Учение В.И. Вернадского о биосфере

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева»

Контрольная работа

«Учение В.И. Вернадского о биосфере. Распределение жизни в биосфере. Функции живого вещества в биосфере. Механизмы устойчивости биосферы»

предмет «Прикладная экология»

Выполнила: О.А. Андреева

Проверила: В.И. Кириллова

Чебоксары, 2010 год.

Содержание

Введение

1. О В.И. Вернадском

2. Учение В.И. Вернадского о биосфере

3. Распределение жизни в биосфере

4. Функции живого вещества в биосфере

5. Механизмы устойчивости биосферы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно изменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества - как органического, живого, так и минерального, косного. Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, еще полвека назад академик В.И. Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли».

Наша задача понять основы зарождения и функционирования современной сферы обитания, осознать великую силу природы и не допустить ее разрушения.

1. О В.И. Вернадском

В.И. Вернадский (1863--1945) в студенческие годы в Петербурге был учеником В.В. Докучаева, которого справедливо называют основоположником современной физической географии. Он первым отметил присущую географии потребность синтезировать знания частных наук для комплексного изучения природы земной поверхности. «Не подлежит сомнению, что познание природы - ее сил, стихий, явлений и тел - сделало в течение 19 столетия такие гигантские шаги, что само столетие нередко называют веком естествознания, веком натуралистов. Но всматриваясь внимательнее в эти величайшие приобретения человеческого знания, нельзя не заметить одного весьма существенного и важного недочета. Изучались, главным образом, отдельные тела - минералы, горные породы, растения и животные - и явления, отдельные стихии - огонь (вулканизм), вода, земля, воздух, в чем, повторяем, наука достигла удивительных результатов, но не их соотношение, не та генетическая, вековечная и всегда закономерная связь, какая существует между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой природой, между растительными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом, и даже духовным миром - с другой. А между тем именно эти соотношения, эти закономерные взаимодействия и составляют сущность познания естества, ядро истинной натурфилософии - лучшую и высшую прелесть естествознания» - так говорил Докучаев об итогах достижений и о новых задачах географии. И вот в 1926 году вышла в свет небольшая книга Вернадского. Написанная в возрасте шестидесяти трех лет она раскрывает перед пытливыми умами ведущую роль живых организмов в трансформации солнечной энергии и преобразовании веществ, слагающих наружные оболочки Земли: «По существу, биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию, - пишет Вернадский, - лучи Солнца обуславливают главные черты механизма биосферы Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли, пронизана и охвачена вся биосфера». Следует отметить необычную терминологию используемую автором, как в самой книге, так и в его рукописях (редакторы не исправляли заметки и текст). Причем, следует отметить, что мы имеем дело с размышлениями ученого, направленными на постановку вопросов, а не их решений. Автор не навязывает свое мнение. Порою, приводятся предположения, требующие дальнейших изучений - гипотезы. Учение было изложено почти век назад, поэтому не стоит принимать некоторые высказывания как ошибочное мнение ученого. Просто в двадцатых года прошлого столетия не было таких знаний как сейчас. Но, следует отметить, что изложенная Вернадским теория, во многом подтвердилась научными открытиями и стала крупнейшим обобщением в области естествознания. Исключительная значимость учения во весь рост проявилась лишь во второй половине прошлого века. Этому способствовало развитие экологии, прежде всего глобальной, где биосфера является основополагающим понятием.

2. Учение В.И. Вернадского о биосфере

Учение В.И. Вернадского о биосфере органично связанно с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле. По современным представлениям, биосфера -- это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Вернадский, определяя биосферу, ввел понятие «живое вещество». Оно является по существу тонкой пленкой на поверхности Земли, развитие которой происходит под преимущественным воздействием космической энергии - прежде всего Солнца. Вещество биосферы состоит из семи глубоко разнородных частей, геологически не случайных. В подробном описании Вернадским состава вещества, действительно, отражена вся суть современных представлений о крупицах природы, из которых состоит наш земной мир. Хочется заострить на этом внимание, поскольку представление об основе вещества помогает понять сущность всего учения. Чрезвычайно интересно мне как человеку мало знакомому с экологией (лишь на уровне потребителя ресурсов) и как студенту, осваивающему столь интересный предмет.

