Биосфера и место в ней человека

6. Биосфера и место в ней человека [1983 Бабосов Е.М., Винокуров А.П., Водопиянов П.А. и др. – Беседы о природе, обществе и человеке]

Биосфера и место в ней человека

“Биосфера – это среда нашей жизни, это та “природа”, которая нас окружает”,- писал академик В. И. Вернадский. Изучать ее начали в древние времена. Еще Р.

Декарт выделил структуры оболочек Земли по времени их образования (космогоническое учение). На формирование представлений о биосфере оказали влияние труды Т. Кларе, Ж. Бюффона, И.

Канта и других ученых, высказавших идеи о Мировом океане как единой оболочке, о воздушной и органических оболочках.

Термин “биосфера” впервые был введен Э. Зюссом (1875 г.). Под ним он понимал зону органической жизни, охватывающей область взаимодействия атмосферы, литосферы и гидросферы.

Наряду с естественно-историческим подходом к пониманию биосферы как качественно своеобразной оболочки природы в науке этого периода начинает оформляться представление о неразрывной связи человека с окружающей средой. В частности, Ч.

Лайель высказал мысль о человеческой деятельности, проявляющейся в форме геологической силы, возрастание которой может привести к вмешательству в геологические процессы. В это время формируются представления о географической среде деятельности человечества (Э. Реклю, Ф. Ратцель, А. И. Воейков и др.), вводятся понятия антропосферы (Д. И. Анучин), географического ландшафта (Л. С.

Берг), психосферы (Дж. Меррей), отражающие совокупность природных явлений, окружающих человека, и показывающие его влияние на природные процессы.

Академику В. И. Вернадскому принадлежит заслуга разработки теоретических аспектов учения о биосфере, определение достаточно строгой формулировки понятия о биосфере, установление ее границ и роли в общей энергетике и геохимической работе Земли.

На основании исследований он пришел к выводу об исключительно важном значении живых организмов в протекании геохимических процессов на земной поверхности и в формировании лика Земли. В его понимании биосфера – одна из геологических оболочек Земли, отличительная черта которой – участие во всех процессах живого вещества.

Биосфера является сложной по составу, строению и организованности оболочкой, включающей в себя все живые организмы, биогенные вещества (уголь, нефть, известняки и т. п.), косное вещество, в образовании которого живое не участвует, биокосное вещество, создаваемое с помощью живых организмов, и вещество космического происхождения.

Биосфера включает в себя все живые организмы, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли и обитающие в гидросфере (8-10 км), атмосфере (10-15 км) и литосфере (от десятков м до 3 км). Она представляет собой открытую термодинамическую систему, через которую проходит поток энергии от Солнца.

Живые организмы аккумулируют солнечную энергию, превращают ее в химическую и создают все многообразие жизни. Миграция химических элементов в биосфере связана с жизнедеятельностью живых организмов, их дыханием, питанием, размножением, смертью и разложением.

Живые организмы принимают участие в перераспределении химических элементов, образовании горных пород и минералов, выполняют особые геохимические функции: окислительно-восстановительную, газовую, концентрационную, функции созидания и разрушения.

Благодаря активному участию в процессах круговорота веществ биогенная миграция атомов меняет течение всех химических реакций в земной коре, изменяет историю многих химических элементов, является механизмом медленного проникновения внутрь планеты лучистой энергии солнца.

Биогенная миграция атомов возможна благодаря важнейшему свойству жизни – способности к самовоспроизведению. Она меняет биосферу и земную кору, что в свою очередь отражается на характере и строении живых существ. Такой подход к изучению роли живых организмов в биосфере позволил В. И. Вернадскому выявить генетическую и функциональную общность живых организмов с их средой обитания, показать неразрывную связь неорганической и органической природы, открыть планетарную роль фотосинтеза в преобразовании растениями космической энергии в свободную – земную.

И до работ В. И. Вернадского было известно, что живые организмы принимают активное участие в круговороте многих химических элементов, в образовании горных пород и минералов.

Однако лишь ему удалось показать, что живое вещество изменяет историю всех химических элементов, что оно выступает как глубокий и мощный геологический процесс. В течение сравнительно незначительного времени через живые организмы может пройти все вещество биосферы.

Так, весь кислород планеты, являясь продуктом фотосинтеза, обновляется через каждые 2000 лет, а все молекулы углекислоты – каждые 300 лет.

Все живые организмы, так или иначе используя друг друга, образуют биологический круговорот: растения создают вещества, которые служат пищей для животных; из минеральных солей и органических веществ вновь синтезируются новые живые организмы. И так без конца.

В результате разложения сложных органических соединений освобождается необходимая энергия для поддержания жизнедеятельности организмов. С помощью деструкторов, преимущественно микроорганизмов, происходит естественное самовосстановление процессов в биосфере.

Таким образом, биологический круговорот – это круговая циркуляция веществ между почвой, растениями и микроорганизмами. Помимо этого существует и большой, или геологический, круговорот, выражающий круговорот веществ между океаном и сушей. Биологический круговорот развивается на основе геологического, используя Особенности последнего.

Круговорот веществ – это постоянное движение составных частей биосферы и экологических систем на всех уровнях организации жизни. Биологический круговорот основывается на взаимодействии синтеза и деструкции (разрушения, нарушения нормальной структуры) и представляет собой одну из наиболее существенных характеристик жизни, благодаря которой обеспечивается ее непрерывность.

Процессы созидания, накопления и расщепления органических веществ строго согласованы между собой, причем в ходе эволюции биосферы процессы синтеза преобладали над процессами распада, благодаря чему стало возможным появление кислорода и накопление полезных ископаемых.

Процессы активного фотосинтеза привели к образованию большого количества кислорода, который в верхних слоях атмосферы превращался в озон.

Образование озонового экрана явилось важнейшим фактором распространения жизни, поскольку он предохранил живые организмы от губительного действия ультрафиолетовых лучей.

Сбалансированность углерода и кислорода, от которых зависит вся дыхательная система растений и животных, послужила основой прогрессивного развития жизни. Это обстоятельство привело к исключительному разнообразию жизни как необходимому условию ее устойчивости.

По некоторым данным, число видов животных составляет 1265500, а растений свыше 265 тысяч. Снижение разнообразия экологических систем под влиянием человеческой деятельности ведет к уменьшению их стабильности. Наглядное подтверждение тому – сельскохозяйственное производство.

Человека в первую очередь интересует повышение продуктивности засеваемых площадей. Однако, наиболее сложные, разнообразные, а следовательно, наиболее стабильные экосистемы дают наименьшую продуктивность. Повысить же ее можно лишь снижая стабильность экосистемы.

Разнообразие входящих в биосферу компонентов придает ей исключительную стабильность, выработавшуюся в ходе длительной эволюции жизни. Уничтожение отдельных видов растений и животных ведет к потере устойчивости биосферы и нарушению в ней динамического равновесия.

На ранних этапах истории человечества эти нарушения были незначительны и не оказывали существенного влияния на характер протекания природных процессов. Постепенно, по мере совершенствования орудий труда, человек расширил сферу своего воздействия на природу, зачастую принося ей значительный ущерб.

Примером могут служить оставление орошаемых полей из-за засоления в государствах Междуречья, в Западном Пакистане, оголение горных пастбищ в античной Греции, истребление бизонов в Северной Америке в XVIII и XIX веках. За последние 100 лет площадь лесов в Западной Европе сократилась на две трети.

Эти и другие примеры свидетельствуют о масштабах вмешательства человека в природные процессы.

Нынешний этап взаимодействия человека и природы качественно отличается от всех предшествующих, и прежде всего нарастанием темпов индустриального давления на биосферу.

По самым общим оценкам, человек эксплуатирует около 55 процентов прироста леса, добывает около 100 миллиардов тонн руды, угля, сланцев и строительных материалов, производит около 50 миллионов тонн различных синтетических материалов.

Характерная особенность производственной деятельности современного человека – качественное изменение технологических процессов, связанных с автоматизацией, химизацией, поиском новых источников энергии и др.

Именно поэтому человеческая деятельность в настоящее время становится ведущей геологической силой, оказывающей существенное влияние на характер протекания природных процессов.

Наряду с улучшением материального уровня жизни людей в условиях антагонистических формаций все явственнее обнаруживаются характерные черты экологического кризиса.

Научно-техническая революция открыла широкое поле деятельности для увеличения возможностей человека в изменении свойств материалов, в облегчении физического и умственного труда, в освоении космического пространства и контроля над биологическими процессами. Она способствовала постоянному увеличению производства энергии – основному показателю жизненного уровня населения любой страны.

Характерной особенностью научно-технической революции является автоматизация, охватывающая механизацию транспортировки и обработки материалов, обеспечение непрерывности производственных процессов, автоматический контроль, регулирование и управление.

В ходе ее развертывания открылись широкие возможности для повышения продуктивности сельского хозяйства в результате применения минеральных удобрений, выведения новых сортов растений и пород животных.

