Контрольная работа по "Концепции современного естествознания"

В ХХ веке изменилось место  биологии в системе наук, отношения  биологии с практикой. Биология постепенно становится лидером естествознания. Формами выражения этих тенденций  являются следующие процессы:

укрепление связи биологии, с одной стороны, с точными, с  другой – с гуманитарными науками;

развитие комплексных  и междисциплинарных исследований;

увеличение каналов взаимосвязи, с одной стороны, с теоретическим  познанием, с другой – со сферой практической деятельности, и прежде всего с глобальными проблемами современности;

явное участие запросов практики в актуализации тех или иных проблем  биологического познания; непосредственным основанием исследовательской деятельности в биологии все в большей степени выступают прямые практические потребности, интересы и запросы общества.

кроме того – непосредственно  программирующая роль биологии по отношению  к аграрной, медицинской, экологической  и другим видам практической деятельности;

возрастание ответственности  ученых-биологов за судьбы человечества (прежде всего в связи с перспективами  генной инженерии);

непосредственное проявление гуманистического начала биологического познания; широкое внедрение ценностных подходов и др.;

все в большей мере становится ясно, что логика биологического познания будет в будущем непосредственно задаваться потребностями практического преобразования природы, развития общественных отношений и интересов людей.

В конце ХХ века заметно  преобразовываются методологическая и мировоззренческая функции  биологии. Мировоззренческая нацеленность биологии, ориентированность ее результатов  на конкретизацию наших представлений  об отношении “человек – мир (человека)”  реализуется в двух направлениях:

1) на человека, на выявление  взаимосвязей биологического к  социального в человеке; на функционирование  биологического в общественном (социуме). Человек становится непосредственной  исходной “точкой отсчета” биологической  науки, от него, для него и  на него будет непосредственно  ориентировано познание живого. Это направление развивается  в контексте взаимосвязи биологического  и социального познания; историческим  пьедесталом здесь выступает  процесс антропосоциогенеза, выявление  биологических предпосылок становления  человека и общества;

2) на мир, на выявление  закономерностей включенности живого  в эволюцию Вселенной, перспектив  биологического мира в развитии  мира космического. Это направление  раскрывается прежде всего через  взаимосвязь биологических и  астрономических наук.

Вопрос 10. Биосфера, ее эволюция, пределы устойчивости.

     Под биосферой понимают тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера находится на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы, располагаясь в диапазоне от 11 км в глубь Земли до 33 км над Землей. Живые организмы, включающие в себя все известные химические элементы, в процессе жизнедеятельности осуществляют превращение энергии. Все живое разделено на пять царств: бактерии, водоросли, грибы, растения и животные.

Современная наука  считает, что примерно 1 млрд лет  назад произошло разделение живых существ на царства растений и животных. Различия между ними можно разделить на три группы: 1) по структуре клеток и их способности к росту; 2) по способу питания; 3) по способности к движению. У животных клеток есть центриоли, но нет хлорофилла и клеточной стенки, мешающей изменению формы. Большинство растений необходимые для жизни вещества получают в результате поглощения минеральных соединений. Животные питаются готовыми органическими соединениями, которые создают растения в процессе фотосинтеза. Классификация растений и животных построена в соответствии с их отличительными признаками. Основной структурной единицей был признан вид, а более высокие уровни составили последовательно род, отряд, класс.

На Земле существует 500 тыс. видов растений и 1,5 млн видов  животных, в том числе позвоночных  — 70 тыс., птиц 16 тыс., млекопитающих  — 12 540 видов. Подобная систематизация различных форм жизни создала  предпосылки для изучения живого вещества как целого, что впервые  осуществил выдающийся русский ученый Владимир Иванович Вернадский в своем  учении о биосфере. Основные выводы учения Вернадского о биосфере сводятся к следующему:

1.Принцип целостности утверждает, что биосфера, жизнь существуют как единое целое. Жизнь является необходимой и закономерной частью стройного космического механизма.

2.Принцип гармонии биосферы заключается в ее организованности, стройности, неразрывной связи в ней живых и неживых компонентов.

3.Принцип значительности роли живого в эволюции Земли утверждает, что на земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей и более могущественной по своим конечным последствиям, чем организмы, взятые в целом. Облик Земли как небесного тела фактически сформирован жизнью.

4.Основная роль биосферы состоит в трансформации солнечной энергии в действенную энергию Земли. Космическая энергия вызывает развитие жизни, которое достигается размножением.

5.Правило инерции заключается в распространении жизни по земной поверхности из-за проявления ее геохимической энергии. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные.

