Эволюция биосферы

Биосфера, как и другие планетарные оболочки, развивалась постепенно, в результате длительной истории Земли. Современная структура биосферы, ее границы формировались с момента возникновения первых живых организмов до настоящего времени. Академик В. И. Вернадский доказал, что возникновение биосферы на Земле — это объективный результат развития общего космического процесса.

В геологической истории Земли выделяют продолжительные временные интервалы — эры, в которые происходили значительные геологические преобразования, менялись облик земной поверхности, климат. После возникновения жизни каждая эра характеризовалась своеобразием растительности и животного мира. Появление живого вещества обозначило собой переход от геохимической эволюции к биогеохимической.

Современная наука определяет возраст Земли примерно в 5 млрд лет. Жизнь на нашей планете возникла в архее, вероятно, более чем 3,5 млрд лет назад. В это время появляются первые живые клетки — прокариоты. С этого геологического времени начал действовать принцип Реди: «живое от живого». Первые организмы были анаэробными, т.е. могли жить без кислорода. Следующие этапы развития биосферы тесно связаны с развитием живого вещества и изменениями физико-химических параметров среды, вызванных эволюцией организмов. Истощение «первичного бульона» вызвало изменение способа питания, появились автотрофы, существующие за счет солнечной энергии и создающие в процессе фотосинтеза необходимые для жизни вещества. Результатом жизнедеятельности автотрофов стала кислородная катастрофа — глобальное изменение состава атмосферы Земли в начале протерозоя, около 2,5 млрд лет назад. Уровень кислорода в атмосфере достиг 1% от современного (точка или число Пастера). Преимущества получили аэробные организмы, способные жить только в кислородной среде. Достижение содержания кислорода в 10% от современного уровня привело к формированию озонового слоя, что позволило жизни распространится в мелководьях, а затем и на суше.

Таким образом, фотосинтез сыграл важную роль в биогенезе, способствовал ускорению эволюции организмов.

В начале девона, как следствие освоения суши растениями, уже существовали мелкие почвенные членистоногие, потреблявшие гниющую органику. Заселение суши создало условия для возникновения почвообразовательного процесса и создания почвы. Но этот процесс был еще недостаточно эффективным, и биологический круговорот — незамкнутым. Массовое захоронение растительной органики и выход ее из системы биологического круговорота привели к накоплению кислорода в воздухе. Считается, что нынешнее содержание кислорода в атмосфере (21%) было достигнуто в палеозое 250 млн лет назад.

Завоевание континентов живым веществом сопровождалось резким возрастанием биомассы, и впоследствии она стала преобладать над океанической биомассой. Одновременно и в океане также продолжался рост массы живого вещества. Эволюционирующие формы постепенно захватывали все новые и новые водные пространства и морское дно. С ростом биомассы и ее активности увеличилось воздействие живых организмов на формирование химического состава атмосферы и гидросферы, появилась биокли- матическая зональность на материках.

Одним из показателей эволюции биосферы стало изменение способности живого вещества концентрировать химические элементы и энергию (концентрационная функция).

Основные тенденции эволюции биосферы:

  • • быстрое освоение жизнью земного пространства;
  • • постепенное преобразование геологических и геохимических круговоротов в биогеохимические;
  • • преобразование первичной атмосферы;
  • • замена восстановительного (бескислородного) фона геохимической среды на окислительный;
  • • возникновение почвенной етруктуры;
  • • детерминация химической активности гидросферы[1].

В результате этих процессов уже во второй половине палеозоя сформировались все элементы биосферы.

Одним из уникальных этапов эволюции биосферы явилось возникновение разума. Это явление также представляет собой загадку, как и происхождение жизни. Появление человечества коренным образом изменило состояние и структуру биосферы. Сообщество людей расселилось практически по всей поверхности планеты, использует все виды природных ресурсов. В целом, масштаб антропогенного воздействия па биосферу огромен. Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. В. И. Вернадский уже в первые годы XX в. обратил внимание на то, что воздействие человека на окружающую среду растет столь бурно, что он должен будет взять ответственность за состояние биосферы. Развитие общества и природы должно быть единым и взаимосвязанным процессом. Разумная деятельность должна направлять развитие биосферы в интересах эволюции человека исходя из принципа совместного развития (коэволюция), что потребует от человечества регламентации своих действий, определенных ограничений. Это новое состояние биосферы В. И. Вернадский назвал ноосферой, т.е. сферой разума. Он определял ноосферу как этап развития биосферы, на котором человек становится крупнейшей геологической силой, благодаря разуму и направленному им человеческому труду. Важно подчеркнуть, что В. И. Вернадский считал ноосферу естественным этапом развития биосферы и ее живого вещества. Оптимизм великого ученого был вызван бурными успехами современной ему науки и техники. Основной предпосылкой перехода в стадию ноосферы он считал научную мысль и материальное ее выражение — труд. Но со второй половины XX в. положение коренным образом изменилось. Очевидно, что только путем экологизации всей хозяйственной деятельности и человеческого мышления можно достигнуть стадии ноосферы.

  • [1] См.: Бобков Л. Л., Селиверстов /О. П. Землеведение : учебник для вузов. М.:Академический проект, 2006. С. 273—276.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >