Биосфера

О.Е. Крючкова, ст. преподаватель кафедры биогеоценологии

Представление о том, что живые существа взаимодействуют с внешней средой и влияют на изменения этой среды, возникло давно на основе наблюдений природных явлений. Подобные зачатки учения о биосфере в целом (и экологии в частности) встречаются в трудах ученых XVII-XVIII вв Б. Варенниуса, Х. Гюйгенса, Ж. Бюффона.

Впервые вплотную к понятию биосфера подошел Жан-Батист Ламарк в XVIII в, отметив огромную геологическую роль живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Александр Гумбольд (XVIII-XIX в) впервые воспринял Землю как единое целое – т.е. проявил глобальный подход в изучении природы в пятитомном сочинении «Космос», в котором были отражены идеи о повсеместном распространении жизни, о неразрывной связи жизни с неорганическим миром и о взаимосвязи всех природных процессов и явлений.

Основные положения учения о биосфере формировались в процессе развития ботаники, зоологии, почвоведения, географии, геологии и других дисциплин. Постепенно в рамках этих наук, особенно биогеографии, зародилась экология. Можно сказать, что ее элементы прослеживаются во всех естественных науках до 1866 г – в этом году Эрнст Геккель, немецкий эволюционист, предложил сам термин «экология» и определил ее как самостоятельную дисциплину.

Большое значение на развитие учения о биосфере оказали и работы Дарвина о естественном отборе, которые смогли объяснить основные механизмы эволюции как отдельных видов, так и биосферы в целом.

В XIX в Ж.Б. Дюма, Ю. Либих и некоторые другие исследователи выяснили значение зеленых растений в газовом обмене земного шара и роль почвенных растворов в питании растений. После исследований Ж. Бусенго в тропических лесах Южной Америки было окончательно установлено исключительно важное значение углекислоты и воды в жизни растений, животных и прочих организмов.

Немецкий натуралист Я. Молешотт в конце XIX в предложил идею круговорота веществ в природе при участии живых организмов. Тогда же немецкий физиолог В. Пфеффер разделил организмы по способу питания на три группы: автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные. Это было крупным научным обобщением, которое способствовало пониманию основных процессов обмена веществ в биосфере.

Переход от аналитического этапа развития естествознания к синтетическому, от дифференциации науки на отдельные разделы к синтезу научных направлений связывают с работами В.В. Докучаева (1846-1903).

Докучаев на примере почвообразования и учения о ландшафтах развил целостный подход к изучению природных комплексов, который непосредственно повлиял на дальнейшее развитие учения о биосфере.

Термин «биосфера» был введен австрийским геологом Эдуардрм Зюссом (1831-1917) в 1875 г. Изначально этот термин был употреблен почти исключительно в топологическом смысле и означал сферу обитания существ, особую оболочку Земли, образованную совокупностью живых организмов.

Владимир Иванович Вернадский (1863-1945), крупнейший универсалист мировой науки, творчески развил идеи своих предшественников и создал принципиально новый, интегративный подход к изучению явлений жизни на Земле. Он разработал учение о биосфере как о глобальной системе планеты Земля, в которой основной ход геохимических и энергетических превращений определяется живым веществом: «Ведущим фактором, преобразующим облик земли, является Жизнь».

_____________________

© О.Е.Крючкова. Красноярский государственный университет, 2006.

Вернадский же отметил, что деятельность человека приобретает роль самостоятельной геологической силы, и впервые выдвинул идею о том, что человеческий фактор в развитии биосферы становится главенствующим. Он также обосновал единство человека и биосферы, которое должно в конечном итоге привести к формированию ноосферы – сферы разума.

Впоследствии учение о биосфере было несколько подзабыто. Второе дыхание ему дал Н.В. Тимофеев-Ресовский в своей работе «Биосфера и человечество» в 1968 г. Он развил прикладной аспект учения о биосфере и обозначил некоторые пути перехода к новой стратегии взаимодействия с ней, а также сформулировал принципиально новое положение: «Человечество должно научиться жить «на проценты» с круговорота веществ в биосфере, не истощая, а наращивая природные ресурсы и производительные силы биосферы».

В настоящее время учение о биосфере продолжает развиваться, опираясь на новые методы, факты и открытия, и приобретает важное практическое значение, так как разрабатывает необходимые стратегии стабильного сосуществования человека и природы в современных условиях.

Согласно современным представлениям, биосфера – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами (Степановских, 2000).

Следует отметить, что взгляды отечественных и зарубежных ученых на структуру и объем понятия «биосфера» несколько отличаются.

Отечественные специалисты изначально, до широкого признания термина «экосистема», рассматривали биосферу как совокупность биогеоценозов, и в целом биосфера складывается из биоты (живого вещества) всей планеты и всего комплекса явлений неживой природы (экосферы), который контактирует с этим живым веществом. В понимании отечественных ученых экосфера – это, прежде всего, совокупность свойств Земли как планеты, создающих на ней условия для развития жизни. Таким образом, экосфера выступает своеобразным биотопом биосферы.

Западные ученые-экологи оперируют «безразмерным» термином «экосистема», который может соответствовать как элементарным ценозам, так и всей Земле в целом. В их трактовке при применении понятия «экосистема» ко всему обитаемому Земному шару оно трансформируется в экосферу – совокупность живых организмов (биосфера), взаимодействующих друг с другом и со своей неживой средой обитания (энергией и химическими веществами) в планетарном масштабе. Термин «биосфера» здесь означает не более чем совокупность живого вещества.

В заключение следует отметить, что существует еще немало вариантов определений понятия биосферы. К примеру, в соответствии с кибернетической концепцией биосфера трактуется как глобальная открытая саморегулирующаяся кибернетическая система, обладающая свойствами гомеостата. Саморегулирование биосферы обеспечивается самими живыми организмами.

Иллюстрацией данного определения служит следующий факт: реки ежегодно вносят в океан 1,5 млн т карбоната кальция, но солевой состав океана в целом почти не меняется. Живые организмы используют ионы кальция для построения скелетов, которые осаждаются на дно после их отмирания. В конечном итоге кальций, концентрированный живым веществом, переходит в состав осадочных горных пород. Таким образом, состав вод океана стабилизируется уже в течение миллиардов лет.

Дата добавления: 2014-01-04