Биологический уровень организации материи. Порядок и беспорядок в природе

5. Ноогенез – процесс превращения биосферы в состояние разумно управляемой социально–природной системы (ноосферы). Ее можно характеризовать как состояние биосферы, при котором осуществляются:

а) рациональное использование природы, т.е. рациональное природопользование;

б) устойчивое развитие мирового человеческого сообщества.

8.4 Строение биосферы

Современная биосфера наряду с живым веществом включает в себя полностью гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы.

Гидросфера. Эта геосфера представляет собой совокупность океанов, морей, озер, рек, подземных вод и ледников. Она образует прерывистую водную оболочку Земли, занимающую более 70 % ее поверхности. Масса гидросферы распределена крайне неравномерно: 98,3 % ее составляет Мировой океан, 1,6 % связана в материковых льдах и лишь 0,1 % приходится на воды материков.

Масса живого вещества в гидросфере распределена крайне неравномерно. Наибольшую биомассу имеет фитопланктон, области концентрации которого занимают около 10 % площади Мирового океана и в основном расположены на шельфах. Так как для большинства представи-телей нектона и зообентоса фитопланктон является основным или единственным источником пищи, распределение областей их концентрации приурочено к ареалам фитопланктона.

Литосфера. В современном понимании литосфера (от греч. литос – камень) – верхняя твердая оболочка Земли, толщина которой колеблется в пределах 50–200 км. Верхняя часть лито-сферы образует земную кору, а нижняя – верхнюю часть мантии Земли. Земная кора, представляю-щая собой, в отличие от гидросферы, сплошную оболочку планеты, состоит из трех слоев: осадочного, гранитного и базальтового. Осадочный слой в основном сложен осадочными поро-дами (глинами, песчаниками, известняками, доломитами, гипсами и др.), образовавшимися на поверхности Земли в основном в результате отложения продуктов выветривания и разрушения более древних пород, химического и механического выпадения осадка из воды, а также продуктов жизнедеятельности организмов. Мощность осадочного слоя крайне изменчива: в одних местах он отсутствует, в других – достигает толщины 20–25 км. Общий объем этого слоя составляет около 10 % объема всей земной коры, причем основная часть слагающих его пород приходится на материки и шельфы океанов.

Нижняя граница биосферы проходит в самой верхней части земной коры. Отчетливое распространение жизни отмечается здесь лишь до глубины в несколько десятков метров, однако с подземными водами микроорганизмы распространяются до глубин 2–3 км, хотя известны случаи обнаружения микроорганизмов в нефтяных водах и нефти, добытых при бурении скважин с глубин более 4 км.

С точки зрения концентрации живого вещества биосферы особый интерес представляет почвенный слой, толщина которого в различных ландшафтных и климатических зонах изменяется в широких пределах (от нескольких сантиметров до 1–1,5 м). Практически вся растительность суши, а следовательно, и весь ее животный мир связаны с почвой как необходимым источником пищи. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечить необходимые условия для жизни растений. Большое значение в плодородии почв играет гумус, состоящий преимущественно из продуктов биохимического разложения отмерших остатков организмов. Почва является местом обитания огромного количества микроорганизмов, водорослей, простейших, насекомых, червей и других беспозвоночных животных и большого количества позвоночных животных.

Атмосфера. Третья геосфера Земли, с которой связана биосфера – это атмосфера, представляющая собой газовую оболочку Земли, состоящую из азота (78,08 % объема), кислорода (20,95 %), аргона (0,93 %) и углекислого газа (0,03 %). На долю остальных газов приходится около 0,01 % общего объема атмосферы. С удалением от поверхности Земли плотность атмосферы постепенно уменьшается до высоты около 3 тыс. км, где ее плотность становится равной плотности межпланетного пространства. Обычно атмосферу представляют в виде совокупности слоев – тропосферы, стратосферы и ионосферы. Тропосфера, заключающая в себе около 80 % массы всей атмосферы и практически весь водяной пар, простирается до высоты приблизительно 9 км (на полюсах) – 17 км (на экваторе). В нижней части стратосферы, простирающейся от верхней границы тропосферы до высоты около 50 км, располагается озоновый слой, для которого характерно повышенное содержание озона. Концентрация озона на высотах расположения озонового слоя 15–26 км более чем в 100 раз превышает его концентрацию у поверхности Земли.

В качестве верхней границы биосферы принимается нижняя граница озонового слоя, почти полностью поглощающего губительные для всего живого ультрафиолетовые лучи. Вот почему часто озоновый слой называют “озоновым щитом”, защищающим жизнь на Земле. Здесь будет не лишним заметить, что включение в биосферу нижней атмосферы является несколько условным, так как нахождение организмов в ней на значительных высотах над земной поверхностью в большинстве случаев может быть временным, а истинной средой обитания их служит гидросфера, верхняя часть земной коры и тонкий слой приземной атмосферы.

9 Человек в биосфере

9.1 Антропогенез

В данном разделе речь пойдет о человеке как предмете естествознания. И важнейший вопрос, на который нужно дать ответ в первую очередь, это вопрос о происхождении человека.

Ответ на вопрос о том, как появился и формировался человек, или, иными словами, как шел антропогенез, был предметом ожесточенных дискуссий на протяжении веков и тысячелетий. Ответ на него предполагает знание о месте и времени появления древнейшего человека, предках человека, основных этапах антропогенеза, сущности человека и развитии его специфических особенностей.

Изучением процесса антропогенеза занимается антропология – общее учение о происхождении и эволюции человека, образовании человеческих рас и вариациях физического строения человека. Помимо физической антропологии ответы на эти вопросы дают этнология (социальная и культурная антропология), археология, психология, лингвистика и многие другие науки.

С точки зрения естествознания необходимо, прежде всего, решить вопрос о происхождении и эволюции вида Homo sapiens, в определении его места в животном мире, выявлении его родства с другими приматами, а также выяснения отличий человека от них.

В настоящее время на эти вопросы пытаются дать ответы пять основных концепций происхождения человека:

1. креационизм – человек сотворен Богом или мировым разумом;
2. биологическая концепция – человек произошел от общих с обезьянами предков путем накопления биологических изменений;
3. трудовая концепция – в появлении человека решающую роль сыграл труд, превративший обезьяноподобных предков в людей;
4. мутационная концепция – приматы превратились в человека вследствие мутаций и иных аномалий в природе;
5. космическая концепция – человек как потомок или творение инопланетян, в силу каких-то причин попавших на Землю.

Согласно биологической концепции в первой половине XIX в. ученые накопили материал, достаточный для разработки научной теории антропосоциогенеза. К этому времени в науке сложились теоретические предпосылки появления теории антропосоциогенеза. Важнейшей из них стало проникновение идей эволюционизма в биологию. Но, признавая эволюцию органического мира, даже самые смелые естествоиспытатели не решались поставить человека в один ряд с животными и растениями. Так, даже Ламарк, автор первой эволюционной концепции, высказал предпо-ложение о возможном происхождении человека от шимпанзе, но не счел возможным развить его дальше. Он предпочел ограничиться замечанием, что человек происходит не только от животных.

Решающий, подлинно революционный шаг был сделан Ч. Дарвином, который в 1871 г. опубликовал свою книгу «Происхождение человека и половой отбор». В ней на громадном фактическом материале Дарвин обосновал два очень важных положения:

1. человек произошел от животных предков;
2. человек состоит в родстве с современными человекообразными обезьянами, которые вместе с человеком произошли от более древней исходной формы.

Так возникла симиальная (обезьянья) концепция антропогенеза, согласно которой человек и современные антропоиды произошли от общего предка, жившего в отдаленную геологическую эпоху и представлявшего собой ископаемое африканское обезьяноподобное существо. С этого момента место божественного творения в науке заняла эволюция живой природы, протекающая на основе наследственной изменчивости, естественного отбора и борьбы за существование.

В последарвиновский период развития биологии его взгляды были подтверждены многочисленными открытиями, прежде всего, в области палеонтологии – науки, которая занимается изучением ископаемых останков, то есть любых сохранившихся в земной коре следов прежде живших организмов: целых организмов, твердых скелетных структур, окаменелостей, отпечатков. Так, сам Дарвин делал выводы о родстве человека и высших обезьян только на основании косвенных выводов, исходя из сходства строения современного человека и современных антропоидов. Палеонтологам удалось найти некоторые промежуточные формы между современ-ным человеком и обезьяноподобными предками – питекантропов, синантропов, неандертальцев и, наконец, ископаемых людей современного типа – кроманьонцев.

