ГлавнаяКаталог работКСЕ, антропология → Учение о биосфере ВЕРНАДСКОГО
5ка.РФ

Не забывайте помогать другим, кто возможно помог Вам! Это просто, достаточно добавить одну из своих работ на сайт!


Список категорий Поиск по работам Добавить работу
Подробности закачки

Учение о биосфере ВЕРНАДСКОГО

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОНЯТИЕ О БИОСФЕРЕ 5
2. УЧЕНИЕ ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ 8
3. ЭМПИРИЧЕСКИЕ ОБОБЩЕНИЯ ВЕРНАДСКОГО 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

БИБЛИОГРАФИЯ 17


ВВЕДЕНИЕ
Как считает большинство биологов, примерно 1 млрд. лет назад про¬изошло разделение живых существ на два царства — растений и животных. Различия между ними можно разделить на три группы: 1) по структуре клеток и их способности к росту; 2) по способу пита¬ния; 3) по способности к движению.
Отнесение к одному из царств проводится не по каждому при¬знаку, а по совокупности различий. Так, кораллы, моллюски, речная губка — бодяга всю жизнь остаются неподвижными, и, тем не менее, имея в виду другие свойства, их относят к животным. Существуют насекомоядные растения, которые по способу питания относятся к животным. Выделяют и переходные типы, как, скажем, эвглена зе¬леная, которая питается как растение, а двигается как животное. И все же три отмеченные группы различий помогают в подавляю¬щем большинстве случаев.
Кристаллы растут, но не воспроизводятся; растения воспро-изводятся, но не двигаются; животные двигаются и воспроизводят¬ся. В то же время у растений некоторые клетки сохраняют способ¬ность к активному росту на протяжении всей жизни организма. В пластидах — белковых телах клеток растений заключен хлоро¬филл, придающий растениям зеленую окраску. Его наличие связано с основной космической функцией растений — улавливанием и пре¬вращением солнечной энергии. Эта функция определяет строение растений. По словам В. И. Вернадского, «в биосфере видна неразрывная связь между освеща¬ющим ее световым солнечным излучением и находящимся в ней зеленым живым миром организованных существ».
У животных клеток есть центриоли, но нет хлорофилла и кле¬точной стенки, мешающей изменению формы. Что же касается раз¬личий в способе питания, то большинство растений необходимые для жизни вещества получают в результате поглощения минеральных соединений. Животные питаются готовыми органическими соедине¬ниями, которые создают растения в процессе фотосинтеза.
В ходе развития животного мира происходила дифференциа¬ция органов по функциям, которые они выполняют, и возникли дви¬гательная, пищеварительная, дыхательная, кровеносная, нервная системы и органы чувств.
В XVIII-XIX веках учёные потратили много усилий для систе-матизации всего многообразия растительного и животного мира. По-явилось направление в биологии, получившее название системати¬ки. Были созданы классификации растений и животных в соответст¬вии с их отличительными признаками. Основной структурной единицей был признан вид, а более высокие уровни составили после¬довательно род, отряд, класс.
На Земле существует 500 тыс. видов растений и 1,5 млн. видов животных, в том числе позвоночных — 70 тыс., птиц— 16 тыс., мле-копитающих — 12540 видов. Подробная систематизация различных форм жизни создала предпосылки для изучения живого вещества как целого, что впервые осуществил выдающийся русский ученый Вернадский в своем учении о биосфере.

Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И. Вернадский. В отличие от предшествующих исследователей природы В.И. Вернадский не ограничивал понятие биосферы только "живым веществом ", под которым он понимал совокупность всех живых организмов планеты. В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни. Так называемый "культурный слой" особенно наглядно заметен в городах. На целые метры уходят в землю здания, по-строенные человеком всего каких-то 100—300 лет тому назад. Почва, богатая гумусом, другими питательными органическими веществами, дает возможность существовать и развиваться но¬вым проявлениям жизни, как и кислород, вырабатываемый от¬дельными растениями и лесами, которые называют «легкими планеты».
Говоря о принципах существования биосферы, В.И. Вернадский, прежде всего, уточняет понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим ее агентом, а живое вещество — это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Организмы берут из окружающей среды хими¬ческие элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в ту же самую среду. Тем самым и жизнь, и косное вещество находятся в непрерывном тесном взаимодействии, в круговороте химических элементов. При этом живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое.
Обладая значительно большей активностью, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию и размножению соответствующих систем, включая биоценозы. Последние в свою очередь неизбежно входят во взаимодействие между собой, что в конечном счете уравновешивает живые системы различного уровня. В результа¬те достигается динамическая гармония всей суперсистемы жизни — биосферы.
Современное естествознание в ходе изучения биоценозов вводит новое понятие — "коэволюция", означающее взаим¬ное приспособление видов. Именно коэволюция обеспечивает условия взаимного сосуществования и повыше¬ния устойчивости биоценоза как системы. Коэволюция являет¬ся новой перспективной идеей естественных и социальных на¬ук. Ведь в приспособлении (как в природе, так и в обществе) решающую роль играет не борьба за существование, а взаимо-помощь, согласованность и "сотрудничество" различ¬ных видов, в том числе и не связанных между собой генетиче¬скими узами.
Развитие биосферы происходит путем углубления взаимо¬действия живых организмов и среды. В ходе эволюции посте¬пенно происходит процесс планетарной интеграции, т. е. усиления и развития взаимозависимости и взаимодействия живого и неживого. Процесс интеграции В.И. Вернадский считал сущно¬стной характеристикой биосферы. Несмотря на всю свою про¬тиворечивость, развитие биосферы является фактором пла¬нетарного масштаба и означает прогрессирующее овладе¬ние жизнью всей планеты. Существование жизни на Земле ко¬ренным образом изменило облик нашей планеты и его состав¬ляющие — ландшафт, климат, температуру Земли и т. д.



