Ноосфера
Биосфераның ең жоғарғы даму стадиясы ноосфера болып есептеледі.
Ноосфера (грек сөзі – noos – ой, «sphaira» - шар, сфера) ақыл-ой сферасы. Алғаш рет бұл ғылыми терминді француз мемлекетінің математигі Э.Леруа, П.Тейяр де Шарден (1927) биология ғылымына енгізген болатын. Ол биосфераның жаңа тұрғыдағы ұғымы мен сипаты – ноосфера туралы болжамдар жасады.
Ақыл-ой сферасы екенін адам әрі қарай ғылыми зерттеулер жүргізген ғалымдар В.И.Вернадский, Э.Леруа, Т.Шарден. Олардың ойлары бойынша, адамның ақыл-ойы мемлекеттер саясаты, ғылыми жетістігі т.б. адамзат баласының биік адамгершілік деңгейі биосфера мен қоғамның гармониялық дамуын жүзеге асыратын – ноосфера деген үзілді-кесілді тұжырым жасаған.
Биосфера қалай пайда болған?
Биосфера бірден пайда болған жоқ. Ол өте көне заманнан бері қарай күні бүгінге дейін біртіндеп дамып келеді. Биосфераның ертеден бері қарай құралып келе жатқанын дәлелдейтін палеонтологиялық материалдар қарапайым тірі организмдердің қалдықтары жер қыртысының әрбір қабаттарынан табылады. Осы қабаттарға сүйене отырып, ғалымдар биосфераның негізгі пайда болу жолдарын анықтады.
Олар бірнеше дәуірден тұрады. Биосфераның даму кезеңдері 2-кестеде көрсетілген.
Биосфераның ең бірінші заманы архей деп аталады. Бұл кезде биосфера қандай жағдайда дамығаны және қандай тірі организмдер болғаны туралы ешқандай деректер жоқ. Тек қана қарапайым тіршіліктің түрі болған ғой деп ғалымдар топшылайды.
Протерозой эрасы – биосфераның екінші дәуірі болып есептеледі. Бұл заман 700 миллион жыл бойына созылған. Протерозойда тірі организмдердің қарапайым түрлері тіршілік еткен. Олардың сол дәуірде тасқа жабысқан қалдықтары әр түрлі тау жыныстарынан қазіргі кезде де байқалады. Протерозой дәуірінде биосфера қандай жағдайда болғанын ғалымдар толық білмейді. Ол туралы нақты деректер жоқ.
Биосфераның Палеозой эрасы немесе ертедегі тіршілік кезеңі. Бұл дәуір шамамен алғанда бұдан 570 миллион жыл бұрын басталып, 300 миллион жылға созылған. Бұл эра кембрий, ордовик, силур, девон, карбон және пермь дәуірлері болып бірнешеге бөлінеді.
Кембрий дәуірінде барлық өсімдіктер теңіз суларында өскен. Олар көк жасыл балдырлар болатын. Олардан құрлыққа бейімделген өсімдіктер өсе бастады. Тек қана силур кезеңінде өсімдіктер құрлыққа біртіндеп шыға бастап, дами түсті. Бұл уақыттағы өсімдіктердің ең бастысы – псилофиттер болған. Балдырларға қарағанда олар жоғары дәрежеде дамыған өсімдіктердің түрі еді. Псилофиттердің жер астындағы бөлігінде тамыр сабаққа ұқсас резиодтары болды. Псилофиттердің сыртын эпидермис қаптап тұрған. Мұның клеткаларының аралығында устьицалар (саңырауқұлақтар) орналасқан. Бірсыпыра псилофиттердің ұзындығы 1,5-2 метрге дейін жеткен. Ал кейбір түрлерінің, мысалы, риния мен хорнеяның биіктігі 20-40 сантиметрдей ғана болған. Олар батпақты жерлерде өскен. Псилофиттердің ішінен астероксилон ерекше назар аударады. Оның жер бетіндегі органдарын (сабақтарын, жапырақтарын) алсақ өте үлкен көлемде дамыған. Дегенмен оларда тамыр жүйелері. өткізгіш системасы болмады. Тамыр қызметін атқаратын резиодтары болған. Астероксилондар бұтақтанып өскен. Псилофиттердің күшті дамуына әсер еткен алғашқы топырақ және ылғал болды. Сондай-ақ бактериялардың, балдырлардың және қарапайымдардың (бір клеткалылардың) әрекеттері ерекше еді. Мұндағы бір ғажайып жай, псилофиттер саңырауқұлақтармен симбиоз жасап өткені белгілі. Псилофиттер 20-30 миллион жылдай өмір сүрді деп топшылайды ғалымдар.
Девонның аяқ кезінде бұлардан басқа қырықбуындылар, плаундар және папоротниктер қаулап өсе бастады. Өсімдіктер құрлыққа шыққаннан кейін фотосинтездің ықпалымен атмосфералық ауаның химиялық құрамы өзгеріп, құрлық жануарларының дамуына жағдай туды. Өйткені фотосинтез процесі арқылы ауада оттегі көбейе түсті.
