А 1. Биосферада тіршіліктің пайда болуы туралы қазіргі көзқарастар.

Тіршіліктің пайда болуы - адам баласын өте ерте кездерден бастап-ақ толғандырып келе жатқан күрделі мәселенің бірі. Ол жайында көптеген болжамдар бар. Ертеде ғылыми деректердің аздығынан тіршіліктің пайда болуытуралы түрлі көзқарастар қалыптасты. Ежелгі грек философы Аристотель (б.з.д. 384-322 жж.) Бит - еттен, кандала - жануар шырышынан, шұбалщаң - балшықтан пайда болады деген көзқарасты ұстанды. Орта ғасырларда да ғылыми деректердің жинақталуына қарамастан тіршіліктің пайда болуы туралы түрлі көзқарастар алды. XVII ғасырдың орта шеніне дейін «тіршілік өздігінен өлі табиғаттан пайда болады» деген көзқарасты қолдаушылар көп болды. Кейінгі кездегі микроскоптың ашылуына байланысты организмдердің құрылысы жайындағы деректер нақтылана түсті. Осыған сәйкес тіршіліктің өлі табиғаттан пайда болуына күмән келтіретін тәжірибелер жасала бастады.Ағылшын философы Ф.Бэконның «эксперимент жасап алынған деректерді талдап салыстыру керек» деген көзқарасы жаратылыстану ғылымының дамуына ерекше әсер етті. XVII ғасырдың ортасында италиялық жаратылыс зерттеуші әрі дәрігер Франческо Реди (1626 -. 1698жж) тәжірибе жасап, «тіршілік өздігінен пайда болады» деген теорияға қарсы шықты. Ол 1668 жылы төрт ыдысқа ет салып, оларды ашық қойды да, келесі төрт ыдыстағы еттің бетін дәкемен жапты. Беті ашық ыдыстарға шыбын жұмыртқа салғандықтан, шыбындар өсіп шықты, ал беті дәкемен жабылған ыдыстардан шыбын шыққан жоқ. Реди осы тәжірибесі арқылы шыбынның өзі салған жұмыртқалардан ғана шығатынын, яғни шыбынның өздігінен пайда болмайтынын дәлелдеп берді. 1775 жылы М.М.Тереховский ішінде сорпасы бар ыдысты қайнатып, оның аузын тығыз етіп жауып тастады. Ал бір ыдыстың аузын ашық қалдырды. Аузы жабық ыдыста ешқандай өзгеріс байқалмады, ал аузы ашық ыдыстағы сорпаның бірнеше тәуліктен соң ашып кеткендігі байқалды. Ол кезде микроорганизмдер жөніндегі ғылыми деректер мардымсыз болатын. Виталистік (латынша «Виталис» - «тірі», «тіршілігі бар» деген ұғым). Көзқарастағылар «аузы жабық ыдысқа« тіршілік күші »кіре алмағандықтан тіршілік пайда болмады, сорпаны қайнатқан кезде« тіршілік күші »өледі» деген қарсы пікірді ұсынды Тіршіліктің пайда болуы жайында, негізінен, бір-біріне қарама-қарсы екі көзқарас қалыптасқан. Оның біріншісі - тіршілік өлі табиғаттан пайда болған деген абиогенездік теорияға келіп тіреледі. Екінші көзқарас - биогенездік теория.Бұл көзқарас бойынша тіршіліктің өздігінен пайда болуы мүмкін емес. Тіршіліктің пайда болуы жайындағы бұл екі көзқарас арасындағы өзара келіспеушілік пікір осы күнге дейін жалғасып келеді. Тіршіліктің өздігінен пайда болмайтынын дәлелдеу үшін 1860 жылы француз ғалымы, микробиолог Луи Пастер (1822-1895жж.) арнайы тәжірибе жасады. Ол ұшы латынның S-әрпі тәрізді шыны түтікті қолданды.Л.Пастер шыны ішіндегі қоректік ортаны қайнатып, оны иір иінді түтікпен жалғастырды да, түтіктің ұшын ашық қалдырды. Түтік ішіне ауаның еркін кіруіне мүмкіндік жасалды.Микроорганизмдердің споралары шыны түтіктің иір иініне жиналып, қоректік ортпға түспегендіктен, шыны ішіндегі ерітінді ұзақ уақыт таза қалпында сақталды. Бұл қарапайым ғана тәжірибесі арқылы Л.Пастер «организм тек тірі организмнен ғана пайда болады» деген биогенездік теорияның дұрыстығына көз жеткізді.Абиогенез теориясын жақтаушылар Л.Пастер тәжірибесінің дәлелділігін мойындамады.Олардың бір тобы «жер бетіндегі тіршілік мәңгілік әрі оны жаратушы күш бар» деген пікір ұсынды. Бұл көзқарас креационизм (латынша «создание» - жаратушы) деп аталады. Осы көзқарасты К. Линней, Ж. Кювье, т.б. қолдады. «Жер бетіне тіршілік тұқымы басқа ғаламшалардан метеориттер және ғарыштық шаң-тозаңдар арқылы үнемі таралып тұрады» деген де көзқарастар болды. Бұл көзқарас ғылымда «панспермия теориясы» (грекше «пан» - барлық және «сперма» - тұқым) деген атпен белгілі. «Паспермия теориясын» 1865 жылы алғаш неміс ғалымы Г.Гельмгольц, Г.Томсон, С. Аррениус, П. Лазарев, т.б. қолдады. Бірақ осы күнге дейін жерден тыс ғарыш кеңістігіндегі метеориттеадің құрамынан микроорганизмдердің пайда болғанын дәлелдейтін ғылыми деректер жоқ.