2. УЧЕНИЕ ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ

Существуют два основных определения понятия «биосфера», одно из которых известно со времени появления в науке данного термина. Это понимание биосферы как совокупности всех живых организмов на Зем¬ле. Ученик Докучаева, создателя учения о почвах, В. И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, выдвинул прин¬цип неразрывной связи живого и неживого, переосмыслив понятие био¬сферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.
Такое толкование определило взгляд Вернадского на пробле¬му происхождения жизни на Земле. Рассматривались следующие варианты: 1) жизнь возникла до образования Земли и была занесена на нее; 2) жизнь зародилась после образования Земли; 3) жизнь заро¬дилась вместе с формированием Земли. Вернадский придерживался последней из этих точек зрения и считал, что нет убедительных на¬учных данных о том, что живое когда-либо не существовало на на¬шей планете. Иными словами, биосфера была на Земле всегда.
Биосфера (греч. bios — жизнь, sphaira — шар) — оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера тесно связана со всеми другими земными оболочками, является следствием прежде всего биогеохимического круговорота, который обеспечивается солнечной энергией. В биосфере организ¬мы и среда их обитания вследствие длительного взаимодействия друг с другом образуют целостную систему, находящуюся в дина¬мическом равновесии.
Биосфера, согласно Вернадскому, включает в себя следующие составные части.
1. Живое вещество, образованное совокупностью организмов.
2. Биогенное вещество, которое создается в процессе жизнеде-ятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, известняки и т.д.).
3. Косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (в результате движения земной коры, деятельнос¬ти вулканов, метеоритов).
4. Биокосное вещество, представляющее собой совместный ре-зультат жизнедеятельности организмов и небиологических про¬цессов (почвы).
Вернадский сформулировал основные принципы организации биосферы в целом. Сначала выделим два биогеохимических принципа.
1. Геохимическая энергия живого вещества в биосфере (вклю¬чая человека как высшее наделенное разумом существо) стремится и максимальному проявлению.
2. В ходе эволюции видов живых организмов выживают организ¬мы, которые своей жизнедеятельностью максимально увеличивают биогенную геохимическую энергию.
Вернадский осуществил оценки количества живого вещества в биосфере, на основании которых сформулировал следующий прин¬цип: на протяжении всей истории Земли количество живого вещества в биосфере было практически постоянным.
В настоящее время человек нарушил свое равновесие с биосферой. Пока человек (и крупные животные) в своем потреблении продуктов биосферы не превышали 1 % их общего количества, биосфера находилась в динамическом равновесии с другими земными оболоч¬ками. Современный человек потребляет на свои нужды уже более 7%. продуктов биосферы и существенно нарушает ее естественный баланс. Например, уже изменилось соотношение запасов углерода в атмосфере и на суше, разность между синтезом и разложением органи¬ческих веществ стала в сотни раз больше, чем было первоначально.
Биосфера уже не справляется со своей функцией стабилиза¬ции, и скоро эту функцию человечеству придется взять на себя. В конце концов, когда вся система жизни и среды станет управ¬ляться человеком, тогда биосфера превратится в ноосферу. Но тог¬да основная часть энергетических и трудовых затрат уйдет на ста¬билизацию окружающей среды (по некоторым оценкам — более 99%). На поддержание и развитие цивилизации останется всего лишь несколько процентов (или даже менее 1%).
Существуют различные точки зрения относительно времени возникновения биосферы. Согласно одной из них (концепция В. И. Вернадского), биосфера возникла на самой ранней стадии развития планеты Земля и имеет возраст, близкий к возрасту Зем¬ли (приблизительно 4,6 млрд. лет). По Вернадскому, переход от неживого вещества к простейшим формам живого занял незначи¬тельный (в геологическом масштабе) отрезок времени — не более 200 лет. Характерными чертами биосферы, в рамках концепции Вернадского, являются следующие:
