Основные направления эволюции биосферы

Овладение закономерностями эволюции биосферы не только интересно теоретически, но и имеет определяющее практическое значение для человека, как биологического вида

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Содержание

Введение 3
1. Учение Вернадского о биосфере 5
2. Основные этапы эволюции биосферы 8
3. Биоразнообразие биосферы как результат ее эволюции 9
3. Характеристика современного развития биосферы, понятие биотехносферы, техносферы, ноосферы 12
4. Коэволюция человека и природы 16
5. Экологические кризисы, революция, катастрофы 19
6. Характеристика современного экологического кризиса (структура, причины, направления выхода) 22
7. Прогнозируемые экологические кризисы 26
Заключение 28
Список литературы 30

Введение

Овладение закономерностями эволюции биосферы не только интересно теоретически, но и имеет определяющее практическое значение для человека, как биологического вида. Знание этих закономерностей, позволит человеку соотнести изменения, вносимые в эволюцию его собственной деятельностью, и оценить их последствия. Если эти изменения идут в разрез с естественной эволюцией биосферы, следует ожидать серьезных перемен в среде жизни на Земле, в том числе крупных природно-антропогенных аномалий.
С начала формирования биосферы современного типа постепенно возрастало число видов организмов, увеличивалась их биомасса и продуктивность. Это увеличение шло до тех пор, пока упомянутые показатели не стали постоянными и характерными для эволюционного этапа развития планеты. Такое накопление и стабилизация могли произойти относительно быстро, например, возможно, что предельное число видов в ходе эволюционного процесса возникло всего за 70 млн лет.
Живое вещество аккумулировало солнечную энергию. Ее излишки были депонированы: выведены из круговорота веществ в виде биогенных горючих ископаемых, осадочных горных пород и тому подобного. С ходом эволюции биосферы увеличивалось функциональное разнообразие органических форм - видов живого, сообществ, биоценозов, экосистем, то есть ее информационная емкость. Увеличение шло до пределов действия правила константности числа видов, т.е. равновесия числа вымирающих и возникающих форм в рамках значительных отрезков эволюции биосферы и правила общего роста разнообразия. Значение живого вещества достигло максимума, биотические круговороты усложнились: вместо относительно единого глобального биосферного круговорота веществ на суше с ее в то время равномерной тропической растительностью и животным миром (а их останки находят даже в Антарктиде и на Крайнем Севере) и столь же единым круговоротом веществ в Мировом океане, образовалась многоступенчатая иерархия круговоротов в соответствии с иерархией экосистем планеты. Возник «обмен обменов веществ» крупных биотических систем, составляющих, в свою очередь, фундамент надежности всей структуры биосферы.
Все вышесказанное обуславливает актуальность данной темы на сегодняшний день.
Цель данной работы - проанализировать основные направления эволюции биосферы.
При написании работы использовался разнообразный монографический материал.

1. Учение Вернадского о биосфере

По современным представлениям, биосфера – это особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Эти представления базируются на учении В. И. Вернадского(1863 –1945) о биосфере, являющимся крупнейшим из обобщений в области естествознания в ХХ в. Важнейшая значимость его учения во весь рост проявилась лишь во второй половине века. Этому способствовало развитие экологии и, прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием.
Учение Вернадского о биосфере – это целостное фундаментальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.[2 C. 18]
По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает в себя живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.); косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы); а также радиоактивное вещество, вещество космического происхождения (метеориты и др.) и рассеяные атомы. Все эти семь типов веществ геологически связаны между собой.
Сущность учения В. И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
Вторым главнейшим аспектом учения В.И. Вернадского является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал В. И. Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему». [19 C. 193]
Это взаимодействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.
По мнению В. И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:
1. открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;
2. явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В. И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.).
Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.
Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.
Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:
3. изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;
4. в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И.Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";
5. только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.);
6. живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции. В. И. Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды. [2 C. 103]
Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше”. В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.

2. Основные этапы эволюции биосферы

Важнейшей частью учения Вернадского являются представления о ее возникновении и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов – цианобактерий и сине-зеленых водорослей, а затем и настоящих водорослей и наземных растений, что имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.
Идеи В.И.Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:
1. Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера.
2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.
3. Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью». (В. Вернадский)
4. Грандиозный геологический эффект деятельности обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.
5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

3. Биоразнообразие биосферы как результат ее эволюции

Биоразнообразие является результатом тесного взаимодействия биосферы с физической оболочкой Земли, каждый вид представляет собой итог естественно-исторического развития всего органического мира. Биоразнообразие необходимо для сохранения функциональной структуры биосферы и составляющих ее экосистем, а также, в силу своей эстетической ценности, — для экологического здоровья человеческой популяции. Различают четыре основных уровня организации биоразнообразия: генетический; популяционный (видовой); сообщественный (экосистемный) и ландшафтный (региональный).
С момента появления человека как биологического вида его окружает огромный мир живых существ, образующих разнообразные сочетания в различных частях нашей планеты. Началом научного изучения видового богатства окружающего нас мира можно считать 1758 год, когда знаменитый шведский естествоиспытатель Карл Линней опубликовал свою «Систему природы». В этой книге он перечислил всех известных к тому времени животных и дал им собственные латинские имена, многие из которых сохранились до сих пор. Распределение биологического разнообразия поземному шару имеет общие закономерности: оно уменьшается по направлениям от равнин и тропиков до горных вершин и высоких широт. Это явление получило название главного градиента разнообразия. Особо актуальным стало изучение разнообразия органического мира нашей планеты после того, как начала выясняться его роль в поддержании стабильности биосферы.
Неустойчивость среды обитания в некогерентные фазы эволюции приводит не только к массовому вымиранию доминирующих (массовых) или редких видов.
В живой природе противоречие между реальными условиями развития и идеальными можно считать нормой, и лишь благодаря «нежесткости» системы «организм — среда» развитие большого числа особей оказывается возможным. Какие факторы определяют биологическое разнообразие? Прежде всего это время (эволюционное, или экологическое, т. е. достаточное для образования видов или их расселения). Например, в тропиках наблюдается самое высокое разнообразие видов, так как там фауна и флора могли развиваться в благоприятных условиях длительное время. Напротив, в Северном полушарии в результате похолодания в течение последнего ледникового периода животные имели мало времени для полной адаптации и эволюции на новых освоенных ими территориях, поэтому и разнообразие видов здесь ниже. [4 C. 29]
Следующие факторы, с которыми связывают видовое богатство, — это устойчивость климата, общая продуктивность и структура мест обитания. Ясно, что в условиях устойчивого климата животные могут занимать различные экологические ниши, адаптироваться к ним и повышать, таким образом, общее разнообразие.
Особое место в формировании биоразнообразия отводится хищничеству. Следует также упомянуть о паразитизме, эволюционные корни которого уходят к хищничеству. Паразиты не только могут влиять на биоразнообразие своих хозяев, но и сами представляют мощный источник формирования биоразнообразия. Паразитизм возник на самых ранних этапах развития жизни на Земле, вскоре после начала ее дифференциации. Являясь с биологической точки зрения прогрессивным явлением, как наиболее выгодный в энергетическом и физиологическом аспектах способ существования живых организмов, он получил чрезвычайное распространение в природе.
Паразитический образ жизни оказался столь успешным в эволюции, что паразиты стали более многочисленны и разнообразны, чем свободноживущие организмы, а среди многоклеточных практически нет ни одного крупного таксона, в котором не было бы паразитов.

3. Характеристика современного развития биосферы, понятие биотехносферы, техносферы, ноосферы

Человек неразрывно связан со средой, в которой он живет. "Человек есть определенная функция биосферы в определенном ее пространствеvвремени". Именно поэтому ноосфера не есть что-то искусственное, чуждое истории планеты. Ноосфера - это результат развития биосферы, "последнее из многих состояний эволюции биосферы в геологической истории". "Создание ноосферы из биосферы есть природное явление, более глубокое и мощное в своей основе, чем человеческая история". "Это новая стадия в истории планеты, которая не позволяет пользоваться для сравнения, без поправок, историческим ее прошлым. Ибо эта стадия создает по существу новое в истории Земли, а не только в истории человечества". Итак, ноосфера - это современный этап развития биосферы, который сформировался в результате созидательной деятельности человечества, изменяющей и биосферу, и весь ход геологической истории планеты Земля.
Наконец, на стадии ноосферы человек осознает, что он, будучи отдельной личностью, не отделим от всего человечества. "Человечество своей жизнью стало единым целым". Но человечество - плод развития биосферы, а биосфера - результат развития планеты. Отсюда - люди должны действовать в интересах всей планеты. "Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может - должен - мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте". И, быть может, самое главное (на наш взгляд): "В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление".
Что же касается времени окончательного формирования этой стадии развития планеты, то однозначного ответа ученый не дал. Он говорил и о приближении к ноосфере, и о том, что "ноосфера... состояние наших дней", а расцвет творческих возможностей человечества придется на поколение его внучки, т.е. современный нам период. Такое понимание, по-видимому, естественно, если учесть психологию людей эпохи начала научно-технической революции, их энтузиазм и творческий порыв, когда казалось, что человеку все подвластно. Следует также помнить, что статья "Несколько слов о ноосфере" написана в 1944 г. и ее оптимизм и вера в скорый прорыв в будущее во многом были обусловлены верой в близкую победу над фашизмом.
Идеи Вернадского были подхвачены учеными различных научных дисциплин. Академик А.Е. Ферсман обращал основное внимание на промышленную геологическую деятельность современной цивилизации, дав ей название техногенез. Сфера, в которой происходит техногенез, получила название техносферы.
Тейяр де Шарден, бывший священнослужителем, а в миру - ученым-геологом и палеонтологом, в своих работах сочетал христианское мировоззрение с научными обобщениями. Духовное объединение человечества - вот движущая сила ноосферы. Но ноосфера не завершение, а лишь ступень в развитии планеты. Любовь к Богу и порожденная ею любовь к людям и всему сущему приведут к новому этапу эволюции ноосферы, когда совершится ее вхождение в мир Божественного совершенства. Эту фазу мировой эволюции Т. де Шарден называл "точкой Омега".
Человечество ежедневно вступает в миллионы разнообразнейших взаимоотношений с природой, и чтобы внести гармонию во все, нужны миллионы различных мер. Но попытаемся объединить их в несколько групп.
Первая группа мер связана с предотвращением загрязнения окружающей среды. Бороться с последствиями попадания токсичных веществ в биосферу неизмеримо труднее и дороже, чем его предотвратить. Речь идет о мерах по разумному планированию хозяйственной деятельности, в том числе на основе интенсификации производств, а не экстенсивного развития.
Вторая группа включает в себя конкретные меры по очистке уже загрязненных сбросов и стоков, утилизации отходов производств, перспективные меры по сокращению отходов за счет перехода к производству более долговечной продукции, удобной для повторного использования.
Решение этой проблемы связано с разработкой и осуществлением третьей группы мер, объединяемых общим словом - мониторинг. Мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды по большому набору связанных между собой факторов или параметров слежения.
