Биосфера

Сущность учения В. И. Вернадского  заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат  его деятельности за геологический  период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем  живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

Вторым главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского является разработанное  им представление об организованности биосферы, которая проявляется в  согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости  организма и среды. «Организм, - писал  В. И. Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».

Это взаимодействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.

По мнению В. И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют  живые тела и продукты их жизнедеятельности:

*     открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;

*     явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В. И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

Поскольку живое вещество является определяющим компонентом  биосферы, можно утверждать, что  оно может существовать и развиваться  только в рамках целостной системы  биосферы. Не случайно поэтому В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

Исходной основой существования  биосферы и происходящих в ней  биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей  планеты и в первую очередь  ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости  земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в  основном климат на планете, а последний  в свою очередь – жизненные  циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором  всех геологических, химических и биологических  процессов на нашей планете. Эту  ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения  энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:

*     изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;

*     в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";

*     только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.);

*     живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

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 когда-нибудь 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 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.

В. И. Вернадский обосновал  также важнейшие представления  о формах превращения вещества, путях  биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии  живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

2.      Процесс развития биосферы

Важнейшей частью учения Вернадского  являются представления о ее возникновении  и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного  взаимодействия абиотических и биотических  факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая  роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих  автотрофов – цианобактерий и  сине-зеленых водорослей (прокариотов), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что  имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что  рассматривается как один из важнейших  этапов эволюции.

Параллельно развивались  и гетеротрофы, и прежде всего  – животные. Главными датами их развития являются выход на сушу и заселение материков (к началу третичного периода) и, наконец, появления человека.

В сжатом виде идеи В. И. Вернадского  об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

1.      Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера.

2.      В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

3.      Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью». (В. Вернадский)

4.      Грандиозный геологический эффект деятельности обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

5.      Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

Венцом творчества В. И. Вернадского  стало учение о ноосфере, т. е. сфере  разума.

В целом учение Вернадского  о биосфере заложило основы современных  представлений о взаимосвязи  и взаимодействии живой и неживой  природы. Практическое значение учения о биосфере огромно. В наши дни  оно служит естественнонаучной основой  рационального природопользования и охраны окружающей природной среды.

Заключение

Переход к ноосфере

Вернадский, анализируя геологическую  историю Земли, утверждает, что наблюдается  переход биосферы в новое состояние  – в ноосферу под действием  новой геологической силы, научной  мысли человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и  непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной  биосферы. В одних случаях он писал  о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входим в нее), а  иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного  или с возникновением промышленного  производства. Надо заметить, что когда  в качестве минералога Вернадский писал  о геологической деятельности человека, он еще не употреблял понятий “ноосфера” и даже “биосфера”. О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе “Научная мысль как планетное  явление”, но преимущественно с  точки зрения истории науки.  

 Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия  выживания? Труды Вернадского  позволяют более обоснованно  ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд  конкретных условий, необходимых  для становления и существования  ноосферы. Перечислим эти условия:

1.    заселение человеком всей планеты;

2.    резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

3.    усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;

4.    начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере;

5.    расширение границ биосферы и выход в космос;

6.    открытие новых источников энергии;

7.    равенство людей всех рас и религий;

8.    увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;

9.    свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;

10.  продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;

11.  разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;

12.  исключение войн из жизни общества.

Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих  работах раскрывает корни этого  единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и  роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.  

 Одной из ключевых  идей, лежащих в основе теории  Вернадского о ноосфере, является  то, что человек не является  самодостаточным живым существом,  живущим отдельно по своим  законам, он сосуществует внутри  природы и является частью  ее. Это единство обусловлено прежде всего функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.