Биосфера и ее эволюция, учение о биосфере. Общие закономерности организации биосферы. Онтогенез и филогенез

Лекция 2. Биосфера и ее эволюция, учение о биосфере

Общие закономерности организации биосферы

Вопросы для самостоятельной работы

1.  Современный состав атмосферного воздуха, какой из инертных газов входит в его состав

2.  Прокариоты и эукариоты

3.  Аэробы, анаэробы

4.  Круговорот воды

5.  Соленость воды

6.  Онтогенез и филогенез

7.  Сообщества, экосистемы

План

1.  Эволюция биосферы

2.  Учение о биосфере

2.1  Уровни организации живого

2.2  Свойства живого

2.3  Закон о биогенной миграции

2.4  Эмпирические обобщения Вернадского

2.5  Основные положения учения о биосфере

3.  Основные функции живого вещества биосферы

4.  Границы Биосферы

4.1.  Условия, определяющие поле существования жизни,

4.2.  Распределение биомассы организмов Земли

4.3.  Структура биосферы

Термин «биосфера» (от греч. «биос» – жизнь, «сферо» – шар) ввел австрийсий геолог Зюсс в 1875 г.

Биосфера – сфера занятая жизнью, область существования живых организмов

Эволюция (развитие) биосферы состоит из двух фаз:

Добиотическая (химическая) эволюция (4,5-3,5 млрд. лет)

1.  Образование планеты и ее атмосферы, формируемой выбросами остывающей коры и вулканическими извержениями (водород, азот, метан, аммиак, диоксид серы, сероводород, инертные газы, оксид углерода, пары воды).

2.  Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере, за счет постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появление жидкой воды, формирование круговорота воды, водная миграция элементов. Появление органических кислот и других циклических соединений.

3.  Образование сложных органических веществ и систем (рис. 1.) в процессе конденсации и полимеризации за счет энергетических импульсов (ультрофиолетовое излучение, радиоактивность, электрические разряды).

Биотическая эволюция (развитие биосферы)

Рис. 1. Переход химической эволюции в биотическую

В создании учения о биосфере большой вклад внесли многими русские и зарубежные ученые 19, 20 веков, но развито и оно было В.И. Вернадским.

Значение учения для жизни о биосфере определяется тем, что биосфера представляет собой высший уровень взаимодействия живого и неживого. Но выводы Вернадского справедливы для всех экосистем и являются обобщением знаний о развитии нашей планеты.

Вернадский определяет биосферу как сферу единства живого и неживого. Основная функция биосферы – создание «живого вещества».

Биосфера включает в себя:

·  Живое вещество – основное понятие учения, совокупность всех живых организмов (растения, животные, микроорганизмы) более 2 млн. видов. Все живые вещества представляют собой «живое вещество» биосферы, которое представлено в разных формах.

Суммарная масса всех живых существ, населяющих биосферу, составляет биомассу. Она выражается в ед. массы (г, кг) вещества, отнесенных к единице площади или объема любого местообитания (кг/га, кг/м³, г/м³). Вся биомасса биосферы составляет 1,8 · 10⁸ кг ???

·  Биогенное вещество – органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);

·  Биокостное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (костной) природой (водой, атмосферой, горными породами) – почвенный покров.

Уровни организации живого

Различают ряд уровней организации живого, а именно: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, видовой, популяционный, биоценотический, экосистемный, глобальный (биосферный).

Генетика-Цитология-Гистология-Анатомия

Гены        Клетки      Ткани      Органы

Рис. 2. Уровни организации живого от генов до экосистем

Жизнь – активное поддержание и матричное воспроизведение