Во-первых, из совокупности организмов, живого вещества, рассеянного в мириадах особей, непрерывно умирающих и рождающихся, обладающих колоссальной действенной энергией (биогеохимической энергией) и являющихся могучей силой, нигде на планете больше не существующей, связанной с другим веществом биосферы только биогенной миграцией атомов. Концентрация живым веществом определенных химических элементов в биосфере есть, по-видимому, ее господствующий - биогенный - геологический процесс.

Во-вторых, мы имеем дело с веществом, создаваемым и перерабатываемым жизнью, живыми организмами, с биогенным веществом, источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть). Живые организмы в нем после его образования геологически малодеятельны.

В-третьих, мы имеем вещество, образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует - косное вещество. Твердое, дисперсное твердое (например, грунты и почвы), жидкое и газообразное, из которых все, кроме твердого являются на поверхности биосферы носителем свободной энергии.

Четвертая часть вещества - это биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами. Организмы в них играют ведущую роль. Океаническая вода, нефть, почва. Эти биокосные организованные массы являются сложными динамически равновесными, в которых резко проявляется геохимическая энергия живого вещества - биогеохимическая энергия.

Мы видим, что различие между живым и косным веществом планеты лежит очень глубоко, что никогда живое вещество в миллиарды лет не образуется из косного, что нигде мы не видим следа абиогенеза - образования живого вещества непосредственно из косного. Оно обладает способностью, чрезвычайно сильно выраженной, размножаться, связано с косным только дыханием и питанием - биогенной миграцией атомов, выявляется поколениями. Владимир Иванович считает, можно принять за научную гипотезу: различие между ними лежит глубже геометрического отличия, в особом состоянии пространства - времени, нигде на нашей планете, кроме биосферы, не встречаемого.

В-пятых, вещество, находящееся в радиоактивном распаде в форме немногих относительно прочных радиоактивных элементов, причина распада которых нам не известна и, может быть, есть общее свойство всех химических элементов в меньшей степени. Это химические элементы сложного изотопного состава, проникающие во все вещество биосферы и идущие вглубь. Это вещество, в такой форме дисперсно-рассеянное, является одной из самой мощных сил, меняющих всю энергетику биосферы (как и более глубоких оболочек). С другой стороны, все вещество биосферы, проникнуто шестой формой вещества - рассеянными атомами, которые непрерывно создаются из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений, непрерывно охватывающих планету, как предполагает автор, из просторов Млечного Пути. Характер этих рассеянных элементов неизвестен, по-видимому, это отдельные изотопы. Точное определение атомного веса их изотопов есть ближайшая научная задача дня (пишет Вернадский).

Наконец, седьмым типом земного вещества является вещество космического происхождения, которое ученый разложил на два типа. Первый тип: это с одной стороны отдельные атомы и, может быть, даже молекулы, входящие в ионосферу из электромагнитного поля Солнца, а с другой стороны, проникновение потока отдельных атомов и молекул, приходящих к нам из космических пространств, может быть, того облака космической пыли, которое охватывает всю нашу Солнечную систему. Вторым типом космического вещества, непрерывно проникающим в поле тяготения и магнитное поле нашей планеты, являются космическая пыль, падающие звезды, болиды, метеориты, непрерывно попадающие в биосферу.

Причем при попадании пыли в поле нашей планеты ее масса не меняется, поскольку сама Земля теряет непрерывно атомы и молекулы - мелкую пыль. То есть, сколько теряет, столько же и принимает. Это является устоявшимся динамическим равновесием - материально - энергетическим обменом между Землей и Космосом, причем сумма энергии и масса вещества не изменяется.

