Назначение и роль биосферы

 

 

 

 

Назначение и роль биосферы. 

 

• 1.Возникновение и развитие жизни на Земле.
• 2. Биосфера и ее составляющие. Учение В.И.Вернадского о биосфере.
• 3. Ноосфера.
• 4.Классификация веществ, входящих в биосферу по их функциональной роли.
• 5.Функции живого вещества.
• 6. Фотосинтез – основа существования биосферы.
• 7. Круговороты веществ.

 

 

 

 

1.Возникновение и развитие жизни  на Земле.

 

• Теория биохимической эволюции

а) Белково-коацерватная теория Опарина

б) Мир РНК

• Теория панспермии
• Теория стационарного состояния жизни
• Теория самозарождения

 

5.  Креационизм – религиозные  версии возникновения жизни на Земле

 

 

 

 

 

Белково-коацерватная  теория Опарина 

 

Процесс, приведший к возникновению  жизни на Земле, может быть  разделён на три этапа:

• Возникновение органических веществ
• Возникновение белков
• Возникновение белковых тел

 

 

 

 

Опыт Стэнли Миллера

 

 

 

 

 

 

 

Мир РНК

 

 

 

 

Производство РНК возможно в  космических условиях

 

 

 

 

Океан был покрыт льдом, который  служил защитой от сильного  ультрафиолетового излучения. В  ледяной толще молекулы органических  соединений могли тесно сближаться  и взаимодействовать друг с  другом с образованием новых, более сложных соединений

 

Согласно одной из гипотез  жизнь началась в кусочке льда

 

 

 

 

может быть, жизнь возникла в  районах вулканической деятельности

 

Вода, а вместе с ней различные  химические соединения, поступающие  из ледников, вулканов, гейзеров  и осколков метеоритов, скапливаются  в неглубоких водоемах

 

 

 

 

может быть, жизнь возникла в  районах вулканической деятельности

 

• В местах вулканической активности при извержениях, выделении и выбросах газов из коры и магмы на земную поверхность попадали жизненно важные вещества, которые вступали в химические реакции, давая начало органическим соединениям

 

 

 

 

• Органическое вещество попадало на Землю из космоса вместе с метеоритами и другими внеземными объектами, бомбардировавшими планету в течение сотен миллионов лет с момента ее образования. Ныне столкновение с метеоритом – событие довольно редкое, но и сейчас из космоса вместе с межпланетным материалом на Землю продолжают поступать точно такие же соединения, как и на заре жизни

 

 

 

 

2. Биосфера и ее составляющие.  Учение В.И.Вернадского о биосфере.

 

 

 

 

Состав биосферы:

 

• живое вещество

 

• нижняя часть атмосферы

 

• верхняя часть литосферы

 

• вся гидросфера

 

 

 

 

 

Биогеохимические принципы: 

 

 

• биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению;
• эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию в биосфере устойчивых форм жизни, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов.
• геохимическая неизменность биосферы неразрывно связана с непрерывным эволюционным изменением живого вещества — высокая устойчивость и изменяемость являются двумя важнейшими сторонами процессов функционирования биосферы.

 

 

 

 

Выводы из учения о биосфере

 

• принцип целостности биосферы
• принцип гармонии биосферы и ее организованности . Биосфера – это сложноорганизованная и четко функционирующая система; случайного и хаотичного в природе нет.

 

 

 

 

 

• Биосфера – это область превращения солнечной энергии.

 

• Главная функция биосферы состоит в поддержании жизни. Осуществляется с помощью механизмов самоорганизации и саморегуляции. Саморегуляция биосферы проявляется в регуляции живыми организмами газовой и водной оболочек Земли.

 

 

 

 

3. Ноосфера. 

 

В.И. Вернадский, Леруа и Тейяр  де Шарден

Ноосфера – это определенное состояние биосферы, когда ее развитие начинает определять коллективный разум человечества.

 

 

 

 

• Основные предпосылки возникновения ноосферы:
• расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами;
• развитие всепланетных систем связи;
• открытие новых источников энергии;
• всё более широкое вовлечение людей в занятия наукой.

 

 

 

 

• Возникновение ноосферы возможно в том случае, когда человек научиться разумно управлять собой и природой. «Разумность» определяется тремя основными ограничениями:
• 1) недопущение выхода геофизических систем планеты из стационарного состояния из-за перепроизводства энергии;
• 2) лимитирование выброса синтетических веществ, а также извлечение химических элементов из земной коры в пределах самоочищающих способностей редуцентов;
• 3) поддержание экологического баланса в пределах экономической оправданности без проявления признаков деградации природных комплексов.

 

 

 

 

4.Классификация веществ, входящих  в биосферу по их функциональной  роли.

 

• 1) Живое вещество – это совокупность всех живых существ, населяющих нашу планету (от простейших вирусов до человека).

 

• 2) Вещество биогенного происхождения – это чаще всего трупы, отмершие части растений, каменный уголь, нефть, торф, сланцы

 

• 3) Косное вещество – это неживое и не связанное с жизнью вещество (горные породы, выбрасываемые вулканами в процессе горообразования, газы и т. д.)

 

 

 

 

• 4) Биокосное вещество – это вещество имеющее минеральную основу, которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов. (почва, воздух, вода)

 

• 5) Радиоактивные   вещества

 

• 6) Рассеянные   атомы – это атомы веществ, преобразованные «жестким» космическим излучением.

 

• 7) Космическое вещество – это вещество, поступающее из открытого космоса в виде космической пыли, метеоритов, болидов. Космическое вещество легко усваивается биосферой.

 

 

 

 

 

5.Функции живого вещества. 

 

• Энергетическая функция заключается в последовательном преобразовании солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ.
• Вследствие наличия газовой функции у живого вещества на нашей планете сформировалась уникальный состав атмосферы, что обеспечивает умеренные температуры у поверхности Земли.
• Окислительно-восстановительная функция. Окислительные процессы в организмах – часть глобального газообмена, участвуют в процессе выветривания. Восстановительная функция осуществляется низшими организмами грибами (типа плесени)

 

 

 

 

• 4) Концентрационная функция — это способность извлекать из окружающей среды рассеянные редкие химические элементы, накапливать их и увеличивать концентрацию в небольшом объеме.
• 5) Деструктивная функция заключается в разложении мертвого органического вещества и также косного вещества на простые минералы для вовлечения их в биогенный круговорот
• 6) Транспортная функция заключается в переносе различных веществ живыми организмами

 

 

 

 

6. Фотосинтез – основа существования  биосферы.

 

• Фотосинтез – это процесс углеродного питания зеленых растений, осуществляемый с помощью световой энергии, поглощаемой зеленым пигментом – хлорофиллом.

 

 

 

 

6 CO² + 12 H²O + 2829 кДж →

С⁶H¹²O⁶ + 6 H²O + 6 O² ↑

 

hν + молекула хлорофилла

 

электрон* + АДФ

 

АТФ*

 

-Е

 

С⁶H¹²O⁶+6O²

 

 

 

 

7. Круговороты веществ. 

 

• Большой кругооборот (геологический) происходит в течение сотен тысяч или миллионов лет. Горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан. Здесь они образуют морские напластования. Процессы поднятия морского дна приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс повторяется вновь.

 

 

 

 

• Малый кругооборот (биотический) является частью большого и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела их самих и организмов консументов. Продукты распада органического вещества попадают в расположение почвенной микрофлоры, вновь разлагаются до минеральных компонентов и вновь вовлекаются в поток вещества.

 

 

 

 

Кругооборот воды

 

 

 

 

Кругооборот углерода

 

 

 

 

Кругооборот азота

 

 

 

 

Кругооборот фосфора