Во второй половине XX в. с помощью биохимии, физиологии, иммунологии и генетики удалось получить и другие доказательства родства человека с животным миром нашей планеты. Прямым доказательством родства человека и обезьян стали останки ископаемых существ – как общих предков человека и человекообразных обезьян, так и промежуточных форм между обезьяньим предком и современным человеком. Первые открытия такого рода произошли в Южной Африке, а затем в Восточной Африке. Современные антропоиды, к которым относятся ныне существующие человекообразные обезьяны – шимпанзе, горилла, орангутанг и гиббон, представляют собой боковые ветви «родственников» человека, они тоже произошли от вымерших обезьян. Среди этих обезьян ближе всего к человеку стоит шимпанзе.

По последним данным, появление высших обезьян, давших начало обезьяньим предкам человека, произошло около 20 млн лет назад. Судя по всему, в то время существовало около 
20 родов и 30 видов антропоидов. Большинство из них вымерло, а переход к человеку осуществил лишь один вид. Анализ ископаемых форм показал, что у них была меньшая, чем у современных обезьян приспособленность к древесному образу жизни, они могли передвигаться как по земле, так и по деревьям. Кроме того, у них руки были короче, а ноги длиннее, чем у современных обезьян, мозг больше, а клыки меньше.

Итак, древнейший предок человека и высших обезьян, известный науке, – рамапитек – жил на территории от Индии до Африки примерно 14 млн лет назад. Около 10 млн лет назад от него отделился предок орангутанга – сивапитек. Он остался в Азии, где и сейчас живут его потомки. 
А общий предок гориллы, шимпанзе и человека, по-видимому, укоренился на Африканском континенте. Там же найдены останки австралопитека, возраст древнейших из них оценивается в 5,5 млн лет. Их появление стало первой стадией эволюции человека. Около 2 млн лет назад среди австралопитеков появился зинджантроп – человек умелый, который обладал такими признаками, как прямохождение, заметная развитость кисти руки, и умел применять и изготавливать каменные орудия труда.

Дальнейшее развитие человека было рядом последовательно сменявших друг друга типов, отличавшихся специфичными морфологическими чертами, уровнем материальной культуры, особенностями поведения, сознания, речи и т.д. Оно описывается стадиальной концепцией. В ее разработку большой вклад внесли российские антропологи, выделившие четыре стадии антропогенеза:

1) австралопитеки – предшественники  человека;

2) прогрессивные австралопитеки, архантропы, среди которых были питекантропы, синантропы и др. – древнейшие люди;

3) палеоантропы (неандертальцы) –  древние люди;

4) неоантропы (кроманьонцы) – ископаемые  люди современного анатомического  типа.

Считают, что древнейшие люди появились около 1 млн лет назад и прошли эволюцию от питекантропа к неандертальцам, появившимся около 200 тыс. лет назад, и далее – к кроманьонцу, который появился около 40 тыс. лет назад и был уже вполне сформировавшимся человеком. Хорошо развитый мозг, общественный характер труда привели к резкому уменьшению зависимости кроманьонца от внешней среды, к появлению абстрактного мышления и попыткам отражения окружающей действительности в художественных образах. Так появились зачатки искусства (наскальные рисунки, резьба по дереву и кости) и первичные формы религии. После этого эволюция человека вышла из-под определяющего влияния биологических факторов и приобрела социальный характер.

Важнейшими шагами в ходе эволюции человека стали прямохождение, а также развитие руки и мозга. Они вызвали перестройку телесной организации ископаемого предка, привели к его очеловечиванию.

Прямохождение высвобождало передние конечности и создавало предпосылки для превраще-ния их в руку – орган трудовой деятельности. Кроме того, изменение положения головы и глаз привело к возрастанию зрительной информации, что создавало предпосылки для совершенствова-ния форм восприятия действительности в конкретных образах. Эти достоинства обеспечили победу обезьянолюдей в борьбе за существование и привели 1,5–2 млн лет назад к широкому расселению их по Африке, Средиземноморью и Азии.