Навигация
Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества
38085
знаков
1
таблица
0
изображений
7. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества.
8. Формы нахождения химических элементов: 1) горные породы и минералы; 2) магмы; 3) рассеянные элементы; 4) живое вещество. Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел: раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний и организм вводит в себя только необходимое количество элементов.
9. Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности. Пределы жизни определяются в конце концов физико-химическими свойствами соединений, стоящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Интервал в 433єС (от -252єС до +180єС) является предельным тепловым полем.
10. Биосфера в основных своих чертах представляет один и тот же химический аппарат с самых древних геологических периодов. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только ее форма.. Само живое вещество не является случайным созданием.
11. Всюдность жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно, приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. После устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.
12. Постоянство количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество свободного живого вещества (1,5х1021 гр. и 1020-1021 гр.). Скорость передачи жизни не может перейти пределы, нарушающие свойства газов. Идет борьба за нужный газ.
13. Всякая система достигает устойчивого равновесия, когда ее свободная энергия равняется или приближается к нулю, т.е. когда вся возможная в условиях системы работа произведена.
Подлинное возрождение идеи В.И. Вернадского о структуре и функциях как древней, так и современной биосферы произошло в середине 1970-х гг. благодаря трудам отечественного микробиолога Г.А. Заварзина. Он не только четко назвал механизмы функционирования биосферы и фактор, объединяющий ее в единую систему – трофические связи между организмами, но и расшифровал сложнейшую систему этих многосторонних связей. Главный вывод его исследований гласит: биосфера создавалась не на базе дивергентной эволюции входящих в нее организмов, а путем появления новых и усложнения уже имевшихся трофических связей между организмами, всегда существовавшими не отдельно, а в составе сообществ – экосистем различного масштаба. Отсюда следовал вывод: элементарной структурно-функциональной единицей эволюции биосферы всегда были не отдельные особи и даже не вида, а экологические сообщества, которые преобразовывались не за счет удаления из них “неприспособленных”, а аддитивным путем, т.е. присоединением новых элементов, “сопрягающим это сообщество с новыми факторами внешней среды”. Отсюда и другой не менее важный вывод: “Изучение эволюции микробных систем представляется необходимым для понимания геологических проблем и истории Земли в целом”. Главный вывод исследований как Г.А. Заварзина, так и многих зарубежных экологов, микропалеонтологов, геохимиков – Т. Брока, Дж. Шопфа, Е. Баргхорна, П. Клауда и других – сводится к тому, что главным фактором становления и функционирования биосферы были и остаются многосторонние трофические связи, установившиеся не менее, чем 3,4–3,5 млрд. лет тому назад, и определявшие характер и масштабы круговорота элементов в оболочках Земли.
Из сказанного следует, что ключевую роль в понимании существования живой природы на биосферном уровне играет экологический фактор. Именно ему отводил и В.И. Вернадский решающую роль, когда говорил об условиях функционирования и сохранения живого как “единого целого”, “как монолита жизни”. Особенно четко роль экологического фактора обозначилась тогда, когда биосфера обрела новую форму существования – форму неосферы.
Экология и биосфера
Слово “экология” в буквальном смысле означает науку о “доме” (от греч. “ойкос” – жилище, местообитание). Как входящая в биологический цикл, экология – наука о местообитании живых существ, их взаимоотношении с окружающей среды. Экология изучает организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, сообществ, экосистем. Термин “экология” предложил немецкий зоолог Э. Геккель в 1866 г., но подлинного расцвета эта наука достигла в ХХ веке, и развитие далеко не закончено.
Если учение о биосфере сразу подняло биологию с уровня отдельных видов к целостности высшего порядка, то экология изучает различные уровни целостности, промежуточные между организменным и глобальным. Выделяют аутоэкологию, которая исследует взаимодействие отдельных видов со средой, и синэкологию, которая изучает сообщества. Сообществом, или биоценозом, называют совокупность растений и животных, населяющих участок среды обитания. Совокупность сообщества и среды носит название экологической системы, или биогеоценоза.
Основные понятия аутоэкологии – популяция, местообитание, экологическая ниша. Популяцией называется группа организмов, относящихся к одному или близким видам и занимающая определенную область, называемую местообитанием. Совокупность условий, необходимых для существования популяции, носит название экологической ниши. Экологическая ниша определяет положение вида в целях питания.
