Электронная онлайн библиотека

 
 Экология и охрана окружающей природной среды

1.5.1. Круг жизни


3,5 млрд лет назад в первобытном океане Земли под воздействием ультрафиолетового и проникающих излучений, а также электрических грозовых разрядов началось формирование первых органических соединений - "органического бульона", по выражению академика А.И. Опарина. С ростом его концентрации некоторые органические молекулы, объединяясь, стали образовывать коацерватні капли, изолированы от окружающей среды, которые использовали элементы этого раствора для увеличения своего размера. Так возникли молекулы, способны самовоспроизводиться, - это означало рождение Жизни.

Первые организмы питались окружающим их органическим раствором, однако настало время, когда его запасы начали иссякать, а свободного кислорода - лучшего окислителя - практически не было, и первые организмы вынуждены были получать энергию через процесс брожения. Однако этот малоэффективный процесс требовал большого количества пищи, и жизнь была обречена на голодную смерть. Единственная возможность преобразования конечной вещества в бесконечную - включение ее в круговорот. Поэтому в результате естественного отбора образовались фотосинтезирующие организмы, которые не питались готовой органическим веществом, а создавали ее сами, используя солнечный свет для превращения углекислого газа, минеральных солей и воды. В процессе этого способа питания вивільнявся кислород, который, во-первых, способствовал появлению многоклеточных представителей животного мира, которые нуждаются в энергии из готовых органических веществ путем их окисления, и, во-вторых, создал защиту от пагубного для белковых соединений воздействия ультрафиолетового излучения, поскольку некоторая часть свободного кислорода превратилась в озон, что является мощным его поглотителем. Таким образом живые существа получили возможность выйти из воды, которая защищала их от воздействия излучения, на сушу и постепенно распространились по всей планете.

Так образовался замкнутый круг взаимосвязанных и взаимо-приспособленных организмов и процессов, среди которых нет ни одного лишнего, поскольку каждый выполняет свою функцию: отходы жизнедеятельности одного является условием жизни другого.

Животные не могли бы питаться и дышать без помощи растений. Однако и растения без животных очень быстро погибли бы, поскольку некому было бы перерабатывать и раскладывать образованную органику на воду, углекислый газ и минеральные соли, предотвращая засорению планеты отмершими остатками и воспроизводя запасы питательных веществ для новых поколений растений. Живые организмы также принимают участие в общем круговороте веществ в природе и формировании планеты.

Следовательно, животные и растительные организмы своей деятельностью за жизнь и биомассой после смерти миллиарды лет создавали и совершенствовали условия, благоприятные для существования, то есть биосферу, прежде чем появилась человек, который через несколько сотен тысяч лет стала разрушать ее своей неразумной деятельностью.

На основании работ В.И. Вернадского и его последователей используется определение биосферы как загальнопланетної оболочки, в состав которой принадлежат нижние слои атмосферы, гидросфера и верхние слои літосфери. ее состав и строение обусловлены современной и прошлой жизнедеятельностью всей совокупности живых организмов. Она является следствием взаимодействия живых и неживых компонентов, аккумуляции и перераспределения в ней огромного количества энергии. Это термодинамически открыта, самоорганизованная, саморегулирующаяся, динамично уравновешен, стойка, мозаичная (досиметрична), глобальная система.

В понятие "биосфера** (от греч, bios - жизнь + sphairo - сфера, шар) около подошел французский биолог Ж.Б. Ламарк (1802). Но сам термин "биосфера** впервые применил австрийский геолог Е. Зюсс (1875). Он же выделил биосферу как отдельную оболочку Земли, охваченную жизнью, которая включает части атмосферы, гидросферы и литосферы. Живые существа (растения, животные, микроорганизмы) существуют на поверхности Земли, в ее атмосфере, гидросфере и верхней части литосферы, в целом составляя пленку жизни (сферу) на нашей планете. Верхняя граница биосферы достигает 85 км над поверхностью Земли. На таких высотах (в стратосфере) во время запусков геофизических ракет в пробах воздуха обнаружены споры микроорганизмов. Нижняя граница биосферы достигает глубин литосферы, где температура составляет 100 ос (у молодых складчатых участках - это примерно 1,5-2 км и на кристаллических щитах - 7-8 км).

Следовательно, среда обитания живых организмов на Земле называют биосферой (сферой жизни).

Верхняя граница биосферы, по В.И. Вернадским, лучевой, а нижняя - термической. Лучевая граница обусловлена наличием жесткого коротковолнового излучения, от которого жизнь на Земле защищает озоновый слой, термическая - наличием высоких температур и находится на суше в среднем на глубине 3-3, 5 км от земной поверхности. Таким образом, общая толщина этой земной оболочки должна была бы составлять несколько десятков километров (рис. 1.4).

Интересные обобщения по поводу параметров биосферы приводит Ф.Я. Шипунов (1980). По его данным, наибольшую толщину биосфера имеет на тропических широтах - 22 км, наименьшее - на полярных - 12 км. Приблизительная масса биосферы составляет 8 • 1024 г, а объем - 10 • 1024 см3, в том числе литосферы -

1.4

Рис. 1.4. Схема расположения биосферы среди других геосфер (за Шипа новым, 1080)

0,6 • 1024 см3, гидросферы -1,4 • 1024 см3 и тропосферы - 8 • 1024 см8. Приблизительная масса биосферы составляет 0,05% массы Земли, а объем - 0,4% объема Земли, включая до последнего атмосферу толщиной 2000 км от уровня геоида. Структуру биосферы и ее окружения приведены на рис. 1.5.

1.5

Рис. 1.5. Структура биосферы и ее окружения (за Назаровым, 1074)

Процессы, происходящие в биосфере и в окружающем ее планетному среде, порождаются и поддерживаются, с одной стороны, космическими, а с другой - земными факторами, связанными с особенностями Земли как планеты (напряженность гравитационного и магнитного полей, особенности ее вещества, излучения и т.п.). Взаимодействие этих двух факторов создает единое образование - систему Земли (Шипунов). Биосфера является структурной частью этой сложной планетной системы. И если ее живое вещество формирует для себя самая благоприятная среда существования и развития - биосферу, то последняя превращает свое планетне среду таким образом и в таких размерах, чтобы иметь максимальную устойчивость своей структурной организации. Поэтому биосферу надо рассматривать не только как область развития живого вещества на Земле, но и как сферу, которая трансформирует свое близкое окружение в неотъемлемое от нее экологическое планетне среду.



Назад