ГлавнаяКаталог работКСЕ, антропология → Эволюция биосферы
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

Эволюция биосферы

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.






Данные о файле

Размер 16.17 KB
Скачиваний 64

Скачать



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