Биосфера, ее структура, границы
Биосфера как система, состоящая из примитивнейших безъядерных (прокариотических) организмов. Изучение форм латентного состояния у животных. Закон единства и борьбы противоположностей. Функциональная группа редуцентов. Понятие о биокосных системах.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.02.2014 |
Размер файла | 18,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Биосфера, ее структура, границы
Ближе всех к пониманию биосферы подошел Ж.Б. де Шевалье Ламарк, хотя термин "биосфера" предложил австрийский геолог Эдвард Зюсс в 1875 году при описании геологии Альп в его знаменитой книге "Лик Земли". Содержание этого термина было дано весьма схематично.
Однако создал учение о биосфере ученый с энциклопедическими знаниями, геохимик по образованию, основатель биохимии, профессор минералогии Московского университета Владимир Иванович Вернадский. Свои идеи о биосфере он изложил в работе "Биосфера", вышедшей в 1926 г. Дальнейшая разработка концепции биосферы отражена в ряде работ: "Очерки геохимии" (1927), "Химическое строение биосферы Земли и ее окружения" (1965), "Живое вещество" (1978). Биосферу В.И. Вернадский определяет как наружную область Земного шара, граничащую с Космосом, сосредоточившую в себе жизнь в различных формах ее проявления (латентном и активном), пронизывающую всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы, в которой происходит аккумуляция, трансформация световой энергии и совершается геохимическая работа. В определении понятия особое внимание следует обратить на следующие основные положения:
1. Оболочка планеты, состоящая из живых организмов, контакт с Космосом, 1-я граничная поверхность.
2. Живая оболочка, пронизывающая в той или иной степени географические сферы, 2-я граничная поверхность.
3. Живая оболочка как энергетический канал, улавливающий световую энергию (и космическую пыль) и связывающий этим Землю с Космосом.
4. Живая оболочка - аккумулятор энергии и преобразователь ее в геохимическую работу.
Биосфера, как считает В.И. Вернадский, сразу возникла как система, состоящая из примитивнейших безъядерных (прокариотических) организмов - прокариот. Однако одни из них питались готовыми органическими веществами - это были гетеротрофные бактерии. Другие же могли использовать энергию химических связей для созидания органического вещества. Такие организмы названы хемотрофами. Вместе они и создали систему пищевой (трофической) зависимости или биологический круговорот. Время возникновения круговорота, а, следовательно, жизни все дальше отодвигается вглубь веков. Ранее считалось, что архей - древнейшая эра жизни (2,8 млрд. лет назад), сейчас же говорим о катархейской эре (уже 3,8 млрд. лет назад). Для В.И. Вернадского же жизнь на Земле - геологически вечное явление. На сегодняшний день "стало очевидным, что геологическое развитие земной коры и развитие жизни - единый процесс, и, вероятнее всего, только в таком единстве этот "биологический" процесс и может существовать как таковой" (акад. Сидоренко и др., 1980). И только эта круговерть жизни - биологический круговорот, все более увеличивающийся, усложняющийся, и обусловливает развитие биосферы на протяжении многих миллиардов лет на нашей планете.
И в сущность биосферы проникнуть не так-то просто. В самой биосфере еще можно выделить своеобразный энергетический сгусток (пласт) или тело ее, которое принято называть биостромой. Именно она и осуществляет всю гигантскую работу по преобразованию лика нашей планеты. Это, собственно, совокупность всех живых организмов планеты, названная В.И. Вернадским живым веществом, о чем подробнее будет сказано ниже. Важно то, что это живое вещество (растения, животные, грибы) на построение своего тела (стромы) извлекало и извлекает из окружающей среды (абиотического круговорота) химические (в основном биофильные) элементы.
Элементный состав звездного и солнечного вещества при сопоставлении с составом растений и животных (Виноградов, 1957).