2.Биосфера ұғымы мен түсініктері.

Биосфера ұғымы — ғылымға кездейсоқ берілген. 100 жылдан астам уақыт бұрын, 1875 ж Австриялық биолог Эдуард өзінің Альпі тауларының шығу тарихы туралы кітабының ең жалпылама тарауында жер шарының әр түрлі қабаттарының жолында баяндаған кезде осы терминді алғаш рет қолданды. Бірақ бұл үстіртін айтылған сөз ғылыми ойдың дамуында айтарлықтай роль атқара алған жоқ. 1926 жылы орыс минералогы Вернадскийдің екінші лекциясы жарыққа шықты. Сол лекцияда ол Зюзстың еңбегінен кейін 50 жылдан соң біз осы күнге шейін мойындап жүрген биосфера концепциясын тұжырымдады. Биосфера ретінде Вернадский жер қыртысының бүкіл геологиялық тарихы бойында тірі организмдер әсеріне ұшыраған барлық қабаттарды түсіндірді.

Соңғы жылдары көптеген ғалымдардың (Д.Ж. Катин және т.б.) биосфера жер бетінің қазіргі кездегі организмдердің тіршілігінің ықпалындағы бөлігі ретінде қарастырылып, биосфера ұғымын таратып жүр. Көптеген ғылыми терминдер әртүрлі жағдайлар бірде кеңірек, бірде тарылу мағынасында қолданып жүр.

Айнала қоршаған орта өлі атмосфераның реттелуінсіз өмір сүре алмайды. Себебі ол айнала қоршаған ортаға терең экологиялық және биологиялық өзгерістер енгізді. Жер бетінде мекендейтін өмір сүру ортасымен қоса отырып, өзгеше қабатты биосфера құрайды. Вернадский биосфера тіршілігі үрдісін жан-жақты зерттей келе, биохимиялық элементтердің бір тобын тірі ағзаларға, екіншісін биогенді заттарға, үшіншісін биоталар сирек кездеседі деп бірнеше категорияларға бөлген. Биогенді заттарға күкірт, сутегі, оттегі, азот және фтор жатады. Ол тірі биохимик бір жағынан минеролог болып табылады.

Биосферадағы барлық тіршіліктің қозғаушы күші – күн сәулесі. Вернадский биосфераның зат немесе энергия айналуының тұрақты өсіп-дамуының үрдісінде адамзат баласының роліне ерекше көңіл аударған. Академик Вернадскийдің өзінің 1940 жылы жазған еңбегінде: «Болашақта планетаның дамуына тіршілік адамзат баласының ақыл-ойымен парасатына байланысты өсіп-дамуы және тәуелді болуы. Ең бастысы – адамзат баласының саналы ақыл-ойы нәтижесіне байланысты тағдыры шешіледі» — деп айтқан. Шынына келетін болсақ, қазір де биосфераның тағдыр-тұрақтылығы әрбір адамзат баласының қолында. Ол ешбір дәйектік сөзді қажет етпейтін ұлы қағида.

Грекше «bios» — өмір және тіршілік, «сфера» — шар деген мағынаны білдіреді. Яғни қоршаған орта деген сөзден алынған. Өсімдіктердің және басқа да тіршілік ететін ортасы деген мағынаны береді. Бұл терминді алған рет австриялық атақты геолог 1875 жылы Э. Зюс ғылымға енгізді.

3. Биосфераның құрылысы.

Биосфера – ерекше биос — өмір және тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың, өсімдіктердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді.Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Австрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И. Вернацкий болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 %-дан – 50 % -ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады. Биосфера негізінен үш қабаттан құрылады. Олар: атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

Атмосфера жер шарын түгелден орап тұрады. Ол гректің «atmos» — бу, «sphairi» (сфера) сөзінен шыққан. Оның қалыңдығы 100 км-ге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында оттегі (20,95 %), яғни 1,5 * 1015 тонна аргон (1,28 %), азот (75,50 %), яғни 3,8 * 1012 тонна және басқадай газдар кездеседі. Атмосфера негізінен – тропосфера, стротосфера және иопосфера қабаттары болып үшке бөлінеді. Тропосфера – грекше «tropos» (тропос) – бұрылысы, «sphaira» (сфера) – шар. Өзгермелі қабат деген мағына береді. Жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты. Орташа биіктігі 10 * 12 км-ге жетеді.

Стротосфера – латынша «stratum» — төсем, тағы сондай сияқты теңіз деңгейінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты.Озон қабатының болуына байланысты температура жоғары болады. Иопосфера – гректің «ion» — қозғалғыш қабат деген сөзінен алынған. Қалыңдығы 800 км-ге жетеді.Күннің ультракүлгін сәулелерінің әсерінен газдариондалғанжағдайда болады.

Атмосферадағы биосфераның жоғары шегі 20 км биіктікке дейін жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш тұқымы) кездеседі. Бактериялар атмосфералардың азон қабатында да өсіп-өнеді. Биосферада мол кездесетін микроорганизмдер жер бетінен 50-70 метрге дейінгі биіктікке ғана тарайды.

Гидросфера – табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұл құрлықтың 70 % алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 млн шаршы км.

Литосфера – жердің қатты қабаты. Ол екі қабаттан құралған. Үстіңгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 км-ден 40 км-ге дейін жетеді. Ал астыңғысы базольттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 км. Жоғарыда айтылғандай минералды қабаттардан басқа, жерді ерекше тағы бір қабат – биосфера қоршап тұрады. Ол тірі органимдер тараған аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сыртқы қоршаған ортаның эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз деңгейінен бастап, тау жоталарының шыңдарына дейін бүкіл құрғақ жерді алып жатыр.

Литосферадағы биосфераның төменгі шегі 2000 – 3000 м-ге дейін тереңдікке жетеді. Олар онаэробта бактериялар. Гидросферадағы биосфераның шегі 11 км-ге дейінгі тереңдікке жетеді. Теңіз жануарлары және өсімдіктері (қызыл, жасыл, қоңыр балдырлар) үшін су өте қолайлы орта. Таза, мөлдір болғандықтан күн сәулесі оның 200 метр тереңдігіне дейін тарайды. Бұдан кейінгі судың қабаттарын мәңгілік қараңғылық басып тұрады. Мұндай қабаттарда да тіршілік ететін организмдер болады.