Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

KCE_L_06

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
08.02.2015
Размер:
638.14 Кб
Скачать

ной лженаукой». Советская

власть

поддержала

Лысенко, в

результате

Н.И. Вавилов

и

многие

другие генетики

были

 

 

 

 

репрессированы.

Ныне

трагедия

отечественной генетики

состоит в том, что

был уничтожен

не только сам Н.И. Вавилов, но и его школа. Однако благодаря усилиям

энтузи-

астов – оставшихся в живых нескольких учеников Н.И. Вавилова -

сохранилась его уникальная коллекция, пережившая

репрессии генетиков,

блокаду Ленинграда, последующие гонения. Многие

 

виды

злаков

уже

исчезли с лица Земли (см. далее раздел

«Экология» ) и сохранились только в

коллекции Н.И. Вавилова, и это -

лучший памятник

 

репрессированному

ученому.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольныевопросы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В чем главное различие эволюционных концепций

Ж.Б Ламарка

и

Ч. Дарвина ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что такое мутация ? Кто автор хромосомной

 

 

 

 

 

теории

и

в чем

ее суть? Литература:

 

 

 

 

 

 

 

5,8,9, 21,22, 23, 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛЕКЦИЯ 14.

ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ

ЖИЗНИ

 

 

НА ЗЕМЛЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос о происхождении жизни на Земле интересовал ученых

с древ-

них времен.

Так,

Аристотель считал, что живые

 

организмы

могут

спонтанно (самопроизвольно)

возникать

из

неживого

материала (

черви –

из почвы, мухи

- из

гнилогомяса).

 

 

 

 

 

 

 

Опроверг точку зрения

Аристотеля итальянский врач

и естествоис-

пытатель Ф. Реди, в ХУП веке провозгласив

принцип «живое –

только из живого» (опыты

Реди). Окончательное доказательство правоты

Ф.Реди

принадлежит

Л.

Пастеру

(золотая

медаль

Французской

Академии наук, описание колбы

Пастера). Заслуга

Ф.Реди

состоит

еще и в том, что

он поколебал

незыблемые,

 

казалось,

основы

креационизма

-

концепции божественного создания жизни,

которой

придерживалось

большинство философов

и естествоиспытателей того

времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В пользу третьей концепции -

стационарного состояния – высказы-

ваются

противники

эволюции

(таковые

имеются и

в настоящее

время): жизнь существовала всегда, у нее не было начала, поэтому нечего и обсуждать. Однако концепция биологической эволюции достаточно серьезно аргументирована, и отрицать ее нелогично (см. Лекцию 13)

5 1

Четвертая концепция – панспермия – это идея внеземного, косми-

ческого

происхождения жизни. Ее автор – шведский химик С. Аррениус,

ее

поддерживал и наш

выдающийся соотечественник,

основоположник геохимии и автор учения о биосфере В.И. Вернадский,

принадлежавший к русским космистам.

Аргументами

в пользу этой

концепции

являются обнаруженные в

космических

объектах

-

метеоритах –

органические соединения,

которые могли сыграть

роль

«предшественников живого», а также найденные на глубинах до 3000 м в литосфере и на высотах до 25 км в стратосфере живые споры (об этих клетках см. в Лекции 12). Правда, остается открытым вопрос о том, откуда споры появились в Космосе. Далее сторонники этой концепции вступают уже в область фантастики : существуют целые Галактики, в

которых планетные системы

генерируют эти

«семена

жизни», и они

затем

разносятся

по Вселенной; там, где они попадают в благоприятные

условия, начинает развиваться жизнь.

 

 

 

 

 

Наконец, пятая

концепция - биохимическая : органическая жизнь зароди-

лась

на

Земле

случайно,

однократно,

3,5

мрд

лет

назад

из

неорганического материала.

В лекции 10

«Науки о Земле»

уже было

сказано

о блестящем опыте С. Миллера

и Г. Юри, которые, пропустив

через смесь газов, соответствующую составу атмосферы первозданной Земли, получили аминокислоты. Это говорит о том, что такой путь возникновения органических соединений был возможен. В связи с этим возникает следующий вопрос : как был подобран существующий в настоящее время набор из 20 аминокислот ? Возможно, существовали и другие генетические коды, определяющие другие наборы аминокислот, но соответствующие им

эволюционные

линии оборвались, не выдержав конкуренции с

другими

линиями, которым удалосьвыжить…

 

 

Биохимическую гипотезу выдвинули независимо русский биохимик

А.И.

