Лекция Биосфера и человек 3
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-29Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Лекция 2.
БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК
Содержание:
1.Понятие, характеристика и состав биосферы.
2.В.И. Вернадский о биосфере и живом веществе.
3.Влияние концентрации химических элементов в биосфере. Биогенная миграция химических элементов и биогеохимические принципы.
4.Биосфера и человек. Ноосфера.
5.Роль человеческого фактора в развитии биосферы.
I. Понятие, характеристика и состав биосферы
В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни, и в таком смысле он впервые был введен в науку в
Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитавшую на поверхности Земли".
Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.
Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды.
Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.
Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:
автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
микотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы.
Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов (рис.2).
Элементы неживой природы
Рис. 2
Схема строения биосферы
Стратосфера
почва
Филиппинская впадина (
Нефтяные воды
(присутствие бактерий )
3000 Нижняя граница
Рис.3
Нижняя часть биосферы опекается на
Биосфера охватывает:
ü нижнюю часть атмосферы,
ü гидросферу;
ü верхнюю часть литосферы.
АТМОСФЕРА – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества энергии с космосом.
Атмосфера имеет несколько слоев:
1. Тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;
2. Стратосфера;
3. Ноосфера – там “живое вещество” отсутствует.
Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).
ГИДРОСФЕРА – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг/л растворимых веществ.
Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C.
Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.
ЛИТОСФЕРА – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы).
Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.
Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.
Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).
II. В.И.Вернадский о биосфере и “живом веществе”.
Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В.И.Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И.Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.
Это воздействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.
Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из
Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии.
Вернадский выделяет в биосфере глубоко отличных и в то же время генетически связанных частей:
1) Живое вещество - живые организмы.
2) Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.).
3) Косное вещество - горные породы (минералы, глины...).
4) Биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды).
5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.).
6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.
7) Вещество космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны.
Живое вещество
- это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере.
Таблица биомассы организмов Земли.
| Среда | Организмы | Масса, 1012 т | % |
| Суша | Растения | 2,4 | 99,04 |
| Животные | 0,02 | 0,825 | |
| Океаны | Растения | 0,0002 | 0,008 |
| Животные | 0,003 | 0,124 | |
| Суммарный | Общая биомасса | 2,4232 | 100 |
Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов , из них 0,5 - растения, 1,5 - растения и микроорганизмы (из них 1 млн. насекомых).
В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа :
1)
Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно. Возраст человечества примерно 1,5 млн. лет).
2)
Биотехносфера
Современная биосфера - это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Человеческое общество - это один из этапов развития жизни на Земле. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. Техника – это качественно новый этап ее развития. Возникает вопрос – каким путем пойдет развитие человека и биосферы в будущем, какими средствами избежать необратимых последствий в природе. Предотвратить изменения невозможно. Очевидно, что следует научиться управлять процессами между человеком и природой так, чтобы они были взаимовыгодны.
3) Ноосфера - сфера разума.
Это понятие ввел французский математик и философ Ле-Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в
Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов.
Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.
Решающее отличие живого вещества от косного 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 косных телах – геологического времени.
Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического; в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, 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 (
В.И.Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.[2]
Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше” [3]. В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.
Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т.д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.
Поскольку эволюция и возникновение новых видов предполагают существование своего начала, постольку закономерно возникает вопрос: а есть ли такое начало у жизни? Если есть, то где его искать – на Земле или в Космосе? Может ли возникнуть живое из неживого?
Над этими вопросами на протяжении столетий задумывались многие религиозные деятели, представители искусства, философы и ученые.
В.И.Вернадский подробно рассматривает наиболее интересные точки зрения, Сам он как ученый вначале придерживался эмпирического подхода к решению указанных вопросов, когда утверждал, что многочисленные попытки обнаружить в древних геологических слоях Земли следы присутствия каких-либо переходных форм жизни не увенчались успехом. Во всяком случае некоторые останки жизни были обнаружены даже в докембрийских слоях, насчитывающих 600 миллионов лет. Эти отрицательные результаты, по мнению В.И.Вернадского, дают возможность высказать предположение, что жизнь как материя и энергия существует во Вселенной вечно и поэтому не имеет своего начала. Но такое предположение есть не больше, чем эмпирическое обобщение, основанное на том, что следы живого вещества до сих пор не обнаружены в земных слоях.
Чтобы стать научной гипотезой, оно должно быть согласовано с другими результатами научного познания, в том числе и с более широкими концепциями естествознания и философии. Во всяком случае нельзя не считаться со взглядами тех натуралистов и философов, которые защищали тезис о возникновении живой материи из неживой, а в настоящее время даже выдвигают достаточно обоснованные гипотезы и модели происхождения жизни.
Предположения относительно абиогенного, или неорганического, происхождении жизни делались неоднократно еще в античную эпоху, например, Аристотелем, который допускал возможность возникновения мелких организмов из неорганического вещества.
С возникновением экспериментального естествознания и появлением таких наук, как геология, палеонтология и биология, такая точка зрения подверглась критике как не обоснованная эмпирическими фактами. Еще во второй половине XVII в. широкое распространение получил принцип, провозглашенный известным флорентийским врачом и натуралистом Ф.Реди, что все живое возникает из живого. Утверждению этого принципа содействовали исследования знаменитого английского физиолога Уильяма Гарвея (1578 – 1657), который считал, что всякое животное происходит из яйца, хотя он и допускал возможность возникновения жизни абиогенным путем.
В дальнейшем, по мере проникновения физико-химических методов в биологические исследования снова и все настойчивее стали выдвигаться гипотезы об абиогенном происхождении жизни.
В.И. Вернадский, не допускал ни божественного вмешательства, ни земного происхождения жизни. Он перенес возникновение жизни за пределы Земли, а также допускал возможность ее появлении в биосфере при определенных условиях.
Он писал: “Принцип Реди... не указывает на невозможность абиогенеза вне биосферы или при установлении наличия в биосфере (теперь или раньше) физико-химических явлений, не принятых при научном определении этой формы организованности земной оболочки.” [4]
Несмотря на некоторые противоречия, учение Вернадского о биосфере представляет собой новый крупный шаг в понимании не только живой природы, но и ее неразрывной связи с исторической деятельностью человечества.
Классификация экологических факторов.
С экологических позиций среда - это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых ли косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов.
Экологический фактор
- это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями.
Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории:
1) Факторы неживой природы (абиотические)
2) Факторы живой природы (биотические)
Абиотические:
• климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха)
• почвенные ( состав, влагоемкость, плотность, воздухопроницаемость)
• орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона)
• химические (составы газового воздуха , солевой состав воды, кислотность)
Биотические:
• фитогенные (растения)
• зоогенные (животные)
• микробиогенные (вирусы, бактерии)
• антропогенные (деятельность человека).
Абиотические факторы наземной среды.
1)
Лучистая энергия солнца.
Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза).
Количество энергии у поверхности Земли -21*10
2)
Освещение.
Определяется годовой суммарной солнечной радиацией, географическими факторами (состояние атмосферы, характер рельефа и т. д.). Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений. Растения подразделяются на:
• светолюбивые - растения открытых, хорошо освещаемых мест.
• тенелюбивые - нижние ярусы лесов (зеленый мох, лишайник).
• тепловыносливые - хорошо растут на свету, но и переносят затенение. Легко подстраиваются под световой режим.
Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве. Поэтому различные животные имеют различную конструкцию глаз. У беспозвоночных - самая примитивная, у других - очень сложная. У постоянных обитателей пещер может отсутствовать. Гремучие змеи видят ИК часть спектра, поэтому охотятся ночью.
3)
Температура:
Один из важнейших абиотических факторов, прямо или косвенно влияющий на живые организмы.
Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных ситуациях. Особенно заметное влияние оказывает t
В зависимости от характера теплообмена с внешней средой организмы делятся:
• Организмы, t
• Организмы с постоянной t
• Организмы с постоянной t
Также выделяют организмы, способные переносить колебания t0 в широких пределах (лишайники, млекопитающие, северные птицы) и организмы, существующие только при определенных t0 (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов).
4)
Влажность атмосферного воздуха.
Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты
5)
Атмосферные осадки.
Это дождь, снег, град и т.д. Осадки определяют перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде. В общем кругообороте воды наиболее подвижны именно атмосферные осадки, т.к. объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: t
Существуют следующие зоны в распределении осадков по земной поверхности:
• Влажная экваториальная.
Осадков более 2000 мм/год, например, бассейны рек Амазонка, Конго. Максимальное количество осадков - 11684 мм/год - о. Кауан (Гавайские о-ва), 350 дней в году дождь. Здесь располагаются влажные экваториальные леса - самый богатый тип растительности (более 50 тысяч видов).
• Сухая зона тропического пояса.
Осадков менее 200 мм/год. Пустыня Сахара и т.д. Минимальное количество осадков - 0,8 мм/год -пустыня Атакама (Чили, Южная Америка).
• Влажная зона умеренных широт. Осадков более 500 мм/год. Лесная зона Европы и Северная Америка, Сибирь.
• Полярная область.
Незначительное количество осадков до 250 мм/год (низкая t
6)
Газовый состав атмосферы.
Состав ее практически постоянен и включает: N
7)
Движение воздушных масс (ветер).
Максимальная скорость ветра примерно 400 км/час - ураган (штат Нью-Гемпшир, США).
Ветровой напор - направление ветра в сторону меньшего давления. Ветер переносит примеси в атмосфере.
8)
Давление атмосферы.
Абиотические факторы почвенного покрова.
Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.
Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы.
Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух- О
Толщина почвы; 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах.
см
Типы почв:
1. Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %)
2. Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %).
3. Черноземы (степь, гумус до 10 %).
4. Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%).
5. Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1-1,5%).
6. Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %).
Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения.
Физические свойства:
1. Механический состав - содержание частиц различного диаметра.
2. Плотность.
3. Теплоемкость, теплопроводность.
4. Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины - влагопроницаемость).
5. Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы).
Химические свойства:
1. Химический состав:
· до 50 % SiO
· до 25 % Al
· до 10 %- оксиды Fe
· остальное - оксиды Са, К, Mg, Р и т.д.
2. Кислотность
3. Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.)
Влияние кислотности на растения:
• Обитают на кислых почвах (рН < 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи
• Нейтральные (рН 6,7 - 7,0) большинство культурных растений
• На щелочных почвах (рН > 7,0) степные и пустынные растения (лебеда, полынь...)
• Могут расти на любой почве (ландыш, вьюн, земляника лесная)
Абиотические факторы водной среды.
Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина - 3554м, вес 0,022 % веса планеты, площадь - 1350 млн. кв. км -океаны, 35 млн. кв. км - пресные воды.
Абиотические факторы водной среды - это физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов.
Физические свойства:
1.
Плотность.
