
- •Введение
- •Общие методические указания
- •Темы рефератов
- •Естественнонаучная и гуманитарная культуры Путь к единой культуре
- •Краткий очерк истории естествознания
- •Иерархия объектов в природе
- •Физические поля в природе
- •Фундаментальные взаимодействие в природе
- •Основные понятия и законы современного естествознания
- •Классическая механика.
- •Квантовая механика
- •Квантование. Принцип Паули.
- •Происхождение химических элементов
- •Релятивистская механика.
- •Статистическая механика
- •Системы с большим числом частиц
- •Динамические и статистические закономерности
- •Замкнутые многочастичные системы
- •Устойчивость систем
- •Нелинейные динамические системы
- •Биосфера
- •Механизмы и закономерности эволюции живой природы
- •Биомолекулы
- •Пространственная модель молекулы днк
- •Проблема жизни в естествознании
- •История эволюционных идей
- •Современные представления об эволюции
- •Направленность и ограниченность эволюционного процесса
- •Содержание
Биосфера
Биосфера – единая система живого и неживого вещества, активно взаимодействующие между собой. Биосфера – это тонкая оболочка жизни в литосфере, гидросфере и нижней части атмосферы. Верхняя граница биосферы, по-видимому, проходит ниже озонового слоя, который у полюсов находится на высоте 8-15 км, а в тропиках на высоте 15-35 км. Нижняя граница проходит через области, характеризующиеся высокими значениями температуры и давления и отсутствием свободной воды.
Подстилающая литосфера, окружающая стратосфера, излучение, проникающее от Солнца, и дальнего космоса обеспечивают биосферу веществом, энергией, меняют ее состав и структуру.
Биосфера - открытая термодинамическая система, вещество, энергия и организация которой обусловлены взаимодействием ее биотического и абиотического компонентов.
Для В.В.Докучаева, основоположника учения о почвах, биотический и абиотический факторы были равноправными партнерами формирования биосферы. В.И.Вернадский, перейдя на глобальный уровень показал, что ведущим фактором преобразующим «лик Земли» является жизнь. Ее особенность заключается не только в ускорении химических реакций. Некоторые реакции внеживых организмов вообще не происходят при нормальных (для человека) температурах и давлениях. Так жиры и углеводы окисляются в организме при температуре 37°, а вне организма нужно нагревание до 400°-500°С.
Биосфера, как открытая система, обладает свойством саморегуляции, т.е. способно к самоорганизованности. Одно из наиболее важных и, может быть, ранних проявлений самоорганизованности В.И.Вернадский видел в наличии озонового слоя – экрана, поглощающего губительные для жизни ультрафиолетовые лучи. Другим примером саморегулирования является Мировой Океан. Реки ежегодно выносят в Океан 1,5 млн. тонн карбоната кальция, а солевой состав воды не меняется. Почему? Живые организмы океана используют карбонаты для построения скелета, затем отмирают и оседают на дно в нерастворимом виде.
Состав живого вещества биосферы непрерывно уточняется и сведения о нем надо считать примерными. Количество видов живых организмов, по разным источникам, колеблется от 2,0 миллионов до 3,0 миллионов. По типу питания живые организмы можно разделить на две большие группы – автотрофные организмы - это растения, за очень редким исключением и гетеротрофные организмы – животные. Численность видов животных превышает примерно в 4 раза число видов растений. Среди животных больше всего видов членистоногих и насекомых (около 75%), моллюски составляют 20%, позвоночные – всего около 4% от общего числа видов животных. Млекопитающие составляют только 10% от числа видов позвоночных, рыбы – около 50%.
Интересно распределение видов животных и растений по средам обитания. Число видов сухопутных животных составляет 93%, а водных – только 7% общего числа животных. Среди растений тоже 92% приходится на виды, произрастающие на суше и 8% - в воде. Живых организмов проводящих всю свою жизнь в воздухе не известно.
Масса живого вещества сосредоточена преимущественно в зеленых растениях суши. Хотя на растения приходится менее 21% видов живых организмов, но они дают 99% всей биомассы. На животных остается менее 1% всей биомассы.
Количество биомассы на Земле.
Сухое вещество |
Суша |
Океан |
Всего |
||
зеленые растения |
животные, микроорганизмы |
зеленые растения |
животные, микроорганизмы |
||
тонны |
2,4 1012 |
0,2 |
2 108 |
3 1010 |
2,42 1012 |
проценты |
99,2 |
0,8 |
6,3 |
93,7 |
- |