Опарин

в 1924 г. и английский ученый Дж. Холдейн в

1929

г. Основным химическим элементом, лежащим в основе

состава

всех живых организмов, является углерод. Оба автора предложили более

или менее вероятные механизмы, с помощью которых

из углерода,

кислорода,

водорода и азота могли

синтезироваться

почти все

мономеры,

необходимые живой клетке.

Напомним, что

в атмосфере

первозданной Земли не было свободного кислорода, и возникшие органические вещества могли накопиться в достаточных количествах в первобытном океане. Идеи Опарина и Холдейна не были поддержаны

большинством ученых

того времени,

считавших, что Л.Пастер раз

и навсегда доказал

невозможность

самопроизвольного зарождения

живого из неживого. Однако доказательство Пастера касается

современныхусловий с окислительнойобстанов-

5 2

кой, а в биохимической концепции речь идет

об условиях первозданной

Земли

с восстановительной обстановкой.

В настоящее время

биохими-

ческая концепция А.И. Опарина

и Г. Холдейна является

общепринятой.

В

соответствии с этой

гипотезой, процесс

возникновения

жизни

можно разделить на пять этапов :

Образование планеты(примерно4,5 млрд. лет назад) сгазовойоболочкой, в которойбыло сырье для возникновенияорганических соединений.

Синтез органических соединений (аминокислот, сахаров, органи-

ческих оснований, жиров) из неорганического сырья.

Полимеризация образовавшихсямономеров сполучениембелковых

и полинуклеотидных цепей в водной среде.

 

 

Накопление

органических биополимеров

в Мировом океане

и образование

«коацерватных

капель»

с собственной

индивидуальностью, отделенных от водной среды оболочкой из жироподобных веществ.

5. Возникновение репродуктивного аппарата, т.е. способности к раз-

множению. Появление жизни на Земле - это возникновение нуклеиновых кислот, именно здесь лежит граница неживого и живого.

Первые примитивные клетки были безъядерными (пробионты) и питались имеющимися в «первозданном бульоне» органическими веществами или своими собратьями, т.е. были гетеротрофами. Далее живые организмы, ставшие предками растений, «научились» улавливать солнечную энергию и запасать ее в химических связях органических веществ,

т.е. стали автотрофами. Таким

образом,

уже

через миллиард лет

после образования планеты, в

архее, на

ней

появились живые

организмы, способные к самовоспроизведению. В протерозое появляются клетки, имеющие оформленное ядро (эукариоты). Первые ядерные организмы были одноклеточными (простейшими). Далее появились многоклеточные. В течение архея и протерозоя жизнь развивалась в водной среде, и только в палеозойскую эру вышла на сушу. Весьма

существенно отметить, что эволюция не только творила

новые, более

приспособленные и сложные формы жизни, но сохраняла

и некоторые

старые, т.е. шла

путем создания разнообразия живых организмов

(породив млекопитающих и цветковые растения, она

сохранила

бактерии и сине-зеленые водоросли, т.е. прокариотов).

 

Контрольныевопросы:

 

В чем суть концепции панспермия и кто ее автор ?

 

Кто выдвинул

биохимическую гипотезу происхождения жизни ?

 

5 3

 

Когда и где зародилась жизнь на Земле ?

Литература:

5, 8, 9,

21

 

ЛЕКЦИЯ 15.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И

ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВ

 

Е КА. ГЕЛИОБИОЛОГИЯ.

ЭТНОЛОГИЯ. ПСИХИКА,

 

МОЗГ, СОЗНАНИЕ

 

Проблема происхождения человека волновала его еще с древнейших времен. Откуда мы все взялись ? Этот вопрос ставили и философы, и естествоиспытатели. Раздел биологии, изучающий человека, называют антропологией, апроисхождениеиэволюцию человека - антропогенезом.

Как и в проблеме происхождения Вселенной и возникновения жизни, существует креационистское представление о божественном сотворении человека. Оставим эту концепцию для обсуждения богословам. Отметим, однако, что в некоторых первобытных племенах были сильны, да и сейчас встречаются представления о том, что их предками являлись некоторые животные и даже растения (здесь лежат истоки представлений ототемах).

Второй, довольно распространенной с недавних времен гипотезой является космическая: людей доставили на Землю представители внеземных цивилизаций (ажиотаж с НЛО, некоторые более серьезные и научно обоснованные аргументы, связанные с наскальными рисунками доисторических людей, неразгаданные до сей поры тайны строительства монументальных сооружений во времена ранних цивилизаций). Эта гипотеза пока никем не опровергнута, а потому имеет право на существование.

