- •Лекции по дисциплине «Учение о биосфере»
- •Лекция 1. Введение.
- •1.1. История развития Учения о биосфере.
- •1.2. Биосферная концепция в.И. Вернадского.
- •1.1. История развития Учения о биосфере.
- •2.3. Состав биосферы.
- •2.1. Границы биосферы.
- •1.2. Биосферная концепция в.И. Вернадского.
- •Лекция 2. Структура и состав биосферы.
- •2.1. Границы биосферы.
- •2.2. Структура биосферы.
- •2.2. Структура биосферы.
- •2.3. Состав биосферы.
- •Лекция 3. Живое вещество планеты.
- •3.1. Живое вещество, понятие.
- •3.2. Свойства живого вещества.
- •3.1. Живое вещество, понятие.
- •3.2. Свойства живого вещества.
- •Лекция 4. Функции живого вещества.
- •4.1. Функции живого вещества.
- •4.1. Функции живого вещества.
- •Лекция 5. Классификации живых организмов.
- •5.1. Классификации живых организмов.
- •5.1. Классификации живых организмов.
- •Лекция 6. Круговорот веществ и поток энергии – основа устойчивости биосферы.
- •6.1. Круговорот веществ.
- •6.2. Поток энергии.
- •6.1. Круговорот веществ.
- •6.2. Поток энергии.
- •Лекция 7. Биоразнообразие – основа организационной устойчивости биосферы.
- •7.2. Структура и уровни биоразнообразия.
- •Генетическое разнообразие
- •Видовое разнообразие
- •Экологическое разнообразие
- •7.3. Экологическое значение биоразнообразия.
- •7.4. Сохранение биоразнообразия.
- •Лекция 8. Системность жизни.
- •8.1. Понятие биосистемы.
- •8.2. Иерархия биосистем как объектов экологии.
- •8.1. Понятие биосистемы.
- •8.2. Иерархия биосистем как объектов экологии.
- •Лекция 9. Основные свойства биосферы.
- •9.1. Свойства биосферы.
- •9.1. Свойства биосферы.
- •Лекция 10. Биогеохимические циклы.
- •10.1. Круговороты веществ.
- •10.2. Биогеохимические циклы основных биофильных элементов.
- •10.1. Круговороты веществ.
- •10.2. Биогеохимические циклы основных биофильных элементов.
- •Лекция 11. Антропогенное воздействие человека на биосферу.
- •11.1. Экологические ниши человека.
- •11.2. История антропогенных экологических кризисов.
- •11.1. Экологические ниши человека.
- •11.2. История антропогенных экологических кризисов.
- •Лекция 12. Ноосфера.
- •12.1. Идея ноосферы.
- •12.1. Идея ноосферы.
- •Лекция 13. Устойчивое развитие.
- •13.1. Требования перехода к новой модели цивилизации.
- •13.2. Концепция экоразвития.
- •13.3. Концепция устойчивого развития.
- •13.1. Требования перехода к новой модели цивилизации.
- •13.2. Концепция экоразвития.
- •13.3. Концепция устойчивого развития.
3.2. Свойства живого вещества.
К основным уникальным особенностям живого вещества, обусловливающим его крайне высокую средообразующую деятельность, можно отнести следующие:
1. Способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. В. И. Вернадский назвал это всюдностью жизни. Данное свойство дало основание В. И. Вернадскому сделать вывод, что для определенных геологических периодов количество живого вещества было примерно постоянным (константой). Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней, если бы не было факторов, сдерживающих их потенциальные возможности размножения), так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ. Например, площадь листьев растений, произрастающих на 1 га, составляет 8-10 га и более. То же относится к корневым системам.
2. Движение не только пассивное (под действием силы тяжести, гравитационных сил и т. п.), но и активное. Например, против течения воды, силы тяжести, движения воздушных потоков и т. п.
3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты), сохраняя при этом высокую физико-химическую активность.
4. Высокая приспособительная способность (адаптация) к различным условиям и в связи с этим освоение не только всех сред жизни (водной, наземно-воздушной, почвенной, организменной), но и крайне трудных по физико-химическим параметрам условий. Например, некоторые организмы выносят температуры, близкие к значениям абсолютного нуля - 273°С, микроорганизмы встречаются в термальных источниках с температурами до 140°С, в водах атомных реакторов, в бескислородной среде, в ледовых панцирях и т. п.
5. Феноменально высокая скорость протекания реакций. Она на несколько порядков (в сотни, тысячи раз) значительнее, чем в неживом веществе. Об этом свойстве можно судить по скорости переработки вещества организмами в процессе жизнедеятельности. Например, гусеницы некоторых насекомых потребляют за день количество пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела. Особенно активны организмы-грунтоеды. Дождевые черви (масса их тел примерно в 10 раз больше биомассы всего человечества) за 150-200 лет пропускают через свои организмы весь однометровый слой почвы. Такие же явления имеют место в донных отложениях океана. Слой донных отложений здесь может быть представлен продуктами жизнедеятельности кольчатых червей (полихет) и достигать нескольких метров. Колоссальную роль по преобразованию вещества выполняют организмы, для которых характерен фильтрационный тип питания. Они освобождают водные массы от взвесей, склеивая их в небольшие агрегаты и осаждая на дно.
Впечатляют примеры чисто механической деятельности некоторых организмов, например роющих животных (сурков, сусликов и др.), которые в результате переработки больших масс грунта создают своеобразный ландшафт. По представлениям В. И. Вернадского, практически все осадочные породы, а это слой до 3 км, на 95-99% переработаны живыми организмами. Даже такие колоссальные запасы воды, которые имеются в биосфере, разлагаются в процессе фотосинтеза за 5-6 млн. лет, углекислота же проходит через живые организмы в процессе фотосинтеза каждые 6-7 лет.
6. Высокая скорость обновления живого вещества. Подсчитано, что в среднем для биосферы она составляет 8 лет, при этом для суши -14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким периодом жизни (например, планктон), - 33 дня. В результате высокой скорости обновления за всю историю существования жизни общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли. Только небольшая часть его (доли процента) законсервирована в виде органических остатков (по выражению В. И. Вернадского, «ушла в геологию»), остальная же включилась в процессы круговорота.
Все перечисленные и другие свойства живого вещества обусловливаются концентрацией в нем больших запасов энергии. Согласно В. И. Вернадскому, по энергетической насыщенности с живым веществом может соперничать только лава, образующаяся при извержении вулканов.
Особенности живого Б. М. Медников (1982) сформулировал в виде аксиом теоретической биологии:
1. Все живые организмы оказываются единством фенотипа и программы для его построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана).
2. Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома Н.К. Кольцова).
3. В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-я аксиома Ч. Дарвина).
4. Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).
5. Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (2-я аксиома Ч. Дарвина).
Обобщающие свойства живого вещества.
Живое вещество стремится заполнить собой все возможное пространство – «давление жизни» по В.И. Вернадскому.
Пр.: наибольшая сила размножения у гриба-дождевика гигантского: 1 гриб дает 7,5 млрд. спор.
Способность к самовоспроизведению.
