Учение о биосфере разработал


Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

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.

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — 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. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане Европы — спутника Юпитера

Биосфера является одной из геологических оболочек Земли или геосфер.


Земле также различают литосферу – твёрдую наружную оболочку Земли, состоящую из осадочных пород и расположенных под ними гранитов и базальтов, гидросферу, включающую в себя все океаны, моря, озёра и реки, и атмосферу – газовую оболочку Земли. В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными круговоротами веществ и энергии. Нижний предел жизни на Земле (до глубины 3 км) ограничен высокой температурой земных недр, верхний предел (20 км) – жёстким излучением ультрафиолетовых лучей (всё, что находится на высоте ниже 20 км, защищено от губительного излучения двадцатикилометровым озоновым слоем) . Тем не менее, на границах биосферы можно найти, в основном, лишь микроорганизмы (обычно в виде спор) ; наибольшая же концентрация биомассы наблюдается у поверхности суши и океана, в местах соприкосновения оболочек. Организмы, составляющие биосферу, обладают поразительной способностью к размножению и распространению по планете.

Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4 ∙ 1012 т (около 0,01 % массы всей биосферы) . 97 % из этого количества занимают растения, 3 % – животные. В настоящее время на Земле известно несколько миллионов видов живых организмо

Источник: otvet.mail.ru


Введение.
Тема 1. Учение о биосфере и ее эволюции.

  • Воздушная оболочка Земли, состав и ее функции.
  • Водная оболочка Земли.
  • Литосфера.

Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
Заключение.                                                 
Список использованной литературы.


   Термин «биосфера» предложен в 1875 году австрийским геологом Э. Зюссом, с греческого «bios» — жизнь и «sphaira» — шар. В начале XX в. академик В.И. Вернадский разработал учение о биосфере. Согласно учению Вернадского В.И. биосфера представляет собой оболочку Земли, включающую все живое вещество и область ее распространения.
   Биосфера — область существования и функционирования ныне живущих организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, поверхность суши и верхние слои литосферы. Биосфера включают в себя живые организмы и среду их обитания, самая крупная экосистема земного шара, которая делится на экосистемы более низкого иерархического уровня. Биосфера характеризуется большим кругом биотического обмена веществ
Биосфера, возникшая 3-4 млрд.

т назад является не только сочетанием живого вещества с областью его распространения, но и тесным их взаимодействием. Как живое вещество является составляющей частью биосферы, так и биосфера есть результат развития живого вещества как планетарного явления, служащего могучей геологической силой, связанной с другим веществом биосферы. Живое вещество — по В.И.Вернадскому — совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, открытая система, для которой характерны рост, размножение, распространение, обмен веществ и энергии с внешней средой. Живое органическое вещество рассматривается в качестве носителя свободной энергии в биосфере.
   Каждый живой организм в биосфере – природный объект, живое природное тело. Живое вещество биосферы есть совокупность живых организмов в ней живущих. В биосфере существует «пленка жизни», в которой концентрация живого вещества максимальна, это поверхность суши, почвы и верхние слои вод Мирового океана.
В.И. Вернадский считал, что земная кора представляет собой в основном остатки былых биосфер, и даже ее гранитно-гнейсовый слой образовался в результате метаморфизма и переплавления пород, некогда возникших под влиянием живого вещества. Лишь базальты и другие основные магматические породы он считал глубинными, не связанными по своему генезису с биосферой.
   Органическая жизнь сосредоточена в литосфере (верхняя часть твердой поверхности земной коры), в гидросфере (моря, реки, озера и Мировой океан), а также в атмосфере.
Верхней границей биосферы является защитный озоновый экран на высоте 20-25 км, выше которого жизнь невозможна из-за действия жесткого УФ-излучения.

