Гипотезы происхождения жизни на земле.

Вернадский В.И. создал теорию «Чистого развития человечества». Устойчивое развитие – это соотношение между экономикой и экологией, когда остаются естественные ресурсы будущим поколениям.

Жизнь – это активное поддержание и самовоспроизведение специфической структуры, которая идёт с затратой энергии полученной из вне.

Гипотезы.

Жизнь зародилась после образования Земли.

Вначале Земля была безжизненной, но под действием солнечной радиации, а так же процесса на поверхности Земли химических веществ произошёл синтез органических соединений, который привел к образованию первых примитивных организмов.

Первыми появились анаэробные организмы, способные размножаться в без кислородной среде. Первичные организмы при радиоактивных излучениях и высоком атмосферном давлении, способны были существовать и видоизменятся.

Жизнь возникла вместе с формированием Земли.

Исследование метеоритов показали наличие в них сложных органических соединений (углеводородов, спиртов, органических соединений, кислот), которые обычно являются составными элементами белковых тел. Образование простейших существ – вирусов (не клеточная форма жизни). В этой гипотезе важным моментом является то, что организмы перешли от стадии гетеро к автотрофному режиму жизни.

Автотрофы – дыхание основано на окислительных процессах.

Гетеротрофы – питание через биохимические реакции.

Дальнейшее развитие по Гипотезе 1.

Жизнь возникла до образования Земли и была занесена на неё.

В космосе были обнаружены: цианистый водород, муравьиная кислоты, этиловый спирт.

 

Понятие биосферы. Состав, строение и границы биосферы.

Под биосферой понимается все пространство, где существуют или существовала жизнь, т.е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Обычно в биосфере довольно условно выделяют 4 крупных компонента: атмосферу, литосферу, гидросферу, живые организмы.

Состав биосферы.

Биосфера включает в себя:

живое вещество, образованное совокупностью организмов (флора, фауна, микроорганизмы);

биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.);

косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (базальтные и гранитные породы);

биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы, продукты распада и переработки горных и осадочных пород с живыми организмами, все природные воды).
Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона, который задерживает губительные для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана - до 10-11 км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и условием проникновения воды в жидком состоянии.
Атмосфера.
Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород - в результате фотосинтеза.
Гидросфера.
Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км³. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км³, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км³. Значительные запасы воды (24 млн. км³) содержат ледники. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара.
Литосфера.
Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.
Живые организмы (живое вещество).
Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х10¹²т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% - животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10 ¹² т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.
В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть - млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.

Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы (В.И. Вернадский).

Ноосфера - сфера разума, этап эволюции биосферы, который характеризуется ведущей ролью разумной и сознательной деятельности человеческого общества в развитии биосферы.

На стадии ноосферы человек осознает, что он не отделим от всего человечества. Но человечество - плод развития биосферы, а биосфера - результат развития планеты. Отсюда - люди должны действовать в интересах всей планеты.

Что такое экология. Кто ввел в науку термин «экология». Предмет экологии.

Экология – наука, изучающая закономерности существования, формирования и функционирования биологических систем от простейших организмов до биосферы и их взаимодействие с ОС.

Экология – наука о взаимоотношениях между живой и неживой природами.

Э. Геккель (1866 г.) ввел понятие «Экология» (oikos – жилище, logos - учение).

Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.

Понятия живого, биогенного, биокосного и косного веществ. Примеры.

Типы веществ в биосфере (по Вернадскому):

- живое вещество - совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженная в элементарном химическом составе, весе, энергии. Оно связанно с окружающей средой биогенным потоком атомов: своим дыханьем, питанием и размножением.

- косное вещество – это вещество, которое формируется без участия живых организмов (базальтные и горные породы, возникшие при извержении вулканов).

- биокосное вещесво – представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы, продукты распада и переработки горных и осадочных пород с живыми организмами, океанские воды, нефть).

- биогенное вещество – это вещество создаваемое в процессе жизнедеятельности организмов – горючие ископаемые, известняки, создаются и перерабатываются живыми организмами (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.);

- радиоактивное вещество (элементы и изотопы уранового, ториевого и актиноуранового ряда);.

- вещество космического происхождения.