6.Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел утверждает, что раз вошедший в организм элемент проходит длинный ряд состояний и при этом организм вводит в себя только необходимое количество элементов.

7.Пределы жизни определяются физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Например, интервал температуры жизни в 430° (от -250 °С до +180 °С) является предельным тепловым полем.

8. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.

Биосфера, по В. И. Вернадскому, - это организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью. Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. Биосфера - не просто одна из существующих оболочек Земли, подобно литосфере, гидросфере или атмосфере. Основное отличие биосферы состоит в том, что она - организованная оболочка. Быть живым - значит быть организованным, отмечал В. И. Вернадский, и в этом состоит суть понятия биосферы как организованной оболочки Земли.

По В. И. Вернадскому, вещество биосферы разнородно по своему физико-химическому  составу, а именно:

1. живое вещество - совокупность живых организмов;
2. биогенное вещество - непрерывный биогенный поток атомов из живого вещества в косвенное вещество биосферы и обратно;
3. косное вещество (атмосфера, газы, горные породы и пр.);
4. биокосное вещество, например почвы, илы, поверхностные воды, сама биосфера, т. е. сложные закономерные косно-живые структуры;
5. радиоактивное вещество;
6. рассеянные атомы;
7. вещество космического происхождения.

Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в  их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы  встречаются относительно редко. Жизнь  сосредоточена главным образом  на поверхности Земли, в почве  и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43 • 10¹²т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и на 0,8% — животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов — 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03 10¹², или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле. В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов — беспозвоночные и только 4% — позвоночные, из которых десятая часть — млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы. Кроме растений и животных В. И. Вернадский включает в понятие "живое вещество" и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальные живые существа.

Жизнь на Земле ныне полностью  зависит от фотосинтеза. Фиксируя энергию  солнечного света в продуктах  фотосинтеза, растения выполняют космическую  роль энергетического очага на Земле. Под фотосинтезом понимается превращение  зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами при участии энергии  света и поглощающих свет пигментов (хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, углекислого газа и минеральных  элементов) в сложные органические вещества, необходимые для жизнедеятельности  всех организмов. Ежегодно растения образуют до 100 млрд т органических веществ  и фиксируют 9 • 10²⁰ Дж энергии солнечной радиации. При этом растения усваивают из атмосферы до 170 млрд т углекислого газа и разлагают до 130 млрд т воды, выделяя до 115 млрд т свободного кислорода.

Таким образом, все биотические  компоненты экосистемы разделены на три основные группы: продуценты (зеленые растения и организмы, могущие использовать химическую энергию, — хемосинтетики), консументы, или потребители (могут быть нескольких трофических уровней), и редуценты, или разрушители (организмы, преобразующие, минерализующие органику и тем самым замыкающие биологический круговорот). Все живые организмы, так или иначе используя друг друга, образуют гигантский биологический круговорот биосферы. Этот круговорот не полностью замкнут: кроме энергетического входа (солнечная энергия) он имеет и выход — часть отмирающего органического вещества после разложения микроорганизмами-минерализаторами может попадать в водные растворы и откладываться в виде осадочных пород, а другая часть образует отложения таких биогенных пород, как каменный уголь, торф, сапропель и т. п.

В этом большом биогеохимическом круговороте вещества и энергии  выделяется целый ряд более частных  круговоротов веществ — воды, углерода, кислорода, азота, серы, фосфора и  др., в ходе которых происходит обмен  химических элементов между живыми организмами и неорганической средой. Существование этих биогеохимических круговоротов определяет облик современных  экосистем, устойчивость и саморегуляцию  биосферы в целом. Поэтому как  бы сложны и многообразны ни были проявления жизни на Земле, все формы жизни  связаны между собой через  круговорот вещества и энергии.

В этой связи можно выделить три этапа эволюции биосферы.

Первый этап - возникновение биотического круговорота, означавшего формирование биосферы.

Второй этап - усложнение жизни на планете, обусловленное появлением многоклеточных организмов.

Третий этап - формирование человеческого общества, оказывающего своей хозяйственно-экономической деятельностью все большее влияние на эволюцию биосферы (ноосфера).

 

Список используемых источников

1. Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. «Концепции современного естествознания», Москва «Высшая школа» 1998 г.
2. Рузавин Г.И. «Концепции современного естествознания»  Москва, 2000
3. Гусейханов М.К., Раджабов «Концепции современного естествознания» Москва, 2005
4. Использованы источники сайта http:// www.biometrica.tomsk.ru