СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………….3 1. Теория Вернадского о биосфере………………………………………..4 2. Проблемы биосферы сегодня………………………………………….11 Заключение………………………………………………………………..15 Список использованной литературы……………………………………18 2 ВВЕДЕНИЕ Современно учение про биосферу создал и развил В.И.Вернадский. Его творческому таланту были свойственны не только глобальность мышления, а и выход за рамки экспериментальной науки. Президент Украинской академии наук, академик Петербургской АН, а потом АН СССР, член многочисленных академий, выдающийся природовед-мыслитель оставил нам целостное видение мира и задание человека, как в мире, так и во Вселенной. Родился он в Петербурге. Мать была украинкой, и корни рода Вернадских происходят от Запорожской Сечи. На всю жизнь ученый сохранил любовь к украинскому языку, культуры, истории и науке. В.И.Вернадский поучил блестящее образование. Он учился в Петербургском Университете в 80-х годах прошлого века, когда там преподавали великие ученые В.В.Довженко, Д.И.Менделеев, О.И.Войков, О.М.Бекетов. М.П.Вагнер и другие. Его методология отличалась впечатляющей широтой подхода к проблемам, человечества. Он призывал и других ученых не только сравнивать научное мировоззрение разных эпох, а и изучать структуру науки в совокупности с другими формами общественного сознания – философии, религии, искусства, даже с материальной практикой и социальными условиями жизни населения той эпохи. Мыслитель написал блестящие статьи про творчество Ломоносова, Канта, а в научных работах цитировал самых выдающихся ученых мира. Научный метод рассматривался им как важный, но не единый метод познания реальности.1 1 Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. – М.: 1988. 3 1. Теория Вернадского о биосфере В.И.Вернадский создал целый комплекс наук про Землю – от генетической минералогии до биохимии, радиологии, учения про биосферу. Он принципиально откинул старый биологический подход – исследования отдельно того или другого живого организма, а выдвинул на первое место понятие жизни как организованной совокупности живого вещества. Ученый подчеркивал, что вещество планеты образовывается в кругообороте «мертвое – живое – мертвое», что «биогенные породы» (то есть созданные живым веществом) составляют значительную часть ее массы (биосферы), «…идут далеко за грани биосферы…они преобразуются, теряя всякие следы жизни, в гранитную оболочку». «Геохимия доказывает неизбежность живого вещества для этого кругооборота всех элементов и тем самым ставит на научный грунт вопрос про космичность живого вещества», - писал он в монографии «Живое вещество», утверждая, что жизнь – такая же составляющая бытия, как материя и энергия. В.И.Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды. Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когданибудь была раньше”. В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития. Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и 4 подземные воды и т. д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу. Поскольку эволюция и возникновение новых видов предполагают существование своего начала, постольку закономерно возникает вопрос: а есть ли такое начало у жизни? Если есть, то где его искать – на Земле или в Космосе? Может ли возникнуть живое из неживого?2 Над этими вопросами на протяжении столетий задумывались многие религиозные деятели, представители искусства, философы и ученые. В.И.Вернадский подробно рассматривает наиболее интересные точки зрения, которые выдвигались выдающимися мыслителями разных эпох, и приходит к выводу, что никакого убедительного ответа на эти вопросы пока не существует. Сам он как ученый вначале придерживался эмпирического подхода к решению указанных вопросов, когда утверждал, что многочисленные попытки обнаружить в древних геологических слоях Земли следы присутствия каких-либо переходных форм жизни не увенчались успехом. Во всяком случае некоторые останки жизни были обнаружены даже в докембрийских слоях, насчитывающих 600 миллионов лет. Эти отрицательные результаты, по мнению В.И.Вернадского, дают возможность высказать предположение, что жизнь как материя и энергия существует во Вселенной вечно и поэтому не имеет своего начала. Но такое предположение есть не больше, чем эмпирическое обобщение, основанное на том, что следы живого вещества до сих пор не обнаружены в земных слоях. Чтобы стать научной гипотезой, оно должно быть согласовано с другими результатами научного познания, в том числе и с более широкими концепциями естествознания и философии. Во всяком случае нельзя не считаться со взглядами тех натуралистов и философов, которые защищали тезис о возникновении живой материи из неживой, а в настоящее время даже 2 Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: 1988. 