ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ (учение о биосфере)

Понятие о биосфере

Структура биосферы. Живое вещество. Распределение жизни в биосфере

Живое вещество. Геохимическая работа живого вещества

Энергетический баланс биосферы. Изменения энергетического баланса биосферы, связанные с деятельностью человека

Биогеохимические циклы. Круговорот важных химических элементов в биосфере. Антропогенное воздействие на природные циклы основных биогенных элементов

Стабильность биосферы. Ноосфера, управления биосферой

Понятие о биосфере

Живые организмы играют очень важную роль в геологических процессах, которые формируют Землю. Химический состав современных атмосферы и гидросферы обусловленный жизнедеятельностью организмов. Минеральная инертное вещество перерабатывается живыми организмами, превращается в новую. Итак, живая и неживая вещества на Земле составляют гармоничное целое.

Эволюция биосферы длилась более 3 млрд лет и проходила под влиянием аллогенных (внешних) сил, таких, как геологические и климатические изменения, и автогенных (внутренних) процессов, обусловленных активностью живых компонентов экосистемы. Первые экосистемы, которые существовали на начальных этапах развития биосферы, были населены очень мелкими анаэробными гетеротрофами, питающихся органическим веществом, синтезированной в ходе абиотических процессов. Впоследствии произошел, по образному выражению Ю. Одум, "популяционный взрыв" автотрофных водорослей, который превратил атмосферу из возобновляемого в кислородную. Впервые термин "биосфера" - "сфера жизни" - был использован австрийским ученым Эдуардом Зюссом еще в XIX в. (1875). Однако он не дал определения этого понятия. Современное его толкование, которое принято во всем мире, принадлежит украинскому ученому В.И. Вернадскому - первому президенту Украинской академии наук. Научные представления о биосфере как "живую оболочку" Земли ученый изложил в своих лекциях, прочитанных в Карловом университете в Праге и Сорбонне в Париже в течение 1923-1924 гг. Впоследствии эти положения были обобщены и сведены в книге «Биосфера» (1926). Жизнь - высшая форма развития материи на Земле. Живые организмы превращают космическую солнечную энергию в земную и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Эти живые организмы своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, своей смертью и размножением, постоянным использованием своего вещества, а главное - продолжающейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений, своим рождением и размножением продолжают одно из найґрандиозниших планетарных явлений, не существует нигде, кроме биосферы (Вернадский).

Итак, биосфера - это оболочка Земли, которая включает части атмосферы, гидросферы и литосферы, заселенные живыми организмами. В.И. Вернадский подчеркнул отличные особенности биосферы, в частности:

биосфера составляет оболочку жизни - участок существования живого вещества;

биосферу можно рассматривать как участок Земной коры, занятой трансформаторами, переводят космические излучения в деятельное земную энергию - электрическую, химическую, механическую, тепловую и т. д.

Биосфера в современном понимании - это глобальная открытая система со своим "входом" (поток солнечной энергии, поступающей из космоса) и "выходом" (образованные в процессе жизнедеятельности организмов вещества, которые по разным причинам «выпали» из биологического круговорота, так называемый выход "в геологию» - каменный уголь, нефть, осадочные породы и т.п.). С позиций кибернетики эта огромная система, которая, как и ее составляющие - биогеоценозы, описывается как "черный ящик". Процессы, происходящие внутри него, закодированные природой. Можно с уверенностью утверждать, что система в ее основных чертах является саморегулируемой, самоорганизованной.

Экологи объясняют самоорганизацию системы информации, которая пронизывает экосистему. Она содержится в живых организмах, в их генетическом коде и способности адаптироваться к изменениям условий среды. Итак, саморегулирование экосистемы обеспечивается живыми организмами. Такой подход дает основания считать биосферу централизованной кибернетической системой, поскольку в ней один элемент (подсистема) - живые организмы - играет доминирующую, центральную роль в функционировании системы в целом. Согласно закону необходимого разнообразия Виннера - Шеннона - Эшби, который считается основным кибернетическим законом, кибернетическая система только тогда обладает устойчивостью для блокирования внешних и внутренних возмущений, когда она имеет достаточное внутреннее многообразие. Это многообразие в основном и создается живыми организмами. Стоит напомнить, что сегодня на Земле существует около 2 млн видов организмов, из них

доля растений составляет 500 000 видов, а животных - 1500000 видов (табл. 7.1).

Таблица 7.1. Численность различных групп организмов в биосфере

Группа

Количество видов (примерно)

Группа

Количество видов (примерно)

Всего

500000

Всего

1500000

В том числе

В том числе

Водоросли

25000

Простейшие

15000

Бактерии

100000

Губки

5000

Грибы

Кишечнополостные

+9000

Лишайники

18000

Черви

19000

Высшие

Моллюски

105000

Мохообразные

20000

Членистоногие

50000

Плавунах

800

(без насекомых)

Хвощевые

30

Насекомые

1000000

Папоротникообразные

6 000

Иглокожие

5000

Хордовые

48000

Голосеменные

600

(включая позвоночных)

Покрытосеменные

200000

3 них

3000

Птицы

10000

Млекопитающие

6 000

Исходя из экосистемных представлений можно утверждать: видовое разнообразие - это не просто какая-то арифметическая величина, ниже которой не должен опускаться живой мир, а реальная потребность буквально каждого сущего на планете вида в трофических звеньях экосистем и биосферы в целом. Эти виды необходимо сохранить ради нормального функционирования современной биосферы, и сегодня эволюционирует, обогащая видовое разнообразие.

По данным Украинской палеоботаника А.П. Фесуненко, количество родов высших растений составила: в силуре (около 400 млн лет назад) - 1 род, в девоне (350 млн) - 36, в интервале от карбона до триаса (200 млн) - 150-200, от юры до неогена ( 160 млн до нынешних дней) - 250-330. Итак, обогащения видового разнообразия, хорошо иллюстрируют приведенные факты, - это общая тенденция современного развития биосферы, способствует устранению внешних и внутренних препятствий и поддержке системы в состоянии гомеостаза.

Ю. В дум (1986) приводит выдержку из одной из американских программ (программа сохранения генетических ресурсов, руководитель Дэвид Кофтон, Калифорния), в которой изложена точка зрения ученых по поводу Глобальной угрозы потери видового разнообразия: "Биологическое разнообразие животных, растений и микроорганизмов составляет фактор фундаментальной важности для выживания человечества ".

Термин "генетические ресурсы" можно определить как генетическое разнообразие, которое играет решающую роль в удовлетворении всех потребностей общества.

Характерная особенность биосферы как "пленки жизни" - это ее гетерогенность, мозаичность, причем каждый отдельный однородная участок ("биогеоценоз", "экосистема") способна к саморегуляции и полного самовосстановления биоты. Экосистемы находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, создавая вместе гигантский круговорот веществ в пределах биосферы.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >