Розвиток біосфери

                                                     ПЛАН

Введення

Розвиток біосфери в докембрії 

1. Добіогений розвиток землі

2. Виникнення органічних сполук

3. Виникнення біосфери 

4. Зміна складу атмосфери

5. Еволюція живої речовини і клімат

Розвиток біосфери в фанерозое 

1. Основні підсумки розвитку біосфери

2. Особливості еволюції органічного світу, важливі для розвитку біосфери

3. Поява людини

Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введення

  Людина пов'язаний з природою нерозривними узами. Починаючи з первісногоперіоду свого існування він намагався її пізнати з метою використання.  
Природа давало йому їжу, рослинну і тваринну; одяг, житло; знаряддяі зброя - кам'яні, металеві; енергію вогню, води, вітру.

  З розвитком окремих наук про природу все настійно проявляється потреба у виявленні всеосяжної картини життя на планеті Земля і загальних процесів, що відбуваються на ній.

  Ламарк вперше вводить термін "біосфера", що позначає область життяі вплив живих організмів на процеси, що відбуваються на Землі.

Біосфера тісно пов'язана з  діяльністю людини, і збереженнярівноваги  її складу залежить від нього.

  В даний час у зв'язку з дуже відчутними наслідками науково -технічного прогресу, що ставить під загрозу подальше існуваннялюдини, у всіх країнах світу відчувається нагальна потреба охорони біосфери. А щоб усунути небезпеку, навислу над Землею,необхідно знати історію біосфери, знати, як вона існувала до виникнення людини. Знання процесів, що відбуваються в біосфері, і відповідно розумна організація всієї діяльності і життялюдства може допомогти відновити колишню красу природи.

  Під біосферою прийнято розуміти складну зовнішню оболонку Землі,населену організмами. Біосфера якісно відрізняється від усіх інших сфер Землі, тому що в її межах проявляється геологічна діяльність живих істот: рослин, тварин, мікроорганізмів, ана останньому етапі історії Землі - і людину.

  Сучасна біосфера включає в себе повністю гідросферу,верхню частину літосфери і нижню частину атмосфери.

РОЗВИТОК БІОСФЕРИ в  докембрії 

ДОБІОГЕННИЙ РОЗВИТОК ЗЕМЛІ

  За сучасними уявленнями, вік Землі оцінюється близько 5млрд. років. Під час свого розвитку Земля, ймовірно представляла холодне тіло, близьке за складом до метеоритів. Матеріал, з якого вона утворилася, містив радіоактивні елементи.  
Були присутні, очевидно, і короткоживучі ізотопи. Речовина Землі спочатку характеризувалася однорідністю складу.

  Внаслідок виділення тепла при гравітаційне стиснення і особливопри радіоактивному розпаді надра Землі стали поступово розігріватися.  
Однак через постійну втрати тепла через поверхню повного розплавлення Землі не відбулося.

  У початкові моменти плавки  речовини Землі процеси виплавлення  ідегазації, очевидно, охоплювали всю  поверхню, яка булавідносно рівною  і складалася лише матеріалом  ізлівшіхся базальтів іпервинним  речовиною планети. Одноманітність  і монотонність ландшафтів порушувалося  лише незліченною кількістю вулканів  та безперешкоднодосягають земної  кори сонячними променями. 

Проходили мільйони років. І в міру того, як минав час,поступово мінявся  вигляд планети.  
  У результаті процесів плавлення Землі, на її поверхню виносилася вода і різноманітні гази. За рахунок цієї води і почала формуватися гідросфера, маса якої поступово зростала, а відповідно збільшувалася і площа її поверхні.

  Крім води, що виділялася у вигляді пари і рідкому стані, знадр Землі одночасно надходили гази і дими: CH4, CO, S, HCl, HF, HBr іін Одні з них розчинялися у водах гідросфери і брали участь тим самиму формуванні її сольового складу, інші ж, які практично нерозчинялися у воді, утворювали атмосферу.

  Одночасно з утворенням гідросфери відбувалося формування атмосфери. Основними компонентами її були водяні пари, метан,окис вуглецю, аміак, азот, CO2. Склад атмосфери приблизно відповідав складу сучасних вулканічних газів. Природно, паралельно ззбільшенням обсягу гідросфери відбувалося зростання вмісту газів в атмосфері.

  З якогось моменту, коли вміст парів води і газів в атмосфері досягло істотного рівня стали існувати умови,що сприяють виникненню життя.

