79. Биосфера.

А) История развития учения о биосфере.

Работы французского натуралиста Ж.Б. Ламарка (1744–1829). Ламарк указал на роль живых организмов в образовании земной коры, что положило начало представлениям о существовании особого пространства, заселённого живыми существами и преобразуемого ими.

1875 г. – Э. Зюсс ввёл термин «биосфера».

Гумбольдт развил идею о взаимосвязи всех природных процессов и явлений на Земле.

Докучаев – учение о географических зонах.

Я. Молешотт – идея о круговороте энергии и в-в при участии живых организмов.

Пфеффер – 3 способа питания.

Роль В.И. Вернадского

• Создание целостного учения о биосфере. Вернадский распространил понятие биосферы не только на живые организмы, но и на геологические оболочки, заселённые ими.

• Раскрытие роли живых организмов в процессах планетарного масштаба. Учёный показал, что живые организмы и продукты их жизнедеятельности — мощная геологическая сила, играющая первостепенную роль в механизмах разрушения горных пород, круговорота веществ, изменения водной и воздушной оболочек планеты.

• Введение понятия «живое вещество» — совокупности всех живых организмов на планете.

• Определение границ биосферы — учёный выделил четыре основных компонента: живое вещество, биогенное вещество, косное вещество и биокосное вещество.

Б) Основные компоненты функционирования биосферы. Качественные и количественные характеристики живого вещества.

Основные компоненты функционирования биосферы включают живое вещество, биогенное вещество, косное вещество и биокосное вещество.

Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих нашу планету. Это главная сила, преобразующая поверхность планеты, основа формирования и существования самой биосферы. Во все геологические эпохи живое вещество, преобразуя и аккумулируя солнечную энергию, влияло на химический состав земной коры, было мощной геохимической силой, формирующей лик Земли. (В.И. Вернадский)

Количественные характеристики

• Биомасса — количество живого вещества, приходящееся на единицу площади или объёма.

• Скорость обновления — в среднем для биосферы обновление живого вещества составляет 8 лет, для суши — 14 лет, для океана — 33 дня (для организмов с коротким периодом жизни, например, планктона).

• Распределение биомассы — живое вещество распределено неравномерно: большая его часть находится в приповерхностных участках суши и гидросфере, где массово развиваются зелёные растения.

Качественные характеристики

• Высокая скорость химических реакций — в живом веществе реакции идут в тысячи и миллионы раз быстрее, чем в неживом.

• Устойчивость химических соединений — белки, ферменты и другие компоненты живого вещества сохраняются только в живых организмах.

• Эволюционный процесс — воспроизводство живого вещества происходит не путём абсолютного копирования предыдущих поколений, а путём морфологических и биохимических изменений.

В) Биогеохимические принципы В.И. Вернадского.

I принцип: биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Прогрессивная эволюция любой экосистемы ведет к увеличению суммарного протока энергии через нее. Эта закономерность проявляется в способности живого к распространению, развитию, во «всеюдности жизни» (выражение В.И. Вернадского).

II принцип: эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Согласно этому принципу преимущества в ходе эволюции получают те организмы, которые приобрели способность усваивать новые формы энергии или «научились» полнее использовать химическую энергию, запасенную в других организмах.

III принцип: живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей, и создается и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца. Этот принцип очень важен для понимания тех процессов, которые обычно называют самоорганизацией биологических структур.

Г) Основные функции биосферы.

• Газовая

• Концентрационная

• Окислительно-восстановительная

• Биохимическая

• Биогеохимическая

д) Этапы эволюции биосферы.

1. Восстановительный этап

2. Слабоокислительный этап

3. Окислительный

4. Антропогенный