МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО«СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРАЭКОЛОГИИ
РЕФЕРАТ
Учение В.И.Вернадского о биосфере
Выполнила: Осташова Е.В.
Сыктывкар2008
Содержание
Введение
1. Биосфера как арена жизни
2. Основные свойства биосферы
3. Живое вещество, егосредообразующие свойства и функции в биосфере
4. Место человека в биосфере
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Биосфера – «областьжизни», пространство на поверхности земного шара, в котором распространеныживые существа. Термин был введен в 1875 г. австрийским геологом ЭдуардомЗюссом. Он рассматривал биосферу в чисто топологическом смысле – какпространство, заполненное жизнью. Термин вошел в обиход, не имея четкогоопределения.
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 настоящеевремя, так и в прошлые этапы истории планеты, предвосхитив, таким образом,современный взгляд на это понятие. На рубеже 19 – 20 вв. идея о глобальномвлиянии жизни на природные явления была обоснована в трудах крупнейшего ученого– почвоведа В.В.Докучаева.
Развернутое учение о биосфересоздано и разработано академиком В.И.Вернадским, опубликовавшим в 1926 г. свойклассический труд «Биосфера». Принципиальные положения учения В.И. Вернадскогоо биосфере органически сочетают подходы его предшественников. С одной стороныон рассматривает биосферу как оболочку Земли, в которой существует жизнь. Вэтом плане В.И. Вернадский различает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) икаменную (литосфера) оболочки земного шара как составляющие биосферы, областираспространения жизни. С другой стороны, В.И. Вернадский подчеркивал, чтобиосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы; ее составопределяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат ихсовокупной химической активности в настоящем и в прошлом.
Всю совокупность живыхорганизмов он обозначил термином живое вещество, противопоставляя его косномувеществу, к которому относил все геологические образования, не входящие всостав живых организмов и не созданные ими. Третья категория вещества вбиосфере, по В.И. Вернадскому, это биокосное вещество. Сюда он причислялкомплекс взаимодействующих живого и косного веществ (океанические воды, нефть ит. п.; важнейшее значение как биокосное вещество имеет почва). Наконец,существует биогенное вещество – геологические породы, созданные деятельностьюживого вещества (известняки, каменный уголь и т.п.). В.И. Вернадский считал,что земная кора представляет собой остатки былых биосфер.
Фундаментальным отличиемживого вещества от косного является охваченность его эволюционным процессом,непрерывно создающим новые формы живых существ. Многообразие форм жизни и ихмногофункциональность создают основу устойчивого круговорота веществ иканализированных потоков энергии. В этом специфика и залог устойчивостибиосферы как уникальной оболочки земного шара.
Таким образом, биосфера,по В.И. Вернадскому, представляет собой одну из геологических оболочек земногошара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетическиепревращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живоговещества. Человечество входит в эту систему как ее составная часть. Как живоевещество оно непрерывно связано с материально–энергетическими процессамибиосферы.
1.Биосфера как арена жизни
Активная деятельностьживых организмов охватывает относительно небольшой слой поверхностных оболочекнашей планеты. Его границы определяются комплексом условий, допускающихустойчивое существование сообществ живых организмов. По В.И. Вернадскому, какуже отмечено, в состав биосферы входят нижняя часть атмосферы, гидросфера иповерхностные слои литосферы, преимущественно подвергшаяся выветриванию сучастием живых организмов ее часть – почва.
Каждая из этихгеологических оболочек планеты имеет свои специфические свойства, которыеопределяют не только набор форм живых организмов, обитающих в данной частибиосферы, но и их основные морфофизиологические особенности, формируя своимвлиянием принципиальные пути эволюции и становление фундаментальных чертжизненных форм наземных, водных и почвенных организмов. Таким образом,воздушная, водная и почвенная оболочки земного шара представляют собой непросто пространство, заполненное жизнью, но выступают как основные среды жизни,активно формирующие ее состав и биологические свойства.
