Учение Вернадского о биосфере

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 4
2. Характеристика современного развития биосферы, понятие биотехносферы, техносферы, ноосферы 10
Заключение 15
Список литературы 16

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.
Все вышесказанное обуславливает актуальность данной темы на сегодняшний день.
Цель данной работы - проанализировать понятие биосферы и учение В.И. Вернадского.
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.
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.
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.
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.

2. 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.
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.
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]
Заключение

Заканчивая рассмотрение данной темы можно сделать вывод, что 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.
Список литературы

1. Боровский Б.И., Тимченко З.В. Экологический менеджмент. – М.: КУТЭП, 2010.
2. Боровский Б.И., Мозговой А.И., Тимченко З.В. Экология. – М: ТИПП, 2006.
3. Водное хозяйство: история развития, современное состояние// Сост. Заволодько Н.Н., Тимченко З.В., Новик В.А., Хромова Р.Н.. – СПб., 2010.
4. Геоэкология: научно-методическая книга по экологии/Боков В.А., Ена А.В., Ена В.Г. и др. - Симферополь: Таврия, 2006.
5. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1990.
6. Тимченко З.В. Водные ресурсы и экологическое состояние малых рек России. –М., 2009.
7. Экология России. Справочное пособие//Под ред. Н.В. Багрова, В.А. Бокова – М., 2003.


Скачиваний: 0
Просмотров: 2
Скачать реферат Заказать реферат