В связи с деятельностью живого вещества планеты формируется современный химический состав атмосферы и растворенного вещества гидросферы. Поскольку все участки биосферы формируются в результате деятельности живого вещества, то, естественно, что биологическая эволюция как процесс необратимый определяет необратимость эволюции всех оболочек биосферы: атмосферы, гидросферы и литосферы.
Цефализация в отряде приматов создала почву для появления разума, когда все изменения в биосфере должны управляться сознанием — творческой работой человеческого мозга.
В эволюции организованного мира различают следующие этапы:
1) возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом;
2) период биогенеза — усложнение структуры многоклеточных организмов по чисто биологическим законам;
3) период ноогенеза — возникновение человеческого общества, разумная деятельность которого способствует превращению биосферы в ноосферу.
Периоду ноогенеза свойственно преобразование биосферы в результате целенаправленной трудовой деятельности человечества.
Живые организмы, включая человека, населяют территории с различными условиями обитания и испытывают на себе действие самых различных факторов. Закономерности взаимоотношений организмов и среды их обитания изучаются специальной биологической наукой — экологией.
Закономерности зависимости организмов от факторов среды
Экологические закономерности проявляются на уровне особи, популяции особей, биоценоза, биогеоценоза.
Совокупность элементов, воздействующих на живой организм в месте обитания, и есть среда обитания.
Элементы среды, способные оказывать прямое влияние на живой организм, называют экологическими факторами, которые делят на биотические и абиотические.
Биотические— это все возможные влияния, которые испытывает живой организм со стороны окружающих его живых существ.
Абиотические факторы— это все воздействующие на организм элементы неживой природы.
В период ноогенеза целесообразным стало выделять группу антропогенных факторов, которые проявляются в активном воздействии человека на природу.
Действие экологических факторов определяется ритмом космофизических процессов. В соответствии с этим экологические факторы делят на первичные и вторичные, периодические и непериодические.
К первичным факторамотносят те, с которыми биологические объекты столкнулись на ранних стадиях эволюции: температура, изменение положения Земли относительно Солнца. Под действием этих факторов возникли суточная, сезонная, годичная периодичность биологических процессов.
Вторичные периодические факторыявляются производными первичных. Например, уровень влажности зависит от температуры; там, где ниже температура, там атмосфера содержит меньше паров воды.
Непериодические факторыдействуют на организмы, популяции организмов внезапно, эпизодически; например — извержение вулканов, смерчи, ураганы, наводнения; хищник внезапно нападает на жертву.
Колебания интенсивности экологических факторов проявляются в изменении численности или исчезновении видов с определенных территорий, изменении показателей рождаемости и смертности. Колебания интенсивности экологических факторов определяют временную организацию биосистем. Влияние экологических факторов определяют биологические ритмы в эволюции живых систем.
Биологические ритмы — это колебания смены и интенсивности физиологических реакций, в основе которых лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов.
К внешним факторам относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния.
Внутренние факторы — это нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.
Периодическим колебаниям подвергаются многие физиологические процессы в организме человека.
Физиологические ритмы — это циклические колебания в различных системах организма. Основными характеристиками физиологических ритмов являются: период или частота колебаний в единицу времени, амплитуда (величина максимального отклонения от среднего показателя), уровень, фаза и форма. Физиологические ритмы классифицируют также по соотношению с периодическими изменениями среды обитания.
Если период ритмов не совпадает с периодическими изменениями геофизических факторов, их обозначают как функциональные (частота дыхания, ритмы двигательной активности).
Если же период ритмов совпадает с периодами геофизических циклов, близок или кратен им — их называют адаптивными или экологическими.
В биологии адаптивные ритмы рассматривают с точки зрения общей адаптации организмов к среде обитания, а в физиологии — с точки зрения выявления внутренних механизмов адаптации и изучения динамики физиологических процессов длительного времени.
Адаптивные физиологические ритмы сформировались в процессе эволюции как форма приспособления к постоянно меняющимся условиям среды. Чаще всего они являются энергетически оправданными. Для организма человека характерно повышение в дневные часы и снижение в ночные физиологических функций, обеспечивающих его физиологическую активность (частота сердечных сокращений, минутный объем крови, артериальное давлений, температура тела, потребление кислорода, снижение сахара в крови).
У животных в зимний период понижается обмен, двигательная активность, температура тела (спячка, зимний сон, анабиоз); в весенне-летний период — повышается активность физиологических процессов.
Учет физиологических ритмов необходим при составлении режимов труда и отдыха, так как повышение физиологической активности прямо связано с повышением работоспособности; учет физиологических ритмов имеет важное значение в физиологии труда, спортивной медицине.
Приспособления, компенсирующие периодические и апериодические колебания условий среды, очень многообразны.
Кроме поведенческих, физиологических, морфогенетиче-ских реакций к ним относятся особенности морфологии организмов, способствующих экономии или рассеиванию энергии, диапауза, спячка, ритм суточной активности, сезонные миграции, запасание пищи.