Эмпирические обобщения Вернадского

В развитие биологии ХХ века большой вклад внесли русские ученые. Русская биологическая школа имеет славные традиции. Первые модели происхождения жизни созданы А.И. Опариным и В.И. Вернадским. Учение о биосфере было продолжением и распространением идей Докучаева на более широкую сферу реальности. Развитие биологии в этом направлении привело к созданию экологии.

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

Вернадский определяет биосферу как сферу единства живого и неживого. Такое толкование определило взгляд Вернадского на происхождение жизни на Земле.

Существует несколько версий происхождение жизни:

1. Жизни возникла до образования Земли и была занесена на нее.

2. Жизнь зародилась после образования Земли.

3. Жизнь возникла вместе с формированием Земли.

Вернадский придерживался последнего и считал, что нет убедительных научных данных, что живое когда-либо не существовало на планете, т.е. биосфера была на Земле всегда.

Занимаясь биохимией, изучающей распределение химических элементов на поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента из таблицы Менделеева, который бы не включался в живое вещество. Вернадским сформулировано три биологических принципа:

1. Биологическая миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

Этот принцип в наши дни нарушен. Если в конце прошлого века наблюдалось увеличение биологической продуктивности и биомассы с увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере, то в настоящее время биота выбрасывает углекислый газ, а биомасса ее автоматически снижается.

2. Эволюция видов в ходе экологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении усиливающем биогенную миграцию атомов.

Этот принцип также нарушен. При антропогенном воздействии происходит измельчение средних размеров особей биоты Земли, в ходе процессов экологического дублирования (например: лес сменяется лугом, крупные животные – мелкими) этот принцип начинает действовать аномально.

3. Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца.

Биосферная солнечно-земная связь с нарушением первых двух биологических принципов резко изменяется. Космическое воздействие из системы поддержания биосферы могут превратиться в факторы ее разрушения.

«Можно говорить о всей жизни. Обо всем живом веществе как о едином целом в механизме биосферы» (Вернадский В.И.).

Строение Земли – есть согласованный механизм существования. Узкие пределы существования жизни (физические постоянные – уровень радиации, температурные пределы и т.д.) подтверждают это. Какие условия и константы имеются в виду?

Гравитационная постоянная или константа всемирного тяготения, определяет размеры звезд, температуру и давление в них. Если константа уменьшится, звезды станут недопустимо горячими для протекания в них эволюционного синтеза, если чуть увеличится, – большие звезды превзойдут «критическую массу» и обратятся в черные дыры.

Константа сильного взаимодействия определяет ядерный заряд в звездах. Если ее изменить цепочки ядерного взаимодействия не дойдут до азота и углерода.

Постоянная электромагнитного воздействия определяет конфигурацию электронных оболочек и прочность химических связей, ее изменение сделает вселенную мертвой.

2. Принцип гармонии биосферы и ее органированности.

В «биосфере все учитывается и приспосабливается с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, которые мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии» (Вернадский В.И.)

«На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом… Все минералы верхних частей земной коры – свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки и бокситы) и многие сотни других – непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни» (Вернадский В.И.).

4. Космическая роль биосферы в трансформации биосферы.

Вернадский называл живые организмы механизмами превращения энергии. «Можно рассматривать всю часть живой природы как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли».

5. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением.

Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества. Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдерживать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.

6. Растекание жизни – проявление ее геохимической энергии.

Живое вещество, подобно газу, распространяется по земной поверхности в соответствии с правилами инерции. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависти от плотности живого вещества.

Автотрофными называют организмы. Которые берут все нужные им для жизни химические элементы из костной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования автотрофных организмов определяется областью проникновения солнечных лучей.

8. Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности, а пределы жизни – физико-химическими свойствами соединений, строящих организм и их устойчивость в определенных условиях среды.

Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловлен лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой жизнь оберегает озоновый шит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Интервал в 433°С (от - 252°С до + 180°С) является предельным тепловым полем.

9. Биосфера в основных чертах представляет один и тот же химический аппарат с самых ранних геологических периодов.

Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только ее форма. Само живое существо не является случайным созданием.

Жизнь, постоянно медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости энергии есть результат приспособленности в ходе времени.

11. Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел: раз возникший элемент проходит длинный ряд состояний, и организм водит в себя только необходимое количество элементов.

a) горные породы и минералы; магмы; рассеянные элементы; живое вещество.

12. Постоянство количества живого вещества в биосфере.

Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество живого вещества (1,5х10²¹ г и 10²⁰- 10²¹ г). Это обобщение справедливо в рамках значительных геологических отрезков времени, и оно следует из того, что живое вещество является посредником между Солнцем и Землей и, стало быть, либо его количество должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики.

13. Всякая система достигает устойчивости равновесия. Когда его свободная энергия равняется или приближается к нулю, т.е. состояние. Когда вся его возможная работа в условиях системы произведена.

Понятие устойчивого равновесия является исключительно важным.

Вернадский сформулировал идею автотрофности человека. Развил теорию превращения человеческого общества из гетеротрофной категории в социально автотрофную. Автотрофность означает относительную независимость человека от продуктов, создаваемых биосферой. В силу своей биологической особенности человек не может перейти к автотрофной ассимиляции, но общество в целом способно осуществить автотрофный способ производственной деятельности, обуславливая экологически замкнутую систему производства.

Идея автотрофности человека приобрела интересный поворот в рамках обсуждения проблем создания искусственных экосистем в космических корабля.

Простейшей экосистемой будет экосистема «1-2 автотрофных вида и человек». Но данная система является ненадежной и для надежного обеспечения жизненных потребностей человека необходима многовидовая система жизнеобеспечения.

Создание таких искусственных систем является важным этапом развития экологии. Это буде осуществление принципа «проектирование вместе с природой».

Пока искусственная биосфера представляет очень громоздкую и сложную систему. То, что в природе функционирует «само собой», человек может создать только ценой больших усилий.

Необходимость создания искусственных биосфер в космических кораблях поможет лучше понять биосферу искусственную.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: