МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ
РЕФЕРАТ
Учение В.И. Вернадского о биосфере
Выполнила: Осташова Е.В.
Сыктывкар 2008
Содержание
Введение
1. Биосфера как арена жизни
2. Основные свойства биосферы
3. Живое вещество, его средообразующие свойства и функции в биосфере
4. Место человека в биосфере
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Биосфера – «область жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором распространены живые существа. Термин был введен в 1875 г. австрийским геологом Эдуардом Зюссом. Он рассматривал биосферу в чисто топологическом смысле – как пространство, заполненное жизнью. Термин вошел в обиход, не имея четкого определения.
Еще раньше, в 1802 г., знаменитый французский ученый Ж.Б.Ламарк, не употребляя термина «биосфера», отметил планетарную роль жизни в формировании земной коры, как в настоящее время, так и в прошлые этапы истории планеты, предвосхитив, таким образом, современный взгляд на это понятие. На рубеже 19 – 20 вв. идея о глобальном влиянии жизни на природные явления была обоснована в трудах крупнейшего ученого – почвоведа В.В.Докучаева.
Развернутое учение о биосфере создано и разработано академиком В.И.Вернадским, опубликовавшим в 1926 г. свой классический труд «Биосфера». Принципиальные положения учения В.И. Вернадского о биосфере органически сочетают подходы его предшественников. С одной стороны он рассматривает биосферу как оболочку Земли, в которой существует жизнь. В этом плане В.И. Вернадский различает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара как составляющие биосферы, области распространения жизни. С другой стороны, В.И. Вернадский подчеркивал, что биосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы; ее состав определяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат их совокупной химической активности в настоящем и в прошлом.
Всю совокупность живых организмов он обозначил термином живое вещество, противопоставляя его косному веществу, к которому относил все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими. Третья категория вещества в биосфере, по В.И. Вернадскому, это биокосное вещество. Сюда он причислял комплекс взаимодействующих живого и косного веществ (океанические воды, нефть и т. п.; важнейшее значение как биокосное вещество имеет почва). Наконец, существует биогенное вещество – геологические породы, созданные деятельностью живого вещества (известняки, каменный уголь и т.п.). В.И. Вернадский считал, что земная кора представляет собой остатки былых биосфер.
Фундаментальным отличием живого вещества от косного является охваченность его эволюционным процессом, непрерывно создающим новые формы живых существ. Многообразие форм жизни и их многофункциональность создают основу устойчивого круговорота веществ и канализированных потоков энергии. В этом специфика и залог устойчивости биосферы как уникальной оболочки земного шара.
Таким образом, биосфера, по В.И. Вернадскому, представляет собой одну из геологических оболочек земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества. Человечество входит в эту систему как ее составная часть. Как живое вещество оно непрерывно связано с материально–энергетическими процессами биосферы.
1. Биосфера как арена жизни
Активная деятельность живых организмов охватывает относительно небольшой слой поверхностных оболочек нашей планеты. Его границы определяются комплексом условий, допускающих устойчивое существование сообществ живых организмов. По В.И. Вернадскому, как уже отмечено, в состав биосферы входят нижняя часть атмосферы, гидросфера и поверхностные слои литосферы, преимущественно подвергшаяся выветриванию с участием живых организмов ее часть – почва.
Каждая из этих геологических оболочек планеты имеет свои специфические свойства, которые определяют не только набор форм живых организмов, обитающих в данной части биосферы, но и их основные морфофизиологические особенности, формируя своим влиянием принципиальные пути эволюции и становление фундаментальных черт жизненных форм наземных, водных и почвенных организмов. Таким образом, воздушная, водная и почвенная оболочки земного шара представляют собой не просто пространство, заполненное жизнью, но выступают как основные среды жизни, активно формирующие ее состав и биологические свойства.
Гидросфера. В понятие гидросферы включаются все типы водоемов. Эта среда наиболее однородна среди других. Она мало изменяется в пространстве, здесь нет четких границ между отдельными экосистемами.
Химизм воды имеет большое значение и как фактор, обуславливающий осмотические отношения организма в водной среде. Практически у всех водных организмов существуют проницаемые для воды участки поверхности, через которые идет осмотический поток воды. Направленность и сила его зависят от разницы концентраций солей и других осмотически активных веществ между водной средой и жидкостями организма.
Постоянное наличие в воде растворенных и взвешенных веществ имеют большое значение как фактор питания; выделение в воду продуктов обмена не только освобождает организм от ненужных веществ, но и широко используется водными животными как средство химической коммуникации. Таким образом, в понятие воды как среды жизни включается обязательное наличие растворенных и взвешенных в ней веществ, в том числе имеющих органогенное происхождение.
Жизнь распространена в гидросфере по всей ее толще. Однако существуют области ее повышенной концентрации – на границах раздела разных сред: воды, воздуха и горных пород. Поверхностная и донная границы являются, по выражению В.И. Вернадского, «пленками жизни». В верхнем стометровом слое океанов сосредоточено 95% всего планктона. Наиболее полно развита жизнь и наиболее активны биогеохимические процессы в местах контакта всех трех сред: воды, воздуха и твердого субстрата. Здесь в оптимуме находятся все факторы, необходимые для жизни. На побережьях морей развиваются богатые и разнообразные сообщества, названные В.И. Вернадским «сгущениями жизни». Для обеспечения экологического равновесия всей биосферы эти пленки и сгущения жизни в океане играют ключевую роль. Живое вещество океана вносит свой вклад не только в продуцирование биомассы, но и в поддержание газового состава атмосферы, регулирования химического состава океанических вод, процессов образования осадочных горных пород, формирование берегов и подводного рельефа. Живое вещество откачивает углекислый газ из атмосферы и захоранивает его в осадочных породах типа известняков и доломитов, а также в толще морской воды благодаря образованию биомассы живого вещества и растворенной органики.
В соответствии со структурным делением водоемов на бенталь (область дна) и пелагиль (толща воды) все организмы подразделяются на виды, связанные сдном – бентос, и формы, обитающие в пелагили – пелагос.
Эти виды содержат пассивно парящие в толще воды формы – планктон – и активно плавающих животных – нектон. Особую группу составляют пелагические виды, обитающие на границе водной и воздушной сред.
Атмосфера. Атмосфера Земли по химическому составу относится к азотно–кислородному типу. Своеобразие состава выражается в ничтожном содержании инертных газов (кроме аргона) и молекулярного водорода. Состав атмосферы сильно отличается от вулканических газов, за счет которых она возникла в далеком прошлом. Это свидетельствует о том, что в течение геологической истории Земли происходили мощные процессы, изменившие состав ее газовой оболочки. Эти процессы связывают с активностью живого населения биосферы.
На высоте 10 -100 км располагается озоновый слой. Озоновый экран имеет громадное значение для сохранения жизни на Земле: в слое озона поглощается большая часть идущего от Солнца ультрафиолетового излучения, причем в его коротковолновой части, наиболее губительной для живых организмов.
Воздух как среда жизни обладает определенными особенностями, направляющими общие пути эволюции обитателей этой среды. Так, высокое содержание кислорода определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метаболизма. Не случайно именно в этой среде возникли теплокровные животные, отличающиеся высоким уровнем энергетики организма, большой степенью автономности от внешних воздействий и высокой биологической активностью в экосистемах.
Одной из важнейших особенностей атмосферы как арены жизни является низкая плотность воздуха. Низкая плотность воздушной среды закрывает возможность существования организмов, полностью осуществляющих свои функции вне связи с субстратом. Благодаря этому жизнь в воздушной среде сосредоточена вблизи поверхности земли, проникая в толщу атмосферы на высоту не более 50 – 70 м.
Будучи сосредоточена в относительно тонком слое над поверхностью Земли, жизнь в атмосфере не отличается вертикальной структурированностью потоков вещества и энергии, формирующих биологический круговорот.
Циклы биогенного круговорота в своей основе определяются условиями ландшафтно-климатических зон, хотя в целом круговорот веществ является единым процессом. В его основе в наземной среде ярко выражена ведущая роль зеленых растений. Фотосинтез – процесс, в котором, с одной стороны, создается органическое вещество (главным образом, углеводы) из неорганических составляющих, а с другой стороны – открывается возможность использования выделяемого кислорода для дыхания, как самих растений, так и гетеротрофных аэробных организмов. На этом основывается сама возможность биологического круговорота веществ.
Литосфера – это «каменная оболочка» Земли (по В.И. Вернадскому), верхняя часть земной коры. Рассматривая литосферу как часть биосферы, в первую очередь имеется в виду ее поверхностная часть, измельченная в процессе физического, химического и биологического выветривания и содержащая помимо минерального также и органическое вещество. Эта часть литосферы представляет собой сложное биокосное тело, обладающее особыми свойствами и функциями и называемое почвой.
Почва представляет собой довольно сложную полидисперсную систему, включающую три фазы: твердую (минеральные частицы), жидкую (почвенная влага) и газообразную. Почва - наиболее насыщенная живыми организмами часть биосферы (почвенная пленка жизни). Поэтому в ней выделяют иногда четвертую фазу – живую.
Органическое вещество является обязательным компонентом почвы. Оно образуется в результате разложения мертвых организмов. Часть органического вещества формируется в самой почве, значительная часть его попадает в почву из наземных экосистем. Состав органических веществ многообразен и включает компоненты, образующиеся на разных стадиях разложения сложных углеводов, белков, жиров и других веществ.
Как среда жизни почва занимает как бы промежуточное положение между атмосферой и гидросферой: оно обладает структурированностью, здесь возможно обитание организмов, дышащих как по водному, так и по воздушному типу.
2. Основные свойства биосферы
Биосфере, как и составляющим ее другим экосистемам, более низкого ранга, присуща система свойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивость и другие параметры.
Важнейшей чертой биосферы является ее постоянный материально-энергетический обмен с космосом и существование исключительно в ее пределах живого вещества. Последнее обстоятельство имеет особое, огромное по своей важности значение. Благодаря живому веществу структура биосферы представляет собой подвижное динамическое равновесие – «организованность».
Биогеохимические функции биосферы многообразны, но это многообразие имеет единую сущность: в своем глобальном космическом проявлении «сфера жизни» выступает как гигантский аккумулятор и уникальный трансформатор лучистой энергии Солнца. Благодаря биосфере – приемнику космического излучения на всей нашей планете – осуществляется активная связь Земли с космосом. Если бы на Земле не было жизни, не было биосферы, работа солнечного луча сводилась бы лишь к перемещению газообразных, жидких и твердых тел по поверхности планеты и временному их нагреванию. Солнечная энергия не совершила бы на Земле созидательной деятельности, т.к. она не могла бы не удержаться на ней, не преобразоваться в необходимую для этого форму.
Благодаря геохимической работе живого вещества и прежде всего зеленых хлорофилловых растений, осуществляющих процесс фотосинтеза, соединения атомов в биосфере отличаются особой сложностью строения и большими запасами заключенной в них энергии. Явление фотосинтеза было открыто задолго до В.И. Вернадского. Однако исследователи фотосинтеза обращали, прежде всего, внимание лишь на собственно-биологическую сторону процесса, на самоподдержание жизни путем улавливания излучений. Вернадский же показал, что роль фотосинтеза еще более велика: благодаря ему меняется весь облик Земли. Преобразуя космическую (главным образом солнечную) энергию в свободную земную (химическую, механическую, тепловую, электрическую и пр.), живое вещество постоянно нарушает то относительное химическое спокойствие, которое присуще поверхности планеты самой по себе.
Улавливание солнечного излучения осуществляется только растительным миром. Но в удержании и в преобразовании энергии Солнца принимает участие все живое вещество планеты. Количество солнечной энергии, аккумулируемой живым веществом, колоссально. По расчетам Вернадского, на Земле ежегодно аккумулируется растениями около 1019
больших калорий энергии.
Поглощая постоянно из окружающей среды высококачественную энергию (зеленые растения – непосредственно в форме квантов солнечного света, другие организмы – в форме приготовленного растениями органического материала), живые существа накапливают ее, в результате чего количество энергии в биосфере повышается. Живое вещество постоянно извлекает из космоса отрицательную энтропию. Энтропия окружающей среды понижается, и организованность ее возрастает, и это возрастание идет неуклонно с ходом геологического времени.