Повышению продуктивности сельского хозяйства способствуют и агрономические меры: чередование культур для предотвращения истощения почвы, сокращение периодов нахождения земель под паром, развитие ирригации, все более широкая механизация процессов в сельскохозяйственном производстве.

Продовольственная программа СССР на период до 1990 года предусматривает необходимость обеспечения высоких темпов сельскохозяйственного производства на основе его последовательной интенсификации, высокоэффективного использования земли, всемерного укрепления материально-технической базы, ускоренного внедрения науки и передового опыта.

К числу позитивных достижений научно-технической революции относятся: повышение продуктивности сельского хозяйства, развитие средств транспорта и связи, прогресс в области медицины, удовлетворение растущих потребностей людей. Подсчитано, что в настоящее время в развитых странах уровень удовлетворения потребностей в 32 раза выше, чем сто лет тому назад.

Наряду с этим научно-техническая революция имеет и отрицательные стороны. К их числу относится накопление смертоносного оружия, способного привести к уничтожению жизни на Земле. Индустриальное давление человека на биосферу приводит к существенному изменению ее структуры.

В результате продолжающейся в мире урбанизации площадь пригодных для обработки земель повсеместно сокращается. Так, за последние пятьдесят лет территория лесов уменьшилась на одну треть, расширилась площадь, занятая индустриальными центрами.

Вовлечение в хозяйственный оборот больших территорий по мере роста численности населения приводит к замене естественных экологических систем искусственными (антропогенными), что сопровождается изменением условий существования растений и животных.

По некоторым данным, в Европе уже освоено 88 процентов пригодных для использования земель, в Северной Америке – 53, в СССР – 66, в Азии – 100 процентов. С другой стороны, в малонаселенных Австралии и Новой Зеландии освоено лишь 16 процентов, в Южной Америке – 21, и Африке – 32 процента*.

Расширение площадей, занятых городами, дорогами, преобразование степных районов, осушение заболоченных земель и т. п. нарушает исторически сложившиеся взаимоотношения между различными видами животных и растений. Не менее сильное воздействие на данный процесс оказывает и загрязнение окружающей среды.

* ()

Естественное загрязнение окружающей среды, вызываемое извержениями вулканов, лесными пожарами, выветриванием горных пород и т. п., не наносило существенного ущерба, поскольку биосфера восстанавливала нарушенные процессы. Иное дело современное индустриальное производство, масштабы которого значительно превосходят действие природных процессов.

В результате производственной деятельности в окружающую среду попадает огромное количество твердых, жидких и газообразных веществ. Только в США выбрасывается в атмосферу и реки около 180 × 108 тонн в год различных отходов.

В воды Атлантического океана близ Нью-Йорка ежегодно попадает более 6 миллионов тонн различных отходов, которые превратили площадь более 60 квадратных километров в “мертвую зону”.

Задымление городов, образование смога, заболевания людей, вызванные окислами азота, сернистого ангидрида и другими химически вредными веществами,- наиболее типичная картина индустриальных центров развитых капиталистических стран (США, ФРГ, Япония и др.). Эти вещества оказывают влияние на природные процессы, вызывая в них соответствующие изменения.

В то же время современное производство не может обойтись без индустриальных методов. Поэтому главным в борьбе с загрязнениями является выяснение масштабов, степени и характера причиняемого вреда тем или иным источником. Если изменения в функционировании экосистем необратимы, необходимо принимать срочные меры по их предотвращению.

По данным Р.

Парсона, в США до 25 процентов бытовых сточных вод сливается в реки без всякой очистки, 31 проходит лишь первичную очистку, позволяющую удалять только треть вредных веществ, и только 44 процента сточных вод очищается полностью, причем и в этом случае остается до одной пятой неочищенных веществ. В загрязненной воде гибнут рыба и растения, а сама она служит источником возникновения заболеваний человека – тифа, детского паралича, паратифа и других.

Попадание в воду химических соединений – калия, фосфора, азота и др. способствует бурному размножению некоторых бактерий и водорослей, приводящих к истощению запасов кислорода (эвтрофикация).

Большую тревогу вызывает загрязнение поверхности океана при авариях гигантских танкеров, которые происходят ежегодно. Нефть широко разливается и приводит морскую флору и фауну к гибели. Даже тончайший слой нефти препятствует проникновению кислорода в воду.

Подсчитано, что 1 литр нефти покрывает пленкой примерно полгектара поверхности воды, 1 тонна – 12 квадратных километров. Т.

Хейердал, переплывая Атлантический океан на папирусной лодке, заметил, что основным уловом при забрасывании сети были пустые пластмассовые контейнеры и другие отходы промышленности. Из 57 дней плавания в течение 43 наблюдались плавающие комки нефти.

Загрязнение усугубляется большой устойчивостью углеводов. Особенно это опасно для арктических районов, поскольку в условиях низких температур период распада углеводородов еще длительнее.

Обоснованную тревогу вызывает нарушение теплового и химического равновесия. Накопление углекислого газа существенно изменяет спектр отражаемых солнечных лучей, уменьшает его инфракрасную составляющую, в результате чего температура нашей планеты возрастает.

Так, повышение средней температуры на 2 °С (некоторые авторы доводят эту цифру до 4 °С) повлечет за собой необратимые процессы, связанные с таянием ледников. Такое состояние может наступить, если энергия искусственных источников составит 4,5 процента солнечной энергии, поступающей на Землю.

Непрерывный рост выработки энергии увеличивает термальное (тепловое) загрязнение окружающей среды. Вода, используемая для охлаждения на атомных электростанциях, промышленных предприятиях, сбрасывается в реки и озера и повышает их температуру, стимулируя тем самым некоторые биологические процессы и изменяя условия жизни водных организмов.

Как следствие этого одни виды погибают, другие процветают, а в итоге нарушаются исторически сложившиеся взаимоотношения между живыми организмами.

Последствия технического прогресса противоречивы по своей природе: с одной стороны, они позволили все возрастающей численности людей удовлетворять свои потребности за счет качественного изменения технологических процессов (автоматизации, химизации, кибернетизации и т. п.

), изменения характера трудовой деятельности, улучшения медицинского обслуживания, совершенствования средств транспорта и связи.

С другой – эти меры оборачиваются негативной стороной, приводя к опасности возникновения термоядерной катастрофы, демографических взрывов, биологической деградации человека в результате загрязнения окружающей среды.

Положительные и отрицательные стороны научно-технического прогресса являются конкретным выражением противоречивости процессов общественного развития.

На современном этапе взаимодействия общества и природы сложилась своеобразная экологическая ситуация, обусловленная глобальным характером человеческой деятельности, которая выступает как доминирующая тенденция развития.

Дальнейшее развитие человечества выдвигает на передний план научного познания новые методологические принципы, связанные с прогнозированием последствий воздействия человека на окружающую среду, с прогнозированием тех условий, которые могут наступить в будущем.

Поэтому перед наукой в первую очередь встает задача поиска оптимальных форм взаимодействия человека и природы, требующих переориентации науки, изменения ее методологической установки. Помимо функции познания и преобразования окружающего мира, наука приобретает новую функцию, связанную с “выживанием человечества”.

Это теснейшим образом связано с познанием законов эволюции биосферы и закономерностей общественного развития.

Необходимо всесторонне изучить закономерности эволюции биосферы, сформулировать основные принципы, сообразно которым осуществляется развитие этой сверхсложной системы (сохранение атмосферного гомеостаза, соотношение стабильности и преобразования в биотическом круговороте, процессы энергетического баланса, геохимические циклы и др.). Обязательным условием плодотворной программы оптимизации взаимодействия общества и природы является глубокий и всесторонний анализ закономерностей общественного развития (демографические процессы, социально-экономическая структура общества, производственная деятельность, уровень развития научно-технического прогресса и др.).

Биосфера должна рассматриваться как органичный компонент социальной системы, характеризуемой конкретно-историческим уровнем развития ее экономических, социально-политических и культурных характеристик. Только при этом условии проблема взаимодействия общества и природы может быть успешно решена на подлинно научной и социально-перспективной основе.

Источник: http://ecologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000033/st009.shtml

Биосфера и место в ней человека

Биосфера и место в ней человека

Биосфера и место в ней человека

В.Ф.Попов, О.Н.Толстихин

Закончив анализ идей В.И., относящихся к организации биосферы и ее живого вещества, обратимся к положению человека в системе биосферы Земли. Оно определяется тем, что “Человечество как живое вещество неразрывно связано с материально-энергетическими процессами определенной геологической оболочки земли – ее биосферой.

Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту”. Однако и само человечество есть закономерный продукт развития биосферы, развития образующего ее живого вещества, как природного тела. В.И.

подчеркивает: “Организованность биосферы, организованность живого вещества – должна рассматриваться как равновесия, подвижные, все время колеблющиеся в историческом и геологическом времени около точно выражаемого среднего. Смещения и колебания этого среднего непрерывно проявляются не в историческом, а в геологическом времени…

никогда какая ни будь точка (например атом или химический элемент) не возвращается в зоны веков тождественно к прежнему положению”.

Организованность биосферы, живого вещества и образующих его организмов, в подобной трактовке, при примерно равной его массе на протяжении геологической истории Земли, неизбежно ведет к тому, что: “Во первых, в ходе геологического времени растет мощность выявления живого вещества в биосфере, увеличивается его в ней значение и его воздействие на косное вещество биосферы”. И не менее важно второе – “…процесс эволюции видов в ходе геологического времени – резкое изменение самих живых природных тел”. В.И. подчеркивает, что “Только в живом веществе мы наблюдаем резкое изменение самих природных тел с ходом геологического времени…(и очень точное, прим.авт.) – Живое вещество является пластичным, приспосабливается к изменениям среды, но, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне за-висимости от изменения среды”.

Ученик и последователь В.И.Вернадского, ак. К. П. Флоренский, оценивая научное наследие В.И.Вернадского, подчеркивает обнаруженный Вернадским факт, что “…

на фоне почти постоянного количества живого вещества, которое заняло все биологические ниши на заре истории Земли, на фоне морфологической эволюции организмов, в которой усовершенствование идет медленно и достаточно беспорядочно, есть один и четко направленный и важный для человечества процесс – это процесс цефализации, т.е.

усовершенствования центральной нервной системы. Мозг оказался наиболее важным средством, обеспечившим развитие вида. Постепенно развиваясь, на каком то этапе именно мозг человека, его разум, поставил человека в особые отношения со средой”.

Примечательны аргументы В.И.Вернадского в неизбежности именно такого хода событий. “Длившийся более двух миллиардов лет этот выражаемый полярным вектором, т.е.

проявляющий направленность, эволюционный процесс неизбежно привел к созданию мозга человека рода Homo, примерно больше половины миллиона лет тому назад”.

И далее, апофеоз человеческой мысли: “Без образования мозга человека не было бы его научной мысли, а без научной мысли не было бы геологического эффекта – перестройки биосферы человеком”.

Следовательно, неизбежно, что “…эволюция видов переходит в эволюцию биосферы” и, в свою очередь, “Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – ноосферу”.

Поскольку мысль и деятельность человека охватили все пространство земли, завершился процесс “полного заселения биосферы человеком…”.

Отсюда вытекает, в свою очередь, что и мысль человека есть явление планетного масштаба.

Здесь мы прикасаемся к вопросу до конца не разработанному, но безусловно требующему глубокого осмысления.

Рассматривая биогенную миграцию атомов (надо напомнить, что это форма существавания живого вещества), В.И.

Вернадский подразделяет ее на три рода: биогенная миграция атомов 1-го рода осуществляется микроскопическими организмами и микробами, характеризуется огромной интенсивностью, связанной с малым их объемом и весом и биогенную миграцию атомов 2-го рода, свойственную организмам многоклеточным. В.И. подчеркивает, что в геологическом и геохимическом отношении роль одноклеточных многократно превалировала до последнего времени.

Однако жизнь каждого организма проявляется еще и в возникновении 3-го вида биохимической миграции атомов, связанного не столько с размножением и физическим развитием данного вида, сколько именно с его жизнедеятельностью. В качестве примера он приводит воздействие на почву грызунов землероев, дождевых червей, термитов. Подчеркивая, что до участия человека, этот вид геохимической миграции атомов играл резко подчиненную роль.

Оценивая биохимические функции человека так же, как и других многоклеточных организмов, В.И.

подчеркивает, что создаваемая таким образом энергия отходит на второй план перед биогенной миграцией атомов 3-го рода, поскольку человек получил возможность регулировать биогенную миграцию атомов 2-го рода: свое размножение и размножение всех других организмов, в среде которых он живет.

“Перед ним открылись перспективы, которых еще не существовало на нашей планете и в пределах планеты не видно границ, которые могут быть поставлены биогенной миграции атомов 3-го рода, вызываемой человеческим разумом и трудом…”.

Действительно, таких пределов, объективно говоря нет. И, одновременно, нельзя не видеть стремительного разрушения природной среды, связанного именно 3-м видом биохимической миграции атомов, приводящим к нарушению химического баланса биосферы и образующего ее живого вещества.

Можно аргументировать высказаное частным примером: за последние 100 лет численность людей на Земле и, соответственно, накопленной им биологической энергии, возросли в 5 раз.

В то же время энергетический потенциал человечества, представляющий собой 3-й вид биогенной (в современной терминологии – антропогенной или техногенной) миграции атомов, обеспечивающий его весьма относительное благополучие, возрос, за тот же период, в 1000 раз.

Однако, такие возможности многократного изменения темпов биогенной миграции атомов, восстановления накопленной в процессе эволюции земной коры солнечной энергии, использование энергии ядерной, становятся возможны лишь благодаря развитию и работе человеческой мысли. В.И.Вернадский подчеркивает парадоксальность сложившейся ситуации, суть которой сводится к тому, что не являясь формой энергии, “..человеческий разум производит действия, как будто ей отвечающие”.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.sitc.ru/

Источник: https://www.studsell.com/view/18678/

Просмотр: природные условия жизнедеятельности населения (В.Б. Полканова) – Глава: 2. биосфера и место в ней человека онлайн

Биосфера и место в ней человека

Первые представления о биосфере как “области жизни” и наружной оболочке Земли восходят к Жану Батисту Ламарку (1744 – 1829). Э. Зюсс в 1845г. выдвинул идею о концентрированных оболочках в атмосфере, литосфере, гидросфере и биосфере.

Понятие о биосфере как о среде жизни Зюсс не развил. Он понимал ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую “лик Земли”. Заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит В.И. Вернадскому.

Его книга “Биосфера” вышла в 1926г.        

В.И. Вернадский – творец современного учения о биосфере и ее переходе в ноосферу, создатель необычно целостного учения о живом веществе в биосфере.

Верхнюю оболочку Земли, содержащую всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами, Вернадский называл “Биосфера”.

Как давно возникла биосфера? Начиная с Ч. Дарвина, палеонтологи находили свидетельства жизни, существовавшей лишь 570 – 560 млн. лет назад. Однако Вернадский упорно настаивал на “всегдашности” жизни. Он не сомневался, что биосфера была во все геологические эры и периоды. Признаки жизни существуют в атмосфере, гидросфере и литосфере, представляющих собой неповторимые среды жизни.

Вода – среда плотная, в ней возможно существование взвешенных организмов, того же планктона. Отсюда и особая форма движения жителей вод: они могут существовать не только у дна. Поэтому жизнь пронизывает водную толщу от поверхности до самого дна – на все 11 с лишним километров.

Характер движения обуславливает форму тел – обтекаемую, как у рыб, расплывчатую, как у медуз, и т.д.

Относительно небольшое количество кислорода, растворенного в воде, сформировало сложную систему газообмена; неоднородность химического состава морской воды (это не просто вода, но всегда раствор со множеством компонентов) выработала у организмов особые приспособления для поддержания стабильности внутренней среды, например, ионного состава.

Атмосфера – среда менее плотная, и потому все ее обитатели не могут долгое время существовать в отрыве от поверхности Земли. Нет животных, которые парили бы в воздухе постоянно.

Почва – структурное образование. Здесь важны такие качества, как способность рыть землю, например, и многое другое.

Таковы условия, в которых существует жизнь. Но, с другой стороны, это не только условия, но и результат существования жизни. Наличие живых существ определяют современный химический состав, физические свойства воздуха, воды, почвы.

Коралловые рифы южных морей сложны телами отмерших организмов. Такова же в принципе природа знаменитых меловых холмов Шотландии. Когда органогенные породы оказываются на поверхности, они образуют горные цепи. Так формируется рельеф.

Все это и многое, многое другое в конечном итоге – результат жизни.

Современный химический состав атмосферы также создавался под влиянием живых существ, поддерживается он жизнью на Земле и сейчас.

Итак, биосфера, с одной стороны, среда жизни, с другой – результат жизнедеятельности. Специфика биосферы в том, что в ней все время поддерживается биогенный, то есть связанный с деятельностью живых существ, круговорот веществ и совершенно четко направленные потоки энергии. Все это то, чего не найдено пока в поверхностных оболочках других планет.

По Вернадскому в состав биосферы, кроме живого вещества, входят: биогенное вещество – продукт жизнедеятельности живых организмов (осадочные породы органического происхождения); биокостное вещество – продукт распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами; костное вещество – горные породы магматического неорганического происхождения; вода; космическая пыль; радиоактивные вещества; рассеянные атомы, не связанные химическими реакциями.

При всем том пределы жизни существуют, а значит, у биосферы есть границы. Где же они находятся? Вверх биосфера простирается на 23 – 25 км, до самого озонового слоя, который оберегает все живое от коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца. Нижняя граница менее определенна.

В биосферу входит вся гидросфера и мировой океан, а на материках она проходит на разных глубинах в зависимости от строения тех или иных участков литосферы. В нефтяных водах были найдены микроорганизмы на глубине 5 – 6 км.

В глубинных породах у подошвы современной континентальной коры до глубины 16 км встречаются косвенные признаки существования живого вещества в прошлом. В.И. Вернадский назвал их “признаками былых биосфер”.

Продукты жизнедеятельности живых существ относятся к легкоподвижным веществам и перемещаются в пространстве далеко за пределами обитания организмов. Поэтому рассеяние и распределение живых организмов занимает более ограниченное пространство, чем биосфера в целом.

Суммарная биомасса всей суши – совокупность организмов в экосистеме в момент наблюдения – составляет 3´1012…1´1012т. Преобладает фитомасса (97 – 99 \%), на долю животных приходится 1 – 3 \%. По существующим оценкам общее количество массы живого вещества – 2423 млрд. тонн.

Это составляет 1/2100 часть массы атмосферы Земли. По активности воздействия на окружающую среду живое вещество превосходит другие природные факторы. При этом биомасса организмов суши примерно в 800 раз превышает биомассу Мирового океана.

На поверхности континентов растения резко преобладают по массе над животными. В океане мы наблюдаем обратное соотношение. Это связано главным образом с тем, что в морской среде условия для питания животных наиболее благоприятны.

Растительные организмы планктона моментально поедаются морскими животными, и переход органических веществ из растительной формы в тело животных совершается исключительно быстро.

Допустим в первом приближении, что биосфера существует не менее 3,6 млрд. лет. За этот срок все воды Мирового океана не менее 300 раз прошли через биогенный цикл, свободный кислород атмосферы обновился не менее 1 млн.

раз. Эти величины указывают на огромную работу фотосинтеза, выражающуюся в динамике наиболее легких веществ биосферы. Но и в биогенный круговорот попадали и другие химические элементы, входящие в состав растений и животных.

После гибели организмов часть их материала захоронялась в осадочных породах  земной коры в виде залежей каменного угля, нефти, горючих сланцев и рассеянной органики. Другая часть подвергалась разложению путем окисления, гниения и т. д.

Этот процесс порождения и гибели живых существ в биосфере приводит к тому, что количество биомассы на Земле сохраняет тенденцию к определенному постоянству. Естественно, что этот вывод имеет относительное значение.

Однако величайшая напряженность жизни, повсеместное ее распространение .как отражение переработанной энергии солнечного луча приводит к планетарному равновесию между продукцией живого вещества и его разложением.

Это равновесие отражается также в постоянстве свободного кислорода, углекислого газа и поверхности океана. 

Роль живых организмов в жизни планеты чрезвычайно велика. Живое вещество выполняет различные функции: газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную и биохимическую.

а) Газовая функция осуществляется зелеными растениями, которые в процессе фотосинтеза выделяют кислород, а также растениями и животными, которые при дыхании выделяют углекислый газ, многими бактериями, восстанавливающими азот, сероводород и т. д.

б) Концентрационная функция проявляется в “захвате” живым веществом химических элементов (водорода, углерода, азота и др.) и накоплении отдельными видами йода, радия и др.

в) Окислительно-восстановительная функция проявляется в окислении веществ с помощью организмов в почвах и гидросфере с образованием солей, оксидов и других соединений, в восстановлении веществ (серное железо). г) Биохимическая функция связана с питанием, дыханием и разрушением отмерших организмов.

Из 109 элементов периодической системы Менделеева fв клетках живых организмов насчитывается более 80 химических элементов. Особенно высока концентрация четырех элементов: кислорода, углерода, азота и водорода, составляющих по весу 96,5 \% живого вещества. Биомасса организмов формируется из соединений этих веществ. Главный источник кислорода в атмосфере – растения, которые на суше производят 53´109т  этого газа в год, а в океанах – 414´109 т. Скорость круговорота кислорода в биосфере составляет 2 тыс. лет.

Первое звено круговорота – углерод, поглощение его растениями из углекислого газа, содержащегося в атмосфере (при фотосинтезе).

Второе – использование органических веществ животными при питании и частичное возвращение их в атмосферу при их дыхании.

Кроме того, часть органического вещества, содержащего углерод, уходит в почву с частичным возвращением его в атмосферу. Скорость кругооборота углерода в биосфере 700 лет.

Существуют кругообороты водорода и азота путем разложения химических соединений бактериями. Таким образом, атмосфера Земли в ее нынешнем составе в основном биогенна. Организмы участвуют в выветривании, почвообразовании, изменении рельефа (зарастание озер, возведение коралловых островов и т. д.

); формировании горных пород и полезных ископаемых. Есть целая группа органических пород или биолитов: графит, диатомиты, известняки, торф, каменные угли, горючие сланцы, нефть и т. д. Бокситы образовались при участии болотной растительности.

Скопление некоторых залежей серы, фосфоритов, железа и марганца объясняется жизнедеятельностью микроорганизмов, обладающих способностью извлекать из окружающей среды рассеянные элементы и концентрировать их в себе: после гибели организмов накопленное ими отлагалось на месте гибели.

Во многих древнейших рудах и породах, которые считаются химическими соединениями, обнаружены микротельца бактерий, что доказывает биогенное образование пород. Исключительно велика роль организмов не только в синтезе, но и минерализации органического вещества.

К этому надо добавить удивительную устойчивость жизни, ее простых форм (семена, споры, бактерии). Так, из кирпичей, добытых при разборке стен храма Амона (Луксор), удалось выделить азотобактерии, аэробные спорообразующие бациллы и стрептомицеты, относящиеся к IV в. до н. э.

Таким образом, В.И.

Вернадский доказал, что все компоненты биосферы воедино связаны живым веществом, которое оказывает непрерывное воздействие на неживую природу, преобразуя и формируя облик планеты и создавая целостную динамическую систему. Живые организмы, получая поток солнечного излучения, преобразуют его, вовлекают в химические реакции неорганическую материю и создают непрерывный поток вещества

и энергии. Нынешний газовый состав атмосферы, почвенный покров, полезные ископаемые – результат деятельности живого вещества прошлых эпох.

В.И. Вернадский обратил внимание на то, что если жизнь поддерживает себя как устойчивое явление, то она непременно должна быть представлена в разных формах. Чисто теоретически можно предположить, что жизнь зародилась где-нибудь в океане одним биологическим видом.

Такое допущение можно сделать, но оно предполагает, что такая жизнь недолговечна.

Потому что в основе жизни, как известно, лежит обмен веществ, а если существует всего один вид, то через некоторое время он извлечет из среды все, что ему нужно, выделит отходы своей деятельности, и на этом процесс будет закончен.

Схематизируя, можно предположить, что дно морей будет усеяно трупами этих существ, которые не разлагаются, так как сделать это некому. Таким образом, жизнь как устойчивое планетарное явление возможна, лишь в том случае, когда она разнокачественна.

Разумеется, разные формы жизни непременно должны быть связанны друг с другом биологическим кругооборотом, движением органического вещества в экологических системах по пищевым (трофическим) цепям.

Пищевой цепью называется ряд живых организмов, в котором одни поедают предшественников по цепи и, в свою очередь, оказываются съеденными теми, которые следуют за ними. Пищевые цепи начинаются с растений, которыми питаются травоядные животные. Продуценты – преимущественно хлорофилоносные растения.

  Под влиянием солнечных лучей в процессе фотосинтеза растения-автотрофы образуют органическое вещество, т. е. накапливают потенциальную энергию, содержащуюся в синтезированных углеводах, белках и жирах растений.

В наземных экосистемах основные продуценты – зеленые цветковые растения, в водной – планктонные водоросли.

Консументы – гетеротрофные организмы, потребители органического вещества, созданного автотрофами.

Консументы, то есть потребители, сами не могут строить органическое вещество из неорганического, но используют его, питаясь другими формами, – растениями или животными.

В своих телах они преобразуют органику в специфические формы белков и других веществ, а в окружающую среду в процессе своей жизнедеятельности выделяют отходы.

К первичным консументам относят травоядных животных, а также паразитов зеленых растений. Среди наземных травоядных животных преобладают насекомые, грызуны и копытные; в водной – мелкие ракообразные и моллюски. Вторичные консументы питаются травоядными животными, т.е. относятся к плотоядным  (или всеядным).

Третичные консументы питаются вторичными, поэтому их называют хищниками хищников. Состав вторичных и третичных консументов разнообразен: хищники, паразиты, трупоеды.

Редуценты (биоредуценты) – организмы, разлагающие органические вещества, преимущественно микроорганизмы (бактерии, грибы-сапрофиты), поселяющиеся на трупах, отмирающих растениях и разлагающие их.

Пищевые цепи второго типа начинаются неживыми более или менее разложившимися веществами, которые потребляются детритоядными организмами.

