    динамическое равновесие которой
    проявляется множеством
    параметров. Само слово «биосфера»
    произошло
    от слов «био» и «сфера» — это
    область активной жизни,
    охватывающей нижнюю часть атмосферы,
    верхнюю часть
    литосферы и гидросферу.
    В
    биосфере живые организмы (живое вещество)
    и среда
    их обитания органически связаны между
    собой и взаимодействуют
    друг с другом, образуя целостную
    динамическую
    систему. В.И. Вернадский писал: «Биосфера
    — это среда нашей жизни, это та «природа»,
    которая нас
    окружает, о которой мы говорим в
    разговорном языке. Человек прежде всего
    своим дыханием, проявлением своих
    функций, неразрывно связан с этой
    «природой», хотя бы. он жил в городе или
    в уединенном домике». «Человек … как и
    все живые организмы, как всякое живое
    вещество, есть определенная функция
    биосферы… составляет
    определенную закономерность строения
    биосферы».
    «Биосфера
    – область существования живого вещества…
    Химическое состояние наружной коры
    нашей планеты, биосферы всецело находится
    под влиянием жизни, определяется живыми
    организмами». (1, с.308)
    Биосфера,
    или
    биомасса Земли, — это совокупность всех
    живых существ в природе, которая имеет
    свои границы.
    Верхний предел биосферы ограничен
    сильнейшим солнечным
    и космическим излучением, поражающим
    все живое.
    Нижний предел — высокими температурами
    недр Земли.

    Учение в.И.Вернадского о биосфере

    Разработка
    учения о биосфере имеет свою историю.
    Одним из первых
    естествоиспытателей, смотревших на
    Землю как на целое, был
    М.В.Ломоносов. Он писал в работе «О слоях
    земных», что «чернозем
    не первообразная и не первозданная
    материя, но произошел
    от согнития животных и растущих тел со
    временем», что бурый уголь, каменный
    уголь и чернозем — результаты влияния
    организмов на грунт. (2, с.557) Ломоносов
    дал общий очерк геологии Земли,
    доказывал ее древность как планеты. В
    то время даже окаменелости
    — ископаемые остатки организмов —
    далеко не всеми воспринимались
    как следы некогда бывшей жизни. В 1802 г.
    Ламарк в «Гидрогеологии»
    указывал на роль живых организмов в
    геологических
    процессах. В книге А. Гумбольдта «Космос»
    собрано много материала
    о влиянии живого на геологические
    структуры.
    Русский
    ученый В. Р. Вильямc
    доказал роль биологических факторов
    (природных сообществ высших зеленых
    растений и микроорганизмов) в формировании
    плодородия почв. Он первым подчеркнул
    значение биологического круговорота
    элементов в формировании не только
    органической, но и минеральной части
    почв, разработал научные основы
    травопольной системы земледелия (1914).
    Докучаев, преподававший минералогию,
    определил жизненные
    интересы В. И. Вернадского еще в
    студенческие годы. Вернадский
    исследовал эволюцию минералов земной
    коры (1908), создал геохимическую
    классификацию химических элементов,
    разработал учение о миграции атомов в
    земной коре, заложил основы генетического
    направления в минералогии, и именно
    общие проблемы минералогии и геологии
    привели его к концепции биогеохимии
    (1917). «Биосфера» Вернадского дает
    целостную картину механизма формирования
    земной коры с учетом определяющего
    влияния жизни.
    В.И.Вернадский
    создал учение о биосфере как об активной
    оболочке Земли, в которой совокупная
    деятельность живых организмов —
    геохимический
    фактор
    планетарного
    масштаба и значения. Термин «биосфера»,
    введенный (1875) Э.Зюссом, относился к
    совокупности организмов, обитающих на
    поверхности Земли. В понятие живых
    организмов Вернадский включил и человека.
    Он выделял в биосфере косное
    (солнечная
    энергия, горные породы, минералы и т.д.)
    и биокосное
    (почвы,
    поверхностные воды и органические
    вещества). Хотя живое вещество по массе
    и объему составляет незначительную
    часть биосферы, оно играет основную
    роль в геологических процессах, связанных
    с изменением нашей планеты.
    По
    Вернадскому, биосфера — это живое
    вещество планеты и преобразованное им
    косное вещество. Понятие «биосфера» —
    фундаментальное понятие биогеохимии,
    а не биологическое и не геологическое.
    Биосфера организует процессы на Земле
    и около Земли, в ней происходят
    биоэнергетические процессы и обмен
    веществ вследствие жизнедеятельности.
    Живой организм — неотъемлемая часть
    земной коры, могущая изменять ее. Живое
    вещество — совокупность организмов,
    участвующих в геохимических процессах.
    Организмы берут из окружающей среды
    химические элементы, строят из них тела,
    возвращают их в ту же среду и в процессе
    жизни и после своей смерти. Потому живое
    вещество связывает биосферу воедино,
    является системообразующим фактором.
    Изменения в живом веществе происходят
    существенно быстрее, чем в косном,
    поэтому в нем пользуются понятием
    исторического времени, а в косном —
    геологического. В ходе геологических
    времен растет мощь живого вещества и
    его воздействия на косное вещество, и
    только в живом веществе за эти времена
    происходят качественные изменения. И
    живое вещество, возможно, имеет свой
    процесс эволюции, вне зависимости от
    изменения среды.
    Если
    «жизненный цикл» отдельного организма
    конечен и его существование не
    беспредельно, то живое как целое можно
    считать геологически бессмертным.
    Геологически жизнь вечна, поэтому если
    отдельный индивидуум со временем теряет
    возможность совершать работу и прекращает
    свое существование, то сам процесс жизни
    отличается непрерывным ростом возможности
    совершать внешнюю работу. Эту идею он
    выразил в трех принципах, которые назвал
    биогеохимическими:
    — свободная
    (биогеохимическая) энергия стремится
    в биосфере к максимальному проявлению;
    — при
    эволюции видов выживают те организмы,
    которые своей жизнью увеличивают
    свободную энергию;
    — заселение
    Земли должно быть максимально возможным
    в течение геологического времени.
    Эти
    принципы выражают закон только живой
    природы и не противоречат законам
    термодинамики. Весь поток живого вещества
    от самых простейших до самых развитых
    форм, включая разум человека и общественный
    труд, является той формой движения
    материи, где действует закон убывания
    энтропии, тогда как она растет для
    неорганической материи. И эти два вида
    материи связаны в единое целое. Закон
    возрастания энтропии Вернадский успешно
    применял для объяснения космической
    эволюции Земли. А рождение биосферы
    рассматривал как планетарно-космическую
    «особую точку» — качественный скачок,
    до которого на поверхности нашей планеты
    преобладали процессы неживой природы,
    а после которого стали преобладать
    процессы в живой природе. Под действием
    лучистой энергии возникает и необратимо
    развивается органическая жизнь.
    Вернадский
    считал, что жизнь на Земле возникла
    одновременно с формированием планеты:
    «Твари Земли являются созданием
    космического
    процесса, необходимой и закономерной
    частью стройного космического механизма».
    (2, с.560) Среди множества закономерностей,
    имеющих
    место в биологии, геологии, биохимии и
    геохимии, Вернадский выделил основные
    эмпирические принципы.
    Принцип
    целостности     биосферы
    обеспечивается самосогласованностью
    всех процессов в биосфере. Жизнь
    ограничена узкими пределами — физическими
    константами, уровнями радиации и пр.
    Гравитационная
    постоянная     определяет
    размеры звезд, температуру и давление
    в них. Если она станет меньше, звезды
    будут иметь меньшие массы, их температура
    станет недостаточной для протекания
    ядерных реакций; если чуть больше,
    звезды перейдут свою «критическую
    массу», выйдут из общего круговорота
    и превратятся в черные дыры. Постоянная
    электромагнитного взаимодействия
    определяет
    химические превращения, отвечает за
    электронную оболочку атомов и прочность
    связей в молекулах. Константа
    слабого взаимодействия,     отвечающего
    за превращения элементарных
    частиц, при своем изменении «подорвет»
    весь наш мир. Константа
    сильного взаимодействия,     отвечающего
    за стабильность ядер
    атомов, тоже не должна меняться, иначе
    в звездах реакции пойдут по-другому,
    могут не образоваться углерод и азот.
    Да и непонятно, возможна ли будет вообще
    жизнь нашего типа.
    Принцип
    гармонии биосферы и ее организованности
    связан
    с предыдущим.
    Законы преобразования энергии на Земле,
    законы движения
    атомов есть отражение гармонии Космоса,
    ритмичности движения
    небесных тел. Основа существования
    биосферы — положение Земли
    в Космосе, наклон земной оси к эклиптике,
    определяющий климат и жизненные циклы
    всех организмов. Солнце — основной
    источник
    энергии биосферы и регулятор биологических
    процессов. Как
    отметил еще Ю. Р. Майер, «жизнь есть
    создание солнечного луча».
    Космическая
    роль биосферы в трансформации энергии
    —
    можно рассматривать
    эту часть живой природы как дальнейшее
    развитие одного и того же процесса
    превращения солнечной световой энергии
    в действенную энергию Земли. Биосфера
    является одним и тем же космическим
    аппаратом с самых древнейших геологических
    времен. Жизнь все это время оставалась
    постоянной, менялась только ее форма.
    Само живое вещество не является случайным
    созданием. Источники энергии геологических
    явлений — космическая, преимущественно
    солнечная; планетная, связанная со
    строением и космической историей Земли;
    внутренняя энергия материи —
    радиоактивность. Живое вещество активно
    трансформирует солнечную энергию в
    химическое молекулярное движение и в
    сложность биологических структур.
    Растекание
    жизни     —
    проявление ее геохимической энергии,
    аналог закона инерции неживой материи.
    Мелкие организмы размножаются быстрее,
    чем крупные. Скорость передачи жизни
    зависит от плотности живого вещества.
    Автотрофные
    организмы
    все нужное для жизни берут из окружающей
    их косной материи и не требуют для
    построения своего тела готовых соединений
    другого организма. Поле существования
    зеленых автотрофных организмов
    определяется прежде всего областью
    проникновения солнечных лучей.
    Космическая
    энергия     вызывает
    давление жизни, которое достигается
    размножением. Размножение организмов
    уменьшается по мере роста их количества.
    Формы
    нахождения химических элементов:     горные
    породы и минералы,
    магмы, рассеянные элементы, живое
    вещество. Земная кора — сложный механизм,
    где постоянно движутся атомы и молекулы,
    происходят разнообразные геохимические
    круговороты, определяемые в значительной
    мере деятельностью живого вещества.
    Закон бережливости в использовании
    живым веществом простых химических
    тел: раз вошедший элемент проходит
    длинный ряд состояний, и организм вводит
    в себя только необходимое количество
    элементов.
    Жизнь
    на Земле полностью определяется полем
    устойчивости
    зеленой растительности.     Пределы
    жизни определяются физико-химическими
    свойствами соединений, строящих
    организм, их неразрушимостью в
    определенных условиях среды. Максимальное
    поле жизни определяется крайними
    пределами выживания организмов. Верхний
    предел жизни обусловлен лучистой
    энергией, присутствие которой исключает
    жизнь и от которой предохраняет озоновый
    слой. Нижний предел связан с достижением
    высокой температуры. Интервал в 432 °С
    (от -252 до +180 °С) является предельным
    тепловым щитом.
    Принцип
    постоянства количества живого вещества
    в
    биосфере.
    Количество свободного кислорода в
    атмосфере того же порядка,
    что и количество живого вещества
    (1,5-1018
    кг и 1017—1018
    кг). Скорость
    передачи жизни не может перейти пределы,
    нарушающие свойства газов. Идет борьба
    за нужный газ.
    10. Всякая
    система достигает положения устойчивого
    равнове    сия,
    когда
    ее свободная энергия равняется нулю
    или приближается
    к нему, т. е. когда вся возможная в условиях
    системы работа произведена.
    Понятие устойчивого равновесия
    исключительно важно.
    Антропный
    принцип,     выдвинутый
    Г.М.Идлисом (1958), связан с первым из
    перечисленных здесь принципов Вернадского
    и состоит в точном соответствии значений
    мировых констант с возможностями
    существования жизни. Удивительная
    согласованность ряда
    величин производит впечатление, что
    может существовать скрытый принцип,
    упорядочивающий всю Вселенную. К этому
    факту обращались очень многие. Сейчас
    его формулируют в двух вариантах —
    слабом и сильном. Как выразился известный
    американский физик Дж. Дайсон: «Если мы
    приглядимся ко Вселенной и увидим, как
    много случайностей послужили нам во
    благо, то кажется почти, что Вселенная
    знала, что мы появимся».(2, с.562) Это —
    одна из формулировок слабого принципа,
    в английской литературе — WAP.
    Но он не отвечает на многие вопросы,
    например, почему
    Вселенная такова, что допустила зарождение
    жизни. А, может,
    не нужно создавать теорий, которые не
    допускают существование наблюдателя?
    Сильный принцип — возникновение жизни
    закономерно во Вселенной, но, может,
    появление наблюдателя и есть цель
    эволюции Вселенной?
    Геологическую
    роль живого Вернадский классифицировал
    по пяти категориям: энергетическая,
    концентрационная, деструктивная,
    средообразующая, транспортная. Живые
    организмы творят миграцию химических
    элементов в биосфере посредством своего
    дыхания, питания, обмена веществ,
    непрерывной сменой поколений.
    Биогеохимическая энергия живого является
    источником энергии преобразования
    геосфер.