Общепринятой

же в современной науке является основанная

на труде

Ч. Дарвина

«Происхождение человека

и половой

отбор»

гипотеза о животном происхождении человека:

человек и приматы

имеют общего предка.

 

 

 

Прародиной человека считают Южную Африку, где были найдены

останки

приматов,

названных парапитеками

(латинский

корень

питек означает «обезьяна»). Эти останки датируют примерно 4-5 млн. лет. Именно в этом регионе находятся мощные залежи урана и зафиксирован

повышенный радиационный

фон, который

мог

обусловить

мутации

этих приматов. Таким образом, высокий

радиационный фон

мог стать

одним из первыхфакторов антропогенеза.

 

 

Потомки парапитеков дали

несколькоэволюционных ветвей(точнее

– пять ) : сначала ониразделились на дриопитеков (древесных обезьян) и

5 4

проплиопитеков, от

последних

произошли современные гиббоны

и орангутаны, а

дриопитеки

эволюционировали

в

современных

шимпанзе и горилл,

а также

дали

исчезнувший

ныне вид

«австралопитеков»

 

 

 

 

 

(букв. с лат.- южная обезьяна), от которого, как предполагают, и произошел современныйчеловек. Останки австралопитеков датируют примерно 3 млн. лет. Предполагают, что именно в это время под влиянием похолодания джунгли начали отступать, появилась африканская лесостепь – саванна, и австралопитеки оказались на открытых пространствах. Это вынудило их в целях выживания встать на задние конечности: так лучше просматривались окрестности и легче было заметить опасность. Вторым фактором

антропогенеза стало прямохождение.

 

 

 

Встав

на задние конечности, предки

человека

освободили

передние и

ими начали изготавливать орудия труда (и , конечно, защиты).

В середине ХХ века в Восточной Африке

были найдены останки

«человека умелого» (возраст

останков 2 млн. лет),

рядом с которыми

обнаружили

орудия труда из

расколотой речной

гальки.

Труд стал

третьим фактором антропогенеза. В четвертичном периоде кайнозойской

эры разошлись эволюционные линии

человека и приматов

(шимпанзе).

Однако все уже названные факторы антропогенеза не дали бы этим

довольно слабым от природы

растительноядным

существам

возможности выживания, если бы в процессе трудовой деятельности они не начали развивать свой головной мозг и вести общественный образ

жизни. Объем головного мозга

австралопитека – около 550

куб.см,

а

на

последней ступени

антропогенеза

(кроманьонец)

он уже

составлял

1600 куб.см. Развитие головного

мозга

( и не только его

объема, но и площади поверхности за счет появления извилин)

- один

из

главных факторов

выживания и эволюции человека.

 

 

 

Найденные

в конце Х1Х

века

 

французским

антропологом

Дюбуа на острове Ява останки

назвали

питекантропом (

букв. –

обезьяночеловек).

Существование

этого

промежуточного

звена

эволюции

человека предсказал

еще

в 60-тых

годах Х1Х века

основоположник

экологии Э.

Геккель.

Эти

существа

использовали

ножи, скребки, ручные рубила. Останки датировали примерно 500 тыс. лет, объем мозга составлял около 900 куб. см. В 20-тых годах ХХ века выдающийся французский антрополог

Т. де Шарден нашел в окрестностях Пекина аналогичные питекантропу останки, назвав это существо синантропом (китайский

человек). Открытие

питекантропа и

синантропа (древнейшие люди)

говорило о том, что

примерно 0,5

млн. лет назад человек покинул

африканский континент и начал расселяться по планете.

5 5

Еще раньше, при жизни Ч. Дарвина в долине реки Неандерталь в Германии были обнаружены останки существа, жившего 150 – 40 тыс. лет

назад. Этот

человек был

назван

неандертальцем (древние

люди),

имел довольно большой объем мозга,

но покатый лоб, надбровные

дуги, низкую

черепную коробку;

он охотился на мамонтов, т.е. начал

употреблять

мясную пищу ( есть

даже гипотеза о том,

что

неандертальцы

истребили

мамонтов),

жил в пещерах, научился

пользоваться огнем, но еще не умел его добывать. Неандертальцы

впервые начали хоронить тела своих умерших сородичей.

