Одно из первых подробных описаний истории Земли дал знаменитый французский натуралист Ж.-Л. Бюффон (1707 – 1788 гг.). В своем многотомном труде «Естественная история» он показал деятельность живых организмов в разные геологические эпохи. В 1802 г. Ж.-Б. Ламарк (1744-1829 гг.) в книге «Гидрогеология» также уделил внимание взаимодействию организмов и геологических процессов, формирующих поверхность Земли. Именно Ламарк первым предложил термин «биосфера» (от лат. bios – жизнь, греч. sphaira — шар), однако в широкое применение его ввел несколько десятилетий спустя австрийский геолог Эдуард Зюсс (1831 – 1914 гг.). Э. Зюсс назвал биосферой тонкую оболочку Земли, заселенную живыми существами.
В конце XIX в. великий русский ученый-почвовед В. В.Докучаев (1846 – 1903 гг.) создал учение о почве, согласно которому почва является результатом длительного взаимодействия климата, горных пород и живых организмов. В своей книге «К учению о зонах природы» (1899 г.) Докучаев показал, как взаимодействие климата и живых организмов формирует облик Земли, создает на ней ряд почвенно-климатических зон с разными климатическими условиями, составом почв, растений и животных.
Основываясь на идеях В. В. Докучаева, его ученик В. И. Вернадский (1863 – 1945 гг.) в 20-х гг. XX в. создал целостное учение о биосфере (1926 г.), в котором биосфера рассматривается как сложная система и указывается роль живых организмов в ее образовании и функционировании.
Биосферой В. И. Вернадский назвал оболочку Земли, созданную и преобразованную живыми организмами, жившими в прошлом и живущими в настоящем.
В отличие от понимания биосферы Зюссом Вернадский доказал, что живые организмы не просто живут в биосфере, но принимают активное участие в ее создании, и, таким образом, современное состояние биосферы, «сегодняшний лик Земли», есть результат их деятельности и взаимодействия с неорганическими компонентами в ходе последних 3 млрд. лет.
Всей планетарной совокупности живых существ Вернадский дал общее название – живое вещество. Представление о живом веществе как о единой совокупности, влияющей на неорганическую среду, является основой учения о биосфере.
По мнению Вернадского, живые организмы с помощью улавливаемой ими энергии Солнца в процессе своей жизнедеятельности изменили состав всех оболочек Земли, весь ее облик. Таким образом, организмы связаны с биосферой материально и энергетически и являются огромной геологической силой.
Вернадский писал (1926 г.): «Можно без преувеличения сказать, что химическое состояние нашей планеты всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами. Несомненно, что энергия, придающая биосфере ее обычный облик, имеет космическое происхождение. Она исходит из Солнца в форме лучистой энергии. Но именно живые организмы, совокупность жизни, превращают эту космическую лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
Это живые организмы, которые своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, своей смертью и своим разложением, постоянным использованием своего вещества, а главное – длящейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений, своим рождением и размножением порождают одно из грандиознейших планетных явлений, не существующих нигде, кроме биосферы».
Состав биосферы
В. И. Вернадский выделял в биосфере четыре типа вещества.
1. Живое вещество – совокупность тел живых организмов и непосредственные продукты их жизнедеятельности.
2. Биогенное вещество – вещество, в создании которого живые организмы принимали непосредственное участие (торф, уголь, нефть, газ, биогенные известняки).
3. Косное вещество – вещество, в создании которого живые организмы участия не принимали (горные породы, минералы).
4. Биокосное вещество – смесь биогенного вещества с минеральными породами (почва, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески).
Принципиальным отличием живого вещества от косного является исключительная сложность его структуры, а главное – способность улавливать и аккумулировать энергию, необходимую для самосохранения и развития.
Свойства живого вещества
Согласно учению В. И. Вернадского, живое вещество отличается от косного двумя основными свойствами:
1)в ходе геологического времени растет мощность живого вещества в биосфере, возрастает его значение в ней и степень воздействия на косное вещество;
2)живое вещество является пластичным и способным к эволюции – живые организмы способны изменять свое строение и функции под действием факторов среды.
Таким образом, эволюция видов обуславливает эволюцию биосферы.
Согласно учению В. И. Вернадского, живые организмы, взаимодействуя с неживыми телами, постепенно распространились по всей Земле и произвели на ней глубочайшие качественные и количественные преобразования, «изменили весь облик Земли».
Строение оболочек Земли и участие в их формировании живых организмов
Поверхность Земли покрывают три оболочки геосферы: воздушная (атмосфера), водная (гидросфера) и твердая (литосфера). Область распространения основной массы живых организмов в литосфере не выходит за 10 метров от поверхности. Атмосфера заселена до 6 тысяч метров над уровнем моря, В воде жизнь распространена повсюду, вплоть до самых больших океанских глубин, то есть свыше 11 тысяч метров. Основная масса живого вещества сконцентрирована вблизи поверхности суши и воды в пределах 20-30 метров. По сравнению с размерами самой Земли биосфера представляет собой тончайшую пленку.
Живые существа постепенно, в течение трех с лишним миллиардов лет, заселяли оболочки планеты и преобразовывали их. Все оболочки тесно связаны между собой. На протяжении всего времени существования Земли – 4,6 млрд. лет, постоянно шло изменение их состава и структуры в результате геологических, геохимических процессов и деятельности живых организмов.
Список основной литературы
1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.
2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.
3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.
4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005 г.
5. Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002 г.
6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001 г.