19. Исторические изменения в биосфере. Техносфера

Вопрос о разнокачественности живого и неживого тесно связан с вопросом об эволюции биосферы. Постоянен или нет общий вес живого вещества биосферы на протяжении всей истории развития Земли? В своих ранних работах В.И. Вернадский отвечал на этот вопрос утвердительно. Он полагал, что при эволюции биосферы ме­нялись формы проявления жизни, но объем живого вещества оста­вался неизменным. Однако постепенно его взгляды изменились, оформилось учение о качественно новом состоянии биосферы.

В.И. Вернадский постепенно пришел к выводу, что количество живого вещества не может оставаться постоянным, потому что человек своей деятельностью вмешивается в стационарное существование биосферы и изменяет ее облик в глобальном масштабе. Область жизни все более радикально перестраивается под влиянием глобальной технической деятельности человека. Биосфера всегда изменялась и эволюционировала. Человеческая деятельность придала этому процессу такое ускорение, что биосфе­ра неминуемо должна измениться и перейти в новое состояние, которое В.И. Вернадский назвал сферой человеческого разума.

Для XX в. характерно прежде всего вторжение техники во все сферы человеческого общества и в биосферу. Этот процесс вполне соразмерен с таким планетным явлением, как появление зеленых растений в конце девонского периода. Точно так же как человек не акцентирует внимание на том, что для акта дыхания необходим кислород, так он не задумывается и о том, что научно-технический процесс породил особую сферу, в которой главенствует техника. Техника для нас настолько привычна, что мы ее просто не замечаем. Если мы не можем привычно воспользоваться телефоном или проехать в троллейбусе, метро или автобусе, это вызывает не более чем раздражение. Ну а уж если произойдет авария на электростанции и окружающий мир погрузится в кромешную тьму, для человека это будет просто катастрофой. В июле 1977 г. в громадном Нью-Йорке вышла из строя электростанция. На весь день погас свет и городская деятельность замерла. Убытки составили 5 млрд долларов. Этот пример говорит о необычайной уязвимости такого вида экономического развития, для которого характерны высокий уровень концентрации и технической специализации. При выходе из строя одного компонента таких концентрированных систем парализованной оказывается вся система.

Однако мы редко задаемся вопросом, что означает техника как геологическое явление в масштабах нашей планеты. Техника все больше демонстрирует и проявляет свою автономность, так что аналогично понятию «живое вещество» в последнее время можно говорит о так называемом «техновешестве» – совокупно­сти технических систем Земли.

Создавая орудия труда, человек создавал и качественно иную сферу своего бытия – техносферу. Некоторые ученые считают техносферу синонимом ноосферы, другие признают за техносферой возможность самостоятельного существования как переходного состояния от биосферы к ноосфере. Термин «техносфера» подчеркивает определяющую роль техники в деятельности человека на планете Земля и в космосе. Техносфера – своего рода переходный этап между естественным развитием биосферы и прогнозируемым переходом ее в ноосферу. Если ноосфера – это будущее гармоничное единство человека и природы при главенствующем положении в этой системе человеческого разума, то техносфера – это то окружение, в котором мы сейчас живем.

35. Климатические факторы. Свет относится к основным факто­рам внешней среды. Без света невозможна фотосинтетическая деятельность растений, а без последней- немыслима жизнь вооб­ще, поскольку зеленые растения обладают способностью проду­цировать необходимый для всех живых существ кислород. Кроме того, свет является единственным источником тепла на планете Земля. Он оказывает непосредственное воздействие на химиче­ские и физические процессы, происходящие в организмах, влия­ет на обмен веществ.

Многие морфологические и поведенческие характеристики различных организмов связаны с воздействием на них света. Деятельность некоторых внутренних органов животных также тесно связана с освещением. Поведение животных, например се­зонные перелеты, кладка яиц, ухаживание за самками, весенний гон, связано с продолжительностью светового дня.

В экологии под термином «свет» подразумевается весь диапа­зон солнечного излучения, достигающего земной поверхности. Спектр распределения энергии излучения Солнца за пределами земной атмосферы показывает, что около половины солнечной энергии излучается в инфракрасной области, 40 % — в видимой и 10 % — в ультрафиолетовой и рентгеновской областях.

Для живого вещества важны качественные признаки света — длина волны, интенсивность и продолжительность воздействия. Различают ближнее ультрафиолетовое излучение (400—200 нм). Источники ультрафиолетового излучения — высокотемпературная плазма, ускоренные и I троны, некоторые лазеры, Солнце, звезды и др. Биологическое действие ультрафиолетового излучения обусловлено химическими изменениями поглощающих их молекул живых клеток, шинным образом молекул нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и белков, и выражается в нарушениях деления, возникновении мутаций и гибели клеток.

Часть солнечных лучей, преодолев огромное расстояние, достигает поверхности Земли, освещает и обогревает ее. Подсчитано, что на нашу планету поступает около одной двухмиллиардной части солнечной энергии, а из этого количества лишь 1 —0,2 % используется зелеными растениями для создания органического вещества. Каждому квадратному метру планеты достается в среднем по 1,3 кВт энергии Солнца. Ее хватило бы для работы электрического чайника или утюга.

Условия освещения играют исключительную роль в жизни Астений: от интенсивности солнечного освещения зависит их индуктивность, производительность. Однако световой режим на Земле довольно разнообразный.

Свет управляет ростом растений: они растут в направлении большей освещенности. Их чувствительность к свету столь велика, что побеги некоторых растений, в течение дня содержащиеся в темноте, реагируют на вспышку света, длящуюся всего две ты­сячные доли секунды.

Все растения по отношению к свету можно разделить на три Iруины: гелиофиты, сциофиты, факультативные гелиофиты.

Гелиофиты, ими светолюбивые растения, либо совсем не переносят, либо пло-1И1 переносят даже незначительное затенение. К данной группе от­носятся степные и луговые злаки, растения тундр, ранневесенние растения, большинство культурных растений открытого грунта, многие сорняки. Из видов этой группы можно отметить подорож­ник обыкновенный, иван-чай, вейник тростниковидный и др.

Сциофиты (от греч. 8с1а — тень), или теневые растения, не им носят сильного освещения и живут в постоянной тени под пологом леса. Это главным образом лесные травы. При резком осветлении лесного полога они приходят в угнетенное состоянии и нередко погибают, но многие перестраивают фотосинтетический аппарат и приспосабливаются к жизни в новых условиях.

Факультативные гелиофиты, или теневыносливые растения, способны развиваться как при очень большом, так и при малом количестве света. В качестве примера можно назвать не_; которые деревья — ель обыкновенную, клен остролистный, граб обыкновенный; кустарники — лещину, боярышник; травы 1 землянику, герань полевую; многие комнатные растения.

Важным абиотическим фактором является температура. Любой организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. Область распространения живого в основном ограничена областью от чуть ниже 0 °С до 50 "С

Особую роль в жизнедеятельности живых организмов игра­ют условия увлажнения.

Вода — основа живой материи. Для большинства живых ор­ганизмов вода является одним из главных экологических факто­ров. Это важнейшее условие существования всего живого на кмле. Все жизненные процессы в клетках живых организмов протекают в водной среде.

Вода химически не изменяется под действием большинства технических соединений, которые она растворяет. Это очень важ­но для живых организмов, поскольку необходимые их тканям пи-га тельные вещества поступают в водных растворах в сравнительно малоизмененном виде. В природных условиях вода всегда содер­жит то или иное количество примесей, не только взаимодействуя С твердыми и жидкими веществами, но и растворяя газы.

Уникальные свойства воды предопределяют ее особую роль и формировании физической и химической среды нашей плане­ты, а также в возникновении и поддержании удивительного яв­ления — жизни.

Эмбрион человека на 97 % состоит из воды, а у новорожден­ных ее количество составляет 77 % массы тела.