Биосфера Вклад в развитие биосферы Вернадского В.И.

Биосфера Биосфе́ра совокупность частей земной оболочки (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс Вернадский.

Вернадский В.И. Владимир Иванович Вернадский (28 февраля (12 марта) 1863, Санкт-Петербург 6 января 1945, Москва) выдающийся русский учёный XX века, естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель; создатель многих научных школ. Один из представителей русского космизма. В круг его интересов входили геология и кристаллография, минералогия и геохимия, организаторская деятельность в науке и общественная деятельность, радиогеология и биология, биогеохимия и философия.

Учение Вернадского о Биосфере «Биосфера – это планетарное явление космического характера, ее важной особенностью, главной геологической силой является жизнь – «живое вещество», не просто населяющее биосферу, а преобразующее облик земли. В своем учении о биосфере Вернадский живым организмам придает особое значение. Он рассматривает их как функцию биосферы. Преобразуя солнечную энергию, живые организмы выступают чрезвычайно мощной геохимической силой, влияющей на геологические процессы и поверхность(облик) Земли. Совокупность всех земных живых организмов, которую как нечто единое целое можно выразить численно в элементарном химическом составе, в единицах величин массы, энергии, он назвал живым веществом.

Основные положения учения Вернадского о биосфере В биосфере Вернадский выделял три разных, но геологически значимых и взаимосвязанных типа веществ: живое вещество, косное вещество и биокосное вещество. Живое вещество – совокупность всех живых организмов(т.е. биомасса), косное вещество – все тела и свойства неживой природы, биокосное вещество – результат совместной деятельности косного и живого вещества. Особо важным свойством биосферы Вернадский считал непрерывно идущий круговорот веществ и поток энергии, регулируемые деятельностью живых организмов. Биологический круговорот, или циркуляция химически элементов между живыми организмами, атмосферой, гидросферой и почвой, выступает главной силой, организующей биосферы в единую оболочку.

Роль организмов в эволюции биосферы 1. криптозой архей (3,6 – 2,6 млрд лет тому назад) господство одноклеточных(сине-зеленые водоросли, прокариоты) протерозой (2,6млрд. – 600 млн. л. т. н. ) низшие формы растений, колонии организмов, эукариоты возникновение фотосинтеза привело к накоплению в воде и атмосфере свободного кислорода, благодаря чему возник и начал развиваться процесс аэробного дыхания – одна из основ прогрессивной эволюции живых организмов Земли. -появление первых живых систем -возникновение механизма репликации -формирование клетки(мембрана) -поверхностный слой водоемов – зарождение жизни (планктон, бактерии)

Роль организмов в эволюции биосферы 2. фанерозой 2.1 палеозой кембрий(680 млн. л. т. н.) ордовик(490 млн. л. т. н.) процветание всех отделов водорослей и морских беспозвоночных. Наиболее распространены трилобиты силур(440 млн. л. т. н.) выход растений на сушу – появление псилофитов. Появление первых наземных беспозвоночных; в морях – первых позвоночных (бесчелюстных щитковых) девон(400 млн. л. т. н.) папортникообразные, первые земноводные – стегоцефалы карбон(350 млн. л. т. н.) расцвет земноводных, появление первых пресмыкающихся, первые крылатые насекомые, пауки, скорпионы пермь(280 – 230 млн. л. т. н.) распространение голосеменных растений, развитие пресмыкающихся, насекомых.