«Организованность» биосферы, тесно связанная с пониженным значением ее энтропии, наиболее ярко проявляется во взаимной приспособляемости организма и среды, их взаимосогласованности и взаимовлиянии. Первая сторона такого взаимодействия – зависимость организма от среды – была полно раскрыта от Ламарка до Мичурина. Но обратное явление – отражение жизни на среде – почти не привлекало внимание до В.И.Вернадского. Указывая, что связь живого и неживого в биосфере является взаимной, ученый писал: «Организм имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена и к нему». Конечно, здесь имеется ввиду не отдельный организм, а совокупность проявления больших комплексов живых существ или даже все живое вещество планеты.
Биосфера – не только «организованность». Она – своеобразный «механизм», в котором связь и соотношение между живым и неживым веществом подчиняется точным, строго математическим закономерностям. Точное количественное выражение в явлениях жизни становятся возможными только тогда, когда от рассмотрения отдельных особей мы переходим к целым биоценозам, а затем и ко всему живому веществу планеты. Улавливая и перерабатывая космическую – прежде всего солнечную – энергию, живое вещество переносит эту энергию по земной поверхности, а также с вешней в глубинные оболочки планеты. Геохимически эта работа жизни осуществляется благодаря размножению организмов. Материально-энергетический «напор жизни» на среду подобен напору газа: живое вещество преодолевает сопротивление среды, стремится занять максимальный объем, распространиться на всю свободную территорию. Размножение – главный и основной вид того метаболического «вихря» атомов, благодаря которому не прекращается материально-энергетическая связь между организмом и средой, и в которой ярче всего проявляется геохимическая энергия жизни.
Постоянство темпа размножения живого вещества обусловило большую устойчивость всех химических реакций земной коры. Изменение этой устойчивости «означало бы нарушение всех веками установившихся циклов химических превращений в земном шаре». Среднее количество особей, появляющееся в биосфере благодаря размножению в единицах времени, является мерой геохимической энергии живого вещества или мерой производимой им работы. У различных биологических видов количество присущей им энергии различно и является, отмечал В.И. Вернадский, важнейшим видовым признаком.
Неразрывная связь планеты и организма имеет, таким образом, не только качественную, но и количественную сторону. Взятые в целом, в масштабе планеты, явления жизни, указывал Вернадский, построены на мере и числе. Размер планеты, ее геологические параметры и константы обуславливают вес, количество, размер потомства, быстроту его воспроизведения. «Планета и организм, - заключает ученый,- неразрывно численно связанны. Число должно также охватить область живого на нашей планете, как оно охватывает область больш
Важное свойство биосферы – наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого – углерод, который практически единственный способен образовывать межэлементные связи и создавать огромное количество органических соединений.
Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие – важнейшее свойство всех экосистем. Биосфера как глобальная экосистема характеризуется максимальным среди других систем разнообразием. Последнее обусловливается многими причинами и факторами. Это и разные среды жизни; и разнообразие природных зон, различающихся по климатическим, гидрологическим, почвенным, биотическим и другим свойствам; и наличии регионов, различающихся по химическому составу; и, самое главное, объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием.
3. Живое вещество, его средообразующие свойства и функции в биосфере
Этот термин в литературу ввел В.И. Вернадский. Под ним он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав. Живое вещество – основа биосферы, хотя и составляет незначительную ее часть.
В живых организмах на порядок или несколько порядков увеличиваются скорости химических реакций в процессе обмена веществ. В.И.Вернадский в связи с этим живое вещество назвал чрезвычайно активизированной материей.
Свойства живого вещества. Живое вещество способно быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. В.И. Вернадский назвал это всюдностью жизни. Данное свойство дало основание В.И. Вернадскому сделать вывод, что для определенных геологических периодов количество живого вещества было примерно постоянным (константой). Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением, так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела.
И до В.И. Вернадского было известно, что живые организмы участвуют в круговороте многих химических элементов, в образовании так называемых органогенных горных пород и минералов. Но только Вернадский указал на участие живого вещества в круговороте всех химических элементов. В.И. Вернадский показал, что проявления жизни глубочайшим образом меняют течение всех химических реакций в земной коре, что живое вещество изменяет историю почти всех химических элементов, что чуть ли не каждый из них проходит в общей цепи превращений через биогеохимическое звено. Жизнедеятельность организмов – это глубокий и мощный геологический процесс. Химические реакции в биосфере протекают или при непосредственном участии живых организмов или в среде, физико-химические особенности которой во многом обусловлены деятельностью организмов на протяжении всей геологической истории. Масштабы геохимической работы живого вещества таковы, что в течение краткого момента времени через живые организмы может пройти все вещество биосферы. Так, весь кислород земной атмосферы, являясь продуктом процесса фотосинтеза, обновляется благодаря зеленым хлорофилловых растений каждые 2000 лет, а все молекулы углекислоты, участвующей в процессе фотосинтеза, - каждые 300 лет.
После смерти и разрушения живых организмов большая часть составляющих их атомов опять возвращается в живое вещество. Но некоторая, очень незначительная их часть на долгое время выходит из жизненного цикла за пределы биосферы. « Вся земная кора целиком, на всю доступную нашему наблюдению глубину, изменена этим путем»,- писал ученый. И даже неорганическая материя биосферы, отмечал он, «есть в значительной мере создание жизни».
Живое вещество, несмотря на огромное разнообразие слагающих его организмов, едино в своей вещественной, атомно-изотопической основе. Но процесс атомной миграции связывает между собой не только сами организмы. Ни на секунду не прекращается биогеохимическая миграция из организма в среду и обратно. Эта миграция была бы невозможна, если бы химический элементарный состав организмов не был близок к химическому составу земной коры. Но последний, отмечал ученый, определяется, в конечном счете, не чисто геологическими причинами, а факторами и закономерностями космического характера – строением атомов. Космические, ядерные процессы оставили свой след и на облике планеты, и на материальном субстрате планетного явления – жизни.
Поэтому изучение химического состава биосферы представляет большой интерес и имеет важное научное значение. В.И. Вернадский разработал широкую программу таких исследований. Ученый установил средний химический состав живого вещества. Оказалось, что в организмах явно преобладают легкие элементы: H, C, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca(из тяжелых распространенным является лишь один - из тяжелых распространенным является лишь один – Fe). Эти элементы дают в организмах также соединения, которые, как правило, вне живого вещества не наблюдаются. Особое значение в жизни организмов имеют радиоактивные элементы.
Средообразующие функции живого вещества. Всю деятельность живых организмов в биосфере можно, с определенной долей условности, свести к нескольким основополагающим функциям, которые позволяют значительно дополнить представление об их преобразующей, биосферно-геологической роли.
В.И. Вернадский выделял девять функций живого вещества. Основные из них – газовая, кислородная, окислительная, восстановительная, концентрационная.
Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. В частности, включение углерода в процессы фотосинтеза, а затем в цепи питания обусловливало аккумуляцию его в биогенном веществе (органические остатки, известняки и т. п.). В результате этого шло постепенное уменьшение содержания углерода и его соединений, прежде всего двуокиси в атмосфере с десятков процентов до современных 0,03%.
Кислородная – близка к газовой функции, связана с накоплением в атмосфере кислорода и уменьшением его в результате горения и дыхания.
Окислительная – связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов окисления, благодаря обогащению среды кислородом.
Восстановительная – связана с интенсификацией процессов восстановления прежде всего в тех случаях, когда идет разложение органических веществ при дефиците кислорода. Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном море). Данный процесс в связи с деятельностью человека прогрессирует.
Концентрационная – способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков (по марганцу, например, в теле отдельных организмов – в миллионы раз). Результат концентрационной деятельности – залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т.п.
Средообразующая функция является результатом совместного действия других функций. С ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды. Эту функцию можно рассматривать в широком и более узком планах.
В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Она создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии ее параметры практически во всех геосферах.
В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании почв. В.И.Вернадский, как отмечалось выше, почву называл биокосным телом, подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании и существовании.
Таким образом, совокупная деятельность всех форм жизни активно преобразует свойства основных сред жизни, соответствующих газовой каменной и жидкой геологическим оболочкам земного шара. По меткому выражению В.И. Вернадского «живое вещество само создает себе область жизни».
В обобщающем виде роль живого вещества сформулирована в виде «Закона биогенной миграции атомов» (В.И. Вернадского): «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, существовавшим и существующим в биосфере со времени ее образования…». В соответствии с этим законом понимание процессов, протекающих в биосфере, невозможно без учета биотических и биогенных факторов. Воздействуя на живое население Земли, люди тем самым изменяют условия миграции атомов, а, следовательно, воздействуют на основополагающие геологические процессы.
Живое и неживое вещество. Биологическое время. Единство живого и неживого диалектично. Но оно в то же время включает в себя и глубокое качественное отличие живых тел от всей остальной природы. Явления жизни принципиально не сводимы к физико-химическим системам. Будучи особой формой взаимосвязи химических элементов, живое вещество характеризуется не только особым атомным, но и своеобразным изотопным составом, что было теоретически предсказано Вернадским и практически подтверждено уже после его смерти.
Но еще более значительной особенностью живого вещества является его отличие от «косной» среды по пространству – времени. Живому веществу как высшему, наиболее сложному и развитому уровню организации материи соответствует особое, только ему присущее пространство – время.
В окружающей нас природе, отмечал В.И. Вернадский, мы имеем дело не с идеальным (геометрическим), а с реальным - физико-химическим и биологическим пространством, особенности которого определяются сложными законами поведения атомов, изотопов и элементарных частиц. К соображениям о характере биологического пространства – времени Вернадский шел долгим путем, изучая проявления в живой и неживой природе законов симметрии. Своеобразие ее в организмах ученый связывал с «геометрическим строением физического пространства, занимаемого телами живого организма». Вернадский высказал научную гипотезу, согласно которой геометрический субстрат живого вещества отвечает одному из пространств геометрии Римана. Для этого пространства характерны кривые линии и кривые поверхности; полярные векторы (т.е. отсутствие центра симметрии и сложные симметрии); неравенство правизны и левизны. « Это пространство конечно, замкнутое, резко отделяющееся от окружающего».
В особых пространственных геометрических формах В.И. Вернадский долгое время видел наиболее существенное отличие живого от неживого. Но уже в 40-е гг., он пришел к выводу, что это отличие лежит еще более глубоко: в пространстве – времени.
Жизненное (биологическое) время проявляется, согласно Вернадскому, в трех процессах: 1) Во времени индивидуального бытия; 2) В смене поколений без изменения форм жизни (промежуток в смене поколений ученый принимал за единицу биологического времени данного вида); 3) В эволюционном процессе, скачками меняющем форму организмов одновременно со сменой поколений. Время индивидуального бытия живых организмов связано с неуклонно идущим процессом старения и смертью.
Особые свойства биологического времени связаны также с «организованностью» живой системы. В такой системе (будь это отдельный организм или вся биосфера в целом) «нет никогда тождественности состояния во времени, создается всегда новое, близкое к прошлому, но не тождественное состояние». Ни одна из точек такой системы не занимает в течение сколь угодно продолжительного времени то же самое место, т.к. «организованный процесс отличается постоянной новизной, необратимостью и направленностью».
4. Место человека в биосфере
Сложные взаимоотношения, поддерживающие устойчивый круговорот веществ, а с ним и существование жизни как глобального явления нашей планеты, сформировались на протяжении длительной геологической истории Земли. В последнее время положение резко изменилось. В течение практически всего одного столетия стремительный прогресс науки и техники привел к тому, что по масштабам влияния на биосферные процессы деятельность человека стала сопоставимой с естественными факторами, определявшими развитие биосферы на протяжении предыдущей ее истории.
В наши дни вступает в силу концепция ноосферы В.И.Вернадского. Ноосфера – сфера ведущего значения человеческого разума. «Человечество, взятое в целом,- писал В.И. Вернадский,- становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом встает вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».
Мысль о роли человечества, на базе научных знаний преобразующего биосферу на благо каждого человека, не оставляла Вернадского весь последний период его жизни. «Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете». « В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни».
Ключевые положения концепции В.И. Вернадского: а) человечество – великая геологическая сила; б) эта сила есть воля и разум человека как существа социально организованного; в) лик планеты изменен человеком настолько глубоко, что оказался затронутым ее биогеохимический метаболизм; г) человечество эволюционирует в сторону обособления от остальной биосферы.
Если синтезировать все характеристики ноосферы, данные Вернадским, то она представляется как сфера человеческой культуры с широким спектром духовных и материальных проявлений. Как и в ранних работах, Вернадский связывает ее возникновение с процессом культурогенеза.
Воздействие человека принципиально отличается от результатов жизнедеятельности остальных организмов: оно связано в первую очередь не с биологической, а с производственной деятельностью. Мощь человечества, по словам Вернадского, связана не с его материей, но с его мозгом, с его разумом и направленным этим разумом его трудом. Будущее биосферы – ноосферы может быть прекрасным. Однако В.И.Вернадский видел и предсказывал негативные последствия антропогенного воздействия на природу. В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это, и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление. Лик планеты, пишет Вернадский, резко меняется человеком сознательно и, главным образом, бессознательно: меняются физически и химически почва, воздушная оболочка Земли, природные воды суши, прибрежные моря и части океана.
К сожалению, концепция В.И. Вернадского о человеческом разуме как ведущей силе преобразования биосферы пока оправдалась лишь частично. Действительно, прогресс разума в виде научных, технических и технологических достижений дал в руки человека силы, достаточные для изменения биосферных процессов, извлечения непосредственной пользы из ресурсов биосферы. Того же разума не хватило, чтобы эксплуатировать эти ресурсы, не входя в противоречие с естественными законами существования биосферы как единого целого. В результате современное человечество, обладая огромными возможностями, реализует их против собственных интересов, нарушая сложившиеся за многие миллионы лет эволюции взаимоотношения, поддерживающие устойчивость биосферы.
Заключение
Учение В.И. Вернадского о биосфере явилось закономерным результатом предшествующего развития всего теоретического естествознания к 20-40 гг. 20 века. Для самого Вернадского обращение к проблеме биосферы, законов взаимоотношения и связи живого и неживого вещества было подготовлено долгими годами упорных научно-теоретических поисков.
Учение произвело переворот во взглядах на глобальные природные явления, в том числе геологические процессы, причины явлений, их эволюцию. До трудов Вернадского эти процессы, прежде всего, связывали с действием физико-химических сил, объединяемых термином «выветривание». В.И. Вернадский показал первостепенную преобразующую роль живых организмов и обуславливаемых ими механизмов образования и разрушения геологических структур, круговорота веществ, изменения твердой (литосферы), водной (гидросферы) и воздушной (атмосферы) оболочек Земли. Живое вещество, по словам Вернадского, выполняет космическую функцию, связывает Землю с космосом; трансформируя солнечную энергию, выполняет гигантскую химическую работу.
Итак, материалистическое учение В.И. Вернадского о биосфере заложило основы современных научных и философских представлений о планетарном и космическом значении жизни, о взаимодействии живой и неживой природы.
Список использованной литературы
1. Ростовский университет. Человек и биосфера. Издательство Ростовского университета, 1997. – с. 336
2. Алексеенко В.А. Биосфера и жизнедеятельность. Учеб. пособие. – М.: Логос, 2002. – с. 212
3. Н.Филипповский. История биосферы. – М.: Знание, 1982. – с. 96
4. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: Айрис-пресс, 2003. – 576 с.
5. Петров К.М. Общая экология: взаимодействие общества и природы. Учеб. пособие для вузов. СПб.: Химия, 1997. – с. 352
6. Воронков Н.А. Основы общей экологии. – М.: Агар, 1999. – с. 96
7. Шилов И.А. Экология. Учеб. для биол. и мед. Вузов. – М.: Высшая школа, 2003. – с. 512
8. Коробкин В.И. Экология: учебник для студентов вузов. Ростов на/Д: Феникс, 2001. С.84-102