Ученый был сторонником гипотезы пансермии. По его мнению, биосфера это планетарное явление космического характера. Причем, эта мысль посещала великие умы человечества уже давно. В семнадцатом веке голландский ученый Х. Гюйгенс сделал научное обобщение: «жизнь есть космическое явление, в чем-то резко отличное от косной материи». Вернадский назвал это обобщение «принципом Гюйгенса».

Хочется отметить, что для биосферы характерно не только присутствие живого вещества. Она обладает также следующими тремя особенностями: во-первых, в ней в значительном количестве содержится вода; во-вторых, на нее падает мощный поток солнечной энергии; в-третьих, в биосфере проходят поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазах - твердой, жидкой и газообразной. Все это служит предпосылкой для активного обмена веществом и энергией, в котором большую роль играют организмы, ведь от их жизнедеятельности зависит оболочка, строение и структура земной поверхности.

Сущность учения В. И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. По его словам «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

Следующим аспектом учения выдающегося русского и советского ученого является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, -- писал мыслитель, -- имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена и к нему» (высказывание 1934 года).

Владимир Иванович обосновал также важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов: миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы.

Важнейшей частью учения о биосфере являются представления о ее возникновении, развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции: в процессе постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов -- цианобактерий и сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.

Параллельно развивались и гетеротрофы, и прежде всего -- животные. Главными датами их развития являются: выход на сушу, заселение материков и появление человека.

Идеи В.И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

Вначале сформировалась литосфера -- предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше -- биосфера. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

Живые организмы -- главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» (вывод Вернадского в 1934 году).

Грандиозный геологический эффект деятельности организмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

Венцом творчества В. И. Вернадского стало учение о ноосфере - сфере разума. В настоящее время под ноосферой понимают сферу взаимодействия человека и природы, в рамках которой определяющим фактором станет разумная человеческая деятельность.

Практическое значение учения о биосфере огромно. В наши дни оно служит естественнонаучной основой рационального природопользования и охраны окружающей среды.

3. Распределение жизни в биосфере

Биосфера - это область Земли, охваченная влиянием живого вещества. На поверхности Земли (на данный момент) жизнь отсутствует лишь в области обширных оледенений и в кратерах вулканов. Ее распределение в биосфере неравномерно. Слабое развитие в пустынях, тундрах, глубинах океанов, высоко в горах свидетельствует о том, что не все организмы устойчивы к экстремальным условиям среды. Например, крайние пределы выносливости наблюдаются лишь у некоторых форм жизни в латентном состоянии (скрытом периоде): от нуля градусов до плюс ста восьмидесяти по Цельсию. Причем, по давлению существуют более высокие интервалы: от тысячи атмосфер на глубине до долей атмосфер на высоте. Например, отдельный ряд бактерий имеет активность 12*10⁸ Паскалей (при критической точке давления). А вот на других участках биосферы жизнь чрезвычайно разнообразна. Область распространения включает: нижнюю часть воздушной оболочки (атмосферы), всю водную оболочку и верхнюю часть твердой оболочки (литосферы). Вернадский четко обозначает верхний и нижний пределы распространения жизни. Верхний - обуславливается лучистой энергией, проходящей из космоса, губительной для живых существ. Речь идет о жестком ультрафиолетовом излучении; оно задерживается озоновым экраном, расположенным на высоте 25 - 27 километров, нижняя граница которого проходит на высоте около 15 километров - это верхняя граница биосферы. Атмосфера над поверхностью Земли насыщена многообразными живыми организмами, передвигающимися в воздухе активным или пассивным способом. Нижний предел жизни связан с повышением температуры в земных недрах. На глубине 3 - 3,5 км температура достигает 100 градусов по Цельсию. Несмотря на это, жизнь распространена в литосфере до глубины 7,5 км. Мощность биосфера имеет в океане: от поверхности до максимальных глубин - до 10-11 км в нем обитают живые существа. Также высокая концентрация наблюдается там, где все три среды соседствуют близко друг с другом: в пограничном разделе между литосферой и атмосферой, в поверхностных слоях океана и на дне водоемов, лиманах. И это самые густонаселенные области жизни.

В. И. Вернадский говорил о «всюдности» жизни в биосфере, его слова подтверждаются повсеместным заселением живых организмов. По мнению ученого, это еще не окончательный процесс. Наличие жизни наблюдается также в средах с высокой химической концентрацией веществ. Например, в емкостях с бродящим уксусом обитают уксусные угрицы (нематоды), жизнь присутствует в насыщенных растворах солей и во фторидах натрия, а серные бактерии обитают в децимолярном растворе серной кислоты. Даже радиация не страшна некоторым бактериям: они обнаружены в котлах ядерных реакторов. Ряд инфузорий выдерживают излучение, превышающее естественный радиоактивный фон в 3 миллиона раз. Это свидетельствует об обладании жизненным «запасом прочности».

О масштабах приспособляемости свидетельствует также история нашей планеты. Изначально жизнь появилась локально в водоемах, а впоследствии распространилась на всех материках. Причем первые живые существа на Земле находились в бескислородной среде. И, сейчас, анаэробный обмен свойственен многим организмам различной организации клеток. Даже в полном вакууме жизнеспособность сохраняется в семенах и спорах растений, а также в анабиозе мелких животных.

Основную часть биомассы растений составляют деревья, поэтому основное накопление биомассы на планете определяется распространением лесов на континентах. Наибольшее сгущение и разнообразие растений имеет место во влажных тропических лесах. Разнообразие и количество видов животных зависят от растительной массы, увеличиваются к экватору.

Основное условие поддержания жизни в биосфере определяют живые организмы, осуществляя круговорот неорганических и органических веществ.

4. Функции живого вещества в биосфере

Основная планетарная функция живого вещества на Земле заключается в связывании и запасании солнечной энергии, которая потом идет на поддержание множества других геохимических процессов в биосфере.

За время существования жизни на Земле живое вещество превратило в химическую работу огромное количество солнечной энергии. Значительная часть накопилась в «связанном» виде (залежи угля, других органических вещества). Некоторые из которых начали формироваться еще в палеозое, мезозое и кайнозое.

За счет жизнедеятельности огромного числа гетеротрофов, в основном грибов, животных и микроорганизмов, происходит гигантская, в масштабах всей Земли, работа по разложению органических остатков. При деструкции органической массы протекают два параллельных процесса: минерализации и образования почвенного гумуса со значительным запасом энергии. Гумус - это основа почвенного плодородия. Его разложение протекает в дальнейшем очень медленно, под влиянием определенной микрофлоры почв, чем достигается постоянство в обеспечении растений элементами минерального питания.

Природные воды, обогащенные продуктами минерализации, становятся химически высокоактивными и разрушают горные породы.

Живые организмы создали и поддерживают газовый состав современной атмосферы. Некоторая несбалансированность процессов синтеза и разложения органических веществ в биосфере определила кислородный режим современной воздушной оболочки Земли.

Кислород атмосферы накоплен за счет фотосинтеза. Единственный источник абиогенного поступления свободного кислорода - фотодиссациация молекул воды в верхних слоях атмосферы (очень незначительное количество). Вернадский пишет «вещество как бы само себе создает область жизни».

Выделенный растениями кислород используется на окисление углерода при минерализации органического вещества и дыхании организмов, но так как часть органических веществ захоранивается в осадочных породах, то эквивалентное количество кислорода остается в атмосфере. Значительная часть его идет на окисление минеральных веществ. Весь наличный запас свободного кислорода в атмосфере оценивается в 1,6 *10¹⁵ грамм, зеленые растения могут воссоздать его за 10 тысяч лет.

Углекислый газ поступает за счет дыхания всех организмов, выделение по трещинам земной коры из осадочных пород за счет химических процессов, совершающихся под действием высоких температур. Он также имеет биогенное происхождение. А вот газ выделяемый из мантии при вулканических извержениях - из абиогенного источника.

Азот из атмосферы химически инертен, но и он участвует в процессах синтеза и распада органического вещества. Газ усваивают из атмосферы многие прокариотические организмы - азотфиксаторы. После гибели бактерий он переходит в доступные растениям соединения и включается в цепи питания и разложения. К газам органического происхождения относятся также сероводород, метан, и множество других летучих соединений, создаваемых живым веществом. Так, например, за один день один гектар можжевелового леса может выделить в атмосферу до 30 килограмм летучих веществ - фитонцидов.

Живое вещество перераспределяет атомы в биосфере. Многие организмы обладают способностью накапливать в своих телах до десяти процентов магния, около двадцати процентов фосфора, в серных бактериях до десяти процентов серы. Также организмы концентрируют кальций, кремний, натрий, алюминий, йод. Отмирая и оседая в массе, они образуют скопления этих веществ. Возникают залежи таких соединений как известняки, бокситы, фосфориты, осадочная железная руда и другие породы. Многие из них человек использует как полезные ископаемые. Так, например, в архее в результате деятельности анаэробных железобактерий сформировались значительные толщи магнетизма, гематита - руд, содержащих недоокисленное двух валентное железо. Вместе с тем установлено, что кислород, имеющийся в составе пород фотосинтетического происхождения. Постепенно увеличивающиеся масштабы фотосинтетической активности цианобактерий привели к появлению и накоплению свободного кислорода в окружающей среде. Переход восстановительной атмосферы в окислительную наметился в начале протерозоя, о чем свидетельствуют изменения химического состава земных пород. Железо стало осаждаться в полностью окисленной, трехвалентной форме. Так возникли, например, железистые кварциты-джееспилиты Курской магнитной аномалии. Курская магнитная аномалия (КМА) -- самый мощный в мире железорудный бассейн. Крупнейший по запасам железа район в мире, по разведанным запасам богатых руд (около 30 миллиардов тонн). Уступает лишь перспективному боливийскому Эль Мутун (около 40 миллиардов тонн). Расположен в пределах Курской, Белгородской и Орловской областей. В настоящее время границы простирания залежей железных руд КМА охватывают площадь размером свыше 160 тысяч квадратных километров, захватывая территории девяти областей Центра и Юга страны. Перспективные запасы богатых железных руд уникального бассейна составляют многие миллиарды тонн, а железистых кварцитов -- практически неисчерпаемы.

Огромна роль кислорода двухвалентного как регулятора жизни. «В начале» накопленная концентрация начинала интенсивно расходоваться на дыхание. Жизнь получила возможность распространиться почти до поверхности водоемов, так как ультрафиолетовые лучи за счет слабого озонового экрана могли проникать до глубины не более одного метра. Это второе пороговое содержание. Есть еще несколько пороговых величин. Первое, из которых: образование кислорода производилось с помощью фотодиссоциации молекул воды. Этот уровень содержания в среде сохранялся стабильно, и жизнь была возможна только лишь в анаэробном состоянии. Но появление молекул кислорода за счет фотосинтеза сделало возможным для живых клеток процесс дыхания. Жизнь в последующем порог за порогом обретает развитие, эволюцию от органических соединений до живых клеток. Цианобактерии существовали в породах древностью 3,8 миллиарда лет. Этот факт свидетельствует о существовании фотосинтеза и молекулярного кислорода, а также о его огромной роли в появлении жизни.

5. Механизмы устойчивости биосферы

Движущие силы, которые поддерживают биосферу в устойчивом состоянии, - это динамика популяций, реализация разных жизненных стратегий организмов и занимаемых ими экологических ниш, сукцессии обществ, функции живого вещества, биотические круговороты, соблюдение принципа экологической эквивалентности.

Сохранность того или иного вида в сообществе основана на постоянной борьбе жизни и смерти. Популяция вида жизнестойка, если существует равномерный поток особей, протекающий через все возрастные классы данной популяции от рождения до биологической старости. Если смертность будет превышать численность приходящих на смену старым молодых видов, популяция деградирует. А если количество молодых видов будет превышать смертность - популяция будет распространяться и вытеснять другие виды. Такие выводы сделал Уиттекер в 1980году (видный американский ученый - биолог и фотоценолог, один из наболлее известных экологов в мире). Устойчивость биосферы основана на постоянной экспансии живого вещества, борьбе за существование и вытекающем из нее естественном отборе, охватывающем не только отдельные организмы, но и целые популяции, ценоэлементы, сообщества, а в конечном счете биогеноценотический покров всей Земли. При ухудшении биотических и абиотических условий среды в популяции могут сохранится только те особи, которые генетически лучше приспособлены к суровому природному окружению. Это естественный отбор - выживет сильнейший.

К механизмам устойчивости сообществ относится то, что популяции представлены видами с различной жизненной стратегией заложенной в особых приспособлениях, которые обеспечивают возможность обитать совместно с другими организмами, занимать определенную экологическую нишу в соответствующем биоценозе.

Русский ботаник Л. Г. Раменский в 1938 году первым выделил три фитоценотипа: виоленты, патиэнты, экспленты.

Виоленты (львы) - сильные конкуренты, способные захватывать место и удерживать его за собой благодаря энергии жизнедеятельности и полноте использования среды. Патиенты (верблюды) - виды, способные довольствоваться незначительным количеством ресурсов и быть устойчивыми к суровым условиям среды. Экспленты (шакалы) - слабые конкуренты, способные временами взрывообразно резко повышать свое участие в ценозах, но доминирующие относительно непродолжительное время.

Систему эколого-ценотических стратегий растений сформировал Э. Пианки в 1981 году. В ней представлены два типа стратегий одна из которых К-стратегия. Определяется энергетическими затратами на поддержание жизнедеятельности взрослых особей. Приспособлены к более-менее стабильным условиям среды, обладают равновесными популяциями и приспособлены к условиям острой конкуренции. Это многолетние растения с медленным развитием и жизненной формой от трав до деревьев. Другой тип: r-стратегии. Напротив, его представители предпочитают нестабильные места обитания, характеризуются неравновесными популяциями. Это в основном одно-, малолетние растения с высокой репродуктивной активностью. Хотя ученый отмечает относительность разделения всех видов растений на два типа стратегий: «мир не окрашен только в черное и белое и крайние варианты, как правило, связанны гаммой переходов», его система получила широкое распространение в экологии.

Экологическая ниша - основной структурный элемент биогеноза. Каждая видовая популяция в сообществе реализует определенную экологическую нишу, границы которой контролируются условиями среды во времени, пространстве и в градиентах абиогенных факторов. Отсюда следует, что новый вид не может образоваться, если нет свободной ниши или если образующийся вид не может ее «отобрать» у какого-нибудь другого вида, участвующего в экосистеме.

Описание связей между растениями и животными в рамках классификации В. Н. Беклемишева (русский зоолог), в которой все многообразие связей сведено к четырем фундаментальным типам: трофические (по питанию), топические (по месторасположению), форические (по переносу, например, между растением и опылителем), фабричные (по материалу, используемому животными для обустройства гнезд, укрытий). Эта система является исчерпывающей и позволяет описать любые типы взаимоотношений между экологическими нишами.

Функциональную структуру сообщества, образованную сочетанием экологических ниш, В. В. Жерихин 1994 году уподобляет генотипу организма, в котором записана программа, управляющая развитием системы в целом. Пока этот отбор остается постоянным, структура сообщества и его сукцессионная последовательность воспроизводятся в прежнем виде. Изменение этого набора означает отклонение от прежней нормы развития системы. Если это изменение фиксируется и впоследствии стабильно воспроизводится, можно говорить о переходе системы в новое состояние.

Динамические изменения экосистем, означающие гибель одних и становление других называют сукцессиями. Их следует рассматривать как реакцию биоты на изменения окружающей среды. Ненаправленные изменения от года к году, завершающиеся возвратом фитоценоза к исходному или близкому к исходному состоянию называется флуктация. Сукцессионные процессы напротив, развиваются в определенном направлении. Эндогенное возникает по внутриценотической причине - развитие: освоение биотой незанятого субстрата. Экзогенные являются восстановительными (после стихийных катастроф и воздействия внешних факторов). Антропогенные сукцессии возникают в результате хозяйственной деятельности человека, несущей негативные последствия (пожары, выпас скота, строительные работы). А также деятельность связанная с улучшением, попыткой воспроизведения естественных условий обитания определенных популяций животного мира (создание экологических комплексов). Отличие систем таково: естественные экосистемы воспроизводят живое вещество самостоятельно, а системы воссозданные человеком требуют затрат. Причем, чем противоестественнее природно-хозяйственные системы, тем большую цену должен платить человек.

Человек, воздействуя на экосистемы и отторгая часть вещества и энергии в производственный цикл, нарушает биотические круговороты, что неминуемо сказывается на состоянии окружающей системы. и как правило служит неблагоприятным фактором для природы и жизни в ней человека. Но воссоздание вторичных биогеоценозов в результате антропогенного воздействия, не всегда ущербны с точки зрения поддержания функций биотического круговорота. Важно чтобы живое вещество, независимо от формы выполняло свои разнообразные функции так, чтобы среда обитания в данном месте оставалась благоприятной. По принципу экологической эквивалентности, предложенному А. М. Алпатьевым в 1978 году возникающие в результате антропогенного воздействия динамические равновесия должны быть эквивалентными средообразующим функциям естественных экосистем.

Заключение

Наша планета уникальна, потому что на ней есть жизнь. Жизнь пронизывает не только водную и воздушную стихии, но и земную твердь. Жизнь на Земле представлена живым веществом, которое образовано миллионами видов и миллиардами особей. Живое вещество, все биологическое разнообразие Земли защищено от космических лучей геомагнитным полем и озоновым экраном. Все формы и проявления жизни не существуют сами по себе, они связаны сложными взаимоотношениями в единый комплекс жизни - глобальную экосистему (биосферу). Эти взаимоотношения и связи в живой природе удивительны! Каждая группа родственных видов, образующих царство, выполняет определенную роль в круговороте веществ: создание, преобразование, разрушение органических веществ.

Основным источником энергии в биосфере является Солнце. Биогенный круговорот веществ не дает прерваться жизни на планете Земля. Живые существа биосферы преобразовали химический состав воздуха, воды, почвы, определили и их современный состав, повлияли на формирование минералов и горных пород, на рельеф Земли. Биосфера - среда жизни и результат жизнедеятельности.

Одна из главных задач двадцать первого века, в решение которой существенный вклад должна внести экология - это достижение гармонии между человеком и природой.

учение биосфера жизнь экология

Список использованной литературы

1. Чернова Н. М. Общая экология : учебник для студентов педагогических вузов / Н. М. Чернова, А. М. Былова. - М.: Дрофа, 2004. - 416.

2. Воронков В.А. Основы общей экологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. - М.: Агар, 1999. - 96 с.

3. Петров К. М. Общая экология : взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. СПб: Химия, 1997. - 352 с.

4. Советский энциклопедический словарь/ Гл. ред. А.М. Прохоров; редкол.: А. А. Гусев и др. - Изд. 4-е. - М.: Сов.энциклопедия, 1987. - 1600 с.

5. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. - М.: Наука, 2001, 376 с. (Серия «Библиотека трудов академика В.И. Вернадского»)

6. Вернадский В. И. Живое вещество. - М.: Наука, 1978. - 358с.

7. Интернет-источник www.wikipedia.ru

Размещено на Allbest.ru