Биосфера как глобальная экосистема

 

8. Как развивалась  биосфера: пять экологических катастроф

С тех пор, как основатели современной палеонтологии  открыли, что окаменелые осадки позволяют  прочесть путь развития жизни, мы узнали, что органический мир на Земле  не один раз переживал трагические  события, приводившие почти к  полному уничтожению жизни на планете. За последние 500 млн лет  Земля несколько раз неожиданно оказывалась тяжело больной, а однажды- это было 250 млн лет назад- жизнь  на Земле почти прекратилась.

Специалисты выделяют пять крупнейших катастроф, которые пережила биосфера: каменноугольный период, пермский период, триас, юрский период, меловой период. Каждая из катастроф приводила к развитию живого вещества: более полному приспособлению к окружающей среде; появлению большего числа видов; проникновению их в новые условия обитания.

 При каждой  катастрофе, происходившей в биосфере, наряду с массой поверженных видов мы видим и победителей. Вначале их очень мало, н они умели «пожинать» плоды своей победы, заполняя себе подобными освободившееся пространство. Однако ни один новый вид нельзя упрекнуть в том, что он причастен к самой катастрофе ради процветания своего вида или семейства. Катаклизмы происходили по космическим или чисто земным причинам вследствие особенностей развития живой материи, когда одни её части угнетали или вовсе стирали с лица планеты другие, не сумевшие приспособиться к изменившимся природным условиям.

Развитие  живого вещества биосферы- повышение  уровня его организации и степени  приспособленности к окружающей среде происходило через катастрофы- резкие изменения абиотической среды. Противоречия между сложившимися абиотическими  и биотическими компонентами биосферы при резких для геологического времени  изменениях среды разрешалось всякий раз за счет разнообразия и изменчивости живого вещества биосферы. Живое вещество всякий раз сохраняло жизнь в  биосфере за счет выживания более приспособленных видов.

 

9.Устойчивость  биосферы

Богатство живого мира издревле увлекало и восхищало  человека. Мореплаватели и купцы  миссионеры и авантюристы, путешественники  и лекари, а затем и ученые привозили  домой образцы удивительных растений и животных из всех стран мира. Немалым  был объем естественнонаучных знаний уже в древнейших цивилизациях Нила, Двуречья, Индии и Китая.

Разнообразие  видов не исчерпывает всего биологического разнообразия. В рамках каждого вида его популяции и особи, в том  числе и люди, различаются генетически  в гораздо большей степени, чем  думали раньше. Два случайно выбранных  человека будут различаться по сотням, а возможно, и тысячам различий в хромосомах. Подобные различия очень  важны, многие из них связаны с  чувствительностью к изменению  параметров среды, определяют приспособляемость  или даже возможность выживания  отдельных организмов, напоминая, что  естественный отбор продолжается.

Каким образом  биологическое разнообразие обеспечивает устойчивость биосферы? Ответ прост: через множество взаимосвязей и  взаимодействий, как между собой, так и с косвенным веществом. В биосфере имеется большой набор  процессов регулирования с обратной связью и, как следствие, набор циклических процессов, позволяющих ей компенсировать изменяющиеся условия. Поэтому биосфера сравнительно легко справляется с задачами автоматического регулирования необходимых ей условий жизни.

Стабильность  глобальной экосистемы обеспечивается избыточностью её функциональных компонентов. Если в экосистеме имеется несколько  видов автотрофов, каждый из которых  имеет свои оптимальные температурные  условия фотосинтеза, то суммарная  скорость фотосинтеза может остаться неизменной при колебаниях температуры.

Приспособляемость биосферы к изменению внешних  условий- упорядоченный процесс, в  котором один вид может замещаться другим, и вто же время-это поток сдвигающихся динамических равновесий. Биологическое разнообразие биосферы обеспечивает непрерывный биохимический круговорот вещества и потоки энергии, поддерживая связи всех геосфер: атмосферы, литосферы, гидросферы, создавая целостность природной среды.

 

10. Биосфера  и человек: экологическая опасность

Мир уже знает  о грозящей ему опасности. И на сей раз известно живое существо, повинное в приближающейся катастрофе, - африканский примат, который за 5 млн лет сильно размножился и  теперь нарушает равновесие в биосфере. Этот нарушитель- человек. Его появлению  предшествовал длительный период, в  котором возникали, эволюционировали, уступали место одни другим предки Homosapiens- гоминиды. Они развивались и жили в общем потоке жизни, были его участниками и обладали целым рядом потребностей и инстинктов, абсолютно необходимых для жизни и эволюции. Всё это делало поток жизни, с одной стороны, целостным, легко ранимым в отдельных звеньях, а с другой – хорошо самозащищенным и защищаемым системой.

Прошли тысячелетия, возникали и гибли великие  цивилизации, созданные человеком. Все великолепие современной  цивилизации- обилие и разнообразие товаров, транспорт, космические полеты, возможность огромному количеству людей заниматься наукой, искусством, наконец, обеспеченная старость – все  это следствие того огромного  количества искусственной энергии, которое стало теперь производить  человечество. Мы живем не энергией Солнца, как растения и животные, а расходуем запасы углеродов- нефти, угля, газа, сланцев, которые накоплены  прошлыми биосферами за сотни миллионов лет.

Но что  при этом происходит с тепловым балансом планеты? Искусственная энергия  рассеивается и идет на нагревание Земли, её тверди, океана, атмосферы. Наступит время, когда искусственная энергия начнет сказываться на структуре теплового баланса планеты.

Таким образом, распространенное представление о  том, что увеличение количества производимой людьми энергии всегда благо, также  требует пересмотра: увеличение средних  температур планеты на 4-5 градусов грозит человечеству экологической катастрофой. И здесь есть черта, переступать которую нельзя.