Земля тесными узами связана с Космосом. На нее ежегодно опускается около 2,5 млн. тонн космической пыли (т. е. на 1 км2 выпадает 0,5-1,0 кг/год). К этому надо добавить и около 0,5 млн. тонн метеоритов, а значит, железа, углеродистых веществ и т. д. Но и Земля не остается в долгу! Ежегодно недра Земли выбрасывают около 1 млн. тонн газов, 10 млрд. тонн пепла, бомб, лавы, что поступает не только на поверхность нашей планеты, но и в космические просторы. Все эти потоки вещества вместе с химическими элементами частично вовлекаются в биологический круговорот, уходя на построение тела конкретного организма (сосны, крапивы, бабочки или бегемота и т. д.). Другими словами, жизнь изменяет свое окружение, пронизывая различные географические сферы. Но как глубоко она их пронизывает, а. следовательно, и преобразует?
Прежде всего, нужно помнить, что жизнь на Земле существует в двух формах: в активной и скрытой (латентной). Латентная форма жизни распространена значительно шире. Формами латентного состояния у животных могут быть цисты (у простейших), икринки, яйцо, а у растений - споры, семена, покоящиеся почки. Латентное состояние расширяет рамки жизни. Это парадокс! Замирание жизни ведет к ее расширению, растеканию (по В.И. Вернадскому). В этом - проявление закона диалектики - закон единства и борьбы противоположностей. Границы жизни зависят от различных параметров.
Говоря о распространении жизни в биосфере, необходимо остановиться отдельно на двух резко различных группах - автотрофных и гетеротрофных организмах. Автотрофные организмы не зависимы в своем питании от других организмов: они используют солнечные лучи или энергию химических связей неорганических соединений как источник энергии и минеральные вещества как источник питания. Гетеротрофные организмы используют в качестве пищи и источника энергии органические соединения, созданные другими живыми организмами. Для их существования необходима предварительная работа автотрофов. Область распространения гетсротрофов всегда шире автотрофов. Среди последних имеется две группы организмов: зеленые фототрофы и бактерии - хемотрофы. Пределы распространения первых определены областью проникновения солнечного луча. Хемотрофы же, используя в качестве источника энергии химические соединения неорганической природы, способны распространятся значительно шире. Хемотрофы играют роль в геохимии серы, железа, азота и рассеяны всюду: в почве, морской воде, иле водоемов.
В целом же распределение жизни в биосфере носит резко неравномерный характер. Наибольшая плотность жизни наблюдается на границах сред обитания. Эти сгущения жизни принято называть, пользуясь терминологией В.И. Вернадского, "пленками жизни". Одна из таких пленок жизни на границе контакта почвы и воздуха - 2-3 см толщины. Вторая отмечена в зоне контакта воздушной, почвенной и морской сред жизни - это прибрежная зона и зона апвелинга (достигаемая морскими брызгами). Третья - эуфотическая зона океана (до 200 м), т. е. зона свободного проникновения солнечного луча. Даже в эуфотической зоне выделяют еще более насыщенный жизнью слой в 2-3 см зону контакта водной и воздушной сред. Это настоящий инкубатор жизни. Таких пленок жизни можно назвать еще несколько: это и дно Мирового океана, и Саргассовое море скопление (заросли) бурой водоросли Саргасса и др.
Таким образом, жизнь широко распространена на Земле, она преобразует "лик Земли", оставляет свои следы повсюду, где она есть или была: это и окаменелости древних видов растений и животных, и каменный уголь, известняки и т. д. Но образовались они в прошлых геологических эпохах, в прошлых биосферах. Не случайно, есть понятие "следы былых биосфер". И это значительно раздвигает границы биосферы, хотя по этому вопросу нет единой точки зрения (Вассоевич, Иванов, 1983).
"Геологически вечное" существование биосферы стало возможным благодаря определенным механизмам организации и в первую очередь пространственно-функциональной организации биосферы. В этой связи рассмотрим 2 основных аспекта:
1. Жизнь стала возможной благодаря биологическому круговороту. А кто его осуществлял и осуществляет? Здесь нужно вспомнить типы питания, то есть способы добычи органического вещества.
На основании типов питания каждая группа выполняет определенную функцию в биосфере.
Организмы с автотрофным типом питания стали в результате хемосинтеза и фотосинтеза создавать органическое вещество. Это продуценты. Те организмы, которые поглощают готовое органическое вещество (а это животные и человек в том числе), получили название консументов. И, наконец, из консументов была выделена еще одна функциональная группа редуцентов (бактерии, грибы), которые доводят весь органический опад до конечных продуктов минерализации (и питаются в основном осмотрофно). Эти три функциональные группы и ответственны за обеспечение биологического круговорота, а, следовательно, за существование биосферы.
2. Второй аспект, по-видимому, должен быть освещен в свете идей В.И. Вернадского. В биосфере В.И. Вернадский выделяет живое, биогенное, биокосное, косное вещество, радиоактивную энергию Земли, солнечную энергию и др.
Все, что созидается на планете, все проходит под неусыпным контролем живого вещества и при непосредственном его участии.
Так, биогенное вещество (каменный уголь, нефть, известняк и др.) образуется при отмирании организмов и последующем его частичном разложении и консервировании.
Биокосное вещество - тоже результат всепреобразующего действия живого вещества. Еще в XIX в. великий русский почвовед В.В. Докучаев открыл новый класс систем, в которых живые организмы и неживая материя тесно связаны между собой, взаимно обусловлены и образуют единое целое. По В.В. Докучаеву, это почвы, другой класс систем такого типа - ландшафты. Развивая идеи своего учителя. В.И. Вернадский сформулировал понятие о биокосных системах. Он определял биокосные тела как естественные системы, характерные для биосферы. "Это закономерные структуры, состоящие из косных и живых тел одновременно". Это не только почвы, ландшафты, но и воды мирового океана, илы, коры выветривания, да и вся биосфера в целом.
Литература
биосфера прокариотический редуцент
1. Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере. // Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков./Сост. Г.П. Аксенов. - М.: Современник, 1993.
2. Вернадский В.И. О коренном материально-энергетическом отличии живых и косных тел биосферы. // Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков./Сост. Г.П. Аксенов. - М.: Современник, 1993.
3. Вернадский В.И. Очерки геохимии. // Вернадский В.И. Начало и вечность жизни./Сост., вступ. ст., коммент. М.С. Бастраковой, И.И. Мочалова, В.С. Неаполитанской. - М.: Сов. Россия, 1989.
4. Вернадский В.И. Общее понятие о биосфере. // Вернадский В.И. Начало и вечность жизни./Сост., вступ. ст., коммент. М.С. Бастраковой, И.И. Мочалова, В.С. Неаполитанской. - М.: Сов. Россия, 1989.
5. Соколов Б.С. Вернадский и XX век. // Природа. 1988, № 2.
6. Пивоварова Ж.Ф. Биосфера и человек: Учебное пособие. Новосибирск., НГПУ, 1998.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Биосфера как область обитания живых организмов. Оболочка Земли: состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью живых организмов. Абиотические компоненты биосферы. Связь биосферы с космосом и взаимодействие с человеком.
реферат [27,7 K], добавлен 13.05.2009Вклад В. Вернадского в развитие науки о биосфере. Структура биосферы (живое, биогенное, косное и биокосное вещество) и ее границы. Степень сосредоточения массы живого вещества в атмосфере, гидросфере и литосфере, преобладающие виды живых организмов.
презентация [5,3 M], добавлен 07.11.2011Понятие биосферы, ее сущность и особенности, состав и элементы. Истрии я возникновения и формирования сообществ живых организмов, путь их становления и эволюции. Понятие биогеоценоза, его структура, отличия от биоценоза. Факторы среды и их интенсивность.
реферат [2,0 M], добавлен 09.02.2009Учение В.И. Вернадского о биосфере - оболочке Земли, населенной живыми организмами. Границы и косное вещество биосферы. Характеристика основных оболочек Земли: атмосферы, гидросферы и литосферы. Анализ закономерностей в распределении живых организмов.
презентация [2,5 M], добавлен 20.11.2014Определение биосферы, ее эволюция, границы и состав, охрана. Свойства живого вещества. Биогенная миграция атомов. Биомасса, её распределение на планете. Роль растений, животных и микроорганизмов в круговороте веществ. Биосфера и превращение энергии.
контрольная работа [919,6 K], добавлен 15.09.2013Характеристика и структура биосферы. В.И. Вернадский о биосфере. В.И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, выдвинул принцип неразрывной связи живого и неживого. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.
реферат [15,7 K], добавлен 22.06.2004Биосфера. Человек и биосфера. Географическая среда. Географический детерминизм. Окружающая среда, ее компоненты. Влияние человека на природу. Техносфера. Ноосфера. Учение В.И. Вернадского о ноосфере. Взаимосвязь космоса и живой природы.
реферат [30,8 K], добавлен 29.05.2004Клеточные и неклеточные формы живых организмов, их основные отличия. Животные и растительные ткани. Биоценоз - живые организмы, имеющие общее место обитания. Биосфера Земли и ее оболочки. Таксон - группа организмов, объединенных определенными признаками.
презентация [2,9 M], добавлен 01.07.2011Общая характеристика концепции современного естествознания. Земли отличий от других планет Солнечной системы. Анализ работы В.И. Вернадского по соотношению форм движения материи. Понятие и сущность ноосферы и биосферы, их работа и взаимодействие.
контрольная работа [34,2 K], добавлен 20.12.2008Понятие о биосфере. Структура и границы биосферы. Общая масса живых организмов. Распределение биомассы по планете. Круговорот веществ в природе как главная функция биосферы. Влияние человека на биосферу. Влияние загрязнения среды на здоровье человека.
презентация [1,8 M], добавлен 07.04.2012Обмен веществ со средой как специфическое свойство жизни. Общее значение продуцентов, консументов и редуцентов. Полный цикл редукции органического вещества. Уровни организации живой материи. Малый круговорот веществ в биосфере. Круговорот углерода и серы.
реферат [28,4 K], добавлен 01.01.2010Определение биосферы как общепланетной оболочки. Масса биосферы. Географическая оболочка. Образование живых веществ и их распад. Кругооборот кислорода, углерода, азота, фосфора и воды. Замкнутый круг взаимозависимых и взаимоприспособленных организмов.
реферат [24,9 K], добавлен 09.03.2009Биосфера как организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью. Живые и неживые системы. Характеристика сущности биосферы, ее строения, путей эволюции. Группы биотических компонентов экосистемы: продуценты, консументы и редуценты.
реферат [18,1 K], добавлен 09.10.2009Начало и вечность жизни - учение Вернадского и Докучаева о биосфере, единстве материальной и духовной культуры людей с окружающей природной средой. Что такое "биосфера", ее составляющие и связь с другими геосферами планеты. Круговорот веществ в природе.
презентация [5,8 M], добавлен 11.03.2011Определение биосферы, ее характеристика, границы и структура. Основные биохимические циклы (круговороты биогенных элементов). Сущность и функции организмов в биосфере. Продукционная и регуляторная функции биосферы как основа жизнеобеспечения общества.
реферат [43,0 K], добавлен 18.12.2009Совокупность всех живых организмов Земли. Восстановительный, слабоокислительный и окислительный этапы в эволюции биосферы. Выход жизни на сушу, вымирание динозавров, появление гоминид. Появление человека, овладение огнем и появление цивилизации.
реферат [77,5 K], добавлен 01.02.2013Понятие и структурные уровни биосферы, ее содержание и значение. История развития биосферы и этапы ее исследования учеными разных времен, учение Вернадского. Классификация и разновидности экосистем, круговорот вещества внутри них и отличительные черты.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 18.04.2011Исследование космических предпосылок возникновения человека. Изучение процесса образования Вселенной. Роль электромагнитных процессов в эволюции органического вещества и биосферы. Развитие человека. Построение научной теории единства человека и природы.
реферат [31,0 K], добавлен 27.12.2016Биоэтика как естественное обоснование человеческой морали. Юридические проблемы биоэтики. Характеристика и состав биосферы. Вернадский о биосфере и "живом веществе". Взаимосвязь космоса и живой природы. Противоречия в системе: природа-биосфера-человек.
лекция [48,9 K], добавлен 20.06.2009Суть законов Кеплера. Основные законы классической механики. Фундаментальные типы взаимодействий в физике. Молекулярная картина процессов испарения и конденсации. Понятие "биосфера", ее функции и характер ее оболочки. Понятие генетики и что она изучает.
контрольная работа [26,9 K], добавлен 12.02.2009