Основной принцип мониторинга - непрерывность слежения. Эффективность мониторинга определяется рациональным выбором и достаточной плотностью контрольных пунктов наблюдения, а также эффективной организацией автоматического получения, обработки первичных данных и выдачи информации. Задачи, которые призван решать мониторинг, могут быть различной степени сложности и широты охвата. Соответственно этому обычно выделяют три уровня, или три ступени, мониторинга.
Первая ступень - местный, или локальный, биоэкологический мониторинг, в котором состояние окружающей среды оценивается с позиций ее влияния на человека. Поэтому мониторинг проводят, учитывая показатели, отражающие реакцию человека на изменения среды: заболеваемость, смертность, рождаемость, продолжительность жизни и т.д. В систему наблюдений входят те параметры, которые вызывают оцениваемые эффекты.
Вторая ступень - региональный природно-хозяйственный мониторинг, включающий наблюдения за изменениями природных и антропогенных ландшафтов. В мониторинге этой ступени используют такие показатели, как количество биомассы, показатели энергообмена, величины предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в природных и промышленных комплексах, способность комплексов к самоочищению. Наблюдения ведут на географических стационарах и специальных полигонах (тестовых участках). Географические стационары создают на территориях, типичных для ландшафтов данного региона. Стационарные исследования ведут на одном месте на протяжении длительного времени. Это дает возможность проведения анализа функционирования и динамики ландшафтов, выявления в них необратимых изменений и т.д. Тестовые участки предназначены для контрольных измерений и наблюдений по строго заданной ограниченной программе.
Третья ступень - глобальный биосферный мониторинг. Его задача - обеспечить наблюдение (контроль) и анализ состояния, а также прогноз возможных изменений всей географической оболочки в результате деятельности человечества. На этой ступени контролируют и анализируют изменения глобальных параметров: прозрачность атмосферы и ее антропогенную трансформацию (превращения, вызванные человеческой деятельностью: задымленность, озоновый слой и др.); мировой водный баланс, загрязнение Мирового океана; энергообмен биосферы с космосом, антропогенные преобразования глобальных круговоротов химических веществ и т.д. Биосферный мониторинг ведется как дистанционными методами (например, с искусственных спутников Земли), так и контактными - с помощью наземной сети биосферных станций.
Биосферные заповедники - строго охраняемые значительные по размерам природные территории, не испытывающие прямых антропогенных воздействий. Они располагаются в наиболее типичных в природном отношении регионах Земли и образуют как бы мировую сеть эталонов биосферы до появления человека. В настоящее время в 62 странах мира создано более 230 биосферных заповедников. Обычно они включают собственно заповедник (ядро) и буферную зону, предохраняющую ядро от антропогенных воздействий. Биосферные заповедники представляет собой наиболее жестко охраняемые природные территории. Существуют еще национальные парки, заказники, обычные заповедники.
Несмотря на сравнительно малые площади охраняемых территорий в мире, роль их огромна. В них осуществляются все три группы мер мониторинга, т.к. решаемые с их помощью проблемы чрезвычайно многогранны. Они используются: при организации мониторинга (на различных его ступенях); для нейтрализации отрицательного воздействия хозяйственной деятельности на само население, растительный и животный мир; для сохранения генетического разнообразия биосферы; для удовлетворения эстетических потребностей человечества и т.д. В конечном итоге сохранение девственных ландшафтов дает людям возможность увидеть то, с чего они когда-то начинали и на что им следует ориентироваться, внося все новые и новые изменения в природу.
Три группы мер, охарактеризованных выше и направленных на ускорение перехода к ноосфере, включают мероприятия, порождаемые человеческим разумом. Но отнюдь не всегда разумной деятельности достаточно для оптимизации взаимодействия человека с природой. Ключ к достижению гармонии лежит в наших душах. Именно поэтому четвертую группу мер можно объединить в направление экологического воспитания чувств. [6 C. 192]

