
- •Федеральное агентство по образованию
- •Российской федерации
- •Воронежский государственный университет
- •Биология с основами экологии
- •Часть I
- •Воронеж 2006
- •История развития экологических знаний
- •Предмет экологии
- •Структура экологии
- •Задачи экологии как науки
- •Уровни организации материи. Место экологии
- •Учение в.И. Вернадского о биосфере
- •Эволюция биосферы
- •Учение в.И. Вернадского о ноосфере
- •Основные компоненты и структура экосистем
- •Особенности живой природы
- •Классификация живых организмов
- •Энергетический обмен
- •Пищевые цепи и сети
- •Экологические пирамиды
- •Б) неправильной формы, в) перевернутая пирамида
- •Чистая первичная продуктивность растений.
- •Круговорот веществ
- •Р ис. 9 Схема круговорота фосфора
- •Экологические факторы.
- •Биотические факторы.
- •Абиотические факторы.
- •Абиотические факторы наземной среды.
- •Климат как один из основных факторов формирования экосистем.
- •Абиотические факторы почвенного покрова.
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Абиотические факторы водной среды.
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Основные типы экосистем Экосистемы суши.
- •Водные экосистемы
- •Солоноводные экосистемы. Мировой океан.
- •Пресноводные водоемы.
- •Пресноводные водотоки.
- •Взаимосвязь наземных и водных экосистем.
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
Эволюция биосферы
Биосфера возникла 3,4-4,5 млрд. лет назад и прошла сложный путь развития, называемый эволюцией. Эволюция биосферы шла под влиянием двух главных факторов:
Естественных геологических и климатических изменений на планете;
Изменений видового состава и количества живых организмов.
Первый этап эволюции - это возникновение жизни из неживой материи. Этому этапу предшествовала химическая эволюция. По теории Опарина (А.И. Опарин, 1923г.) образование сложных органических соединений, таких как сахара, аминокислоты, азотистые основания произошло в океане в условиях высоких температур, УФ – излучения при отсутствии кислорода из простых веществ, таких как метан, аммиак, водород, вода. Таким образом возникли составные части белков, нуклеиновых кислот. Последние в свою очередь, разрушаясь, образовывали продукты для построения других веществ, т. е. возник первичный круговорот органического вещества. Неравномерное распределение органических молекул в толще воды привело к образованию полужидких (коллоидных) сгущений - коацерватов, которые в последствии приобрели способность к росту и делению, т.е. к самовоспроизведению. Так закончилась предыстория развития жизни, и появились первые простейшие живые организмы.
Дальнейшее усложнение жизни связано с развитием многоклеточности. Многоклеточные организмы совершенствовались и приобретали отличия друг от друга (дифференцировались). Круговорот органического вещества сменился круговоротом биологическим: возник непрерывный обмен веществом и энергией между организмом и средой в процессах возникновения и разрушения организмов, рождения и смерти.
Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза под действием солнечного света начали интенсивно синтезировать органические вещества из углекислого газа и воды и выделять кислород, который стал накапливаться в атмосфере. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, а также осуществляется обмен веществом и энергией между живой и неживой природой. Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии.
Третий этап жизни на Земле – антропогенный период (от греч. antropos – человек) характеризуется высокими темпами эволюции человека – возникает общественно-трудовая деятельность, появляются сознание и речь. Таким образом, человеческое общество есть один из последовательных этапов развития жизни на Земле, т.е. биогенеза (от греч. bios – жизнь и genesis - развитие). В то же время оно превратилось в мощную природную силу, которая сознательно, целенаправленно, закономерно и необратимо меняет всю окружающую среду. Предотвратить это изменение невозможно, но следует так управлять этими процессами, чтобы они были взаимовыгодны.
Учение в.И. Вернадского о ноосфере
После биогенеза должен наступить следующий этап эволюции жизни, который рассматривается как этап развития разума или ноогенез. Соответственно должно произойти постепенное превращение биосферы в ноосферу. Понятие ноосферы (от греч. noos – ум, разум; sphaira - шар) предложил французский философ Э. Леруа (1927), трактуя его как «мыслящий пласт», зародившийся около 1 млн. лет назад вне биосферы и разворачивающийся над ней. Основателем учения о ноосфере стал Вернадский. Он показал, что ноосфера находится не над биосферой, не вне ее, а является закономерным и неизбежным этапом развития самой биосферы, этапом разумного регулирования взаимоотношений человека и природы. Главная цель в построении ноосферы заключается в неизменности того типа биосферы, в которой возник и может существовать человек как вид, сохраняя свое здоровье, образ жизни.
Однако в трудах Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем времени, в других - в настоящем, а иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного производства.
Итак, что же такое ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы:
Заселение человеком всей планеты.
Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.
Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами.
Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере.
Расширение границ биосферы и выход в космос.
Открытие новых источников энергии.
Равенство людей всех рас и религий.
Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики.
Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли.
Продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни.
Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;
Исключение войн из жизни общества.