Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Брянская Государственная Сельскохозяйственная Академия
Р Е Ф Е Р А Т
Тема: Живое вещество биосферы, его многообразие, роль и функции.
Дисциплина: Биология с основами экологии
Брянск 2013
Биосфера (от греч. bios — жизнь и сфера), область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Термин «биосфера» введен в 1875г. Э. Зюссом. Учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, создано В. И. Вернадским (1926г.). С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор, влияющий на судьбу живой природы и окружающей среды. Он достиг огромной силы в текущем столетии и особенно в последнее время.
С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно изменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества – как органического, живого, так и минерального, косного.
Рост населения и расширяющееся развитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение лесов в Европе, Северной Америке.
Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов, загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.
Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески сбылось.
Живое вещество или биомасса — совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух.
В состав живого вещества входят как органические, так и неорганические, или минеральные вещества. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6*1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10-6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты».
Живое вещество развивается там, где может существовать жизнь, то есть на пересечении атмосферы, литосферы и гидросферы. В условиях, не благоприятных для существования, живое вещество переходит в состояние анабиоза.
Специфика живого вещества заключается в следующем:
А) Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. В неорганическом мире по количеству свободной энергии с живым веществом могут быть сопоставлены только недолговечные незастывшие лавовые потоки.
Б) Резкое отличие между живым и неживым веществом биосферы наблюдается в скорости протекания химических реакций: в живом веществе реакции идут в тысячи и миллионы раз быстрее.
В) Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и прочее – устойчивы только в живых организмах (в значительной степени это характерно и для минеральных соединений, входящих в состав живого вещества).
Г) Произвольное движение живого вещества, в значительной степени саморегулируемое. В.И. Вернадский выделял две специфические формы движения живого вещества: а) пассивную, которая создается размножением и присуща как животным, так и растительным организмам; б) активную, которая осуществляется за счет направленного перемещения организмов (она характерна для животных и в меньшей степени для растений). Живому веществу также присуще стремление заполнить собой все возможное пространство.
Д) Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. Кроме того, в отличие от неживого абиогенного вещества живое вещество не бывает представлено исключительно жидкой или газовой фазой. Тела организмов построены во всех трех фазовых состояниях.
Е) Живое вещество представлено в биосфере в виде дисперсных тел – индивидуальных организмов. Причем, будучи дисперсным, живое вещество никогда не находится на Земле в морфологически чистой форме – в виде популяций организмов одного вида: оно всегда представлено биоценозами.
Ж) Живое вещество существует в форме непрерывного чередования поколений, благодаря чему современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых эпох. При этом характерным для живого вещества является наличие эволюционного процесса, т.е. воспроизводство живого вещества происходит не по типу абсолютного копирования предыдущих поколений, а путем морфологических и биохимических изменений.
Разнообразие природных условий земной поверхности зависит от многих факторов, генетически непосредственно не связанных между собой, но находящихся в сложном взаимодействии. Воздействуя на внешнюю сферу Земли, эти факторы создают бесконечное многообразие биосферы.
Одна группа факторов дифференциации биосферы обусловлена самой планетой. Эти факторы — вещественный состав Земли, свойства ее основных компонентов, особенности процессов, происходящих внутри Земли и на ее поверхности. Они определяют крупные черты строения земной поверхности, распределение суши и водных масс (материков и океанов), контрасты высот и глубин, т. е. все те особенности, которые отражены на физической или тектонической карте. Но рассматриваемые факторы далеко не полностью передают все пространственные различия в природе Земли.
Вторая группа факторов, создающих пространственную неоднородность биосферы, действует на Землю извне и связана с потоком лучистой энергии Солнца, которая, проникая через атмосферу на земную поверхность, преобразуется в ней в тепловую и другие виды энергии.
Тепловая энергия Солнца является основным источником жизни на Земле, но распределяется она по поверхности планеты неравномерно, в зависимости от положения этой поверхности по отношению к солнечным лучам. Распределение тепла по сферической поверхности Земли влияет на общую циркуляцию атмосферы и распределение влаги. Разное соотношение тепла и влаги создает различия в характере водного стока, обусловливает особенности экзогенных процессов и процессов почвообразования, а главное — влияет на условия существования живого вещества и развитие живых организмов.
Взаимодействие этих факторов дифференциации природы, первые из которых могут быть названы геоструктурно-геоморфологическими, а вторые — зонально-климатическими, и создает феномен мозаичности биосферы, а если выразиться проще — бесконечное разнообразие природы Земли. Однако это разнообразие, или мозаичность, не случайно, не хаотично; оно подчиняется определенной системе.
Материки и океаны являются элементами единого целого — планеты Земля, у них общее происхождение и развитие, между ними существуют системы переходных ступеней и различные формы взаимодействия. Их объединяют также общие источники поступления вещества и энергии. Тем не менее, материки и океаны — различные природные объекты. Это первый, самый верхний уровень пространственной дифференциации биосферы, что требует различного подхода к их характеристике и степени подробности в изложении материала.
Для понимания работы, которую совершает живое вещество в биосфере, очень важными являются три основных положения, которые В.И. Вернадский назвал биогеохимическими принципами:
А) Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.
Б) Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.
В) Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей, и создается и поддерживается на нашей планете лучистой энергией Солнца.
Выделяют пять основных функций живого вещества:
1. Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.
2. Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом:
А) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этим элементов, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма.
Б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.
3. Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.
4. Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).
5. Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.
Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы. Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени. Воздавая должное памяти великого основоположника учения о биосфере, следующее обобщение А.И. Перельман предложил назвать «законом Вернадского»:
«Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО2, H2S и т.д.) преимущественно обусловлены живым веществом как тем, которое в настоящее время населяет данную систему, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории».
Совсем недавно, по масштабам эволюции, в биосфере появился человек. Человеческая цивилизация привела к появлению на планете новой глобальной материальной системы в виде многослойной насыщенной сферы искусственно созданных объектов. Человечество в своем стремлении к улучшению условий существования постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. Например, современный человек увеличил объем привычных для природы загрязнений настолько, что она не успевает их перерабатывать. Мало того, он стал вырабатывать такие загрязнения, для переработки которых в природе пока нет соответствующих видов, а для некоторых загрязнений, к примеру радиоактивных, их никогда и не появится. Поэтому "отказ" биосферы перерабатывать плоды человеческой деятельности неизбежно будет действовать как все более нарастающий ультимативный фактор в отношении человека. Поэтому будущее человека как биологического вида предсказуемо: экологический кризис и снижение численности.