Человек и биосфера

 

 

 

 

Человек и биосфера

 

 

 

 

Понятие биосферы

 

• Ж.Б.Ламарк писал о роли живых организмов в преобразовании планеты;
• Э.Зюсс ввёл термин «биосфера» наряду с литосферой, гидросферой и атмосферой;
• В.И.Вернадский в ХХ веке развил учение о биосфере.

 

 

 

 

Evolution

 

Known for

 

naturalist

 

Fields

 

French

 

Nationality

 

December 18, 1829 (aged 85) 
Paris 

 

Died

 

August 1, 1744) 
Bazentin, Picardie

 

Born

 

                                                                              

Portrait of Jean-Baptiste Lamarck

 

Jean-Baptiste Lamarck

 

 

 

 

Эдуард Зюсс (нем. Eduard Suess; 20 августа 1831, Лондон — 26 апреля 1914, Вена) — австрийский геолог и общественный деятель. Автор термина «биосфера».

 

 

 

 

геология, кристаллография, минералогия, геохимия, радиогеология, биология, биогеохимия, философия.

 

Научная сфера:

 

СССР

 

Гражданство:

 

Москва, СССР

 

Место смерти:

 

6 января 1945

 

Дата смерти:

 

Санкт-Петербург, Российская империя

 

Место рождения:

 

28 февраля (12 марта) 1863

 

Дата рождения:

 

Владимир Иванович Вернадский

 

Труды: «Биосфера» (1926), « Химическое  строение биосферы Земли и  её окружения» (посмертно, 1965) и др.

 

 

 

 

Определение  понятия «биосфера»

 

• Исходно: Биосфера - часть минеральных оболочек Земли, населённая живыми организмами.
• В настоящее время: Биосфера – часть минеральных оболочек Земли, населенная живыми организмами, а также продукты их жизнедеятельности. Таким образом, современное понимание биосферы включает полезные ископаемые, озоновый экран и пр.
• Можно сказать короче: биосфера – это совокупность всех биогеоценозов Земли.

 

 

 

 

 

 

 

Состав биосферы по  Вернадскому

 

• Живое вещество – живые организмы.
• Биогенное вещество – созданное живыми организмами.
• Косное вещество — в образовании которого жизнь не участвует; твердое, жидкое и газообразное.
• Биокосное вещество - создается одновременно живыми организмами и косными процессами. Таковы почва, кора выветривания и т.д.
• Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
• Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
• Вещество космического происхождения.

 

 

 

 

Живое вещество в биосфере распределено неравномерно. Вернадский называл скопления живых организмов пленками и сгущениями.

 

• В океане -2 плёнки - поверхностная и донная.

   Сгущения - рифовые, саргассовые, рифтовые, прибрежные.

• На суше – сгущения - береговые, пойменные, влажные дождевые леса.

 

 

 

 

 

Пленки жизни  в океане – планктон и бентос

 

 

 

 

Рифтии животное типа погонофор. Обитает в области термальных источников рифтовой зоны (на глубине более 2 км). Длина тела этих животных достигает 1,5 м при толщине 4 см

 

 

 

 

Коралловые рифы

 

 

 

 

Саргассовые водоросли

 

 

 

 

Характеристики живого вещества биосферы

 

 

• 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».

 

 

 

 

 

• Живому свойственны:

 

• особый химический состав;
• рост и размножение;
• обмен веществ и энергии;
• раздражимость
• саморегуляция;
• негэнтропийность;
• дискретность;
• эволюция

 

 

 

 

 

Функции живого вещества биосферы

 

• Энергетическая - перенос энергии
• Концентрационная – поглощение и концентрация химических элементов
• Деструктивная – разложение органических и неорганических веществ
• Средообразующая – образование газов атмосферы, руд и других полезных ископаемых
• Транспортная – перенос вещества.

 

 

 

 

 

Правило экологической  пирамиды, или правило 10%:     с одного трофического уровня на другой переходит около 10% энергии, остальная рассеивается в пространстве в виде тепла.

 

Солнечная энергия

 

Перенос энергии в биосфере

 

 

 

 

Пищевые цепи и трофические уровни в океане и на суше. Различают пирамиды энергии, биомассы и численности.