1. Биосфера возникла сразу как совокупность биогеоценозов. Живое вещество сформировалось как совокупность сложных живых организмов.
2. Первичные организмы способны обеспечить все основные процессы (биохимические, биологические), происходящие в оболочках Земли.
3. Живые организмы обеспечивают миграцию химических эле-ментов в земной коре.
Согласно другой точке зрения, биосфера сформировалась на определенном этапе развития Земли. Сначала был этап предоболочек, затем сформировались основные земные оболочки и лишь потом появилась биосфера.
Под биосферой, таким образом, Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы, располагаясь в диапазоне от 10 км в глубь Земли до 33 км над Землей.
Занимаясь им же созданной биогеохимией, изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Вернадский подчеркивал также важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии.
Научные проблемы, сходные с предложенными В.И. Вернадским, были разработаны биофизиком А.Л. Чижевским - основоположником гелиобиологии в 1897-1964 гг. А.Л. Чижевский установил зависимость между циклами активности Солнца и многими явлениями в биосфере. Он использовал концепцию биосферы как оболочки планеты имел представления о компенсаторно-защитной функции биосферы, необходимой для существования в планетарно-космических условиях Земли живых организмов.
Детальное обоснование теоретические представления В.И. Вернадского и А.Л. Чижевского получают в наши дни. Так, исследования нашей космонавтики:
1. Позволили открыть новые многочисленные данные о связи земных и космических процессов.
2. Радикально повлияли на способы осуществления астрофизических и астрономических наблюдений и от¬крытий.
3. Привели к своеобразной научной революции в аст¬рофизике.
Так, например, в 60-х гг. были открыты квазары — космические объекты с грандиозным по энергетичес¬кой мощи уровнем излучения (излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики), а так¬же такие космические явления, как вспышки сверхно¬вых. По современным астрофизическим представлени¬ям, именно излучение сверхновых является главным источником космических лучей в Галактике. Они могут оказывать влияние, так как рентгеновский поток, исхо¬дящий от сверхновых, может создавать в стратосфере Земли высокие концентрации окиси азота — разрушите¬ля озонового слоя, являющегося экраном, предохраня¬ющим все живое Земли от воздействия жесткого излу¬чения Солнца.
Представления о различных формах взаимодействия живого вещества с космическими материально-энерге¬тическими потоками приобретают все большее значе¬ние также благодаря активно разрабатываемым гипоте¬зам о существовании, по меньшей мере, в пределах на¬шей Галактики всепроникающей общегалактической живой системы. Они указывают на присутствие огром¬ного количества микроорганизмов в космическом про¬странстве нашей Галактики. Исследования в этом на¬правлении могут рассматриваться как свидетельство в пользу концепции, выдвигавшейся В.И. Вернадским о широком, космическим по масштабам, распростране¬нии во Вселенной живого вещества, его космическом значении.
Естественнонаучные гипотезы и факты показывают, что исследования взаимодействий, начатые трудами В.И. Вернадского и его последователей, представляют опережающие, перспективные направления в естествознании, постижении тайн природы.
По В.И. Вернадскому, наша планета и Космос представляются ныне как единая система, в которой жизнь, живое вещество связывают в единое целое процессы, протекающие на Земле с процессами космического ха-рактера. Согласно оценкам В.И. Вернадского, на протяжении всей истории Земли количество живого вещества в биосфере было практически постоянным. Грандиозная картина общепланетарного развития включала в себя и появление человека- носителя Разума, который ускорил все процессы, развивающиеся на планете. Он говорил, что воздействие человека на природу растет столь быстро, что он превратиться в основную в основную геологическую силу и должен будет принять на себя ответственность за будущее развитие природы.





