Учение В.И. Вернадского о биосфере

Средообразующие функции живого вещества. Всю деятельность живых организмов в биосфере можно, с определенной долей условности, свести к нескольким основополагающим функциям, которые позволяют значительно дополнить представление об их преобразующей, биосферно-геологической роли.

В.И. Вернадский выделял девять функций живого вещества. Основные из них – газовая, кислородная, окислительная, восс

тановительная, концентрационная.

Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. В частности, включение углерода в процессы фотосинтеза, а затем в цепи питания обусловливало аккумуляцию его в биогенном веществе (органические остатки, известняки и т. п.). В результате этого шло постепенное уменьшение содержания углерода и его соединений, прежде всего двуокиси в атмосфере с десятков процентов до современных 0,03%.

Кислородная – близка к газовой функции, связана с накоплением в атмосфере кислорода и уменьшением его в результате горения и дыхания.

Окислительная – связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов окисления, благодаря обогащению среды кислородом.

Восстановительная – связана с интенсификацией процессов восстановления прежде всего в тех случаях, когда идет разложение органических веществ при дефиците кислорода. Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном море). Данный процесс в связи с деятельностью человека прогрессирует.

Концентрационная – способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков (по марганцу, например, в теле отдельных организмов – в миллионы раз). Результат концентрационной деятельности – залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т.п.

Средообразующая функция является результатом совместного действия других функций. С ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды. Эту функцию можно рассматривать в широком и более узком планах.

В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Она создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии ее параметры практически во всех геосферах.

В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании почв. В.И.Вернадский, как отмечалось выше, почву называл биокосным телом, подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании и существовании.

Таким образом, совокупная деятельность всех форм жизни активно преобразует свойства основных сред жизни, соответствующих газовой каменной и жидкой геологическим оболочкам земного шара. По меткому выражению В.И. Вернадского «живое вещество само создает себе область жизни».

В обобщающем виде роль живого вещества сформулирована в виде «Закона биогенной миграции атомов» (В.И. Вернадского): «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, существовавшим и существующим в биосфере со времени ее образования…». В соответствии с этим законом понимание процессов, протекающих в биосфере, невозможно без учета биотических и биогенных факторов. Воздействуя на живое население Земли, люди тем самым изменяют условия миграции атомов, а, следовательно, воздействуют на основополагающие геологические процессы.

Живое и неживое вещество. Биологическое время. Единство живого и неживого диалектично. Но оно в то же время включает в себя и глубокое качественное отличие живых тел от всей остальной природы. Явления жизни принципиально не сводимы к физико-химическим системам. Будучи особой формой взаимосвязи химических элементов, живое вещество характеризуется не только особым атомным, но и своеобразным изотопным составом, что было теоретически предсказано Вернадским и практически подтверждено уже после его смерти.

Но еще более значительной особенностью живого вещества является его отличие от «косной» среды по пространству – времени. Живому веществу как высшему, наиболее сложному и развитому уровню организации материи соответствует особое, только ему присущее пространство – время.

В окружающей нас природе, отмечал В.И. Вернадский, мы имеем дело не с идеальным (геометрическим), а с реальным - физико-химическим и биологическим пространством, особенности которого определяются сложными законами поведения атомов, изотопов и элементарных частиц. К соображениям о характере биологического пространства – времени Вернадский шел долгим путем, изучая проявления в живой и неживой природе законов симметрии. Своеобразие ее в организмах ученый связывал с «геометрическим строением физического пространства, занимаемого телами живого организма». Вернадский высказал научную гипотезу, согласно которой геометрический субстрат живого вещества отвечает одному из пространств геометрии Римана. Для этого пространства характерны кривые линии и кривые поверхности; полярные векторы (т.е. отсутствие центра симметрии и сложные симметрии); неравенство правизны и левизны. « Это пространство конечно, замкнутое, резко отделяющееся от окружающего».

В особых пространственных геометрических формах В.И. Вернадский долгое время видел наиболее существенное отличие живого от неживого. Но уже в 40-е гг., он пришел к выводу, что это отличие лежит еще более глубоко: в пространстве – времени.

Жизненное (биологическое) время проявляется, согласно Вернадскому, в трех процессах: 1) Во времени индивидуального бытия; 2) В смене поколений без изменения форм жизни (промежуток в смене поколений ученый принимал за единицу биологического времени данного вида); 3) В эволюционном процессе, скачками меняющем форму организмов одновременно со сменой поколений. Время индивидуального бытия живых организмов связано с неуклонно идущим процессом старения и смертью.

Особые свойства биологического времени связаны также с «организованностью» живой системы. В такой системе (будь это отдельный организм или вся биосфера в целом) «нет никогда тождественности состояния во времени, создается всегда новое, близкое к прошлому, но не тождественное состояние». Ни одна из точек такой системы не занимает в течение сколь угодно продолжительного времени то же самое место, т.к. «организованный процесс отличается постоянной новизной, необратимостью и направленностью».

4. Место человека в биосфере

Сложные взаимоотношения, поддерживающие устойчивый круговорот веществ, а с ним и существование жизни как глобального явления нашей планеты, сформировались на протяжении длительной геологической истории Земли. В последнее время положение резко изменилось. В течение практически всего одного столетия стремительный прогресс науки и техники привел к тому, что по масштабам влияния на биосферные процессы деятельность человека стала сопоставимой с естественными факторами, определявшими развитие биосферы на протяжении предыдущей ее истории.

 Скачать реферат