ВИНИКНЕННЯ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

  У той час атмосфера була проникна для космічного випромінювання в незрівнянно більшою мірою, ніж зараз, оскільки основні компоненти сучасної атмосфери - азот і кисень - не грали помітної ролі,був відсутній озоновий екран, менше було парів води. Можна припустити, що в таких умовах у древній атмосфері повинні були постійно утворюватися складні органічні молекули (експерименти показали, що при особливих впливах (ультрафіолетове випромінювання, іонізуюче випромінювання) на суміші газів і парів води,подібні з можливим первинним складом атмосфери, можуть виникатирізноманітні органічні речовини, які входять до складубіологічних макромолекул). Але ці сполуки під впливомкороткохвильового випромінювання повинні були піддаватися і постійномуруйнування. Тому припускають, що утворилися з'єднання зберігалися лише в тому випадку, якщо вони потрапляли у водойми, в яких верхній шар води був достатнім, щоб затримати згубнукороткохвильову радіацію.

  Таким чином, органічні сполуки поступово могли накопичуватися в первинному океані і повинні були служити не тільки матеріалом для створення перших організмів, але і необхідною живильним середовищем для них.

  Виникнення живих організмів передбачається, що органічні сполуки, розпорошені у воді, врезультаті незліченних взаємодій один з одним, періодично утворень призвели врешті-решт до виникнення специфічнихс купчень органічної речовини. Ці скупчення могли не тільки довгостроково існувати, але і рости, а потім поступово обмінюватися речовиною з навколишнім середовищем, ділитися на частини собі подібні. Цей момент був революційним стрибком, в результаті якого "крапля"органічної речовини перетворилася на живу істоту. Далі все було простіше, тому що не було потрібно радикальної змінистану речовини, а йшло лише удосконалення живої матерії.

  Звичайно, це лише одна з можливих схем шляхувиникнення життя на Землі.  
Не можна з повною упевненістю сказати, що життя виникла саме на Землі  
Вона могла бути й принесена у вигляді якихось найпростіших організмів зметеоритним речовиною з космосу, в той час, коли ще не булощільної атмосфери, яка могла сильно розігріти або навіть спалити метеорит.

ВИНИКНЕННЯ БІОСФЕРИ

Поява в древньому океані одного життєздатного організму могло привести до миттєвого в масштабі геологічного часу розповсюдження життя на Землі. Адже у живих організмів не було жодних суперників, у вигляді різноманітних органічних речовин - цілий океан. У зв'язку з цим прийнято вважати, що виникнення життя на Землі та виникнення біосфери з геологічної точки зору явища синхронні. Кисень у невеликій кількості виділявся внаслідок часткової дисоціації молекул води і вуглекислого газу.

  Але в процесі еволюції найпростіших організмів якийсь організм зарахунок енергії Сонця здійснив у своєму тілі синтез органічного водню, що супроводжується розкладом води і виділенням вільногокисню. З'явився перший автотрофний організм, родоначальник фотосинтезуючих рослин. Ця подія ознаменувала найбільшу революцію в розвитку життя, оскільки саме фотосинтез є двигуном органічних процесів.

  Ця революція супроводжувалася практично знищенням старого органічного світу. На зміну примітивним, мало ефективним в енергетичному відношенні організмам, які використовували енергію бродіння,утворюються за рахунок знищення органічних речовин, прийшли більшедосконалі організми, які використовували енергію сонячних променів і самі створювали органічні речовини.

ЗМІНА СКЛАДУ АТМОСФЕРИ 

  Для першої половини архею було характерно різке переважання у воді і атмосфері вуглекислого газу, значна кількість аміаку, а так самоймовірно, присутність метану і парів соляної, фтористої і сірчаноїкислот.

  У другу половину архею і в ранньому протерозої в атмосфері ігідросфері незабаром з'явився вільний кисень, збільшився вмістазоту і зменшилася поширення CO2.

Третій етап розвитку газової оболонки Землі, що почався близько 2млрд. років  тому, якісно відрізняється від попередніх йому етапів.  
Для нього характерна повна відсутність аміаку, перевага вільногоазоту, значний вміст вільного кисню. Атмосфера малавже склад, аналогічний її сучасного складу.

ЕВОЛЮЦІЯ ЖИВОЇ РЕЧОВИНИ І КЛІМАТУ

  Вважають, що дуже великий вплив на середньорічну температуру повітря на Землі робить вміст в атмосфері вуглекислого газу. Вінп ропускає сонячні промені, але поглинає основну частину теплових променів,що йдуть від поверхні землі, що перешкоджає охолодженню Землі і підвищує загальну температуру на її поверхні. Наявність CO2 обумовлюєтак званий оранжерейний ефект повітряної оболонки Землі.

У міру зміни складу і маси атмосфери  середньорічна температура повинна була істотно змінюватися. У архее вона значно перевищувала сучасну. Вже приблизно близько 2 млрд. років тому температура повинна була бути близькою до сучасної.

РОЗВИТОК БІОСФЕРИ У  Фанерозої

Початок кембрійського періоду, а  отже і початок фанерозою ,ознаменувалися дуже важливою подією у розвитку органічного  світу.  
Вперше з'явилися організми, що володіють карбонатними, фосфатними іхітиновими скелетними утвореннями.