4. Коэволюция человека и природы

Современная цивилизация в своем развитии находится в той точке исторического процесса, которая определяет динамику и направление общественного развития на длительную перспективу. XX век принес человечеству не только общественные достижения, но и ряд сложных проблем. Одна из наиболее болезненных - глобальная экологическая проблема. Объяснений причин возникновения кризисной ситуации много, но одно ясно всем: в основе всего этого процесса находится человек. Кризис во взаимоотношениях человека со средой своего обитания обусловлен не каким-то одним видом деятельности человека, а теми регулятивными установками, которые определяли характер и специфику становления всех этих видов деятельности.
С 70-х годов XX века понятие «коэволюция» стало чрезвычайно распространенным. Его широко используют в мировой научной литературе, термин часто звучит в выступлениях государственных деятелей и докладах учёных. С концепцией коэволюции человека и биосферы в общественной литературе в 1968 году выступил Н.В. Тимофеев-Ресовский. Затем в работах Н.Н. Моисеева, Э.В.Гирусова, Е.Н. Шульги и других исследователей данная проблема была всесторонне анализирована. Первоначально термин понадобился для обозначения взаимного приспособления биологических видов. Затем стало ясно, что он удачно выражает более широкий круг явлений - соразвитие взаимодействующих элементов единой социоприродной системы, естественно развивающейся и сохраняющей при этом свою целостность.
Коэволюционирующие элементы сами являются системами и в этом качестве рассматриваются при изучении их соразвития. В "Основах экологии" Ю. Одума было выделено 9 типов взаимодействия популяций и все они могут рассматриваться в качестве разновидностей коэволюции. Наиболее интересные типы коэволюции предполагают, своего рода сближение двух взаимосвязанных эволюционирующих систем, но не движение к одному, общему образу (конвергенция), а взаимную адаптацию, 15 когда изменения, происходящие в одной из систем, инициирует такое изменение в другой, которое не приводит к нежелательным или ~ неприемлемым для первой системы последствиям. Углубляясь в смысловой контекст понятия коэволюция, нельзя не обнаружить то обстоятельство, что в его содержании наличиствует как минимум два жестко взаимосвязанных друг с другом процесса, или даже два «бытия»: живое и неживое, природное и неприродное. Это, своего рода, сближение двух взаимосвязанных эволюционирующих систем, но не сближение к одному, общему образу (конвергенция), а взаимная адаптация, когда изменения, происходящие в одной из систем, инициируют такое изменение в другой, которое не приводит к нежелательным или неприемлемым для первой системы последствиям. Таким образом, термин «коэволюция» расшифровывается как онтологизированное бытие, адекватное другому бытию в его совокупности и развивающейся целостности. [4 C. 176]
Так, величайшей заслугой Ч. Дарвина было доказательство, что окружающий мир и все его живые сообщества развиваются через естественный отбор. Естественному отбору предшествует длительный процесс самоорганизации природной среды в направлении жизни. 16 Природные факторы способствуют возникновению живых организмов и их различных сообществ, видовое разнообразие которых обусловлено ч:т естественным отбором. Поэтому основной закон жизни, выведенный Ч. Дарвином, в самом общем его виде может быть сформулирован так: чем больше организмов рождается и умирает, т.е. имеет возможность развиться и «победить» в борьбе за существование, тем больше шансов у них для сохранил. При достаточном количестве времени, когда организмы успевают развиться и победить в борьбе за существование, -такой отдельно взятый U единичный процесс повторяет эволюционный процесс глобального масштаба.
В результате происходит совершенствование организмов, вырабатываются механизмы адаптации их к среде обитания, их коадаптация, если говорить современным языком науки. В борьбе за существование побеждают, выживают только те формы жизни и только те виды, которые в наибольшей мере приспособлены к условиям среды, коадаптированы с ней. Теория эволюции, предложенная Дарвином, была позднее расширена и разработана в свете современных данных палеонтологии, экологии, этологии, молекулярной биологии, генетики и получила название неодарвинизма. При этом сам неодарвинизм следует определить как теорию органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. Признание факта эволюции неодарвиновской эволюционной теорией было подготовлено самым широким спектром результатов экспериментально-теоретического характера исследований. Во-первых, был установлен факт изменения процесса жизни во времени, следствием чего стало понимание этого процесса как «эволюции в прошлом». Свидетельством «эволюции в прошлом» служили ископаемые остатки организмов. Наконец, теория неодарвинизма провозгласила тезис «эволюция в действии», продемонстрировав эволюцию, происходящую в настоящее время. Сведения о действии эволюционных процессов в наше время дают исследования популяционного уровня организации живого, а также 17 совокупность результатов, касающихся искусственного отбора и генной инженерии, например, такие как создание новых сортов пшеницы или ~ получение моноклональных антител. Делая акцент на познавательной ценности эволюционной идеи, особо подчеркнем, что интерес к дарвиновской теории эволюции способствовал формированию целого научного направления или даже научной школы, которая пыталась в рамках эволюционного мышления найти ключ к объяснению того как возможен рост, развитие и сохранение человеческого понимания.

5. Экологические кризисы, революция, катастрофы

Экологические проблемы – ситуации, при которых изменения окружающей природной среды отрицательно сказываются на здоровье человека, экономику и социальные отношения. Причин, формирующих такие ситуации, несколько.
Рост промышленного производства. Рост населения на Земле приводит к увеличению промышленного производства. Основная доля этого роста приходится на время после 1950 г., когда появились новые виды производства, в том числе химическая промышленность и атомная энергетика.
Несовершенство технологических процессов. В настоящее время коэффициент использования природных ресурсов составляет 5-10% от общего объема добычи, остальные 90-95% в виде газообразных, жидких и твердых отходов выбрасываются в окружающую природную среду.
Ограниченность природных ресурсов. Природные ресурсы ограничены. Даже такие, на первый взгляд кажущиеся неисчерпаемыми, как атмосферные и водные ресурсы, вызывают опасения вследствие повсеместного загрязнения, а также нарушения человеком круговорота воды. Среди исчерпаемых природных ресурсов особую тревогу вызывают невозобновимые. К ним относятся, в первую очередь, полезные ископаемые. Практически невозможно вернуть безвозвратно ушедших растений и животных. Почву можно также отнести к невозобновимым ресурсам, так как на образование 1 см слоя гумуса требуется 70-80 лет, что соизмеримо с жизнью человека. Мало кто задумывается о таком природном ресурсе как время. Однако обострение экологических проблем оставляет все меньше времени для их успешного разрешения.
Милитаризация промышленности. Значительная часть роста производства связана с развитием военной промышленности. Пагубное влияние на окружающую среду оказывает само по себе изготовление, испытание и хранение ядерного, химического, биологического оружия массового уничтожения. Интересно отметить, что в наше время экологические требования предъявляются даже к оружию, целью которого является уничтожение людей. Так, бундесверу пришлось отказаться от 1,2 млн. единиц ручного огнестрельного оружия, доставшихся в наследство от гэдээровской армии при объединении Германии. Оказывается, при «эксплуатации» пистолета Макарова уже после первого выстрела превышаются допустимые в ФРГ параметры по загазованности воздуха.
Стихийные и антропогенные аварии, катастрофы и бедствия приводят к ситуациям, вследствие которых возникают экологические проблемы. Взаимосвязь стихийных и антропогенных катаклизмов в настоящее время тесно прослеживается. [5 C. 192]
Экологическая безграмотность специалистов и населения является следствием существования тоталитарного режима в бывшем СССР, проводившем до середины 80-х годов неправильную экологическую политику. Так, при принятии хозяйственных решений первое место отводилось экономическим оценкам без учета экологических последствий. Господствующая идеология не допускала при коммунистическом строительстве экологических проблем, следствием этого было отсутствие научных разработок по экологии. Информация о нарастающем ухудшении качества окружающей природной среды и здоровья населения была закрытой. Отсутствовало экологическое образование.
Экологические проблемы не раз вызывали на Земле экологические кризисы – такое состояние природной среды, которое вызывает ощутимые негативные изменения качества жизни населения и социально-экономической обстановки в целом. Человеку до сих пор удавалось разрешить сложившиеся кризисные ситуации, которых на Земле было несколько:
• Первый антропогенный экологический кризис (кризис консументов) был связан с перепромыслом при присваивающей форме ведения хозяйства, что заставило человека перейти к производящему хозяйству (50-10 тыс. лет тому назад);
• Второй антропогенный экологический кризис (кризис продуцентов) был связан с нехваткой растительных ресурсов, в частности, из-за подсечно-огневого земледелия, что вызвало бурное развитие производительных сил общества, применение удобрений, техники, научных разработок, промышленные революции, а затем и научно-техническую революцию (350-150 лет тому назад);
• Третий антропогенный экологический кризис (кризис редуцентов) начался 30-50 лет тому назад и связан с угрозой недопустимого глобального загрязнения, т.к. организмы-редуценты не успевают очищать биосферу или не могут, так как загрязняющие вещества представляют собой ксенобиотики; разрешение этого кризиса должно произойти в замыкании технологических циклов, разработке экологически чистых технологий, утилизации отходов;
• Четвертый антропогенный экологический кризис (термодинамический или тепловой) свойственен также для нашего времени и связан с перегревом земной поверхности; разрешение его видится в максимальной экономии энергии и переходе к нетрадиционным источникам, не добавляющим тепла в приземный слой атмосферы;
• Пятый антропогенный экологический кризис (глобальный экологический кризис надежности экологических систем) прогнозируется учеными и связан с нарушением природного экологического равновесия и устойчивости экосистем; разрешится путем создания ноосферы.
Экологический кризис может привести к экологической катастрофе, которая носит характер необратимого состояния и человек выступает в этом случае пассивной, страдающей стороной. К созданию кризисных ситуаций приводят в настоящее время техногенные аварии и катастрофы.