Реальные зоны, в которых осуществляется биогенный круговорот, как их назвал академик В.Н. Сукачев, биогеоценозы, – это набор разных видов, обязательно включающий в себя три названные выше экологические категории живых существ, в определенных географических условиях.

Приноравливаясь к ним, приспосабливаясь, “живое вещество” (по выражению Вернадского) устойчиво осуществляет коловращение жизни. Значит, биосфера может быть представлена как набор биогеоценозов, в рамках которых осуществляется вот этот биогенный круговорот веществ.

Следует сказать, что в каждом из биогеоценозов обязательны экологические категории – продуценты, консументы, редуценты – они никогда не представлены одним видом, но всегда их набор.

Это своеобразная гарантия: если что-то случится с одним видом, его долю работы берут на себя другие, и биогеоценоз не разваливается.

Эта сложная взаимосвязь обеспечивает устойчивость жизненных процессов на планете.

И то, что самих биогеоценозов много, тоже гарантия, ее, так сказать, пространственный механизм. Где ни случись какой-либо географический катаклизм (извержение вулканов, опускание земной коры, наступление – отступление моря, геологические сдвиги, похолодания и т.п.

), другие биогеоценозы поддержат равновесие и со временем выравнят положение. Например, знаменитое извержение вулкана Кракатау в 1883г.

совершенно уничтожило на одноименном острове жизнь, но через полвека она там восстановилась, хотя в отдельных местах нарушения были, исчезли целые виды и даже экологические системы.

Итак, биосфера – единая система, в которой действуют конкретные биогеоценозы. Но каждый такой биогеоценоз представляет собой тоже самостоятельную биологическую систему, только рангом ниже. Ее главная функция – поддержание биогенного круговорота в данных конкретных географических условиях.

Каждый биогеоценоз имеет свою структуру, обеспечивающую эту функцию, то есть набор видов, разных экологически и сложнейшим образом друг с другом связанных.

Но, строго говоря, взаимоотношения в биогеоценозах идут не на уровне видов (потому что их представители могут обитать не только в данном конкретном биогеоценозе) и не на уровне особи, потому что тут они в основном пищевые (лисица съела зайца) и потому кратковременные.

Взаимоотношения в биогеоценозе текут на уровне популяций видов, обитающих на его территории. Сложились они давным-давно, и за время совместной эволюции видов в составе биогеоценоза они друг к другу как-то приспособились. В конечном итоге все многообразие этих сложных связей устойчиво поддерживает трофическую (пищевую) цепь.

Вид-потребитель не может полностью уничтожить всю популяцию своих жертв, иначе он сам погибнет. А уровень плодовитости жертв исторически, эволюционно сложился как бы с учетом того, что часть популяции изымается хищниками. С другой стороны, есть факторы, ограничивающие и численность хищников. Все это держит систему в определенном балансе.

Что же представляют собой популяции? Это совокупность особей данного вида, занимающих определенную территорию.

Скажем, баргузинский соболь, обитающий в бассейне реки Баргузин, на северо-восточном побережье Байкала. Популяция – тоже самостоятельная устойчивая биологическая система.

Ее главная функция – неустанное воспроизводство вида в условиях конкретного биогеоценоза. Чтобы она была выполнена, между

особями, составляющими эту популяцию, складываются очень сложные взаимоотношения, которые изменяют даже физиологические функции отдельных особей в направлении, выгодном для популяции, но иногда совсем не выгодном для отдельной особи.

Например, если при очень благоприятных условиях популяция дает вспышку размножения, то начинают складываться условия для конкуренции между особями. Тогда для популяции выгодно, чтобы часть особей перестала размножаться и рост численности замедлился. Но для особи отказ от размножения ненормален.

А для популяции это необходимый адаптивный ответ на чрезмерную ее загущенность, плотность. Такие механизмы в природе работают очень четко. Возьмем грызунов. На каком-то этапе их размножения, при определенной плотности внутри их сообщества начинают обостряться внутренние формы отношений – из-за территории, из-за самок и т. п.

Агрессивные формы отношений начинают преобладать над коммуникативными. Возникает обстановка стресса, который может увеличить гибель особей в популяции или блокировать поступление в кровь половых гормонов. В экспериментах это показано не только на грызунах, но и на других животных.

Причем не обязательно через стресс, есть и другие механизмы. Но конечный итог одинаков.

Но нередка и противоположная картина: если чрезмерно расплодились хищники, или долго держатся неблагоприятные погодные условия, или мало корма, то популяция начинает сокращаться. И тогда включаются механизмы, стимулирующие размножение. То есть идет типичный процесс саморегуляции, популяция всегда стремится достичь оптимального уровня своей численности.

Мы с этим сталкиваемся в реальной жизни сплошь и рядом. Ведем борьбу с грызунами с помощью ядов, смертность от них очень велика. Но стопроцентного уничтожения вредителей достичь никогда не удается. Кто-то засел в норе, кто-то был за пределами зоны обработки. И вот эти уцелевшие единичные представители через некоторое время, усиленно размножаясь, восстанавливают численность популяции.

Итак, еще раз повторим: биосфера – цельная система, в ней подсистемы – биогеоценозы. Но каждый биогеоценоз, в свою очередь, – самостоятельная система, в нем подсистемы – популяции. А там подсистемы – отдельные организмы. Но и каждый организм – тоже отдельная биологическая система (с понимания этого, наверное, вообще начинается биология и медицина).

Организм и только организм есть начальная, основная единица обмена веществ. И весь биогенный круговорот веществ в планетарном масштабе возможен лишь потому, что каждый организм осуществляет обмен веществ с окружающей средой.

С организма и начинается цепь взаимоотношений живой материи, и ни на одном уровне эту цепь прерывать нельзя, ибо все они связанны между собой функционально.

Ноосфера – новое состояние биосферы, при котором разумная деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития. Понятие “ноосфера” введено Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом в 1927г. Однако они дали идеалистическое толкование ноосферы, как особого надбиосферного “мыслительного пласта”, окутывающего планету. В 30–40 гг. В.И.

Вернадский развил представление о ноосфере с материалистических позиций. Он понимал ноосферу как качественно новую форму организованности, возникающую при взаимодействии биосферы и общества, как новое эволюционное состояние биосферы, направленно преобразуемой в интересах мыслящего человечества. В.И.

Вернадский первым понял геологическую и космическую силу человека, его место в биосфере и ответственность за ее судьбу.

Между естественным процессом эволюции биосферы и объективными закономерностями исторического развития человечества существует диалектическая связь. В.И.

Вернадский писал: “Ноосфера – новая, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, которое становится крупнейшей силой, сопоставимой по масштабам с геологическими, и начинает оказывать определяющее воздействие на ход процессов в охваченной его воздействием сфере Земли (позднее и в околоземном пространстве), глубоко изменяя ее своим трудом”.

Становление и развитие человечества как новой, преобразующей силы, выразилось в возникновении новых форм обмена веществом и энергией между обществом и природой во все возрастающем биогеохимическом и ином воздействии человека на биосферу.

Анализируя роль человеческого разума, научной мысли как планетарного явления, материализованного в социальной и экономическо-производительной деятельности человечества,

В.И. Вернадский приходит к выводам: 1. Ход научного творчества является той силой, с помощью которой человек меняет биосферу, в которой он живет. 2. Это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.  3. Это изменение биосферы происходит независимо от человеческой воли, стихийно, как природный естественный процесс.

  4. Так как среда жизни есть биосфера, то вхождение в нее в ходе геологически длительного существования нового фактора ее изменения – есть процесс перехода биосферы в новую фазу – ноосферу. 5. В переживаемый нами исторический момент мы видим это более ясно, чем могли бы видеть раньше. Здесь вскрывается перед нами “закон природы” (В.И. Вернадский 1977 г.).

Источник: http://bookzooka.com/book/605-prirodnye-usloviya-zhiznedeyatelnosti-naseleniya-vb-polkanova/6-2-biosfera-i-mesto-v-nej-cheloveka.html

Тема 6. Биосфера, место и роль в ней человека

Биосфера и место в ней человека

Впервыепонятие “биосфера” (от греч. bios – жизньи sphaira -шар) введено в биологию французскимнатуралистом Ж.Б.Ламарком в начале Х1Хстолетия, а затем в геологию австрийскимученым Э.Зюссом в конце Х1Х века.

Однако заслуга вразработке стройного, целостного ученияо биосфере принадлежит выдающемусярусскому ученому, академику ВернадскомуВ.И, который в своей работе “Биосфера”в 1926 году впервые изложил все основныепринципы и понятия разрабатываемой имтеории о биосфере.

Принципиальныеположения учения В.И.Вернадского обиосфере органически сочетают подходыего предшественников. Как отмечаютсовременники, эта книжка стала “однимиз крупнейших событий в историиестествознания ХХ века”.

ПоВернадскому В.И.: биосферапредставляет собой земную оболочку,область существования живого вещества,которая охватывает верхнюю частьлитосферы и нижнюю часть атмосферы ивсю гидросферу.

Приэтом Вернадский В.И. подчеркивал, чтобиосфера – это не просто пространство,в котором обитают живые организмы; еесостав определяется деятельностьюживых организмов, представляет собойрезультат их совокупной химическойактивности в настоящем и в прошлом.

Всюсовокупность существующих (илисуществовавших в прошлом) живых организмовон обозначилтермином “живоевещество”.

СледовательноВернадский В.И. понимал подбиосферой все части земной коры, которыеподвергались влиянию живых организмовв течение всей геологической истории.

Многиеже исследователи, особенно за рубежом,вкладывают в это понятие несколько инойсмысл, сужая представления о биосфереи рассматривая ее лишь как ту частьповерхности Земли, которая находитсяпод влиянием деятельности живыхорганизмов в настоящее время.

Однакоэто неверная точка зрения, посколькусостав,структура и энергетика современнойбиосферы в значительной степениобусловлены не только настоящей, но ипрошлой деятельностью живых организмов.

ВернадскийВ.И. выделил в биосфере семь разныхкатегорий веществ:

1)живое вещество -совокупность живых организмов;

2)биогенное вещество – этовещество, создаваемое и перерабатываемоеживыми организмами и являюшеесяисточником энергии (каменный уголь,нефть, известняк и т.д.);

3)косное вещество -это вещество, образующееся в процессах,в которых живые организмы не принимаютучастия (например, магма вулканов);

4)биокосное вещество – этовещество, создаваемое одновременноживыми организмами и процессами неживойприроды (например, вода, почва, коравыветривания и т.д.);

5)радиоактивное вещество – этохимические элементы сложного изотопногосостава, пронизывающие все веществобиосферы;

6)рассеянные атомы, которыенепрерывно создаются из всякого родаземных веществ под влиянием космическихизлучений;

7)вещество космического происхождения(например,метеориты, космическая пыль).

Воснове учения В.И.Вернадского о биосферележит представление опланетарной геохимической роли живоговещества в образовании биосферы – какпродукта длительного превращениявещества и энергии в ходе геологическогоразвития Земли.

Спецификасвойств живого вещества, как уникальногоявления планеты, заключается в следующем:

1.Живое вещество биосферы характеризуетсязаключенной в нем огромной энергией,способной производить работу.

Фотосинтезирующиерастения в процессе фотосинтеза создаютсложные по строению органическиемолекулы с большими запасами заключеннойв них энергии. Без живого вещества работасолнечного луча сводилась бы лишь кперемещению газообразных, жидких итвердых тел по поверхности планеты и квременному их нагреванию.

Живое веществовыступает в качестве гигантскогоаккумулятора и уникального трансформаторасвязанной лучистой энергии Солнца.Солнечная энергия без живого веществане совершала бы на Земле созидательнойдеятельности, так как не могла бы ниудержаться на ней, ни преобразоватьсяв необходимую для этого форму.

Улавливаниесолнечной энергии осуществляетсяпреимущественно растительным миром.Но в удержании и преобразованиизаключенной в нем энергии Солнца,перемещении ее по земной поверхности,а также из внешнего в более глубокиеслои планеты принимает участие всеживое вещество. Этот процесс осуществляетсяблагодаря размножению и последующемуросту организмов.

Скорость размножения,по Вернадскому , – это скорость передачив биосфере геохимической энергии.

2.Скорость протекания химических реакцийв живом веществе благодаря участиюферментов в тысячи, а иногда в миллионыраз быстрее, чем в неживом.

3.Индивидуальные химические соединения,входящие в состав живого вещества(белки, нуклеиновые кислоты, ферментыи др.) устойчивы только в живых организмах.

4.Общим признаком всякого живого веществабиосферы является движение.

В.И.Вернадский выделил две специфическиеформы движения живого вещества:

а)пассивнуюкотораясоздается ростом организмов и ихразмножением и присуща всем живыморганизмам;

б)активную,котораяосуществляется за счет направленногоперемещения организмов и большехарактерную для животных.

Благодаряразным формам движения живое веществоспособно заполнить собой все возможноепространство. Этот процесс был названВ.И.Вернадским давлениемжизни.

5.Живое вещество имеет значительно большееморфологическое и химическое разнообразие,чем неживое.

Всостав живого вещества входит более2,5 млн органических соединений, а всостав неживого – всего около 2 тыс. Приэтом живые организмы состоят из вещества,находящегося во всех трех фазовыхсостояниях.

6.Живое вещество представлено в биосферев виде дисперсных тел – индивидуальныхорганизмов, размеры которых колеблютсяот долей микрона у наиболее мелкихвирусов до 100 м у растений.

7.Являясь дисперсным, живое веществоникогда не находится на Земле в видеотдельных популяций организмов одноговида: оно всегда представлено биоценозами.Между членами биоценозов существуютразнообразные формы взаимодействия,важнейшими из которых являются пищевые.

8.Живое вещество существует на Земле вформе непрерывного чередования поколений,что способствует его обновлению (“всеживое из живого”). Поэтому современноеживое вещество генетически связано сживым веществом всех прошлых геологическихэпох.

9.Воспроизводство живого веществапроисходит эволюционным путем, благодарячему происходит нарушение абсолютногокопирования предыдущих

поколений.Эта способность позволяет живомувеществу приспосабливаться к изменениюусловий существования.

Такимобразом, в пределах биосферы вездевстречается либо само живое вещество,либо следы его деятельности (газыатмосферы, природная вода, запасы нефти,угля, известняка, глины, сланцы, гранитыи т.д.).

Составляяничтожную часть массы планеты (околоодной миллионной) и даже массы всейбиосферы (около одной десятитысячной),живое вещество является мощнейшимбиогеохимическим и энергетическимфактором.

Живоевещество трансформирует солнечнуюэнергию и вовлекает неорганическуюматерию в непрерывный круговоротвеществ. Через живое вещество многократнопрошли атомы почти всех химическихэлементов.

Живоевещество в конечном итоге определилосостав атмосферы, гидросферы, почв и взначительной степени осадочных породнашей планеты.

СогласноВ.И.Вернадскому, живое веществоосуществляет в биосфере следующиебиогеохимическиефункции:

Энергетическаяфункциязаключаетсяв осуществлении связи биосферно-планетарныхявлений с космическим излучением,преимущественно с солнечной радиацией.

Воснове этой функции лежит фотосинтетическаядеятельность зеленых растений, в процессекоторой происходит аккумуляция солнечнойэнергии и ее перераспределение междуотдельными компонентами биосферы. Засчет накопленной солнечной энергиипротекают все жизненные явления наЗемле.

Газоваяфункцияобусловливаетмиграцию газов и их превращение,обеспечивает газовый состав биосферы.Преобладающая масса газов на Землеимеет биогенное происхождение. В процессефункционирования живого веществапоявляются основные газы: кислород,диоксид углерода, азот, сероводород,метан и др.

Благодаря газовойфункции сформировался современныйсостав атмосферы, сильно отличающийсяот такого в добиосферный период.

Концентрационнаяфункция проявляетсяв способности живых организмов извлекатьи накапливать определенные химическиеэлементы окружающей среды, необходимыеим в процессах жизнедеятельности.

Концентрацияэтих элементов в теле живых организмовв сотни и тысячи раз выше, чем во внешнейсреде. Этим объясняется неоднородностьхимического состава биосферы.

Концентрационнаяфункция живого вещества способствуетобразованию месторождений полезныхископаемых.

Окислительно-восстановительнаяфункция заключаетсяв способности живого вещества осуществлятьокислительные и восстановительныехимические реакции, которые являютсяпочти невозможными в неживой природе.Эта функция в основном осуществляетсябактериями.

Деструкционнаяфункцияобусловливаетпроцессы разложения организмов послеих смерти. В результате осуществленияэтой функции происходит минерализацияорганического вещества до простыхнеорганических веществ, которые сновавовлекаются в биогеохимическиекруговороты.

Такимобразом,поВ.И.Вернадскому, биосферапредставляет собой одну из геологическихоболочек земного шара, глобальнуюсистему Земли, в которой биогеохимическиеи энергетические превращения определяютсясуммарной активностью всех живыхорганизмов – живого вещества.

Изучения В.И.Вернадского о биосферевытекает очень важный вывод о том, чточеловек как живое вещество органическисвязан с биосферой, является ее составнойчастью и не может существовать внебиосферы и без нее.

В И Вернадскийсформулировал три основные вывода оместе человека в биосфере:

1.Человек, как все живые организмы, какживое вещество, выполняет определеннуюфункцию биосферы.

2.Человек во всех его проявлениях составляетопределенную закономерную часть строениябиосферы.

3.Взрыв научной мысли в ХХ веке подготовленвсем прошлым биосферы и не может ниостановиться, ни пойти назад.

Такимобразом, биосфера(область распространения живого вещества)представляет собой глобальный биотоп,населенный всеми живыми существами, втом числе и человеком, которые проживаютна планете Земля.

Источник: https://studfile.net/preview/3718957/

Биосфера и место в ней человека (3)

Биосфера и место в ней человека

Сохрани ссылку в одной из сетей:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ ПСИХОЛОГИИ

РЕФЕРАТ

ПО КУРСУ

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

НА ТЕМУ:

«БИОСФЕРА И МЕСТО В НЕЙ ЧЕЛОВЕКА».

Ростов-на-Дону

2011

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение……………………………………………………………………….3

  1. Понятие биосферы…………………………………………………….. 3

  2. Структура биосферы………………………………………………….. 4

  3. Человек и биосфера……………………………………………………. 6

    1. Географическая среда……………………………………………7

    2. Окружающая среда……………………………………………… 8

  4. Влияние человека на природу………………………………………… 10

Заключение……………………………………………………………………..13

Литература…………………………………………………………………….14

Введение.

Человечество,несмотря на всю свою сегодняшнюю мощьи независимость, является составнойчастью и продолжением единой природы.Человекнеразрывнос ней связан,и не в состоянии существовать и развиватьсявне природы.Природаявляется естественной основой жизнедеятельностичеловекаи общества в целом. Вне природы ииспользования,созданных на ее основе предметов человекне существует.

Жизнькак особое, очень сложное явление природыоказывает на окружающий мир самоеразнообразное воздействие. Существуяв виде различных проявлений, жизнь(“живая природа”) не только производитпродукты своей жизнедеятельности, нои коренным образом преображает природу.

В естествознании изучение жизни какцелостного феномена в его тесной связис окружающей природой получило названиеученияо биосфере.

Существуютдва основных определения «понятиябиосфера», одно из которых известно современи появления в науке данноготермина. Это понимание биосферы каксовокупности всех живых и неживыхорганизмов на Земле. В.И.

Вернадский,изучавший взаимодействие живых и неживыхсистем, выдвинул принцип неразрывнойсвязи живого и неживого, переосмысливпонятие биосферы. Он понимал биосферу,как сферу единства живогои неживого.

Под биосферой, Вернадский понималтонкую оболочку Земли, в которой всепроцессы протекают под прямым воздействиемживых организмов. В дальнейшем Вернадскийразвил данное понимание биосферы иопределил её структуру.

2. Структура биосферы.

В буквальном переводе термин“биосфера” обозначает сферу жизни, ив таком смысле он впервые был введен внауку в 1875 г. австрийским геологом ипалеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 –1914). Однако задолго до этого под другиминазваниями, в частности “пространствожизни”, “картина природы”, “живаяоболочка Земли” и т.п., его содержаниерассматривалось многими другимиестествоиспытателями.

Факты и положения о биосференакапливались постепенно в связи сразвитием ботаники, почвоведения,географии растений и других преимущественнобиологических наук, а также геологическихдисциплин.

Те элементы знания, которыестали необходимыми для пониманиябиосферы в целом, оказались связаннымис возникновением экологии, науки, котораяизучает взаимоотношения организмов иокружающей среды.

Биосфера являетсяопределенной природной системой, а еесуществование в первую очередь выражаетсяв круговороте энергии и веществ приучастии живых организмов.

Под биосферойпонимается вся совокупностьвсех живых организмов вместе со средойих обитания, в которую входят: вода,нижняя часть атмосферы и верхняя частьземной коры, населенная микроорганизмами.

Два главных компонента биосферы- живые организмы и средаих обитания – непрерывновзаимодействуют между собой и находятсяв тесном, органическом единстве, образуяцелостную динамическую систему. Биосферакак глобальная суперсистема в своюочередь состоит из ряда подсистем.

Биосфера (всовременном понимании) – своеобразнаяоболочка Земли, содержащая всю совокупностьживых организмов и ту часть веществапланеты, которая находится в непрерывномобмене с этими организмами.

Биосфера охватывает нижнюючасть атмосферы, гидросферу и верхнюючасть литосферы.

Атмосфера –наиболее легкая оболочка Земли, котораяграничит с космическим пространством;через атмосферу осуществляется обменвещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:

  • тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

  • стратосфера;

  • ноносфера – там “живое вещество” отсутствует.

Гидросфера –водная оболочка Земли. Вследствиевысокой подвижности вода проникаетповсеместно в различные природныеобразования, даже наиболее чистыеатмосферные воды содержат от 10 до 50мгр/л растворимых веществ.

Литосфера –внешняя твердая оболочка Земли, состоящаяиз осадочных и магматических пород. Внастоящее время земной корой принятосчитать верхний слой твердого телапланеты, расположенный выше сейсмическойграницы Мохоровичича.

Поверхностныйслой литосферы, в котором осуществляетсявзаимодействие живой материи с минеральной(неорганической), представляет собойпочву. Остатки организмов после разложенияпереходят в гумус (плодородную частьпочвы).

Составными частями почвы служатминералы, органические вещества, живыеорганизмы, вода, газы.

Ведущую роль выполняет кислород,на долю которого приходится половинамассы земной коры и 92% ее объема, однакокислород прочно связан с другимиэлементами в главных породообразующихминералах. Т.о. в количественном отношенииземная кора – это “царство” кислорода,химически связанного в ходе геологическогоразвития земной коры.

Постепенно идея о теснойвзаимосвязи между живой и неживойприродой, об обратном воздействии живыхорганизмов и их систем на окружающиеих физические, химические и геологическиефакторы все настойчивее проникала всознание ученых и находила реализациюв их конкретных исследованиях.

Этомуспособствовали и перемены, произошедшиев общем подходе естествоиспытателей кизучению природы. Они все большеубеждались в том, что обособленноеисследование явлений и процессов природыс позиций отдельных научных дисциплиноказывается неадекватным. Поэтому нарубеже ХIХ – ХХ вв.

в науку все ширепроникают идеи холистического, илицелостного, подхода к изучению природы,которые в наше время сформировались всистемный метод ее изучения.

Результаты такого подходанезамедлительно сказались при исследованииобщих проблем воздействия биотических,или живых, факторов на абиотические,или физические, условия. Так, оказалось,например, что состав морской воды вомногом определяется активностью морскихорганизмов.

Растения, живущие на песчанойпочве, значительно изменяют ее структуру.Живые организмы контролируют дажесостав нашей атмосферы.

Число подобныхпримеров легко увеличить, и все онисвидетельствуют о наличии обратнойсвязи между живой и неживой природой,в результате которой живое вещество взначительной мере меняет лик нашейЗемли.

Таким образом, биосферу нельзярассматривать в отрыве от неживойприроды, от которой она, с одной сторонызависит, а с другой – сама воздействуетна нее. Поэтому перед естествоиспытателямивозникает задача – конкретно исследовать,каким образом и в какой мере живоевещество влияет на физико-химическиеи геологические процессы, происходящиена поверхности Земли и в земной коре.

Человек как особая форма жизнии существо, обладающее разумом, вноситпринципиально новые элементы вовзаимоотношения с природой. Он выступаеткак автономная целостность внутрибиосферы. Живое вещество, преобразуякосное и взаимодействуя с ним, создаетбиосферу.

Аналогично человек, преобразуябиосферу, создает техносферу.

Но еслипри формировании биосферы все биоценозылишь поддерживают системную целостностьпутем обмена веществом и энергией, точеловек, помимо этих функций, в первуюочередь производит овеществлениеприроды, создавая новые искусственныепредметы.

Однако далеко не все творениячеловека находятся в гармонии с окружающейдействительностью. И если живые организмы,созданные человеком, в большинствесвоем вписываются в общую системуприроды, то этого никак нельзя сказатьо других предметах, созданных им: здания,сооружения…

Наиболее тесно человек связанс такими составляющими природы ибиосферы, как географическая и окружающаясреда.

3.1. Географическая среда.

Географическая среда естьта часть природы (растительный и животныймир, вода, почва, атмосфера Земли), котораявовлечена в сферу жизни человека, впервую очередь в производственныйпроцесс. Она оказывает существенноевлияние на самые разные стороны жизничеловека, и прежде всего на развитиематериального производства.

Многообразиесвойств природы явилось естественнойосновой для разделения труда (охота,земледелие, скотоводство, добыча полезныхископаемых и т.д.).

От особенностейгеографической среды зависят конкретныенаправления человеческой деятельности,в частности, развитие тех или иныхотраслей производства в различныхстранах и на континентах.

Влияние природы в виде конкретнойгеографической среды на историческоеразвитие того или иного народа весьмаразлично, оно проявлялось, например,как наличие или отсутствие благоприятныхприродных условий для производствасельскохозяйственных продуктов, а такжев других отношениях. Данное различиебыло особо чувствительным для человекана ранних ступенях развития общества,когда преобразование предметов природысоставляло лишь незначительный процентпо сравнению с их использованием вготовом виде.