  7. Holdik Ответить

    · живые организмы (живое вещество);
    · биогенные компоненты (геологические породы, созданные деятельностью живого вещества: уголь, нефть, известняки и др.);
    · костное вещество (в его образовании живое не учавствует: геологические породы вулканического и сейсмического происхождения);
    · биокостное вещество (создаётся с помощью живых организмов: океанические воды, почва) вещества;
    · вещества космического происхождения (метеоритное вещество).
    Вернадский считал, что земная кора представляет собой остатки былых биосфер, которые существовали столько же, сколько существует Земля. Фундаментальным отличием живого вещества от косного является эволюционный процесс, непрерывно создающий новые формы живых существ. Многообразие форм жизни и их многофункциональность создают основу устойчивого круговорота веществ и энергии. В этом специфика и залог устойчивости биосферы как уникальной оболочки земного шара.
    Таким образом, биосфера, по В.И.Вернадскому, – это одна из геологических оболочек земного шара, глобальная экосистема Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества.

    Биосфера включает в себя все живые организмы, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли и обитающие в гидросфере (на глубине до 8-10 км), атмосфере (на высоте до 85 км, наибольшее скопление – до 10-15 км), и литосфере (от десятков метров до глубины, где температура не превышает 100 0С – в молодых складчатых областях – 1,5-2 км, на кристаллических щитах – до 7-8 км, в среднем – до 3–3,5 км). Распределение организмов в биосфере приведено на рис. 3.1.
    Верхняя граница биосферы, по Вернадскому, является лучистой (лимитируется прямым ультрафиолетовым излучением), а нижняя – термическая (лимитируется температурой). Таким образом, общая толщина оболочки биосферы составляет несколько десятков километров. Структура биосферы и её окружения приведена на рис. 3.2.

    Приблизительная масса биосферы составляет 3*1024 г, а объём – 10*1024 см3, в том числе литосферы – 0,6*1024 см3, гидросферы – 1,4*1024 см3 и тропосферы – 8*1024 см3 (приблизительная масса тропосферы – 0,004*1024 г, гидросферы – 1,4*1024 г, а литосферы толщиной 3 км на суше и под дном океана 0,5 км – масса 1,6*1024 г). Приблизительная масса биосферы составляет 0,05% массы Земли, объём – 0,4 % объёма Земли. Масса живого вещества едва достигает (3…5)*10-8 % массы Земли и близко (0,7-1,0)*10-8 % массы биосферы.
    Живое вещество, в том числе и человечество, изменяет историю всех химических элементов, выступает как глубокий и мощный геологический процесс. В течение сравнительно незначительного в историческом отношении времени через живые организмы может пройти всё вещество биосферы. Так весь кислород планеты – продукт фотосинтеза, обновляется каждые 2000 лет, а все молекулы углекислоты – через каждые 300-600 лет. В.И. Вернадский выделил 5 функций живого вещества: газовая (порождение газов), концентрационная (накопление химических элементов в своих телах), окислительно-восстановительная (регулирование кислотного режима), биохимическая (размножение и перемещение в пространстве); биогеохимическая деятельность человечества (использование человеком химических элементов для своих нужд).
    3.3. Возникновение биосферы.Крупномасштабные изменения, представленные вековыми сериями сменяющих друг друга на протяжении столетий экосистем, вследствие изменений климата, рельефа местности и других характеристик поверхности Земли охватывали целые геологические периоды.
    3,5млрд. лет назад в первоначальном океане Земли под влиянием ультрафиолетового и проникающего излучений, а также электрических газовых разрядов началось образование первых органических соединений — “органического бульона” (по акад. А. И. Опарину). С возрастанием концентрации этого раствора некоторые органические молекулы, объединяясь, стали образовывать коацерватные капли (органические сгустки), изолированные от окружающего их среды и которые использовали вещества, которые входили в её состав, для увеличения своего размера. Так возникли молекулы, способные самовоссоздаваться, что означало рождение Жизни.
    Следует отметить, что представления В.И. Вернадского о зарождении жизни на Земле (они будут изложены позже, при рассмотрении учения В.И. Вернадского о биосфере) отличаются от представлений А.И. Опарина.
    Первые организмы питались окружающим их органическим раствором, однако настало время, когда его запасы начали исчерпываться, а свободного кислорода — наилучшего окислителя, — практически не было, и первые организмы вынуждены были получать энергию благодаря процессу брожения. Однако этот процесс малоэффективный и требовал большого количества пищи. Поэтому жизни была обречена на голодную смерть. Единственная возможность преобразования конечного вещества в бесконечное — включение его в круговорот. Поэтому вследствие естественного отбора образовались фотосинтезирующие организмы, которые не питались готовым органическим веществом, а создавали его сами, используя солнечный свет для преобразования углекислого газа, минеральных солей и воды. Отходом этого способа питания стал кислород, который, во-первых, сделал возможным появление многоклеточных представителей животного царства, которые потребляют энергию из готовых органических веществ путем их окисления, и, во-вторых, создал защиту от губительного для белковых соединений влияния ультрафиолетового излучения, поскольку некоторая часть свободного кислорода превратилась в озон, который является мощным его поглотителем. Таким образом живые существа получили возможность выйти из воды (которая защищала их от влияния излучения) на сушу и постепенно распространились на всей планете.
    Так образовался замкнутый круг взаимозависимых и взаимоприспособленных организмов и процессов, среди которых нет ни одного лишнего, поскольку каждый выполняет свою функцию. Животные не могли бы питаться и дышать без помощи растений. Однако и растения без животных очень быстро погибли бы, поскольку некому было бы перерабатывать и разлагать образованную органику на воду, углекислый газ и минеральные соли, предотвращая засорение планеты отмершими остатками и воссоздавая запасы питательных веществ для новых поколений растений. Живые организмы берут также участие в общем круговороте веществ в природе и формировании планеты.
    Итак, животные и растительные организмы своей деятельностью впродолжение жизни и биомассой после смерти миллиарды лет создавали и совершенствовали условия, благоприятные для жизни, то есть биосферу, прежде чем появился человек, который втечение нескольких сотен тысяч лет постоянно разрушал её своей неразумной деятельностью.
    3.4. Учение В.И. Вернадского о биосфере.Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) – великий русский ученый – минералог, кристаллограф, геохимик, радиогеолог, создатель биогеохимии и учения о биосфере.
    Родился в Санкт-Петербурге. В 1885 году окончил Петербургский университет. В 1886-1888 г.г. работал в минералогическом музее Петербургского университета, в 1889-1890 г.г. стажировался за границей. С 1890 г. приват-доцент, в 1898 – 1911 г.г. – профессор Московского университета. В 1912 г. избран действительным членом Российской академии наук. Один из организаторов и председатель (1915-1930) Комиссии по изучению естественных производительных сил России (КЕПС) при Академии наук. В 1917-1921 г.г. работал на Украине, главный организатор, первый президент и академик (1919) Академии наук Украины. В 1922-1939 г.г. – директор организованного им Государственного радиевого института. В 1922-1925 г.г. работал за границей. В 1928-1945 г.г. – директор Лаборатории геохимических проблем АН СССР, преобразованной в 1947 г. в Институт геохимии и аналитической химии его имени. В 1927 г. организовал и возглавил в АН СССР Отдел живого вещества, преобразованный в 1929 г. в Биогехимическую лабораторию АН. Научные интересы В.И. Вернадского чрезвычайно широки. Будучи основоположником геохимии, он провел первые исследования закономерностей строения и состава взаимодействующих элементов и структур земной коры, гидросферы и атмосферы. Исследовал миграцию химических элементов в литосфере и роль радиоактивных элементов в ее эволюции. В 1923 г. им сформулирована теория о ведущей роли живых организмов в геохимических процессах; в 1926 г. – концепция и определение биосферы и живого вещества; создано учение, согласно которому живое вещество, трансформируя солнечное излучение, вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот – центральная концепция биогеохимии. Ряд трудов В. И. Вернадского посвящен философским проблемам естествознания и истории науки. Он по праву может быть причислен к выдающимся представителям «русского космизма» наряду с И.М. Сеченовым, Д. И. Менделеевым, К. Э. Циолковским, А. Л. Чижевским в естествознании, И. В. Киреевским, В. С. Соловьевым, Н. Ф. Федоровым, П. А. Флоренским в философии, Л. Н. Толстым и Ф. М. Достоевским в литературе.
    Основные положения учения о биосфере были сформулированы в работе «Биосфера», которая вышла в 1926 г. Она начинается с шести эмпирических обобщений (т. е. основанных на опыте, на многократно доказанных фактах, не подлежащих сомнению):
    1.Никогда не наблюдалось в условиях Земли зарождение живого от неживого. (Данный тезис ярко демонстрирует отличие эмпирического обобщения не только от гипотезы, но и от любой теории. В нем не утверждается. что зарождение живого от неживого невозможно, а только лишь, что в пределах наших наблюдений таких фактов нет).

  8. Слезы души Ответить

    Учение Вернадского о биосфере стало итогом и вершиной жизни и научной деятельности этого выдающегося человека, но и послужило основанием для развития ряда «наук о Земле», стало началом философской концепции о роли человека, его разума и деятельности в жизни планеты и ее преобразовании.
    Российский и советский ученый Вернадский Владимир Иванович родился 28 февраля 1863 года в городе Санкт–Петербург в либерально-демократической семье потомственного запорожского казака. Его отец – Иван Васильевич был профессором экономики в Киеве, после переезда в Санкт-Петербург стал служить в чине тайного советника. Мать – Анна Петровна – потомственная русская дворянка.
    В 1868 году Вернадские переезжают в Харьков, где в 1873 г. Владимир поступает в первый класс классической гимназии. Через три года семья возвращается в столицу, и обучение его продолжается в Первой Санкт-Петербургской классической гимназии. С 1881 г. по 1885 г. Владимир Вернадский учится на физико-математическом факультете университета, где его учителями были Д.И. Менделеев и А.Н. Бекетов. До 1890 года он продолжает обучение за границей – во Франции, Италии и Германии. Защищает докторскую диссертацию и поступает на кафедру кристаллографии и минералогии Московского университета. С 1906 по 1917 год В.И. Вернадский занимает различные должности в российских академиях наук и университетах, в Государственном совете, занимается организацией изучения радиоактивных материалов, работает за границей. В 1917 году он приезжает в Украину и основывает академию наук. Преподает в Киевском и Таврическом университете. В 1921 году возвращается в Петроград, где был арестован по подозрению в шпионаже. Но был освобожден и в 1922 году создает Радиевый институт, директором которого был до 1939 года. В продолжение этих лет он преподает во Франции, является председателем Комиссии по изучению естественных природных сил России, один из создателей плана ГОЭЛРО. Он продолжает находиться под негласным подозрением и уже с 1930 года не может выезжать за пределы страны. В 1935 году здоровье В.И. Вернадского ухудшилось. Ему было позволено выехать на лечение в Карловы Вары. По окончании лечения, он едет работать во Францию, Германию и Великобританию. Он возвращается в СССР, хотя его дети живут в США. В начале войны он уезжает в Казахстан, где продолжает свои исследования в области ядерной энергетики и пишет книги «О состоянии пространства в геологических явлениях Земли» и «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения». 6 января 1945 года Владимир Иванович Вернадский умер.
    В.И. Вернадский – академик Санкт-Петербургской и Российской академии наук, Академии наук СССР. Ученый, мыслитель, естествоиспытатель, общественный деятель. В сфере его интересов была химия, геология, биология, почвоведение, минералогия, радиология, философия и история. Благодаря разносторонним, глубоким и фундаментальным знаниям, а также философскому складу мышления, он развил ранее предложенные теории, создал учение о биосфере и преобразовал, в ранее несуществовавшую науку — биогеохимию.

    Учение о биосфере

    Если попытаться изложить учение Вернадского о биосфере кратко, то оно будет выглядеть так: главная и определяющая роль в биосфере принадлежит живому веществу, в котором человек занимает центральное и решающее положение.
    В первую очередь учение Вернадского о биосфере определяет ее структуру. Основными составляющими являются живое и неживое или косное вещество. Объем косного вещества на планете значительно превышает объем живого, которое составляет всего лишь 0,25% всей биосферы. Кроме того, в структуру входит еще пять компонентов. Биогенное вещество, то есть полученное в результате жизнедеятельности живого и переработанное им. Биокосное или то, которое образуется при взаимодействии живого и неживого. Прежде всего вода и почва. Биосфера содержит в себе вещества, находящиеся в стадии радиоактивного распада и попавшие в нее из космоса, а также рассеянные атомы.
    Живое вещество В.И. Вернадский рассматривает не как нечто единожды появившееся и застывшее в своем начальном состоянии, а как постоянно развивающееся, обладающее структурой и строением. Оно различно по этим признакам, как во времени, так и в пространстве. Определенному строению вещества соответствует определенное пространство. Из этого ученый делал вывод, что и само пространство разнообразно, а раз так, то живое и косное вещество имеют разное происхождение.
    Рассматривая различные теории происхождения жизни, формы ее существования во Вселенной, а также считая ее одной из обязательных форм существования материи, В.И. Вернадский пришел к выводу, что о жизни можно говорить как о чем-то вечном, но только в геологическом временном исчислении. И, тем не менее, настаивал на единстве пространства и времени для жизни.
    Родоначальниками теории о биосфере следует считать французских ученых XIX Ламарка и Реюта, которые для обозначения области распространения жизни ввели термин «биосфера». Австрийский геолог Зюсс применял этот термин для обозначения особой оболочки Земли, включающей всю совокупность живых организмов. Такое определение биосферы существует и сейчас.
    Свое учение о биосфере В.И. Вернадский системно изложил в книге «Биосфера», состоящую из двух частей: «Биосфера и космос» и «Область жизни», опубликованной в 1926 году. Продолжение учение получило в книге «Химическое строение биосферы Земли», изданное через 20 лет после смерти ученого.
    Учение о биосфереВ них биосфера представлена как целостная система, обладающая всеми ее характерными качествами. Функцию управления системой он отдал живому веществу. Взаимодействие живого и неживого порождает разнообразные гео- и биохимические процессы, содействует миграции атомов. Как утверждал В.И. Вернадский, биосфера – это единство пространства или среды обитания и результата деятельности живых организмов, который происходит благодаря солнечной энергии и обеспечивает круговорот веществ в природе. Вступая во взаимодействие с внешним слоем земной коры, живое вещество воздействует на него, изменяет его химическое состояние и дает старт круговороту или миграции атомов. Это же влечет за собой эволюцию живых организмов. Изменение и создание новых форм жизни, по мнению В.И. Вернадского, должно привести к увеличению биогенной миграции и расширению пределов существования живого вещества. Область существования может быть ограничена только неблагоприятными абиотическими факторами. Это: наличие или отсутствие кислорода, углекислого газа и минералов, воды в жидком ее состоянии, температурные показатели, химическое состояние среды.
    Для учения о биосфере автор определил ее функцию, которую охарактеризовал пятью постулатами. Первый – первичная жизнь уже при своем появлении была формой разнообразной, сложной и многофункциональной. Второй – не было первого живого организма, потому что их сразу возникла масса. И эта масса была таковой, что благодаря своему составу и сложности, могла обеспечить всю биохимическую полноту жизни. То есть первым появился не отдельный организм, а целостный биоценоз. Третий, является следствием второго. Какие бы биоценозы по виду и составу ни появлялись и исчезали в процессе эволюции, все они обеспечивают единственную функцию – химическую. Четвертый постулат касается обеспечения миграции химических элементов в биосфере. Для этого живые организмы дышат, питаются, растут, рождаются и умирают, а химические элементы на протяжении миллионов и миллионов лет образуют все те же минералы и проходят все те же циклы преобразования. Для того чтобы эти преобразования осуществлялись достаточно деятельности простых одноклеточных организмов. И об этом пятый постулат.
    То есть разнообразие живых организмов необходимо лишь для устойчивости системы, но не является обязательным условием для круговорота химических элементов. А раз так, то появление человека не являлось обязательным этапом эволюции, и тем более его вершиной. Он считал ключевым условием существование жизни на Земле поступление солнечной энергии, главным преобразователем которой являются зеленые растения.
    В.И. Вернадский определил границы биосферы, то есть те пределы, в которых существует жизнь. Это нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы и вся гидросфера. Он определил общность живого и неживого вещества. Это то, что они состоят из одних и тех же химических элементов. На этом основании были сформулированы основные биогеохимические принципы. Это стремление биогенной миграции к максимальному своему проявлению, для чего идет перманентная эволюция видов в направлении создания наиболее эффективных форм и происходит постоянный химический обмен между живым веществом и окружающей средой под воздействием солнечной энергии.

    Ноосфера

    Понятие «ноосфера» было предложено миру французским математиком Леруа. Свое авторство он делил с геологом и философом Шарденом. Разрабатывая свое учение, В.И. Вернадский биосфера и ноосфера, как термины и понятия, расположил в иерархическом и историческом порядке.
    Развитие жизни, благодаря центральной роли в ней человека, согласно теории В.И. Вернадского, обязательно придет к стадии ноосферы. Для наступления этого этапа в эволюции биосферы существовали все необходимые предпосылки.
    Во-первых, это расселение человека по всей поверхности планеты и его доминирование над всеми иными видами живых организмов.
    Во-вторых, возникновение возможности глобального обмена информацией.
    В-третьих, получение дополнительной энергии, из новых источников.
    В-четвертых, он считал, что в мире победила демократия и народные массы стали управлять государствами.
    Пятая предпосылка также спорна, как и предыдущая. Ею, по мнению Вернадского, является то, что все большее количество людей стало интересоваться и заниматься наукой. Развитие науки он считал единственным доказательством прогресса. На основании всего этого В.И. Вернадского относят к историческим оптимистам. С этим трудно согласиться, учитывая исторический период и государства, в которых жил ученый. Его исторический оптимизм стал скорее не доказательством неотвратимости прогресса, а оправданием безжалостного отношения человека к природе.
    Ноосфера или сфера разума, место взаимодействия человеческого общества и природы. В.И. Вернадский считал, что разумная деятельность человека должна вести к развитию. Он говорил, что это новая стадия эволюции биосферы. Во времена создания своей теории ноосферы, достижения человечества в ядерной сфере были на начальном этапе. Сам В.И. Вернадский уделял большое внимание этому направлению развития науки. Его слова о том, что разум и воля человека являются огромной силой, оказывающей глубокое воздействие на природу и до сих пор еще не получившей надлежащей оценки, нашли свое подтверждение. Уровень и степень его воздействия на природу трудно преувеличить – он глобален. Но, к сожалению, кроме воли, в нем немного разума. Ученый явно переоценил человека.

    Биогеохимия

    В.И. Вернадский автор еще одной научной теории или дисциплины или даже научного направления – это биогеохимия, которая легла в основу учения о биосфере.
    Биогеохимия является разделом геохимии и изучает состав живого вещества и процессы, происходящие при его участии в биосфере. Биогеохимию можно назвать междисциплинарной, так как она изучает общие проблемы с биологией, экологией, почвоведением и другими науками об окружающей среде. Основным предметом исследования в биогеохимии является углекислый газ, его соединения и природные циклы. Именно в ней возникли вопросы, касающиеся глобального потепления. Одним из достижений биогеохимии считается открытие биогеохимических провинций, то есть областей с недостатком или избытком какого-либо химического вещества или соединения.

