24. Биосфера как сложная динамическая саморегулирующаяся система. Гомеостазис биосферы. Роль живого вещества.

Биосфера – это глобальная экосистема, области обитания живых организмов, состав, структура и энергетика которой определяются и контролируются планетарной совокупностью живых организмов – биотой.

Роль живого вещества биосферы:

1. Газовая функция – в процессе фотосинтезе и дыхания растения и животные обмениваются кислородом и углекислым газом с окружающей средой. Современные растения строго контролируют концентрацию этих газов, оптимальное для всей биоты.

2. Концентрационная функция – живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений. С этой функцией связано образование коралловых островов, толщ осадочных известняков, месторождений серы, некоторых металлических руд и т.д.

3. Окислительно-восстановительная функция – благодаря наличию биологических катализаторов – ферментов живые организмы способствуют тому, что окислительно-восстановительные реакции протекают в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиогенной среде.

4. Биохимическая функция – связана с ростом, размножением и перемещением живых организмов в пространстве.

5. Биогеохимическая деятельность человечества.

6. Информационная функция – способность получать информацию путем соединения потока энергии с активной молекулярной структурой и способность хранить и перерабатывать эту информацию

Общие закономерности организации биосферы.

1. Принцип устойчивого неравновесия живых систем Э.Бауэра: все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и используют за счет своей свободной энергии постоянную работу против равновесия, требуемого законами физики и жизни при существующих внешних условиях.

2. Закон биогенной миграции атомов В.И.Вернадского утверждает, что миграция химических элементов во всех экосистемах, включая биосферу в целом, осуществляется при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом живущим сейчас и жившим ранее.

3. Закон физико-химического единства живого вещества В.И.Вернадского: все живое вещество Земли физико-химически едино.

4. Закон константности живого вещества: количество живого вещества (для данного геологического периода) есть константа.

5. Закон сохранения структуры биосферы (первый закон экодинамики Ю.Голдсмита): в живой природе наблюдается постоянное сохранение информационной и соматической структуры, хотя она и несколько меняется с ходом эволюции.

6. Закон стремления к климаксу (второй закон экодинамики Ю.Голдсмита): для сохранения структуры биосферы живое стремится к достижению состояния зрелости, или экологического равновесия.

7. Принцип экологической комплементарности (дополнительности): никакая функциональная часть экосистемы не может существовать без других функционально дополняющих частей. Принцип экологической конгруэнтности (соответствия): функционально дополняя друг друга, живые составляющие экосистем вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с условиями абиотической среды. Оба эти правила объединяются в рамках третьего закона экодинамики Ю.Голдсмита - принцип экологического порядка или экологического мутуализма (взаимопомощи).

8. Закон самоконтроля и саморегуляции живого (четвертый закон экодинамики Ю.Голдсмита): живые системы и системы под управляющим воздействием живого способны к самоконтролю и саморегулированию в процессе их адаптации к изменениям в окружающей среде.

9. Правило автоматического поддержания глобальной среды обитания: живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействия с абиотическими факторами автоматически поддерживает среду жизни, пригодную для ее развития.