Человек и биосфера

                                         МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального  образования

«АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра биологии

 

 

РЕФЕРАТ

На тему: «Человек и биосфера»

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Зеленина И.Д.

студентка группы СДБЛ-23

Проверил:

Резк М.Е.

 

 

 

Астрахань 2012

Содержание.

1.Сущность биосферы……………………………..3-5

2.Биосфера и космос……………………………….5

3.Человек и космос………………………………...6-8

4.Человек и природа……………………………….8-14

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Понятие «биосфера», его сущность и методологическое значение

Понятие «биосфера» вошло  в систему знаний о Земле сравнительно недавно в начале прошлого столетия, когда в 1926 г. вышла в свет книга  академика В.И. Вернадского «Биосфера». До тех пор слово «биосфера» хотя и употреблялось в работах  австрийского геолога Э.Зюсса, тем не менее, не привилось в науке сколько-нибудь прочно в силу недостаточной определенности содержания и, главное, недостаточной обоснованности того, что оно необходимо наряду с обозначениями давно известных геосфер.

В книге В.И.Вернадского впервые на богатом фактическом материале было не только раскрыто содержание понятия «биосфера», но и показано, насколько это понятие важно для понимания сущности фактически всех происходящих на поверхности Земли явлений.

В последующих трудах В.И. Вернадский всесторонне развил учение о биосфере вплоть до обоснования  необходимости ввести понятие, означающее следующий, более высокий этап развития биосферы. Для этого этапа он предложил  название «ноосфера», то есть «сфера разума»  в буквальном переводе с греческого. Указанный термин употреблялся ранее в работах теологически настроенных французских ученых Э.Леруа и П.Тейяра де Шардена, которые имели в виду действительно только лишь сферу разума, функционирующую фактически независимо от материального мира. В.И. Вернадский же подразумевал под биосферой не только сферу духа, но и материальную действительность, преобразованную трудом людей.

Каковы методологические мотивы введения в науку таких  новых понятий, как «биосфера» и  затем «ноосфера», какую роль сыграли  они в развитии научной теории о Земле и в чем их значение для дальнейшего развития наук о  природе и обществе?

Поиски ответов на эти  вопросы приводят нас к характеристике специфики методологии естествознания, данной Ф.Энгельсом и преобладавшей в предыдущие столетия. В изучении природы наиболее типичным, по его мнению, был метафизический подход, когда явления рассматриваются в их соположенности друг относительно друга, а противоположность явлений понимается лишь в плане абсолютного их исключения друг другом. То, «что эти противоположности и различия хотя и существуют в природе, но имеют только относительное значение...» осознавалось лишь немногими натуралистами и, как правило, теми из них, кто не ограничивался рамками своей науки, а интересовался смежными областями знания и историей развития философской мысли. Учение о биосфере не могло возникнуть раньше, чем в естествознании накопилось достаточное количество данных, свидетельствующих о тесной взаимосвязанности в природе явлений органического и неорганического мира.

Идеи развития и взаимосвязанности  природных явлений давно пробивали  себе дорогу в трудах И.Канта, Ч.Лайеля, М. В. Ломоносова, Ж.Б. Ламарка, Жоффруа Сент-Илера, К.Ф.Рулье и других ученых. Особенно ускорилось формирование диалектических идей в естествознании со времени создания Ч. Дарвином теории органического мира. Дальнейшим развитием этой теории явилось формирование начал такого раздела биологической науки, как экология, благодаря трудам Э. Геккеля, Н.А. Северцова, И.И. Мечникова. Наконец, исключительно большую роль в преодолении остатков метафизических концепций во взглядах на природу сыграла почвоведческая наука, где со 2-й половины XIX в. в работах В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Симбирцева стало преобладать понимание почвообразования как результата комплексного взаимодействия факторов живой и неживой природы при ведущей роли биологических процессов.

К началу XX в. накопление фактического материала о взаимосвязанности  природных явлений достигло той  критической величины, когда требовалось  лишь наличие субъективного фактора  для приведения в систему разрозненных по различным областям науки данных и осмысления х в свете объединяющей теоретической концепции, которая  охватила бы всю совокупность явлений, происходящих на земной поверхности. Такой  личностью стал В.И. Вернадский, которого отличала основательность специальных  знаний и способность всесторонне  и смело подойти к решению  новых проблем. Его, как правило, интересовали наиболее «горячие» точки  науки, а они в то время чаще всего возникали на стыке различных  областей знания. Одним из первых в  нашей стране В.И. Вернадский создает  радиохимическое направление и, наконец, биогеохимическое, которое  привело его в самую комплексную  область знаний в теорию взаимодействия общества и природы. Немалое место  в научных занятиях В.И. Вернадского  занимала философия. Ему принадлежат  выступления по чисто философским  проблемам, а научные труды его  изобилуют обобщениями мировоззренческого характера.

