Е. В. Атаева удк 808. 2 (072) Методические указания
 Скачать 170.5 Kb.
|
БиосфераЛюди издавна интересовались взаимоотношениями растений и животных со средой, в которой они живут, а также границами распространения жизни на нашей планете. Подмечали непрерывную связь живых организмов с «неживой» природой. Такие знания необходимы как основа правильного использования природных ресурсов. Поэтому начиная с XVII в. передовые ученые Б. Варениус, Ж.Б. Ламарк, А. Гумбольдт и др. пытались показать, что всё живое на Земле и его окружение – единое целое, все части которого тесно взаимосвязаны. Изменения в какой-либо из них всегда приводят к нарушению взаимоотношений между всеми частями. В 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс впервые назвал «биосферой» (от греч. bios – жизнь, sphaira – шар) геологическую оболочку Земли, где обитают живые организмы. Но только с 1926 г., когда вышла в свет замечательная книга В.И. Вернадского «Биосфера», это слово получило широкое распространение в науке. Учение В.И. Вернадского о биосфере заставило научный мир по-новому взглянуть на нашу Землю. Биосфера – это область распространения жизни на Земле. Живые организмы населяют всю гидросферу – до дна самых глубоких океанических впадин (более 11 км), нижние слои атмосферы до высоты 25 км, т.е. до озонового экрана, и верхние слои литосферы. В литосфере организмы с подземными водами могут опускаться на очень большие глубины – до 2 и более км. Биосфера с точки зрения физических процессов – открытая энергетическая система, со входом и выходом. Энергетический вход – это главным образом солнечная энергия. Она поглощается первичными продуцентами – автотрофами (зелеными растениями), которые производят органическое вещество. Это вещество (биомасса растительных организмов) – основа для существования всех основных групп организмов – гетеротрофов. Все живые организмы образуют гигантский биологический круговорот биосферы, который не вполне замкнут. На выходе из этого круговорота находятся минеральные соединения (CO2, H2O и др.), остающиеся после деятельности микроорганизмов-минерализаторов (деструкторов, или редуцентов, которые разлагают остатки живых организмов), а также не до конца разложенные остатки организмов, образующие за геологические периоды залежи каменного угля, ила, торфа и т.п. Биосфера, хотя и является единой, взаимосвязанной системой, в свою очередь состоит из биогеоценозов – небольших участков пространства с населяющими их живыми организмами, со своими энергетическими входами и выходами. На суше границы биогеоценоза обычно выделяют по характеру растительного покрова: изменение растительности маркирует почвенные, геохимические и другие границы. Размеры биогеоценозов различны: по горизонтали – от нескольких сотен квадратных метров до нескольких квадратных километров, а по вертикали – от нескольких сантиметров (на скальных породах) до нескольких сотен метров (в лесах). Между соседними биогеоценозами осуществляется обмен веществ в виде обмена газами, водными растворами, твердыми веществами (перенос частиц грунта ветром или водой), а также в своеобразной форме обмена «живого вещества», посредством миграции животных. Возникновение биосферы – результат сложного процесса эволюции всей планеты, развития живого вещества как планетарного явления. Биосфера возникла на Земле не менее 4,5 млрд. лет назад. На первых этапах эволюции атмосфера планеты содержала мало кислорода, но после возникновения и развития растений постепенно обогащалась кислородом, что послужило одним из условий для развития большинства групп животных. От одной геологической эпохи к другой структуры организмов усложнялись и совершенствовались. За «веком рыб» наступил «век земноводных», потом «век пресмыкающихся», в основном динозавров, и, наконец, «век млекопитающих и птиц». Последние тысячелетия главенствующее место в биосфере стал завоевывать человек. Человечество все более и более вторгается в жизнь биосферы, изменяя течение процессов биологического круговорота. Владимир Иванович ВернадскийС именем Владимира Ивановича Вернадского (1863 – 1945) связана целая эпоха в развитии естествознания и современного научного мировоззрения. Выдвигаемые им проблемы давали начало новым направлениям в науке, а его идеи становились теоретической базой разных отраслей знания. Исследователь широчайшего профиля, В.И. Вернадский был также одним из крупнейших организаторов науки. По его инициативе была организована Комиссия по изучению естественных производительных сил России, на основе которой впоследствии образовались самостоятельные научно-исследовательские учреждения. Он также являлся одним из инициаторов создания Комиссии по изучению вечной мерзлоты, организатором Международной комиссии по определению возраста пород радиоактивным методом и Комиссии по изотопам. Он был директором основанного им Государственного радиевого института, создателем и первым ректором Крымского университета. В творчестве Вернадского сплелись в один узел химия, геология и биология. Он стал основоположником биогеохимии, радиогеологии и учения о биосфере. Его исследования начались с минералогии. Ученый разработал методику научного поиска полезных ископаемых, определения абсолютного возраста горных пород. Величайшее значение имели его работы о строении силикатов и алюмосиликатов, составляющих большую часть земной коры. Вернадский также занимался изучением редких и рассеянных элементов, вел поиски месторождений радиоактивных минералов и проводил химические исследования радия и урана. Первым в России он стал применять спектральный метод в геохимических исследованиях. Однако ученого больше интересовали не столько предметы, сколько процессы. «Мне суждено сказать новое в учении о живом веществе. Это учение может оказать такое же влияние, как книга Дарвина», – писал Вернадский. До него понятие «биосфера» отождествлялось с пленкой жизни, ничтожно малой по сравнению с атмосферой, гидросферой или литосферой. В своей книге «Биосфера» Вернадский впервые показал, что живые организмы в биосфере не случайные гости, а часть закономерной организованности, результат эволюции нашей планеты. По учению В.И. Вернадского, биосфера – оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены прошлой и современной деятельностью живых организмов. Совокупность живых организмов в биосфере ученый назвал живым веществом. Трансформируя солнечное излучение, живое вещество вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот. В последние годы жизни Вернадский пришел к выдающемуся философскому открытию – идее перехода биосферы в ноосферу (от греч. noos – разум). Ученый писал, что под влиянием научных достижений и человеческого труда биосфера постепенно переходит в новое состояние – сферу разума. Вернадский предсказывал, что вторая половина ХХ века явится периодом иного, высшего понимания структуры природы и использования ее богатств на благо человека. Элементы ноосферы прослеживаются сегодня в совместном использовании человечеством околоземного космического пространства в мирных, научных целях, осуществлении крупных, глобальных проектов, направленных, например, на регулирование транснациональных переносов загрязняющих веществ, принятии различными государствами коллективных мер по предотвращению загрязнения Мирового океана и т.п. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере в наше время стало основой экологической стратегии человечества, от которой зависит его будущее. Задание 11. Прочитайте план и 3 текста о ферментах. Объедините материалы по плану и запишите сжатый вариант текста. Озаглавьте его. П л а н Определение ферментов. Значение ферментов. Свойства ферментов. Структура ферментов. Сущность ферментативной реакции. Использование ферментов в промышленности. Иммобилизованные ферменты. |