Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Актуальность. Особенностью современного естествознания является осознанное изучение и анализ ранее выдвинутых и основополагающих учений, которые реализуется в рамках, как концепции современного естествознания, так и исследований в основе других наук. Учение о биосфере и ноосфере было сформулировано и в трудах одного из его основателей В.И. Вернадского. В его работах можно встретить разные определения и представления о биосфере и ноосфере, которые к тому же менялись на протяжении жизни ученого. Вернадский начал развивать данную концепцию с начала 30-х гг. после детальной разработки учения о биосфере. Осознавая огромную роль и значение человека в жизни и преобразовании планеты, В.И. Вернадский употребляет понятие «ноосфера» в разных смыслах: как состояние планеты, когда человек становится крупнейшей преобразующей геологической силой; как область активного проявления научной мысли; как главный фактор перестройки и изменения биосферы.

Центральным пунктом изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Кроме живого вещества Вернадский выделял еще косное вещество (воздух, вода, минералы). Между живым веществом и косным находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз). Все системы, изучаемые экологией, включают в себя биотические компоненты, в сумме образующие живое вещество.

Целью контрольной работы является раскрыть полную характеристику и «картину» данного учения в масштабе концепции современного естествознания.

Для достижения поставленной цели решить следующие задачи:

1. Раскрыть составляющие биосферы и их характеристика.

2. Проанализировать свойства и функции живого вещества.

3. Обосновать свойства биосферы, как глобальной экосистемы.

1. Составляющие биосферы и их характеристика

Биосфера - это оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера - это область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах.

Ее формирование началось не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы.

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Верхний слой биосферы простирается от поверхности Земли до озонового экрана, а ранее данной границы организмы жить не могут - там на них станут пагубно действовать ультрафиолетовые лучи Солнца, а как и низкая температура. Нижняя же граница проходит по дну гидросферы, на глубине 4-5 км в земной коре материков, что зависит от того, на какой глубине температура горных пород достигает +100°С. Наиболее насыщена жизнью область биосферы у земной поверхности и до глубины 200 м в гидросфере.

Биосфера включает биогеосферу, фитогеосферу, геомериду, витасферу, а в свою очередь новые структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. По Вернадскому, вещество Биосфера состоит из семи всевозможных, хотя геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения. В пределах Биосфера везде встречается или живое вещество, или следы его биогеохимической деятельности.

Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. В организмах содержатся все популярные сейчас химические элементы. В случае если определенные из них (водород, кислород, углерод, азот, фосфор и свежие) являются основой жизни, то свежие (рубидий, платина, уран) имеются в организмах в излишне малых количествах. Организмы участвуют в миграции химических элементов как прямо, к примеру и косвенно.

Биогеохимический круговорот - слишком важный процесс, проходящий в биосфере. По причине ему происходит взаимосвязь всех оболочек Земли, населенных живыми существами. Выносливость жизни в целом к отдельным факторам среды шире диапазонов тех условий, которые существуют в границах современной биосферы. В связи с этим, жизнь обладает немалым «запасом прочности», устойчивости к влиянию среды и возможной способностью к все еще большему распространению.

В 1940 г. В.И. Вернадский открыл фундаментальные законы (принципы) геохимической деятельности живых организмов в биосфере (биогеохимические принципы). Биосфера - самая крупная экосистема земного шара, которая делится на экосистемы более низкого иерархического степени. Биосфера характеризуется огромным кругом биотического обмена веществ Романов В.П. Концепция современного естествознания: Учеб. Пособи для студентов вузов. - 3-е изд., испр. и доп. - м.: Вузовский учебник, 2010. - 282с..

2. Живое вещество, его свойства и функции

Термин "живое вещество" введён в литературу В. И. Вернадским, под которым он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав. Жизнь на Земле - самый выдающийся процесс на её поверхности, получающий живительную энергию Солнца и вводящий в движение едва ли не все химические элементы таблицы Менделеева Канке В.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. Изд. 2-е, испр. - М.: Логос, 2008. - 368 с..

К основным уникальным особенностям живого вещества, обусловливающим его высокую преобразующую деятельность, можно отнести То же самое.:

1. Способность быстро занимать свободное пространство, что связано как с интенсивным размножением, так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ (всюдность жизни).

2. Движение не только пассивное (под действием силы тяжести), но и активное. Например, против течения воды, силы тяжести, движения воздушных потоков.

3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти(включение в круговороты), сохраняя при этом высокую физико-химическую активность.

4. Высокая приспособительность(адаптация) к различным условиям и в связи с этим освоение не только всех сред жизни (водной, наземно-воздушной, почвенной), но и крайне трудных по физико-химическим параметрам.

5. Феноменально высокая скорость протекания химических реакций. Она на несколько порядков значительнее, чем в неживой природе. Об этом свойстве можно судить по скорости переработки вещества организмами в процессе жизнедеятельности. Например, гусеницы некоторых насекомых перерабатывают за день количество вещества, которое в 100 - 200 раз превышает вес их тела.

6. Высокая скорость обновления живого вещества. Подсчитано, что в среднем для биосферы она составляет около 8 лет (для суши 14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким периодом жизни - 33 дня).

7. Разнообразие форм, размеров и химических вариантов, значительно превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе.

8. Индивидуальность (в мире нет одинаковых видов и даже особей).

Все перечисленные и другие свойства живого вещества обусловливаются концентрацией в нём больших запасов энергии. В.И. Вернадский отмечал, что по энергетической насыщенности с живым веществом может соперничать только лава, образующаяся при извержении вулканов

Всю деятельность живого вещества в биосфере можно, с определённой долей условности, свести к нескольким основополагающим функциям, которые позволяют значительно дополнить представление о его преобразующей биосферно-геологической деятельности Романов В.П. Концепция современного естествознания: Учеб. Пособи для студентов вузов. - 3-е изд., испр. и доп. - м.: Вузовский учебник, 2010. - 282с..

1. Энергетическая. Эта одна из важнейших функций связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания и рассеиванием в окружающем пространстве.

2. Газовая - связана со способностью изменять и поддерживать определённый газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.

3. Окислительно-восстановительная - связана с ростом под влиянием живого вещества интенсивности процессов как окисления и восстановления.

4. Концентрационная - способность организмов концентрировать в своём теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание на несколько порядков, по сравнению с окружающей средой, а в теле отдельных организмов - в миллионы раз. Результат концентрационной деятельности - залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т.п.

5. Деструктивная - разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и после их смерти, как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни - грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).

6. Транспортная - перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных.

7. Средообразующая. Эта функция в значительной мере представляет результат совместного действия других функций. С ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды. Эту функцию можно, рассматривать в широком и более узком планах. В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Она создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии её параметры практически во всех геосферах. В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании и сохранение почв от разрушения (эрозии), в очистке воздуха и вод от загрязнений, в усилении питания источников грунтовых вод и т. п.

8. Рассеивающая функция, противоположная концентрационной. Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов при разного рода перемещениях в пространстве, смене покровов.

9. Информационная функция живого вещества выражается в том, что живые организмы и их сообщества накапливают информацию, закрепляют её в наследственных структурах и передают последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.

Несмотря на огромное разнообразие форм, всё живое вещество физико-химически едино. И в этом состоит один из основных законов всего органического мира - закон физико-химического единства живого вещества. Из него следует, что нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для других. Разница лишь количественная - одни организмы более чувствительны, другие менее, одни приспосабливаются быстрее, другие медленнее. При этом приспособление идёт в ходе естественного отбора, т.е. за счёт гибели тех индивидов, которые не смогли адаптироваться к новым условиям Концепции современного естествознания: учебное пособие / В.О. Голубинов под ред. С.И. Самыгина. - 8-е изд. - Ростов на/Дону: Феникс, 2008. - 413с. (Высшее образование)..

3. Свойства биосферы как глобальной экосистемы

Экосистема представляет собой совокупность организмов и среды их обитания, объединенных круговоротом веществ и потоками энергии. Целостность экосистем поддерживается благодаря существованию различных трофических уровней организмов: продуцентов, консументов, редуцентов. Экосистема в отличие от биогеоценоза, который представляет собой совокупность совместно существующих на однородной территории популяций растений, животных, грибов, микроорганизмов и среды их обитания - не имеет четко определенных границ.

Окружающая среда для человека представляет глобальную (и не только в рамках нашей одной планеты) метамегасистему, состоящую из двух, тесно взаимодействующих и взаимосвязанных мегасистем природной и техногенной сред.

Природная среда включает четыре основные макросистемы (геосферы) Концепции современного естествознания: учебное пособие / В.О. Голубинов под ред. С.И. Самыгина. - 8-е изд. - Ростов на/Дону: Феникс, 2008. - 413с. (Высшее образование).:

Атмосфера наиболее легкая оболочка Земли, граничащая с космическим пространством, через нее осуществляется обмен веществ нашей планеты с Космосом. Большая часть массы атмосферы состоит из азота, кислорода и инертного газа аргона. И все же одним из важнейших компонентов атмосферы является озон, его образование связано с поглощением радиации Солнца, которая губительна для живых организмов;

Гидросфера - это водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши, подземные воды. Все они играют главную роль в жизнедеятельности человека и живых организмов. Как писал, В.И. Вернадский - «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Все земное вещество…..ею проникнуто и охвачено. Она чиста и бесцветна и так нужна человечеству; биосфера экосистема живой вернадский

Биосфера - «область жизни», пространство на земном шаре, в котором распространены живые существа. Человечество как живое вещество непрерывно связано с материально-энергетическими процессами определенной геологической оболочки Земли - с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту. Всю совокупность организмов (растений, животных, микробов) называют биотой.

Техногенная среда также состоит из нескольких макросистем, включающих искусственные сооружения и здания, города, городские агломерации, промышленные зоны и регионы и так далее.

Исходя из взгляда на биосферу как глобальную экосистему, все многообразие видов деятельности человека в биосфере приводит к изменениям:

- состава биосферы, круговоротов и баланса слагающих ее веществ;

- энергетического баланса биосферы, биотов.

Направленность и степень этих изменений таковы, что самим человеком им дано название экологического кризиса.

Согласно данной теории биосфера выполняет несколько функций:

- кислородная, т.к. часть биосферы выделяет кислород;

- почвообразующая;

- хемосинтезирующая - это синтез органических веществ из неорганических, возможный только в бактериях (например, только бактерии способны аккумулировать азот из воздуха);

- круговорот веществ (атомов) в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;

- структурная - некоторые живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.

По Вернадскому работа живого вещества в биосфере может быть выражена в двух основных формах:

- I род геологической деятельности проявляется в обмене веществ внутри живых организмов, в результате, которого происходит постоянных кругооборот атомов. При этом большое значение имеет количество пропускаемых веществ через тот или иной живой организм. По некоторым данным установлено, что через организм человека за всю его жизнь проходит около: 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белка, 1,5 т жира.

- сущность II рода геологической деятельности проявляется только в тех экосистемах, где хорошо развит почвенный покров, который позволяет создавать норы, укрытия, т.е. разрыхлять почву.

Заключение

Из выше представленной работы можно сделать вывод по исследованной проблеме:

1. Все системы, изучаемые экологией, включают в себя биотические компоненты, в сумме образующие живое вещество. Биосфера представляет собой оболочку Земли, заселённую живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

2. Учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский, именно его труды отобразили что живым организмам отведена . роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля.

3. Учение о биосфере сформулировано именно в трудах одного из его основателей В.И. Вернадского, с разными определениями и представлениями о биосфере. И именно Вернадский начал развивать данную концепцию детальной разработки учения о биосфере, при этом учитывая и осознавая огромную роль и значение человека в жизни и преобразовании планеты.

4. Вернадский выдвинул предположение, что живые организмы сами по себе эволюционируют. Он поставил вопрос: «Есть ли у жизни начало?», на который он отвечает в поддерживаемой им концепции вечной жизни о том, что Земля существует вечно, и поэтому жизнь на ней не имеет начала.

5. С появлением человека, по учению Вернадского, биосфера переходит в качественно новую сферу - ноосферу, т.е. сферу человеческого разума.

5. Главной точкой изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. В организмах содержатся все популярные сейчас химические элементы.

6. К основным особенностям живого вещества, обусловливающим его высокую преобразующую деятельность, можно отнести: способность быстро занимать свободное пространство; движение не только пассивное (под действием силы тяжести), но и активное; устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты), сохраняя при этом высокую физико-химическую активность; высокая приспособительность (адаптация) к различным условиям; высокая скорость протекания химических реакций; высокая скорость обновления живого вещества; разнообразие форм, размеров и химических вариантов, превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе; индивидуальность, т.е. в мире нет одинаковых видов и даже особей.

Список использованной литературы

1. А.А. Горелов Концепции современного естествознания. - Москва. - 2009.

2. Канке В.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. Изд. 2-е, испр. - М.: Логос, 2008. - 368 с.

3. Концепции современного естествознания: учебное пособие / В.О. Голубинов под ред. С.И. Самыгина. - 8-е изд. - Ростов на/Дону: Феникс, 2008. - 413с. (Высшее образование).

4. Пригожин И., Стенгерс И. «Время, хаос, квант». - Москва. - 1979.

5. Эйнштейн А., Инфельд Л. «Эволюция физики». - Москва. -1965.

Размещено на Allbest.ru