Вакцинация против гриппа

Уважаемые сотрудники! Просьба пройти вакцинацию против гриппа в прикрепленных поликлиниках. При себе иметь амбулаторную карту, сертификат о прививках. Дополнительная информация в ...

Все объявления

Происхождение, эволюция, устойчивость и перспективы биосферы

Автор: Птицын Алексей Борисович

Дата: 04.02.2015

Сначала было…

Биосфера_1Зарождение биосферы связано с появлением на Земле жизни. Как бы жизнь ни появилась на Земле, как следствие длительных преобразований неорганического материала или была принесена из космоса, приходится вслед за академиком Георгием Заварзиным признать, что первыми жителями Земли были, скорее всего, бактерии. Почему? Да, потому что они устойчивы в широком диапазоне условий: по температуре от -20оС до 120оС; практически при любом значении рН; не боятся жесткого ультрафиолета, радиации, а ведь условия на поверхности юной Земли вряд ли можно назвать комфортными.

Бактерии в силу своей многофункциональности вполне могут считаться родоначальниками трофических цепей: фототрофы, использующие энергию солнца, хемоавтотрофы, извлекающие энергию химических связей из минералов. «Побочным» продуктом деятельности бактерий-фототрофов был свободный кислород. Так что за кислородную атмосферу мы так же должны благодарить бактерий. Интенсивное производство кислорода, по началу, ничем не ограниченное, грозило новой проблемой – переокислением атмосферы и океана и условия опять стали бы непригодными для жизни растений и животных. Однако бактерии вовремя одумались и народили новые штаммы микроорганизмов, способные снижать окислительный потенциал. В результате установилось динамическое равновесие, которое регулировалось свыше.

Эволюция

Озоновый слой. Изображение с сайта www.nasa.gov Формирование биосферы происходило сначала очень медленно. Только начиная с Рифея (1,5 – 0,5 млрд лет назад) видовое разнообразие организмов стало заметно прибывать. Постепенно этот процесс стал лавинообразным – биосфера стремилась набрать критическую массу. В истории биосферы было несколько особых периодов, существенно изменивших ход эволюционных преобразований. Первым таким рубежом была смена восстановительной обстановки на окислительную, что вызвало среди жителей Земли небольшую панику, поскольку пришлось перестраиваться на другую пищу (ведь организмы могут потреблять химические элементы в подвижных формах, а их набор зависит от окислительного потенциала).

Следующим важнейшим рубежом в эволюции биосферы было появление озонового слоя, защитившего Землю от жесткого ультрафиолета. Это дало возможность жизни выйти на сушу и привело к резкому скачку биоразнообразия. Были также катаклизмы космического происхождения, обусловившие массовые вымирания организмов (например, великое меловое вымирание).

Каждый новый вид, возникающий в биосфере, занимал определенную функциональную нишу (рабочее место). После того, как все рабочие места были заняты, новые виды появлялись только в стрессовых ситуациях, когда имеющиеся организмы не могли в новых условиях выполнить все необходимые биосферные функции, и были обречены на частичное вымирание.

Устойчивость

Вернадский В.И. в молодые годыМногообразие видов, связанных воедино множеством прямых и обратных связей, обеспечивает биосфере достаточно большую устойчивость благодаря установившемуся динамическому равновесию. В этом динамическом равновесии каждый биологический вид играет определенную роль и, следовательно, необходим биосфере. Выполняя свою главную биосферную геохимическую функцию, установленную В.И. Вернадским, живое вещество сформировало и поддерживает систему круговоротов химических элементов в Земле. Эти круговороты выполняют две взаимосвязанные задачи: поставляют продукты питания в среду обитания организмов и отводят оттуда продукты метаболизма.

Существует один глобальный и множество частных геохимических циклов (круговоротов). Глобальный цикл имеет период около 200 млн лет и коррелирует с галактическим годом – периодом обращения солнечной системы вокруг центра Галактики. Считается, что изменение расстояния от Земли до других небесных тел и колебания вследствие этого энергии притяжения периодически вызывает активизацию и затухание глубинных геологических процессов. Механизм глобального геохимического цикла современные геологи связывают с конвективным переносом вещества мантии Земли. Время полного конвективного цикла оценивается опять таки примерно в 200 млн лет.

В ходе этого круговорота продукты метаболизма организмов погружаются в глубины Земли, разлагаются под действием высоких температур и возвращаются на поверхность Земли в виде, пригодном для поедания живыми организмами. Таким образом, биосфера как саморазвивающаяся система хорошо продумала свою законодательную базу.

Законодателем порядка в системе круговоротов химических элементов в Земле по заключению В.И. Вернадского является живое вещество. Объясняется это тем, что скорости обменных процессов в биологических системах на порядки превышают скорости процессов в неорганическом мире.

Микроорганизмы по прежнему играют большую роль в биосфере. Благодаря своей многочисленности и многофункциональности они умудряются вмешиваться почти во все процессы и во многие дела человеческие. Они умеют как повышать, так и понижать окислительный потенциал, использовать для своих нужд энергию Солнца и энергию химических связей, разрушать и создавать минералы, разделять изотопы, портить продукты даже в вакуумной упаковке. Они могут соперничать с растениями по скорости производства свободного кислорода путем фотосинтеза. .

Озеро Доронинское – уникальный объект, в котором сохранились условия, аналогичные тем, которые были в юной биосфере, когда цианобактерии только начали создавать кислородную среду на Земле. Поэтому микробиологи слетаются сюда как… и при каждом слете находят что-нибудь новенькое.

 

Угрозы

Озоновая дыраРеальная угроза установившемуся в ходе длительной эволюции Земли динамическому равновесию возникла с появлением на Земле человека, который постепенно из обычного биологического вида превратился в заклятого друга Природы.

Человек, как это принято в Природе, развивался медленно. Однако «уже на заре человечества появились примитивные ученые» (фраза из ответа одной студентки на экзамене). Сначала они изобретали примитивные орудия труда и охоты, потом примитивные технологии, а теперь изобретают примитивные способы охраны окружающей среды (что говорит об устойчивости их генетического кода).

Человек оказался жаден до всего, утверждая: «Мы не можем ждать милостей от Природы, взять их у нее – наша задача». Активная «прогрессивная» деятельность человека уже загнала биосферу в предкризисное состояние. Настоящее время можно назвать началом очередного кризисного периода в истории биосферы. Сколько же еще биосфера будет терпеть нехорошее поведение человечества? Ведь каждому действию есть противодействие. Когда-нибудь терпение биосферы иссякнет и она ответит человеку, да так, что мало не покажется.

Перспективы

Смерч (или торнадо от исп. tornado «смерч»)В сущности, признаки недовольства биосферы видны уже сейчас. Резкая смена и дифференциация климата: в одних регионах засуха, в других – потоп. Повышение уровня сейсмичности во многих регионах, даже в таких, где о землетрясениях и не слыхали. Усиление торнадо на побережье Северной Америки. Многочисленные примеры инвазии - вселения чужеземных видов, отравляющих жизнь аборигенов – несомненное следствие вмешательства человека.

Вообще-то человек сам помогает природе бороться с человечеством: химическое, тепловое, биологическое загрязнение гидросферы, последовательно лишающее человека источников питьевого водоснабжения; создание (в погоне за прибылью) некачественных продуктов питания, вызывающих различные болезни, в частности аллергию у детей; сокращение почвенного покрова Земли – источника питания (тут уж точно – рубим сук, на котором сидим); сведение лесов разными способами; гонка вооружений, вместо того, чтобы тратить деньги во благо; интенсивное выкачивание из Земли различных ресурсов в погоне за новыми «благами» цивилизации; и многое, многое другое.

Причем, никакие благие разговоры, даже такие масштабные как крупнейшие экологические форумы 1992 (Рио-де-Жанейро) и 2002 (Иоханнесбург ) годов почти не дали практических результатов. Ну, не хотят люди умерять свою ненасытность, предпочитая бодро двигаться к мировой катастрофе, возможные варианты которой изложены в нашумевшей книге Д. Медоуза с соавторами «Пределы роста», 1972 г. Эта книга заставила человечество задуматься, но не заставила действовать активнее.

Скажи мне кудесник – любимец людей,

Что будет назавтра с Землею?

Ужели потоки кислотных дождей

Все то, что нам дорого смоют?

 

От пыли и пепла усохнут леса,

Пожухнут альпийские травы,

И маленьких, звонких пичуг голоса

Умолкнут в засохших дубравах?

 

Ужели Природы надменный венец,

Своей очарованный ролью,

Не сможет, очнувшись, понять наконец

Природы, истерзанной болью?

 

И, нежно природу с трибуны любя,

Погубит ее, ублажая себя.

 

Да здравствует человек – венец Природы!

Количество просмотров: 1034

Вернуться

 

Фалейчик Л. М.

Темы научных исследований: математическое моделирование атмосферных процессов, экономика природопользования, охрана ...

Подробнее

Клевакина Е. А.

Темы научных исследований: Системы эколого-экономического учета, экологически отрегулированные макроэкономические показатели, ...

Подробнее

Хвостова Т. Е.

Темы научных исследований: нет

Подробнее