ис.1)
   Нижняя граница биосферы — литосфера до глубины 4-5 км на суше и 1-2 км ниже дна океана и гидросфера до глубины 12 км, эта граница лимитируется температурой, при которой организм может существовать и развиваться. Около 99% всего вещества в верхних слоях литосферы трансформировано живыми организмами. Для осуществления подобной работы организмы должны обладать значительной массой. Суммарная биомасса сухого вещества живых организмов Земли, включающего около 500 тыс. видов животных, велика и оценивается примерно в 2,4.1012 тонн. Под биомассой понимают общую массу особей одного вида, группы видов или сообщества в целом, приходящейся на единицу поверхности или объёма местообитания. Через живые организмы прошло большое количество элементов верхней части литосферы, атмосферы и гидросферы. При этом биомасса организмов океана ничтожно мала по сравнению с биомассой наземных животных, растений и микроорганизмов.

   За миллиарды лет своего существования биосфера прошла сложный путь развития, называемый эволюцией. Первым этапом эволюции было возникновение самой жизни из неживой материи. Сначала было образование простых органических соединений из метана (СН4), аммиака (NH3), водорода (H) и водяных паров под действием УФ-излучения Солнца, в условиях высоких температур и повышенной вулканической  деятельности.


ими органическими соединениями были молекулы сахаров, аминокислот и других азотистых соединений, т.е. те самые молекулы, из которых состоят белки, нуклеиновые кислоты, вещества-энергоносители типа АТФ (адезинтрифосфата). На этом этапе эволюции важным является то, что органические молекулы стали подвергаться процессам синтеза и разрушения, причем продукты распада одних молекул служили материалом для построения других, таким образом, возник первичный круговорот органического вещества.
Неравномерное распределение органических молекул в толще воды привело к образованию более или менее устойчивых полужидких сгущений или коацерватов (от лат. «коацерватус» — собранный). Особенностью этих сгущений была некоторая граница их раздела с окружающим раствором, эти коацерваты и рассматриваются в качестве первых предбиологических систем, они могли разрушаться, образовываться вновь, а при достижении определенного размера распадаться на дочерние, т.е. делиться. В конце концов, произошел неизбежный качественный скачок: сохранялись только те капли, которые при делении в дочерних каплях сохраняли свои признаки, химический состав и структуру, т.е. приобретали способность к самовоспроизведению.
Кроме того, коацервативные капли обладали способностью избирательно поглощать вещества из окружающего раствора и избавляться от ненужных соединений в процессе обмена веществ и информацией и переноса энергии. Некоторые ученые считают, что с возникновением самовоспроизведения окончилась предыстория развития жизни и коацерватная капля превратилась в простейший живой организм.
   Следующий этап эволюции связан с развитием многоклеточности.

огоклеточность развивалась в результате не законченного бесполого размножения: клетка разделилась, а дочерние части не разошлись. Причем сначала обе клетки были одинаковыми, но затем между ними возникали различия в химическом составе. А это в свою очередь приводило к функциональной специализации: одни клетки были ответственны за ассимиляцию, другие обеспечивали подвижность, третьи приняли на себя функцию выделения, воспроизводства и т.д.
   Многоклеточные организмы совершенствовались и приобретали отличия друг от друга в течение многих миллионов лет. Круговорот органического вещества сменился круговоротом биологическим, заключающемся в непрерывном обмене веществом и энергией между организмом и средой, в процессе возникновения и разрушения организмов.
   Проникновение жизни в области Земли с разными физико-химическими условиями (например, выход организмов на сушу) потребовало приспособление к новым, динамичным условиям, что было связано с гибелью части организмов, с дальнейшими процессами естественного отбора и эволюции.
   Вся история развития Земли делится на эры — длительные отрезки времени (от 70 млн. лет до 2 млрд. лет), каждый из которых получил свое название:
   Архейская — древнейшая э.

эра новой жизни в геологической истории Земли, эра формирования всех современных форм растений и животных. Она продолжается и в настоящее время.
   Современный этап развития жизни на Земле — антропогенный, который характеризуется высокими темпами эволюции человека, т.е. человеческое общество со всеми его особенностями есть один из последовательных этапов развития жизни на Земле — биогенеза. В то же время оно превратилось в мощную природную силу, которая сознательно, целенаправленно, закономерно и необратимо меняет всю окружающую среду, включая околоземное космическое пространство. Биогенез – (от греческого bios — жизнь и genesis – происхождение) процесс возникновения живого из неживого в эволюции Земли.
   В настоящее время в отличие от первичной биосферы выделяется некоторое новое состояние природы — биотехносфера. Эту новую природно-техническую среду сформировал человек, и поэтому его деятельность следует рассматривать, как интегральную часть биосферы.

ким образом, техника  является не чуждой биосфере, а качественно новым этапом ее развития.
   Предотвратить изменение окружающей среды невозможно, как нельзя остановить социальный и научно-технический  прогресс человеческого общества. Поэтому следует так управлять взаимодействием между человеком и биосферой, чтобы оно было взаимовыгодным, и чтобы развитие общества не привело к деградации биосферы. Значит, с экологических позиций можно говорить о сбалансированности процессов положительной и отрицательной обратной связи между обществом и средой. В отличие от биогенеза, данный этап эволюции жизни рассматривается как этап развития разума, т.е. ноогенез, когда происходит постепенное превращение технобиосферы в ноосферу, сферу разума, высшую стадию развития биосферы. Ноосфера — высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становится главным определяющим фактором.
   Основателем учения о ноосфере в ее современном понимании был В.И. Вернадский, который показал, что она является закономерным этапом развития самой биосферы, этапом разумного регулирования взаимоотношений человека и природы. С позиций В.И. Вернадского, на данном этапе эволюции жизни развитие должно пойти по пути ноогенеза. С ноогенезом связано возникновение науки о взаимоуправлении человеческого общества и природы, которую называют ноогеникой.

на из главных ее задач заключается в исправлении нарушений, отклонений от разумных и целесообразных отношений между человеком и природой и предотвращение подобных отклонений в будущем.
   Воздействие человеческого общества, как единого целого на природу, по своему характеру резко отличается от воздействий других форм живого вещества. Вернадский отмечал, что раньше организмы влияли на историю тех атомов, которые были нужны им для роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и создания цивилизованных современных форм жизни, что повлечет глобальные изменения облика и строения биосферы.
   Для совокупности населяющих Землю организмов был введен термин «живое вещество», а биосферой стали называть всю ту среду, в которой это живое вещество находится: водную оболочку Земли, поскольку живые организмы существуют и на самых больших глубинах Мирового океана; нижнюю часть атмосферы, в которой летают насекомые, птицы, обитают животные и люди; также верхнюю часть твердой оболочки Земли – литосферы, в которой живые бактерии в подземных водах встречаются до глубины порядка двух километров, а человек своими шахтами проник до еще больших глубин.
По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает в себя:

  • живое вещество, образованное совокупностью организмов;
  • биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.);
  • косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы);
  • биокосное вещество, представляющее собой совместный результат взаимодействия живого вещества и косного (например, почвы);
  • вещество, находящееся в радиоактивном распаде;
  • вещество космического происхождения (метеориты и др.)
  • рассеянные элементы, непрерывно создающиеся из различных веществ под влиянием излучения.

Все эти семь типов веществ геологическисвязаны между собой. Отличия живого вещества от косного заключаются в следующем:

  • изменения и процессы в живом веществе происходят быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического времени, а в неживых телах геологического времени. 1 секунда геологического времени = 100 тысяч лет исторического;
  • в живых организмах существует непрерывный ток атомов: из живых в неживое, и наоборот;
  • только в живых организмах происходят качественные изменения в ходе геологического времени, т.е. эволюция;
  • живые организмы изменяются в зависимости от окружающей среды.

Согласно теории В.И. Вернадского биосфера выполняет несколько функций:

  • кислородная;
  • почвообразующая;
  • хемосинтезирующая – 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.

Источник: allformgsu.ru

Биосфера — это…

Термин состоит из двух древнегреческих слов: «биос» (жизнь) и «сфера» (шар, под которым в данном случае подразумевается наша планета Земля).

Таким образом, получается, что биосфера – это среда обитания живых организмов (людей, животных, насекомых, растений, бактерий и т.д.).