    Видео — Владимир Иванович Вернадский. Ученый

  9. BruTal_Rock Ответить

    Впервые понятие «биосфера»(от греч. bios — жизнь и sphaira — шар) введено в биологию французским натуралистом Ж.Б. Ламарком в Париже в начале XIX столетия, а затем в геологию, уже в качестве термина — австрийским ученым Э. Зюссом (1875). Заслуга в разработке стройного, целостного научного учения о биосфере, как «области жизни», принадлежит академику В.И. Вернадскому (1863— 1945). Под биосферой он понимал область существования живого вещества. Он назвал биосферой оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль. «Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности, — писал В.И. Вернадский. — Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет, от древнейших археозойских эр до нашего времени. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».
    Таким образом, живым организмам Вернадский отводил роль главнейшей преобразующей силы.При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время (современная биосфера, или необиосфера), но и в прошлом (былые биосферы, или палеобиосферы). В таком случае под биосферой понимается все пространство (оболочка Земли), где существует либо когда-то существовала жизнь, т.е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности.
    Современная биосфера представляет собой сложную систему, состоящую из многих компонентов, которые включают всю живую и неживую (среду обитания) природу. Она охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии.
    Границы биосферы.Верхняя граница биосферы в атмосфере определяется высотой 20—25 км — слоем озона; озоновый экран защищает все живое на Земле от ультрафиолетового излучения Солнца. Споры некоторых бактерий и плесневых грибов были обнаружены на высоте до 22 км.
    В гидросфере границы доходят до максимальных глубин, жизнь встречается на дне океанических впадин, до 10—11 км от поверхности, где температура около 0°С.
    В литосфере жизнь ограничивается прежде всего, температурой горных пород, постоянно возрастающей с глубиной. В породах земной коры бактерии были обнаружены на глубине 4 км.
    В пределах биосферы выделяется биогеосфера(«пленка жизни», «слой сгущения жизни», «биогеоценотический покров») — своеобразная оболочка земного шара, где сконцентрировано живое вещество планеты. В отличие от биосферы биогеосфера — это только область высокой концентрации живого вещества и располагается она на границе поверхности земной коры с атмосферой и в верхней части водной оболочки, занимая слой толщиной от нескольких метров (тундра, степь, пустыня) до сотен метров (леса, моря).

  10. Йель Ответить

    Биосфера включает в себя все живые организмы, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли и обитающие в гидросфере (на глубине до 8-10 км), атмосфере (на высоте до 85 км, наибольшее скопление – до 10-15 км), и литосфере (от десятков метров до глубины, где температура не превышает 100 0С – в молодых складчатых областях – 1,5-2 км, на кристаллических щитах – до 7-8 км, в среднем – до 3–3,5 км). Распределение организмов в биосфере приведено на рис. 3.1.
    Верхняя граница биосферы, по Вернадскому, является лучистой (лимитируется прямым ультрафиолетовым излучением), а нижняя – термическая (лимитируется температурой). Таким образом, общая толщина оболочки биосферы составляет несколько десятков километров. Структура биосферы и её окружения приведена на рис. 3.2.
    Приблизительная масса биосферы составляет 3*1024 г, а объём – 10*1024 см3, в том числе литосферы – 0,6*1024 см3, гидросферы – 1,4*1024 см3 и тропосферы – 8*1024 см3 (приблизительная масса тропосферы – 0,004*1024 г, гидросферы – 1,4*1024 г, а литосферы толщиной 3 км на суше и под дном океана 0,5 км – масса 1,6*1024 г). Приблизительная масса биосферы составляет 0,05% массы Земли, объём – 0,4 % объёма Земли. Масса живого вещества едва достигает (3…5)*10-8 % массы Земли и близко (0,7-1,0)*10-8 % массы биосферы.
    Живое вещество, в том числе и человечество, изменяет историю всех химических элементов, выступает как глубокий и мощный геологический процесс. В течение сравнительно незначительного в историческом отношении времени через живые организмы может пройти всё вещество биосферы. Так весь кислород планеты – продукт фотосинтеза, обновляется каждые 2000 лет, а все молекулы углекислоты – через каждые 300-600 лет. В.И. Вернадский выделил 5 функций живого вещества: газовая (порождение газов), концентрационная (накопление химических элементов в своих телах), окислительно-восстановительная (регулирование кислотного режима), биохимическая (размножение и перемещение в пространстве); биогеохимическая деятельность человечества (использование человеком химических элементов для своих нужд).

    1 – озоновый слой; 2 – граница снегов; 3 – почва; 4 – животные, обитающие в пещерах; 5 – бактерии
    Рисунок 3.1 – Распределение организмов в биосфере (слева шкала – в метрах)

    Рисунок 3.2 – Структура биосферы
    Возникновение биосферы
     
    Крупномасштабные изменения, представленные вековыми сериями сменяющих друг друга на протяжении столетий экосистем, вследствие изменений климата, рельефа местности и других характеристик поверхности Земли охватывали целые геологические периоды.
    3,5млрд. лет назад в первоначальном океане Земли под влиянием ультрафиолетового и проникающего излучений, а также электрических газовых разрядов началось образование первых органических соединений – “органического бульона” (по акад. А. И. Опарину). С возрастанием концентрации этого раствора некоторые органические молекулы, объединяясь, стали образовывать коацерватные капли (органические сгустки), изолированные от окружающего их среды и которые использовали вещества, которые входили в её состав, для увеличения своего размера. Так возникли молекулы, способные само воссоздаваться, что означало рождение Жизни.
    Следует отметить, что представления В.И. Вернадского о зарождении жизни на Земле (они будут изложены позже, при рассмотрении учения В.И. Вернадского о биосфере) отличаются от представлений А.И. Опарина.
    Первые организмы питались окружающим их органическим раствором, однако настало время, когда его запасы начали исчерпываться, а свободного кислорода – наилучшего окислителя, – практически не было, и первые организмы вынуждены были получать энергию благодаря процессу брожения. Однако этот процесс малоэффективный и требовал большого количества пищи. Поэтому жизни была обречена на голодную смерть. Единственная возможность преобразования конечного вещества в бесконечное – включение его в круговорот. Поэтому вследствие естественного отбора образовались фотосинтезирующие организмы, которые не питались готовым органическим веществом, а создавали его сами, используя солнечный свет для преобразования углекислого газа, минеральных солей и воды. Отходом этого способа питания стал кислород, который, во-первых, сделал возможным появление многоклеточных представителей животного царства, которые потребляют энергию из готовых органических веществ путем их окисления, и, во-вторых, создал защиту от губительного для белковых соединений влияния ультрафиолетового излучения, поскольку некоторая часть свободного кислорода превратилась в озон, который является мощным его поглотителем. Таким образом живые существа получили возможность выйти из воды (которая защищала их от влияния излучения) на сушу и постепенно распространились на всей планете.
    Так образовался замкнутый круг взаимозависимых и взаимно приспособленных организмов и процессов, среди которых нет ни одного лишнего, поскольку каждый выполняет свою функцию. Животные не могли бы питаться и дышать без помощи растений. Однако и растения без животных очень быстро погибли бы, поскольку некому было бы перерабатывать и разлагать образованную органику на воду, углекислый газ и минеральные соли, предотвращая засорение планеты отмершими остатками и воссоздавая запасы питательных веществ для новых поколений растений. Живые организмы берут также участие в общем круговороте веществ в природе и формировании планеты.
    Итак, животные и растительные организмы своей деятельностью в продолжение жизни и биомассой после смерти миллиарды лет создавали и совершенствовали условия, благоприятные для жизни, то есть биосферу, прежде чем появился человек, который в течение нескольких сотен тысяч лет постоянно разрушал её своей неразумной деятельностью.

