Ідеї В. И. Вернадського про еволюцію біосфери

Зміст 
   
Вступ 
1. Екологічна система 
2. Основні екологічні системи миру 
3. Екосистема і біосфера 
Висновок 
Список використаної літератури

Вступ

Біосфера – це середовище нашого життя, це та природа, яка нас оточує, про яке ми говоримо в розмовній мові. Людина – перш за все – своїм диханням, проявом своїх функцій, нерозривний пов'язаний з цією «природою», хоча б він жив в місті або у відокремленому будиночку. 
В. І. Вернадський.        

 Біосфера (греч. bios – життя, sphaira – куля, сфера) – складна зовнішня оболонка Землі, населена організмами, що становлять в сукупності живу речовину планети. Це одна з найважливіших геосфер Землі, є основним компонентом природного середовища, що оточує людину.  
Вперше термін «біосфера» був введений в науку геологом з Австрії Едуардом Зюссом в 1875 р. Він розумів під біосферою тонку плівку життя на земній поверхні. Роль і значення біосфери для розвитку життя на нашій планеті виявилася настільки велика, що вже в першій третині XX в. виник новий фундаментальний науковий напрям в природознавстві - вчення про біосферу, основоположником якого є великий російський учений В. І. Вернадський. 
Спочатку під всіма цими термінами малася на увазі тільки сукупність живих організмів, що мешкають на нашій планеті, хоча іноді і указувався їх зв'язок з географічними, геологічними і космічними процесами, але при цьому швидше зверталася увага на залежність живої природи від сил і речовин неорганічної природи. Навіть автор самого терміну "біосфера" Э. Зюсс в своїй книзі "Лик Землі", опублікованої через майже тридцять років після введення терміну (1909 р.), не помічав зворотної дії біосфери і визначав її як "сукупність організмів, обмежену в просторі і в часі і що мешкає на поверхні Землі". 
Земля і оточуюча її середовище сформувалася в результаті закономірного розвитку всієї Сонячної системи. Близько 4,7 млрд років тому з розсіяного в протосонячній системі газопилеватої речовини утворилася планета Земля. Як і інші планети, Земля одержує енергію від Сонця, досягаючи земної поверхні у вигляді електромагнітного випромінювання.         Сонячне тепло - один з головних доданків клімату Землі, основа для розвитку багатьох геологічних процесів. Величезний тепловий потік виходить з глибини Землі. 
За новітніми даними, маса Землі складає 6*1021 т, об'їм — 1,083*1012 км3, площа поверхні — 510,2 млн. км2. Розміри, а отже, і всі природні ресурси нашої планети обмежені. 
Наша планета має неоднорідну будову і складається з концентричних оболонок (геосфер) - внутрішніх і зовнішніх. До внутрішніх відносяться ядро, мантія, а до зовнішніх - літосфера, гідросфера, атмосфера і складна оболонка Землі - біосфера.

1. ЕКОЛОГІЧНА  СИСТЕМА

Закрита, функціонально  єдина сукупність організмів (рослин, тваринних і мікроорганізмів), що населяють загальну територію і  здібних до  тривалого існування при повністю замкнутому круговороті речовин (тобто за відсутності матеріального обміну через її межі). 
Принцип екологічної системи  використовується при розробці біологічних систем життєзабезпечення людини в умовах ізоляції від біосфери Землі, наприклад, в космічних або підводних апаратах.      Основу такої штучно створюваної екологічної системи  складають рослини, які за рахунок енергії світла в процесі фотосинтезу поглинають двоокис вуглецю і виділяють кисень, тобто здійснюють регенерацію атмосфери. Біомаса рослин використовується в їжу людиною і іншими  гетеротрофними організмами, які, у свою чергу, можуть входити в харчовий раціон людини. Невикористана біомаса рослин, продукти життєдіяльності людини і інших компонентів біокомплексу розкладаються мікроорганізмами до води, двоокису вуглецю і мінеральних речовин, які знов використовуються рослинами. В даний час створені експериментальні екологічні  системи   включаючи людини, одноклітинні водорості, вищі рослини (капуста, морква, буряк, томат, пшениця і ін.), мікроорганізми — минерализаторы.  За рахунок регенерації в таких екологічних систем  повністю забезпечувалася потреба людини в кисні, воді і до 20% в їжі. Природні екологічні системи  частіше за все називають екосистемами.

2. Основні  екологічні системи миру

Як територіальні  одиниці високого рангу в ієрархії екосистем широко використовується поняття біом, під яким розуміється "головний тип екосистем будь-якого континенту, що виділяється по фізіономічних ознаках; це групи екосистем, які мають схожу структуру і фізіономію рослинності і загальний характер умов середовища, що знаходить віддзеркалення в цій структурі і в характеристиках їх тваринного населення" (Уїттекер, 1980, з. 148). Об'єм біома розуміється те ширше, то вже, але завжди потрактує як екологічна територіальна одиниця, тип або група типів екосистем, що формуються при взаємодії регіонального клімату з регіональною біотою. Проте чіткі критерії виділення відсутні. 
Як зв’язуючи між кліматом і біотою використовується схожість-відмінність в наборі життєвих форм; типи екосистем, що виділяються на основі конвергентного підходу, мають певну зонально-ландшафтну приуроченість. Завдяки конвергенції форм зростання, різних адаптації, направлених на зменшення несприятливого тиску середовища і освоєння різних екологічних ніш в схожих природних умовах, формуються фізіономічно схожі екосистеми, що володіють схожою структурою. Цінотична організація схожих фізіономічно і структурно - функціонально екосистем визначається цінобіотичними властивостями організмів (екобіо - морфи, життєві стратегії) і знаходиться під контролем макроклімату. В той же час в різних вогнищах флоро і фауногенеза формуються подібні, але зовсім не тотожні біоценози, що визначається глибокими відмінностями в систематичному складі і, відповідно, індивідуальністю таксонів різного генезису. 
Маючи на увазі виявлення планетарних закономірностей розміщення екосистем, використовується поняття "тип біома", охоплюючи  біоми різних континентів, схожі по структурно-функціональних зв'язках і наборі життєвих форм за рахунок конвергенції. 
Ґрунтуючись на уявленні про показове значення екобіоморфного складу і віддзеркалення їм комплексу умов середовища, при виділенні типів екосистем високого рангу часто використовуються класифікаційні одиниці рослинності високого рангу фізіономічних і еколого - фізіономічних класифікацій. При цьому часто в назвах типів екосистем використовуються рослинні формації. На основі фізіономічних підходів для всієї суші виділяється відносно невелике число типів биомов. 
Відома схема положення основних біомів суші в умовному екологічному полі по осях середньої річної температури і річної кількості опадів в загальному вигляді відображає залежність різних типів (груп типів) екосистем від клімату на глобальному рівні.

3. Екосистема  і біосфера

Першим з біологів, який ясно вказав на величезну роль живих організмів в утворенні  земної кори, був Же. Б. Ламарк (1744 – 1829). Він підкреслював, що всі речовини, що знаходяться на поверхні земної кулі і створюючи  його кору, сформувалися завдяки діяльності живих організмів. 
Факти і положення про біосферу нагромаджувалися поступово у зв'язку з розвитком ботаніки, ґрунтознавства, географії рослин і інших переважно біологічних наук, а також геологічних дисциплін. Ті елементи знання, які стали необхідними для розуміння біосфери в цілому, виявилися пов'язаними з виникненням екології, науки, яка вивчає взаємостосунки організмів і навколишнього середовища. Біосфера є певною природною системою, а її існування в першу чергу виражається в круговороті енергії і речовин за участю живих організмів. 
Дуже важливим для розуміння біосфери було встановлення німецьким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трьох способів живлення живих організмів:

• автотрофне – побудова організму за рахунок використовування речовин неорганічної природи;
• гетеротрофне – будова організму за рахунок використовування низькомолекулярних органічних сполук;
• міксотрофне – змішаний тип побудови організму (автотрофне –гетеротрофне ).

Біосфера (в сучасному  розумінні) – своєрідна оболонка Землі, що містить всю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, яка знаходиться в безперервному обміні з цими організмами. 
Біосфера, будучи глобальною екосистемою, як і будь-яка екосистема, складається з абіотичної і біотичноїчастини. 
Абіотичначастина представлена:

• ґрунтом і підстилаючими її породами до глибини, де в них ще є живі організми, вступаючи в обмін з речовиною цих порід і фізичним середовищем порового простору.
• Атмосферним повітрям до висот, на яких можливі ще прояви життя.
• Водним середовищем океанів, річок, озер і т.п.

Біотичначастина складається  з живих організмів всіх таксонів, здійснюючих найважливішу функцію  біосфери, без якої не може існувати саме життя: біогенний струм атомів. Живі організми здійснюють цей струм  атомів завдяки своєму диханню, живленню і розмноженню, забезпечуючи обмін  між всіма частинами біосфери. 
В основі біогенної міграції атомів в біосфері лежать два біохімічні принципи:

• прагнути максимального прояву, до «всюдності життя»;
• забезпечувати виживання організмів, що збільшує саму біогенну міграцію.

Висновок  

Найважливішою частиною навчання Вернадського є уявлення про  її виникнення і розвиток. Сучасна  біосфера виникла не відразу, а в  результаті тривалої еволюції в процесі  постійної взаємодії абиотических і биотических чинників. Перші  форми життя, мабуть, були представлені анаеробними бактеріями. Проте творча і перетворююча роль живої речовини стала здійснюватися лише з появою в біосфері фотосинтезуючи автотрофів – ціанобактерій і синьо-зелених  водоростей (прокариотів), а потім і справжніх водоростей і наземних рослин (еукариотів), що мало вирішальне значення для формування сучасної біосфери. Діяльність цих організмів привела до накопичення в біосфері вільного кисню, що розглядається як один з найважливіших етапів еволюції. 
Паралельно розвивалися і гетеротрофы, і перш за все – тварини. Головними датами їх розвитку є вихід на сушу і заселення материків (до початку третинного періоду) і, нарешті, появи людини. 
В стислому виді ідеї В. И. Вернадського про еволюцію біосфери можуть бути сформульований таким чином:

• Спочатку сформувалася літосфера – передвісник навколишнього середовища, а потім після появи життя на суші – біосфера.
• Протягом всієї геологічної історії Землі ніколи не спостерігалися азойні геологічні епохи (тобто позбавлені життя). Отже, сучасна жива речовина генетично пов'язана з живою речовиною минулих геологічних епох.
• Живі організми – головний чинник міграції хімічних елементів в земній корі, «принаймні, 90% по вазі маси її речовини в своїх істотних рисах обумовлено життям». (В. Вернадський)
• Грандіозний геологічний ефект діяльності обумовлений тим, що їх кількість нескінченно велика і діють вони практично протягом нескінченно великого проміжку часу.
• Основним рушійним чинником розвитку процесів в біосфері є біохімічна енергія живої речовини.

В цілому вчення Вернадського про біосферу заклало основи сучасних уявлень про взаємозв'язок і взаємодію живої і неживої природи. Практичне значення вчення про біосферу величезне. В наші дні воно служить природничо -  науковою основою раціонального природокористування і охорони навколишнього природного середовища.                                

 Список  використаної літератури

1. Експериментальні  екологічні системи, що включають  людину,  М., 2005 Е. Я. Шепельов. 
2. Вернадський В.И. Біосфера і ноосфера. Москва – 1989 р. 
3. Рузалин Г.И. Концепція сучасного природознавства. Москва – 2001 р. 
4.Голубев В. З. Еволюція: від геохімічних систем до ноосфери. Київ – 1992 р. 
5. Коробкін В. І., Передельський Л. В. Екологія для студентів вузів. Ростов-на-Дону, «Фенікс» - 2001 р. 
6. Екологія. Енциклопедія для дітей, тому 19. Москва, «Аванта+» - 2001 р. 
7.  Алексєєв В. П. Очерки екології людини. Москва «Наука» - 1993 р.