В XX в. Неоценимый вклад в развитие естественных наук внес Владимир Иванович Вернадский. Его труды принципиально изменили научное мировоззрение XX века, определили положение человека и его научной мысли в эволюции биосферы, позволили по-новому взглянуть на окружающую нас природу как среду обитания человека, поставили много актуальных проблем и наметили пути их решения в будущем.
Одно из величайших достижений естествознания XX в. – учение Вернадского о биосфере, области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество. Вернадский постарался создать теоретически стройную концепцию перехода биосферы в ноосферу в результате разумных преобразований человеком – на основе науки – среды жизни.
Особенностью планеты Земля является поверхностная оболочка – биосфера. Биосфера – область распространения жизни на Земле, объединяющая в едином взаимодействии живые организмы и костное вещество. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и литосферу, населенные живыми организмами. Живое вещество более или менее непрерывно распространено на земной поверхности, оно образует на ней тонкий, но сплошной покров, в котором концентрирована свободная химическая энергия, выработанная им из энергии Солнца.
Первоначально под термином биосфера подразумевалось только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете. При исследовании общих проблем воздействия биотических ( или живых), факторов на абиотические, (или физические, погодные условия, космические излучения и т.д.), условия пришли к выводу о наличии обратной связи между живой и неживой природ ой. Все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов. Определяя биосферу, Вернадский пишет:
"Э.Зюсс (1831 - 1914) и геологи того времени могли смотреть и на проявление жизни и на Лик Земли, как на независимые друг от друга явления. Сейчас для нас ясно, что Лик Земли не является результатом "случайных явлений", а отвечает определённой резко ограниченной геологической земной оболочке биосфере - одной из многих других, имеющих определённую структуру, характерную для земных планет. "
За период своего существования, питаясь энергией космических излучений, биосфера сформировала сложные саморегулирующиеся механизмы. Эти механизмы обеспечили ей внутреннее саморазвитие, и защитили от губительных факторов космической среды.
Вернадский рассматривал биосферу как особое геологическое тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли (планеты Солнечной системы) и космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество - это формы, уровни организации биосферы.
Для описания биосферы Вернадский ввел понятия живого, костного и биокостного вещества – составные части биосферы.
Согласно представлениям Вернадского, живые организмы без пропусков заполняют всю поверхность планеты. Размножением, питанием и дыханием они создают определённое давление на среду, меняют течение всех химических реакций, участвуют в круговороте всех химических элементов. Они выполняют в биосфере строго определённые биогеохимические функции для поддержания жизни на Земле.
Таким образом, косное вещество – горные породы, жидкие и газообразные тела, в совокупности с живым веществом образуют биосферу. Между живым и косным веществом существует непрерывно идущая связь во время дыхания, питания, размножения живого вещества: биогенная миграция атомов из косных тел биосферы в живые и обратно.
«Биокосные естественные тела характерны для биосферы. Это закономерные структуры, состоящие из косных и живых тел одновременно (например, почвы)
Живое вещество резко обособлено от окружающей косной среды в форме миллиардов организмов, размеры которых колеблются от сотен метров до 10-6 см. Они представляют собой центры энергетических и физико - химических процессов и непрерывно связаны с окружающей средой биогенной миграцией атомов этой среды в них и из них. Законы физики и химии в живом веществе те же самые, которые мы наблюдаем во всей остальной природе, но они не охватывают целиком всех явлений жизни.
В ходе эволюции образуются биоценозы – сообщества животных, растений, микроорганизмов. В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы. В них происходит непрерывный обмен веществом и энергией, которые реализуются множеством трофических цепочек и биогехимических циклов. Биогеоценозы служат элементарными ячейками биосферы, которые, взаимодействуя между собой, устанавливают динамическое равновесие в ней.
Способность экосистемы к самоподдержанию и саморегуляции реализуется через гомеостаз (способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять динамическое относительное постоянство состава). В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи, который можно продемонстрировать на примере зависимости плотности популяции от пищевых ресурсов. Обратная связь возникает, если «продукт» оказывает влияние на «датчик». В результате отклонения плотности популяции от оптимума в ту или иную сторону увеличивается рождаемость или смертность, результатом чего будет приведение плотности к оптимуму. Такая обратная связь, т.е. связь, уменьшающая отклонение от нормы, называется отрицательной обратной связью. Положительная же обратная связь увеличивает это отклонение.
Высокая степень согласованности всех видов жизни в биосистеме есть результат Коэволюции - совместно протекающей эволюции взаимодействующих биологических систем.
Живоевещество в биосфере играет активную роль и ни с чем, ни с какой геологической силой не может даже быть сравниваемо по своей мощности и непрерывности во времени. В сущности, оно определяет все основные химические закономерности в биосфере. Структура биосферы, функционирующая в течение не менее двух миллиардов лет, очень закономерна и резко отличается от механических структур наших приборов и аппаратов. В биосфере в жизненном процессе проявляется то же самое явление, которое в косной среде наблюдается только в условиях высокой температуры и давления.
По Вернадскому, вещество биосферы в зависимости от физико– химического состава можно разделить на:
1) живое вещество как совокупность живых организмов;
2) биогенное вещество – непрерывный биогенный поток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно;
3) косное вещество (атмосфера, газы, горные породы и пр.)
4) биокосное вещество, например почвы, илы, поверхостные воды, сама биосфера, т.е. сложные закономерные косно – живые структуры.
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 101 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |