Семинар9

9.
Экосистемы. Биосфера. Ноосфера.
1.Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные.
Экологические факторы – это все факторы окружающей среды, действующие на организм. Они делятся на 3 группы:
Биотические факторы
Биотическая среда - часть экосистемы, которая состоит из групп организмов, отличающихся друг от друга по способу питания: продуценты, консументы, дедритофаги и редуценты.
Продуценты (producentis - производящий) с помощью фотосинтеза 2 создают органическое вещество и выделяют в атмосферу кислород. К ним относятся зеленые растения(трава, деревья), синезеленые водоросли и фотосинтезирующие бактерии.
Консументы (consumo - потребляю) питаются продуцентами или другими консументами. К ним относятся звери, птицы, рыбы и насекомые.
Детритофаги ( detritus - истертый, phagos - пожиратель) питаются отмершими растительными остатками и трупами животных организмов. К ним относятся дождевые черви, крабы, муравьи, жуки-навозники, крысы, шакалы, грифы, вороны и др.
Редуценты (reducentis - возвращающий) - разрушители (деструкторы) органического вещества. К ним относятся бактерии и грибы, которые в отличие от детритофагов разрушают мертвое органическое вещество до минеральных соединений. Эти соединения возвращаются в почву и снова используются растениями для питания.
Но главными биотическими факторами являются все же не организмы, а взаимотношения между ними. Их мы рассмотрим на 4 странице сайта.
Абиотические факторы
К абиотическим факторам относятся космические, планетарные, климатические и почвенные.
Космические и планетарные факторы - это солнечное излучение и основные параметры Земли как небесного тела: форма, вращение, наклон земной оси.
Солнечное излучение состоит в основном из электромагнитного (светового) и теплового излучений, благодаря которым возникла и развивается жизнь на Земле.
Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси обеспечивает смену времен года, дня и ночи.
Наклон земной оси и форма нашей планеты влияют на распределение тепла по поверхности Земного шара.
Космические планетарные факторы обусловили образования широтных географических поясов (экваториальный, тропический, умеренный и полярный).

К климатическим факторам относятся: температура, свет, влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, ветер.
Температура. Различают организмы с непостоянной температурой тела и организмы с постоянной температурой тела. Температура тела у первых зависит от температуры окружающей среды. Ее повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и ускорение (в известных пределах) развития. Это рыбы, амфибии и рептилии. В значительно меньшей степени зависят от температурных условий среды животные с постоянной температурой тела - птицы и млекопитающие.
Свет . Свет в форме солнечной радиации обеспечивает все жизненные процессы на Земле. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны длиной более 0,3мкм составляют 10% лучистой энергии, достигающей земной поверхности. В небольших дозах они необходимы животным и человеку. Под их воздействием в организме образуется витамин D. Наибольшее влияние на организм оказывает видимый свет с длиной волны 0,4-0,75 мкм, чья энергия составляет около 45% общего количества лучистой энергии, падающей на Землю. Синий(0,4-0,5мкм) и красный(0,6-0,7мкм) свет особенно сильно поглощается хлорофиллом.
Инфракрасное излучение составляет 45% от общего количества лучистой энергии падающей на Землю. Инфракрасные лучи повышают температуру тканей растений и животных, хорошо поглощаются объектами неживой природы, в том числе водой.
Влажность .В природе, как правило, существуют cуточные колебания и влажности воздуха, которые на ряду со светом и температурой регулируют активность организмов. Влажность как экологический фактор важна и тем, что изменяет реакцию организма на температурные колебания. Температура сильнее влияет на организм, если влажность очень высока млм низка. Точно так же роль влажности повышается, если температура близка к пределам выносливости данного вида.
Климат во многом определяет формирование экосистем внутри географических поясов (географических зон).
Так, в умеренном поясе образуются зоны хвойных (тайга), смешанных и широколиственных лесов, лесостепи, степи, полупустыни и пустыни.