Неблагоприятные природныеусловия существенно тормозили общественноеразвитие. Не случайно поэтому древниецивилизации возникали первоначальноименно у народов южных стран.

Благоприятныйклимат требовал меньших затрат трудана изготовление жилищ и одежды, напроизводство продуктов.

На Юге открываласьлучшая возможность для развитияразделения труда, возникновенияприбавочного продукта, появлениякультуры.

Однако лучшие природные условияюжных стран обеспечивали эти преимуществаглавным образом на ранних ступеняхразвития человечества. В дальнейшем жеположительная роль благоприятногоклимата парадоксальным образомпревратилась в отрицательную, ибо вомногом отсутствовал стимул производства.Именно поэтому активная история народовюжных регионов как бы замораживаетсяв средневековье.

Если бы человек находил всенеобходимые ему средства к существованиюв природе в готовом виде, то не было быстимулов для совершенствованияпроизводства, а, следовательно, и длясобственного развития.

Такимобразом, не только наличие тех или иныхприродных условий для производства, нои, наоборот, их недостаток также оказывалускоряющее влияние на развитие общества.В этом проявляется взаимодействиесоставляющих системы природа-биосфера-человек.

Практика показала, чтоименно наличие разнообразных природныхусловий является наиболее благоприятнымфактором развития человека и общества.

Окружающая среда – болееширокое понятие, чем географическая.Оно включает в себя, помимо поверхностиЗемли и ее недр, часть Солнечной системы,которая попадает или может попасть всферу деятельности человека, а такжесозданный им материальный мир. В структуреокружающей среды выделяют две важнейшиесоставляющие: естественнуюи искусственную средыобитания.

Естественная среда обитаниявключает в себя неживую иживую части природы – геосферу и биосферу.Она существует и развивается безвмешательства человека, естественнымобразом. Однако в ходе эволюции человекпостепенно все больше осваиваетестественную среду обитания.

Первоначальноэто было лишь простое потреблениеестественных богатств(диких плодов, растений иживотных).

Затем человек начал использоватьи естественные источникисредств жизни (полезные ископаемые,энергетические источники), преобразуяих в ходе своей практической деятельности.

Для человека положительныемоменты освоения и преобразованияприродных источников как составныхчастей естественной среды обитаниянеоспоримы.

В результате этой деятельностичеловек смог не только выжить какбиологический вид, но и приобрести то,что принципиально отличает его от другихживых существ – способность производитьорудия труда, создавать и накапливатьматериальную и духовную культуру,целенаправленно преобразовыватьокружающую среду.

Однако человек в ходе эволюциине остановился лишь на взятии у природыматериала в непосредственном илипреобразованном виде. Он перестал быбыть разумным существом, если бы не смогсоздать нечто свое, искусственное, чегоне было до сих пор в природе.

В результатеим была создана искусственнаясреда обитания – все то,что специально сделано человеком:разнообразие предметов материальнойи духовной культуры, преобразованныеландшафты, а также выведенные в результатеселекции и одомашнивания растения иживотные.

С развитием общества роль изначение для человека искусственнойсреды обитания непрерывно возрастают.

  1. Влияние человека на природу.

Уровень воздействия человекана окружающую среду зависит в первуюочередь от технической вооруженностиобщества. Она была крайне мала наначальных этапах развития человечества.

Однако с развитием общества, ростом егопроизводительных сил ситуация измениласькардинальным образом. XXстолетие – век научно-техническогопрогресса.

Связанный с качественноновым взаимоотношением науки, техникии технологии, он колоссально увеличилмасштабы воздействия общества на природуи поставил перед человеком целый рядновых, чрезвычайно острых проблем.

Изучение влияния техники набиосферу и природу в целом нуждаетсяне только в прикладном, но и в глубокомтеоретическом осмыслении. Техника всеменее остается только вспомогательнойсилой для человека. Все больше проявляетсяее автономность.

Понятие “совокупность техникии технические системы” лишь начинаетобретать право на существование в науке.По аналогии с живым веществом, лежащимв основе биосферы, мы можем говорить отехновеществе как совокупность всехсуществующих технических устройств исистем (своеобразныхтехноценозов).

В его состав, в частности,включают технические устройства,добывающие полезные ископаемые ивырабатывающие энергию подобно зеленымрастениям в биосфере. Выделяется такжетехнический блок по переработкеполученного сырья и производству средствпроизводства. Далее идет техника,производящая средства потребления.

Затем – технические системы по передаче,использованию и хранению средствинформации. В особый блок выделяютавтономные многофункциональные системы(роботы, автоматические межпланетныестанции и др.). В последнее время появляютсятакже техносистемы по переработке иутилизации отходов, включенные внепрерывный цикл безотходной технологии.

Это своего рода “технические санитары”,действующие подобно биологическим,природным подсистемам. Таким образом,структура техновещества все большевоспроизводит аналогичную организациюестественных природных живых систем.

По силе своего воздействия напланету техновещество в виде системытехноценозов в состоянии, как минимумна равных, спорить с живым веществом.Дальнейшее развитие техники со всейочевидностью требует просчета оптимальныхвариантов взаимодействия составныхподсистем техновещества и последствияих влияния на природу, и в первую очередьна биосферу.

В результате преобразованиячеловеком естественной среды обитанияможно говорить уже о реальном существованиинового ее состояния – о техносфере.Понятие “техносфера”выражает совокупностьтехнических устройств и систем вместес областью технической деятельностичеловека.

Ее структурадостаточно сложна, так как включает всебя техногенное вещество, техническиесистемы, живое вещество, верхнюю частьземной коры, атмосферу, гидросферу.

Более того, с началом эры космическихполетов техносфера вышла далеко запределы биосферы и охватывает уже околоземный космос.

Нет смысла современному человекуподробно говорить о роли и значениитехносферы в жизни общества и природы.Техносфера все больше преобразуетприроду, изменяя прежние и создаваяновые ландшафты, активно влияя на другиесферы и оболочки Земли, и прежде всегоопять-таки на биосферу.

Говоря о важнейшем значениитехники в жизни человека, нельзя неотметить обостряющуюся сегодня проблему гуманизации техносферы. Пока что наукаи техника нацелены главным образом намаксимальную эксплуатацию природныхресурсов, удоволетворение нужд человекаи общества любой ценой.

Последствиянепродуманного, некомплексного и, какследствие, антигуманного воздействияна природу удручают. Техническиеландшафты из отходов производства,уничтожение признаков жизни в целыхрегионах, загнанная в резервации природа- вот реальные плоды отрицательноговлияния человека, вооруженного техникой,на окружающую среду.

Все это такжеявляется следствием недостаточноговзаимодействия естественных и общественныхнаук в осмыслении данной проблемы.

Заключение.

Природа, несмотря на всебесчисленное многообразие своихсоставных частей, есть единоецелое.

Именно поэтомувоздействие человека на отдельные частивнешне покорной и мирной природыодновременно оказывают влияние, причемнезависимо от воли людей, и на другиеего составляющие.

Результаты ответнойреакции бывают порой непредсказуемы,они плохо поддаются прогнозированию.Человек распахивает землю, помогаяросту полезных ему растений, но из-заошибок в земледелии смывается плодородныйслой.

Вырубка лесов под сельхозугодиялишает почву достаточного количествавлаги, и в результате поля вскорестановятся бесплодными. Уничтожениехищников снижает сопротивляемостьтравоядных и ухудшает их генофонд.Подобный “черный список” локальныхвоздействий человека и ответной реакцииприроды можно продолжать бесконечно.

Игнорирование человеком целостногодиалектического характера природыприводит к отрицательным последствиям,как для нее, так и для общества.

Пробелы в общем уровне культуры,игнорирование поколениями людейзакономерностей и особенностей живогомира, к сожалению, печальная реальностьи сегодняшнего дня.

Горьким свидетельствомтому, как упорно человек не желаетучиться на собственных ошибках, могутслужить обмелевшие после вырубки лесовреки, засоленные в результате неграмотногоорошения и ставшие непригодными дляземледелия поля, высохшие моря и т.д.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: ВЛАДОС, 2002. – 512 с.

  2. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера // Б-ка трудов акад. В.И. Вернадского. Живое вещество и биосфера. М., 1994.

  3. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. — М.: Наука, 1988.

  4. Глобальные проблемы и общечеловеческие ценности. — М.: Прогресс, 1990.

  5. Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли. — М.: Танаис ДИ-ДИК, 1994.

  6. Моисеев Н.Н. Современный антропогенез и цивилизационные разломы. Эколого-политологический анализ//Вопр. философии. 1995. № 1.

  7. Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. — М.: Молодая гвардия, 1985.

  8. Экологические уроки прошлого и современность. — Л.: Наука, 1991.

Источник: https://works.doklad.ru/view/Y5usOrLn2xU.html

Vse-referaty
Добавить комментарий