Тас көмір дәуірі (карбон) жылы және ылғалды болды. Мұның өзі құрлық өсімдіктерінің қаулап өсуіне мүмкіншілік жасады. Әсіресе сәнді орман ағаштарының көлемі үлкен аймақтарды қамтыды. Бұл дәуірдегі өсімдіктер негізінен плаундар, қырықбуындылар, папоротниктер болды. Бұлар псилофиттен таралып, тас көмір дәуірінің басында солардың орнын түгелімен басты.
Плаундар өте биік ағаштар (лепидодендрондар мен сигилляриялар) түрінде дамыды. Олардың биіктігі 40-50 метрге дейін жеткен. Диаметрі 2-3 метрдей болған. Бұлардың діндері тік, зәулім өсті. Жапырақтары қалың болды. Мұндай ағаштардан түскен жапырақтар жерде жатып шіріп, топырақтың қарашірігін молайта түсті. Ол өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туғызды.
Тас көмір дәуірінің ағаш тәрізді қырықбуындылары – каламиттер батпақты жерлерде қаулап өсіп, орасан күшті дамыды. Бұл ағаштардың биіктігі бірнеше жүздеген метрге жеткен. Сонымен қатар лиан тәрізді өсімдіктер де өскен. Тас көмір дәуірінде тұқымды папоротниктер ағаштарға өте ұқсас болды.
Тұқымнан көбейетін өсімдіктердің пайда болуы өсімдіктердің эволюциялық дамуындағы кезектің ароморфоздың (жетілдірілген өсімдіктердің түрі) өсуіне мүмкіншілік туғызды. Тұқымды өсімдіктердің су ішінде ұрықтануы қажет болмай қалды. Сондай-ақ, олардың тұқымдарының ішіндегі ұрықтарының қорғаныш қасиеті күшейді.
Тұқым пайда болуы цитогенетикалық ароморфоз болып, бұл өсімдіктердің құрғақ жерлерде өсуін қамтасыз етті, тау құралу процестерінің басталуымен, соның ықпалымен тас көмір дәуірінің аяқ кезінде климат континентальды және құрғақ болды. Осы жағдайда өсімдіктердің тұқым арқылы көбеюі ерекше етек алды.
Пермь дәуірінің бас кезіндегі өсімдіктерде тас көмір дәуіріндегі өсімдіктерге ұқсас көптеген белгілер болды. Бірақ пермь дәуірінің ортасында жер бетіндегі өсімдіктерге кенет өзгеріс кірді. Ағаш тәрізді плаундар, каламиттер, папоротниктер мүлдем жойылып кетті. Бұлардың орнына жалаңаш тұқымды өсімдіктердің тұқымынан өсіп шыққан қылқандылар, цикада тәрізділер және гинкголар өсе бастады.
Мезозой эрасы немесе орта тіршілік кезеңі бұдан 135 миллион жыл бұрын басталып, 115 миллион жылдан астам уақытқа дейін созылған. Мұны үш дәуірге бөледі: триас, юра және бор. Триаста тау құрылу процестері баяуланды. Бұл эраның құрлық өсімдіктері біркелкі болды. Триас ормандарында көптеген папоротниктер және қырықбуындылармен қатар жалаңаш тұқымды өсімдіктер: қылқан жапырақтылар, гинкго және саговиктер өсті. Осы ерекше флораның қалдығы Ескі дүние мен Жаңа дүниенің тропиктік және субтропиктік өңірлерінде қазіргі кезде де бар. Мысалы, саговиктердің 9 түрі Қытайда, Жапонияда және Европаның ботаникалық бақтары мен парктерінде өсіріледі. Ол – реликті өсімдік. Ал гинкго (Ginkgo biloda) дейтін бір түрі біздің заманымызға дейін жетті.
Юра дәуірі жылы болды. Теңіз жағалауларындағы ормандарда папоротник, қырықбуындылар, жалаңаш тұқымдар – гинкголар, қылқан жапырақтылар қаулап өсіп, дами түсті. Қылқан жапырақтылардың ішінде басым көбі араукариялар болды. Қазіргі кезде олардың аздаған түрлері Жаңа Зеландия, Малайзия және Филиппин аралдарында, сонымен бірге Оңтүстік Америкада өседі. Юра дәуірінде өсімдік әлемінің алыбы – секвоялар болды. Бұлардың бір түрі – веллингтония немесе мамонт ағашы қазіргі кезде Калифорния штатында (АҚШ) өседі. Мамонт ағашы жер жүзіндегі ең үлкен ағаштардың қатарына жатады. Діңнің жуандығы 30 метрге дейін жетеді. Ал биіктігі 200 метрге барады. Өмірінің ұзақтығы 3000 жылдан асады. Кейбір түрлері 7000 жылға дейін өсетіні байқалады. Юра дәуірінде алып өсімдіктердің түрлері көп болды. Бұл кезеңдегі алып өсімдіктер шөппен қоректенетін жануарлардың дамуына мүмкіншілік туғызды. Шөппен қоректенетін алып рептилиялардың өкілдері – динозаврлар болды.
Мезозой эрасындағы, әсіресе соңғы кезінде – бор дәуіріндегі, қазіргі флора қалыптасудан бұрын, Жер бетіндегі органикалық тіршілікке үлкен өзгеріс енді. Осы кезде теңіз сулары азайып, құрғақ жерлер көбейе бастады. Бор дәуірінің аяғында Шығыс Азия мен Америкадағы Анд аймақтары жоғары көтеріле түсті.
Бор дәуірінде климат кенет өзгеріп кеткен. Профессор М.И.Голенкин бұл өзгеріс жерге түсетін күн сәулесінің интенсивті болуымен байланысты деп жорамалдайды.
М.И.Голенкиннің топшылауынша бор дәуірінде Жер бетінде кенетен бір өзгеріс болып, ол Жерді қоршап тұрған бұлтты серпілтті. Күн сәулесі тікелей өсімдіктердің жапырақтарына түсті. Көне замандағы папоротниктер, тіпті, жалаңаш тұқымдылар бұған бейімделе алмады. Кейбір түрлері мүлде жойылып кетті.
Ауа райының бір мезгілде кенет өзгеруі өсімдіктер эволюциясында жаңа ароморфоз пайда болуына себеп болды. Бұларда көптеген жаңа прогрессивті белгілер жетіле түсті. Мәселен, аналықтың, сондай-ақ жеміс дамитын жатынның болуы, қосарлы ұрықтану, гүлдің пайда болуы т.б.
Жабық тұқымды өсімдіктердің ертедегі қалдықтары Юра дәуірінен бері белгілі. Бірақ бұлардың қарқынды дамуы бор дәуірінен басталды. Бұл жабық тұқымды өсімдіктерде ашық күн сәулесіне және ауаның құрғақ аңызақ желіне төзімділіктер пайда бола бастағаны мәлім. Жер бетіне жабық тұқымды өсімдіктер кеңінен тарай бастады.
Бор дәуірінің ортасынан бастап өсімдіктер сипаты қазіргі кезде өсімдіктер әлеміне ұқсас келетіні байқалады. Сол кезде дара жарнақты (пальмалар, лилиялар т.б.) және осы кездегі көптеген жабық тұқымдастарға, тіпті, тектестерге жататын (үйеңкілер, емендер, теректер, қайындар, талдар т.б.) қос жарнақты өсімдіктердің түрлері өсе бастады.
Кайнозой эрасы бұдан 70 миллион жыл бұрын басталған. Осы уақыттан бері барлық эралар бойынша қазіргі кездегі флораның қалыптасу процесі жүрді. Кайнозой эрасы екі дәуірге бөлінеді. Ол – үштік және төрттік кезеңдер.
Үштік дәуірде тау құрылу процесі дами түсті. Жер бетіндегі ең биік Альпы – Гималай таулары пайда болды. Осы кезде Қара Теңіз бен Жер Орта теңіздері оқшауланып өз алдына бөлініп қалған.
Палеоценнен бері қарағай жердегі үштік дәуірдің өсімдігі осы кездегі өсімдіктерге өте ұқсас бола бастағаны байқалады. Магнолиялар, лаврлар, пальмалар, араукариялар, бамбуктер, жүзімдер т.б. тропиктік және субтропиктік өсімдіктер дами түседі. Евразия мен Солтүстік Американың солтүстігіндегі – Аляскаға, Солтүстік Греландияға, Шпицберген аралына дейінгі жерлерде жылуды онша қажет етпейтін қоңыржай айақтың өсімдігі қандыағаш, тал, қайың, т.б. бар. Эоценнің аяқ кезінен бастап өсімдік сипаты кенеттен өзгеріп кетті. Ағаш өсімдіктерінің орнына шөп тәріздес, олардың ішінен астық тұқымдас өсімдіктер дами бастады. Миоценде бұл процесс күшейе түсті. Басым болып тұрған климат ылғалдылығынан айрылып құрғақ және қоңыржай климатқа өзгеріс берді. Осы дәуірдің аяғында климат суыта түсті. Мәңгі жасыл өсімдіктердің көпшілігі апатқа ұшырап, қалғандары оңтүстік ендікке қарай жылжып кетті. Орталық Европада доминанттық (басымдылық) етуші өсімдік болып шырша, қарағай және қайың қалғанын археологиялық қазбалар анықтап берді.
Төрттік дәуір жер бетінде тіршілік дамуының ақырғы және ең қысқа дәуірі болып саналады. Мұның ұзақтығы бір миллион жылдай ғана болады. Бұл дәуірге тән жағдай – сол суық кезеңдер және мұз дәуірі жылы ылғалды ауа райымен алмасып отырғаны байқалады. Өйткені өсімдік әлемі мен жер қыртысының даму процесі біркелкі емес. Мұздар жер бетін басқан кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер оңтүстікке қарай ығысып кетті. Мұздар қайтадан ери бастаған кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер өсе бастады. Бірте-бірте ауа райы жылынып өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туды.