В горных системах от подножий к вершинам выделяются высотные географические пояса (высотная поясность или зональность), которые также образуются в результате изменения климата с высотой рельефа.
Почвенные факторы: тепловой режим, влажность и плодородие. Где плодороднее почва, там богаче растительность и, соответственно, разнообразнее животный мир. Чем скуднее почва, тем беднее и животный мир.
4.Антропогенные факторы
Антропогенные факторы складываются из прямого и косвенного воздействия человека на природу: вырубка лесов, распашка полей, истребление или переселение животных и растений, загрязнение воды, почвы и атмосферы. Подробнее об этом в разделе прикладная экология.
Наиболее ощутимое воздействие связано с работой промышленных предприятий и применением тяжелой техники. В этих случаях антропогенные факторы называются техногенными.
2.Основные понятия: биоценоз, биотоп, биогеоценоз, экосистема, среда обитания, экологическая ниша.
Биоценоз (от греч.
·
·
·
· «жизнь» и
·
·
·
·
·
· «общий») это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой и окружающей их средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях[1]. Биоценоз это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии. Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в нём) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).
Термин (нем. Biocцnose) введён Карлом Мёбиусом в книге 1877 года «Die Auster und die Austernwirthschaft» для описания всех организмов, что заселяют определённую территорию (биотоп), и их взаимоотношений[2].
Виды структур биоценоза: видовая, пространственная (вертикальная (ярусность) и горизонтальная (мозаичность) организация биоценоза) и трофическая.
Биото
·п (от греч.
·
·
·
· жизнь и
·
·
·
·
· место) относительно однородный по абиотическим факторам среды участок геопространства (суши или водоёма), занятый определённым биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов. Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы)[1].[2] В более узком смысле, по отношению к зооценозу, в термин включают и характерный для него тип растительности (фитоценоз), т. е. рассматривается как среда существования зооценоза.
Биотопы объединяют в биохоры, которые в свою очередь объединяются в биоциклы (жизненные области) основные части биосферы: суша, море и внутренние водоёмы.[3]
Совокупность геологических условий образует литотоп, почвенных педотоп, климатических климатоп и т. д. Согласно моноклимаксной концепции, в пределах каждого биотопа с нарушенным в результате антропогенной деятельности или стихийных природных процессов биоценозом со временем формируется стабильное во времени климаксовое сообщество (биоценоз). Этот процесс (сукцессия) проходит через несколько стадий (например, стадий вторичного луга, кустарника, леса).
Биогеоценоз (от греч.
·
·
·
· жизнь
·
· земля +
·
·
·
·
·
· общий) система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачевым в 1942 году. В зарубежной литературе малоупотребимо.
Экосисте
·ма, или экологи
·ческая систе
·ма (от др.-греч.
·
·
·
·
· жилище, местопребывание и
·
·
·
·
·
·
· система) биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.
Пример экосистемы пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живой компонент системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрация растворенных газов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.
Среда обитания совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид[1], часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают всё необходимое для жизни и в неё же выделяют продукты обмена веществ. Термин часто считается синонимом окружающей среды. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие.
Нетронутая человеком среда обитания многих растений и животных
Различают естественную и искусственную (созданную человеком) среду обитания. Естественные среды обитания в основном делятся на наземно-воздушную, почвенную, водную и внутреорганизменную. Отдельные свойства и элементы среды, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами. Все экологические факторы можно разделить на три большие группы:
Абиотическая среда (факторы среды)[2] это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм. (Свет, температура, ветер, воздух, давление, влажность и т. д.) Например: накопление в почве токсичных и химических элементов, пересыхание водоёмов во время засухи, увеличение продолжительности светового дня, интенсивное ультрафиолетовое излучение.
Биотическая среда (факторы среды)[3] это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. (Влияние растений и животных на других членов биогеоценоза) Например: разрушение почвы кабанами и кротами, уменьшение численности белок в неурожайные годы.
Антропогенные (антропические) факторы это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.
Возможно также выделить следующие компоненты среды обитания: естественные тела среды обитания, гидросреду, воздушное пространство среды, антропогенные тела, поле излучений и тяготения среды.
Экологи
·ческая ни
·ша место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Термин введён в 1914 году Дж. Гриннеллом и в 1927 году Чарльзом Элтоном[1]. В настоящее время определение Гриннелла принято называть пространственной нишей (по смыслу термин ближе понятию местообитание), а определение Элтона называют трофической нишей (экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке)[2]. В настоящее время доминирует модель гиперобъёма Дж. Э. Хатчинсона[3][4]. Модель представлена как n-мерный куб, на осях которого отложены экологические факторы. По каждому фактору у вида есть диапазон, в котором он может существовать (экологическая валентность). Если провести проекции от крайних точек диапазонов каждой оси факторов, мы получим n-мерную фигуру, где n количество значимых для вида экологических факторов. Модель в основном умозрительна, но позволяет получить хорошее представление об экологической нише[5]. По Хатчинсону[6] экологическая ниша может быть:
фундаментальной определяемой сочетанием условий и ресурсов, позволяющим виду поддерживать жизнеспособную популяцию;
реализованной свойства которой обусловлены конкурирующими видами.
Допущения модели:
Реакция на один фактор не зависит от воздействия другого фактора;
Независимость факторов друг от друга;
Пространство внутри ниши однородное с одинаковой степенью благоприятности.
Это различие подчёркивает, что межвидовая конкуренция приводит к снижению плодовитости и жизнеспособности и что в фундаментальной экологической нише может быть такая часть, занимая которую вид в результате межвидовой конкуренции не в состоянии больше жить и успешно размножаться. Эта часть фундаментальной ниши вида отсутствует в его реализованной нише[7]. Таким образом, реализованная ниша всегда входит в состав фундаментальной или равна ей.
4. формы биотических отношений (хищник – жертва, паразитизм, нейтрализм)
Симбиоз (сожительство). Это форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекают пользу от другого. Кооперация. Кооперация представляет собой длительное, неразделимое взаимовыгодное сожительство двух и более видов организмов. Например, отношения рака-отшельника и актинии. Межвидовая взаимопомощь. Она заключается, например, в том, что птицы уничтожают личинок-паразитов под кожей буйволов или сороки предупреждают об опасности крупных копытных. Комменсализм. Комменсализм это взаимодействие между организмами, когда жизнедеятельность одного доставляет пищу (нахлебничество) или убежище (квартиранство) другому. Типичные примеры гиены, подбирающие остатки недоеденной львами добычи, мальки рыб, прячущиеся под зонтиками крупных медуз, а также некоторые грибы, растущие у корней деревьев.
Мутуализм. Мутуализм взаимополезное сожительство, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Примером служит сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений, которые могут совместно жить на почвах, бедных азотом, и обогащать им почву.
Антибиоз. Форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них испытывают отрицательное влияние, называется антибиозом. Конкуренция. Это - отрицательное воздействие организмов друг на друга в борьбе за пищу, местообитание и другие необходимые для жизни условия. Проявляется наиболее отчетливо на популяционном уровне.
Хищничество. Хищничество отношение между хищником и жертвой, заключающееся в поедании одного организма другим. Хищники это животные или растения, ловящие и поедающие животных как объект питания. Так, например, львы поедают растительноядных копытных, птицы - насекомых, крупные рыбы - более мелких. Хищничество одновременно полезно для одного и вредно для другого организма. В то же время все эти организмы необходимы друг другу. В процессе взаимодействия «хищник жертва» происходят естественный отбор и приспособительная изменчивость, т. е. важнейшие эволюционные процессы. В естественных условиях ни один вид не стремится (и не может) привести к уничтожению другого. Более того, исчезновение какого-либо естественного «врага» (хищника) из среды обитания может способствовать вымиранию его жертвы.
Паразитизм. Это взаимодействие организмов, при котором один из них живет за счет другого, находясь на поверхности или внутри его тела. Паразит использует в пищу тело своего хозяина постепенно, сохраняя ему жизнь до окончания своего жизненного цикла. С общебиологических позиций паразит также необходим хозяину. Исчезновение (или уничтожение) такого «естественного врага» наносит ущерб хозяину, так как слабые, отставшие в развитии или имеющие иные недостатки особи не будут уничтожаться, что способствует постепенной деградации и вымиранию. Вид, не имеющий «врагов», обречен на вырождение. Отмеченное обстоятельство имеет особо важное значение в таких случаях, как разработка и применение средств защиты растений в сельском хозяйстве.
Нейтрализм. Взаимонезависимость разных видов, обитающих на одной территории, называют нейтрализмом. Например, белки и лоси не конкурируют друг с другом, но засуха в лесу сказывается на тех и на других, хотя в разной степени.
5.Пишевые (трофические) цепи.
Пищева
·я (трофи
·ческая) цепь ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища потребитель (последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю).Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80 90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 45.
Структура пищевой цепи
Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды. Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте находятся растения, водоросли. Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов в течение жизни, хотя после смерти могут служить пищей для редуцентов, которые не включаются в пищевую цепь, но могут замыкать круговорот вещества в биосфере.
Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального. Пример: дерево - олень - тигр; трава - мышь - змея; трава - заяц - тигр; трава - мышь(птица)- сова.
Пищевые цепи делятся на два вида: пастбищная (начинается с растений) и детритная (начинается с мертвых живых организмов или или продуктов их жизнедеятельности).
Трофическая сеть
Обычно для каждого звена цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных с ним отношением «пища потребитель». Так, траву едят не только коровы, но и другие животные, а коровы являются пищей не только для человека. Установление таких связей превращает пищевую цепь в более сложную ... трофическую сеть.
Трофический уровень это совокупность организмов, которые, в зависимости от способа их питания и вида корма, составляют определённое звено пищевой цепи.
В некоторых случаях в трофической сети можно сгруппировать отдельные звенья по уровням таким образом, что звенья одного уровня выступают для следующего уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется трофическим уровнем.
6.Понятие о биосфере, её границы и структура: живое, косное, биогенное и биокосное вещество; системные свойства.
Биосфе
·ра (от др.-греч.
·
·
·
· жизнь и
·
·
·
·
·
· сфера, шар) оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «плёнка жизни»; глобальная экосистема Земли.
Биосфера оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».
Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году[1].
Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.
Существует и другое, более широкое определение: Биосфера область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.
Местоположение биосферы
Биосфера включает в себя верхние слои литосферы, в которых ещё живут организмы, гидросферу и нижние слои атмосферы.
Границы биосферы
Верхняя граница в атмосфере: 1520 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,57,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 1011 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
Состав биосферы
Структура биосферы:[2]:
Живое вещество вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,43,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.
Биогенное вещество вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.
Косное вещество продукты, образующиеся без участия живых организмов.
Биокосное вещество вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.
Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
Вещество космического происхождения.
Слои биосферы
Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой пространством человеческой экспансии в околоземном пространстве панбиосферой.
Аэробиосфера
Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки атмосферная влага, источником энергии солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство более тонкий слой, чем тропосфера). Выше простирается слой крайне разреженной микробиоты альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.
Геобиосфера
Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши террабиосферы (с террабионтами), разделяемой на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли литобиосферу (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов гипотеррабиосферу, и слой, где возможно лишь обитание анаэробов теллуробиосферу. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже в гипобиосферу. Метабиосфера все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.
В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, то есть в жидком состоянии быть не может.
Гидробиосфера
Гидробиосфера весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами распадается на слой континентальных вод аквабиосферу (с аквабионтами) и область морей и океанов маринобиосферу (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты афотосферу.
Между верхней границей гипобиосферы и нижней границей парабиосферы лежит собственно биосфера эубиосфера.
Будущее биосферы
С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.
