Учение о биосфере В. И Вернадского

      Под океанами литосферный предел биосферы, вероятно, распространяется на 0,5-1,0 км и, возможно, на 3,0 км ниже дна. Однако существует более обоснованное предположение, что заселенным микроорганизмами может  оказаться только 200-250-метровый слой донных осадков. Достоверно установлено, что микрофлора обитает в донных осадках мощностью от 5 см (Черное море) до 10-12 м (Тихий и Индийский океаны) и 114 м (Каспийское море). О более глубоком проникновении жизни в литосферу, несмотря на интенсивные буровые работы, достоверной информации нет. Точную массу и объем биосферы установить очень трудно, поскольку неизвестно точное положение ее вертикальных границ. Можно говорить только о приближенных значениях этих характеристик. Масса всей биосферы (атмосфера+гидросфера+литосфера в границах биосферы) составляет 3•10⁹ млрд. т, или 0,05% массы Земли, а объем – 10 млрд. км³, или 0,4% объема Земли.

      Ниже  литосферной границы биосферы лежит  «область былых биосфер», под которой  В.И.Вернадский понимал оболочку Земли, в геологическом прошлом подвергшуюся воздействию жизни. Ученый отмечал, что земная кора, мощностью в несколько  десятков км, с осадочными породами и гранитной оболочкой когда-то была на поверхности планеты и  входила в состав биосферы. Каменный уголь, нефть, мрамор, доломит, известняк, мел, железная руда и другие горные породы осадочного происхождения –  свидетели существования жизни  в «былых биосферах».

      Некоторые ученые (В. А. Ковда, А. Н. Тюрюканов) в  состав биосферы включают не только область  жизни, но и другие структуры Земли, генетически связанные с другим веществом, т.е. «былые биосферы», в  настоящее время лишенные жизни. Такую многослойную оболочку Земли, сформировавшуюся в результате деятельности живого вещества, предположено было назвать  мегабиосферой (от греч. mega – большой).

      Мегабиосфера включает в себя (Лапо, 1987):

      а) апобиосферу – верхнюю часть  атмосферы Земли выше уровня распространения  форм жизни в состоянии анабиоза;

      б) парабиосферу;

      в) биосферу;

      г) метабиосферу, соответствующую «области былых биосфер» В. И. Вернадского.

      В физической географии используется понятие, предложенное               А.А.Григорьевым в 1937 г., — «географическая  оболочка», которым обозначается область  взаимодействия лито-, гидро-, био- и  атмосферы. Верхнюю границу оболочки обычно определяют несколько ниже слоя максимальной концентрации озона –  в стратосфере на высоте 20-25 км. Иногда ее вертикальное простирание сужают или расширяют до мезопаузы на высоте 70-80 км. Нижняя граница географической оболочки находится в подкорковом  слое несколько ниже «поверхности Мохоровича».

      В научных работах, посвященных географической оболочке, биосфера долго рассматривалась  как совокупность живых организмов, или органической материи. При таком  подходе недостаточно полно учитывались  особенности биосферы как планетарного образования. В современном представлении  географов понятие «биосфера» отражает лишь частный, биоцентрический взгляд на географическую оболочку, которая представляет собой единственную на Земле геосистему планетарного уровня (Исаченко, 1991).

Живое вещество планеты

     Одним из центральных звеньев концепции  биосферы является учение о живом  веществе. Исследуя процессы миграции атомов в биосфере, В.И.Вернадский подошел  к вопросу о генезисе (происхождение, возникновение) химических элементов  в земной коре, а после этого  и к необходимости объяснить  устойчивость соединений, из которых  состоят организмы. Анализируя проблему миграции атомов, он пришел к выводу, что “нигде не существуют органические соединения, независимые от живого вещества”. Позже он формулирует  понятие “живого вещества”: “Живое вещество биосферы есть совокупность ее живых организмов… Я буду называть совокупность организмов, сведенных  к их весу, химическому составу  и энергии, живым веществом”. Главное  предназначение живого вещества и его  неотъемлемый атрибут – накопление свободной энергии в биосфере. Обычная геохимическая энергия  живого вещества производится прежде всего путем размножения.

      Научные идеи В. И. Вернадского о живом  веществе, о космичности жизни, о  биосфере и переходе ее в новое  качество – ноосферу своими корнями  уходят в 19-начало 20 в., когда философы и естествоиспытатели предприняли  первые попытки осмыслить роль и  задачи человека в общей эволюции Земли. Именно их усилиями человек начал  свое продвижение к вершинам естественной эволюции живого, постепенно занимая  экологическую нишу, отведенную ему  природой.