6. Характеристика современного экологического кризиса (структура, причины, направления выхода)

Исчезновение растительных и животных видов, видового многообразия, генофонда флоры и фауны Земли, причем животные и растения исчезают, как правило, не в результате их непосредственного истребления человеком, а вследствие изменения среды обитания. С начала 1980-х гг. ежедневно вымирает один вид животных, а еженедельно — один вид растений. Вымирание угрожает тысячам видов животных и растений. Под угрозой исчезновения находится каждый четвертый вид земноводных, каждый десятый вид высших растений. А каждый из видов является неповторимым, уникальным результатом эволюции, протекавшей много миллионов лет.
Человечество обязано сохранить и передать потомкам биологическое разнообразие Земли, и не только потому, что природа прекрасна и восхищает нас своим великолепием. Есть еще более значимое основание: сохранение биологического разнообразия является непременным условием жизни самого человека на Земле, поскольку устойчивость биосферы тем выше, чем больше составляющих ее видов.
Исчезновение лесов (особенно тропических) со скоростью несколько десятков гектаров в минуту. Это влечет за собой, в частности, эрозию почв (почвы — продукт сложного и длительного взаимодействия живой и косной материи), уничтожение верхнего плодородного слоя земли, опустынивание Земли, которое происходит со скоростью 44 га/мин.
Кроме того, леса - главные поставщики кислорода в атмосферу посредством фотосинтеза. В настоящее время баланс прихода и расхода кислорода отрицательный. За последние 100 лет концентрация кислорода в воздухе снизилась с 20,948 до 20,8%, а в городах даже ниже 20%. Уже 1/4 суши лишена естественного растительного покрова. Большие площади коренных биогеоценозов заменены вторичными, более упрощенными и однообразными, с заметно пониженной продуктивностью. Растительная биомасса глобально уменьшилась примерно на 7%.
Под сильным сельскохозяйственным воздействием находится около 50% поверхности суши, причем каждый год не менее 300 тыс. гектаров сельскохозяйственных земель поглощается урбанизацией. Площадь пашни в расчете на одного человека из года в год сокращается (даже без учета роста населения).
Истощение природных ресурсов. Ежегодно из недр Земли извлекается более 100 млрд т различных пород. Для жизнедеятельности одного человека в современной цивилизации в год необходимо 200 т различных твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и 1000 Вт энергии превращает в продукты своего потребления. При этом человечество живет за счет не только эксплуатации ресурсов современной биосферы, но и невозобновляемых продуктов былых биосфер (нефть, уголь, газ, руды и т.п.).
Загрязнение атмосферы, воды, почвы. Источником загрязнения атмосферы являются прежде всего предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, автомобильный транспорт, сжигание мусора, отходов и др. Их выбросы в атмосферу содержат оксиды углерода, азота и серы, углеводороды, соединения металлов, пыль. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 20 млрд т СО2; 300 млн т СО 2 ; 50 млн т оксидов азота; 150 млн т SO 2 ; 4—5 млн т Н 2 S и других вредных газов; более 400 млн т частиц сажи, пыли, золы.
Увеличение содержания в атмосфере SO 2 обусловливает образование «кислотных дождей», вызывающих рост кислотности водоемов, гибель их обитателей. Под губительным действием оксидов серы и азота разрушаются строительные материалы, памятники архитектуры. Из-за переноса воздушных масс на большие расстояния (трансграничные переносы) опасное повышение кислотности водоемов распространяется на большие площади.
Выхлопные газы автотранспорта наносят огромный урон жизнедеятельности животных и растений. Составные части выхлопных газов автомобилей — оксид углерода, оксиды азота, оксид серы, соединения свинца, ртути и др. Оксид углерода СО (угарный газ) взаимодействует с гемоглобином крови в 200 раз активнее кислорода и снижает способность крови быть переносчиком кислорода. Поэтому даже при незначительных концентрациях в воздухе угарный газ оказывает вредное воздействие на здоровье (вызывает головную боль, снижает умственную деятельность). Оксид серы вызывает спазмы дыхательных путей, оксиды азота —общую слабость, головокружение, тошноту. Содержащиеся в выхлопных газах соединения свинца — очень токсичного элемента — действуют на ферментные системы и обмен веществ, свинец накапливается в пресной воде. Один из опаснейших загрязнителей — ртуть, накапливаясь в организме, она отрицательно действует на нервную систему.
Загрязнение гидросферы. Вода широко, хотя и не повсеместно, распространена на нашей планете. В природных условиях осуществляется постоянный круговорот воды, сопровождающийся процессами ее очистки. Вода выносит огромные массы растворенных веществ в моря и океаны, где происходят сложные химические и биохимические процессы, способствующие самоочищению водоемов.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний, аварий на предприятиях ядерной энергетики (Чернобыльская катастрофа 1986 г.), накопления радиоактивных отходов.
Все эти негативные тенденции, а также безответственное и неправильное использование достижений цивилизации оказывают губительное влияние на организм человека и создают еще один комплекс экологических проблем—медико-генетический. Учащаются известные ранее заболевания и появляются совершенно новые, ранее не известные. Сложился целый комплекс «болезней цивилизации», порожденных научно-техническим прогрессом (возрастание темпа жизни, количества стрессовых ситуаций, гиподинамия, нарушение питания, злоупотребление фармацевтическими препаратами и др.) и экологическим кризисом (особенно загрязнением среды мутагенными факторами); глобальной проблемой становится наркомания.
Научно-технологические разработки позволяют выделить следующие пути, методы, средства разрешения или по крайней мере смягчения экологического кризиса:
• создавать эффективные очистные сооружения, развивать безотходные (замкнутые) и малоотходные технологии;
• переходить на циклическое использование ресурсов, прежде всего водных;
• разрабатывать технологии комплексной переработки сырья;
• не допускать перепроизводства энергии, которое может дестабилизировать геофизические системы на Земле;
• резко ограничивать извлечение химических веществ из недр планеты, выброс и загрязнение среды обитания;
• снижать материалоемкость готовой продукции: количество природного вещества в усредненной единице общественного продукта необходимо уменьшать (миниатюризация изделий, разработка и применение ресурсосберегающих технологий и т.п.);
• увеличивать скорость оборота вовлекаемых природных ресурсов, особенно на фоне развития безотходных технологий;
• исключить из производства ядохимикаты, способные накапливаться в организмах животных и растений;
• проводить лесонасаждения, совершенствовать использование лесополос (они увеличивают снегозадержание, здесь птицы строят гнезда, что в свою очередь способствует уничтожению вредителей сельскохозяйственных культур и др.);
• развивать международное экологическое сотрудничество, разрабатывать правовые основы международной глобальной экополитики;
• формировать экологическое сознание, системы экологического образования и воспитания. [4 C. 84]

7. Прогнозируемые экологические кризисы

Наибольшую тревогу вызывают глобальные экологические проблемы, которые охватили значительные площади земного шара:
- разрушение озонового слоя, задерживающего губительную для всего живого ультрафиолетовую радиацию;
- рост средней температуры у земной поверхности (парниковый эффект) ведет к изменению климата, в том числе к увеличению случаев природных катаклизмов и к подъему уровня в Мировом океане;
- покрытие поверхности Мирового океана нефтяной пленкой, что влияет на растворение кислорода в воде, ухудшая условия существования морских организмов, а также ухудшает отражательную способность водной поверхности, что приводит к изменению климата;
- повсеместное загрязнение атмосферного воздуха, вод и почв различными загрязнителями оказывает отрицательное воздействие на состояние экосистем и здоровье человека;
- уменьшение площади лесов ведет к деградации почвенного покрова, а, следовательно, к опустыниванию;
- обеднение многообразия биоты приводит к нарушению взаимосвязей между живыми организмами;
- радиационное заражение земной поверхности связано с авариями на АЭС. Сегодня в миллион раз больше криптона-85 и плутония, чем было до атомной эры; такие радионуклиды, как тритий, йод-131, кобальт-60, железо-59, цезий-137 и 134 прослеживаются в почвах и живых организмах на десятки километров вокруг любой АЭС; а с 1925 г. до 1979 г. величина дозы радиации, принимаемой за безопасную, снизилась в 78 раз (причем эти дозы рассчитаны на здорового 20-летнего мужчину);
- насыщение космического пространства остатками ракет еще не изучено, но ученые прогнозируют возможность схода их с орбит;
- проблема «ядерной зимы», которая может наступить в случае ядерной войны в результате изменения теплового баланса атмосферы. Ученые просчитали, что в результате пожаров после ядерной бомбардировки образуется слой сажи, и лучи солнца не будут поступать на землю. В результате произойдет понижение температуры на 5- 30о. Когда в 1991 г. в Кувейте иракские войска подожгли сотни нефтяных скважин, температура воздуха от Кувейта до Китая понизилась на 2Со.
Заключение

Заканчивая рассмотрение данной темы можно сделать вывод, что Эволюция - процесс спонтанный, т.к. свой источник, свою движущую силу имеет в самой себе. Ибо морфофизиологическое развитие животных, улучшающее их приспособленность к изменившимся условиям существования (повышающее уровень их качественного развития), увеличение количества их видов, и, следовательно, увеличение количества взаимосвязей между видами есть как раз те, постоянно и, в основном, необратимо изменяющиеся условия существования, которые и являются источником исторического развития животных.
биосфера – это особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов.
Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов – цианобактерий и сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело решающее значение для формирования современной биосферы.
ноосфера - это современный этап развития биосферы, который сформировался в результате созидательной деятельности человечества, изменяющей и биосферу, и весь ход геологической истории планеты Земля.
Переход от доминирования отношений господства, конкуренции, противостояния к идеалам сотрудничества, кооперации, сосуществования, соразвития. Важная роль в этом процессе отводится идеи коэволюции. Чтобы раскрыть сущность коэволюционной теории, прежде всего, необходимо анализировать содержание понятия «коэволюция». Термин «коэволюция» был предложен в 1964 г. экологами. В научный лексикон впервые был введен Риком Янчем для уточнения специфики процесса самоорганизации внутри эволюционно сформировавшейся природной части Универсума. «Коэволюция» - это в буквальном смысле слова «соразвитие» или «согласованное развитие», касающееся, прежде всего, живой природы.
Экологические проблемы – ситуации, при которых изменения окружающей природной среды отрицательно сказываются на здоровье человека, экономику и социальные отношения.
Масштабы загрязнения природной среды настолько велики, что естественные процессы метаболизма и разбавляющая деятельность атмосферы и гидросферы не в состоянии нейтрализовать вредное воздействие производственной деятельности человека. В результате способность к саморегуляции складывавшихся миллионы лет (в ходе эволюции) систем биосферы подрывается, а сама биосфера разрушается. Если этот процесс не остановить, то биосфера просто умрет. А вместе с ней исчезнет и человечество.
Наибольшую тревогу вызывают глобальные экологические проблемы, которые охватили значительные площади земного шара:
- разрушение озонового слоя, задерживающего губительную для всего живого ультрафиолетовую радиацию;
- рост средней температуры у земной поверхности (парниковый эффект) ведет к изменению климата, в том числе к увеличению случаев природных катаклизмов и к подъему уровня в Мировом океане;
- покрытие поверхности Мирового океана нефтяной пленкой, что влияет на растворение кислорода в воде, ухудшая условия существования морских организмов, а также ухудшает отражательную способность водной поверхности, что приводит к изменению климата;
Список литературы

1. Боровский Б.И., Тимченко З.В. Экологический менеджмент. – М.: КУТЭП, 2003.
2. Боровский Б.И., Мозговой А.И., Тимченко З.В. Экология. – М: ТИПП, 1996.
3. Водное хозяйство: история развития, современное состояние// Сост. Заволодько Н.Н., Тимченко З.В., Новик В.А., Хромова Р.Н.. – СПб., 2003.
4. Геоэкология: научно-методическая книга по экологии/Боков В.А., Ена А.В., Ена В.Г. и др. - Симферополь: Таврия, 1996.
5. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1990.
6. Тимченко З.В. Водные ресурсы и экологическое состояние малых рек России. –М., 2002.
7. Экология России. Справочное пособие//Под ред. Н.В. Багрова, В.А. Бокова – М., 2003.


Скачиваний: 2
Просмотров: 20
Скачать реферат Заказать реферат