Учение о биосфере

Учение о биосфере Лекция № 10

Анастасия Андреевна Асанова

Биосфера

от греч. ???? — жизнь и ?????? — сфера, шар В трудах Б. Варенниуса, Х. Гюйгенса, Ж. Бюффона появляются первые описания биосферы Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829): Впервые указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры Э. Зюсс ввел термин “Биосфера” в 1875 г особая оболочка Земли, образованная совокупностью живых организмов

В.И. Вернадский

Создал «Учение о биосфере» впервые поставил вопрос об обратном влиянии жизни на окружающую среду

Биосфера - оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами

Возникновение и развитие

Идеи В. И. Вернадского : Вначале сформировалась литосфера, затем биосфера; Живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох; Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов; Основным движущим фактором является биохимическая энергия живого вещества; Количество организмов бесконечно и действуют они в течение бесконечно большого промежутка времени.

Уровни организации живого

Молекулярный; Клеточный; Организменный; Популяционно-видовой; Биогеоценотический; Биосферный - самый высокий уровень организации жизни на нашей планете.

Границы биосферы

Верхняя граница - озоновый слой >20 км над уровнем моря Нижняя граница - температура >11 км в гидросфере 3-7 км в литосфере

Типы вещества в биосфере

Типы вещества в биосфере

Живое вещество

Живое вещество – совокупность живых организмов Земли

Насчитывают до 30 млн. видов, но достоверно описано ~1,8 млн. видов ~ 74% обитает в областях тропического климата, на долю умеренного климата приходится 24%, полярного – 2%

Живое вещество

Общую массу живых организмов оценивают в 2,43·1012т

Живое вещество

Уникальная особенность – высокая средообразующая деятельность, стремление заполнить собой все окружающее пространство

Живое вещество

Живое вещество является основным движущим фактором Функции: Энергетическая Концентрационная Деструктивная Транспортная Средообразующая

Энергетическая функция

Поглощение и передача по пищевой цепи солнечной и/или химической энергии; Живые организмы, главным образом, зеленые растения, выполняют функцию трансформаторов, переводящими космические излучения в действенную земную энергию (электрическую, химическую, механическую, тепловую)

Концентрационная функция

Избирательное накопление определенных видов вещества Захват живыми организмами биогенных химических элементов – углерода, кислорода, водорода, азота, калия, натрия и др.

Деструктивная функция

Разложение органических остатков Минерализации отмерших организмов и возвращении химических элементов в неживую природу - образование биогенного и биокосного веществ биосферы

Транспортная функция

Перемещение химических элементов и веществ в горизонтальном направлении Окислительно-восстановительная функция – химическое превращениями веществ – основа метаболизма

Средообразующая функция

Изменение химических параметры среды в более благоприятные для живых организмов условия обитания Фотосинтез, дыхание, деятельность азотфиксирующих и денитрифицирующих бактерий создали атмосферу Земли Метан, сероводород - эти газы также биогенного происхождения

Биокосное вещество

Биокосное вещество – комплексы, созданные смесью живого вещества с биогенными и косными веществами

Фактически все поверхностные слои Земли, ил, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески

Неживое биогенное вещество

Биогенное вещество – органо-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом

Косное вещество

Косное вещество – горные породы и минералы, никак не связанные с деятельностью живых организмов Газы, твердые частицы, водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами

Косное вещество: атмосфера

от. греч. ????? — «пар» и ?????? — «сфера» Газовая оболочка Земли

Косное вещество: гидросфера

от. греч. Y??? — вода и ?????? — шар Водная оболочка Земли Преобладающие элементы химического состава: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl-, S, С

Косное вещество: литосфера

от. греч. ????? — камень и ?????? — шар Твердая оболочка Земли Преобладающие элементы химического состава: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Живое и неживое

Планеты, растения и животные состоят практически из одних и тех же элементов: углерода, водорода и кислорода

Ноосфера

от. греч. ???? — разум и ?????? — шар Новая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества

«В биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»

