Учение В.И. Вернадского о биосфере

Учение Вернадского  о биосфере объединяет в единое целое  взаимодействие живых организмов (живое вещество) и косное вещество. Вещество биосферы, по мнению ученого, сложно и имеет несколько компонентов:

- совокупность живых организмов – живое вещество;

- вещество, создаваемое  и переработанное живыми организмами,- биогенное вещество (каменный уголь, известняки, нефть);

- косное вещество, образуемое  процессами, в которых вещество  не участвует (твердое, жидкое, газообразное);

- биокосное вещество, которое создается одновременно  живыми организмами и косными  процессами, представляя динамическое равновесие системы тех и других (почти вся вода биосферы, нефть, почвы, кора, выветривание). Организмы в них играют ведущую роль;

- вещество, находящееся  в процессе радиоактивного распада;

- рассеянные атомы,  которые непрерывно создаются  из различных видов земного вещества под влиянием космических излучений, потоки которых непрерывно поступают в околоземное пространство. Их физический состав требует дальнейших исследований;

- вещество космического  происхождения, которое включает  отдельные атомы и молекулы, входящие в ионосферу из электромагнитного поля Солнца, проникающие из космического пространства.

В. И. Вернадский вводит понятие  живого вещества. Это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах и соответственно отличающихся массой, химическим составом и энергией. Прежде всего живое вещество характеризуется огромной свободной энергией. Именно благодаря этой энергии в живом веществе очень быстро протекают сложнейшие превращения. Также живое вещество обладает стремлением к неограниченному распространению. Живое вещество в биосфере находится в виде самостоятельных тел, называемых индивидуальными организмами.⁵

Под косным веществом  Вернадский понимал такие вещества биосферы, в создании которых живые  организмы не участвуют. Это, например, газы, твердые частицы и водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами.

Раскрывая смысл понятий  живого и косного веществ, ученый формирует 2 аксиомы: 1. Организмы берут все химические элементы, строящие их тела, из окружающей среды и возвращают их после смерти или при жизни в ту же среду. 2. Без небесных светил жизнь на Земле не может существовать.

Кроме животных и растений, как совокупность живых организмов, Вернадский включает сюда и человечество.

Решающее отличие живого вещества от костного заключается в следующем:

- изменения и процессы  в живом веществе происходят  значительно быстрее, чем в  косных телах. Поэтому для характеристики  изменений в живом веществе  используется понятие исторического,  а в косном теле – геологического  времени;

- в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие проявляется прежде всего в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно;

- только в живом  веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859г);

- живые организмы изменяются  в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенно накопление таких изменений служит источником эволюции.

 

 

 

Круговорот химических элементов в биосфере

 

Создание органического  вещества и его распад обеспечивают постоянный обмен веществ и энергии между живыми организмами и средой их обитания. Это перемещение называется биогеохимическими циклами. В ходе этих циклов атомы многих элементов рано или поздно проходят через живые организмы. Так, посчитано, что для кислорода этот цикл составляет около 2000 лет.

В круговороте постоянно  находятся огромные массы органических и неорганических соединений. Он определяет судьбу многих жизненно важных химических элементов. Это относится к кислороду, углероду, азоту… Так, основной источник газообразного кислорода в атмосфере – это деятельность фотосинтезирующих организмов. Свободный кислород используется большинством живых существ при дыхании, а в неживом мире – в процессе окисления. Он включается в состав как органических, так и неорганических соединений, в том числе воды. Часть кислорода накапливается при захоронении карбонатов.

Круговорот углерода. В процессе фотосинтеза растения поглощают углерод в составе  углекислого газа. Продуцируемые  ими органические вещества содержат значительное количество углерода, распространяющегося в экосистеме по цепям питания. В процессе дыхания организмы выделяют углекислый газ. Органические остатки в море и на суше минерализуются редуцентами. Один из продуктов минерализации – углекислый газ – возвращается в атмосферу, замыкая цикл. В течение 6-8 лет живые организмы пропускают через себя весь углерод атмосферы. Ежегодно в процесс фотосинтеза вовлекается до 50 млрд. т углерода. Часть его накапливается в почве, на дне океана (в скелетах умерших организмов), часть в составе осадочных пород, часть образуется при сгорании природного топлива, часть сохраняется в древесине. Считается, что увеличение углекислого газа приводит к парниковому эффекту.

Круговорот азота. Значение азота для живых организмов определяется в основном его содержанием в белках и нуклеиновых кислотах. Азот входит в состав органических соединений. Главный источник азота – атмосферный воздух. Источники: образование окислов азота во время грозовых разрядов; фотохимическая фиксация; биогенная фиксация азота.

Круговорот воды. Пары воды в большом количестве содержатся в атмосфере. Часть осадков перехватывается  растениями и либо поглощается, либо перераспределяется в виде капель. Значительная ее часть в итоге  испаряется. Вода растворяет разнообразные химические соединения.

Круговорот серы. Сера входит в состав ряда аминокислот  и белков. Соединения серы поступают  в круговорот в основном в виде сульфидов из продуктов выветривания пород суши и морского дна. Ряд  микроорганизмов переводят сульфиды в доступную для растений форму – сульфаты. Растения и животные отмирают, минерализация их остатков редуцентами возвращает соединения серы в почву. Количество серы увеличивается при сжигании природного топлива.

Круговорот фосфора. Этот элемент содержится в ряде жизненно важных молекул. Его круговорот начинается вымыванием фосфорсодержащих соединений из горных пород и поступлением их в почву. Часть фосфора уносится в реки и моря, часть усваивается растениями. Значительные количества фосфора вносятся на поля с удобрениями.

Интенсивно потребляя  природные ресурсы, человеку необходимо соблюдать природное равновесие. Сбалансированность ресурсов в круговороте  веществ определяет устойчивость биосферы.

Основой разумного управления биосферой должны быть достаточные  и точные знания о закономерностях и масштабах возможных изменений в ней, которые не нарушили бы ее главного свойства – круговорота веществ в процессе эволюции человечества и биосферы, перерастания биосферы в ноосферу.

 

 

 

 

 

Заключение

 

Биосфера включает в  себя три оболочки: воздушную – атмосферу, водную – гидросферу, твердую – литосферу. По сравнению с размерами самой Земли биосфера представляет собой тончайшую пленку. Изучая биосферу, В. И. Вернадский показал ее связь с геологическими процессами на Земле. А также выдвинул идею взаимоприспособленности организма и среды на основе общности химического строения живой и неживой природы.

Биосфера не может  существовать без непрерывного биогеохимического круговорота веществ. Для существование биосферы необходимо непрерывное поступление энергии. Ее главным источником является световое и тепловое излучение Солнца.

Изучение биосферы становится все более важной и актуальной задачей. Это вызвано непрерывно возрастающим и усложняющимся воздействием человека на окружающую среду. Уже сейчас мы должны уметь ясно предвидеть все возможные последствия нашего влияния на природу. Особенно важно иметь представление о роли живых организмов – основной движущей силы в биосфере. Судьба биосферы – проблема, касающаяся не только ученых, но и каждого из нас.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Философия и методология науки: В. И. Вернадский. Учение о биосфере. / П. С. Карако.- М.: Экоперспектива, 2007.- 208 с.
2. Остроумов С. А. Химико-биотические взаимодействия и новое в учении о биосфере В. И. Вернадского.- М.: Макс-пресс, 2009.- 51 с.
3. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник.- М.: Просвещение, 1992.- 320 с.
4. Локшин Г. И. Биология. Словарь-справочник для студентов вузов.- М.: Лист-Нью,2008.- 480 с.
5. Чижевский А. Е. Экология.- М.: ООО «Фирма Издательство АСТ», 2009.- 432 с.
6. Вернадский В. И. Живое вещество и биосфера.- М.: Наука, 1994.
7. Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера.- М.: Рольф, 2002.
8. Карпенко С. Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 2007.- 520 с.
9. Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие, практикум, хрестоматия.- М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2000.- 512 с.

 

 

 

 

 

 

 

¹ Локшин Г. И. БИОЛОГИЯ. Словарь-справочник для студентов вузов.- М.: Лист-Нью, 2008.- с. 58-59.

² Локшин Г. И. БИОЛОГИЯ. Словарь-справочник для студентов вузов.- М.: Лист-Нью, 2008.- с. 105, с. 211.

³ Локшин Г. И. БИОЛОГИЯ. Словарь-справочник для студентов вузов.- М.: Лист-Нью, 2008.- с.57-58.

⁴ Вернадский В. И. Живое вещество и биосфера.- М.: Наука, 1994.

⁵ Чижевский А. Е. Экология.- М.: ООО «Фирма издательство АСТ», 2009.- С. 79-80.