Некоторые философы, например, Дэвид Пирс, выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на Земле (см. одно из значений слова аболиционизм).
Искусственная биосфера
Биосфера - открытая система. Человек не может существовать вне биосферы, однако стремится исследовать космическое пространство. Ещё К. Э. Циолковский связывал освоение космоса с созданием искусственной биосферы[4].
В настоящее время идея её создания вновь становится актуальной в связи с планами освоения Луны и Марса. Однако на данный момент попытка создания полностью автономной искусственной биосферы не увенчалась успехом.
Рассматривается возможность создания (пока в далёком будущем) внеземной биосферы на других планетах при помощи терраформирования.
7.Геохимические функции живого вещества.
1.Энергетическая (биохимическая) - связывание и запасание солнечной энергии в органическим веществе и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества. Эта функция связана с питанием, дыханием, размножением и другими процессами жизнедеятельности организмов.

2.Газовая - способность живых организмов изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. С газовой функцией связывают два переломных периода (точки) в развитии биосферы. Первая из них относится ко времени, когда содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 1% от современного уровня. Это обусловило появление первых аэробных организмов (способных жить только в среде, содержащей кислород). Второй переломный период связывают со временем, когда концентрация кислорода достигла примерно 10% от современной. Это создало условия для синтеза озона и образования озонового слоя в верхних слоях атмосферы, что обусловило возможность освоения организмами суши.
3.Концентрационная - «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них атомов биогенных химических элементов. Концентрационная способность живого вещества повышает содержание атомов химических элементов в организмах по сравнению с окружающей средой на несколько порядков. Результат концентрационной деятельности живого вещества - образование залежей горючих ископаемых, известняков, рудных месторождений и т.п.
4.Окислительно-восстановительная - окисление и восстановление различных веществ с участием живых организмов. Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S, P, N и др.), создаются их новые соединения, происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода
5.Деструктивная - разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как остатков органического вещества, так и косных веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют редуценты (деструкторы) - сапрофитные грибы и бактерии.
6.Транспортная - перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов.
7.Средообразующая - преобразование физико-химических параметров среды. Результатом средообразующей функции является и вся биосфера, и почва как одна из сред обитания, и более локальные структуры.
8. Рассеивающая - функция, противоположная концентрационной - рассеивание веществ в окружающей среде. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, смене покровов и т.п.
9.Информационная - накопление живыми организмами определённой информации, закрепление её в наследственных структурах и передача последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.
10. Биогеохимическая деятельность человека - превращение и перемещение веществ биосферы в результате человеческой деятельности для хозяйственных и бытовых нужд человека. Например, использование концентраторов углерода - нефти, угля, газа.
Таким образом, биосфера представляет собой сложную динамическую систему, осуществляющую улавливание, накопление и перенос энергии путём обмена веществ между живым веществом и окружающей средой.
8. Биогенная миграция атомов химических элементов и её принципы.
Закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского гласит - «миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО2, Н2 и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории»67.
3акон биогенной миграции атомов утверждает: биогенное происхождение всей земной поверхности свидетельствует о том, что жизнь - созидающая сила на планете. Серьезные нарушения этой силы, в том числе уничтожение видов, могут привести к непредсказуемым последствиям.
Миграция атомов резко по скорости различна для микробов и одноклеточных организмов, с одной стороны, и многоклеточных - с другой. Мы должны различать в связи с этим при явлениях размножения и роста две различные биогенные миграции атомов:
Биогенную миграцию атомов первого рода для микроскопических одноклеточных и микробов огромной интенсивности, связанную с малым их объёмом и весом.
Биогенную миграцию атомов 2 рода для многоклеточных организмов68.
Низшие организмы - не какой-то случайный пережиток прошлого, они - необходимая составная часть целостной системы органического мира, основа его существования и развития, без которой невозможен внутренний обмен между членами этой системы. Органический мир представляется в виде сети взаимодействующих видов, охватывающей практически весь земной шар.
