Состав биосферы
В. И. Вернадский выделял в биосфере четыре типа вещества.
1. Живое вещество - совокупность тел живых организмов и непосредственные продукты их жизнедеятельности.
2. Биогенное вещество - вещество, в создании которого живые организмы принимали непосредственное участие (торф, уголь, нефть, газ, биогенные известняки).
3. Косное вещество - вещество, в создании которого живые организмы участия не принимали (горные породы, минералы).
4. Биокосное вещество - смесь биогенного вещества с минеральными породами (почва, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески).
Принципиальным отличием живого вещества от косного является исключительная сложность его структуры, а главное - способность улавливать и аккумулировать энергию, необходимую для самосохранения и развития.
Свойства живого вещества
Согласно учению В. И. Вернадского, живое вещество отличается от косного двумя основными свойствами:
1)в ходе геологического времени растет мощность живого вещества в биосфере, возрастает его значение в ней и степень воздействия на косное вещество;
2)живое вещество является пластичным и способным к эволюции - живые организмы способны изменять свое строение и функции под действием факторов среды.
Таким образом, эволюция видов обуславливает эволюцию биосферы.
Согласно учению В. И. Вернадского, живые организмы, взаимодействуя с неживыми телами, постепенно распространились по всей Земле и произвели на ней глубочайшие качественные и количественные преобразования, «изменили весь облик Земли».
Строение оболочек Земли и участие в их формировании живых организмов
Поверхность Земли покрывают три оболочки геосферы: воздушная (атмосфера), водная (гидросфера) и твердая (литосфера). Область распространения основной массы живых организмов в литосфере не выходит за 10 метров от поверхности. Атмосфера заселена до 6 тысяч метров над уровнем моря, В воде жизнь распространена повсюду, вплоть до самых больших океанских глубин, то есть свыше 11 тысяч метров. Основная масса живого вещества сконцентрирована вблизи поверхности суши и воды в пределах 20-30 метров. По сравнению с размерами самой Земли биосфера представляет собой тончайшую пленку.
Живые существа постепенно, в течение трех с лишним миллиардов лет, заселяли оболочки планеты и преобразовывали их. Все оболочки тесно связаны между собой. На протяжении всего времени существования Земли - 4,6 млрд. лет, постоянно шло изменение их состава и структуры в результате геологических, геохимических процессов и деятельности живых организмов.
Тестовые вопросы
1. Назовите ученого в 1802 г. впервые предложившим термин «биосфера»? A) В. Вернадский B) Э.Зюсс C) Ж.- Б. Ламарк D) А. Тенсли
2. Назовите ученого, который на рубеже 19 и 20 веков возродил термин «биосфера» и ввел его в широкое применение во всем мире? A) Э.Зюсс B) Ж.- Б. Ламарк C) В. Вернадский D) А. Тенсли
|
3. Текущее состояние окружающей среды? A) характеристика основных компонентов атмосферного воздуха и почвы B) характеристика основных компонентов водных ресурсов C) характеристика основных компонентов биоразнообразия D) характеристика всех вышеперечисленных компонентов
4. Назовите ученого, который в 20-х годах 20 века создал целостное учение о биосфере? A) В. И.Вернадский B) В.В. Докучаев C) Ж.- Б. Ламарк D) А. Тенсли |
Глоссарий
На русском языке |
На казахском языке |
На английском языке |
биосфера |
биосфера |
biosphere |
живые организмы |
тірі организмдер |
alive organisms |
живое вещество |
тірі зат |
alive substance |
биогенное вещество |
биогенді зат |
biogenic substance |
косное вещество |
сүйекті зат |
inert substance |
биокосное вещество |
биосүйекті зат |
bioinert substance |
атмосфера |
атмосфера |
atmosphere |
гидросфера |
гидросфера |
hydrosphere |
Темы СРС
1.Составить таблицу «Состав биосферы по В.И.Вернадскому» (Л 1, стр. 5-7).
Темы СРСП
1.Описать основные функции живого вещества в биосфер (Л 1 стр. 7-12).
2.Составить схему «Строение оболочек Земли и участие в их формировании живых организмов» (Л 1 стр. 7-12).
Список основной литературы
1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.
2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.
3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.
4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005 г.
5. Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002 г.
6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001 г.
Лекция № 3. Закон биогенной миграции атомов. Ноосфера
Решающим моментом в формировании биосферы явилось появление фотосинтеза - процесса, преобразующего энергию Солнца в органические вещества. Единственными объектами Земли, которые могут напрямую усваивать энергию Солнца и синтезировать органические вещества, являются организмы - фотосинтетики - зеленые растения и цианобактерии, в связи с чем именно они являются посредниками между биосферой и Космосом.
В. И. Вернадский первым понял глобальное значение фотосинтеза и его решающую роль в формировании современного состава атмосферы и биосферы в целом. До Вернадского фотосинтезу не придавали особого значения и считали его лишь одним из множества биологических процессов.
Результатами деятельности живых организмов в биосфере являются;
- имеющийся в настоящее время газовый состав атмосферы, поскольку почти весь атмосферный кислород является продуктом фотосинтеза; из кислорода в верхних слоях атмосферы образуется озоновый слой, защищающий организмы Земли от ультрафиолетовых (УФ) лучей Солнца;
- современный химический состав природных вод;
- почвенная оболочка Земли;
- залежи ископаемого топлива - нефти, газа, угля, которые являются неразложившимися остатками древних организмов;
- отложения осадочных пород - мел и биогенные известняки, являющиеся осевшими на дне океана скелетами морских организмов;
- залежи железных, серных, марганцевых руд, созданные бактериями - хемосинтетиками и др.
Между всеми формами вещества биосферы, ее косными телами и живыми существами непрерывно идет обмен веществом и энергией. Говоря словами Вернадского, живые организмы вовлекают косное вещество в биогеохимические круговороты, вызывают биогенную миграцию атомов (рисунок 3.1).
Поступление с атмосферными осадками
и вынесение грунтовыми водами
Поступление за счет выветривания
Биогенная миграция атомов пронизывает всю биосферу, и именно она создает ее как материальное тело. Энергию для миграции атомов организмы получают из Космоса. В этом проявляется космическая, планетная роль живого вещества.
Областью наивысшей геохимической активности живого вещества является почва. Почвой называют поверхностные слои горных пород, измельченные и переработанные совместным действием климата и живых организмов. Образование почвы В. И. Вернадский считал важнейшим этапом эволюции биосферы.
Правильный, естественный ход, замкнутость и непрерывность биогеохимических круговоротов веществ являются главным фактором, определяющим устойчивость биосферы.
Закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского имеет важное теоретическое и практическое значение. Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО, Н2 и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое существовало на Земле в течение всей геологической истории. Согласно закону биогенной миграции атомов, понимание общих химических процессов, протекавших и протекающих на поверхности суши, в атмосфере и заселенных организмами глубинах литосферы и вод, а также геологических слоях, сложенных прошлой деятельностью организмов, невозможно без учета биотических факторов, в том числе эволюционных.