Современная биосфера (численность видов, организация биосферы)

    ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

    ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 

    «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

    ИМЕНИ Н.П.ОГАРЕВА» 

    Факультет биологический

    Кафедра генетики 
 
 
 
 
 
 

    РЕФЕРАТ 

    Современная биосфера (численность видов, организация  биосферы). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Выполнила:                                                                              М.Д.Вилкова

    Специальность: биотехнология

    Проверила:                                                                                О.Н.Аксенова

    к.б.н. доцент 
 
 
 
 
 
 

    Саранск 2008

    Содержание

    Введение__________________________________________________с.3

    Основная  часть_____________________________________________с.4

1. Понятие биосфера_____________________________________с.6
2. Организация биосферы_________________________________с.7
3. Современная биосфера _________________________________с.8
4. Численность видов____________________________________с.11

    Выводы___________________________________________________с.13

    Список  используемой литературы_____________________________с.15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Наличие жизни – уникальное свойство Земли. До сих пор у людей нет основания  считать, что на других планетах есть жизнь. Биосфера – одна из оболочек Земли, в которой существуют живые  организмы. Ноосфера — новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.

    Основоположник  учения о биосфере и ноосфере В.И. Вернадский первыq указал на растущую необходимость и принципиальную возможность синтеза знаний в процессе разработки проблем глобальной деятельности человека, используя термин «ноосфера». Он толковал его по-разному. В одних случаях отождествлял с областью всепланетной технической деятельности человека, в других писал о проявлениях «новой геологической силы - научной мысли». Наконец, нередко связывал создание ноосферы с будущей рациональной перестройкой биосферы «в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого». Будучи создателем такой науки как биогеохимия, В. И. Вернадский показал не только глубокую связность процессов в неорганическом и органическом мире, но и показал связь характерных времен протекания основных процессов. Он оказался первым, кто установил единство и взаимосвязь биотического и абиотического, и указал на необходимость изучения биосферы как единого комплекса.

    Человек изменяет биосферу быстрее, чем ее понимает, говорится в опубликованной в журнал "Science" статье "Воздействие человека на мировые экосистемы", принадлежащей перу американских экологов [Vitousek et al., 1997]. И поэтому необходимо удвоить усилия в изучении биосфера как глобальной экосистемы - пока еще есть возможность взять под контроль процессы ее дестабилизации, грозящие погрести под собой и само дестабилизирующее ее человечество.

    Задачами  нашего исследования являются изучить  численность видов, рассмотреть  организацию биосферы, узнать современное состояние. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Основная  часть

    1.1. Понятие биосфера. 

    Биосфера  – это среда нашей жизни, это  та природа, которая нас окружает, о котором мы говорим в разговорном языке. Человек – прежде всего – своим дыханием, проявлением своих функций, неразрывно связан с этой «природой», хотя бы он жил в городе или в уединенном домике.

    Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

    Учение  о биосфере Земли является одним  из крупнейших и наиболее интересных обобщений ученого в области естествознания. Вернадский В.И. был человеком тонким в вопросах научной этики. Поэтому в своих работах он указывает, что термин «биосфера» принадлежит не ему, а впервые был употреблен в начале 19 века Жаном Батистом Ламарком, а определенный геологический смысл вложил в него в 1875 году австралийский ученый Эдуард Зюсс. Но связанное с этим термином законченное учение создал именно В.И. Вернадский, вложив в это термин совершенно иной, гораздо более глубокий смысл.

    Учение  о биосфере созданное В.И. Вернадским в 1926 году, рассматривает «живые организмы» как нечто целое и единое», «как живое вещество, то есть совокупность всех живых организмов в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе энергии».

    По  современным представлениям, биосфера – это особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

    Эти представления базируются на учении В. И. Вернадского, являющимся крупнейшим из обобщений в области естествознания в ХХ века.  Важнейшая значимость его учения во весь рост проявилась лишь во второй половине века. Этому способствовало развитие экологии и, прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием.

    Учение  Вернадского о биосфере – это  целостное фундаментальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни  на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем. 
 
 
 
 
 
 
 

1.2. Организация биосферы. 

       Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете.

    Биосфера  охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).                                                             ∙Атмосфера имеет несколько слоев:

    •тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем состредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;  
        •стратосфера;  
        •ноносфера – там “живое вещество” отсутствует.  
Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).  
∙Гидросфера – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.  
∙Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.  

    1.3. Современная биосфера. 

    Биосфера  является энергетически незамкнутой системой, в которой идет поглощение энергии из внешней среды. Непрерывный поток солнечной энергии воспринимается молекулами живых клеток и преобразуется в энергию химических связей.Солнечный свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы. Почти 99% этой энергии, поступившей в биосферу, поглощается атмосферой, гидросферой и литосферой, а также участвует в вызванных ею физических и химических процессах (движение воздуха и воды, выветривание и др.) и только около 1% накапливается на первичном звене ее поглощения и передается потребителям уже в концентрированном виде. Первичным звеном поглощения солнечной лучистой энергии являются растения, которые преобразуют ее в концентрированную энергию химических связей, или энергию пищи. Без этого процесса накопления и передачи энергии живым веществом невозможно было бы развитие жизни на Земле и образование современной биосферы.

    Каждый  последующий этап развития жизни  сопровождался все более интенсивным  поглощением биосферой солнечной  энергии. Одновременно нарастала энергоемкость жизнедеятельности организмов в изменяющейся природной среде, и всегда накопление и передачу энергии осуществляло живое вещество.

    Современная биосфера образовалась в результате длительной эволюции под влиянием совокупности космических, геофизических и геохимических факторов. Первоначальным источником всех процессов, протекавших на Земле, было Солнце, но главную роль в становлении и последующем развитии биосферы сыграл фотосинтез. Биологическая основа генезиса биосферы связана с появлением организмов, способных использовать внешний источник энергии, в данном случае энергию Солнца, для образования из простейших соединений органических веществ, необходимых для жизни.

    Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Еще доказано, что живая и неживая природа сильно воздействуют друг на друга и изменяются. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. 
        Сегодняшний период развития биосферы называется техносферой. Этот этап ставит задачи срочного принятия мер по охране окружающей среды внедрение малоотходных технологий, оборотного водоснабжения рационального природопользования.

    Следующий этап эволюции биосферы связан с ее переходом под влиянием разумной деятельности человека в состояние ноосферы, т.е. сферы разума. Это сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. Природные процессы обмена веществ и энергии будут контролироваться обществом. Биосфера будет преобразовываться людьми соответственно познанным и освоенным законам ее строения и развития. Именно движение человечества к устойчивому развитию должно привести к достижению гармонии между Обществом и Природой, к формированию предсказанной Вернадским В.И. сферы разума.

    Можно дать следующую характеристику современного состояния

    биосферы:

    1. Преобразуется облик планеты:  уничтожаются леса; истощаются залежи полезных ископаемых; создаются новые водохранилища; на месте первичных биоценозов создаются вторичные агроценозы.

    2. Изменяется химический состав  воздуха, воды, почвы. Биосфера загрязняется веществами, которые не вовлекаются в круговорот и накапливаются в ней: пестициды, удобрения, отходы промышленности, радиоактивные вещества.

    3. Снижаются темпы процесса самоочищения. Главную опасность представляет изменение не количества, а качества отходов, которые не используются микроорганизмами, не распадаются, не окисляются. Вот почему в биосфере снизились темпы природного процесса биологической очистки, процесса самоочищения.

    В пределах всей биосферы Земли и ее составных частей нет существа, которое  жило бы в полном одиночестве. Изменение  в окружающей среде может резко  нарушить равновесие между ею и экологической системой и определяет порой коренные перемены в этой системе.

    1. Все современные организмы обладают  системами, приспособленными к  использованию готовых органических  веществ как исходного строительного  материала для процессов биосинтеза.

    2. Преобладающее большинство видов организмов в современной биосфере Земли может существовать только при постоянном снабжении готовыми органическими веществами.

    3. У гетеротрофных организмов не  встречается никаких признаков  или рудиментарных остатков тех  специфических ферментных комплексов и биохимических реакций, которые необходимы для автотрофного способа питания. Последний довод наиболее существен. Таким образом, приведенная выше аргументация свидетельствует о вторичности автотрофной фотосинтетической жизни в биосфере на нашей планете.