Причём эта среда видоизменяется с течением времени, поскольку находится под влиянием своих обитателей и постоянно наполняется продуктами их жизнедеятельности.

Учение о биосфере разработал

Биосферу можно также охарактеризовать как общность населяющих Землю организмов, число которых трудно себе представить.

Если их сгруппировать по видам, то наберётся более двух миллионов! Все они живут в разных условиях и отличаются друг от друга множеством признаков.

С этой точки зрения, биосфера представляет собой уникальную земную оболочку, отличающуюся от других оболочек (твёрдой, жидкой, газообразной) присутствием живой материи, отсутствием чётких границ, неоднородностью структуры и способностью преобразовывать планету.

Учение о биосфере разработал

Более подробно об этом сказано ниже.

Границы биосферы

Биосфера охватывает три земных оболочки — она занимает верхнюю часть литосферы, нижнюю часть атмосферы (это как?) и всю гидросферу.

  1. Литосфера (точнее та её часть, где возможно существование жизни). Дело в том, что нижняя граница этого слоя может находиться на расстоянии до 3 км от поверхности земли, в зависимости от подстилающих пород. На такой глубине температура достигает + 100 0С, что непереносимо для живых организмов. Хотя современные исследования показывают, что определённая категория бактерий сохраняет живучесть и при более высоких температурах, так что о предельном значении нижней границы говорить не приходится.
  2. Гидросфера, куда входит акватория мирового океана, континентальные реки и озёра, а также подземные воды. Гидросфера буквально кишит живыми организмами, которые встречаются даже на огромных глубинах с чудовищным давлением. Кому интересно, легко найдёт на просторах интернета ролики о монстрах Марианской впадины – очень впечатляет.
  3. Учение о биосфере разработал

  4. Атмосфера, а именно та её часть, которая распространяется до озонового слоя (на высоту около 25 км). Но и здесь, как и в случае с литосферой, есть неопределённость, поскольку в стратосфере (на высоте порядка 80 км) были обнаружены микроорганизмы, хотя и в спящем (латентном) состоянии.

Структура и круговорот веществ в биосфере

В структуру биосферы, по определению академика В. Вернадского, входят семь типов вещества, основными из которых являются:

  1. живое – главный компонент, включающий в себя совокупность всех видов животных, растений, микроорганизмов и т.д.;
  2. биогенное – мёртвый материал, образованный жизнедеятельностью живых организмов (нефть, каменный уголь, торф, газы и др.);
  3. косное – не связанное с живыми организмами и имеющее неорганическое происхождение (вода, горные породы и т.п.);
  4. биокосное – объединяет живую и неживую материю в различных пропорциях (почва, ил и др.).

Помимо перечисленных компонентов, в состав биосферы входят также радиоактивные элементы (полоний, радий, уран), соединения рассеянных атомов (цезий, рубидий, йод) и вещества космического происхождения (обломки метеоритов).

Живое вещество представлено тремя типами организмов:

  1. Продуценты (производители) – организмы, использующие для своего существования неорганические материалы и параллельно создающие органические вещества за счёт поглощения солнечной энергии (процесс фотосинтеза). К ним относятся зелёные растения (автотрофы), сине-зелёные водоросли и некоторые бактерии;
  2. Консументы (потребители) – организмы, потребляющие уже готовую органику. Сюда относятся травоядные и плотоядные животные, а также паразиты и растения-хищники.
  3. Деструкторы (разрушители) – организмы, разлагающие органические вещества, оставшиеся от жизнедеятельности продуцентов и консументов и превращающие их в неорганические продукты. В качестве примера можно привести бактерии и низшие грибы.

Из вышеизложенного нетрудно понять происходящий в биосфере биологический круговорот, заключающийся в непрерывном обмене веществ между организмами и окружающей средой.

Живые существа рождаются, развиваются, выполняют свою жизненную программу и умирают, формируя биосферу и открывая дорогу более совершенным организмам.

Учение о биосфере разработал

Приходится только удивляться, насколько мудро природа (что это?) сбалансировала сосуществование живой и неживой материи на нашей планете.