 

 

 

 

Живые организмы: 

 

• Концентрируют химические элементы
• Осуществляют биохимические реакции
• Образуют отложения полезных ископаемых
• Осуществляют транспорт химических элементов (биогенная миграция атомов)

 

 

 

 

 

 

Диатомовые водоросли, хвощи концентрируют кремний

 

 

 

 

Разложение органики и неорганики

 

 

 

 

Анаэробные бактерии, образующие скопления цинка и меловые отложения. Преобразование среды.

 

 

 

 

Круговорот азота, перелёт саранчи  – транспорт вещества

 

 

 

 

Эволюция биосферы

 

• Более 3,5 млрд. лет назад появились первые прокариоты – гетеротрофы анаэробы
• Появились прокариоты – автотрофы: хемо- и фотосинтетики
• Их деятельность привела к отложениям железных и других руд и повышению содержания кислорода в биосфере, начал образовываться озоновый экран.

 

 

 

 

 

Затем…

 

• Появились аэробные прокариоты (переход от брожения к окислению)
• Около 1 миллиарда лет назад появились эукариоты (путём симбиоза)
• Появился митоз и мейоз, многоклеточность
• «Кембрийский взрыв» - появление в океане множества разнообразных видов – около 570 млн. лет назад

 

 

 

 

А потом…

 

• В силуре жизнь начала выходить на сушу, что связывают с защитным действием озонового экрана
• Эры сменяли одна другую, и в конце кайнозоя появился человек
• Человек стал важнейшим фактором, преобразующим биосферу

 

 

 

 

Человек стал очень важным фактором в развитии биосферы

 

Плохое

• Загрязнение всех сред жизни
• Истребление видов
• Разрушение биогеоценозов
• «Парниковый эффект»(?)
• Исчерпание природных ресурсов
• Разрушение озонового экрана(?)

 

Хорошее

• Сохранение редких видов
• Переработка отходов
• Энергосбережение
• Чистые источники энергии
• Биологические методы ведения сельского хозяйства
• Выработка экологического мышления

 

 

 

 

 

 

Как долго сможет биосфера выдерживать воздействия человека?

 

• Устойчивость биогеоценозов (способность возвращаться в исходное состояние после кратковременных воздействий) зависит от ряда факторов:
• Видового многообразия
• Разветвленности пищевых сетей
• Интенсивности круговорота вещества и энергии
• Продуктивности (прироста биомассы в единицу времени)

 

• Сукцессия – смена экосистем.

 

 

 

 

Пример неудачного вмешательства человека

 

 

 

 

это случилось на Борнео

ДДТ

 

Обрушение крыш, размножение крыс

 

Малярия

 

Доставка кошек на парашютах

 

 

 

 

Понятие „Ноосфера“ было предложено  профессором математики Сорбонны  Эдуардом Леруа (1870—1954), который  трактовал ее как „мыслящую“ оболочку, формирующуюся человеческим сознанием.

 

Э. Леруа подчёркивал, что пришёл  к этой идее совместно со  своим другом — крупнейшим  геологом и палеонтологом-эволюционистом  и католическим философом Пьером  Тейяром де Шарденом.

При этом Леруа и Шарден  основывались на лекциях по  геохимии, которые в 1922/1923 годах читал  в Сорбонне Владимир Иванович  Вернадский.

 

Ноосфера

 

 

 

 

Рис.1. Представление о пути к ноосферному сознанию  личности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как представляют ноосферу философы

 

 

 

 

?

 

 

 

 

Реакции человека на изменения в биосфере

 

• Изменение биосферы требует от человека постоянной адаптации к новым условиям

 

• Адаптационный синдром - совокупность приспособительных реакций, возникающих на фоне действия стрессорных раздражителей.

 

 

 

 

 

 

Стрессорные раздражители подразделяются  на:

 

психические раздражители (положительные и отрицательные);  
 
физические раздражители (температура и другие климатические факторы; чрезмерная физическая нагрузка или ее отсутствие);  
 
биологические раздражители (вирусы, бактерии и прочие паразиты).

 

 

 

 

 

Динамика адаптивной реакции

 

Г. Селье выделял 3 стадии общего адаптационного синдрома:

 

• 1 стадия - стадия напряжения и тревоги возникает в момент появления раздражителя;
• 2 стадия - стадия устойчивого равновесия;
• 3 стадия - стадия утомления и истощения.

 

 

 

 

По способности к адаптации людей подразделяют на:

 

«спринтеров»