§ 28. Учение В.И. Вернадского о биосфере

СТРАНИЦА 266

Приведите примеры растений-пионеров, появление которых является началом первичных сукцессий.

«Пионерами поселений» называют организмы, которые первыми заселяют свободные жизненные пространства. В первую очередь сюда относятся лишайники – симбиотические организмы, представленные грибом и одноклеточными водорослями. Вследствие того, что лишайники очень нетребовательны к температурам и минеральному питанию, они распространены достаточно широко по земному шару и первыми заселяют свободные жизненные пространства (например, скальную породу). Лишайники выделяют в окружающую среду кислоты, которые разрушают камень и постепенно приводят к образованию субстрата, на основе которого путем отмирания самих лишайников через века сформируется почва.

СТРАНИЦА 267

Завершите схему по предложенному образцу.

СТРАНИЦА 268

Вспомните и запишите в таблицу основные ароморфозы, происходящие в процессе эволюционного преобразования жизни на Земле. Укажите, на каких этапах происходило появление разного вещества биосферы.

СТРАНИЦА 268

• Дайте определение биосферы по Вернадскому.

Биосфера – сфера единства живого и косного (неживого) вещества ("живое вещество биосферы есть совокупность живых организмов, в ней живущих" –

• Из какого вещества состоит биосфера? Дайте характеристику и приведите примеры.

Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.

Основные свойства:

• В нем сосредоточено огромное количество энергии;

• скорость течения реакций в живом организме быстрее, чем в искусственно созданных условиях;

• составляющие живого вещества стабильны только в жизнеспособном организме;

• возможность существовать в разных условиях, заполняя все пространство. Это явление Вернадский назвал «всюдностью жизни»;

• отдельные особи всегда являются частью экосистемы;

• живое вещество эволюционирует, приобретает новые свойства, адаптируется к изменчивости внешней среды.

Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живого. В процессе жизни организмы пропускают через себя многократно все составляющие биосферы, так образуются залежи нефти, газа, угля, торфа и др.

Косное вещество – формируется без участия живой материи (небиогенные горные породы, минералы).

Биокосное вещество – создается при взаимодействии живого и неживого (вода, приземная атмосфера, почва).

• Объясните, в чём заключается планетарная роль живого вещества.

Живое вещество – совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии. Как обсуждалось выше, живое вещество представляет собой ничтожную часть биосферы, однако именно живому веществу принадлежит, по мнению Вернадского, главная роль в формировании земной коры и облика Земли в целом. Оно связано с остальными веществами биосферы материально и энергетически посредством биогенной миграции атомов в результате дыхания, питания, роста и размножения организмов. Обладая колоссальным запасом энергии, живое вещество выполняет в биосфере огромную работу и является могучей геологической силой планетарного характера. Его роль как геологического фактора проявляется в контролировании всех основных химических превращений в биосфере.

Расскажите о связи живого, косного и биокосного вещества биосферы.

Вещество, составляющее биосферу, существенно неоднородно. Поэтому различают косное и живое вещества. Косное вещество преобладает по массе и объему. Происходит непрерывная миграция атомов косного вещества биосферы в живое и обратно. Все исследуемые объекты в биосфере следует называть естественными телами биосферы. А среди них можно различать тела живые, а также косные или биокосные, как, например, почва или озерная вода.

В.И. Вернадский подчеркивал принципиальное значение связей живого и косного вещества, фундаментальный характер биологического единства земных естественноприродных процессов: «Между косным и живым веществом есть непрерывная, никогда не прекращающаяся связь, которая может быть выражена как непрерывный биогенный ток атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно. Этот биогенный ток атомов вызывается живым веществом. Он выражается в непрекращающемся никогда дыхании, размножении и т.п сновой биосферы является круговорот органического вещества, осуществляющийся при участии всех населяющих ее организмов. В закономерностях биотического круговорота решена проблема длительного существования и развития жизни. На Земле запасы доступных минеральных элементов, необходимых для осуществления жизненных функций, не могут быть бесконечными. Если бы они только употреблялись, жизнь рано или поздно должна была бы закончиться. Именно для жизнедеятельности образовался круговорот органического вещества.

Каждый вид организмов представляет собой звено в биотическом круговороте. Используя в качестве средств существования тела или продукты распада одних организмов, он должен отдавать в среду то, что могут использовать другие. С их помощью осуществляется естественная саморегуляция биосферы, любая форма жизни неизменно будет включаться в биотический круговорот. При этом можно выделить два свойства микроорганизмов, позволяющих им играть столь важную роль:

1. Возможность быстро приспосабливаться к различным условиям среды.

2. Способность использовать в качестве источника углерода и энергии самые различные тела. Солнечная энергия вызывает на Земле два круговорота веществ:

1. Большой, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции атмосферы.

2. Малый, или биологический, круговорот.

Составьте тезисы ответа на вопрос «Какова роль живых организмов в преобразовании планеты Земля?».

Живые организмы участвуют в преобразовании оболочек Земли, то есть обеспечивают планетарную роль живого вещества.

С участием живого происходит:

Образование осадочных пород (известняк и раковин моллюсков).

Образование полезных ископаемых (каменный уголь с вымерших хвощей, плаунов и папоротников, залежи серы серобактериями).

Разрушение горных пород (лишайники).

Образование почвы (почвенные бактерии).

Образование кислорода, из которого формируется озоновый экран Земли (растения, цианобактерии).

Влияние на концентрацию азота и образования оксидов азота, аммиака.

Влияние на концентрацию углекислого газа (животного в результате дыхания).

Заболачивание (торфяные мхи) и др.

Жизнь на Земле поддерживается Солнечной энергией. Растения с помощью фотосинтеза под действием солнечного света создают первичные органические вещества. Следовательно, растения — это организмы-производители. Животные питаются растениями или другими животными, т. е. готовыми органическими веществами; это организмы-потребители. Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, которые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы — это организмы-разрушители. При разложении органических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли организмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты. Так происходит биологический круговорот в природе. Биологический круговорот связывает воедино все части природы.