ЧЕЛОВЕК, БИОСФЕРА И КОСМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ

Биосфера

Жизнь как особое, очень сложное явление природы оказывает на окружающий мир самое разнообразное воздействие.

Вопросы возникновения жизни на земле волновали человека с давних времен. Ученые полагают, что при дегазации вулкани­ческих лав на поверхность Земли поступали прежде всего пары воды и газообразные соединения углерода, серы, азота. Вначале атмосфера была такой тонкой, что парниковый эффект был ничтожен. В таком случае средняя температура поверхности Земли была около 15°С. А при такой температуре все пары воды должны были конденсироваться, за счет этого и образовались океаны.

Первичная атмосфера не содержала свободного кислорода, поскольку его не содержали те газы, которые выбрасывались при извержении вулканов. Таким образом, свободный кислород, а значит, и химиче­ский состав современной атмосферы являются результатом жизнедеятельно­сти первичного живого вещества.

Началом жизни на Земле принято считать появление нуклеиновых кислот, способных к воспроизводству белков. Переход от сложных органических веществ к простым живым орга­низмам наукой пока не установлен. Сегодня уже не вызывает сомнений, что В.И. Вернадский, предположивший, что жизнь сразу возникла в виде прими­тивной биосферы, был прав - потому, что только разнообра­зие видов живых организмов могло обеспечить выполнение всех функций живого вещества в биосфере.

Совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят вода (гидросфера), верхняя часть земной коры (литосфера) и нижняя часть атмосферы составляет биосферу.

Два главных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания — непрерывно взаимодействуют между со­бой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя це­лостную динамическую систему. Биосфера как глобальная су­персистема в свою очередь состоит из рада подсистем.

Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в раз­ные системы (сообщества), например, в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем так называемые биоценозы — совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде обитания.

Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углубле­нию дифференциации внутри биосферы. В совокупности с ок­ружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и анергией, биоценозы образуют новые систем — биогеоценозы, или, как их еще называют, экосистемы.  Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т. д. Экосистема представляет собой естественную модель биосферы в миниатюре.

Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образуют суперсистему — биосферу.

Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И. Вернадский. В отличие от предшествующих исследователей природы В.И. Вернадский не ограничивал понятие биосферы только совокупностью всех живых организмов планеты. В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни.

Организмы берут из окружающей среды хими­ческие элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в ту же самую среду.

В живом организме преобладают 6 элементов: С, Н, О, N, P, S - на которые приходится 97,4 % массы организма. Эти элементы называются органогенами.

По своему содержанию в живом организме химические элементы разделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся С, Н, О, N, P, S, K, Na, Ca, Mg, Cl, на долю которых приходится более 99 % массы живого вещества. К микроэлементам относят I, Fe, Mo, Cu, Co, Zn и др. (менее 1 % массы).

Макроэлементы сконцентрированы, как правило, в одном типе живого организма (соединительные ткани, мышцы, кровь), они составляют пластический материал основных несущих тканей, обеспечивают свойства внутренней среды организма в целом: поддерживают определенное значение рН, осмотическое давление, сохраняют в нужных пределах кислотно-основное равновесие. Их содержание в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма.

Микроэлементы неравномерно распределены между тканями и часто обладают сродством к определенному типу тканей и органов. Так цинк содержится в поджелудочной железе, молибден - в почках, йод - в щитовидной железе. Незначительные отклонения содержания микроэлементов от нормы вызывают тяжелые заболевания. Например, снижение содержания цинка в плазме крови - обязательное следствие инфаркта миокарда.

Тем самым и жизнь, и косное вещество находятся в непрерывном тесном взаимодействии, в круговороте химических элементов.

Окружающая среда включает в себя, помимо по­верхности Земли и ее недр, часть Солнечной системы, которая попадает или может попасть в сферу деятельности человека. В структуре окружаю­щей среды выделяют две важнейшие составляющие: естествен­ную и искусственную среды обитания.

Естественная среда обитания включает в себя неживую и живую части природы — геосферу и биосферу. Она существует и развивается без вмешательства человека, естественным обра­зом.

Человек перестал бы быть разумным существом, ес­ли бы не смог создать нечто свое, искусственное, чего не было до сих пор в природе. В результате им была создана искусст­венная среда обитания — все то, что специально сделано чело­веком: разнообразие предметов материальной и духовной куль­туры, преобразованные ландшафты, а также выведенные в ре­зультате селекции и одомашнивания растения и животные.

Огромное влияние человека на природу и масштабные последствия его деятельности послужили основой для создания учения о ноосфере (сфере разума). Под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором.

В уче­нии о ноосфере В.И. Вернадского живое вещество преобразует верхнюю оболочку Земли. Постепенно вмешательство человека все увеличива­ется, поэтому человек несет прямую ответственность за эволюцию планеты. Понимание человеком данного тезиса необходимо и для его собственного выживания. Стихийность же развития сделает биосферу непригодной для обитания людей. В связи с этим че­ловеку следует соизмерять свои потребности с возможностями биосферы. Постепенно био­сфера преобразуется в ноосферу, где ее развитие приобретает направляемый характер.