Эволюция биосферы

Поскольку ни одна форма жизни не способна выполнить все биогеохимические функции в биосфере, то ж изнь на планете изначально должна была существовать в виде комплекса разнообразных организмов, т.е. жизнь появилась в форме биосферы. Наличие постоянного противоречия между способностью организмов к безграничному раз­множению и ограниченностью материальных ресурсов стала причиной, движущей силой развития биосферы, поскольку разрешение этого противоречия возможно только по пути создания все более про­грессивных форм жизни.

Само возникновение жизни, по мнению В.И. Вернадского, положило начало длительному процессу эволюции биосферы. “ Благодаря эволюции ви­дов, непрерывно идущей и никогда не прекращающейся, резко меняет­ся отражение живого вещества на окружающей среде.” Влияние живого на среду приводило к изменениям геохимических отношений между океаном и сушей, а это, в свою очередь, не могло не оказывать воздействие на процесс эволюции живого. Под влиянием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности все геологические и геохимические процессы превращались в биогеологические и биогеохимические.

Восстановление первых этапов развития биосферы всегда ги­потетичны. Ведь на практике известен лишь один этап – современный – это существующая на данный момент сложно дифференцированная биосфера, которая включает огромное количество самых разнообразных видов животных и растений, каждый из которых выполняет в ней определенные, характерные для данного организма функции, такие как: средообразование, транспортные, энергетические или деструктивные. Следовательно, современная биосфера могла сформи­роваться только в результате длительного развития. В своих исследованиях В.И.Вер­надский отмечал наличие противоречия между " эмпирическим фактом матери­ально-энергетической устойчивости биосферы и установленным Дар­вином фактом исторических преобразований живого ". Анализируя его, он пришел к следующему выводу: "Эволюционный процесс живых веществ непрерывно в течение всего геологического времени охватывает всю биосферу и различным образом, менее резко, но ска­зывается, на ее косных природных телах. Уже по одному этому мы можем и должны говорить об эволюционном процессе самой биосфе­ры в целом". Ученый не раз отмечал, что свой облик биосфера получила только благодаря эволюции живых организмов: "В ходе геологического времени растет мощ­ность выявления живого вещества в биосфере, увеличивается его в ней значение и его воздействие на косное вещество биосферы".

В современной науке наиболее распространена точка зрения, обосновывающая постепенную экспансию жизни на нашей планете. Существующей хронологией развития живых организмов используются данные о по­следовательности и продолжительности основных этапов истории Земли, учтены последовательные изменения в характере фаун, флор и литогенеза. Первые следы деятельности живых организмов датируются временем около 3,8 млрд. лет тому назад. Считается, что в этот период в число древних живых существ входили фотосинтезирующие клетки типа цианобактерий и бактерий, которые принадлежали к прокарио­там[4], т.е. организмам, не содержавшим клеточного ядра. Жизнь прошла путь от пробионтов к клеточным организмам за архейскую[5] эру. Первые эукариоты, имеющие настоящее ядро (зеленые водоросли), появились уже в конце архея. Более того, в этот период произошли два крупных события, имевшие большое значение для дальнейшей эволюции – это появление половой формы размно­жения, которая резко повысила возможность живых организмов приспосабливаться к условиям среды за счет бесчисленных комбинаций в хромосомах и возникновение первых многоклеточных организмов. Уже на этапе архея произошло разделение жизни на мир растений (автотрофные организмы) и мир животных (гетеротрофные организмы). Сформировавшаяся на планете жизнь обладала неог­раниченной способностью организмов к росту и размножению (в геометрической прогрессии), за счет чего быстро распространилась по всей планете, приспосабливаясь к разнообразным условиям существования, адаптируясь и формируя новые формы жизни. Все зоны потенциально возможного обитания на планете были освоены.

С экспансией жизни на планете, с увеличением общей массы и продук­тивности живого вещества геохимический эффект воздействия процессов жизнедеятельности нарастал. В ходе геологического времени, в ходе эволюции, происходило изменение морфологического строения живых организмов, неизбежно проводящее к изменению и их химического состава. Вместе с органическим миром изменялась и эволюционировала атмосфера, гид­росфера, литосфера. Изменение среды в свою очередь предопределяло появление новых форм жизни с более сложной организацией, не только «пассивно» воз­действующих на среду путем роста и размножения (растения, микро­организмы), но и активно перемещающихся (животные), преобразую­щих среду в соответствии со своими потребностями (высшие живот­ные, человек).

Новые формы жизни не только происходили от своих предшественни­ков, но само их появление было подготовлено соответствующими биогенными из­менениями природной среды. В процессе развития живого и освоения планеты появились и эволюционируют биокосные тела (почвы, илы, кора выветривания и т.п.). Живое вещество функционирует и эволюционирует как единая система и при этом эволюция видов переходит в эволюцию биосферы и н а каждом этапе эволюции биосферы единый комплекс живых организмов изменяет материально­энергетическую структуру биосферы.

Новым фактором эволюции био­сферы стала осознанная деятельность человека. Чело­век как социально организованный вид живых организмов один заселил все природные зоны суши и оказывает воздействие на все эко­логические ниши. Для неограниченного роста своей численности че­ловек использовал и использует не только возобновимые ресурсы биосферы, но также и источники биогенной энергии, запасенные на предыдущих этапах развития, в прошлых биосферах, которые захоронены в литосфере. Конкуренция и уничтожение других животных в потребительских целях, разрушение их местообитаний, уничтожение растений, техногенная трансформация параметров среды – все это делает человечество новой, мощной геологическая силой, которая еще больше ускоряет процесс изменения поверхностных оболочек планеты.

Впервые идея об эволюции поверхностной обо­лочки Земли как целостном процессе взаимодействия живого вещества и косной материи была выдвинута В.И.Вернадским и ведущая роль во взаимодействии отводилась жизни – “ великому, постоянному и непрерывному нарушителю химической косности поверхности нашей планеты ” (Вернадский, 1967. С. 242). Ученый в качестве главного носителя эво­люции выделил вид, а движущие силы видообразования представляют собой ведущие источ­ники преобразования всей биосферы, т.к. эволюционный процесс присущ только живому веществу и "эволюция видов переходит в эволюцию биосферы".

Таким об­разом, согласно Вернадскому, в ходе эволюции жизни происходили опре­деленные изменения в биосфере: изменялись ее биогеохимические функции и геохимическое строение, менялись общая масса, продуктивно­сть и разнообразие живых организмов, расширялась зона распространения жизни, усложнялся био­логический круговорот.

Развиваясь, самосовершенствуясь, биосфера все более полно и в большем масштабе накапливает, трансформирует энергию, усложняет организацию, при этом у живого вещества в этом процессе особая роль, поскольку именно оно активно транс­формирующего солнечную энергию в химическое молекулярное дви­жение и в сложные биологические структуры. Однако, В.И.Вернадский также учитывал и детерминирующее влияние структуры биосферы на эволюцию каждого вида: " Жизнь неразрывно связана с биосферой, и ее эволюция в значительной степени определяется ее строением ".

Дата добавления: 2014-10-31