5 выдвигают достаточно обоснованные гипотезы и модели происхождения жизни. В.И.Вернадский отнес к биосфере толщи земных оболочек, где не только существуют живые организмы, а и находятся вещества созданные в прошлом живой материей (торф, каменный уголь, осадочные породы). Он рассматривал биосферу не просто как пространственную категорию, а как сложную единую систему – оболочку, в которой живые существа пребывают в сложном взаимодействии, как и неживой природой (воздухом, водой, солнечной энергией), так и с собой и этим определяют химическое состояние внешней коры нашей планеты. Мыслитель определил грани биосферы, указав, что в нее входят вся гидросфера Земли, верхняя часть литосферы до глубины 2-3 км, где еще есть живые бактерии, и нижняя часть атмосферы. Он рассматривал биосферу как зону превращения этой космической энергии трансформаторами, которые в ней находятся. Много внимания в своих трудах В.И.Вернадский уделял зеленому веществу растений, то есть хлорофиллу, поскольку лишь он способен кристаллизировать лучевую энергию Солнца и с ее помощь создавать первичные органические соединения с углекислого газа, воздуха и водных веществ. Рассматривая объем и энергетические коэффициенты разных групп растительности, ученый пришел к выводу, что главными трансформаторами солнечной энергии в химическую энергию биосферы есть одноклеточные зеленые водоросли океана, которые очень быстро размножаются. Значительную роль в этом процессе играют также лесы тропического пояса. Вот поэтому интенсивное вырубание тропических лесов в Северной Америке, Африке и Индонезии, загрязнение океана, что угнетает рост водорослей, является крайне неблагоприятными факторами, что нарушает экологическое равновесие биосферы в конце XX столетия. В.И.Вернадский обобщил и расширил проблему пространства – времени на пространство и время живой материи. Мыслитель подходил к исследованию пространства – 6 времени как к явлению, которое имеет строение, то есть структуру, подчеркивая, что это явление не только структурно, а и физически имеет разные состояния. Он настаивал на значительных отличиях, которые существую между временем, которое измеряется внутри живых организмов, и временем «косной» (неживой) материи. В течение десятков лет ученый исследовал роль человека в перестройки поверхности Земли. Изучая минералогию, он заинтересовался масштабами технической деятельности человечества в добычи из недр Земли разных минералов и руд, их переработки, получения человеком новых, неизвестных в природе в первозданном виде, металлов и химических соединений. Он пришел к выводу, что масштабы человеческой деятельности возрастают и их можно сравнить с масштабами природных геологических явлений. Уже в ранних трудах В.И.Вернадский писал, что техническая деятельность человечества являет собой процесс, наложенный на природные процессы, потому что он чужой им и противоприродный. В более поздних трудах мыслитель утверждал, что эволюционное появление человека и развитие ручной мысли – это также природный процесс, как все в окружающем мире. А отсюда – его вывод про то, что научная мысль человечества должна развиваться соответственно с законами природы, а не противопоставляя себя им. В работе «Автотрофность человечества», впервые опубликованной в 1995 году в Париже, ученый впервые написал про то, что в биосфере существует большая геологическая, возможно доже космическая, сила. Она не является проявлением энергии или формой, однако влияние ее на течение земных энергетических явлений – «глубокое и сильное, и должно иметь отпечаток, хоть и менее сильный, но, безусловно, и вне земной коры, в бытии самой планеты». Эта сила – «разум человека, направленная и организованная воля как существа общественности». В.И.