Сучасні уявлення про біосферу. Основи стійкості і саморегуляції біосфери

Еволюція біосфери тривала понад 3 млрд. років і відбувалась під впливом зовнішніх і внутрішніх чинників. Хоча сучасне уявлення про біосферу Землі багато в чому збігається з думкою В.І.Вернадського, проте ряд фактів залишаються дискусійними, зокрема, межі біосфери, основи стійкості біосфери, тощо.

Відомо, що все живе в біосфері утворює живу речовину і живі організми відіграють важливу роль у геологічних процесах. Хімічний склад сучасних атмосфери та гідросфери зумовлений життєдіяльністю організмів. Велике значення мають організми і для формування літосфери. Більшість порід, і не лише осадових, а й таких, як граніти, так чи інакше пов’язані своїм походженням з біосферою. Мінеральна інертна речовина переробляється живими організмами, перетворюючись в якісно нову. Таким чином, жива та нежива речовини на Землі становлять гармонійне ціле. Хімічний склад зовнішньої оболонки нашої планети, біосфери, цілком перебуває під впливом життя. Енергія, яка надає біосфері її звичайного вигляду, має космічне походження, її випромінює Сонце у формі променистої енергії, але саме живі організми перетворюють цю космічну променисту енергію у земну, хімічну, і формують нескінчену різноманітність нашого світу.

В своїй статті “Про межі біосфери” (1931), В.І.Вернадський висунув ідею про можливе поширення життя, хоча підтвердження цим фактам було знайдено нещодавно. Сьогодні чітко доведено, що заселеною життям є вся гідросфера до максимальних глибин, а межі життя в атмосфері і літосфері є умовними. Характеризуючи межі поширення життя в атмосфері, М.Ф.Реймерс (1994) зазначив, що максимальна густина життя спостерігається від поверхні суші чи води до висоти 50-300 м, яку він назвав екотоном. Глибина життя в літосфері залежить від особливостей умов цього середовища (температура, тиск, волога, тощо) і вона коливається від 0,5-2,0 до 6,0-8,0 км. Характеризуючи межі активного життя слід враховувати ряд життєвих факторів:

- це достатня кількість діоксиду Карбону і кисню;

- достатня кількість вологи;

- сприятливий термічний режим, який має виключати надто високі і надто низькі температури. Най живучими є прокаріоти.

Історично межі біосфери змінювались. Перші екосистеми були малими, вони займали незначний прошарок Землі і серед живих організмів були присутні, переважно, дрібні анаеробні гетеротрофи, що живились органічними речовинами, які утворились в ході абіотичних процесів. Далі відбувся, за Ю.Одумом “популяційних вибух” автотрофних організмів. (передрефейна криза буде нами розглянута далі). Межі біосфери розширила людина опанувавши космічний простір, де за звичай життя відсутнє. Так чи інакше, сьогодні біосфера охоплює шар до 20 км, де активно існує життя. Все інше слід називати “ парабіосферною зоною ”.

Біосфера в сьогоднішньому розумінні – це глобальна відкрита системи зі своїми механізмами саморегуляції. З позиції кібернетики складові біосфери – екосистеми, описуються як “чорний ящик”, процеси всередині яких закодовані природою. Самоорганізація біосфери пояснюється формуванням інформаційної системи, причому ця інформація зберігається в живих організмах. Отже, саморегуляція забезпечується живими організмами. Тому біосферу можна вважати централізованою кібернетичною системою, оскільки один елемент – живі організми в цілому – відіграє домінуючу, центральну роль у функціонуванні системи в цілому.

За законом необхідної різноманітності (Вінер-Шеннон-Ешбі), який є основним кібернетичним законом, кібернетична система лише тоді володіє стійкістю до блокування зовнішніх і внутрішніх збурень, коли вона має достатнє внутрішнє різноманіття (розбиття). Це різноманіття і створюється живими організмами, яких нараховується до 2 млн. видів, серед яких до 500 тис. видів є рослин, а до 1,5 млн. видів – тварин. Видове біорізноманіття не просто арифметична величина, нижче якої не повинен опуститись живий світ, а реальна потреба біосфери, що забезпечує її стійкість. На це робив наголос Ю.Одум (1986), який показав значення біорізноманіття природи для виживання людства.

Дата добавления: 2015-05-26