Гидросфера. В понятие гидросферывключаются все типы водоемов. Эта среда наиболее однородна среди других. Онамало изменяется в пространстве, здесь нет четких границ между отдельнымиэкосистемами.
Химизм воды имеет большоезначение и как фактор, обуславливающий осмотические отношения организма вводной среде. Практически у всех водных организмов существуют проницаемые дляводы участки поверхности, через которые идет осмотический поток воды.Направленность и сила его зависят от разницы концентраций солей и другихосмотически активных веществ между водной средой и жидкостями организма.
Постоянное наличие в водерастворенных и взвешенных веществ имеют большое значение как фактор питания;выделение в воду продуктов обмена не только освобождает организм от ненужныхвеществ, но и широко используется водными животными как средство химическойкоммуникации. Таким образом, в понятие воды как среды жизни включаетсяобязательное наличие растворенных и взвешенных в ней веществ, в том числеимеющих органогенное происхождение.
Жизнь распространена вгидросфере по всей ее толще. Однако существуют области ее повышеннойконцентрации – 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% всегопланктона. Наиболее полно развита жизнь и наиболее активны биогеохимическиепроцессы в местах контакта всех трех сред: воды, воздуха и твердого субстрата.Здесь в оптимуме находятся все факторы, необходимые для жизни. На побережьяхморей развиваются богатые и разнообразные сообщества, названные В.И. Вернадским«сгущениями жизни». Для обеспечения экологического равновесия всей биосферы этипленки и сгущения жизни в океане играют ключевую роль. Живое вещество океанавносит свой вклад не только в продуцирование биомассы, но и в поддержаниегазового состава атмосферы, регулирования химического состава океанических вод,процессов образования осадочных горных пород, формирование берегов и подводногорельефа. Живое вещество откачивает углекислый газ из атмосферы и захораниваетего в осадочных породах типа известняков и доломитов, а также в толще морскойводы благодаря образованию биомассы живого вещества и растворенной органики.
В соответствии соструктурным 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 содержатпассивно парящие в толще воды формы – планктон – и активно плавающих животных –нектон. Особую группу составляют пелагические виды, обитающие на границе воднойи воздушной сред.
Атмосфера. АтмосфераЗемли по химическому составу относится к азотно–кислородному типу. Своеобразиесостава выражается в ничтожном содержании инертных газов (кроме аргона) имолекулярного водорода. Состав атмосферы сильно отличается от вулканическихгазов, за счет которых она возникла в далеком прошлом. Это свидетельствует отом, что в течение геологической истории Земли происходили мощные процессы,изменившие состав ее газовой оболочки. Эти процессы связывают с активностьюживого населения биосферы.
На высоте 10 -100 кмрасполагается озоновый слой. Озоновый экран имеет громадное значение длясохранения жизни на Земле: в слое озона поглощается большая часть идущего отСолнца ультрафиолетового излучения, причем в его коротковолновой части,наиболее губительной для живых организмов.
Воздух как среда жизниобладает определенными особенностями, направляющими общие пути эволюцииобитателей этой среды. Так, высокое содержание кислорода определяет возможностьформирования высокого уровня энергетического метаболизма. Не случайно именно вэтой среде возникли теплокровные животные, отличающиеся высоким уровнемэнергетики организма, большой степенью автономности от внешних воздействий ивысокой биологической активностью в экосистемах.
Одной из важнейшихособенностей атмосферы как арены жизни является низкая плотность воздуха.Низкая плотность воздушной среды закрывает возможность существованияорганизмов, 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 вотносительно тонком слое над поверхностью Земли, жизнь в атмосфере неотличается вертикальной структурированностью потоков вещества и энергии,формирующих биологический круговорот.
Циклы биогенногокруговорота в своей основе определяются условиями ландшафтно-климатических зон,хотя в целом круговорот веществ является единым процессом. В его основе вназемной среде ярко выражена ведущая роль зеленых растений. Фотосинтез –процесс, в котором, с одной стороны, создается органическое вещество (главнымобразом, углеводы) из неорганических составляющих, а с другой стороны –открывается возможность использования выделяемого кислорода для дыхания, каксамих растений, так и гетеротрофных аэробных организмов. На этом основываетсясама возможность биологического круговорота веществ.