Вернадский не только подчеркивал мощь влияния человеческого общества на среду, а и делал ударение: «Оно одно изменяет в новый способ и с нарастающей скоростью структуру самих 7 основ биосферы. Оно становится все больше независимым от других форм жизни и эволюционирует до нового жизненного проявления»3. Мыслитель настаивал на неразрывности связи человека с живым веществом планеты, с совокупностью организмов, которые одновременно существуют с ним или существовали до него, и, прежде всего, происхождением. Ученый ориентировочно подсчитал количество количество поколений (более 200), которые заменяли одно другое от времени рождения в человеческом обществе больших конструкций религии, философии и науки. «Несколько сот поколений отделяют нас от эпохи, когда появились первые зачатки человеческого искусства, музыки, мифов и магии, из которых выросли религии, наука, философия … Но происхождение человека кроется в еще более отдаленных странах времени … Хоть как далеко заходила б наша мысль или наши научные исследования в геологическое прошлое земли, мы констатируем то самое явление существования в земной коре единой целостной жизни». Следует отдать должное правдивости ученого – он сознался в том, что происхождение человека на Земле было самой глубокой космической тайной для эллинов и такой самой тайной осталось для нас. Одновременно он разделял принцип флорентийского натуралиста Ф.Реди, который утверждал, что любой живой организм происходит от другого живого организма. А поэтому Вернадский не соглашался с утверждением, будто живой организм зародился в земной коре благодаря изменениям «косной» материи. Он настаивал на том, что с позиций науки мы не можем рассматривать жизнь иначе, как явление, которое существует непрерывно от наидавнейших геологических эпох, и живое вещество в течение всего времени эволюции была резко отделено от «косной» материи. «… очевидно, - писал Вернадский, - жизнь не является простым исключительно земным явлением, но, насколько принцип Реди отвечает реальности, должна рассматриваться как космическое явление истории нашей планеты. А также очевидно, что монолит жизни в целом не является простым соединением 3 Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.:2000. 8 отдельных элементов, организованностью, случайно части собранных, которой но имеют являются функции, сложной которые взаимодополняют друг друга и помогают друг другу». Ученый подчеркивал неразрывность связи человека с жизнью вех живых существ еще и по причине питания. Человек вынуждены на нынешнем этапе своей эволюции поддерживать свое физическое существование с помощью освоения других организмов или продуктов их жизнедеятельности. Человек вынужден уничтожать другие существа, он гибнет, если не находит в земной коре других земных существ, которыми мог бы питаться. Зависимость человека от живого целого благодаря ее питанию определяет все ее существование. «Смена режима – в случае, если бы это случилось – имела б серьезные последствия… Проблемы питания и производства следует пересмотреть. Вследствие этого обязательно настанет переворот в самих социальных принципах, что управляют общественным мнением». Когда Вернадский писал про смену режима питания человека, которая является гетрофной, он, прежде всего, имел ввиду, что «… это, прежде всего, - развитие науки, которая стремиться найти новые формы энергии в мире и создать большие химические синтезы органического вещества». Вернадский тут же подчеркивает, что средств, которыми пользуются наука, очень мало, но со свойственным ему оптимизмом надеется на новые методы исследования, поскольку «… нет силы на земле, которая могла бы сдерживать человеческий разум в его стремлении, когда он постигнул, как в данном случае, значение истин, раскрывающихся перед ним… Пользуясь непосредственно энергией Солнца, человек овладевает источником энергии зеленых растений, той ее формой, которой она сейчас пользуется для своей еды и топлива». Ученый был убежден в закономерном характере возникновения ноосферы: «Взрыв научной мысли в XX веке подготовленный всем прошлым биосферы и имеет глубокие корни в ее строении. Он не может остановиться и 9 пойти назад. Он может разве что замедлиться в своем темпе…Биосфера неизбежно перейдет, так или иначе, рано или поздно, в ноосферу». Одновременно В.И.