Плотность как экологический фактор определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атмосфер. Плотность воды также обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм (планктон).
2.
Температура.
Изменение t° в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные).
Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды. Например, колебания t° верхних слоев океана -10-15°С, более глубокие слой 3 -4°С.
3.
Световой режим.
Играет важную роль в распределении водных организмов. Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубине до
С глубиной меняется и окраска животных. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели мелководной части океана. В глубоководной зоне распространена красная окраска, здесь она воспринимается, как черный цвет, что позволяет животным скрываться от врагов. В наиболее глубоководных районах Мирового океана в качестве источника света организмы используют свет, испускаемый живыми существами (биолюминесценция).
4. Подвижность - постоянное перемещение водных масс в пространстве.
5. Прозрачность.
Зависит от содержания взвешенных частиц. Самое чистое - море Уэддела в Антарктиде, видимость 80м (прозрачность дистиллированной воды).
Химические свойства:
1.Соленость воды - содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов. В океане 35 г/л солей. Черное море - 19 г/л.
Пресноводные виды не могут обитать в морях, а морские - в реках. Однако, такие рыбы, как лосось, сельдь всю жизнь проводят в море, а для нереста поднимаются в реки.
2. Количество растворенного О
3. Кислая, нейтральная, щелочная среда.
Все обитатели приспособились к определенным кислотно-щелочным условиям. Их изменение в результате загрязнения может привести к гибели организмов.
Биотические факторы.
Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу.
Классификация биотических взаимодействий:
1. Нейтрализм - ни одна популяция не влияет на другую.
2. Конкуренция - это использование ресурсов (пищи, воды, света, пространства) одним организмом, который тем самым уменьшает доступность этого ресурса ддя другого организма.
Конкуренция бывает внутривидовая и межвидовая. Если численность популяции невелика, то внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии. При высокой плотности популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов до уровня, сдерживающего дальнейший рост, тем самым регулируется численность популяции.
Межвидовая конкуренция - взаимодействие между популяциями, которое неблагоприятно сказывается на их росте и выживаемости. При завозе в Британию из Северной Америки каролинской белки уменьшилась численность обыкновенной белки, т.к. каролинская белка оказалась более конкурентоспособной.
Конкуренция бывает прямая и косвенная.
Прямая - это внутривидовая конкуренция, связанная с борьбой за место обитания, в частности защита индивидуальных участков у птиц или животных, выражающейся в прямых столкновениях. При недостатке ресурсов возможно поедание животных особей своего вида (волки, рыси, хищные клопы, пауки, крысы, щука, окунь и т.д.)
Косвенная - между кустарниками и травянистыми растениями в Калифорнии. Тот вид, который обосновался первым, исключает другой тип. Быстро растущие травы с глубокими корнями снижали содержание влаги в почве до уровня непригодного для кустарников. А высокой кустарник затенял травы, не давая им произрастать из-за нехватки света.
3. Паразитизм - один организм (паразит) живёт за счёт питания тканями или соками другого организма (хозяина), тесно связан в своём жизненном цикле. Паразитов различают по месту обитания:
• находятся на поверхности хозяина. Блохи, вши, клещи - животные. Тля, мучнистая роса - растения. У паразита имеются специальные приспособления (крючки, присоски и т.п.)
• внутри хозяина. Вирусы, бактерии, примитивные грибы - растения. Глисты - животные. Высокая плодовитость. Не приводят к гибели хозяина, но угнетают процессы жизнедеятельности
4. Хищничество - поедание одного организма (жертвы) другим организмом (хищником).
Хищники могут поедать травоядных животных, и также слабых хищников. Хищники обладают широким спектром питания, легко переключаются с одной добычи на другую более доступную.
Хищники часто нападают на слабые жертвы. Норка уничтожает больных и старых ондатр, а на взрослых особей не нападает.
Поддерживается экологическое равновесие между популяциями жертва-хищник.
5. Симбиоз - сожительство двух организмов разных видов при котором организмы приносят друг другу пользу. По степени партнерства симбиоз бывает:
Комменсализм - один организм питается за счет другого, не нанося ему вреда. Рак - актиния. Актиния прикрепляется к раковине, защищая его от врагов, и питается остатками пищи.
Мутуализм - оба организма получают пользу, при этом они не могут существовать друг без друга. Лишайник - гриб + водоросль. Гриб защищает водоросль, а водоросль кормит его.
В естественных условиях один вид не приведёт к уничтожению другого вида.
III. Влияние концентрации химических элементов в биосфере. Биогенная миграция химических элементов и биогеохимические принципы.
По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:
химической (биохимической) – I род геологической деятельности;
механической – II род такой деятельности.
Геологическая деятельность I рода – построение тела организмов и переваривание пищи, – конечно, является более значительной. Классическим стало функциональное определение жизни, данное Фридрихом Энгельсом: “жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь” [5].
По данным Л.Н.Тюрюканова, в пшенице, например, полная смена атомов происходит для фосфора за 15 суток, а для кальция – в 10 раз быстрее: за 1,5 суток!
По подсчетам биолога П.Б.Гофмана-Кадошникова, в течение жизни человека через его тело проходит 75 т воды, 17 т углеродов, 2,5 т белков, 1,3 т жиров. Между тем по геохимическому эффекту своей физиологической деятельности человек отнюдь не самый важный вид разнородного живого вещества биосферы.
Геохимический эффект физиологической деятельности организмов обратно пропорционален их размерам, и наиболее значимой оказывается деятельность прокариотов – бактерий и цианобактерий.
Большое значение имеет также количество пропускаемого через организм вещества. В этом отношении максимальный геохимический эффект на суше имеют грунтоеды, а в океане – илоеды и фильтраторы. Еще Чарлз Дарвин подсчитал, что слой экскрементов, выделяемых дождевыми червями на плодородных почвах Англии, составляет около
Копролиты (ископаемые остатки экскрементов) известны в геологических отложениях, начиная с ордовика, однако бесспорно, что большинство их при геологических описаниях не учитывается. Происходит это из-за слабой изученности вопроса и из-за отсутствия диагностических признаков для определения копролитов.
Между тем в донных отложениях современных водоемов фекальные комочки беспозвоночных распространены очень широко и нередко являются основной частью осадка. В южной Атлантике, например, илы почти нацело слагаются
фекалиями планктонных ракообразных, а по берегам Северного моря донные
осадки, образованные фекалиями мидий, имеют мощность до
Биогенная миграция атомов II рода – механическая – отчетливо
проявляется в наземных экосистемах с хорошо развитым почвенным покровом,
позволяющим животным создавать глубокие укрытия (гнездовые камеры термитов,
например, расположены на глубине 2 – 4 м от поверхности). Благодаря
выбросам землероев, в верхние слои почвы попадают первичные невыветрившиеся
минералы, которые, разлагаясь, вовлекаются в биологический круговорот.
Недаром известный геолог Г.Ф.Мирчинк (1889 – 1942) называл сурка-тарбагана
“лучшим геологом Забайкалья” – его норы окружены “коллекциями” горных
пород, добытых с глубины нескольких метров!
Понятие “нора” и “гнездо” обычно ассоциируются у нас с грызунами и
птицами. Между тем биогенная миграция атомов II рода распространена не
только в наземных, но и в морских экосистемах, и здесь ее роль, может быть,
еще более значительна. И на дне моря организмы строят себе укрытия, причем
не только в мягком, но и в скальном грунте. Олигохеты и полихеты
углубляются в грунт на
обычно неглубоко, но некоторые из них – соленоиды и миа – роют норы,
которым позавидует и сурок: они достигают глубины нескольких метров. В зоне
прибоя и на перемываемом волнами песке – вот беда! – норы не выроешь и
гнездо не совьешь. Приходится сверлить скальные породы. И сверлят. Сверлят
водоросли и губки, бактерии и моллюски, полихеты, морские ежи, рачки...
Сверлильщики появились в далеком геологическом прошлом. Источенные
ими породы находят даже в докембрийских отложениях; и поныне они продолжают
свою разрушительную работу. Сверлящая деятельность моллюсков фолад вызывает
иногда катастрофические последствия . Когда в районе Сочи в результате
непродуманного строительства берег обнажился от гальки, он начал отступать
со скоростью до
которые заселили каждый метр скального берега, сложенного глинистыми
сланцами, и принялись дружно сверлить себе подводные норки. К счастью, был
найден выход: берег стали укреплять поперечными стенками, а между ними
засыпать гальку. В результате сверлильщики были уничтожены, движущаяся под
ударами волн галька перемолола их. А в Западной Европе не менее опасную
деятельность проводит случайно завезенный из Китая мохнаторукий краб – он
проник во многие реки, и, строя свои норы, подрывает берега и разрушает
плотины.
К биогенной миграции II рода можно отнести и перемещение самого
живого вещества. Сюда относятся сезонные перелеты птиц, перемещения
животных в поисках корма, массовые миграции животных. Естественно, что все
эти разнообразные формы движения живого вызывают и транспортировку
небиогенного вещества.
Вернадский, как мы видели, подразделял процессы, осуществляемые в
биосфере живым веществом, по характеру самих процессов. Несколько иначе
подошел к этому вопросу современник Владимира Ивановича Н.А.Андрусов.
“Химическая деятельность организма вообще, имеющая геологическое значение
,– писал Андрусов,– может быть сведена к двум категориям: во-первых, к
образованию на наружной поверхности или внутри твердых выделений, способных
сохраняться; во-вторых, к образованию жидких и газообразных выделений,
способных вступать в различные химические реакции с окружающим
неорганическим миром”. По существу, эту же мысль развивала на современном
материале микробиолог Т.В.Аристовская. Она указала, что миграция атомов
химических элементов может быть как прямым, так и косвенным результатом
жизнедеятельности организмов (в первую очередь бактерий). В таблице
совмещены классификационные подходы Вернадского (горизонтальные ряды) и
Андрусова – Аристовской ( вертикальные столбцы). Для понимания той работы,
которую совершает живое вещество в биосфере, очень важными являются три
основных положения, которые Владимир Иванович называл “биогеохимическими
принципами”.
В формулировке В.И.Вернадского [6] они звучат следующим образом:
I принцип:”Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда
стремится к максимальному своему проявлению”.
II принцип: “Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к
созданию форм жизни устойчивых в биосфере, идет в направлении,
увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы” (или в другой
формулировке: “При эволюции видов выживают те организмы, которые своею
жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию”).
III принцип: “В течение всего геологического времени, с криптозоя,
заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого
вещества, которое тогда существовало”.
Для Вернадского I биогеохимический принцип был тесно связан со
способностью живого вещества неограниченно размножаться в оптимальных
условиях. “Вихрь атомов”, который представляет собой жизнь, по определению
Жоржа Кювье, стремится к безграничной экспансии. Следствием этого и
является максимальное проявление биогенной миграции атомов в биосфере.
