1.4.6. Основные свойства биосферы

Биосфера – это централизованная, открытая, саморегулирующаяся система, характеризующаяся большим разнообразием составляющих ее элементов, обладающая механизмами, обеспечивающими круговорот веществ.

Центральное звено биосферы - все живые организмы (живое вещество), в том числе и человек, существование биосферы немыслимо без поступления энергии извне, прежде всего от Солнца.

Свойство саморегуляции (гомеостаза) биосферы - способность гасить возникающие возмущения и приходить в исходное состояние включением ряда механизмов. Гомеостатические механизмы связаны в основном с живым веществом, его свойствами и функциями. В настоящее время, хотя биосфера, по-видимому, еще не вступила в стадию глобального кризиса, но отдельные крупные возмущения антропогенного происхождения она гасить уже не в силах, потому что человек разрушает сами механизмы гомеостаза. Результатом человеческой деятельности является либо гибель экосистем (заболоченность, опустынивание и т.п.), либо появление неустойчивых систем типа агроценозов или городов. Большое разнообразие элементов повышает ее устойчивость, так как дает возможность дублирования отдельных функций. В настоящее время описано около 2 млн видов живых организмов (1,5 млн животных и 500 тыс. видов растений). Полагают, что их на Земле в 2-3 раза больше. К настоящему времени арену биосферы оставили более 95 % существовавших когда-то видов. Вся деятельность человека без исключения подчинена упрощению экосистем любого ранга, то есть уменьшению разнообразия видов, что также наносит удар по механизмам гомеостаза. Простые экосистемы с малым разнообразием удобны для эксплуатации. Они позволяют в короткое время получить большой объем продукции. Плата за это снижение устойчивости экосистем, их распад и деградация среды.

Механизмы, обеспечивающие круговорот веществ, гарантируют неисчерпаемость отдельных химических соединений в биосфере. При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан весь углерод. Только благодаря круговоротам обеспечивается непрерывность процессов. Как говорил академик-почвовед В.Р.Вильямс, есть единственный способ сделать какой-либо процесс бесконечным - пустить его по пути круговоротов.

1.4.7. Гипотеза о возникновении Геи-Земли

Гипотеза Геи-Земли (от греч. “Гея” – богиня Земли) возникла в последние два десятилетия и перекликается с основными положениями теории биосферы Вернадского.

Авторы гипотезы – английский химик Джеймс Лавлок и американский микробиолог Линн Маргулис. Согласно этой гипотезе, Земля является саморегулирующейся системой, созданной биотой и окружающей средой, способной сохранять химический состав атмосферы и тем самым поддерживать благоприятное для жизни постоянство климата. Это квазиживая целостность (Дж. Лавлок), которая обладает свойством глобального гомеостаза, способного нейтрализовать неблагоприятные внешние воздействия в пределах способности к саморегуляции.

Пример: С появления жизни на планете действовал механизм биологической автоматической термостатики, в котором избыток двуокиси азота в атмосфере играл регулирующую роль, препятствуя тенденции потепления, связанной с возрастанием яркости солнечного света – это механизм обратной связи. Изменение яркости потоков солнечного света вызвало рост биоразнообразия, это привело к возрастанию способности регулировать температуру поверхности Земли и к росту биомассы.

 Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение биосферы. Кто создал теорию биосферы ?

2. Перечислите основные свойства биосферы.

3. Какие особенности экосистем вы можете назвать ?

4. Опишите кратко основные положения теории биосферы Вернадского.

5. Дайте определение ноосферы.

6. Почему “фабрику” биосферы называют безотходным производством ?