Высшие организмы выделяются как сгустки живого вещества, концентраторы продуктов синтеза низших форм. Многоклеточные становятся как бы «кладовыми органического синтеза», в силу чего они приобретают функцию своеобразных инициаторов новых форм биохимической активности низших организмов (поставляя всё новые и новые субстраты). Они создают предпосылки для проникновения одноклеточных в биотопы, ранее ими не освоенные69.
Если выразить отдельно биогеохимическую энергию размножения и роста одноклеточных и биогеохимическую энергию размножения и роста многоклеточных, получаются величины несравнимые. Одноклеточные доминировали на нашей планете до последнего времени. На наших глазах это явление начинает меняться в нашу психозойскую эру, когда человек овладел новой биогенной миграцией атомов третьего рода, идущей под влиянием его жизни, воли, разума в окружающей среде. В жизни каждого живого организма есть проявление этой формы биохимической энергии70.
Эта биогенная энергия находится в состоянии, способном производить работу. Она выражается в биогенной миграции атомов. Пассивная энергия концентрируется в биогенных минералах, среди которых твёрдые и жидкие каустобиолиты играют основную роль.
Все биогенные миграции могут быть обобщены как первый биогеохимический принцип. Этот принцип гласит:
Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Всё живое вещество планеты, взятое в целом, таким образом, является источником действенной свободной энергии, может производить работу.
Вторая биогеохимическая функция связана с разрушением тела живых организмов после их умирания, связана с химическим превращением живого вещества после его умирания в косное. Этот переход в косное тело совершается не сразу. Промежуточным является биокосное тело в течение какого-то геологического времени, так как первая переработка совершается биогенным путём микробами, бактериями и грибами. А в конце наступают реакции, в которых микробы отсутствуют или играют второстепенную роль.
В биогеохимических функциях первого и второго рода мы впервые встречаемся в яркой форме с резким отличием косного и живого вещества в ходе геологического времени. В то самое время как живое вещество, охваченное эволюционным процессом, меняется до неузнаваемости в своих формах и даёт миллионы новых видов организмов и множество новых химических соединений, косная материя планеты остаётся инертной, неподвижной и по характеру происходящих изменений только в эоны веков закономерно меняет свой атомный состав закономерным радиоактивным процессом. В геологическое время она практически остаётся неизменной в своём морфологическом характере. В связи с этим биохимические функции могут быть сведены ко второму биогеохимическому принципу. Он указывает, что эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идёт в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы71.
9. Понятие ноосферы. Коэволюция.
Понятие «ноосфера» трактуется широко и существует значительное количество различных определений: «развивая философское содержание учения о Ноосфере, мы пришли к выводу, что ноосферу следует понимать как системно организованное Всеобщее» [11]. В.И. Вернадский, говоря о переходе ноосферы в биосферу, в значительной степени возлагал на науку «разумное переустройство мира, однако, безусловно, не только наука как таковая, а все виды деятельности человека влияют на этот переход. Научное мировоззрение есть создание и выражение человеческого духа; наравне с ним проявлением той же работы служат религиозные мировоззрения, искусство, общественная и личная этика, социальная жизнь, философская мысль или созерцание» [2].
Особая роль науки выделялась В.И. Вернадским потому, что наука явление планетарное (научная мысль как явление планетарное) и ее преобразующая мощь велика, ибо вооружает человека мощными орудиями воздействия на природу. Кроме того, наука менее подвержена субъективным влияниям, нежели другие виды человеческой деятельности, хотя, конечно, не является истиной в последней инстанции. Экологический кризис показал, что односторонняя ориентация на науку, особенно западного общества, не позволяет охватить жизнь во всей ее полноте. Вводя понятие «ноосфера», В.И. Вернадский поставил в непрерывную взаимосвязь две основные планетарно-космические силы – живое вещество и разум человека. «Живое вещество есть совокупность живых организмов» [2]. Поэтому «Человечество как живое вещество неразрывно связано с биосферой» [2].
