Тема 12: Понятие биосферы, еe структура
Определение биосферы как особой оболочки Земли и само название «биосфера» были сформулированы австрийским геологом Э. Зюссом. Он ввел понятие «биосфера» в геологию. В 1873 г. в своей работе по геологии Альп он пишет о «самостоятельной биосфере» как особой оболочке Земли, образованной живыми организмами.
Содержание понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называли гипотетические глобулы (видимо под влиянием идей французских ученых XVIII века П.Л. Мопертюи и особенно Ж.Л. Бюффона о бессмертных органических молекулах), якобы составляющие живую основу всех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины века.
Представление Зюсса о биосфере как об особой оболочке земли использовал и В.И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно иное, биогеохимическое, содержание. Биосфера, по Вернадскому, – область распространения жизни, включающая наряду с организмами и среду их обитания.
Согласно учению В.И. Вернадского (1863-1945), биосферу слагают следующие категории веществ: живое, биогенное, биокосное и косное. Живое вещество – это совокупность всех живых организмов в биосфере. Косное вещество – совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют (горные породы магматического происхождения, космическая пыль, метеориты).
В.И. Вернадский первым стал исследовать жизнь на планете как единое целое, как геологически своеобразное живое вещество, характеризующееся весом, химическим составом, энергией и геохимической активностью; он указывал, что живое вещество неотделимо от биосферы, является ее функцией и одновременно «одной их самых могущественных сил нашей планеты».
|
|
|
Техносфера возникла как результат техногенеза и рассматривается как последний этап эволюции биосферы, обусловленный деятельностью человека, созданных им технических и техногенных объектов. Т.А. Акимова, В.В. Хаскин (2001) отмечают, что техносфера – это планетарное пространство, находящееся под воздействием инструментальной и технической производственной деятельности людей и продуктов этой деятельности. Техносфера является планетарным явлением, но техномасса распределена крайне неравномерно. Почти 90 % техномассы сосредоточено в районах селитебного и горно-промышленного освоения (около 5 % площади суши), но техногенные влияния (эмиссии и потоки вещества, энергии и информации) охватывают практически всю планету. Ноосфера, согласно учению В.И. Вернадского, – это сфера разума, «мыслящая оболочка». Ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, «сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития».
|
|
|
Тема 13: Живое вещество биосферы, его функции
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 (2,4-3,6)*1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10-6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.
Живое вещество биосферы обладает определенными свойствами, отличающими его от неживой природы (способность к движению, обмен веществ, рост, размножение, приспособляемость, раздражимость). Эти свойства порознь в той или иной форме встречаются и в неживой природе, а, следовательно, не могут рассматриваться как специфические свойства живого. Особенности живой природы базируются на генетической программе, передаваемой из поколения в поколение.
В первую очередь, фундаментальными свойствами организации жизни на Земле являются дискретность и целостность. Среди живых организмов планеты нет двух одинаковых особей, популяций и видов. Живое выступает в форме определенных образований – «живых организмов», которые обладают сложной структурной организацией, начиная с молекулярного уровня до индивидуума в целом. Дискретность и целостность основаны на способности живого вещества к самовоспроизведению, осуществляемому по матричному принципу синтеза макромолекул (ДНК, РНК) – конвариантной редупликации. Конвариантная редупликация, или самовоспроизведение с изменениями, является наиболее общим и специфическим свойством жизни в известной форме существования на Земле. Непрерывность и преемственность жизни обеспечивается наследственной передачей признаков из поколения в поколение при размножении, т.е. способностью к самовоспроизведению основных управляющих систем – ДНК, хромосом, генов. Наследственность не абсолютна, она может изменяться под влиянием случайных факторов среды в генетическом аппарате (мутации). Потомки похожи на предков, но имеют и индивидуальные признаки. В неорганическом мире такие явления отсутствуют. Таким образом, наиболее общим и специфическим свойством живого вещества является способность к самовоспроизведению.
|
|
|
Концентрационная функция заключается в способности организмов накапливать в своих телах многие химические элементы (например, кремний, кальций, магний, калий, фосфор, натрий, азот, серу и др.), извлекая их из окружающей среды, тем самым обусловливая большую разницу в составе живого и косного вещества. Концентрация этих элементов в организмах в сотни и даже тысячи раз выше, чем в окружающей среде. Например, концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, йода – бурая водоросль ламинария, фосфора – скелеты позвоночных животных. Живые организмы могут концентрировать такие соединения, как тяжелые металлы, пестициды, радиоактивные элементы, при этом возникает опасность для здоровья человека.
|
|
|
По современным оценкам, общее количество массы живого вещества равно 2420 млрд т (в пересчете на сухую массу). Живое вещество на 98 % представлено биомассой наземных растений, грибов и микроорганизмов; животные составляют только 1,4 % общей биомассы. Если всю массу биоты равномерно распределить по поверхности планеты, то получится слой толщиной около 1 см. Реальное распределение живого вещества в биосфере характеризуется неравномерностью, которая связана с природной зональностью и климатическими факторами. Активное функционирование и продуктивность живого вещества современной биосферы более чем на 98 % приурочены к тонкому поверхностному слою суши и фотическому слою гидросферы. На материках растения занимают пространство в виде тонкого слоя, который практически отсутствует в областях материковых оледенений и крайне засушливых районах пустынь, наибольшее количество биомассы приходится на экваториальный пояс, где продукция в 5 раз больше, чем в арктическом поясе. В глубинах земной коры обитают хемоавтотрофные микроорганизмы; высоко в атмосферу попадают неактивные формы микроорганизмов, споры и пыльца растений. Основные среды жизни – суша и океан – также существенно отличаются по объему и составу обитающих в них организмов. Относительно всей биомассы Земли на долю океана приходится 0,13 %, а на долю суши – 99,87 % биомассы.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 618; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!