II биогеохимический принцип, по существу, затрагивает кардинальную
проблему современной биологической теории – вопрос о направленности
эволюции организмов. По мысли Вернадского, преимущества в ходе эволюции
получают те организмы, которые приобрели способность усваивать новые формы
энергии или “научились” полнее использовать химическую энергию, запасенную
в других организмах. В ходе биологической эволюции, таким образом,
увеличивается “КПД” биосферы в целом. Чисто математически это показал
В.В.Алексеев, который на основе расчетов пришел к следующим выводам:
“Эволюция должна идти в направлении увеличения скорости обмена веществом в
системе”. И далее: “Становится понятным, почему образовались ферменты, роль
которых заключается в резком увеличении скоростей реакций, идущих при
обычных условиях исключительно медленно”.
II биохимический принцип Вернадского получает подтверждения на самом
разнообразном эмпирическом материале. Так, в 1956 году почвовед В.Л.Ковда
изложил результаты химического исследования более 1300 образцов золы
современных высших растений. На этом обширнейшем фактическом материале
автор пришел к выводу, что (за несколькими исключениями) зольность растений
возрастает от представителей древних таксонов к более молодым. Эта
закономерность – одно из частных проявлений II биогеохимического принципа.
Вообще же его проявления в биосфере очень многообразны и довольно
неожиданны. Возьмем другой пример из области ботаники.
Магаданский ботаник А.П.Хохряков недавно установил своеобразную
направленность эволюции высших растений – интенсификацию смен органов в
ходе индивидуального развития организма. “Так, по мнению Хохрякова, у
древних древовидных плаунов – лепидодендронов – смене была подвержена
только часть листьев. У более продвинутых в эволюционном отношении растений
– папоротникообразных – опадают также только листья, но у них в единицу
времени по отношению к массе всего тела сменяется большая часть, чем у
лепидодендронов. У наиболее примитивных голосеменных – саговников – сменам
также подвержены только листья, да и то за исключением оснований. У хвойных
периодически сменяются ветви и кора. Наконец, на примере цветковых мы
наиболее четко видим переход от многолетних форм (деревья и кустарники) к
однолетним (травы). Этот же переход наблюдается и у других таксонов высших
растений: среди древних хвощей и плаунов господствовали древовидные формы,
а современные нам овощи и плауны – травы; среди папоротников в
геологическом прошлом было много древовидных, а сейчас древовидные
папоротники вымирают. Такая интенсификация смен, естественно, приводит к
усилению биогенной миграции атомов в биосфере. И здесь “работает” II
принцип...
III биогеохимический принцип также связан со “всюдностью” или
“давлением” жизни. Этот фактор обеспечивает безостановочный захват живым
веществом любой территории, где возможно нормальное функционирование живых
организмов.
IV. Биосфера и человек. Ноосфера.
Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что
наблюдается переход биосферы в новое состояние – в ноосферу под действием
новой геологической силы, научной мысли человечества. Однако в трудах
Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности
материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он
писал о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в
настоящем (мы входим в нее), а иногда связывал формирование ноосферы с
появлением человека разумного или с возникновением промышленного
производства. Надо заметить, что когда в качестве минералога Вернадский
писал о геологической деятельности человека, он еще не употреблял понятий
“ноосфера” и даже “биосфера”. О формировании на Земле ноосферы он наиболее
подробно писал в незавершенной работе “Научная мысль как планетное
явление”, но преимущественно с точки зрения истории науки.
Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды
Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос,
поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления
и существования ноосферы. Перечислим эти условия:
заселение человеком всей планеты;
резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;
начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими
процессами, протекающими в биосфере;
расширение границ биосферы и выход в космос;
открытие новых источников энергии;
равенство людей всех рас и религий;
увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней
политики;
свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных,
философских и политических построений и создание в государственном строе
условий, благоприятных для свободной научной мысли;
продуманная система народного образования и подъем благосостояния
трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода,
нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;
разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее
способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные
потребности численно возрастающего населения;
исключение войн из жизни общества.
Проследим, насколько выполняются эти условия в современном мире и
остановимся более подробно на некоторых из них.
Заселение человеком всей планеты. Это условие выполнено. На Земле не
осталось мест, где не ступала бы нога человека. Он обосновался даже в
Антарктиде.
Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. Это условие
также можно считать выполненным. С помощью радио и телевидения мы
моментально узнаем о событиях в любой точке земного шара. Средства
коммуникации постоянно совершенствуются, ускоряются, появляются такие
возможности, о которых недавно трудно было мечтать. И здесь нельзя не
вспомнить пророческих слов Вернадского: “Этот процесс – полного заселения
биосферы человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно
связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с
возможностью мгновенной передачи мысли, ее одновременного обсуждения на
всей планете.” [7]. До недавнего времени средства телекоммуникации
ограничивались телеграфом, телефоном, радио и телевидением, о которых писал
еще Вернадский. Имелась возможность передавать данные от одного компьютера
к другому при помощи модема, подключенного к телефонной линии, документы на
бумаге передавались с помощью факсимильных аппаратов. Только в последние
годы развитие глобальной телекоммуникационной компьютерной сети Internet
дало начало настоящей революции в человеческой цивилизации, которая входит
сейчас в эру информации. В 1968 году Министерство Обороны США озаботилось
связью множества своих компьютеров в специальную сеть, которая должна была
способствовать научным исследованиям в военно-промышленной сфере.