Учение о биосфере

Понятие «биосфера» как планетарное явление ввёл в науку французский натуралист Ж. Ламарк в начале XIX столетия. Он первым представил биосферу как поверхностную оболочку Земли.

Современное представление о биосфере обобщил и сформулировал академик В. Вернадский в книгах «Живое вещество» (1922 г.) и «Биосфера» (1926 г.). Благодаря его трудам учение о биосфере сформировалось как новое научное направление.

Учёный считал, что в земной коре энергия космического излучения трансформируется в иные виды энергии – электрическую, механическую, химическую, тепловую и т.п. До этого считалось, что биология и геология – науки совершенно разные и практически не имеют точек соприкосновения.

Вернадский же показал, что жизнь – это явление планетарное, а живое вещество и геологические объекты взаимосвязаны.

Суть учения Вернадского состоит в признании главенствующей роли живых организмов в преобразовании земной оболочки, поскольку они в первую очередь влияют на формирование облика планеты.

Учение о биосфере разработал

В результате их жизнедеятельности происходит последовательное изменение почвенного покрова литосферы, концентрации солей в гидросфере, химического состава атмосферы и иные процессы, определяющие бесконечное многообразие окружающего нас мира.

Эволюция биосферы

Версий о появлении живой оболочки Земли существует великое множество: это и божественное начало, и последствие космических пришельцев, и возникновение живых организмов из неживой материи благодаря редчайшему совпадению химических реакций. Не подвергается сомнению лишь то, что жизнь зародилась в недрах Мирового океана.

Первые простейшие живые организмы – прокариоты – появились примерно 3 миллиарда лет назад в гидросфере. Они не имели клеточного ядра и существовали в бескислородной среде, получая жизненную энергию за счёт хемо- и фотосинтеза. Типичными представителями этой группы являются цианобактерии и спирохеты.

После прокариотов (~1,5-2 миллиарда лет назад) появились более совершенные организмы – эукариоты, клетки которых содержали ядро, а значит, обладали способностью к размножению. Вначале они были одноклеточными, а спустя ещё миллион лет появились многоклеточные особи.

Спустя некоторое время (~ 500 млн. лет назад) живые организмы начали выходить на сушу. Первыми обитателями стали сосудистые растения и насекомые, за ними последовали цветковые растения и млекопитающие животные, которые уверенно заселили материки к концу юрского периода (около 150 млн. лет назад).

Тем, кто хочет поближе познакомиться с древним миром, а заодно получить порцию здорового адреналина, рекомендуется посмотреть фильм «Мир юрского периода» — фантастика часто очень близка к истине.

Расцвет живых организмов наступил в кайнозойскую эру (60-20 млн. лет назад), которая по праву считается эпохой млекопитающих, насекомых и цветковых растений, среди которых появились злаковые виды.

Континенты приобрели современные очертания, а состав кислорода в атмосфере стал почти таким же, как в наши дни. Кайнозой продолжается по сей день.

Антропогенное воздействие на биосферу

Под антропогенными факторами понимается воздействие человека на живую и неживую природу, то есть на биосферу.

К сожалению, это воздействие нередко приносит горькие плоды: уничтожаются леса, загрязняются водоёмы, меняется климат. Растёт число техногенных катастроф (чего стоит один Чернобыль), исчезают отдельные виды животных, птиц, насекомых. Не так давно с лица Земли исчезло Аральское море. Этот печальный список можно продолжить.

Невольно возникает вопрос: разве человечество не обеспокоено данной проблемой? Разве оно не понимает, что уничтожение биосферы означает конец жизни на планете Земля?

Учение о биосфере разработал

Понимает, принимает различные меры (пытается ограничить вредные выбросы в атмосферу, отказаться от пластиковой неразлагающейся посуды и т.д.), и в то же время создаёт и совершенствует ядерное оружие, способное превратить наш общий дом в безжизненную пустыню. Почему же люди с таким упорством движутся к самоуничтожению?

Источник: KtoNaNovenkogo.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.