Надзвичайно велику геологічну роль у Кембрії грали археоціати: морські безхребетні тварини з внутрішнім вапняним скелетом дуже складної і тонкої будови, іноді нагадують вазочки і кубики величиною від декількох міліметрів до 40см.  
Ці тварини на зразок коралів будували на дні дрібних ділянок морів своєрідні берегові і бар'єрні вапняні рифи. Вони напевнехарчувалися мікроскопічним фітопланктоном, суперечками водоростей ібактеріями. Археоціати дуже швидко поширилися в морях,захоплюючи середні і невеликі глибини і витісняючи з них жили там водорості. Археоціати з'явилися в кембрійського періоду і в цьому ж періоді вимерли.

  У Кембрії з'явилася і велика група найдавніших членистоногих. Це вже були переважно плазують по дну тварини

Загалом з початку кембрійського  періоду світ тварин, поза сумнівом,почав  розвиватися дуже бурхливо, складно, з вимиранням одних групорганізмів і появою інших, більш численних. В результаті докінця кембрію  існували представники майже всіх типів тваринного світу З чим пов'язана поява на кордоні докембрію і кембрію організмів з карбонатними і фосфатними скелетами, до цих пір точно неясно, але головна причина - зміна вмісту кисню в атмосфері  
. Поширене уявлення, що саме до кембрійського періоду вміст його в атмосфері досягло майже 1% від вмісту його в сучасній атмосфері. Це призвело до утворення на поверхні Землі озонового екрану, завдяки чому жорстке випромінювання Сонця стало проникати у верхні шари гідросфери і тваринний світ зміг проникнути вкрайнє мілководді - найбільш сприятливу для проживання зону. Саме мілководді найбільш сприятливе для утворення карбонатних і деяких фосфатних матеріалів, оскільки у водах його міститься найменшакількість вуглекислого газу, різко підвищує розчинністьмінералів. Поява в організму того чи іншого скелета давало їм велика перевага перед бесскелетнимі формами.

Основні підсумки розвитку біосфери

  Отже, живі організми створили вільний кисень на Землі. Збільшення його кількості призвело до утворення озонового екрана, що розширило кордон розповсюдження життя в гідросфері. Фотосинтез рослин став йти більш інтенсивно.

  На кордоні кріптозоя і фанерозою з'явився новий потужний фактор,вплинув на еволюцію біосфери - освіта осадових порід внаслідок накопичення вапна в результаті життєдіяльності багатоклітинних тварин. До цього карбонатні породи утворювалися лише в результаті діяльності водоростей.

  Цей фактор був корисний для розвитку тваринного світу в цілому,оскільки постійно призводило до вилучення з гідросфери значної частини вуглекислого газу. У зв'язку з цим породоутворюючя роль живих організмів з часом все збільшувалася, що супроводжувалося паралельним зменшенням ролі водоростей і бактерій у процессах освіти біогенних карбонатних відкладень.

Поява наземних рослин

  Першої рослинністю, що з'явилася на суші, на думку  
Давіташвілі та низки інших учених, була група рослин, виділяють в особливий тип нематофітов, що є як бипроміжною ланкою між водоростями і судинними рослинами.  
  Можливо, значне збільшення вмісту в девоні киснюі зменшення вуглекислого газу сприяли появі в девонікістеперих риб, здатних не тільки поглинати кисень з води, але й дихати повітрям. Тому вони могли виповзати на сушу і, й мовірно були предками земноводних хребетних, які з'явилися, в кінці девонського періоду.

  Видається, що ця подія в девоні збільшення вмісту кисню і зменшення концентрації вуглекислого газу в повітрі сприяли і появи на суші павукоподібних, скорпіонів,комах

  Наземна рослинність цього періоду була вже типово лісового типу. Великі деревоподібні папороті, і хвощовие нерідкодосягали до 40 м і більше. До кінця періоду різноманітність рослинного світу ще більше збільшилася і з'явилися перші хвойні рослини.

ОСОБЛИВОСТІ ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЧНОГО  СВІТУ, ВАЖЛИВІ ДЛЯ РОЗВИТКУ  
БІОСФЕРИ.

  У кам'яновугільної флорі широко були поширені споровівологолюбні рослини (плуан, хвощі і папороті). Потім почалося поява голонасінних рослин, у тому числі і хвойних. Ці рослиниволоділи значними перевагами в порівнянні зі своїми попередниками і тому не тільки ширше їх розселилися поповерхні суші, але і значною мірою витіснили їх із зон,які ті спочатку безроздільно займали. У зв'язку з цим в мезозойську еру панівне становище на суші придбали голонасінні рослини.

Потім на зміну їм прийшло панування  покритонасінних рослин, ще більш  високо організованих.  
  Перші покритонасінні з'явилися в середині мезозойської ери. У кайнозої вони швидко заволоділи всією поверхнею Землі.