Основні поняття, визначення

Сучасні уявлення про біосферу

Ідея про вплив життя на природні процеси на великих просторах Землі вперше була обґрунтована наукою на рубежі ХІХ і XX ст. у працях В. В. Докучаєва, який вказував на залежність типу ґрунтоутворення не тільки від клімату, а й від сукупного впливу рослин і тварин.

Вперше термін "біосфера" – "сфера життя" був використаний австрійським вченим-геологом Едуардом Зюссом ще в 1875 році. Однак він не дав визначення цього поняття.

Сучасне його тлумачення, яке прийнято у всьому світі, належить В.І. Вернадському – першому президенту Української Академії Наук (1919).

Він у 20-х роках розробив у своїх працях уявлення про біосферу як глобальну єдину систему Землі, де основний хід геохімічних та енергетичних перетворень визначається життям.

Ідеї Вернадського набагато випередили стан сучасної йому науки і по-справжньому були оцінені лише у другій половині століття, після виникнення концепції екосистеми. Більшість процесів, що протягом геологічного періоду змінюють зовнішній вигляд нашої планети, розглядалися раніше як суто фізичні, хімічні або фізико-хімічні явища.

Вернадський вперше створив уявлення про геологічну роль живих організмів, показав, що діяльність живих істот є головним фактором перетворення земної кори.

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.

В.І. Вернадський довів, що провідним фактором, який перетворює образ Землі, є життя

2.26. Біосфера – оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами.

Іншими словами, біосфера – це велетенська екосистема, яку утворює сукупність усіх біогеоценозів (екосистем) нашої планети.

Наука, яка вивчає структуру і динаміку біосфери, глобальні енергетичні і геохімічні потоки, називають біосферологією або глобальною екологією.

2.27. Відмінні особливості біосфери:

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 земну енергію - електричну, хімічну, механічну, теплову і т.д.

Усю сукупність організмів на планеті В.І. Вернадський назвав живою речовиною, розглядаючи сумарну масу, хімічний склад та енергію як головні її характеристики.

Біосфера у сучасному розумінні – це глобальна відкрита система зі своїм “входом”(потік сонячної енергії, що надходить з космосу) і "виходом" утворені в процесі життєдіяльності організмів речовини, що із-за різних причин “випали” із біологічного колоообігу – кам'яне вугілля, нафта, осадові породи тощо).

Ця Система кібернетична, вона мас підсистему – живі організми – яка відіграє центральну, домінуючу роль у функціонуванні системи в цілому.

Згідно із законом необхідної різноманітності Віннера-Шеннона-Ешбі, який вважають основним кібернетичним законом, кібернетична система лише тоді володіє стійкістю для блокування зовнішніх і внутрішніх збурень, коли вона має достатнє внутрішнє різноманіття. Це різноманіття в основному і створюється живими організмами.

Сьогодні на землі існує близько 2 млн. видів організмів, з них рослин - 500 тис. видів, а тварин – 1,5 млн. видів.

Виходячи із екосистемних уявлень, видове різноманіття – це не просто якась арифметична величина, нижче якої не мав би опускатися живий світ, а реальна потреба буквально кожного сущого на планеті виду в трофічних ланках біогеоценозів і біосфери в цілому.

(Програма збереження генетичних ресурсів, Каліфорнія, 1986): "Біологічне різноманіття тварин, рослин і мікроорганізмів являє собою фактор фундаментальної важливості для виживання людства".

2.29. 2. Еволюція біосфери

Еволюція біосфери тривала понад 3 млрд. років і відбувалася під впливом:

а) алогенних (зовнішніх) сил, таких, як геологічні і кліматичні зміни;

б) автогенних (внутрішніх) процесів, зумовлених активністю живих компонентів екосистеми.

Перші екосистеми, які існували на початкових етапах розвитку біосфери, були населені надзвичайно дрібними анаеробними гетеротрофами (дріждеподібні анаероби, які одержували енергію, необхідну для дихання шляхом бродіння), які живилися органічною речовиною, синтезованою в ході абіотичних процесів. Потім відбувся, за образним висловом Ю. Одума, "популяційний вибух" – виникли автотрофні водорості, які перетворили атмосферу із відновлювальної в кисневу.

Еволюція організмів і кисневої атмосфери зробили біосферу Землі надзвичайно унікальним явищем в Сонячній системі.

Вчені вважають, що таксономічний склад біосфери ще не стабілізувався, а підтвердження цьому й дають спряжена еволюція і груповий відбір.

Спряжена еволюція - це тип еволюції угруповання, який характеризується взаємодією великих груп організмів, які перебувають у тісному екологічному взаємозв'язку, такому, як рослини і рослиноїдні тварини і їх мікроскопічні симбіонти або паразити та їх господарі.

Взаємний відбір зумовлює еволюцію в напрямі різноманітності, взаємозалежності і гомеостазу (пристосування екосистем одна до одної).

Груповий відбір - це природний відбір в групах організмів. При цьому відборі можуть відмирати цілі популяції, а не окремий генотип.

Характерна особливість біосфери як “плівки життя” – це її гетерогенність (різнорідність), мозаїчність, причому кожна окрема однорідна ділянка ("біогеоценоз", "екосистема") здатна до саморегуляції і повного самовідновлення біоти. Екосистеми перебувають у постійній взаємодії одна з одною, створюючи разом гігантський кругообіг речовин в межах біосфери.

У структурі біосфери розрізняють:

- просторову (вертикальна та горизонтальна структура біосфери);

- часову (минуле, сучасне і майбутнє).

Системний час - це час, який ми розглядаємо в аспектах періоду існування даної системи, або процесів, які в ній відбуваються.

2.30. Вертикальна структура біосфери:

Сучасне життя поширене у верхній частині земної кори (літосфері), у шарах повітряної оболонки Землі (атмосфері) та у водній оболонці Землі (гідросфері).

За Вернадським, до біосфери можна віднести ті зони Землі, де існують аборигенні (корінні мешканці) угруповання живих організмів.

Дата добавления: 2014-01-07