Эволюция биосферы

Высокая степень замкнутости биотического круговорота и биологичес­кая регуляция окружающей среды — закономерный результат эволюции биосферы.

Эволюция биосферы состоит из добиотической фазы, в ходе которой химическая эволюция подготавливала возникновение жизни, и собственно биологической эволюции. Согласно сложившимся представлениям после­довательность основных этапов такова:

Добиотическая эволюция:

Образование планеты и ее атмосферы (около 4,5 млрд лет на­зад). Первичная атмосфера имела высокую температуру, была резко восстановительной и содержала водород, азот, пары воды, метан, аммиак, инертные газы, возможно, окись углерода, цианистый водород, формальдегид и другие простые соединения.

Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появляется жидкая вода, формируется гидросфера, круговорот воды, вод­ная миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах. Благодаря автокатализу происходит образование и рост молекул.

Образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений углерода, азота, водорода, кисло­рода за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивности, электрических разрядов и других энергетических импульсов.

Аккумуляция лучистой энергии в органических веществах в результате фотохимических реакций и образование макроэргических соединений.

Возникновение круговорота органических соединений углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и окислительно-восстановительные реакции, — зародыш биотического круговорота био­сферы. Дальнейшее усложнение органических веществ и появление устойчивых комплексов макромолекул, обладающих способностью к редупликации; возникновение молекулярных систем самовоспроизведения.

Биотическая эволюция:

Возникновение жизни (около 3,5 миллиардов лет назад). Струк­туризация белков и нуклеиновых кислот с участием биомембран приводит к появлению вирусоподобных тел и первичных клеток, способных к деле­нию, — сперва хемоавтотрофных прокариот, затем — эукариот. Возникает биотический круговорот и формируются биосферные функции живого вещества.

Развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение состава среды: биопродукция кислорода обусловливает постепенный переходк окислительной атмосфере. Ускоряется биогенная миграция элементов.
Появление многоклеточных организмов, наземных растений и животных
приводит к дальнейшему усложнению биотического круговорота. Возни­кают сложные экологические системы, содержащие все уровни трофической организации. Достигается высокая степень замкнутости биотического круговорота.

Увеличение биологического многообразия и усложнение строения и
функциональной организации живых существ и биосферы в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете. Полностью сформировались средообразующая функция биосферы и биологический контроль ее гомеостаза. Преобразование среды вследствие деятельности организмов оказывает обратное действие на биоту и уравновешивается ее средорегулирующей функцией.

Появление человека — лидера эволюции. Возникновение и развитие человеческого общества, вовлечение в техногенез непропорционально больших (по мерам биосферы) потоков вещества и энергии нарушает замкнутость биотического круговорота, вызывает антропогенные экологичес­кие кризисы и становится негативным фактором эволюции.

Дата добавления: 2014-01-03