      В 30-е годы В.И.Вернадский из общей  массы живого вещества выделяет человечество как его особую часть. Такое обособление  человека от всего живого стало возможным  по трем причинам. Во-первых, человечество является не производителем, а потребителем биогеохимической энергии. Такой тезис  требовал пересмотра геохимических  функций живого вещества в биосфере. Во-вторых, масса человечества, исходя из данных демографии, не является постоянным количеством живого вещества. И в-третьих, его геохимические функции характеризуются  не массой, а производственной деятельностью. Характер усвоения человечеством биогеохимической энергии определяется разумом человека. С одной стороны, человек –  это кульминация бессознательной  эволюции, “продукт” спонтанной деятельности природы, а с другой – зачинатель нового, разумно направленного этапа  самой эволюции.

      Какие же характерные особенности  присущи живому веществу? Прежде всего, это огромная свободная энергия. В процессе эволюции видов биогенная миграция атомов, т.е. энергия живого вещества биосферы, увеличилась во много раз и продолжает расти, ибо живое вещество перерабатывает энергию солнечных излучений, атомную энергию радиоактивного распада и космическую энергию рассеянных элементов, приходящих из нашей Галактики. Живому веществу присуща также высокая скорость протекания химических реакций по сравнению с веществом неживым, где похожие процессы идут в тысячи и миллионы раз медленнее. К примеру, некоторые гусеницы в сутки могут переработать пищи в 200 раз больше, чем весят сами, а одна синица за день съедает столько гусениц, сколько весит сама.

        Для живого вещества характерно  то, что слагающие его химические  соединения, главнейшими из которых  являются белки, устойчивы только  в живых организмах. После завершения  процесса жизнедеятельности исходные  живые органические вещества  разлагаются до химических составных  частей.

      Живое вещество существует на планете в  форме непрерывного чередования  поколений, благодаря чему вновь  образовавшееся генетически связано  с живым веществом прошлых  эпох. Это главная структурная  единица биосферы, определяющая все  другие процессы поверхности земной коры. Для живого вещества характерно наличие эволюционного процесса. Генетическая информация любого организма  зашифрована в каждой его клетке. В.И.Вернадский классифицировал живое  вещество на однородное и неоднородное. Первое в его представлении – это родовое, видовое вещество и т. п., а второе представлено закономерными смесями живых веществ. Это лес, болото, степь, т.е. биоценоз. Характеризовать живое вещество ученый предлагал на основе таких количественных показателей, как химический состав, средний вес организмов и средняя скорость заселения ими поверхности земного шара.

      В.И.Вернадский приводит средние цифры скорости «передачи жизни в биосфере». Время захвата данным видом всей поверхности нашей планеты у  разных организмов может быть выражено следующими цифрами (сутки):

            Бактерия холеры          1,25

            Инфузория                    10,6   (максимум)

                                Диатомовые                  16,8    (максимум)

            Зеленый  планктон       166-183 (среднее)

            Насекомые                    366  

            Рыбы                             2159 (максимум)

            Цветковые растения    4076

            Птицы (куры)               5600-6100

            Млекопитающие:

                  крысы                      2800

                  дикая  свинья           37600

                  слон  индийский      376000 

      Жизнь на нашей планете существует в  неклеточной и клеточной формах.

Неклеточная форма живого вещества представлена вирусами, которые лишены раздражимости и собственного синтеза белка. Простейшие вирусы состоят лишь из белковой оболочки и молекулы ДНК или РНК, составляющей сердцевину вируса. Иногда вирусы выделяют в особое царство живой природы – Vira. Они могут размножаться только внутри определенных живых клеток. Вирусы повсеместно распространены в природе и являются угрозой для всего живого. Поселяясь в клетках живых организмов, они вызывают их смерть. Описано около 500 вирусов, поражающих теплокровных позвоночных, и около 300 вирусов, уничтожающих высшие растения. Более половины болезней человека обязаны своим развитием мельчайшим вирусам (они в 100 раз меньше бактерий). Это полиомиелит, оспа, грипп, инфекционный гепатит, желтая лихорадка и др. Клеточные формы жизни представлены прокариотами и эукариотами. К прокариотам относятся различные бактерии. Эукариоты – это все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие.  
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     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. Возможность  и правильность такого прогноза зависят  от глубины наших познаний о строении и функционировании биосферы в целом  и ее различных участков и компонентов. Особенно важно иметь представление  о роли живых организмов – основной движущей силы в биосфере.

      Судьба  биосферы – проблема, касающаяся не только всех без исключения ученых, независимо от их специальности, но практически  каждого из нас.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ: 

1. Воронов А. Г. «Биогеография с основами экологии», издат. МГУ, 1987
2. Второв П. П., Дроздов Н. Н. «Рассказы о биосфере», М.: Просвещение, 1976
3. Дажо Р. «Основы экологии», пер. с фр. М.: Прогресс, 1975
4. Камшилов М. М. «Эволюция биосферы», М.: Наука, 1974
5. Кашапов Р. Ш. «Живая оболочка Земли», М.: Просвещение, 1984
6. Шкловский И.С. «Вселенная, жизнь, разум», М.: Наука, 1987
7. Ярыгин В. Н. «Биология», М.: Высш. шк., 1997
8. Баландин Р.К. «Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие», -М.:  Знание, 1988г.