Возникновение и эволюция биосферы

· Живая материя, а вместе с ней и биосфера появилась на Земле вследствие возникновения жизни в процессе химической эволюции около 3,5 млрд лет назад, приведшей к образованию органических веществ (белков и нуклеиновых кислот) путём абиогенного синтеза

· Первые формы жизни представляли собой биохимически простые прокариотические одноклеточные или неклеточные гетеротрофные и анаэробные структуры, получавших энергию путём малопродуктивного брожения; позднее (2 –1,5 млрд. лет тому назад) появились эукариотические организмы (примитивная жизнь в воде не могла эволюционировать далее одноклеточной формы)

· Факторы эволюции биосферы:

1. Геологические и климатические изменения на планете

2. Биологическая эволюция (изменение видового состава и количества живых организмов)

· Большую часть геологического времени эволюция жизни проходила в воде, была сосредоточена у дна и поэтому ограничивалась гидросферой (жизнь на суше была невозможна из-за губительного ультрафиолетового излучения солнца)

· Важным переломным этапом в эволюции древней биосферы было появление автотрофного способа питания, основанного на фото- и хемосинтезе органических веществ из неорганических за счёт световой или тепловой энергии (единый ствол жизни разделился на царство животных и растений); недостаток органических веществ создал давление отбора, приведшее к возникновению фотосинтеза

q следствием автотрофности явилось появление в воде и атмосфере свободного кислорода, а также процесса дыхания (окисления органических субстратов с выделением большого количества клеточной энергии); первыми автотрофами были сине-зелёные водоросли (цианобактерии)

· С возникновением фотосинтеза произошёл переход от гетеротрофной восстановительной биосферы к автотрофной окислительной, какой она является по сей день

q Прогрессивное увеличение кислорода в воде и диффузии его в атмосферу привело к изменению химического состава геосфер, формированию мощного озонового экрана, защитившего поверхность Земли от жёсткого ультрафиолета (условие для экспансии жизни на сушу)

q Развитие механизма аэробного дыхания привело к возникновению многоклеточных организмов около 600млн. лет назад (начало кембрия), когда концентрация свободного кислорода в атмосфере достигло 3% (это были мягкотелые беспозвоночные донные организмы)

· В раннем палеозое (силурийский период) живое вещество в массовом количестве выходит на поверхность континентов (сушу), сначала растения (риниофиты, псилофиты), а потом животные – образуется наземная флора и фауна

q Первоначально занимаются площади влажных тёплых областей, позднее сухие и засушливые

q Завоевание материков живым веществом сопровождается резким возрастанием его массы; оно стало резко преобладать над количеством океанической биомассы

· Развитие зелёных растений суши обеспечило образование больших количеств кислорода и органических веществ, что привело к возникновению организмов с более высоким уровнем структурно-функциональной организации, широкому расселению и проникновению жизни в различные среды обитания, последующей прогрессивной эволюции

q В огромной степени увеличивается воздействие живых организмов на геохомию океана, атмосферу литосферу, что приводит к формированию их современного химического состава; живое вещество становится самой мощной преобразующей силой, изменяющей геосферы

q С середины палеозоя темпы потребления кислорода живыми организмами, его расход в абиотических процессах и темпы его образования сравнялись (с этого периода содержание кислорода в атмосфере стабилизировалось на уровне примерно 20%)

· С появлением человеческого общества в развитии биосферы намечается переход от биогенеза, обуславливаемого факторами биологической эволюции, к ноогенезу – развитию под влиянием разумной созидательной деятельности человечества

Этапы эволюции биосферы

I этап – биогенез – возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом, определяемое исключительно биологическими закономерностями развития

II этап – ноогенез – развитие биосферы в результате возникновения и человеческого сознания, общества в процессе трудовой (производственной) деятельности

 

Ноосфера

Ноосфера (букв. сфера разума) – высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становиться главным определяющим фактором её развития

q Понятие «ноосфера» ввел Э. Леруа (франц.) в 1927 г.; большое значение в развитии представлений о ноосфере имели труды В. И. Вернадского и П. Тейяра-де-Шардена (франц.)

· Ноосфера – область взаимодействия природы и общества

· Человеческое общество, благодаря познанию законов природы и развитию техники становится крупнейшей планетарной силой, превышающей по своим масштабам все геологические процессы, определяет ход всех процессов в биосфере, изменяя её своим трудом и социальной деятельностью

Этапы возникновения ноосферы

· Возникновение человеческого общества – результат длительного и неизбежного развития живого вещества в пределах биосферы

· Переход биосферы в состояние ноосферы – неизбежное следствие, сопутствующее развитию научной мысли, происходящее независимо от человеческой воли, как естественный природный процесс

 

I этап – возникновение антопосферы

q Длительный период стихийного, дикого и полудикого существования человека

q Сфера первобытной деятельности человеческого общества в пределах биосферы

q Источником энергии преобразования природы являлся только огонь, благодаря которому произошло расселение человека по всей поверхности суши

q Влияние и экологические последствия воздействия на биосферу стихийны и крайне незначительны, продукты хозяйственной деятельности людей включаются и полностью утилизируются в биотическом круговороте

 

II этап – возникновение ноосферы

q Относительно короткий, современный период сознательной, целенаправленной деятельности человеческого общества

q Связано в первую очередь с овладением различными формами энергии – механической, тепловой, химической, атомно-ядерной, в перспективе – биологической, развитием науки, техники, коммуникаций

q Последствия воздействия – решающие, определяющие все процессы в биосфере, продукты деятельности не утилизируются в биотическим круговороте, нарушая его цикличность и сбалансированность

q Развитие техносферы

Техносфера – часть ноосферы и биосферы, преобразованная людьми с помощью техники с целью оптимизации социально-экономических условий жизни

· Существуют два основных подхода к будущему развитию ноосферы:

1. Ограниченная перестройка всей биосферы с целью сохранения в ней условий, в которых возник и может существовать человек как вид, сохраняя своё здоровье

2. Максимальное сохранение биосферы с отделением и почти полной изоляцией техносферы, с помощью которой создаются искусственные условия существования людей, имитирующие природные

q Очевидно, развитие ноосферы будет идти по обоим направлениям