Контрольная работа по "Концепции современного естествознания"

     Сущность  учения В. И. Вернадского заключена  в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

     Вторым  главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского  является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал В. И. Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».

     Это взаимодействие 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.

     По  мнению В. И. Вернадского, в прошлом  не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:

     * открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;

     * явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В. И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

     Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, можно утверждать, что оно может существовать и  развиваться только в рамках целостной  системы биосферы. Не случайно поэтому  В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

     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 (1859 г.);

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

     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.

     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”. 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.

     В. И. Вернадский обосновал также важнейшие  представления о формах превращения  вещества, путях биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

     2. Процесс развития  биосферы

     Важнейшей частью учения Вернадского являются представления о ее возникновении и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов – цианобактерий и сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.

     Параллельно развивались и гетеротрофы, и  прежде всего – животные. Главными датами их развития являются выход на сушу и заселение материков (к началу третичного периода) и, наконец, появления человека.

     В сжатом виде идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

     1. Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера.

     2. В течение всей геологической  истории Земли никогда не наблюдались  азойные геологические эпохи  (т.е. лишенные жизни). Следовательно,  современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

     3. Живые организмы – главный  фактор миграции химических элементов  в земной коре, «по крайней  мере, 90% по весу массы ее вещества  в своих существенных чертах  обусловлено жизнью». (В. Вернадский)

     4. Грандиозный геологический эффект  деятельности обусловлен тем,  что их количество бесконечно  велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

     5. Основным движущим фактором развития  процессов в биосфере является  биохимическая энергия живого  вещества.

     Единство  процессов видообразования и  эволюции биосферы. Вернадский впервые обосновал идею об эволюции поверхностной оболочки Земли как целостном процессе взаимодействия живого вещества и косной материи. Ведущая, активная роль в этом взаимодействии принадлежит жизни, которая признавалась Вернадским „великим, постоянным и непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты” (1926а, с. 26).

     Вернадский  не ограничился констатацией ведущей  роли живого в эволюции биосферы, а  стремился найти „кипящий слой”  элементарных преобразований биосферы. Опережая широкое проникновение популяционных представлений в эволюционную биологию, он уже в середине 20-х годов считал необходимым выделить вид как главный носитель эволюции. Основная задача в изучении эволюции биосферы, по мнению Вернадского, заключалась в установлении связи „эволюции видов с механизмом биосферы, с ходом биогеохимических процессов” (1928, с. 234). Существование подобной связи не вызывало у него сомнений, так как „основные числа, характеризующие эти процессы, являются видовыми признаками, меняющимися в процессе эволюции” (там же). К числу этих признаков он относил общую биомассу вида, его химический состав и геохимическую энергию.

     Позднее, конкретизируя эти мысли, Вернадский характеризовал эволюцию химической и  энергетической структур биосферы как  интегральный результат преобразований, происходящих на видовом уровне организации жизни. Факторы и движущие силы видообразования, по-видимому, и представляют собой ведущие источники преобразования всей биосферы. Поэтому необходимо исследовать, как „эволюция видов переходит в эволюцию биосферы” (1977, с. 18). В связи с этим при постановке проблемы эволюции биосферы Вернадский использовал основные результаты исследований эволюции органического мира, в том числе и дарвинистские представления о причинах видообразования. есте с тем он считал необходимым учитывать и детерминирующее влияние структуры биосферы на эволюцию каждого вида. „Жизнь, — писал Вернадский, - неразрывно связана с биосферой, и ее эволюция в значительной степени определяется ее строением” (1928, с. 242). Изучение влияния структуры биосферы на эволюцию видов, по мнению Вернадского, представляет определенный интерес и для эволюционной теории, так как позволяет объяснить некоторые закономерности биологической эволюции действием „целой совокупности физических законов и механизмов функционирования биосферы” (там же, с. 243).

     Таким образом, Вернадский впервые выдвинул задачу синтеза основных положений  эволюционной теории с созданным  им учением о биосфере. С одной  стороны, для познания механизмов эволюции биосферы следует опираться на данные эволюционной теории о субстрате эволюции органического мира и ее движущих силах. С другой стороны, изучение структуры биосферы должно способствовать углублению знаний о закономерностях органической эволюции. Эти положения являются ключевыми для понимания взглядов Вернадского на сложные взаимодействия эволюционных преобразований, происходящих на разных уровнях организации жизни.

     Об  отношении Вернадского к дарвинизму. В той области эволюционной теории, которая позднее получила название „микроэволюция”, Вернадский в целом придерживался принципов селекционизма. Он правильно отмечал особенности дарвиновского понимания субстрата эволюции. В учении об естественном отборе, писал Вернадский в работе „Живое вещество” еще в начале 20-х годов,1 элементарным носителем эволюции выступает не особь, а сообщество организмов. „Статистическое представление о живом... проникает в дарвинизм и эволюционное мировоззрение. Это то значение, какое в них получает вид, заменяющий индивид” (Вернадский, 1978, с. 55).

     При этом он привел дополнительные аргументы  против монотипической концепции вида, неоднократно подчеркивая, что даже в морфологически однородных видах  имеется множество разновидностей, отличающихся друг от друга по физиологическим, этологическим и химическим признакам. И эти различия генетически закреплены. Поэтому он считал невозможным ограничиться исследованиями химического состава вида в целом. Необходимо „идти дальше вида, — писал Вернадский, — принимать во внимание меньшие, чем вид или раса, группы организмов”, так как „биохимические, экологические и элементарные группы играют огромную роль в геохимической реакции организмов” (1978, с. 26—27). Геохимическое воздействие вида на биосферу зависит также от его половой, возрастной и сезонной структур. Вернадский отмечал, что по своему химическому составу, размеру, массе, геохимическим функциям и скорости размножения внутривидовые группы сильно различаются, и это „не проходит бесследно в геохимическом отношении” (там же, с. 286).

     Статистический  характер дарвиновских законов импонировал Вернадскому тем, что и в геохимических процессах „жизнь выражается совместным действием отдельных организмов, их совокупностью. Мы в ней изучаем лишь статистические законы и обобщения, связанные с жизнью” (Вернадский, 1927а, с. 47). В этих процессах роль отдельной особи исчезает полностью и заметен лишь общий геохимический и энергетический эффект их действия.