Литосфера – это «каменнаяоболочка» Земли (по В.И. Вернадскому), верхняя часть земной коры. Рассматриваялитосферу как часть биосферы, в первую очередь имеется в виду ее поверхностнаячасть, измельченная в процессе физического, химического и биологическоговыветривания и содержащая помимо минерального также и органическое вещество.Эта часть литосферы представляет собой сложное биокосное тело, обладающееособыми свойствами и функциями и называемое почвой.
Почва представляет собойдовольно 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 веществоявляется обязательным компонентом почвы. Оно образуется в результате разложениямертвых организмов. Часть органического вещества формируется в самой почве,значительная часть его попадает в почву из наземных экосистем. Составорганических веществ многообразен и включает компоненты, образующиеся на разныхстадиях разложения сложных углеводов, белков, жиров и других веществ.
Как среда жизни почвазанимает как бы промежуточное положение между атмосферой и гидросферой: онообладает структурированностью, здесь возможно обитание организмов, дышащих какпо водному, так и по воздушному типу.
2. Основные свойства биосферы
Биосфере, как исоставляющим ее другим экосистемам, более низкого ранга, присуща системасвойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивостьи другие параметры.
Важнейшей чертой биосферыявляется ее постоянный материально-энергетический обмен с космосом исуществование исключительно в ее пределах живого вещества. Последнееобстоятельство имеет особое, огромное по своей важности значение. Благодаряживому веществу структура биосферы представляет собой подвижное динамическоеравновесие – «организованность».
Биогеохимические функциибиосферы многообразны, но это многообразие имеет единую сущность: в своемглобальном космическом проявлении «сфера жизни» выступает как гигантскийаккумулятор и уникальный трансформатор лучистой энергии Солнца. Благодарябиосфере – 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 перемещениюгазообразных, жидких и твердых тел по поверхности планеты и временному ихнагреванию. Солнечная энергия не совершила бы на Земле созидательнойдеятельности, т.к. она не могла бы не удержаться на ней, не преобразоваться внеобходимую для этого форму.
Благодаря геохимическойработе живого вещества и прежде всего зеленых хлорофилловых растений,осуществляющих процесс фотосинтеза, соединения атомов в биосфере отличаютсяособой сложностью строения и большими запасами заключенной в них энергии.Явление фотосинтеза было открыто задолго до В.И. Вернадского. Однакоисследователи фотосинтеза обращали, прежде всего, внимание лишь насобственно-биологическую сторону процесса, на самоподдержание жизни путемулавливания излучений. Вернадский же показал, что роль фотосинтеза еще болеевелика: благодаря ему меняется весь облик Земли. Преобразуя космическую(главным образом солнечную) энергию в свободную земную (химическую,механическую, тепловую, электрическую и пр.), живое вещество постоянно нарушаетто относительное химическое спокойствие, которое присуще поверхности планетысамой по себе.
Улавливание солнечногоизлучения осуществляется только растительным миром. Но в удержании и впреобразовании энергии Солнца принимает участие все живое вещество планеты.Количество солнечной энергии, аккумулируемой живым веществом, колоссально. Порасчетам Вернадского, на Земле ежегодно аккумулируется растениями около 1019больших калорий энергии.
Поглощая постоянно изокружающей среды высококачественную энергию (зеленые растения – непосредственнов форме квантов солнечного света, другие организмы – в форме приготовленногорастениями органического материала), живые существа накапливают ее, врезультате чего количество энергии в биосфере повышается. Живое веществопостоянно извлекает из космоса отрицательную энтропию. Энтропия окружающейсреды понижается, и организованность ее возрастает, и это возрастание идетнеуклонно с ходом геологического времени.