Предсказать заранее даже в самых общих  чертах результаты такого потепления совсем не просто. При повышении  средней температуры уменьшается  перепад температур между экватором  и полюсом. А это- главный двигатель, благодаря которому происходит движение атмосферы, переносящее тепло от экваториальных зон к полярным. Если увеличивается перепад температур, то и интенсивность атмосферной циркуляции увеличивается. Если уменьшается- циркуляция атмосферы делается более вялой, уменьшается влагоперенос. Значит, засушливые зоны становятся еще более засушливыми, продуктивность биоты падает.

Еще в прошлом  веке известный географ, климатолог, геофизик профессор А. И.Войков, основатель первой геофизической обсерватории в России, сформулировал известный  закон: тепло на Севере- сухо на Юге. Этот закон, который носит теперь название закона Войкова, подытоживает многолетние наблюдения. Всякий раз, когда в ходе циклического изменения средних температур на Севере начинает теплеть, в Заволжье, Казахстане и других районах юго- востока Евразии увеличивается количество засушливых лет. Особенно чутко откликается на изменение количества осадков растительность пустынь и полупустынь.

Человек ищет способы ограничить свое пагубное воздействие  на природу, потому что осознал свою зависимость от состояния биосферы. Люди поняли, что их деятельность должна коренным образом измениться и соответствовать  природным законам биосферы, в  границах которых только и может  протекать всякая жизнедеятельность.

Мы проследили лишь одно явление, которое подтверждает, что человек теперь способен очень  легко переступить ту «роковую черту», ту грань, за которой начнутся необратимые  процессы изменения условий его  существования. Биосфера начнет переходить в новое состояние, и места  для человека в её новом состоянии  может не оказаться. Вот почему человечество должно быть способным предвидеть результаты своих действий и знать, где проходит «запретная черта», отделяющая возможность дальнейшего развития цивилизации от её более или менее быстрого угасания.

 

11. Человек  должен сохранить разнообразие биосферы

Каждый биологический  вид (и человек тут не исключение) может жить в довольно узких рамках той среды, к которой он генетически приспособлен. Если среда жизни изменяется быстрее, чем может наступить адаптация или переформирование вида в новое образование, организм неизбежно вымирает.

Покров живого вещества на планете резко меняется. Он сжимается подобно бальзаковской  шагреневой коже. Да и сама кожа истончается, даже в чисто механическом смысле- исчезают леса, идет деградация черноземов и т. п. Из-под ног человечества уходит фундамент как непосредственной среды его жизни, так и экономического развития.

В настоящее  время процесс обеднения живого вещества, исчезновения видов живого идет в десять, а в некоторых  случаях и в сто раз интенсивнее, чем шло 65 миллионов лет назад  вымирание динозавров. Виды не просто исчезают, меняется вся структура  живого вещества. Крупные животные и растения сменяются более мелкими: копытные- грызунами, грызуны- растительноядными насекомыми.

Потери в  составе живого вещества могут привести к авральному разрушению биогеохимической системы планеты Глобальное искажение  биогеохимических циклов грозит тем, что  природа станет иной, не той, к которой  приспособлено современное хозяйство. Понадобится грандиозная перестройка. Потомкам в результате нынешних воздействий  человека грозит природно- ресурсная  нищета, истощение естественных ресурсов.

Человечество  должно сохранить биологическое  разнообразие биосферы, так как его  сокращение ведет к нарушению  биосферных процессов, к катастрофическим изменениям условий жизни на планете.

 

12. Заключение

Человечество  осознало, как мала наша Земля, поняло, что вмешиваться в процессы, протекающие  в природе, нужно крайне осторожно.

Наша планета  уникальна, потому что на ней есть жизнь. Жизнь пронизывает не только водную и воздушную стихии, но и  земную твердь. Жизнь а Земле представлена живым веществом, которое образовано миллионами видов и миллиардами  особей. Живое вещество, все биологическое  разнообразие Земли защищено от космических  лучей геомагнитным полем и озоновым экраном. Все формы и проявления жизни не существуют сами по себе, они  связаны сложными взаимоотношениями  в единый комплекс жизни- глобальную экосистему (биосферу). Эти взаимоотношения  и связи в живой природе  удивительны! Каждая группа родственных  видов, образующих царство, выполняет  определенную роль в круговороте  веществ: создание, преобразование, разрушение органических веществ.

Основным  источником энергии в биосфере является Солнце. Биогенный круговорот веществ  не дает прерваться жизни на планете  Земля. Живые существа биосферы преобразовали  химический состав воздуха, воды, почвы, определили и их современный состав, повлияли на формирование минералов  и горных пород, на рельеф Земли. Биосфера- среда жизни и результат жизнедеятельности.

Одна из главных  задач ХХ1 века, в решение которой  существенный вклад должна внести экология, - это достижение гармонии между  человеком и природой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература 

 

 

1.  Бродский  А.К. Краткий курс общей экологии: Учеб.пособие.-СПб., 2001.

2.  Владимиров  В.А., Измалков В.И. Катастрофы и экология.- М.,2000.

3.  Данилов-  Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический  вызов и устойчивое развитие. – М., 2000.

4.  Мамедов  Н.М. Основы общей экологии: Учебник.-М.,1998.

5.  Общая  экология: Учебник для вузов/ автор-составитель А.С.Степановских /.- М., 2001.

6.  Окружающая  среда: энциклопедический словарь- справочник:-Т.1.-М.,1999.

7.  Хван  Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности. -

Ростов н/Д., 2001