Условия становления ноосферы по Вернадскому

Заселение человеком всей планеты (практически условие выполнено) Резкое преобразование средств связи и обмена между разными странами (выполнено) Усиление связей, в том числе политических, между всеми государствами Земли (выполнено) Преобладание геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере (выполнено) Расширение границ биосферы и выход в Космос (предсказание по отношению к человеку частично сбылось) Открытие новых источников энергии (выполнено)

Условия становления ноосферы

Равенство людей всех рас и религий (выполняется) Увеличение роли народных масс в решении вопросов и внутренней политики (не выполнено) Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений (не выполнено) Подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания, голода, нищеты и ослабить влияние болезней (не выполнено) Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворять все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения (не выполнено) Исключение войн из жизни человечества (не выполнено)

Становление ноосферы

Поэтому «Ноосфера», мир где правит разум, еще не реализовалась

Сейчас все еще богатый и прекрасный мир разрушается из-за чрезмерной эксплуатации его хозяйственной деятельностью, колоссально возросшей в связи с произошедшим демографическим взрывом

Биосфера-2

Это конструкция из стекла и стали площадь 1.27 гектара объем воздуха в ней 203 760 кубических метров включает в себя около 4 000 видов растений, мелких млекопитающих, птиц, рептилий, насекомых и почвенных микроорганизмов

Биос-3

В подвале Института биофизики в красноярском Академгородке помещение размерами 14 ? 9 ? 2.5 м и объёмом около 315 м? Корпус разделен на 4 равных отсека: два – заняты фитотронами Микроводорослевый культиватор жилой, с каютами экипажа, бытовым и вспомогательным оборудованием

Тест к лекции 10

2. По мнению В. И. Вернадского, высший тип целостности, управляемый за счет тесной взаимосвязи законов природы, мышления и социально-экономических законов общества, является … биосферой ноосферой экзосферой биогеосферой

Нижняя граница биосферы, проходящая через литосферу, связана с таким жизненным фактором, как … свет вода температура кислород

Тест к лекции 10

В общей массе живого вещества биосферы животные составляют … 1,4% 0,8% 93,7% 98,0%

Элементарный состав живого вещества биосферы отличается от состава литосферы и гидросферы высоким содержанием … железа кислорода кремния углерода

Тест к лекции 10

Важнейшей частью учения В. И. Вернадского о биосфере являются представления о ее … возникновении и развитии хаотичности и бессистемности уникальности в Космосе бесконечности в пространстве и времени

Вещество биосферы, которое создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов, В. И. Вернадский характеризовал как _________ вещество. биогенное биокосное живое косное

Тест к лекции 10

7. Наиболее широко распространенными организмами биосферы являются … растения бактерии насекомые грибы

Вещество, которое создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя силы динамического равновесия тех и других, В. И. Вернадский характеризовал как _________ вещество. биокосное живое косное биогенное

Тест к лекции 10

10.Часть биосферы, где сконцентрировано практически все живое вещество аэробиосфера биогеосфера педосфера гидросфера

Уровень организации живого вещества, на котором сформировалась природная система высокого ранга, охватывающая все проявления жизни на Земле, называется … биосферным экосистемным антропосферным популяционно-видовым

Тест к лекции 10

Функция живого вещества биосферы, заключающаяся в изменении химических параметров среды в благоприятные для существования организмов условия, называется … параметрической транспортной средообразующей концентрационной

Биосфера как глобальная экосистема Земли состоит из ___________ и __________ частей. абиотической и биотической планетарной и космической вещественной и энергетической физической и химической

Тест к лекции 10

13. Одним из основных свойств живого вещества, обусловливающих его высокую средообразующую деятельность, является … стремление к использованию готового органического вещества способность к запасанию лучистой энергии Солнца в процессе фотосинтеза способность к сохранению и передаче наследственной информации стремление заполнить собой все окружающее пространство

Тест к лекции 10

Самым низким уровнем организации живого вещества, на котором проявляется функционирование биологических систем, является … атомарный молекулярный клеточный организменный

Биосфера является глобальной экосистемой и характеризуется таким свойством, как … урбанизация саморегуляция регенерация глобализация

Тест к лекции 10

16. Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в … определении верхней и нижней границ биосферы в пределах планеты выявлении гомеостатических механизмов устойчивости биосферы установлении закона обратной связи взаимодействия в системе «человек–биосфера» признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты