В развитие биологии в XX в. большой вклад внесли русские ученые. Русская биологическая школа имеет славные традиции. Первая научная модель происхожде­ния жизни создана А.И. Опариным. В.И. Вернадский был учеником выдающегося почвоведа В.В. Докучаева, который создал учение о почве как своеобразной оболоч­ке Земли, являющейся единым целым, включающим в себя живые и неживые компоненты. По существу, 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 о биосфере Вернадского для эколо­гии определяется тем, что биосфера представляет собой высший уровень взаимодействия живого и неживого и глобальную экосистему. Результаты Вернадского поэтому справедливы для всех экосистем и являются обобщением знаний о развитии нашей планеты.

Основные положения учения

Существует два основных определения понятия «био­сфера», одно из которых и дало начало применению дан­ного термина. Это понимание биосферы как совокупнос­ти всех живых организмов на Земле. В.И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, пе­реосмыслил понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.

Такое толкование определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни. Из нескольких вариан­тов (1) жизнь 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 нашей планете. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только ее форма. Иными словами, биосфера была на Зем­ле всегда.

Под биосферой Вернадский понимал тонкую оболоч­ку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагает­ся на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы. В атмо­сфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном — тонким (в несколько миллиметров) слоем озо­на на высоте примерно 20 км. Океан населен жизнью це­ликом до дна самых глубоких впадин в 10—11 км. В твер­дую часть Земли жизнь проникает до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях).

Занимаясь созданной им биогеохимией, изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практиче­ски ни одного элемента из таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Он сформулировал три биогеохимических принципа.

1. Биогенная миграция химических элементов в био­сфере всегда стремится к максимальному своему проявле­нию. Этот принцип в наши дни нарушен человеком.

2. Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Этот принцип при антропогенном из­мельчании средних размеров особей биоты Земли (лес сменяется лугом, крупные животные — мелкими) начина­ет действовать аномально интенсивно.

3. Живое вещество находится в непрерывном химиче­ском обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.

Данные геохимические принципы соотносятся со сле­дующими важными выводами Вернадского, 1. Каждый организм может существовать только при условии посто­янной тесной связи с другими организмами и неживой природой. 2. Жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распро­странялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества.

Эмпирические обобщения Вернадского

1. Первым выводом из учения о биосфере является принцип целостности биосферы. «Можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе как о едином целом в ме­ханизме биосферы» (Вернадский В.И. Биосфера .). Стро­ение Земли, по Вернадскому, есть согласованный меха­низм. «Твари Земли являются созданием сложного косми­ческого процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма». Само живое вещество не является случайным созданием.

Узкие пределы существования жизни — физические постоянные, уровни радиации и т.п. — подтверждают это. Как будто кто-то создал такую среду, чтобы жизнь стала возможна. Какие условия и константы имеются в виду? Гравитационная постоянная, или константа все­мирного тяготения, определяет размеры звезд, темпера­туру и давление в них, влияющие на ход реакций. Если она будет чуть меньше, звезды станут недостаточно горя­чими для протекания в них термоядерного синтеза; если чуть больше — звезды превзойдут «критическую массу» и обратятся в черные дыры. Константа сильного взаимо­действия определяет ядерный заряд в звездах. Если ее изменить, цепочки ядерных реакций не дойдут до азота и углерода. Постоянная электромагнитного взаимодейст­вия определяет конфигурацию электронных оболочек и прочность химических связей; ее изменение делает Все­ленную мертвой. Это находится в соответствии с антропным принципом, по которому при создании моделей развития мира следует учитывать реальность существо­вания человека.

Прочие статьи:

Вступление
Вопрос о появлении жизни на Земле интересовал еще философов древнего мира, в средние века ответ на него дала церковь. Тогда вопрос о происхождении жизни строился не на точных научных доказательствах, а на вере человека. В Средние века цер ...

Мозаичность генов эукариот. Экспрессия генов
Генетический материал - компоненты клетки, структурно- функциональное единство которых обеспечивает хранение, реализацию и передачу наследственной информации при вегетативном и половом размножении. Генетический материал обладает универса ...

Пути цветного зрения
Картина последовательных шагов коркового анализа цвета и его восприятия была составлена на основании экспериментов Зеки, Хьюбеля, Доу, Ланда и их коллег. Как уже упоминалось, пути передачи информации о цвете отделены, в основном, от путей ...