  11. Lantrius Ответить

    Одной из главных идей В. И. Вернадского в учении о биосфере была мысль о взаимосвязи живых организмов с неживой средой обитания. Эта взаимосвязь осуществляется путем круговоротов основных биогенных химических элементов – углерода, водорода, азота и кислорода, реализующихся в пищевых (трофических) цепях. Растения Земли – это единственные живые организмы, синтезирующие из неорганического материала (углекислый газ и вода) органические вещества (клетчатку и крахмал). Побочным продуктом этой реакции, называемой фотосинтезом, поскольку она осуществляется только на свету, является молекулярный кислород (о фотосинтезе см. в Лекции 10). Растения берут из биосферы все нужные им для жизни химические элементы и не нуждаются в готовых органических соединениях других организмов, т.е. растения Земли – это автотрофы ( лат. троф – пища). Кроме того, растения являются продуцентами (производителями) органических веществ, которыми питаются травоядные животные – консументы (потребители) первого уровня. Травоядными питаются хищники – консументы второго уровня. Далее следуют падальщики – в природе все утилизируется, она не допускает никаких отходов. Когда живые организмы умирают, в дело вступают грибы и бактерии – редуценты, разлагающие органические вещества до атомов биогенных химических элементов, из которых формируется гумус (перегной), идущий на питание растений. Таким образом, круг замыкается. Именно в круговоротах биогенных химических элементов заключается геологическая роль живого вещества планеты. Ранее, в Лекции 8 уже говорилось о том, что большинство осадочных пород имеют биогенное происхождение, т.е. живые организмы формируют не только биологический, но и геологический лик планеты. Консументы всех уровней и редуценты – это гетеротрофы, поскольку для питания используют тела других живых организмов.
    Важной идеей В. И. Вернадского была мысль о космической роли живого вещества, которая заключается в аккумулировании солнечной энергии и преобразовании ее в энергию химических связей органических веществ. Без солнечной энергии были бы невозможны круговороты биогенных химических элементов и эволюция живых организмов.
    Главными принципами существования биосферы, по Вернадскому, являются ее целостность и гармония. Физические пределы существования жизни довольно малы и определяются мировыми физическими константами, которые в свою очередь задают узкие интервалы температур и давлений, пригодных для существования живых организмов (например, предельный тепловой интервал – от минус 252 до плюс 180 градусов по Цельсию). К этому добавляется еще и антропный принцип: все мировые физические константы удивительным образом «подогнаны» к существованию жизни. Будь они чуть-чуть выше или ниже, жизнь во Вселенной вообще была бы невозможна.
    Идеи «всюдности» и и «растекаемости» жизни : биосфера. как уже было сказано выше, захватила все геосферные земные оболочки, живое вещество, подобно жидкости, растекается по планете, и чем мельче организмы, тем быстрее скорость их размножения.
    Основными функциями биосферы, согласно современным воззрениям, являются:
    1) энергетическая – солнечная энергия, запасенная в живых и захороненных живых организмах, обеспечивает круговороты биогенных химических элементов;
    2) концентрационная – в живых организмах осуществляется максимально возможная концентрация органических веществ;
    3) деструктивная – в трофических цепях идет разложение органических соединений до атомов биогенных химических элементов, образующих гумус, что обеспечивает питание растений и круговороты элементов;
    4) средообразующая – живые организмы, наряду с неживой природой, создают среду обитания другим живым организмам;
    5) транспортная – биосфера обуславливает круговорот биогенных
    химических элементов, т.е. их транспортировку по всей планете.
    В. И. Вернадский создал также учение о ноосфере– биосфере, управляемой разумной человеческой мыслью. Одна из его работ называется «Научная мысль как планетное явление». Это гимн человеческому разуму. Идею ноосферы разрабатывал и крупнейший французский палеонтолог и антрополог П. Тейяр де Шарден, автор книги «Феномен человека», который определил ноосферу как одну из стадий эволюции мира, движущей силой которой является «целеустремленное сознание». В отличие от него, В. И. Вернадский рассматривал возникновение сознания как закономерный результат развития биосферы. Вернадский дал и критерии перехода биосферы в ноосферу : заселение человеком всей планеты, выход в космическое пространство и освоение Солнечной системы, улучшение средств коммуникации, торжество демократии, т.е. участие широких народных масс в управлении планетой, исключение войн из жизни человечества и т.д. Кроме последнего, к концу ХХ века все критерии Вернадского оказались выполненными, но до ноосферы еще очень далеко. Вместо нее в конце ХХ века человечество получило глобальный экологический кризис.
    В конце ХХ века в связи с серьезными экологическими проблемами появилось еще одно понятие и связанный с ним раздел науки – биоэтика. Это понятие можно определить как уважение к жизни, к биосфере в целом и к каждому живому организму в отдельности. Если раньше основной целью существования любого общества было создание максимального комфорта для жизни человека, господствующей идеей был антропоцентризм(человек и его удобство в центре всего), то теперь главная цель деятельности всего человечества – это сохранение биосферы.

  12. МиЛеНа Ответить

    Центральным звеном биосферы выступают живые организмы (живое вещество). Основные функции живого вещества.
    – энергетическая (биохимическая) – связывание и запасание солнечной энергии в органическим веществе и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества. Эта функция связана с питанием, дыханием, размножением и другими процессами жизнедеятельности организмов.
    – газовая – способность живых организмов изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.
    – концентрационная – «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них атомов биогенных химических элементов.
    Концентрационная способность живого вещества повышает содержание атомов химических элементов в организмах по сравнению с окружающей средой на несколько порядков. Результат концентрационной деятельности живого вещества – образование залежей горючих ископаемых, известняков, рудных месторождений и т.п.
    – окислительно-восстановительная – окисление и восстановление различных веществ с участием живых организмов. Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S, P, N и др.), создаются их новые соединения, происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода
    – деструктивная – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности остатков органического вещества. Биосфера – открытая система. Её существование невозможно без поступления энергии извне, а круговорот веществ обеспечивает неисчерпаемость отдельных атомов химических элементов.
    В процессе фотосинтеза растениями постоянно поглощаются большие массы косного химического вещества. Поскольку запас косного химического вещества на Земле ограничен, чтобы процесс фотосинтеза не прекращался необходимо, чтобы это вещество проходило через фотосинтез по замкнутому циклу.
    Образование живой материи и её разложение – это две стороны единого процесса, который называется биологическим круговоротом химических элементов. В процессе круговорота живая материя приобретает дополнительную энергию, в процессе её разложения энергия возвращается в окружающую среду. За счет биологической энергии происходят различные химические и биогеохимические реакции. Круговорот вещества характерен для экосистем любого уровня организации – от отдельного уровня организации биогеоценоза до биосферы в целом.
    Химические элементы, в том числе все основные элементы протоплазмы, обычно циркулируют в биосфере по характерным путям из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Эти в большей или в меньшей степени замкнутые пути называются биогеохимическими циклами.
    Выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический).
    Большой круговорот длится сотни тысяч или миллионы лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, а продукты выветривания, в том числе растворимые в воде питательные вещества, сносятся потоками воды в Мировой океан. Здесь они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками, с извлечёнными из воды организмами. Крупные медленные геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещения морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс начинается вновь. Малый круговорот, являясь частью большого, происходит на уровне биогеоценоза. Для него характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением. Он заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и жизненные процессы, как их самих, так и организмов-консументов. Продукты распада органического вещества почвенной микрофлорой и мезофауной (бактерии, грибы, черви, моллюски, насекомые, простейшие и др.) вновь разлагаются до минеральных компонентов, опять-таки доступных растениям и вновь вовлекаемых ими в поток вещества/
    Большей частью миграция химических элементов на Земле осуществляется за счёт жизни. Вернадский по этому поводу писал: “Жизнь – живая материя – воистину есть одной из сверхмогущественных геохимических сил нашей планеты, а та биогенная миграция атомов, которая обусловлена ею, есть формою организованности первостепенного значения в структуре биосферы”. Масштабы синтеза живой материи огромны. Вернадский подсчитал, что за время существования на Земле биосферы было синтезировано 3.5·1019 тонн биомассы, что почти вдвое превышает массу всей земной коры, которая составляет 2·1019 тонн.

  13. Paradise Ответить

    В начале XIX в. понятие «биосфера» было введено в науку великим французским естествоиспытателем Ж.Б.Ламарком (1744-1829). Термин «биосфера» для обозначения земной оболочки, занятой жизнью, был утвержден в научном обиходе знаменитым австрийским геологом Э.Зюссом, однако он не дал ему научного определения. Автор современного учения о биосфере В.И.Вернадский стал употреблять термин «биосфера» с 1911 г. и подчеркивал, что биосфера – это «особая охваченная жизнью оболочка» земли – область распространения живого вещества на планете.
    В.И.Вернадский биосферой назвал ту область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов (верхняя часть литосферы, гидросферы и тропосфера). Биосфера включает в себя:
    – живое вещество, т.е совокупность всех живых организмов (растении, живые микроорганизмы, человек)
    – биогенное вещество, т.е. органическо-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);
    – биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами – почвенный покров).
    Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических (солнечного излучения, гравитационных и магнитных полей Солнца, Луны и других небесных тел).
    Какие же физико-химические условия наиболее благоприятны для существования жизни?
    – Достаточное количество углекислого газа и кислорода
    – Достаточное количество воды (причем обязательно – в жидком состоянии).
    – Температурный режим, исключающий как слишком высокие температуры (вызывающие свертывание белков), так и слишком низкие (прекращающие работу ферментов).
    – Наличие «прожиточного минимума» элементов минерального питания – определенная соленость водной среды.
    Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфера), нижних слоях атмосферы Земли (тропосфера) и в водной оболочке Земли (гидросфере).
    В литосфере жизнь ограничивается прежде всего наличием горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне 1,5-15 км превышает +100ºС. Самая большая глубина, на которой в породах земной коры были обнаружены бактерии, составляет 4 км. В океане жизнь распространена до более значительных глубин и встречается даже на дне океанических впадин в 10-11 км от поверхности. Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой радиации. Озоновый слой поглощает большую часть ультрафиолетового излучение Солнца на высоте 22-25 км. Все живое, поднимающиеся выше защитного слоя озона, погибает. Места наибольшей концентрации организмов в биосфере называют «пленками жизни», таковыми является литорали (от лат. litovalis – прибрежный), лиманы (от греч. limenas – гавань, бухта) и эстуарии (от лат. destuarium – берег, заливаемый приливом) и почва.

  14. Назар Ответить

    По мнению ученого, неизбежен единственно правильный подход к биосфере как к целостной глобальной экологической системе, обладающей определенной структурой и устойчивостью, присущими ей особенностями формирования и развития. Такое понимание биосферы особенно важно сейчас, когда техногенное воздействие человека на природу достигло небывалых масштабов и способно вызвать планетарные изменения среды обитания человека.
    В пределах биосферы практически каждый химический элемент проходит через цепочку живых организмов, включается в систему биогеохимических превращений. Так, весь кислород планеты — продукт фотосинтеза — обновляется через каждые 2000 лет, а вся углекислота — через 300 лет.
    Биохимические процессы в организмах также представляют собой сложные, организованные в циклы цепи реакций. На воспроизведение их в неживой природе потребовались бы огромные энергетические затраты, в живых же организмах они протекают при посредстве белковых катализаторов -— ферментов, понижающих энергию активации молекул на несколько порядков. Так как материалы и энергию для обменных реакций живые существа черпают в окружающей среде, они преобразуют среду уже тем, что живут. Вернадский подчеркивал, что живое вещество проводит гигантскую геолого-химическую работу в биосфере, полностью преобразуя верхние оболочки Земли за время своего существования.
    Более 99% энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет излучение Солнца, эта энергия растрачивается в громадном большинстве физических и химических процессов в гидросфере, атмосфере и литосфере: перемещение воздушных и водных масс, испарение, перераспределение веществ, поглощение и выделение газов и т. п.
    На Земле существует один-единственный процесс, при котором энергия солнечного излучения не только тратится и перераспределяется, но и связывается, запасается иногда на очень длительное время. Этот процесс — создание органического вещества в процессе синтеза. Так, сжигая в топках каменный уголь, мы освобождаем и используем солнечную энергию, запасенную растительностью сотни миллионов лет назад.
    Таким образом, основная планетарная функция живого вещества на Земле заключается в связывании и запасении солнечной энергии, которая затем идет на поддержание множества других геохимических процессов в биосфере.
    Биохимическая функция биосферы рассматривается Вернадским как всеобщее проявление жизни на Земле. Ни один отдельно взятый вид организмов не мог играть эту роль. Для обеспечения всего разнообразия форм биогенной миграции химических элементов необходимо было развитие определенного комплекса организмов. Отсюда возникает проблема эволюции биосферы как единого целого в процессе историкогеологического развития нашей планеты.
    Границы биосферы определяются областью распространения организмов в атмосфере, гидросфере, литосфере (рис. 1.2).

    Рис. 1.2. Область распространения организмов в биосфере:
    1 — уровень озонового слоя, задерживающего жесткое ультрафиолетовое излучение; 2 — граница снегов;
    3 — почва; 4 — животные, обитающие в пещерах;
    5 — бактерии в нефтяных залежах
    Литосфера — это земная кора, внешняя твердая оболочка земного шара, образованная осадочными и базальтовыми породами. Основная масса организмов, обитающих в литосфере, сосредоточена в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров.
    Гидросфера — водная оболочка Земли, составленная Мировым океаном, который занимает примерно 70,8% поверхности земного шара. В гидросферу биосфера проникает практически на всю глубину Мирового океана.
    Атмосфера — воздушная оболочка Земли, состоящая из смеси газов, в которой преобладают кислород и азот. Наибольшее значение для биологических процессов имеют: кислород атмосферы, используемый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего живого вещества; углекислый газ, используемый при фотосинтезе; озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения.
    В атмосфере различают: тропосферу — примыкающий к поверхности Земли нижний слой атмосферы высотой около 15 км, в который входят взвешенные в воздухе водяные пары; стратосферу — слой над тропосферой высотой около 100 км; в стратосфере под действием жесткого излучения Солнца из молекулярного кислорода образуется атомарный кислород, который затем, соединяясь с кислородом, превращается в озон, образующий озоновый слой, задерживающий космические и УФ-лучи, губительно действующие на живые организмы.
    Таким образом, современная биосфера является итогом длительного исторического развития всего органического мира в его взаимодействии с неживой природой. В процессе этого развития в биосфере возникла сложная сеть взаимосвязанных процессов и явлений; благодаря взаимодействию абиотических и биотических факторов биосфера находится в постоянном движении и развитии. Она прошла значительную эволюцию со времени появления человека, т. е. на протяжении последних 2—3 млн лет. Однако если первоначально по своему воздействию на природу человек мог рассматриваться лишь как один из второстепенных факторов, то по мере развития цивилизации и роста ее технической оснащенности его роль стала сравнимой с действием мощных геологических процессов. Это обстоятельство заставляет самым серьезным образом относиться к возможным отдаленным последствиям как производственной, так и природоохранной деятельности человека.
    В результате техногенной деятельности человечества биосфера Земли коренным образом преобразуется и становится, по определению Вернадского, ноосферой — “сферой разума”. Ноосфера -— новое геологическое явление на нашей планете, в ней человек впервые становится крупнейшей геологической силой. Ноосфера — мир разумных, научно обоснованных поступков в глобальном масштабе.
    Круговорот основных элементов в биосфере — это многократное участие веществ в процессах, происходящих в атмосфере и гидросфере, в том числе в тех слоях, которые входят в биосферу планеты. Особое значение имеют круговороты кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Биогео- химический цикл кислорода — планетарный процесс, связывающий атмосферу и гидросферу с земной корой.
    Узловыми звеньями круговорота являются: образование свободного кислорода при фотосинтезе в зеленых растениях, потребление кислорода для осуществления дыхания всеми живыми организмами, для реакции окисления органических остатков и неорганических веществ (например, сжигание топлива) и другие химические преобразования, которые ведут к образованию таких окисленных соединений, как углекислый газ, вода, и последующему вовлечению их в новый цикл фотосинтетических превращений.
    В круговороте кислорода отчетливо проявляется активная геохимическая деятельность живого вещества, его ведущая роль в этом циклическом процессе. Исходя из массы органического вещества, синтезированного в течение года (с учетом 15% потраченных на процесс дыхания), можно заключить, что ежегодное продуцирование кислорода зеленой растительностью планеты составляет около 300 х 109 т. Лишь немногим более 25% этого количества выделяется растительностью суши, остальное -— фотосинтезирующими организмами Мирового океана (свободный кислород присутствует не только в атмосфере, в растворенном состоянии он содержится и в природных водах). Суммарный объем вод Мирового океана равен 137 х 109 л, а в 1л воды растворено от 2 до 8 см3 кислорода. Следовательно, в водах Мирового океана находится от 2,7 х Ю2 до 10,9 х Ю2 т растворенного кислорода. Часть органического вещества захороняется, вследствие чего из годичного круговорота выводится связанный кислород.
    Кислород используется для процесса горения и других видов антропогенной деятельности. За всю историю человечества до 1980 г. мировое потребление топлива составило около 84 млрд т каменного угля, 30 млрд т нефти и около 7,3 трлн м3 природного газа. На сжигание этого количества топлива было израсходовано 273 млрд т кислорода, и в результате образовано 322 млрд т углекислого газа. Около 90% перечисленного топлива было сожжено за последние 40-60 лет. В абсолютных величинах суммарный расход топлива человечеством всех эпох к 2000 г. достиг 550—650 млрд т условного топлива. В итоге к 2000 г. суммарный расход кислорода на сжигание топлива составил 800-900 млрд т, а поступление углекислого газа в атмосферу возросло до 95-1050 млрд т.
    К этому необходимо добавить расход кислорода на дыхание человека, животных, растений, на выполнение микроорганизмами окислительных реакций. При норме потребления кислорода 1 кг в сутки и общей численности населения Земли 4,8 млрд человек (начало 1986 г.) ежегодное потребление кислорода человечеством составляет около 1,8 млрд т; к 2000 г., когда на Земле стало 6 млрд человек, оно составило 2,6 млрд т в год. К этому времени потребление кислорода на промышленные и бытовые нужды, на транспорт достигло 50 млрд т в год.
    К 2000 г. с учетом всех видов расхода, включая дыхание растительного мира, ежегодное потребление кислорода составляет 210-230 млрд т, тогда как вся фитосфера ежегодно продуцирует 240 млрд т этого газа.
    На суше в процессе фотосинтеза происходит фиксация углекислого газа растениями с образованием органических веществ и выделением кислорода. Остатки растений и животных разлагаются микроорганизмами, в результате чего углерод окисляется до углекислого газа и снова попадает в атмосферу. Подобный круговорот углерода совершается и в водной среде. Фиксируемый растениями углерод в значительном количестве потребляется животными, которые, в свою очередь, при дыхании выделяют его в виде углекислого газа.
    Круговорот углерода в гидросфере (рис. 1.3) является более сложным, чем в атмосфере, поскольку возраст этого элемента в форме углекислого газа зависит от поступления кислорода в верхние слои воды как из атмосферы, так и из нижележащей толщи, так как между сушей и Мировым океаном происходит постоянный обмен углерода. Преобладает вынос этого элемента в форме карбонатных и органических соединений с суши в океан. Поступление углерода из Мирового океана на сушу совершается в несравненно меньших количествах, и то лишь в форме углекислого газа, диффундирующего в атмосферу, а затем переносимого воздушными течениями.

    Рис. 1.3. Круговорот углерода в биосфере
    Живое вещество в биосфере осуществляет газовую, концентрационную, окислительную и восстановительную функции. Кислород и азот атмосферы, весь углекислый газ, по мнению Вернадского, имеют органогенное происхождение.
    Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет примерно 200 млрд т сухого органического вещества; за это же время в процессе фотосинтеза на планете образуется 46 млрд т органического углерода, 123 млрд т кислорода.
    “Вихрь жизни”, как говорил Вернадский, захватывает освобожденные при гниении микроорганизмов элементы, поступающие в литосферу, гидросферу и атмосферу и снова включает их в круговорот веществ.
    В круговороте азота чрезвычайно большую роль играют микроорганизмы: азотфиксаторы, нитрификаторы, дени- трофикаторы. Все остальные организмы влияют на цикл азота только после ассимиляции его в состав своих клеток. Азот фиксируют также пурпурные и зеленые фотосинтезирующие бактерии, различные почвенные бактерии.
    В биосфере в целом фиксация азота из воздуха составляет в среднем за год 140—700 мг/м3. В основном это биологическая фиксация, и лишь небольшое количество азота (в среднем не более 35 мг/м3 в год) фиксируется в результате электрических разрядов и фотохимических процессов. Высокая интенсивность фиксации отмечена в некоторых загрязненных озерах с множеством сине-зеленых водорослей. В океане, где продуктивность ниже, фиксация азота в расчете на 1 м3 меньше, чем на суше. Однако общее количество фиксированного азота является значительным и весьма важным для глобального круговорота.
    В круговороте азота из огромного запаса этого элемента в атмосфере и литосфере принимает участие только фиксированный азот, усваиваемый живыми организмами суши и океана. В круговороте азота принимают участие: азот биомассы, азот биологической фиксации бактериями и живыми организмами, ювенильный (вулканогенный) азот, атмосферный (фиксированный при грозах) и техногенный.
    На огромных массивах, где деятельность человека почти отсутствует, растения берут необходимый им азот из вносимого в почву азота извне (нитраты с дождями, аммиак из воздуха), из возвращаемого в почву азота (останки животных, растений, экскременты животных), а также из разнообразных азотфиксирующих организмов.
    Наибольшее количество азота и зольных элементов содержится в биосфере лесной растительности, почти во всех типах растительности масса зольных элементов в 2-3 раза превышает массу азота. Исключение составляет тундровая растительность, в которой содержание азота и зольных элементов примерно одинаково. Наибольшее количество оборачивающихся в течение года элементов (т. е. емкость биологического круговорота) — во влажных тропических лесах, затем — в черноземных степях и широколиственных лесах умеренного климата (в дубравах).
    В биосфере хорошо развит процесс циклических превращений серы и ее соединений. Резервуарный фонд серы обширен в почве и отложениях, меньший — в атмосфере, основную роль в обменном фонде серы играют особые микроорганизмы, каждый вид которых выполняет определенную реакцию окисления и восстановления; в результате микробной регенерации серы из глубоководных отложений к поверхности перемещается сероводород. В глобальном масштабе в регуляции круговорота серы участвуют геохимические и метеорологические процессы (эрозия, осадкообразование, выщелачивание, дождь, адсорбция, десорбция и т. д.), биологические процессы (продукция биомассы и ее разложение), взаимосвязь воздуха, воды и почвы. Сульфат, аналогично нитрату и фосфату, — основная доступная форма серы, которая восстанавливается автотрофами и включается в белки (сера входит в состав ряда аминокислот).
    На круговорот азота и серы все большее влияние оказывает промышленное загрязнение воздуха: сжигание ископаемого топлива значительно увеличило содержание в воздухе летучих окислов азота (NO и N02) и серы (S02), особенно в городах. Их концентрация становится опасной для биотических компонентов экосистем.
    Геохимический цикл фосфора в большей мере отличается от циклов углерода и азота. Содержание этого элемента в земной коре равно 0,093%. Это в несколько десятков раз больше содержания азота, но в отличие от последнего фосфор не является одним из главных элементов оболочек Земли. Тем не менее его геохимический цикл включает разнообразные пути миграции в земной коре, интенсивный биологический круговорот и миграцию в гидросфере.
    Фосфор — один из главных органогенных элементов. Его органические соединения играют важную роль в процессах жизнедеятельности всех растений и животных, входят в состав нуклеиновых кислот, сложных белков, фосфолипидов мембран, служат основой биоэнергетических процессов. Фосфор концентрируется живым веществом, где его содержание в 10 раз больше, чем в земной коре. На поверхности суши протекает интенсивный круговорот фосфора в системе “почва — растения — животные — почва”. В связи с тем, что минеральные соединения фосфора труднорастворимы и содержащийся в них элемент почти недоступен растениям, последние преимущественно используют его легкорастворимые формы, образующиеся при разложении органических остатков. Круговорот фосфора происходит и в системе “суша -— Мировой океан”. Тут его основой является вынос фосфатов с речным стоком, взаимодействие их с кальцием, образование фосфоритов, залежи которых со временем выходят на поверхность и снова включаются в миграционные процессы.
    Человек должен планировать свою хозяйственную деятельность с учетом цикличности природных процессов. Особенно тщательно ее следует учитывать в земледелии, пастбищном животноводстве, водоснабжении, навигации. Распашка, внесение минеральных удобрений, загрязнение нефтью и тяжелыми металлами весьма обедняют фауну почвы. При этом нарушаются и даже полностью выпадают звенья нормальных пищевых цепей и биогеохимических циклов. Реакция почвы на вмешательство человека необычайно велика.
    Запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих их организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись как в течение жизни организмов, так и после их смерти. Нельзя забывать, что общество образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, образует круговорот. Основным механизмом удержания солнечной энергии и образования фитомассы, включающей огромные количества углерода, воды и распространенных биофилов, являются биогеоценозы лесных и травянистых ландшафтов.

  15. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *