Поняття про біосферу

Тема лекції: БІОСФЕРА

Мета: освітня: сформувати у студентів знання про основні компоненти біосфери та її межі; сформувати уявлення про розподіл життя в біосфері, про особливості та специфічні властивості живої речовини, а також її хімічний склад та функції, які вона виконує в біосфері; розширити уявлення про біогенні кругообіги, що відбуваються в біосфері, а також вивчити кругообіги води, Карбону, Нітрогену, Сульфуру, Фосфору; розвиваюча: розвивати у студентів вміння логічно мислити, вміння логічно й послідовно обґрунтовувати свої думки, розвивати аналітичне й порівняльне мислення, розвивати вміння самостійно працювати навчальним матеріалом; виховна: виховувати бережливе ставлення до природи, відповідальне ставлення до використання природних ресурсів.

Матеріали та обладнання: набір кодотранспорантів „Біогенні кругообіги речовин та хімічних елементів у біосфері”, кодоскоп.

План лекції

1. Поняття про біосферу.

2. Основні компоненти біосфери та її межі.

3. Розподіл життя в біосфері.

4. Жива речовина та її специфічні властивості.

5. Хімічний склад та біогеохімічні функції живої речовини(самостійно).

6.Біогенний кругообіг речовин та хімічних елементів в біосфері.

Вперше термін "біосфера" — "сфера життя" — був використаний австрійським вченим-геологом Едуардом Зюссом (найвизначніша праця "Лице Землі" про розвиток земної кори) ще в минулому столітті(1875). Однак він не дав визначення цього поняття. Ідея про вплив життя на природні процеси на величезних просторах Землі була вперше науково обґрунтована на межі ХІХ і ХХ століть в працях В.В.Докучаєва, який вказав на залежність типу ґрунтоутворення не лише від клімату, але й від сукупності впливу рослинності та тварин.

Сучасне його тлумачення, яке прийняте в усьому світі, належить українському вченому В.І.Вернадському — першому президенту Української Академії наук(1919). Наукові уявлення про біосферу як "живу" оболонку Землі вчений виклав у своїх лекціях, прочитаних у Карловому університеті в Празі та Сорбонні в Парижі протягом 1923-1924 рр. Згодом ці положення були узагальнені в книзі "Біосфера" (1926).

В 20-х рр. минулого століття в працях В.І.Вернадського були розроблені уявлення про біосферу як глобальну єдину систему Землі., де весь основний перебіг геохімічних і енергетичних перетворень визначається життям. Ідеї В.І.Вернадського набагато випередили стан сучасної йому науки і належним чином були оцінені лише у другій половині століття, після виникнення концепції екосистем. Більшість процесів, що змінюють протягом геологічних періодів вигляд нашої планети, розглядалися раніше як чисто фізичні, хімічні або фізико-хімічні явища(розмивання, розчинення, осадження, гідроліз і т.п.). В.І.Вернадський вперше створив вчення про геологічну роль живих організмів, показавши, що діяльність живих організмів є головним фактором перетворення земної кори.

Біосферою В.І.Вернадський назвав ту область нашої планети, в якій існує чи коли-небудь існувало життя і яка постійно підлягає або підлягала впливу живих організмів.

Участь кожного окремого живого організму в геологічній історії Землі нескінченно мала. Однак живих істот на Землі безкінечно багато, вони володіють високим потенціалом розмноження, активно взаємодіють з середовищем існування і в кінцевому результаті утворюють в своїй сукупності особливий, глобальних масштабів фактор, що перетворює верхні оболонки Землі.

Значення організмів обумовлене їх великою різноманітністю, повсюдним поширенням, тривалістю існування в історії Землі, вибірковим характером біохімічної діяльності і виключно високою хімічною активністю в порівнянні з іншими компонентами природи.

В.І.Вернадський розглядає життя як вищу форму розвитку матерії на Землі. Живі організми, — стверджує вчений, — перетворюють космічну сонячну енергію у земну, хімічну і створюють нескінченну різноманітність нашого світу. Ці живі організми своїм диханням, своїм живленням, своїм метаболізмом, своєю смертю і своїм розмноженням, постійним викорис-танням своєї речовини, а головне — триваючою сотні мільйонів років безперервною зміною поколінь, своїм народженням і розмноженням про-довжують одне з найграндіозніших планетарних явищ,що не існує ніде, крім біосфери.

Отже, біосфера — це оболонка Землі, яка включає частини атмос- фери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами. Але повернемося до визначення біосфери, яке дав В.І.Вернадський,підкреслюючи скрізь її відмінні особливості, зокрема: а) біосфера являє собою оболонку життя — ділянку існування живої речовини; б)біосферу можна розглядати як ділянку Земної кори, зайнятої трансформаторами, які переводять космічні випромінювання в діяльну земнуенергію — електричну, хімічну, механічну, теплову і т.д.

Якщо В.В.Докучаєв вважав біотичні і абіотичні фактори рівноправними у творенні історичного живого тіла — ґрунту, то В.І.Вернадський, перейшовши на глобальний рівень осмислення планетарних процесів, довів, що провідним фактором, який перетворює образ Землі, є життя. Його особливість полягає не лише в прискоренні хімічних реакцій— деякі реакції поза організмами взагалі не відбуваються при нормальних температурах і тисках. Наприклад, жири і вуглеводи окислюються в організмі при температурі близько 37°С. а поза ним для їх окислення необхідна температура до 450-500°С. Як відомо, в організмах діють, за словами академіка І.П.Павлова, "збудники життя". Сьогодні вони відомі під назвою "ферменти", або "ензими".

Ці нові уявлення про роль ферментів у життєвих процесах дають підстави існуванню ще й такого визначення біосфери: це та оболонка Землі, в межах якої фізико-географічні умови забезпечують нормальну роботу ферментів.

Біосфера в сучасному розумінні — це глобальна відкрита система зі своїм "входом" (потік сонячної енергії, який надходить з космосу) і "виходом" (утворені в процесі життєдіяльності організмів речовини, які із-за різних причин "випали" із біологічного кругообігу, так званий вихід "в геологію" — кам'яне вугілля, нафта, осадові породи тощо). З позицій кібернетики ця велетенська система, котра, як і її складові — біогеоценози, описується як "чорний ящик". Процеси, що відбуваються всередині нього, закодовані природою. Можна із впевненістю сказати, що система в її основних рисах є саморегульованою, самоорганізованою. Екологи пояс-нюють самоорганізацію системи інформацією, яка пронизує екосистему. Вона міститься в живих організмах, в їх генетичному коді і здатності адап-туватися до змін умов середовища. Отже, саморегулювання екосистеми забезпечується живими організмами.

Такий підхід дає підстави вважати біосферу централізованою кібернетичною системою, оскільки в ній один елемент (підсистема) — живі організми — відіграє домінуючу, центральну роль у функціонуванні системи в цілому.

Дата добавления: 2014-10-15