В работах В.И.Вернадского нет универсального, однажды данного понятия биосферы, которого бы ученый затем придерживался как единственного, но весь ход его рассуждений позволяет считать, что биосфера это целостная геологическая оболочка Земли, заселенная жизнью и качественно преобразованная ею в направлении формирования и повышения жизнепригодных свойств? Организмы не просто живут на поверхности планеты, как в некоем обиталище, а тысячами нитей генетически и актуально связаны со своей средой процессами непрекращающегося обмена веществом и энергией.

Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом  материально и энергетически  с нею связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

В результате обменных процессов  изменяются не только сами организмы, но и окружающая их абиотическая среда. Горные породы, воздух, вся поверхность  суши под воздействием организмов приобретают  новые свойства, становятся биогенными. Это значит, что меняется химический состав компонентов неживой природы, становится иной динамика протекающих  в них физических и химических процессов, появляются новые закономерности взаимодействия и развития тел неживой  природы, что в свою очередь обусловливает  новые изменения во всей совокупности населяющих ее организмов.

2.Биосфера и космос

Воздействие космических  сил на земную жизнь происходит в  основном посредством солнечного электромагнитного  изучения. Вторжение космических  тел в биосферу, например, метеоритов носит случайный характер. Гравитационные влияния могут оказывать лишь Солнце и Луна.

Различают прямое (первичное) и непрямое (вторичное) действие космических  сил. Прямое действие – световое, ультрафиолетовое и радиоволновое излучения космоса, достигающие земной поверхности. Непрямое действие оказывают: излучение космоса, поглощаемое верхней частью атмосферы  с образованием озона; нагревание и  перемещение масс воздуха; изменение  геомагнитных характеристик Земли (магнитные бури и др.).

Из всех космических воздействий  наиболее важными являются источники  энергии жизненных процессов  и формирования биоритмов.

Проникновение земной биосферы в космос возможно двумя путями:

–       посредством выноса микроорганизмов из верхних слоев атмосферы в околоземное космическое пространство с последующим занесением их солнечным ветром на другие планеты;

–       выход в космос человека.

 

3.Человек и космос

Одно из фундаментальных свойств  живой природы — это цикличность  большинства происходящих в ней  процессов. Между движением небесных тел и живыми организмами на Земле  существует связь. 
 
Живые организмы не только улавливают свет и тепло солнца и луны, но и обладают различными механизмами, точно определяющими положение Солнца, реагирующими на ритм приливов, фазы луны и движение нашей планеты. Они растут и размножаются в ритме, который приурочен к продолжительности дня, смене времени года, продолжительности лунного месяца, солнечным суткам и т.п. Которые  обусловлены в свою очередь вращением Земли вокруг своей оси, вращением солнца вокруг себя, движением Земли вокруг солнца, обращением луны, вращением системы Земля-луна вокруг солнца, циклической активностью солнца, обращением солнечной системы в галактике и т.д. Совпадение фаз жизненного цикла организмов с периодическими явлениями в природе, к условиям которого они приспособлены, имеет решающее значение для существования отдельного организма, вида и  биосферы в целом. В процессе исторического развития циклические явления, происходящие в природе, были восприняты и усвоены живой материей, и у организмов выработалось свойство периодически изменять свое физиологическое состояние. Можно сказать, что всякий уровень организации живой материи живет со своими ритмами, различного периода, различной продолжительности, но обязательно циклично. 
 
Равномерное чередование во времени каких-либо состояний организма называется биологическим ритмом. Различают внешние (экзогенные), имеющие географическую природу и следующие за циклическими изменениями во внешней среде, и внутренние (эндогенные), или физиологические, ритмы организма. 
 
Существует ряд биосферных ритмов от нескольких месяцев, обусловленных сезонным изменением освещенности, до десятков миллионов лет, связанных с реакцией биосферы на циклические тектонические воздействия с периодом около 180 млн лет. Можно утверждать, что эти ритмы - те флуктуации, благодаря которым достигается порядок - гомеостаз  биосферы. Это способ ее саморегуляции. Их механизм обеспечивается солнечной энергией и круговоротом вещества между подсистемами биосферы, литосферой и их элементами. Отсюда и множество проблем, связанных с изучением биосферных ритмов разного порядка и обеспечивающих их механизмов: энергии и круговоротов вещества. В первую очередь это вопросы о балансе вещества, участвующего в круговоротах и на входе и выходе системы, о ведущих круговоротах вещества для биосферных ритмов разной длительности и их пространственном проявлении. Их решение позволит определить, в какой фазе биосферных ритмов разного порядка от десятков и тысяч лет (1850 лет) до нескольких миллионов лет находится современная биосфера, т.е. ответить на вопрос, в какую сторону идет естественный процесс, обусловливающий гомеостаз биосферы. 
 
Наша Земля пригодна для жизни уже около 4 млрд. лет, что свидетельствует в первую очередь о малых изменениях температуры ее поверхности. В течение этого продолжительного времени не происходило сильного перегрева или переохлаждения планеты, следовательно, приход космической энергии был равен ее расходу. Но это общий баланс в течение 4 млрд. лет. В отдельные же периоды он вряд ли соблюдался, так как, несомненно, что в эпохи усиленного развития магматизма и горообразовании потери тепла в космос выше, чем в относительно спокойные. Как известно, процессы горообразования, действуя постоянно, периодически усиливаются и ослабляются. На фоне гигантского ритма мегабиосферы с периодами около 900 и 450 млн. лет существует большое количество более мелких периодов усилений и ослаблений тектонических движений. Вплоть до нескольколетних, установленных для землетрясений и вулканизма. Часть космической (солнечной) энергии аккумулируется биосферой и с продуктами ее деятельности - осадочными отложениями - поступает в литосферу, где она преобразуется в тепло и с тепловым потоком из недр возвращается в биосферу и космическое пространство. Однако некоторая доля энергии накапливается в литосфере и затем реализуется за счет тектонических движений - горообразования, магматизма и вулканизма. 
 
Биосфера и тектоносфера служат элементами системы Земля, а она в свою очередь - Солнечной системы, которая входит в состав еще более крупной системы - Галактики. Поэтому несомненно, что Солнечная система вместе с Землей подчиняются галактическим законам - законам включающей их системы более высокого порядка. Весь вопрос в том, что мы пока мало знаем о поведении Солнечной системы и нашей планеты на пути вокруг центральных масс Галактики, в результате чего можем только предполагать, что главным механизмом передачи галактического ритма (176; 88 и 22 млн. лет) Земле служат возмущающие движения Солнечной системы (ускорения и замедления движения по орбите, отклонения от плоскости Галактики и т.д.), приводящие к периодическим изменениям угловой скорости вращения планет. 
 
Резкие смещения тела Земли относительно оси вращения при переходе полюсов из одной области блуждания в другую происходят вблизи перигалактиев и сопровождаются усилениями тектонических процессов с соответствующими снижениями уровня Мирового океана. В связи с тем, что они имеют возвратно-поступательный характер, полюса описывают своеобразные петли, но с огромными галактическими периодами. Петлеобразные смещения геоида в областях блуждания с периодом, близким к длительности галактического года (176 млн лет), создают скользящие с запада на восток волны тектонических движений в Южном и Северном полушариях, которые находятся в противофазах (смещены на 180°). Проходя через разные сочетания материковой и океанической кор, они вызывают колебания уровня Мирового океана. Эти колебания являются мощным климатообразующим фактором. 
Поэтому крупные колебания климата планеты имеют такую же галактическую периодичность, как и тектонические движения и трансгрессии, но на них накладываются изменения, связанные с реакцией биосферы на внешние воздействия. 
 
На циклические колебания климата, поступления питательных веществ, размеров площадей акваторий, обусловленных тектоническими движениями, биосфера, нарушая их циклический (галактический) рисунок, отвечает как самоорганизующаяся система закономерно повторяющимися колебаниями своих свойств - биосферными ритмами. Последние значительно отличаются друг от друга. Поэтому, несмотря на то, что биосферные ритмы имеют более короткие периоды, чем возбуждающие их тектонические процессы, в их поведении обнаруживается периодичность, близкая к галактической.

 

4.Система: природа – биосфера – человек

«Природа» в широком смысле слова включает различные области  бытия: биотическую (живую), абиотическую (неживую), социальную. Все они в  определенном смысле взаимосвязаны. Неорганическая природа есть бытие, протекающее  в пространстве и во времени. Современная  наука считает, что наша Вселенная 15 млрд. лет назад представляла собой  раскаленный шар, в котором не было ни галактик, ни звезд, ни планет. Общепринятым является мнение о том, что большинство звезд проходит стадии развития и угасания. (Так  наше Солнце через 10 млрд. лет превратиться в красного гиганта, а в дальнейшем – в белого, потом в черного, уже не испускающего света)1.

