Биология - Ярыгин В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
If
Раздел II
ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА
Глава 9
ВВЕДЕНИЕ В УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
9.1. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ БИОСФЕРЫ
Термин «биосфера» введен австралийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. для обозначения особой оболочки Земли, образованной совокупностью живых организмов, что соответствует биологической концепции биосферы. В указанном смысле названный термин используется рядом исследователей и в настоящее время.
Представление о широком влиянии жизни на природные процессы было сформулировано В. В. Докучаевым, который показал зависимость процесса почвообразования не только от климата, но и от совокупного влияния растительных и животных организмов.
В. И. Вернадский развил это направление и разработал учение о биосфере как глобальной системе нашей планеты, в которой основной ход геохимических и энергетических превращений определяется живым веществом. Он распространил понятие биосферы не только на сами организмы, ной на среду их обитания, чем придал концепции биосферы биогеохи'мический смысл. Большинство явлений, меняющих в масштабе геологического времени облик Земли, рассматривались ранее как чисто физические, химические или физико-химические (размыв, растворение, осаждение, выветривание пород и т. д.). В. И. Вернадский создал учение о геологической роли живых организмов и показал, что деятельность последних представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты.
С именем В. И. Вернадского связано также формирование социальн о-э кономической концепции биосферы, отражающей ее превращение на определенном этапе эволюции в ноосферу (см. главу 10) вследствие деятельности человека, которая приобретает роль самостоятельной геологической силы. Учитывая системный принцип организации биосферы, а также то, что в основе ее функционирования лежат круговороты веществ и энергии, современной наукой сформулированы биохимическая, термодинамическая, биогеоценотическая, кибернетическая концепции биосферы.
Биосферой называется оболочка Земли, которая населена и активно преобразуется живыми существами. Согласно В. И. Вернадскому, биосфера — это такая оболочка, в которой существует или существовала в прошлом жизнь и которая подвергалась или подвергается воздействию живых организмов. Она включает: 1) живое
вещество, образованное совокупностью организмов; 2) биогенное вещество, которое создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть,
сланцы, известняки и др.); 3) косное вешество, которое образуется без участия живых организмов (продукты тектонической деятельности, метеориты); 4) биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).
9.2. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ БИОСФРРЫ
Биосфера представляет собой многоуровневую систему, включающую подсистемы различной степени сложности. Границы биосферы определяются областью распространения организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере (рис. 158). Верхняя граница биосферы проходит примерно на вы-в. и. Вернадский (1кбЗ 194Г>) соте 20 км. Таким образом, живые организмы расселены в тропосфере и в нижних слоях стратосферы. Лимитирующим фактором расселения в этой среде является нарастающая с высотой интенсивность ультрафиолетовой радиации. Практически все живое, проникающее выше озонового слоя атмосферы, погибает. В гидросферу биосфера проникает на всю глубину мирового океана, что подтверждается обнаружением живых организмов, и органических отложений до глубины 10—11 км. В литосфере область распространения жизни во многом определяется уровнем проникновения воды в жидком состоянии — живые организмы обнаружены до глубины примерно 7,5 км.
Атмосфера. Эта оболочка состоит в основном из &зо га и кислорода. В меньших концентрациях она содержит углекисл 1й газ и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и, особенно, биологические процессы на земной поверхности и в водной среде. Наибольшее значение для биологических процессов имеют: кислород атмосферы, используемый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего органического вещества, углекислый газ, расходуемый при фотосинтезе, а также озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Вне атмосферы существование живых организмов невозможно. Это видно на примере лишенной жизни Луны, у которой нет атмосферы. Исторически развитие атмосферы связано с геохимическими процессами, а также жизнедеятельностью организмов. Так, азот, углекислый газ, пары воды образовались в процессе эволюции планеты благодаря в значительной мере вулканической активности, а кислород — в результате фотосинтеза.
Гидросфера. Вода является важной составной частью всех компонентов биосферы и одним из необходимых факторов существова-
10000 м
оОООО
20000
10000
2000
1000
100-
1000
Рис. 158. Область распространения организмов в биосфере.
I уровень озонового слоя, ладерживающе) и жесткие ультрафиолетовое излучение, 2 границ» снегов, 3 почва; 4 животные, обитающие в пещерах, 5 бактерии в нефтяных скважинах
