21. Биосфера как геологическая оболочка Земли: состав, значение, функции. Трофическая цепь и ее значение.

В 1826 г. немецкий ученый Гумбольдт ввел понятие «жизненная среда», понимая под этим оболочку Земли, куда включал атмосферные, морские и континентальные процессы и весь органический мир. Так в науке формировалось понятие пространства, охватываемого жизнью и ей же создаваемого. Геолог Зюсс назвал это пространство «биосферой».

Суть учения Вернадского о биосфере заключается в следующем: 1) биосфера — это целостная организованная система живого вещества; 2) все явления в ней — часть единого механизма биосферы; 3) живое вещество — это то звено, которое соединяет историю химических элементов с эволюцией организмов и человека и с эволюцией всей биосферы.

Биосфера сыграла определяющую роль в возникновении атмосферы, гидросферы и литосферы. Биосфера представляет собой единство живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Биосфера в своем естественном состоянии — это монолит жизни.

Органическая жизнь сосредоточена в литосфере (верхняя часть твердой поверхности земной коры), в гидросфере (моря, реки, озера и Мировой океан), а также в тропосфере (нижние слои атмосферы).

Нижняя граница биосферы опускается на 2-3 км на суше и на 1-2 км ниже дна океана, а верхней служит так называемый озоновый экран на высоте 20-25 км, выше которого жесткое УФ излучение убивает все живое.

Человеческое общество с его производством и созданной им искусственной средой — техносферой также является частью биосферы.

Разнообразные процессы и явления, протекающие в биосфере, являются объектом исследований различных наук. Особое место при этом отводится экологии.

Биосфера выполняет свои функции благодаря многосторонним трофико-метаболическим (т.е. обменным) связям. Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов.

Живые организмы, входящие в состав биоценоза, неодинаковы с точки зрения специфики ассимиляции ими вещества и энергии из окруж среды. Растения - автотрофы. Поскольку они, используя энергию солнечного света, создают органическое вещество из неорганического, их называют производителями, или продуцентами. Организмы, которые не могут строить собственное вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать созданное автотрофами, называют гетеротрофами, что означает «питаемый другими» или консументами .

Травоядные животные - консументы 1-го порядка поедают растения (продуценты), первичные хищники — консументы 2-го порядка поедают травоядных, вторичные хищники — консументы 3-го порядка поедают хищников — консументов 1-го и 2-го порядков. Т. о., создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов. И продуценты и консументы на разных этапах своего жизненного цикла смыкаются с редуцентами (разрушителями): микроорганизмами, бактериями, грибами. Редуценты разлагают выделения животных, микроорганизмов, мертвые организмы и минерализуют их до воды, СО₂ и минеральных удобрений. Таким образом, в сообществе живых организмов от звена к звену циркулируют питательные вещества и энергия.

Биосферу слагают следующие типы веществ:

₁.Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6•1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной всей биосферы (ок. 3•1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

₂.Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

₃.Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

₄.Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

₅.Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

₆.Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

₇.Вещество космического происхождения.

22. Человек в биосфере: влияние, взаимодействие. Концепция биосферы Вернадского В.И.

Биосфера => ноосфера. Условия существования ноосферы: 1. Заселение человеком всей планеты. 2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.

3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. 4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. 5. Расширение границ биосферы и выход в космос. 6. Открытие новых источников энергии 7. Равенство людей всех рас и религий.

8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней

политики. 9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. 10. Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. 11. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. 12. Исключение войн из жизни общества.

23. Особенности биологического уровня организации материи. Клетка как единица живого вещества. Развитие представлений о клетке. Клеточная теория, возникновение, развитие. Одноклеточные и многоклеточные организмы.

Изучение биологического уровня развития материи прежде всего сталкивается с вопросом о сущности живого. лассическая биология выделяет шесть признаков, полный набор которого отличает живое от неживого.

- Особенность химического состава. Живое обязательно должно включать в себя белки и нуклеиновые кислоты.

- Обмен веществом и информацией с окружающей средой. Живые организмы — открытые системы.

- Способность к воспроизведению, наличие признаков, передаваемых по наследству.

- Устойчивость. Способность к развитию и эволюции.

- Способность к саморегуляции и, как следствие, приспособляемость к внешней среде.

- Раздражимость. Способность к взаимодействию со средой обитания.

Характерным для живого является иерархическая структура. Основание ее составляют нуклеиновые кислоты. Важнейшую роль среди них играет дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которую считают носителем наследственной информации. Молекулы ДНК входят в структуры, которые благодаря своей специфической окрашиваемости получили название “хромосомы”.

Клетка представляет собой следующий иерархический уровень живого. В простейшем случае весь организм может состоять из одной живой клетки.

Большинство живых организмов состоят из многих клеток. Однако между организмом и простым конгломератом клеток имеются существенные различия. Клетки живого организма обладают специализацией. Так, клетки ваших костей — остеоны, как по виду, так и по функциям существенно отличаются от нервных клеток — нейронов. Кроме специализации клетки живого организма взаимосвязаны, обеспечивая ему возможность адаптации к окружающей среде и способность к саморегуляции и самовосстановлению.

Впервые увидел и описал клетку английский ученый – физик Р. Гук (1665). Это были клетки коры пробкового дерева. Он же ввел в биологию термин "клетка". Позднее А. Левенгук (1680) открыл мир одноклеточных организмов и впервые увидел клетки животных (эритроциты). Позднее клетки животных были описаны Ф. Фонтана (1781); но эти и другие многочисленные исследования не привели в то время к пониманию универсальности клеточного строения, к четким представлениям о том, что же являет собой клетка. Прогресс в изучении микроанатомии и клетки связан с развитие микроскопирования в XIX в. К этому времени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое, протоплазма (Я. Пуркине, 1830). В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки – ядро (Браун, 1833). Однако обобщение основных представлений о клеточном строении живых организмов, известное как клеточная теория, было сформулировано лишь в 1838–1839 гг. ботаником М. Шлейденом (M.J. Schleiden) и зоологом Т. Шванном (T. Schwann).

Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента живых организмов.

Однокле́точные органи́змы — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из одной (в отличие от многоклеточных) клетки (одноклеточность). К ней могут относиться как прокариоты, так и эукариоты. Считается, что одноклеточными были первые живые организмы Земли. Наиболее древними из них считаются бактерии и археи.

Многоклеточный организм — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из многих клеток, большая часть которых (кроме стволовых, например, клеток камбия у растений) дифференцированы, то есть различаются по строению и выполняемым функциям. Следует отличать многоклеточность и колониальность. У колониальных организмов отсутствуют настоящие дифференцированные клетки, а следовательно, и разделение тела на ткани.