«Организованность»биосферы, тесно связанная с пониженным значением ее энтропии, наиболее яркопроявляется во взаимной приспособляемости организма и среды, ихвзаимосогласованности и взаимовлиянии. Первая сторона такого взаимодействия –зависимость организма от среды – была полно раскрыта от Ламарка до Мичурина. Нообратное явление – отражение жизни на среде – почти не привлекало внимание доВ.И.Вернадского. Указывая, что связь живого и неживого в биосфере являетсявзаимной, ученый писал: «Организм имеет дело со средой, к которой он не толькоприспособлен, но которая приспособлена и к нему». Конечно, здесь имеется ввидуне отдельный организм, а совокупность проявления больших комплексов живыхсуществ или даже все живое вещество планеты.
Биосфера – не только«организованность». Она – своеобразный «механизм», в котором связь исоотношение между живым и неживым веществом подчиняется точным, строгоматематическим закономерностям. Точное количественное выражение в явленияхжизни становятся возможными только тогда, когда от рассмотрения отдельныхособей мы переходим к целым биоценозам, а затем и ко всему живому веществупланеты. Улавливая и перерабатывая космическую – прежде всего солнечную –энергию, живое вещество переносит эту энергию по земной поверхности, а также свешней в глубинные оболочки планеты. Геохимически эта работа жизниосуществляется благодаря размножению организмов. Материально-энергетический«напор жизни» на среду подобен напору газа: живое вещество преодолеваетсопротивление среды, стремится занять максимальный объем, распространиться навсю свободную территорию. Размножение – главный и основной вид тогометаболического «вихря» атомов, благодаря которому не прекращаетсяматериально-энергетическая связь между организмом и средой, и в которой ярчевсего проявляется геохимическая энергия жизни.
Постоянство темпаразмножения живого вещества обусловило большую устойчивость всех химическихреакций земной коры. Изменение этой устойчивости «означало бы нарушение всехвеками установившихся циклов химических превращений в земном шаре». Среднееколичество особей, появляющееся в биосфере благодаря размножению в единицахвремени, является мерой геохимической энергии живого вещества или меройпроизводимой им работы. У различных биологических видов количество присущей имэнергии различно и является, отмечал В.И. Вернадский, важнейшим видовымпризнаком.
Неразрывная связь планетыи организма имеет, таким образом, не только качественную, но и количественнуюсторону. Взятые в целом, в масштабе планеты, явления жизни, указывал Вернадский,построены на мере и числе. Размер планеты, ее геологические параметры иконстанты обуславливают вес, количество, размер потомства, быстроту еговоспроизведения. «Планета и организм, — заключает ученый,- неразрывно численносвязанны. Число должно также охватить область живого на нашей планете, как оноохватывает область больших явлений космоса».
Важное свойство биосферы– наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с нимнеисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. При отсутствиикруговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительныйматериал» живого – углерод, который практически единственный способенобразовывать межэлементные связи и создавать огромное количество органическихсоединений.
Биосфера – система,характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие – важнейшее свойство всехэкосистем. Биосфера как глобальная экосистема характеризуется максимальнымсреди других систем разнообразием. Последнее обусловливается многими причинамии факторами. Это и разные среды жизни; и разнообразие природных зон,различающихся по климатическим, гидрологическим, почвенным, биотическим идругим свойствам; и наличии регионов, различающихся по химическому составу; и,самое главное, объединение в рамках биосферы большого количества элементарныхэкосистем со свойственным им видовым разнообразием.
3. Живое вещество, егосредообразующие свойства и функции в биосфере
Этот термин в литературуввел В.И. Вернадский. Под ним он понимал совокупность всех живых организмов,выраженную через массу, энергию и химический состав. Живое вещество – основабиосферы, хотя и составляет незначительную ее часть.
В живых организмах напорядок или несколько порядков увеличиваются скорости химических реакций впроцессе обмена веществ. В.И.Вернадский в связи с этим живое вещество назвалчрезвычайно активизированной материей.
Свойства живого вещества.Живое вещество способно быстро занимать (осваивать) все свободное пространство.В.И. Вернадский назвал это всюдностью жизни. Данное свойство дало основаниеВ.И. Вернадскому сделать вывод, что для определенных геологических периодовколичество живого вещества было примерно постоянным (константой). Способностьбыстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением, так и соспособностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела.
