Лекция 8. Учение в.И.Вернадского о биосфере.

Великого русского и советского ученого Владимира Иванови­ча Вернадского (1863—1945) называют Ломоносовым ХХ века. Работы Вернадского не только легли в основу современной экологии, но и стали одним из краеугольных камней нашего мировоззрения. В основе идей ученого лежит синтез двух подходов — биологическо­го и геологического.

Первое положение, на которое опирался Вернадский, состоя­ло в том, что биологический вид должен иметь не только биоло­гическое, но и геохимическое определение (средний вес организмов, средний элементарный химический состав и отвечающая ему средняя геохимическая энергия). Количество атомов и есть характерное свойство каждого вида и организма. Оно указывает, сколько атомов организм данного вида может удержать свойствен­ной ему силой вне поля биосферы, извлечь для собственного развития из окружающей среды. Так что число атомов и объем организма по Вернадскому есть видовые признаки.

Выражение вида в количестве атомов не отрицает, а дополняет традиционную биологическую характеристику вида. Иначе гово­ря, «живое однородное вещество» геохимика и «вид» биолога тождественны, но выражены по-разному.

Второе принципиальное положение Вернадского гласит об относительной стабильности биосферы. Вернадский писал: «Биосфера в основных чертах неизменна в течение всего геологического времени... по крайней мере полтора миллиарда лет. Такое ее состояние выражается во множестве отвечающих ей явлений, в том числе и биогеохимических. Так, геохимические циклы химических элементов представляются постоянными в геологическом времени…»

Это резко отличает виды минералов от однородного живого вещества, от вида живых организмов. Виды живых организмов резко меня­ются в течение геологического времени: все время создаются новые. Виды минералов всегда одни и те же.

Вернадский подчеркивал, что масса живого вещества, т. е. количество атомов, захваченных во все бесчисленные автономные поля организмов и средний химический состав живого вещества, т. е. химический состав атомов, входящих в поле жизни, должны оставаться в общем неизменными в течение всего геологического времени.

Третье положение, на котором базируется мировоззрение Вер­надского, состоит в том, что геохимическая неизменность био­сферы сочетается с непрерывными эволюционными изменени­ями форм жизни. Вернадский увязывал две стороны существова­ния биосферы — стабильность и изменяемость.

Четвертое положение концепции Вернадского: эффект жизни имеет интегральную характеристику — биогенную миграцию химических элементов биосферы. Мигра­цией химических элементов Вернадский называл всякое переме­щение химических элементов, чем бы оно ни было вызвано. Миграция в биосфере происходит и под влиянием абиотических факторов — в ходе извержения вулканов, при испарении, движе­нии рек и т. д. Собственно же биогенная миграция производится силами жизни и в целом является одной из самых значительных характеристик биосферы.

Вернадский выделяет четыре формы биогенной миграции: 1) перемещение атомов из внешней среды в организм, и наоборот (дыхание, метаболизм, размножение и т. д.); 2) перемещение атомов в самом орга­низме в связи с интенсивностью осуществляемых им движений (чем быстрее животное движется, тем значительнее выражена вторая форма миграции); 3) миграция атомов, связанная с образом жизни организмов (перемещение земли роющими животными, строительство домов бобрами, термитами, муравьями). Исключительного разви­тия эта форма биогенной миграции химических элементов достиг­ла с развитием цивилизации. Этим путем создаются небывалые раньше на планете тела, например, свободные металлы, дома, корабли, самолеты. Эта третья форма биогенной миграции напря­мую не связана с массой живого вещества. Она обусловлена работой мысли; 4) перемещения атомов, косвенным образом связанные с живым веществом: следствия процессов, запу­щенных теми новыми веществами, которые были созданы и внедрены в биосферу сознательной деятельностью людей.

В науке выделяют законы, устанавливающие однозначную причинно-следственную связь в природе и закономерности, по­стулирующие возможные связи. В биологии и экологии немного законов, больше закономерностей. Живые системы слишком сложны, чтобы их поведение можно было предсказывать однозначно.

Вернадский — один из немногих, кто сфор­мулировал точные законы развития биосферы.

Первый закон: «Биогенная миграция химических эле­ментов в биосфере стремится к максимальному своему проявле­нию».

Эмпирический анализ окружающей живой природы позволил В. И. Вернадскому понять, что давление жизни утверждается в биосфере эволюционным путем. Иными словами, наблюдаемая эволюция живых форм в течение геологического времени увеличивает за это время проявление биогенной миграции химических элементов в биосфере.

Второй закон: «Эволюция видов, приводящая к созданию форм жизни, устойчи­вых в биосфере, должна идти по направлению, увеличивающему проявление биогенной миграции атомов в биосфере».

Основные заслуги В.И.Вернадского в том, что он объединил основные положения биологии и геохимии и заложил фундамент глобальной экологии - учение о ноосфере.

Циклы миграции вещества и энергии в природе и на урбанизированных территориях: природно-промышленные системы и основные закономерности их функционирования.

Современные представления о состоянии защищенности жизненной среды от воздействия вредных и опасных природных и антропогенных факторов. Защитные механизмы биосферы, обеспечивающие устойчивость природной среды и ее динамическое равновесие при изменяющихся масштабах антропогенной деятельности.