Содержание

1. Понятие о биосфере 3
2. Эволюция биосферы. Учение о биосфере Вернадского 4
3. Биосфера и космические циклы 9
Список литературы 13

1. Понятие о биосфере

Термин "биосфера" впервые был использован в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом. Под биосферой по¬нимается совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами.
Два главных компонента биосферы — живые организмы и рода их обитания — непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя целостную динамическую систему. Биосфера как глобальная су¬персистема в свою очередь состоит из ряда подсистем.
Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в раз¬личные системы (сообщества), например, в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем, так называемые биоценозы — совокупность растений, жи¬вотных и микроорганизмов в локальной среде обитания.
Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углубле¬нию дифференциации внутри биосферы. В совокупности с ок¬ружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и энергией, биоценозы образуют новые системы — биогеоценозы или, как их еще называют, экосистемы. Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т. д. Биогеоценоз представляет собой естест¬венную модель биосферы в миниатюре, включающую все зве¬нья биотического круговорота: от зеленых растений, создающих органическое вещество, до их потребителей, в итоге превра¬щающих его вновь в минеральные элементы. Иначе говоря, биогеоценоз является элементарной ячейкой биосферы. Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образуют суперсистему — биосферу.

2. Эволюция биосферы. Учение о биосфере Вернадского
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.
По мнению Beрнадского, появление и существование человека в биосфере определяет высшую ступень ее развития. Само появление человека представляет переход от простого биологического приспособления живых организмов к разумному поведению и целенаправленному изменению окружающей среды разумными существом Живое вещество планеты при этом активно приспосабливается к новым условиям существования в природе. Происходит внезапное совместное влияние природы на человека и человека природу, и человек теперь несет ответственность за эволюцию жизни.
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%).
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.
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. Биосфера и космические циклы
Связь между циклами солнечной активности и процессами в биосфере была замечена еще в XVIII в. Тогда английский астроном В. Гершель обратил внимание на связь между урожаями пшеницы и числом солнечных пятен. В конце XIX в. профессор Одесского университета Ф.Н. Шведов, изучая срез ствола столетней акации, обнаружил, что толщина годичных колец изменяется каждые 11 лет, как бы повторяя цикличность солнечной активности. Но лишь в XX в. удалось понять, что солнечная активность свя¬зана с электромагнитными и другими колебаниями мирового пространства. Установил этот факт Чижевский, который обобщил опыт предшественников и подвел под эти эмпирические данные твердую научную базу. Он считал, что Солнце диктует ритм большинства биологических процессов на Земле, и, когда на нем oбразуется много пятен, наблюдаются хромосферные вспышки и усиливается яркость короны (это характерно для периодов активного Солнца), на нашей планете разражаются эпидемии, усили¬вается рост деревьев, особенно активно размножаются вредители сельского хозяйства и микроорганизмы — возбудители различных болезней. К такому заключению Чижевский пришел, изучая гра¬фики солнечной активности и активности биосферы путем нало¬жения их друг на друга.
Сегодня основная масса ученых едины во мнении, что человек и человечество составляют часть живого вещества нашей плане¬ты. Это означает, что люди также подвержены действию космиче¬ских энергий и солнечной радиации. Например, человеческий ор¬ганизм, так же как организмы других животных, «подстраивает¬ся» к ритмам биогеосферы, прежде всего суточным (циркадным) и сезонным, связанным со сменой времен года.
Обмен веществ у человека протекает в наследуемом из поко¬ления в поколение циркадном ритме. В настоящее время счита¬ется, что около 40 процессов в человеческом организме подчине¬но строгому циркадному ритму. Например, еще в 1931 г. была ус¬тановлена цикличность в функционировании печени человека. У людей, ведущих нормальный образ жизни и питающихся три раза в день, в первую половину дня печень выделяет наибольшее количество желчи, которая необходима для переваривания жиров и белков, расходуя запасенный гликоген и превращая его в про¬стые разновидности сахара. Она отдает воду, образуя много моче¬вины, и накапливает жиры. Во второй половине дня печень начи¬нает усваивать сахара, накапливая гликоген и воду. Объем ее кле¬ток увеличивается в 3 раза.
На протяжении суток циклично колеблется содержание ге-моглобина в крови, максимум его приходится на 11 — 13 часов, а минимум — на 16 — 18 часов. Суточным колебаниям подвержено содержание в крови калия, магния, натрия, кальция, железа. Но¬чью повышается количество солей магния, а в мозговой жидко¬сти — солей калия. Оба эти соединения гасят нервно-мышечную возбудимость. По суточному графику работает вегетативная нервная система. Статистика утверждает, что даже рождение и смерть чаще случаются в темную часть суток, около полуночи.
Вся живая природа чутко реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивность солнечного излуче¬ния — весной покрываются листвой деревья, осенью листва опада¬ет, затухают обменные процессы, многие животные впадают в спячку и т. д. Человек здесь не исключение. На протяжении года у него меняется интенсивность обмена, состав клеток тканей, при¬чем эти колебания различны в разных климатических поясах.
Так, в южных районах (Сочи) содержание гемоглобина и ко-личество эритроцитов, а также максимальное и минимальное дав¬ление крови в холодный период возрастают на 20% по сравнению с теплым периодом времени. А в условиях Севера наибольший процент гемоглобина обнаружен у большинства обследованных жителей в летние месяцы, а наименьший — зимой и в начале весны.
Циклы солнечной активности оказывают свое влияние и на жизнедеятельность человека. Так, обработав материал по вспыш¬кам возвратного тифа в Европейской России с1883по1917 гг., а также данные по холере в России с 1823 по 1923 гг. и данные по активности Солнца, Чижевский пришел к выводу, что эти земные явления наступают синхронно с изменениями, происходящими в разных солнечных сферах. На основании построенных им графи¬ков он еще в 1930 г. предсказал, что в 1960 — 1962 гг. произойдет эпидемическая вспышка холеры, что действительно случилось в странах Юго-Восточной Азии.
То, что состояние солнечной активности небезразлично для жизни на Земле, показывает и увеличение числа случаев зараже¬ния чесоткой в 1968 г. и неожиданно подскочившее число заболе¬ваний клещевым энцефалитом и туляремией на вершине макси¬мума векового цикла солнечной активности в 1957 г. (несмотря на проводившуюся, как и в прошлые годы, вакцинацию населения). Таким образом, мы обнаруживаем явную взаимосвязь человека с растительным и животным миром, в котором все жизненные циклы — заболевания, массовые перекочевки, периоды бурного раз¬множения млекопитающих, насекомых, вирусов — протекают син¬хронно с 11-летними циклами солнечной активности, как и чере¬дование грозовой и спокойной летней погоды, большего и мень¬шего производства растительной массы...
Гематологи пришли к выводу, что в годы максимума солнеч¬ной активности норма свертывания крови у здоровых людей уве¬личивается вдвое, а так как у сердечно-сосудистых больных спо¬собность несвертываемости крови угнетена, то при увеличении солнечных пятен учащаются инфаркты, инсульты. Поэтому сего¬дня никого не удивляет, когда в СМИ сообщают о неблагоприят¬ных днях, в которые люди, больные хроническими заболевания¬ми, должны вести себя с осторожностью.
Приведенные факты позволяют нам говорить о влиянии кос¬моса на физиологические процессы в отдельном человеческом ор¬ганизме. Но ведь одновременно человек является частью человече¬ства, общественного организма, который также подвержен влия¬нию солнечной активности. Чижевский попытался установить взаимосвязь 11-летних солнечных циклов с насыщенностью ис¬торическими событиями разных периодов человеческой истории. В результате своего анализа он сделал вывод, что максимум обще¬ственной активности совпадает с максимумом солнечной актив¬ности. Средние точки течения цикла дают максимум массовой деятельности человека, выражающийся в революциях, восстани¬ях, войнах, походах, переселениях, указывают на начала новых ис¬торических эпох в истории человечества. В крайних точках тече¬ния цикла напряжение общечеловеческой деятельности военного или политического характера понижается до минимального пре¬дела, уступая место созидательной деятельности и сопровождаясь всеобщим упадком политического и военного энтузиазма, миром и спокойной творческой работой в области государственного строительства, науки и искусства. По подсчетам Чижевского, во время минимума солнечной активности социальная активность составляет не более 5%, во время максимума — достигает 60%.

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, 2006.
6. Мамонтов Г.С., Захаров В.Б. Общая биология: Учебник. — М.: Высшая школа, 2003.
7. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. — М.: Гардарики, 2005.