В течение многих лет считалось, что природа не изменяется, что  в ней происходит вечный круговорот: смена времен года, дня и ночи, поколений живого. Сегодня считается, что природа обладает жизненной  активностью, творческой силой. Ее творческая мощь проявляется в почти неисчислимо  разнообразных формах жизни на Земле. Здесь только позвоночных животных около 45 тыс. видов, из них рыб – более 20 тыс., земноводных – более 3 тыс., птиц – 9 тыс. и т.д.

По современным научным  представлениям, планета Земля появилась  около 5 млрд. лет назад. Первые достоверные  следы жизни на ней обнаружены в отложениях, возраст которых  более 3 млрд. лет. Примерно 2 млрд. лет  назад возникли первые клетки, способные  к фотосинтезу. Это радикально изменило характер земной атмосферы, ее химический состав и позволило жизни довольно быстро распространиться по всей поверхности  планеты, образовав новую систему  – биосферу (это понятие было введено в 1868 г. французским мыслителем Э. Реклю). Так называется оболочка, охваченная жизнью.

Долгое время Жизнь, ее возникновение рассматривались  только применительно к нашей  планете. В начале ХХ века благодаря  К.Э. Циолковскому, В.И. Вернадскому, А.Л. Чижевскому обозначился новый подход к оценке жизни. Она стала восприниматься в качестве фактора космического порядка.

Представления о биосфере как о явлении космическом  позволяет рассматривать жизнь  как сплошной, непрерывный во времени  и пространстве поток, в котором  безостановочно преобразуются вещества, энергия, информация, а каждый живой  организм принято рассматривать  как концентрацию вещества, энергии, информации.

Возникновение человечества на Земле было естественным этапом эволюции биосферы, а человечество стало естественным элементом биосферы.

Ноосфера зависима от биосферы, а та, в свою очередь, - от неживой  природы. Зависимость человека от природы  сохраняется всегда в силу того, что человек есть биологическое  существо, живой организм, и выражается в следующем.

Во-первых, человек зависит  от общих для всех живых организмов условий природы: от удовлетворения потребностей в пище, воде, воздухе  и т. д. Данная зависимость является вечной, непреходящей, общей для  всех рас, народов и относительно неизменной. Она сочетается с относительной  независимостью человека от природы, проявляющейся  в его способности защитить себя от неблагоприятных природных влияний. Так, от холода он может спастись у  костра, в пещере, юрте, деревенской  избе или городской квартире, надев на себя одежду из шкур зверей, натуральных или искусственных волокон.

Во-вторых, человек зависит  от местных условий и особенностей флоры и фауны, климата и т. д. Уже в первобытные времена  занятия и образ жизни различных  племен (охота или рыболовство) определялись особенностями окружающей природы. Позднее эта прямая зависимость  все более преломлялась социальными  факторами, и, прежде всего развитием  техники. Так, сначала моря разъединяли  людей. Но с тех пор как люди научились строить суда, моря стали  наилучшей дорогой, используемой для  общения народов. С другой стороны, природа тоже оказывает влияние  на характер этого «преломления». Так, искусство судостроения сформировано именно у приморских народов. Народам  лесным, например нашим русским предкам, свойственны такие занятия, как  обработка и самое разнообразное  использование дерева.

Природные условия оказывают  влияние и на темпы экономического развития. При первобытной формации слишком щедрая (тропики) или слишком  суровая (Крайний Север) природа  тормозила развитие общества. В первом случае она как бы вела человека на помочах, тем самым сдерживая  его совершенствование. Во втором случае очень трудные условия жизни  заставляли людей почти все время  и энергию тратить на обеспечение  себя элементарными средствами существования. Наибольших успехов человек добивался  там, где естественные условия общественного  производства были разнообразны, а  климат не слишком мягок и не очень  суров.

На начальных стадиях  развития общества преимущественно  использовалось естественные богатства  средств существования, в дальнейшем на первое место выдвинулись естественные источники средств труда. В результате усилилась опосредованная зависимость общества от природных условий. Запасы таких, не находивших в прошлом применения полезных ископаемых, как нефть, урановая руда, руды редких металлов, в настоящее время имеют огромное значение для любой страны. И в наши дни природные условия не могут не влиять на географическое размещение производства, в том числе и сельскохозяйственного.

В-третьих, человек зависит  от стихийных изменений в природе. Эти изменения бывают как кратковременными, так и длительными. К кратковременным относятся стихийные бедствия (землетрясения, наводнения, вулканические извержения и др.), к длительным - вековые изменения климата, опускания и подъемы земной коры. Газеты, радио, телевидение почти еженедельно сообщают нам о разрушениях и человеческих жертвах, приносимых наводнениями, ураганами, другими стихийными бедствиями.