Вернадский хорошо понимал, что человечество находится лишь на подступах к ноосфере. Он неоднократно отмечал, что усиленное влияние человека на биосферу производит к уничтожению многих видов, к изменению количества соотношений между другими видами. Природные экосистемы заменяются культурными, а в тех, что остались, перестраиваются биотические связи, упрощается структура трофических цепей. Но факторы органической эволюции не перестают действовать, а проявляются на каждой территории, где существует человек. При этом процессы борьбы за существование и природного отбора набирают специфические черты в культурных экосистемах. И особенно большие изменения происходят в масштабе всей планеты, что характерно для нынешнего этапа развития биосферы в конце XX века. «Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может – должен – мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи, государства, союзов, а и в планетарном аспекте. Он, как все живое, может мыслить и действовать в планетарном аспекте только в околице жизни – биосфере, в определенной земной оболочке, из которой он неразрывно закономерно связан, и выйти из которой не может. Его существование является его функцией. Он несет ее повсюду. Он ее неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет». В.И.Вернадский верил в то, что жизнь на Земле исчезнуть не может, а человечество как могучая геологическая сила способна перестроить биосферу в интересах человечества как единого целого. 10 2. Проблемы биосферы сегодня Ресурсы дикой природы дают человеку всевозможные экономические выгоды, они служат источниками пищи, топлива, бумаги, ткани, кожи, лекарств и всего остального, что использует человек в своей деятельности. Кроме того, многие дикие виды имеют еще и эстетическую ценность и создают условия для отдыха. Однако их наибольшим вкладом является поддержание “здоровья" и целостности экосистем мира. Многие люди считают, что природу необходимо охранять только из-за ее реальной или потенциальной пользы для людей, - этот подход называют антропоцентрическим (с “человеком в центре”) взглядом на мир. Некоторые люди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, что недостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как человек не более важен, чем другие виды на земле. “У человека нет превосходства над другими видами, ибо все есть суета сует” - считают они. Другие придерживаются экоцентрического (центр-экосистема) взгляда и полагают, что оправданы только те действия, которые направлены на поддержание систем жизнеобеспечения земли. По меньшей мере 94% из примерно полумиллиарда различных видов, которые жили на земле, исчезли или эволюционировали в новые виды. Массовое вымирание в далеком прошлом происходило в результате неизвестных природных причин. Однако с тех пор, как 10 000 лет назад зародилось земледелие, в результате человеческой деятельности скорость исчезновения видов возросла в миллионы раз и предполагается, что такая тенденция сохранится в ближайшие десятилетия. Виды, которые могут вскоре исчезнуть, классифицируются как виды, подвергающиеся опасности исчезновения, а те, которые, вероятно, будут подвергаться опасности, классифицируются как виды, находящиеся под угрозой исчезновения. 11 Основными, связанными с деятельностью человека факторами, которые способны подвергнуть виды угрозе, опасности или исчезновению, являются: уничтожение или нарушение мест обитания; промысловая охота; контролирование вредителей и хищников для защиты домашнего скота, сельскохозяйственных культур и для охоты; разведение в качестве домашних животных, декоративных растений, для медицинских исследований и для зоопарков; загрязнение; случайная или намеренная интродукция конкурирующих или хищных видов в экосистемы; рост населения. Ряд видов обладает природными особенностями, которые в большей степени способствуют их исчезновению в результате деятельности человека и природных катастроф, чем другие виды. Это: медленная скорость размножения, крупный размер, ограниченные или особые районы гнездования или размножения, особые привычки питания, установленные способы миграции и определенный тип поведения. Для охраны подвергающихся опасности и угрозе вымирания диких видов и для предотвращения опасности, которой могут подвергнуться другие виды, используются три основные стратегии: принятие соглашений, законов и создание заповедников; использование генных банков, зоопарков, исследовательских центров, ботанических садов и аквариумов для сохранения небольшого количества диких животных; охрана и защита разнообразия уникальных и типичных экосистем во всем мире. Менеджмент диких животных подразумевает регулирование популяций диких видов и их мест обитания для пользы человека, 12 благополучия других видов и для охраны подвергающихся опасности или угрозе вымирания видов. Для достижения этих часто противоречивых целей используются три подхода: охрана относительно ненарушенных областей от наносящей вред человеческой деятельности; регулирование численности популяций, растительности в