 

Десять лет спустя

после открытия неандертальцев

в пещере

КроМаньон во Франции

были найдены останки существ,

близких по

облику и объему черепа ( около 1600 куб.см) к современному человеку. Кроманьонцы умели добывать огонь, строить жилища, строение их гортани говорило о том, что они владели членораздельной речью. Жили онипримерно 40 – 15 тыс. лет назад, одевались в шкуры убитых животных (это говорит о

том, что они окончательно утратили волосяной покров). Кроманьонец -

это уже

«человек разумный». Некоторые антропологи считают, что

на кроманьонце кончилась

биологическая

эволюция

человека

и

началась

его социальная эволюция, после

кроманьонца

человек

не

изменился генетически ( хотя процесс эволюции вряд ли может

закончится). Дело в том,

что 40

тыс. лет

для

эволюции –

очень

небольшой

временной

интервал,

который вряд

ли

даст

возможность

наблюдать

впрямую

эволюционные

изменения. Примерно в эпоху

кроманьонцев

начали

 

складываться

расо-

вые

различия,

у

изолированных

групп

людей

появились

 

особые

призна-

ки,

обусловленные жизненными условиями.

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

родословная

человека

 

выстраивается

следующим

образом:

австралопитек

 

(«человек

умелый»),

древнейшие

люди

(питекантроп, синантроп),

древние

люди (неандертальцы), человек

разумный (кроманьонцы). Впрочем,

существует и другая гипотеза о

том, что неандертальцы не были предками человека, что это была тупиковая ветвь эволюции и их уничтожили кроманьонцы.

Русские космисты. Гелиобиология. Этнология

 

К русским

космистам относят трех ученых

первой половины

ХХ века : К.Э.

Циолковского, В.И Вернадского и А.Л.Чижевского.

К.Э.Циолковский хорошо известен как автор идеи

ракетного двигателя

для преодоления земной гравитации. О В.И. Вернадском и его учении о

биосфере будет сказано

далее.

А.Л.Чижевский - основоположник гелиобиологии, науки о влиянии

солнечной активности

на живые организмы, в частности, на человека

и

 

 

5 6

его поведение. Очевидно, что человек, будучи биологическим, т.е. принадлежащим природе существом, как и все живые организмы, испытывает влияние солнечной радиации. У большинства растений при удлинении светового дня начинается период цветения, у животных - брачный период. На физиологию человека также влияет и продолжительность светового дня, и магнитные бури на Солнце. В наши

дни повседневными стали

метеосводки

о геомагнитной обстановке, о

ней

предупреждают

и

водите-

лей

автотранспорта, и

людей с

больным сердцем

и сосудами. Ночеловек

 

 

 

 

 

 

 

 

– биосоциальное

существо,

т.е. принадлежит не только

природе,

но

и обществу,

социуму.

А.Л. Чижевский

отметил на

временной оси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

годы

 

повышенной

солнечной

активности (строго один раз

в 11 лет, т.е. 9 раз в столетие)

за

продолжительный период

времени,

а

затем

сопоставил

с

полученной

шкалой

 

известные

 

из

 

истории

человечества

социальные катаклизмы:

войны, бунты, революции. Оказалось, что

в

80%

случаев

эти

социальные

потрясения

происходили

в

год

повышенной солнечной активности!

Судьба ученого

была трагичной

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

период сталинского

террора

он

был

репрессирован

и

долгие

годы

провел

в

заключении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Был репрессирован и другой русский ученый,

идейный продолжа-

тель А.Л.Чижевского,

Л. Н. Гумилев, основатель этнологии - естествен-

нонаучной дисциплины

о зарождении

и развитии человеческих этносов.

Этнос, по Гумилеву - это

объединение людей по генетическому, т.е. наци-

ональному признаку. Л.Н.Гумилев

объясняет социальное

развитие с по-

мощью солнечной энергии

по следующему механизму. При повышении

солнечной активности

защитные свойства

ионосферы

снижаются,

и жесткая

(коротковолновая)

солнечная

радиация

достигает

земной

поверхности, что вызывает мутации. Это приводит к так называемому

пассионарному толчку, появляются

пассионарии

- вожди,

сплачивающие и организующие этнос, своеобразные

«центры

кристаллизации» (если использовать аналогию

с фазовым переходом

воды в лед). Этногенез, по Л.Н.Гумилеву, включает

следующие фазы :

1)

подъем (основной лозунг - интересы этноса превыше личностных) ;

2)

перегрев,

надлом (в синэргетике – точка бифуркации)

- этнос на

вершине

своего

могущества ;

 

3) переход

в нормальное состояние – инерционная фаза

(расцвет индивидуальностей, а значит науки, искусства, культуры в

целом);

 

 

 

4) фаза равновесия (гомеостаз), начинается постепенный упадок. От

зарождения до полного разрушения проходит примерно 1200

лет. После-

дние стадии –

мемориальная (остается только память о достигнутых успе-

хах)

и

реликтовая

(память исчезает). Этнологическую

концепцию Гумилева следует

воспринимать скорее как гипотезу, чем

как

теорию.

 

 

 

 

 

 

5 7

Это

касается и

всех

изложенных

 

концепций

происхождения

человека: они довольно слабо

экспериментально

аргументированы

и

ничего

не предсказывают.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Психика, мозг, сознание.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основоположник

психоанализа

чешский

ученый

З.Фрейд

изучал

соотношение сознательного

и бессознательного

в

поведении

человека

и

утверждал,

что

в

основе

его

психической

 

 

 

 

 

 

 

 

деятельности

 

лежат

инстинкты

(безусловные рефлексы), главным

из

которых

является

 

 

 

 

 

 

 

 

половое

 

 

влечение.

Последователь

Фрейда

К.

Юнг

ввел

 

понятие

коллективного

бессознательного

начала,

памяти

 

поколений,

идущей

от

первобытного состояния. Сознание,

по

 

Юнгу,

развилось

из

эмоций, оно

как

луч прожектора -

все,

что

он не освещает, уходит

в бессознательное. Сознание породило

 

разум

как

закономерный

этап

эволюции.

Психоанализ близок

к

естествознанию,

поскольку

основан на

природных,

рефлекторных, а

не культурных

началах.

 

Человек - биосоциальное существо,

он

одновременно

принадлежит

и

природе,

и обществу.

Как биологическое существо

человек отличается от других живых организмов высокоразвитым

головным

мозгом,

являющимся

самым

 

сложным

природным

объектом. Задача

изучения головного мозга

-

понять

 

механизмы

поведения

человека

с целью лучшего

использования

умственных

способностей

и достижения

психологического комфорта. Еще в Х1Х

веке выдающийся

русский физиолог И. М.Сеченов установил,

что

психические

явления

неразрывно

связаны

с

нервными

процессами в

организме. Работы И.П. Павлова об условных рефлексах

позволили

изучать сознание и

память.

Позже было

установ-

лено,

что нервные

импульсы -

это слабые

электрические токи,

создающие биополе. В

настоящее время

существуют технические возможности,

позволяющие

экспериментально изучать

отделы

головного

мозга, ответственные

за память, решение

задач,

распознавание

образов

и т.

п.

Появились

идеи наложения на биополе внешних слабых электромагнитных

полей

и перспективы коррекции поведения. Однако здесь

возникают серьезные

этические проблемы, которые следует решить перед широким внедрением этих идей в жизнь. Нейрофизиологами была установ-

лена асимметрия

в

функционировании

головного

мозга, т.е.

различие левого

и правого

его

полушарий при

полной идентичности

анатомии. Но многое

в

работе

головного

мозга

человека

 

 

 

 

 

 

 

остается

неясным,

и дальнейшее

его

изучение

может

принести удивительные

результаты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 8

 

 

 

 

Контрольныевопросы:

 

 

 

Кто такие

неандерталец

и кроманьонец ? Что такое

гелиобиология

и кто ее

основоположник ? Что изучает

этнология и

кто внес большой вклад

в эту науку?

Литература:

 

 

 

 

2, 5, 8, 21, 22

 

 

 

 

ЛЕКЦИЯ 16.

УЧЕНИЕ В.И.ВЕРНАДСКОГО

О БИОСФЕРЕ. НООСФЕРА

В буквальном

смысле

термин «биосфера»

означает «сферу

жизни» и в таком смысле он был впервые введен

австрийским ученым

Э.Зюссом в конце Х1Х века. Первоначально под этим названием подразумевалась только совокупность всех живых организмов, обитающих на Земле. Но постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых систем на окружающую их среду все настойчивее проникала в сознание ученых.

Стройное, целостное учение о биосфере было дано русским ученым, основоположником геохимии, учеником В.В.Докучаева, В. И. Вернадс-

ким. Центральным понятием

в

этом

учении

является

понятие о

живом веществе, которое определяется как совокупность

 

всех

живых

организмов Земли. Тогда биосферу можно определить

 

как

сферу

единства живого

и неживого, т.е. как живое вещество Земли

вместе со

средой обитания,

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«косным веществом», как

называл

эту среду

В. И.