Изначально к этой сети было предъявлено требование устойчивости к частичным
повреждениям: любая часть сети может исчезнуть в любой момент. И в этих
условиях всегда должно было быть возможным установить связь между
компьютером-источником и компьютером-приемником информации (станцией
назначения). Разработка проекта такой сети и его осуществление было
поручено ARPA – Advanced Research Projects Agency – Управлению передовых
исследований Министерства Обороны. Через пять лет напряженной работы такая
сеть была создана и получила название ARPAnet. В течение первых десяти лет
развитие компьютерных сетей шло незаметно – их услугами пользовались только
специалисты по вычислительной и военной технике. Но с развитием локальных
сетей, объединяющих компьютеры в пределах одной какой-либо организации,
появилась потребность связать воедино локальные сети различных организаций.
Время от времени предпринимались попытки использовать для этого уже готовую
сеть ARPAnet, но бюрократы Министерства Обороны были против. Жизнь
требовала быстрых решений, поэтому за основу будущей сети сетей Internet
была взята структура уже существующей сети ARPAnet. В 1973 году было
организовано первое международное подключение – к сети подключились Англия
и Норвегия. Однако причиной начала взрывного роста сети Internet в конце 80-
х годов стали усилия NSF (National Science Foundation – Национальный
научный фонд США) и других академических организаций и научных фондов всего
мира по подключению научных учреждений к сети. Рост и развитие сети
Internet, совершенствование вычислительной и коммуникационной техники идет
сейчас подобно тому, как идет размножение и эволюция живых организмов. На
это в свое время обратил внимание Вернадский: “Со скоростью, сравнимой
скоростью размножения, выражаемой геометрической прогрессией в ходе
времени, создается этим путем в биосфере все растущее множество новых для
нее косных природных тел и новых больших природных явлений.” [8]. “...Ход
научной мысли, например, в создании машин, как давно замечено, совершенно
аналогичен ходу размножения организмов.” [9]. Если раньше сетью
пользовались только исследователи в области информатики, государственные
служащие и подрядчики, то теперь практически любой желающий может получить
доступ к ней. И здесь мы видим воплощение мечты Вернадского о благоприятной
среде для развития научной работы, популяризации научного знания, об
интернациональности науки. Действительно, если раньше людей разделяли
границы и огромные расстояния, то теперь, возможно, только языковой барьер.
“Всякий научный факт, всякое научное наблюдение, – писал Вернадский, – где
бы и кем бы они ни были сделаны, поступают в единый научный аппарат, в нем
классифицируются и приводятся к единой форме, сразу становятся общим
достоянием для критики, размышлений и научной работы.”[10]. Но если раньше
для того, чтобы вышла в свет научная работа, чтобы научная мысль стала
известной миру, требовались годы, то сейчас любой ученый, имеющий доступ к
сети Internet, может представить свой труд, например, в виде так называемой
WWW странички (World-Wide Web – “Всемирная паутина”) на обозрение всем
пользователям сети, причем не только текст статьи и рисунки (как на
бумаге), но и подвижные иллюстрации, а иногда и звуковое сопровождение.
Сейчас сеть Internet – это мировое сообщество около 30 тысяч компьютерных
сетей, взаимодействующих между собой. Население Internet уже составляет
почти 30 миллионов пользователей и около 10 миллионов компьютеров, причем
количество узлов каждые полтора года удваивается. Вернадский писал: “Скоро
можно будет сделать видными для всех события, происходящие за тысячи
километров” [11]. Можно считать, что и это предсказание Вернадского
сбылось.
Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Это
условие можно считать если не выполненным, то выполняющимся. Возникшая
после второй мировой войны Организация Объединенных наций (ООН) оказалась
гораздо более устойчивой и действенной, чем Лига наций, существовавшая в
Женеве с
Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими
процессами, протекающими в биосфере. Это условие также можно считать
выполненным, хотя именно преобладание геологической роли человека в ряде
случаев привело к тяжелым экологическим последствиям. Объем горных пород,
извлекаемых из глубин Земли всеми шахтами и карьерами мира, сейчас почти в
два раза превышает средний объем лав и пеплов, выносимых ежегодно всеми
вулканами Земли.
Расширение границ биосферы и выход в космос. В работах последнего
десятилетия жизни Вернадский не считал границы биосферы постоянными. Он
подчеркивал расширение их в прошлом как итог выхода живого вещества на
сушу, появления высокоствольной растительности, летающих насекомых, а
позднее летающих ящеров и птиц. В процессе перехода в ноосферу границы
биосферы должны расширяться, а человек должен выйти в космос. Эти
предсказания сбылись.
Открытие новых источников энергии. Условие выполнено, но, к сожалению, с
трагическими последствиями. Атомная энергия давно освоена и в мирных, и в
военных целях. Человечество (а точнее политики) явно не готово ограничиться
мирными целями, более того – атомная (ядерная) сила вошла в наш век прежде
всего как военное средство и средство устрашения противостоящих ядерных
держав. Вопрос об использовании атомной энергии глубоко волновал
Вернадского еще более полувека назад. В предисловии к книге “Очерки и речи”
он пророчески писал: “Недалеко время, когда человек получит в свои руки
атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить
свою жизнь, как он захочет... Сумеет ли человек воспользоваться этой силой,
направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения
использовать ту силу, которую неизбежно должна ему дать наука?” [12].
Огромный ядерный потенциал поддерживается чувством взаимного страха и
стремлением одной из сторон к зыбкому превосходству. Могущество нового
источника энергии оказалось сомнительным, он пришелся не ко времени и попал
не в те руки. Для развития международного сотрудничества в области мирного
использования атомной энергии в 1957 году создано Международное Агентство
по Атомной Энергии (МАГАТЭ), объединявшее к 1981 году 111 государств.
Равенство людей всех рас и религий. Это условие если не достигнуто, то, во
всяком случае, достигается. Решительным шагом для установления равенства
людей различных рас и вероисповеданий было разрушение в конце прошлого века
колониальных империй.
Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней
политики. Это условие соблюдается во всех странах с парламентской формой
правления.
Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных,
философских и политических построений и создание в государственном строе
условий, благоприятных для свободной научной мысли. Трудно говорить о
выполнении этого условия в стране, где еще совсем недавно наука находилась
под колоссальным гнетом определенных философских и политических построений.
Сейчас наука от таких давлений свободна, однако из-за тяжелого
экономического положения в российской науке многие ученые вынуждены
зарабатывать себе на жизнь ненаучным трудом, другие уезжают за границу. Для
поддержания российской науки созданы международные фонды. В развитых и даже
развивающихся странах, что мы видим на примере Индии, государственный и
общественный строй создают режим максимального благоприятствования для
свободной научной мысли.
Продуманная система народного образования и подъем благосостояния
трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода,
нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. О выполнении этого условия трудно
судить объективно, находясь в большой стране, стоящей на пороге голода и
нищеты, как об этом пишут все газеты. Однако Вернадский предупреждал, что
процесс перехода биосферы в ноосферу не может происходить постепенно и
однонаправлено, что на этом пути временные отступления неизбежны. И
обстановку, сложившуюся сейчас в нашей стране, можно рассматривать как
явление временное и преходящее.
Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее
способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные
потребности численно возрастающего населения. Это условие, особенно в нашей
стране, не может считаться выполненным, однако первые шаги в направлении
разумного преобразования природы во второй половине XX века несомненно
начали осуществляться. В современный период происходит интеграция наук на
базе экологических идей. Вся система научного знания дает фундамент для
экологических задач. Об этом также говорил Вернадский, стремясь создать
единую науку о биосфере. Экологизация западного сознания происходила
начиная с 70-х годов, создавая условия для возникновения экофильной
цивилизации. Сейчас экстремистская форма зеленого движения оказалась там
уже не нужной, поскольку заработали государственные механизмы регулирования
экологических проблем. В СССР до 80-х годов считалось, что социалистическое
хозяйствование препятствует угрозе экологического кризиса. В период
перестройки этот миф развеялся, активизировалось движение зеленых. Однако в
современный период политическое руководство переориентировалось в основном
на решение экономических проблем, проблемы экологии отошли на задний план.
В мировом масштабе для разрешения экологической проблемы в условиях роста
населения планеты требуется способность решения глобальных проблем, что в
условиях суверенитета различных государств кажется сомнительным.
Исключение войн из жизни общества. Это условие Вернадский считал
чрезвычайно важным для создания и существования ноосферы. Но оно не
выполнено и пока неясно, может ли быть выполнено. Мировое сообщество
стремится не допустить мировой войны, хотя локальные войны еще уносят
многие жизни.
Таким образом, мы видим, что налицо все те конкретные признаки, все или
почти все условия, которые указывал В.И.Вернадский для того, чтобы отличить
ноосферу от существовавших ранее состояний биосферы. Процесс ее образования
постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указать год или даже
десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можно будет считать
завершенным. Но, конечно, мнения по этому вопросу могут быть разные.
Сам Вернадский, замечая нежелательные, разрушительные последствия
хозяйствования человека на Земле, считал их некоторыми издержками. Он верил
в человеческий разум, гуманизм научной деятельности, торжество добра и
красоты. Что-то он гениально предвидел, в чем-то, возможно, он ошибался.
Ноосферу следует принимать как символ веры, как идеал разумного
человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных
достижений. Надо в нее верить, надеяться на ее пришествие, предпринимать
соответствующие меры.
V. Роль человеческого фактора в развитии биосферы.
Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и
человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства,
значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет
понять место и роль исторического развития человечества в эволюции
биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.
Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о
ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным живым
существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри
природы и является частью ее. Это единство обусловлено прежде всего
функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался
показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе есть
природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только
на среде жизни но и на образе мысли.
Но не только природа оказывает влияние на человека, существует и
обратная связь. Причем она не поверхностная, отражающая физическое влияние
человека на окружающую среду, она гораздо глубже. Это доказывает тот факт,
что в последнее время заметно активизировались планетарные геологические
силы. “...мы все больше и ярче видим в действии окружающие нас
геологические силы. Это совпало, едва ли случайно, с проникновением в
научное сознание убеждения о геологическом значении Homo sapiens, с
выявлением нового состояния биосферы — ноосферы — и является одной из форм
ее выражения. Оно связано, конечно, прежде всего с уточнением естественной
научной работы и мысли в пределах биосферы, где живое вещество играет
основную роль” [13]. Так, в последнее время резко меняется отражение живых
существ на окружающей природе. Благодаря этому процесс эволюции переносится
в область минералов. Резко меняются почвы, воды и воздух. То есть эволюция
видов сама превратилась в геологический процесс, так как в процессе
эволюции появилась новая геологическая сила. Вернадский писал: “Эволюция
видов переходит в эволюцию биосферы” [14].
