Раздел 1. Элементы общей экологии

биосферы и роль в ней человека

первой группы живых организмов, когда в результате химических реакций между

неорганическими веществами в необходимой для этого и при соответствующих условиях возникли организмы, которые были способны использовать в качестве энергии (пищи) другие органические вещества.
1. Стадии эволюции биосферы
Эволюция биосферы изучает раздел экологии, который называется эволюционная экология. За миллиарды лет существования Земли можно разделить на 2 основных этапа:
- химическая стадия эволюции;
- биологическая стадия эволюции.

Опарина (1924г.) и А.Б. Холдейна (1928г.).
В начале земля была в

распаленном состоянии и состояла из окислов солей и гидридов металлов (соединений металлов с водородом).
Схематично процесс образования биосферы можно представить следующим образом.
Газовая атмосфера образовалась от действия вулканов и изменялась под влиянием окружающих условий. Сначала в состав атмосферы входили виде газов метан СН4, аммиак NH3 и вода Н2О. Средняя температура поверхности Земли была примерно 250С. Вода конденсировалась в виде сильных ливней, образовывались водоемы, пруды, океаны. В это время вода была пресной и мутной от большого количества находящегося в ней вулканического пепла. В атмосфере не было кислорода и озонового слоя. УФ – излучение достигло поверхности Земли, высвобождалось очень много энергии от гроз, метеоритных бомбардировок, радиоактивного распада элементов.
После образования органических молекул примерно 3 млрд. лет назад следующим этапом химической эволюции было развитие фазово – обособленных систем.

после появления озонового слоя Земли. На первом этапе появились фотосинтезирующие

клетки, которые используя видимый свет Солнца, стали выделять в атмосферу кислород, служащий источником озона.
Это реакции фотосинтеза 6CO2 + 6H2O + ho  C6 H12O6 +O2 и образование озона Q2 + Q + ho 6  Q3
До нас дошли фотосинтезирующие клетки – сине – зеленые водоросли. В этих клетках отсутствует ядро – носитель генетической информации. На 2-ом этаже биологической стадии эволюции (2 млрд.лет) считается переход прокариотной (безъядерной) клетки в эукариотную (имеющую ядро).
Этот процесс произошел под действием накопленных мутаций и естественного отбора.
На данном этапе эволюции жизнь захватывает сушу, а озоновый слой надежно защищает живые организмы от воздействия УФ – излучения.

усложнение жизни связано с развитием многоклеточности. Если вначале клетки были

одинаковы, то затем в них появились различия в химическом составе, появилась специализация, образовались органы дыхания, выделения, размножения, подвижности и т.д.
4-ый этап эволюции связан с проникновением форм жизни в области Земли с различными природными условиями, что потребовало приспособления организмов к соответствующим условиям. Этот процесс сопровождался процессами отбора и гибели.
Теория биологической эволюции разработана в ХIХ веке Чарлзом Дарвином. По его учению эволюцию определяют 3 фактора: - изменчивость: - наследственность; - естественный отбор.
Дарвин обратил внимание на борьбу за существование и выделил 2 формы конкуренции: внутривидовую и межвидовую.

среды жизни на Земле иногда целесообразно рассматривать с точки зрения

закономерности и последовательности формирования основных сред жизни. С этой позиции четко выделяются пять исторических этапов эволюции биосферы.
I - Возникновение и развитие жизни в воде;
II - Появление у гидробионтов симбионтов (паразиты, муталисты и др.), т.е. формирование новой среды жизни – организмов – хозяев;
III - Заселение организмами суши со сформировавшимися новыми средствами жизни; наземно – воздушной и почвой;
IV - Появление человека и превращение его из обычного биологического вида в биосоциальное существо;
V - Период биосферы под влиянием разумной деятельности человека в новое качественное состояние – ноосферу.

в ходе которой химическая эволюция подготавливала возникновение жизни, и собственно

биологической эволюции.
а) Добиотическая эволюция
1. Образование планеты и её атмосферы (около 4,5 млрд. лет назад).
2. Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет её постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появляется жидкая вода, формируется гидросфера, круговорот воды.
3. Образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений С,Н,О,N за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивности, электрических разрядов и других энергетических импульсов.
4. Возникновение круговорота органических соединений углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и окислительно – восстановительной реакции, зародыш биотического круговорота экосферы.

жизни (около 3,5млрд. лет назад). Возникает биотический круговорот и формируются

экосферные функции живого вещества.
6. Развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение состава среды. Появление многоклеточных организмов, наземных растений и животных приводит к дальнейшему усложнению биотического круговорота.
7. Увеличение биологического многообразия и усложнения строения и функциональной организации живых существ и экосферы в целом.
8. Появление человека – лидера эволюции. Возникновение и развитие человеческого общества.

в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.
Второй. Эволюция

видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.
Согласно этому принципу преимущества в ходе эволюции получают те организмы, которые приобрели способность усваивать новые формы энергии или “научились” полнее использовать химическую энергию, запасенную в других организмах.
Третий. Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой его окружающей, и создается и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца.
Этот принцип очень важен для понимания тех процессов, которые обычно называют «самоорганизацией биологических структур».

нашей планете прошла несколько этапов.
Первый характеризовался возникновением биологического круговорота веществ

и биосферы.
Второй сопровождался формированием многоклеточных организмов и вследствие этого усложнением циклической структуры жизни. Эти два этапа часто называют биогенезом (от греч. bios – жизнь и genesis – происхождение, возникновение).
Третий этап связан с появлением человеческого общества. В отличии от биогенеза, данный этап эволюции биосферы рассматривают в качестве этапа разумного развития, т.е. Ноогенеза (от греч. noos – разум). Соответственно происходит постепенное превращение биосферы в ноосферу (от греч. noos – разум, sphaisa – шар). Понятие “ноосфера” введено в прошлом веке французским ученым Ле Руа и развито далее Тейяр де Шарденом (1881 – 1955)
В 30 – 40г.г. В.И. Вернадский дальше развил и углубил учение о ноосфере. Он считал, что ноосфера – это новое геологическое явление на Земле.

тесной взаимосвязи законов природы, мышления и социально – экономических законов

общества.
После Вернадского накопился и накапливается огромный фактический материал по биосфере, по производственной деятельности человеческого общества.
В своих главных проявлениях рождающаяся ноосфера характеризуется следующими признаками:
1. Возрастающим количеством механически извлекаемого материала литосферы – ростом разработки месторождений полезных ископаемых.
2. Массовым потреблением продуктов фотосинтеза прошлых экологических эпох, преимущественно в энергетических целях.
3. Процессы в биосфере приводят к рассеиванию энергии земли, а не к её накоплению, что было характерным для биосферы до появления человека. Возникает важная энергетическая проблема.

вещества, ранее в биосфере отсутствующие, в том числе чистые металлы.

Происходит металлизация биосферы.
5. Для ноосферы характерно появление новых трансурановых химических элементов в связи с развитием ядерной технологии и ядерной энергетики.
6. Ноосфера выходит за пределы биосферы в связи с огромным прогрессом научно – технической революции. Возникла космонавтика, обеспечивающая выход человека за пределы родной планеты. Происходит освоение космического – околосолнечного пространства с непредвиденными возможностями. Создаётся принципиальная возможность создания искусственных биосфер на других планетах.
7. В целом в связи с образованием ноосферы, наша планета переходит в новое качественное состояние. Если биосфера – это сфера Земли, то ноосфера – это сфера Солнечной системы. Ноосфера в будущем станет особой областью Солнечной системы в познавательных и производственных целях человеческого общества.