Вернадский.

Такое толкование

определило и

его взгляд

на проблему происхождения

жизни на Земле.

Будучи

космистом,

Вернадский

считал, что жизнь

зародилась вместе с планетой,

поскольку

 

нет

убедительных

доказательств того, что Земля

 

когда –

либо

была

безжизненной.

Иными словами,

биосфера

 

су-

ществовала

на

Земле

всегда. Это

расходится с точкой зрения

А. И. Опарина, о которой было сказано в

Лекции 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биосферу В. И. Вернадский определял также как одну из геологических

оболочек Земли, структура и энергетика которой формируется

в результате

совокупной деятельности

живых

организмов. Еще

одно

определение

биосферы - это совокупность экосистем Земли (о понятии и свойствах экосистем см. Лекцию 17.) Биосфера простирается на все геосферные оболочки Земли: она занимает всю гидросферу, часть литосферы (до глубин примерно 10 км) и часть атмосферы (всю тропосферу и часть стратосферы до высот более 30 км над поверхностью Земли). Ранее уже было сказано, что самыми много-

численными и древними организмами Земли являются бактерии, именно их споры и былиобнаружены на больших глубинах ивысотах.

5 9

 

В Лекции 13 уже отмечалось, что эволюция шла не только путем унич-

тожения нежизнеспособных видов, но и путем сохранения

старых, наибо-

лее

приспособляемых

к изменяющимся

условиям

существования.

Так

постепенно складывалось нынешнее

многообразие

живых

организмов

- основа

устойчивости

биосферы. Сейчас

на Земле

обитает около

1 млн. видов животных и более 260 тыс. видов растений,

причем более 75% видов животных - это членистоногие (в основном

насекомые). Таким образом, по разнообразию

 

видов

животные

почти

в 4

раза

обгоняют

растения. Однако

биомасса

растений

суши

составляет 97% , а

животных и микроорганизмов

-

всего 3%

всей

биомассы планеты. Известно, что

Мировой океан занимает

около 75%

поверхности

Земли,

 

однако

биомасса

 

живых

организмов

суши

примерно

в

1000

раз

 

превышает

 

биомассу

обитателей

Мирового

океана,

которые

живут в

основном

 

в

поверхностном

слое воды

толщиной

 

100 м.

 

Вместе

с тем,

 

биологическая

продуктивность

суши

и

океана

примерно одинакова,

 

что

объясняется

быстрым

обновлением

живых организмов в океане

по сравнению с сушей.

 

 

 

Одной из главных идей В. И. Вернадского

в учении о биосфере

была

мысль

о

взаимосвязи

 

живых

организмов

с

неживой средой

обитания.

Эта

взаимосвязь

осуществляется

 

путем

 

круговоротов

основных биоген-

ных

химических элементов -

углерода,

водорода,

азота

и кислорода, реализующихся

в пищевых (трофических)

цепях.

Растения

Земли

-

 

это

единственные

 

 

живые

 

 

организмы,

синтезирующие из неорганического материала

(углекислый газ и вода)

органические вещества

 

(клетчатку

и крахмал).

Побочным продуктом

этой реакции, называемой фотосинтезом, поскольку она

осуществляется

только

на свету,

является

молекулярный кислород (о фотосинтезе

см.

в Лекции 12).

Растения

берут из биосферы все

нужные им для жизни

химические

элементы

и

не нуждаются

 

в готовых органических

соединениях

других организмов,

т.е.

растения Земли -

это автотрофы

(лат.

троф

- пища). Кроме

того,

растения

 

являются продуцентами

(производителями)

 

органических

 

веществ,

которыми

питаются

травоядные

животные

 

-

консументы

 

 

(потребители)

первого

уровня.

Травоядными

питаются

хищники

консументы

второго

уровня. Далее следуют падальщики -

в природе

все утилизируется,

она

не

 

допускает

никаких

отходов.

Когда

 

живые

организмы

умирают,

 

в

дело

 

 

вступают

грибы

и

бактерии

-

редуценты,

разлагающие органические вещества

до атомов биогенных

химических

элементов, из

которых

 

формируется

гу-

мус (перегной), идущий

на

питание

 

растений. Таким образом,

круг замы-

кается.

 

Именно

в

круговоротах

биогенных

 

химических

 

элементов

заключается

геологическая

роль

живого

вещества планеты. Ранее,

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]