И до В.И. Вернадскогобыло известно, что живые организмы участвуют в круговороте многих химическихэлементов, в образовании так называемых органогенных горных пород и минералов.Но только Вернадский указал на участие живого вещества в круговороте всеххимических элементов. В.И. Вернадский показал, что проявления жизни глубочайшимобразом меняют течение всех химических реакций в земной коре, что живоевещество изменяет историю почти всех химических элементов, что чуть ли некаждый 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 живыхорганизмов или в среде, физико-химические особенности которой во многомобусловлены деятельностью организмов на протяжении всей геологической истории.Масштабы геохимической работы живого вещества таковы, что в течение краткого моментавремени через живые организмы может пройти все вещество биосферы. Так, веськислород земной атмосферы, являясь продуктом процесса фотосинтеза, обновляетсяблагодаря зеленым хлорофилловых растений каждые 2000 лет, а все молекулыуглекислоты, участвующей в процессе фотосинтеза, — каждые 300 лет.
После смерти и разрушенияживых организмов большая часть составляющих их атомов опять возвращается вживое вещество. Но некоторая, очень незначительная их часть на долгое времявыходит из жизненного цикла за пределы биосферы. « Вся земная кора целиком, навсю доступную нашему наблюдению глубину, изменена этим путем»,- писал ученый. Идаже неорганическая материя биосферы, отмечал он, «есть в значительной мересоздание жизни».
Живое вещество, несмотряна огромное разнообразие слагающих его организмов, едино в своей вещественной,атомно-изотопической основе. Но процесс атомной миграции связывает между собойне только сами организмы. Ни на секунду не прекращается биогеохимическаямиграция из организма в среду и обратно. Эта миграция была бы невозможна, еслибы химический элементарный состав организмов не был близок к химическомусоставу земной коры. Но последний, отмечал ученый, определяется, в конечномсчете, не чисто геологическими причинами, а факторами и закономерностямикосмического характера – строением атомов. Космические, ядерные процессыоставили свой след и на облике планеты, и на материальном субстрате планетногоявления – жизни.
Поэтому изучениехимического состава биосферы представляет большой интерес и имеет важноенаучное значение. В.И. Вернадский разработал широкую программу такихисследований. 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 тяжелыхраспространенным является лишь один – Fe). Эти элементы дают в организмах также соединения, которые, как правило,вне живого вещества не наблюдаются. Особое значение в жизни организмов имеютрадиоактивные элементы.
Средообразующие функцииживого вещества. Всю деятельность живых организмов в биосфере можно, сопределенной долей условности, свести к нескольким основополагающим функциям,которые позволяют значительно дополнить представление об их преобразующей,биосферно-геологической роли.
В.И. Вернадский выделялдевять функций живого вещества. Основные из них – газовая, кислородная,окислительная, восстановительная, концентрационная.
Газовая – способностьизменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферыв целом. В частности, включение углерода в процессы фотосинтеза, а затем в цепипитания обусловливало аккумуляцию его в биогенном веществе (органическиеостатки, известняки и т. п.). В результате этого шло постепенное уменьшениесодержания углерода и его соединений, прежде всего двуокиси в атмосфере сдесятков процентов до современных 0,03%.
Кислородная – близка кгазовой функции, связана с накоплением в атмосфере кислорода и уменьшением егов результате горения и дыхания.
Окислительная – связана синтенсификацией под влиянием живого вещества процессов окисления, благодаряобогащению 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 накоплениемсероводорода, а также метана. Это делает практически безжизненными глубинныеслои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черномморе). Данный процесс в связи с деятельностью человека прогрессирует.
Концентрационная –способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химическиеэлементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой нанесколько порядков (по марганцу, например, в теле отдельных организмов – вмиллионы раз). Результат концентрационной деятельности – залежи горючихископаемых, известняки, рудные месторождения и т.п.
Средообразующая функцияявляется результатом совместного действия других функций. С ней, в конечномсчете, связано преобразование физико-химических параметров среды. Эту функциюможно рассматривать в широком и более узком планах.
В широком пониманиирезультатом данной функции является вся природная среда. Она создана живымиорганизмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии еепараметры практически во всех геосферах.
В более узком планесредообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образованиипочв. В.И.Вернадский, как отмечалось выше, почву называл биокосным телом,подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании исуществовании.
Таким образом, совокупнаядеятельность 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 областьжизни».
В обобщающем виде рольживого вещества сформулирована в виде «Закона биогенной миграции атомов» (В.И. Вернадского):«Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целомосуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же онапротекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живымвеществом, 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 живоенаселение 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 жевремя включает в себя и глубокое качественное отличие живых тел от всейостальной природы. Явления жизни принципиально не сводимы к физико-химическимсистемам. Будучи особой формой взаимосвязи химических элементов, живое веществохарактеризуется не только особым атомным, но и своеобразным изотопным составом,что было теоретически предсказано Вернадским и практически подтверждено ужепосле его смерти.
Но еще более значительнойособенностью живого вещества является его отличие от «косной» среды попространству – времени. Живому веществу как высшему, наиболее сложному и развитомууровню организации материи соответствует особое, только ему присущеепространство – время.
В окружающей нас природе,отмечал В.И. Вернадский, мы имеем дело не с идеальным (геометрическим), а среальным — физико-химическим и биологическим пространством, особенностикоторого определяются сложными законами поведения атомов, изотопов иэлементарных частиц. К соображениям о характере биологического пространства –времени Вернадский шел долгим путем, изучая проявления в живой и неживойприроде законов симметрии. Своеобразие ее в организмах ученый связывал с«геометрическим строением физического пространства, занимаемого телами живогоорганизма». Вернадский высказал научную гипотезу, согласно которойгеометрический субстрат живого вещества отвечает одному из пространствгеометрии Римана. Для этого пространства характерны кривые линии и кривыеповерхности; полярные векторы (т.е. отсутствие центра симметрии и сложныесимметрии); неравенство правизны и левизны. « Это пространство конечно,замкнутое, резко отделяющееся от окружающего».
В особых пространственныхгеометрических формах В.И. Вернадский долгое время видел наиболее существенноеотличие живого от неживого. Но уже в 40-е гг., он пришел к выводу, что этоотличие лежит еще более глубоко: в пространстве – времени.
Жизненное (биологическое)время проявляется, согласно Вернадскому, в трех процессах: 1) Во временииндивидуального бытия; 2) В смене поколений без изменения форм жизни (промежутокв смене поколений ученый принимал за единицу биологического времени данноговида); 3) В эволюционном процессе, скачками меняющем форму организмоводновременно со сменой поколений. Время индивидуального бытия живых организмовсвязано с неуклонно идущим процессом старения и смертью.
Особые свойствабиологического времени связаны также с «организованностью» живой системы. Втакой системе (будь это отдельный организм или вся биосфера в целом) «нетникогда тождественности состояния во времени, создается всегда новое, близкое кпрошлому, но не тождественное состояние». Ни одна из точек такой системы незанимает в течение сколь угодно продолжительного времени то же самое место,т.к. «организованный процесс отличается постоянной новизной, необратимостью инаправленностью».
4.Место человека в биосфере
Сложные взаимоотношения,поддерживающие устойчивый круговорот веществ, а с ним и существование жизни какглобального явления нашей планеты, сформировались на протяжении длительнойгеологической истории Земли. В последнее время положение резко изменилось. Втечение практически всего одного столетия стремительный прогресс науки итехники привел к тому, что по масштабам влияния на биосферные процессыдеятельность человека стала сопоставимой с естественными факторами,определявшими развитие биосферы на протяжении предыдущей ее истории.
В наши дни вступает всилу концепция ноосферы В.И.Вернадского. Ноосфера – сфера ведущего значениячеловеческого разума. «Человечество, взятое в целом,- писал В.И. Вернадский,-становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудомвстает вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящегочеловечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы,не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».
Мысль о роличеловечества, на базе научных знаний преобразующего биосферу на благо каждогочеловека, не оставляла Вернадского весь последний период его жизни. «Ноосфераесть новое геологическое явление на нашей планете». « В ней впервые человекстановится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своимтрудом и мыслью область своей жизни».
Ключевые положенияконцепции В.И. Вернадского: а) человечество – великая геологическая сила; б)эта сила есть воля и разум человека как существа социально организованного; в) ликпланеты изменен человеком настолько глубоко, что оказался затронутым еебиогеохимический метаболизм; г) человечество эволюционирует в сторонуобособления от остальной биосферы.
Если синтезировать всехарактеристики ноосферы, данные Вернадским, то она представляется как сферачеловеческой культуры с широким спектром духовных и материальных проявлений.Как и в ранних работах, Вернадский связывает ее возникновение с процессомкультурогенеза.
Воздействие человекапринципиально отличается от результатов жизнедеятельности остальных организмов:оно связано в первую очередь не с биологической, а с производственнойдеятельностью. Мощь человечества, по словам Вернадского, связана не с егоматерией, но с его мозгом, с его разумом и направленным этим разумом еготрудом. Будущее биосферы – ноосферы может быть прекрасным. ОднакоВ.И.Вернадский видел и предсказывал негативные последствия антропогенноговоздействия на природу. В геологической истории биосферы перед человекомоткрывается огромное будущее, если он поймет это, и не будет употреблять свойразум и свой труд на самоистребление. Лик планеты, пишет Вернадский, резкоменяется человеком сознательно и, главным образом, бессознательно: меняютсяфизически и химически почва, воздушная оболочка Земли, природные воды суши,прибрежные моря и части океана.
К сожалению, концепцияВ.И. Вернадского о человеческом разуме как ведущей силе преобразования биосферыпока оправдалась лишь частично. Действительно, прогресс разума в виде научных,технических и технологических достижений дал в руки человека силы, достаточныедля изменения биосферных процессов, извлечения непосредственной пользы изресурсов биосферы. Того же разума не хватило, чтобы эксплуатировать этиресурсы, не входя в противоречие с естественными законами существованиябиосферы как единого целого. В результате современное человечество, обладаяогромными возможностями, реализует их против собственных интересов, нарушаясложившиеся за многие миллионы лет эволюции взаимоотношения, поддерживающиеустойчивость биосферы.
Заключение
Учение В.И. Вернадского обиосфере явилось закономерным результатом предшествующего развития всеготеоретического естествознания к 20-40 гг. 20 века. Для самого Вернадскогообращение к проблеме биосферы, законов взаимоотношения и связи живого инеживого вещества было подготовлено долгими годами упорных научно-теоретическихпоисков.
Учение произвелопереворот во взглядах на глобальные природные явления, в том числегеологические процессы, причины явлений, их эволюцию. До трудов Вернадского этипроцессы, прежде всего, связывали с действием физико-химических сил,объединяемых термином «выветривание». В.И. Вернадский показал первостепеннуюпреобразующую роль живых организмов и обуславливаемых ими механизмовобразования и разрушения геологических структур, круговорота веществ, изменениятвердой (литосферы), водной (гидросферы) и воздушной (атмосферы) оболочекЗемли. Живое вещество, по словам Вернадского, выполняет космическую функцию,связывает Землю с космосом; трансформируя солнечную энергию, выполняетгигантскую химическую работу.
Итак, материалистическоеучение В.И. Вернадского о биосфере заложило основы современных научных ифилософских представлений о планетарном и космическом значении жизни, овзаимодействии живой и неживой природы.
Список использованнойлитературы
1. Ростовский университет. Человек ибиосфера. Издательство Ростовского университета, 1997. – с. 336
2. Алексеенко В.А. Биосфера ижизнедеятельность. 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 длястудентов вузов. Ростов на/Д: Феникс, 2001. С.84-102