Понятие о биосфере. Современные концепции биосферы
Биосфера - оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Термин «биосфера» ввёл австралийский геолог Э. Зюсс в 1875 году, который понимал её как тонкую плёнку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «лик Земли». Первые представления о наружной оболочке Земли как «области жизни» восходят к Ж.Ламарку. Заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит известному отечественному естествоиспытателю, основоположнику геохимии, биогеохимии и учения о биосфере В.И. Вернадскому (1863-1945). На формирование его биосферного мышления большое влияние оказали работы В.В. Докучаева о почве как о естественно-историческом теле. Основы учения о биосфере изложены В.И. Вернадским в книге «Биосфера» (1926) и сохраняют своё значение до настоящего времени. В. И. Вернадский придал концепции биосферы биогеохимический смысл, понимая под биосферой не только живые организмы, но и среду Центральное звено в концепции В.И. Вернадского о биосфере - представление о живом веществе: «Живые организмы, - писал он, - являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, её определяющей». С именем В.И. Вернадского связано также формирование социально-экономической концепции биосферы, суть которой - в превращении биосферы в ноосферу вследствие деятельности новой геологической силы. их обитания. Он выделил в биосфере 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ: 1) живое вещество (совокупность организмов) 2) биогенное вещество (результат деятельности живых организмов - горючие ископаемые, известняки и т.п.); 3) косное вещество (образуемое процессами, в которых живые организмы не участвуют, например, изверженные горные породы); 4) биокосное вещество (создаётся одновременно живыми организмами и абиогенными процессами неживой природы, например, почва); 5) радиоактивное вещество; 6) рассеянные атомы; 7) вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль). Исходя из того, что биосфера организована по системному принципу, а также того, что в основе её функционирования лежат круговороты веществ и энергии, сформулированы несколько современных концепций биосферы: биохимическая, биогеоценотическая, кибернетическая, термодинамическая. Биогеоценотическая концепция, например, рассматривает биосферу как сложноорганизованную систему биогеоценозов (динамическую целостную систему организмов разных видов, тесно связанных со средой их обитания), биохимическая концепция - как систему моделей геохимических циклов биогенных элементов. Граница Биосферы охватывает часть атмосферы до озонового слоя (20-25 км) и часть литосферы, особенно кору выветривания и всю гидросферу. В литосфере область распространения жизни во многом определяется уровнем проникновения воды в жидком состоянии: живые организмы обнаружены до глубины 7,5 км. (это если спросят что такое живое вещество) Живое вещество биосферы выполняет следующие функции: энергетическую, деструктивную, концентрационную и средообразующую. Энергетическаяфункция выполняется зелеными растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию.. В конечном счете, эта энергия рассеивается в окружающей среде. Однако часть ее может накапливаться в отмершем органическом веществе и переходить в ископаемое состояние, образуя залежи горючих полезных ископаемых – торфа, каменного угля и нефти, Деструктивнаяфункция заключается в разложении и минерализации мертвого органического вещества, Концентрационная функция заключается в избирательном накоплении организмами в процессе жизнедеятельности атомов веществ, рассеянных в природе. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей полезных ископаемых (известняка, мела и т.д.). Средообразующая функция заключается в трансформации физико-химических параметров среды (атмосферы, литосферы и гидросферы) в условия, благоприятные для существования организмов. Эта функция является совместным результатом всех трех рассмотренных выше функций живого вещества биосферы
39.Концепция живого вещества.Живое вещество – совокупность всех живых организмов в биосфере. Термин введён В.И. Вернадским, который выделял живое вещество в ряду других типов веществ, слагающих биосферу (биогенное, косное, биокосное и др.) Живое вещество представляет собой ничтожную часть биосферы, однако именно живому веществу принадлежит, по мнению Вернадского, главная роль в формировании земной коры. В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества.
Специфические свойства и особенности живого вещества:
- живое вещество биосферы характеризуется большим запасом энергии.
- резкое различие между живым и неживым веществом наблюдается в скорости протекания химических реакций. В живом веществе реакции идут в тысячи, а иногда в миллионы раз быстрее;
- отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и др. – устойчивы только в живых организмах;
- произвольное движение, в значительной степени, саморегулируемое, является общим признаком всякого живого вещества в биосфере;
- живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. Известно, свыше 2 млн. органических соединений, входящих в состав живого вещества, в то время, как количество природных соединений (минералов) неживого вещества составляет около 2 тыс., т.е. на три порядка меньше;
-Живое вещество представлено в биосфере в виде индивидуальных организмов, размеры которых колеблются в огромных пределах. Величина самых мелких вирусов не превышает 20 нм (1 нм=10-9м), самое крупное животное – кит – достигает 33 м в длину, самое высокое растение – секвойя – 100 м в высоту.
40.Человек, как вид живых организмов, занимает экологическую нишу в экологической системе Земли. Причём, не произвольную нишу, а нишу, соответствующую возможностям и свойствам организма человека и его образа жизни, как стадного живого существа.Поэтому, появление человека, как вида, становится возможным только тогда, когда экологическая система Земли, при своём эволюционном развитии, ДОСТИГНЕТ такой сложности и многоуровневости, при которой появляются свободные экологические ниши, которые накладывают на виды, пытающиеся их освоить, определённые требования, адаптация к которым и приводит к появлению у этих видов НЕОБХОДИМЫХ СВОЙСТВ И КАЧЕСТВ для появление и развития РАЗУМА.Другими словами, эволюционное развитие растительного мира, как фундамента пирамиды живой материи, на любой планете приводит к появлению РАЗУМА на определённом этапе своего развития. Каждая экологическая ниша предъявляет к виду, её занимающему, определённые требования, такие, как: размеры и формы живых организмов, качественный и количественный состав пищи, определённую периодичность жизненных процессов. Только ОРГАНИЗМЫ, КОТОРЫЕ СУМЕЛИ ПРИСПОСОБИТЬСЯ К ЭТИМ ТРЕБОВАНИЯМ И УСЛОВИЯМ, СМОГЛИ ВЫЖИТЬ В ХОДЕ ЭВОЛЮЦИИ.Конечно, и после завершения формирования экологической системы продолжают возникать новые виды в результате мутаций. И эти вновь возникшие виды могут даже ВЫТЕСНИТЬ из ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КВАРТИР их СТАРЫХ ОБИТАТЕЛЕЙ, если они (эти новые виды) в состоянии в значительно большей степени приспособиться к экологической нише, чем вид, её занимающий. И тогда прежние «владельцы» ВЫМИРАЮТ, а освободившееся место занимает более прогрессивный вид. Но НИКТО И НИКОГДА НЕ ОСВОБОЖДАЛИ свои ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ «КВАРТИРЫ» и НЕ ВЫМИРАЛИ ДОБРОВОЛЬНО. Каждый «старый владелец» не «съезжал» со своей экологической «квартиры» без жестокой войны за неё. И это понятно: ДРУГОЙ «КВАРТИРЫ» уже не будет, и сражение идёт за выживание, в котором побеждает тот, кто значительно лучше приспособился к условиям существования в этой экологической нише и кто имеет явные эволюционные преимущества перед соперником.«Выселенный» вид просто вымирает, навсегда исчезая с лица Земли, сохраняясь только в виде Сущностей, которые без физически плотных тел способны только на то, чтобы питаться остатками с барского стола: эмоциями — первичными материями, выбрасываемыми продолжающими жить на физическом плане при стрессовых и других ситуациях. Да ещё, пугая детей, чей незамусоренный мозг ещё порой в состоянии видеть Сущности этих вымерших существ. Так или иначе, каждая экологическая ниша оказывается занята видом, который смог лучшим образом приспособиться к её условиям. Все остальные претенденты сходят с эволюционной арены. Давайте посмотрим, что происходило с «экологической квартирой», занимаемой современным человеком, до его появления на Мидгард-Земле и кто обитал в «нашей» экологической квартире?!До появления на эволюционной арене Homo Sapiens — современного человека — его экологическую квартиру занимал гуманоидный вид, называемый антропологами Neanderthal Man (неандерталец), который основательно освоил эту «экологическую квартиру» за несколько сотен тысяч лет её освоения. Причём, неандертальцы вытеснили из этой экологической ниши все другие гуманоидные виды и единственные царствовали на Земле, и при этом, они заселили ВСЮ ЗЕМЛЮ, все её климатические пояса, но, тем не менее, за все эти тысячелетия, так и не появились разные расы неандертальцев. На всей земле царствовала только ОДНА РАСА НЕАНДЕРТАЛЬЦЕВ, каждый из которых физически значительно превосходил КРОМАНЬОНЦА, был покрыт густой шерстью, от которой они так и не избавились, а скорей всего, даже и не пытались. Саблезубый тигр был единственным серьёзным врагом, который создавал им некоторые хлопоты. Неандертальцы пожирали и себе подобных.Причём, для них добычей, пищей были все, кто не был членом их клана, стада или племени. Конечно, трудно судить об интеллекте неандертальцев, но нет также и никаких доказательств того, что они были глупее кроманьонца. И вот, царствовали они себе спокойно сотни тысяч лет, до тех пор, пока, порядка сорока тысяч лет назад (по данным антропологии), неизвестно откуда, вдруг возьми и появись современный человек собственной персоной (это время относится к появлению на Мидгард-Земле трёх рас — ЧЁРНОЙ, КРАСНОЙ И ЖЁЛТОЙ, в то время, как белая раса появилась порядка шестисот-восьмисот тысяч лет назад). Именно таков возраст ископаемых останков современного человека, которые были обнаружены на разных континентах Мидгард-Земли.По субъективным и объективным причинам нет данных об ископаемых останках современного человека на территории Сибири и затонувшего северного континента (о чём будет сказано позже). А пока вернёмся к «научным» представлениям о появлении Homo Sapiens — современного человека, на Матушке-Земле. И в «научных» представлениях столько противоречий и необъяснённого, что просто диву даёшься, почему никто не обращает на всё это внимание. Ничего другого не остаётся, как выяснить это самим. Попробуем обратить внимание на некоторые «странности» современного человека, как чисто биологические, так и психологические…Homo Sapiens — современный человек — появился сразу и везде. Причём, появился голый, без шерсти, слабый (по сравнению с неандертальцем) и одновременно на всех континентах. Появились по щучьему велению, по чьему-то хотению сразу НЕСКОЛЬКО РАС, которые довольно сильно отличались друг от друга, как по цвету кожи, так и по строению черепа, скелета, типу обменных процессов, но при всём этом, все эти расы имели одно общее свойство — они были совместимы между собой и давали жизнеспособное потомство. Новый вид по определению НЕ МОЖЕТ ПОЯВИТЬСЯ В ОДНОЧАСЬЕ, без переходных форм и длительного по времени процесса накопления и усиления положительных мутаций. Ничего подобного у современного человека ПРОСТО НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ. Человек Разумный взял и «материализовался» ИЗ НИОТКУДА. Не найдено ни одного скелета старше сорока тысяч лет, хотя, с этого момента и до современности, скелеты человека находят повсеместно.Но по найденным скелетам чётко определяют РАСЫ — БЕЛУЮ, ЖЁЛТУЮ, КРАСНУЮ И ЧЁРНУЮ. И, при этом, чем «старее» скелеты, тем чётче у них выражены расовые признаки, что говорит об изначальной «чистоте» этих рас, которая (чистота) сохранялась до тех пор, пока эти расы не стали между собой активно смешиваться. Таким образом, не могло быть какой-либо одной расы (по мнению ортодоксальной науки — ЧЁРНОЙ), которая, расселяясь из Центра своего появления — Африки, видоизменилась, и в результате на её основе возникли новые расы — БЕЛАЯ, ЖЁЛТАЯ и КРАСНАЯ. Факты говорят обратное.
Происходило и происходит не появление новых рас, а наоборот — смешение этих рас, возникновение подрас и постепенное их сближение. Практически уже очень сложно найти представителей абсолютно чистой национальности или народности, в силу того, что происходил и происходит процесс смешения людей, как разных национальностей внутри одной расы, так и смешения разных рас.
...41.Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) — процесс циклического перемещения воды в земнойбиосфере
1. Большой, или мировой, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная — очищается.
2. Малый, или океанический, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан.
3. Внутриконтинентальный круговорот — вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадает на сушу в виде атмосферных осадков.
42
В экосистеме происходит постоянный круговорот элементов питания с участием биотического и абиотического компонентов. Движущей силой круговоротов служит солнечная энергия, которую используют непосредственно фотосинтезирующие организмы и затем передают ее другим представителям биотического компонента. В итоге создается поток энергии и питательных веществ через экосистему, который носит название биогеохимического цикла. Биогеохимические циклы – циркуляция в биосфере химических элементов и неорганических соединений по характерным путям из внешней среды в организмы, и из организмов во внешнюю среду. Такое перемещение элементов и неорганических соединений, необходимых для жизни, можно назвать круговоротом элементов питания. При изучении круговорота удобно выделять две части, или два фактора:
· резервный фонд – большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент;
· подвижный, или обменный, фонд, для которого характерен быстрый обмен между органической и неорганической средой.
Для биосферы в целом можно выделить два основных типа биогеохимических циклов:
· круговорот газообразных веществ, с резервным фондом в атмосфере или гидросфере;
· осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.
Такое разделение биогеохимических циклов основано на том, что некоторые круговороты, например те, в которых участвуют углерод, азот и кислород, из-за наличия крупных атмосферных или океанических фондов довольно быстро компенсируют нарушения. Так, накопленный в каком-либо месте избыток СО2 обычно быстро рассеивается воздушными потоками, а увеличение его концентрации в атмосфере способствует большему потреблению растениями и превращению в карбонаты в море. В целом круговороты газообразных веществ в глобальном масштабе можно считать хорошо забуференными, так как их способность к саморегуляции и поддержанию определенных концентраций различных веществ достаточно велика. Следует отметить, что, хотя атмосфера и имеет большой резервный фонд и высокую способность к саморегуляции, все же они не беспредельны. Осадочный цикл, в котором принимаю участие такие химические элементы, как фосфор и железо, в меньшей степени способен к саморегуляции и поэтому легче нарушается. Это связано с тем, что основная часть химических веществ сосредоточена в относительно малоподвижном и малоактивном резервном фонде земной коры. Если изъятие химических элементов в этих циклах происходит быстрее, чем возврат, какая-то их часть может на длительное время выбывать из круговорота. Механизмы возвращения химических элементов в круговорот основаны главным образом на биологических процессах. По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:
- химической (биохимической) – I род геологической деятельности;
- механической – II род такой деятельности.
Одним из выдающихся естествоиспытателей, посвятивших себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик Владимир Иванович Вернадский (1864-1945). Он является основоположником научного направления, названного им биогеохимией, которое легло в основу современного учения о биосфере.
В.И. Вернадский сформулировал пять постулатов, относящихся к функции биосферы. Первый постулат: «С самого начала биосферы жизнь, в нее входящая, должна была быть уже сложным телом, а не однородным веществом, поскольку связанные с жизнью ее биогеохимические функции по разнообразию и сложности не могут быть уделом какой-нибудь одной формы жизни». Другими словами, первобытная биосфера изначально отличалась богатым функциональным разнообразием. Второй постулат: «Организмы проявляются не единично, а в массовом эффекте... Первое появление жизни... должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организмов, а их совокупности, отвечающей геохимической функции жизни. Должны были сразу появиться биоценозы». Третий постулат: «В общем монолите жизни, как бы ни менялись его составные части, их химические функции не могли быть затронуты морфологическим изменением». То есть первичная биосфера была представлена «совокупностями» организмов типа биоценозов, которые и были главной «действующей силой» геохимических преобразований. Морфологические изменения «совокупностей» не отражались на «химических функциях» этих компонентов. Четвертый постулат: «Живые организмы... своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом... непрерывной сменой поколений... порождают одно из грандиознейших планетных явлений... — миграцию химических элементов в биосфере», поэтому «на всем протяжении протекших миллионов лет мы видим образование тех же минералов, во все времена шли те же циклы химических элементов, какие мы видим и сейчас». Пятый постулат: «Все без исключения функции живого вещества в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами». Разрабатывая учение о биосфере, В.И. Вернадский пришел к выводу, что главным трансформатором космической энергии является зеленое вещество растений. Только они способны поглощать энергию солнечного излучения и синтезировать первичные органические соединения.