Роль организмов в эволюции биосферы 2.2 мезозой триас(230 млн. л. т. н.) развитие голосеменных и пресмыкающихся(динозавры), появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб юрский(190 млн. л. т. н.) господство голосеменных растений, появление первых птиц; первых покрытосеменных растений меловой(65-70 млн. л. т. н.) распространение покрытосеменных растений, широкое распространение насекомых; постепенное вымирание рептилий(динозавров) 2.3 кайнозой палеогеновый(60 млн. л. т. н.) появление парапитеков и дриопитеков неогеновый(25 млн. л. т. н.) современные семейства млекопитающих, господство покрытосеменных растений антропогеновый(2,5 млн. л. т. н.) появление и развитие человека

Функции живого вещества в биосфере (пункты 1-4) 1) Живое вещество обладает общим свойством – физико- химическим единством. 2)Все химические реакции в живом веществе протекают значительно быстрее, чем в других веществах планеты, и характеризуются исключительной упорядоченностью. 3) В возникающих химических связях живого вещества заключено огромное количество свободной энергии. Поэтому живое вещество выступает как «накопитель и трансформатор» 4)Живому веществу свойственна подвижность, обеспечивающая переносом вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.

Функции живого вещества в биосфере ( пункты 4-8) 4) Живому веществу свойственна подвижность, обеспечивающая перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении. 5) Живое вещество характеризуется значительно большим морфологическим и химическим разнообразием, чем любое косное вещество. 6) Живое вещество, в отличие от косного, постоянно производит работу («геологическую работу») : увеличивает биологическую массу и разнообразие форм жизни, изменяет среду обитания и тем преобразовывает физико- химические параметры биосферы. 7) Живое вещество представлено в биосфере в виде дискретных тел – отдельных особей. В то же время, будучи дисперсным (рассеянным), живое вещество на Земле никогда не существует в виде обособленных организмов,но всегда представлено сообществами популяций разых видов (биоценозами), между которыми устанавливаются различные взаимосвязи и важнейшими среди них выступают пищевые цепи. Биоценозы на земле возникли одновременно с появлением живых организмов. 8)Характерное свойство живого вещества – способность к эволюционному процессу.

Границы биосферы Верхний предел жизни можно провести в стратосфере, на уровне озонового экрана, поглощающего космическое коротковолновое излучение. Фактически организмы распространяются ниже его границы. До 5 км, в редких случаях до 10 км, с потоками воздуха, с пылью могут подниматься в атмосферу споры и микроорганизмы. На 7 км в высоту из птиц поднимается кондор. В горах на 8-километровой высоте наблюдались тли, на 6- километровой высоте встречались бабочки, цветковые растения - на высоте 6,5 км. Нижняя граница жизни определяется температурными условиями (100¦C - температура кипения воды) Глубже 3 км от земной поверхности живые существа не могут существовать в современном виде. В океане жизнь возможна на всю глубину. В почвах граница жизни определяется глубиной проникновения свободного кислорода - несколько глубже 10 м (на болотах только 30 см).

Выживание организмов Гетеротрофные организмы и автотрофные бактерии проникают в земные пещеры и морские глубины. Споры грибов и некоторых бактерий выдерживают температуры в 140¦ в течение 20 часов, могут выдержать температуры до -252¦C. Споры бактерий в жидком воздухе сохраняли жизнеспособность в течение многих месяцев при температуре -200¦C. Грибы и бактерии выдерживают давление 3000 атм., а дрожжи атм. Анаэробные бактерии живут в среде, лишённой свободного кислорода, богатой минеральными солями. Есть бактерии, распространённые в горячих борных источниках и выдерживающие 10-процентный раствор серной кислоты.

Ноосфера Ноосфера (греч. nous разум и sphaira шар) "сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «социосфера», «биотехносфера»).Ноосфера новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного».

Учение Вернадского о ноосфере Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состояние – в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входим в неё), а иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного производства. Надо заметить, что когда в качестве минералога Вернадский писал о геологической деятельности человека, он ещё не употреблял понятий «ноосфера» и даже «биосфера». О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершённой работе «Научная мысль как планетное явление», но преимущественно с точки зрения истории науки

Условия ноосферы по Вернадскому Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия: 1. Заселение человеком всей планеты. 2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. 3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. 4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. 5. Расширение границ биосферы и выход в космос. 6. Открытие новых источников энергии. 7. Равенство людей всех рас и религий. 8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. 9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. 10.Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. 11.Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. 12.Исключение войн из жизни общества.