3. ЭМПИРИЧЕСКИЕ ОБОБЩЕНИЯ ВЕРНАДСКОГО

1.Первым выводом из учения о биосфере является принцип целост-ности биосферы. «Можно говорить обо всей жизни, обо всем живом веществе, как о едином целом в механизме биосферы».
Строение Земли, по Вернадскому, есть согласованный в своих час-тях механизм. «Твари Земли являются созданием космического про¬цесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма.
Узкие пределы существования жизни — физические постоян¬ные, уровни радиации и т. п.— подтверждают это. Как будто кто-то создал такую среду, чтобы жизнь стала возможна. Какие условия и константы имеются в виду? Гравитационная постоянная, или константа всемирного тяготения, определяет размеры звезд, температуру и дав¬ление в них, влияющие на ход реакций. Если она будет чуть меньше, звезды станут недостаточно горячими для протекания в них ядерных реакций; если чуть больше, звезды превзойдут «критическую массу» и обратятся в черные дыры, выпав тем самым из круговорота материи.
Константа сильного взаимодействия определяет ядерный заряд в звездах. Если ее изменить, цепочки ядерных реакций не дойдут до углерода и азота. Постоянная электромагнитного взаимодействия определяет
конфигурацию электронных оболочек и прочность химических связей; ее изменение делает Вселенную мертвой. К этому добавляется еще антропный принцип, с которым мировые константы как бы подгоняются к возможности существования жизни.
2. С принципом целостности биосферы и неразрывной связи в ней живых и косных компонентов связан и принцип гармонии биосфе¬ры и ее организованности. В биосфере, по Вернадскому, «все учитыва¬ется и все приспособляется с той же точностью, с той же механичнос¬тью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в строй¬ных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии».
3. Роль живого в эволюции Земли. «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем ор¬ганизмы, взятые в целом... Все минералы верхних частей земной коры — свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбона¬ты (известняки и доломиты), гидраты окиси Fe и А1 (бурые желез¬няки и бокситы) и многие сотни других непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни». Лик Земли как небесного тела, заключает Вернадский, фактически сформирован жизнью.
4. Космическая роль биосферы в трансформации энергии. Можно рассматривать всю эту часть живой природы как дальней¬шее развитие одного и того же процесса превращения солнечной све¬товой энергии в действенную энергию Земли.
5. Растекание жизни есть проявление ее геохимической энер¬гии. Живое вещество, подобно газу, растекается по земной поверхно¬сти в соответствии с правилом инерции. Мелкие организмы размно¬жаются гораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.
6. Понятие автотрофности. Автотрофными называют организ¬мы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в биосфере из окружающей их косной материи и не требуют для по¬строения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования этих зеленых автотрофных организмов определяется, прежде всего, областью проникновения солнечных лучей.
7. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества.
8. Формы нахождения химических элементов: 1) горные поро¬ды и минералы; 2) магмы; 3) рассеянные элементы; 4) живое вещест¬во. Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел: раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний, и организм вводит в себя только необходимое количество элементов.
9. Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности. Пределы жизни определяются, в конце концов, фи¬зико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания орга¬низмов. Верхний предел жизни обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой тем¬пературы. Интервал в 433°С (от -252"С до +180°С) является предель¬ным тепловым полем.
10.Биосфера в основных своих чертах представляет один и тот химический аппарат с самых древних геологических периодов. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась, только ее форма. Само живое вещество не является случайным созданием.
11.Всюдность жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.
12. Постоянство количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество свободного живого вещества. Скорость передачи жизни не может перейти пределы, нарушающие свойства газов. Идет борьба за нужный газ.
13. Всякая система достигает устойчивого равновесия, когда ее свободная энергия равняется или приближается к нулю, т. е. когда вся возможная в условиях системы работа произведена. Понятие устойчивого равновесия является исключительно важным, и мы к нему вернемся позже.




ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, можно сделать вывод, что в развитие биологии в XX веке огромный вклад внесли русские ученые. В учении Вернадского о биосфере живое вещество преобразует верхнюю оболочку Земли. Постепенно вмешательство человека все увеличива¬ется, человечество становится основной планетарной геолого-образующей силой.
Человек несет прямую ответственность за эволюцию планеты. Понимание этого необходимо и для его собственного выживания. Стихийность же развития сделает биосферу непригодной для обитания людей. В связи с этим че¬ловеку следует соизмерять свои потребности с возможностями биосферы. Воздействие на нее должно быть дозировано разу¬мом в ходе эволюции биосферы и общества.
Природа, несмотря на все бесчисленное многообразие сво¬их составных частей, есть единое целое. Именно по¬этому воздействие человека на отдельные части внешне покорной и мирной природы одновременно оказывает влияние, причем не¬зависимо от воли людей, и на другие ее составляющие. Результаты ответной реакции часто бывают, непредсказуемы, они плохо под¬даются прогнозированию.
Игнорирование человеком целостного диалектического ха¬рактера природы приводит к отрицательным последствиям, как для нее, так и для общества. Думаю, что Вернадский считал, что мы должны относиться к природе гуманнее, тогда только мы сможем двигаться в своем развитии дальше.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. — М.: Наука, 1989.
2. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста.- М.: Наука, 1988.
3. Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. — Новосибирск: Наука, 2005.
4. Концепции современного естествознания: Учебник / Под ред. В.Н. Лавриненко. - М.: ЮНИТИ, 2004.
5. Кузнецов В.Н, Идлис Г.М., Гущина В.Н. Естествознание. — М.: Агар, 1996.
6. Мамонтов Г.С., Захаров В.Б. Общая биология: Учебник. — М.: Высшая школа, 2003.
7. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. — М.: Гардарики, 2005.





Данные о файле

Размер 20.85 KB
Скачиваний 150

Скачать



* Все работы проверены антивирусом и отсортированы. Если работа плохо отображается на сайте, скачивайте архив. Требуется WinZip, WinRar