Здесь естественно напрашивается вывод о том, что геологической силой
является собственно вовсе не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль
социального человечества. В “Философских мыслях натуралиста” Вернадский
писал: “Мы как раз переживаем ее яркое вхождение в геологическую историю
планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния
одного видового живого вещества — цивилизованного человечества — на
изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда
биосфера переходит в новое состояние — в ноосферу” [15].
Мы являемся наблюдателями и исполнителями глубокого изменения
биосферы. Причем перестройка окружающей среды научной человеческой мыслью
посредством организованного труда вряд ли является стихийным процессом.
Корни этого лежат в самой природе и были заложены еще миллионы лет назад в
ходе естественного процесса эволюции. “Человек... составляет неизбежное
проявление большого природного процесса, закономерно длящегося в течение,
по крайней мере, двух миллиардов лет” [16].
Отсюда, кстати, можно заключить что высказывания о самоистреблении
человечества, о крушении цивилизации не имеют под собой веских оснований.
Было бы по меньшей мере странно, если бы научная мысль – порождение
естественного геологического процесса противоречила бы самому процессу. Мы
стоим на пороге революционных изменений в окружающей среде: биосфера
посредством переработки научной мыслью переходит в новое эволюционное
состояние – ноосферу.
Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственно
организованную научную мысль и на ее порождение, технику, человек создал в
биосфере новую биогенную силу, поддерживающую размножение и дальнейшее
заселение различных частей биосферы. Причем вместе с расширением области
жительства, человечество начинает представлять себя все более сплоченную
массу, так как развивающие средства связи – средства передачи мысли
окутывают весь Земной шар. “Этот процесс – полного заселения биосферы
человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со
скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью
мгновенной передачи мысли, ее одновременного обсуждения всюду на планете”
[17].
При этом человек впервые реально понял, что он житель планеты и может
и должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте
отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в
планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в
планетном аспекте только в области жизни — в биосфере, в определенной
земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан и уйти из
которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой
всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет. Похоже, что
впервые мы находимся в условиях единого геологического исторического
процесса, охватившего одновременно всю планету. XX век характерен тем, что
любые происходящее на планете событие связываются в единое целое. И с
каждым днем социальная, научная и культурная связанность человечества
только усиливается и углубляется. “Увеличение вселенскости, спаянности всех
человеческих обществ непрерывно растет и становится заметным в немногие
годы чуть не ежегодно” [18].
Результат всех вышеперечисленных изменений в биосфере планеты дал
повод французскому геологу Тейяр де Шардену заключить, что биосфера в
настоящий момент быстро геологически переходит в новое состояние – в
ноосферу, то есть такое состояние в котором человеческий разум и
направляемая им работа представляют собой новую мощную геологическую силу.
Это совпало, видимо не случайно, с тем моментом когда человек заселил всю
планету, все человечество экономически объединилось в единое целое и
научная мысль всего человечества слилась воедино, благодаря успехам в
технике связи. Таким образом:
Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как
всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном
ее пространстве-времени;
Человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы;
Прорыв научной мысли подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные
корни. Ноосфера – это биосфера, переработанная научной мыслью,
подготавливающейся всем прошлым планеты, а не кратковременное и переходящее
геологическое явление.
Вернадский неоднократно отмечал, что “цивилизация “культурного
человечества” — поскольку она является формой организации новой
геологической силы, создавшейся в биосфере,— не может прерваться и
уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее
исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы.
Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой,
чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой мере не было”
[19].
Многое из того, о чем писал Вернадский, становится достоянием
сегодняшнего дня. Современны и понятны нам его мысли о целостности,
неделимости цивилизации, о единстве биосферы и человечества. Переломный
момент в истории человечества, о чем сегодня говорят ученые, политики,
публицисты, был увиден Вернадским.
Вернадский видел неизбежность ноосферы, подготавливаемой как
эволюцией биосферы, так и историческим развитием человечества. С точки
зрения ноосферного подхода по-иному видятся и современные болевые точки
развития мировой цивилизации. Варварское отношение к биосфере, угроза
мировой экологической катастрофы, производство средств массового
уничтожения — все это должно иметь преходящее значение. Вопрос о коренном
повороте к истокам жизни, к организованности биосферы в современных
условиях должен звучать как набат, призыв к тому, чтобы мыслить и
действовать, в биосферном – планетном аспекте.
Источники литературы:
Вернадский В.Н. Начало и вечность жизни. – М.: Республика, 1989. –
С.156.
[2] Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера.– М. Наука, 1989.– с.185
[3] Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера.– М. Наука, 1989.– с.181
[4] Вернадский В.И. Биогеохимические очерки. – М., 1940. – С.49.
[5] К.М аркс и Ф.Энгельс, Соч. т.20, с.616
[6] В.И.Вернадский. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.,
1965, с. 283, 286; Биогеохимические очерки, М.– Л., 1940, с.185
[7] Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г.,
с.136
[8] Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г.,
с.132
[9] Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г.,
с.134
[10] Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г.,
с.143
[11] Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г.,
с.140
[12] Вернадский В.И. “Научная мысль как планетное явление”, М. – 1989г.,
с.331
[13] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.26
[14] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.27
[15] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.27
[16] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.28
[17] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.34
[18] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.88
[19] Вернадский В.И. “Философские мысли натуралиста”, М.– 1988г., с.46
