17

Лекция 2 лекция 3 основы экологии

Биосфера включает в себя все живое вещество планеты и среду его обитания. Впервые понятие биосферы было введено Зюссом (а концепция Ламарком). Основоположником науки о биосфере является Вернадский В.И.

Биосфера формировалась миллиарды лет в результате различных эволюционных процессов. Она имеет определенные границы. Толщина биосферы доходит до 40-50 км. Живая материя (вещество) распространяется в атмосфере, в ее нижней части – тропосфере (до 8-18 км, до озонового слоя), в литосфере вглубь до 2-3 км (микроорганизмы обнаружены в буровых скважинах до 4 км), в гидросфере жизнь достигает дна – глубины 11 км (но и в гидротермах, расположенных ниже дна океана на 1-2 км, были найдены живые организмы).

В биосфере выделяют газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосферу) оболочки земли. Вернадский выделяет 7 видов веществ в биосфере. Важнейшими из них являются:

- живое – совокупность всех живых организмов на планете (микроорганизмы, растения, животные);

- биогенное – вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами на протяжении геологической истории (нефть, известняки, каменный уголь);

- косное – вещество неорганического происхождения (в его образовании живое вещество не участвует);

- биокосное – вещество, создаваемое одновременно в процессе жизнедеятельности живых организмов и в процессах неорганической природы (вода биосферы, почва);

- радиоактивные элементы, рассеянные атомы (образуются из земного вещества под влиянием космического излучения), вещества космического происхождения.

Этапы формирования биосферы (теория биохимической эволюции)

(теория самопроизвольного зарождения, теория креационизма, теория стационарного состояния, панспермии, теория Опарина А.И. – самостоятельно)

1. Этап химической эволюции:

образование простейших органических соединений из неорганических веществ в результате действия УФ излучения, ионизирующего излучения Солнца, электрических разрядов (грозовая деятельность), местных источников тепла вулканического происхождения (4.5 млрд. лет назад);

2. Развитие многоклеточности, где идет обмен не только веществом и энергией, но и генетической информацией (3-3.5 млрд. лет назад).

3. Этап антропогенеза, т.е. появление человека. (предположительно, возникновение людей современного физического типа осуществилось 50-40 тыс. лет назад). Под воздействием человека происходит постепенное преобразование биосферы в ноосферу (сфера разума) – гипотетическая стадия развития биосферы в будущем, когда разумная деятельность людей станет главным определяющим фактором ее устойчивого развития (Вернадский В.И.).

Однако современное состояние человеческого общества и отношение к природе заставляет задуматься о возможности такого перехода биосферы в ноосферу.

Основные функции биосферы

1. Энергетическая функция выполняется за счет аккумулирования растениями солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Часть этой энергии перераспределяется между компонентами биосферы, часть накапливается в отмершей органике (образуются биогенные вещества торф, уголь, нефть), часть рассеивается.

2. Газовая функция обеспечивает газовый состав атмосферы в процессах миграции и превращения газов.

3. Концентрационная функция заключается в избирательном извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов из ОС. (Живые организмы могут служить для человека как источником полезных (витамины, аминокислоты), так и опасных для здоровья веществ (тяжелые металлы, ядохимикаты)).

4. Деструктивная функция обуславливает процессы, связанные с разложением мертвой органики.

5. Средообразующая функция состоит в трансформации химических параметров среды в условия, благоприятные для существования организмов.

Биологическое разнообразие

Биологическое разнообразие появилось в результате взаимодействия двух процессов видообразования и вымирания видов. Биологическое разнообразие – это главный критерий устойчивости биосферы. Оно включает два взаимосвязанных понятия: генетическое разнообразие – это многообразие генетических свойств у особей одного вида (человек: цвет глаз, волос, кожи) и видовое разнообразие - многообразие видов внутри экологических систем.

Биологическое разнообразие обеспечивает человечество новыми источниками питания, сырья, лекарственных и химических продуктов. Биоразнообразие – это «страховая политика» природы против катастрофических возмущений ОС. (люди используют в пищу около 7000 видов растений, но 90% мирового продовольствия создается за счет 20 видов, а три вида: кукуруза, пшеница и рис – покрывают более половины всех потребностей)