В зависимости от характера питания стоится пирамида питания, состоящая из нескольких трофических уровней. Низший занимают автотрофные организмы, питающиеся неорганическими соединениями, прежде всего растения. На более высоком уровне располагаются гетеротрофные организмы, использующие в пищу биомассу растений. Затем идут гетеротрофы второго порядка, питающиеся гетеротрофами первого порядка, т.е. травоядными животными и т.д.
Один из важнейших принципов экологии – принцип устойчивости, в соответствии с которым чем больше трофических уровней и чем они разнообразнее, тем устойчивей биосфера.
Экология показала также, что живой мир – не совокупность живых существ, а единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иных взаимоотношений. Если даже небольшая часть его погибнет, погибнет и все остальное. В то же время, как писал Н. Винер, “сообщество простирается лишь до того предела, до которого простирается действительная передача информации”.
К важнейшим выводам экологии можно отнести следующие, отмечавшиеся еще Вернадским. 1) Каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи со средой, т.е. с другими организмами и неживой природой. 2) Жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распространялись на планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества. 3) Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдержать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.
Принцип равновесия играет в живой природе огромную роль. Равновесие существует между видами и смещение его в одну сторону, скажем, уничтожение хищников, может привести к исчезновению жертв, у которых не будет хватать пищи. Естественное равновесие существует и между организмом и окружающей его неживой средой. Великое множество равновесий поддерживают общее равновесие в природе.
Равновесие в живой природе не статично, как равновесие кристалла, а динамично, представляя собой движение вокруг точки устойчивости. Если эта точка не меняется, то такое состояние называется гомеостазом (“гомео” – тот же, “стасис” – состояние). Гомеостаз – механизм, посредством которого живой организм поддерживает параметры своей внутрен-
ней среды, противодействуя внешним воздействиям, на таком постоянном уровне, который обеспечивает нормальную жизнь. Кровяное давление, частота пульса, температура тела – все это обусловлено гомеостатическими механизмами, которые работают настолько хорошо, что мы обычно их не замечаем. В пределах “гомеостатического плато” действует отрицательная обратная связь, за пределами его – положительная обратная связь, и система гибнет.
Все, о чем говорилось ранее, касалось биосферы в ее естественном состоянии, когда она существовала и функционировала как подлинный “монолит жизни”, самой жизнью создаваемый и управляемый.
Ситуация коренным образом изменилась, когда появился главный компонент биосферы – человек. Он вступил как новая мощная геологическая сила, положившая начало перестройке биосферы: началась эпоха неосферы.
Термин “неосфера” был еще в 1927 г. предложен французскими учеными и философами Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом. Однако они вложили в этот термин особое содержание, истолковав его как некий надбиосферный “мыслительный пласт”, как единый покров, окутывающий планету. Другое истолкование термину “неосфера” дал В.И. Вернадский, понимая под ним ту часть нашей планеты и околопланетного пространства, которая несет на себе печать разумной деятельности человека: так же, как и биосфера, неосфера становится геологической силой, влияющей на все сферы Земли. Таким образом, Вернадский расширил учение о взаимном влиянии живых организмов и среды, т.е. представления о предмете экологии, включив в них проблемы воздействия неосферы на биосферу. В результате экология из чисто биологической превратилась в междисциплинарную область не только естественно-научного, но и философского знания.
Естественно возникает вопрос, каков же путь, приведший к новому экологическому учению?
Все началось с того момента, когда человечество, выйдя из младенческой стадии своей истории, методом проб и ошибок начало “обустраиваться” в природе, подчиняя себе ее ресурсы, и не заботясь о последствиях своих побед над нею. Вскоре и систематизированное Знание стало пособником человека в покорении природы: лозунг “знание – сила” оказался настолько воодушевляющим, что полностью усыпил бдительность.
Какое же, конкретно, знание давало силу, создавало реальные “возможности” “не ждать милостей у природы”, а брать их у нее силой, забывая при этом, что брать их надо у хрупкой живой природы – биосферы, каждый компонент которой – это звено одной целостной неделимой системы?
Успехи физики, химии и технических наук сделались научной основой создания энергетики нового типа. Вошли в строй гидроэлектростанции на 2-4 млн. кВт установленной мощности. Резко возросла в энергетическом балансе доля ядерного топлива: к 2000 году в мировой структуре электроэнергетики она составила 40-45 процентов.
Все это отвечает требованиям развития экономики, но одновременно создает реальную угрозу окружающей среде в глобальном масштабе. Строительство тепловых станций ведет к загрязнению атмосферы. Расширение сети ГЭС нарушает гидрологический режим и приводит к изъятию из хозяйственного пользования обширных земельных массивов. Повышение удельного веса атомной энергетики выдвигает острейшую проблему захоронения радиоактивных отходов. В атмосферу Земли выбрасываются миллиарды тонн углекислого газа, около полутора миллиардов тонн аэрозолей, миллионы тонн сернистого газа, окиси углерода, окиси азота и т.д. Есть опасение, что выхлопные газы могут вызвать изменения в слое атмосферного озона и таким образом повлиять на радиационный баланс планеты. Промышленные сточные воды загрязняют более трети всего устойчивого стока. Происходит непрерывное загрязнение мирового океана, чреватое нарушением взаимодействия между гидросферой и атмосферой. В загрязненных акваториях портов уже произошло уменьшение испарения с поверхности на 20-40%, тогда как именно испарения с поверхности океана являются главным источником земной влаги – основы жизни на планете. Лишь шесть лет тому назад была прекращена реализация инженерных проектов по переброске стока рек, которые могли бы стать причиной необратимых изменений среды обитания человечества в целом. Не менее опасно и широчайшее применение минеральных удобрений. Их избыточное количество, не усваиваемое растениями, не закрепляется в почве, а выносится в водоемы, создавая благоприятные условия для евтрофикации водоемов, т.е. обильного размножения сине-зеленых водорослей, приводящего к образованию плохо аэрируемых илов. А это создает неблагоприятные условия для жизни рыб, водоплавающих птиц и т.д.
Перечисление подобных примеров можно было бы продолжать еще много. Однако и сказанного достаточно, чтобы видеть, какой мощный удар пришелся по биосфере: она стала утрачивать свои компенсационные свойства, ее композиционные механизмы перестали справляться с восстановлением нарушенного баланса ее частей. Но главное, сам “победитель” – человек – оказался жертвой своей же “силы”: научно-технический прогресс, которым столь гордилось общество, оказало ему плохую услугу. Сбылись слова великого Ж.-Б. Ламарка, который еще в 1820 г., как бы предвидя катастрофу, писал: “Человек, ослепленный эгоизмом, становится недостаточно предусмотрительным даже в том, что касается его собственных интересов: вследствие… беззаботного отношения к будущему и равнодушия к себе подобным, он как бы сам способствует уничтожению средств к самосохранению и тем самым – истреблению своего вида”. Свои мысли Ламарк с горечью заключал: “Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания” (там же). Но голос Ламарка не был услышан, зато в полной мере воспринят другой – “не ждать милостей от природы – брать их у нее силой”.
Первым в начале 1950-х гг. тревогу забил Римский клуб в Италии – ассоциация ученых разного научного профиля, объединившихся для выработки плана спасения биосферы. В одном из официальных документов клуба, озаглавленного “Первая глобальная революция”, был не только дан глубокий анализ предпосылок экологической катастрофы, но и назван ее источник – рыночная экономика. Авторы доклада – А. Кинг и Б. Шнайдер – представители стран с рыночной экономикой – не побоялись назвать этот источник. Этим они дали повод торжеству сторонников “развитого социализма”: в их странах с плановой административно-хозяйственной экономикой, и, естественно, самым гуманным устройством общества такого просто не может произойти. А потом была Чернобыльская катастрофа, экологические бедствия на Арале, в Кыштыме, Усть-Каменогорске, на полигонах Семипалатинска и Новой Земли. Но самое главное, сам человек оказался беззащитной мишенью: на него обрушился поток канцерогенных веществ, различного рода аллергии и психические расстройства стали неотъемлемыми спутниками его бытия, изменился настрой психологического состояния общества.
Означает ли это, что человечество должно остановить промышленное и сельскохозяйственное производство и вернуться в исходное свое состояние – полную зависимость от природных стихий? Конечно, нет. И разум человека рванулся на поиски путей для своего спасения. Но каких?
Бессилие одной экологии как науки стало очевидным: встал вопрос о создании целого комплекса наук, опираясь на которые, экология могла бы обрести “второе дыхание”. Об этом прежде всего заговорили представители классической натуралистской биологии, для которых живой организм и его окружение продолжают оставаться в центре внимания.
Нельзя сказать, что к настоящему времени человечество выработало глобальную стратегию борьбы с экологическим кризисом. Безрадостный прогноз английского эколога Е. Одума, который выдвинув в ранг “политической” борьбу “между окружающей средой и близорукой погоней за прибылью”, предрекает – “острота этих конфликтов, несомненно, будет возрастать” – похоже, сбывается. Что дает основание так говорить?
Во-первых, запущенность экологического кризиса требует для выхода из него миллиардных средств, изыскивать которые – невероятная трудность. Вследствие этого – лишь “латание дыр” на региональном уровне, а не в масштабах всей биосферы.
Во-вторых, все еще отсутствует единый фронт фундаментальных наук, которые только и могут такую стратегию выработать. Вместо этого – “большой разговор” о спасении биосферы, но не само спасения, или такие скоропалительные “опрометчивые действия”, по словам английского эколога Дж. Хатчинсона, которые “могут отяготить нынешний кризис новыми грубыми ошибками”. Ясно, что необходимо создание какой-то новой комплексной науки, которая приблизилась бы по своим масштабам к учению о биосфере В.И. Вернадского. Но такая наука должна ассимилировать в себя все, что известно о современном экологическом кризисе, его источниках, масштабах и параметрах, путях устранения. Но пока экологическая политика строится, главным образом, на различного рода экспертно-практических оценках и оказании экстренных мер по устранению критичности в состоянии экологической обстановки. В настоящее время такая экологическая экспертиза проводится, как правило, по комплексу направлений, охватывающих различные стороны существования общества. Например, в нашей стране в рамках программы “Экология человека” проводится срочная практическая экспертиза по ряду прикладных направлений: экология водной среды и подземных вод, пахотных земель и атмосферного воздуха, промышленных технологий и градостроительства, космической и радиационной экологии, экологии детства и экологии культуры и др. К сожалению, и такие максимально приближенные к человеку экспертно-экологические мероприятия далеко не всегда завершаются радикальным изменением экологической ситуации: все еще велико недопонимание серьезности положения. Старое мировоззрение препятствует осознанию того, что к живой природе дулжно относиться с такой же, если не с большей ответственностью и серьезностью, с какими относимся мы к законам физики, нарушать которые не придет в голову ни одному здравомыслящему человеку.
В заключении хотелось бы отметить, что изучая взаимодействие живых и неживых систем В.И. Вернадский выдвинул принцип неразрывной связи живого и неживого, переосмыслив понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.
Занимаясь им же созданной биогеохимеей, изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Вернадский подчеркивал также важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии.
Говоря об условиях функционирования и сохранения живого как “единого целого” на биосферном уровне он отводил решающую роль экологическому фактору.
Литература:
1. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. – Естествознание. Москва, 1996.
2. Тимофеев-Ресовский М.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. – Краткий очерк теории эволюции. Москва, 1977.
3. Кремянский В.И. – Структурные уровни живой материи. Москва, 1969.
4. Горелов А.А. – Концепции современного естествознания. Москва, 1997.
Похожие работы
... факторов. Связь природы и человека может привести к практически полному вовлечению живого покрова планеты в жизнеобеспечение современного общества, поставив человечество на грань экологической катастрофы. Остановить стихийное развитие событий помогут лишь знания о том, как ими управлять, и в случае с экологией эти знания должны» овладеть массами», по крайней мере большей частью общества, что ...
... с ростом высоты близко к экспоненциальной зависимости. В сотни раз быстрее по вертикали, чем по горизонтали изменяются и многие другие физические параметры. Поэтому при рассмотрении вопросов о строении атмосферы на первое место выступает неоднородность ее свойств по вертикали. Из многих признаков, на основе которых атмосферу делят на слои (сферы), наиболее употребительным является изменение ...
... еще остается неясным. Требуются новые совершенные методики и большой труд вдумчивых бескорыстно преданных делу исследователей. Общие сведения о природно-климатических условиях Баргузинского заповедника Физико-географические условия Согласно общепринятой схеме физико-географического районирования Забайкалья, территория заповедника относится к Прибайкальской гольцово-горнотаежной провинции ...
... заполнения экологических ниш. 11. Принцип естественности или старый автомобиль. 12. Экологическая, социальная и экономическая эффективность технических систем со временем неуклонно снижается. Рациональное природопользование и охрана природы должны основываться на следующих принципах: (Н.Ф.Реймерсу) Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все ПР конечны. Закон соответствия ...
0 комментариев