местах обитания и запасов воды для поддержания видового разнообразия территории; регулирование размеров популяций, растительности в местах обитания и запасов воды на конкретной территории для благополучия отдельного вида. В большинстве развитых стран популяции охотничьих животных регулируются законами, которые определяют способ и время спортивной охоты на определенные виды. Менеджмент водоплавающих перелетных птиц может осуществляться посредством: охраны существующих мест обитания на лугах и заболоченных участках в районах их летних и зимних гнездований и вдоль путей миграции; создания новых мест обитания; регулирования охоты. Для регулирования популяций ценных промысловых и представляющих интерес для спортивной рыбной ловли пресноводных и морских видов рыб также используются законы и постановления. Однако многие важные промысловые виды морских рыб и китов добывались в интересах краткосрочной экономической выгоды до тех пор, пока они не стали столь малочисленны, что ловить их стало невыгодно. В настоящее время ведутся разработки новых, более эффективных способов управления популяциями животных, делаются попытки оградить дикую природу от антропогенного воздействия, или хотя бы свести это 13 воздействие к минимуму, при котором популяции животных перестали бы уменьшаться.4 4 Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.:2000. 14 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В заключении мне хотелось бы проанализировать выводы из учения о биосфере: 1. первым выводом из данного учения является принцип целостности биосферы. Здесь можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе, как о едином целом в механизме биосферы. Строение Земли, по Вернадскому, есть согласованный в своих частях механизм. Узкие пределы существования жизни - физические постоянные, уровни радиации и т.п.- подтверждают это. Как будто кто-то создал такую среду, чтобы жизнь стала возможна. 2. с принципом целостности биосферы и неразрывной связи в ней живых и косных компонентов связан и принцип гармонии биосферы и её организованности. В биосфере, по Вернадскому, «всё учитывается и всё приспосабливается с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии». 3. роль живого в эволюции Земли. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем организмы взятые в целом. Все минералы непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни. Лик Земли как небесного тела фактически сформирован жизнью. 4. космическая роль биосферы в трансформации энергии. Можно рассматривать всю эту часть живой природы как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли. 15 5. растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии. Живое вещество, подобно газам, растекается по земной поверхности в соответствие с правилом инерции. 6. понятие автотрофности. Автотрофными называют организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в биосфере из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования этих зеленых автотрофных организмов определяется прежде всего областью проникновения солнечных лучей. 7. космическая энергия вызывает давление жизни, которая достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества. 8. формы нахождения химических элементов: 1) горные породы и минералы; 2) магмы; 3) рассеянные элементы; 4)живое вещество. Закон бережливости использования живым веществом простых химических тел: раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний, и организм вводит в себя только необходимое количество элементов. 9. жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности. 10. биосфера в своих основных чертах представляет один и тот же химический аппарат самых древних геологических периодов. Жизнь оставалась в течении геологического времени постоянной, менялась только ее форма. 11. повсеместная распространенность жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени. 12. постоянство количества живого вещества в биосфере. 16 13. всякая система достигает устойчивого равновесия, когда ее свободная энергия равняется или приближается к нулю, т.е. когда вся возможная в условиях системы работа произведена. 17 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ален Р.Д. Наука о жизни. – М.: 1981. 2. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. – М.: 1988. 3. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: 1988. 4. Лаппо А.В. Следы белых биосфер. – М.: 1979. 5. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.:2000. 18