Эта связь двухсторонняя: с одной стороны человек от биосферы неотделим как живое вещество, а с другой стороны, своим разумом он активно влияет на биосферу. Последнее, конечно, не значит, что если человек влияет своим разумом, интеллектом, то это всегда влияние благотворное. В.И. Вернадский говорил прежде всего о том, что влияние разума огромно и стало геологической силой, что он назвал эмпирическим обобщением. В понятие ноосферы он вкладывал именно позитивно разумную деятельность человека. Мощь интеллекта двойственна, поэтому понятие «ноосфера» употребляется именно как созидательная деятельность интеллекта, «разумного» в отличие от «безумного», хотя и интеллектуального.
Человек неотъемлемая часть социосферы, общества, которое есть «в широком смысле обособившаяся от природы часть материального мира, представляющая собой исторически развивающуюся форму жизнедеятельности людей» [13]. Любой человек, живущий в обществе, от него не свободен. Он находится под воздействием господствующих установок, мировоззрения, присущего данному обществу. Идеология, политика, право, мораль, религия определяют его социальное поведение. Социосфера представляет собой не механическое соединение, а единую систему общественных отношений. Для каждой общественно-экономической формации общественные отношения конкретны и специфичны. Отношения, типичные для данной формации, своеобразно переплетаются с отношениями, сохранившимися от прежних формаций или зарождающимися предпосылками новой формации. Мировоззрение отдельного человека не отделено от общественного сознания, которое «представляет собой не совокупность индивидуальных сознаний членов общества, а целостное духовное явление, обладающее определенной внутренней структурой, включающей различные уровни (теоретическое и обыденное сознание, идеология и общественная психология) и формы сознания (политическое и правовое сознание, мораль, религия, искусство, философия наука)» [13].
Природа, биосфера есть среда существования человека. В.И. Вернадский разработал учение о биосфере, которая есть «область жизни, комплексная земная оболочка, охваченная и организованная жизнью. Включает живое вещество (совокупность организмов) и неживое, охваченное и организованное деятельностью живого, благодаря чему земная оболочка в целом характеризуется специфической геологической и физико-химической организованностью» [13]. По мнению В.И. Вернадского, под воздействием человеческого разума, биосфера превращается в ноосферу, которая есть «сфера взаимодействия природы и общества, в которой человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития» [5]. При этом надо учитывать, что биосфера есть объективно существующая реальность, а ноосфера (эпоха ноосферы) есть проект, для реализации которого необходим целый ряд условий – отсутствие войн, единое экономическое и информационное пространство, реальное равенство людей, иное, природопаритетное мировоззрение, более высокий уровень культуры и образования и т.д. Ноосфера есть возможность нового этапа человеческой эволюции, но без соблюдения соответствующих условий она может не состояться.
В.И. Вернадский пристальное внимание уделял проблеме воспитания человеческого духа, правильному жизнеустройству, ибо лишь при этих условиях можно говорить о реальном переходе биосферы в новое состояние, в противном случае, при разрушении биосферы не будет и самого человечества, а значит и ноосферы. Человек должен быть воспитан, чтобы соответствовать своему родовому названию – человек разумный. «Воспитание может основываться или на религиозной подкладке, или на гуманитарной, или на гражданской. Это потому, что одна из его задач – и самая главная – осмыслить жизнь и цель жизни должна проходить через, сквозь все воспитание» [1]. Поэтому воспитание готовит людей для жизни. Но такое воспитание не должно быть абстрактным: «Мне кажется, должно быть аксиомой: воспитание человека может быть основано только на связи с изучением жизни, историей человека» [1]. Ученый был убежден, что человек биологически связан с не только с биосферой, но он теснейшим образом связан с другими людьми: «Задача человека заключается в доставлении наибольшей пользы окружающим» [1]. Лишь при таком подходе можно говорить о переходе биосферы в ноосферу, ибо созидание, а не разрушение есть цель человека.

Приложенные файлы

  • doc 26590855
    Размер файла: 114 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий