рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Александер Тодд

Александер Тодд - раздел Экология, ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ   Учение О Живом Веществе Является Одним Из Центральных Звеньев...

 

Учение о живом веществе является одним из центральных звеньев концепции биосферы. Исследуя процессы миграции атомов в биосфере, В.И. Вернадский подошел к вопросу о генезисе (происхождение, возникновение) химических элементов в земной коре, а после этого и к необходимости объяснить устойчивость соединений, из которых состоят организмы. Анализируя проблему миграции атомов, он пришел к выводу, что «нигде не существуют органические соединения, независимые от живого вещества». «Под именем живого вещества, — писал В. И. Вернад­ский в 1919 году, — я буду подразумевать всю совокуп­ность всех организмов, растительности и животных, в том числе и человека. С геохимической точки зрения эта со­вокупность организмов имеет значение только той массой вещества, которая ее составляет, ее химическим составом и связанной с ней энергией. Очевидно, только с этой точ­ки зрения имеет значение живое вещество и для почвы, так как, поскольку мы имеем дело с химией почв, мы имеем дело с частным проявлением общих геохимических процессов».

Тогда же ученый впервые высказал мысль о совместном нахождении химических элемен­тов в живом веществе, которое определяется биологиче­скими свойствами организмов, а не химическими свой­ствами элементов. К основным таким элементам Вернадский относил С, О, Н, N, S, P, C1, К, Mg, Ca, Na, Fe, к которым обычно присоединяют еще Si, Mn, F, J, Со, В, Ва, Sr, Pb, Zn, Ag, Br, V и т. д. В живом организме всегда содержится не менее 20—25 химических элементов, эти элементы оказываются вместе после гибели живого в исключительно малых объемах, высоких концентрациях и в соотношениях, которые определяет жизнь.

Итак, живое вещество биосферы - это совокупность всех ее живых организмов. Главное предназначение живого вещества и его неотъемлемый атрибут - накопление свободной энергии в биосфере. Обычная биогеохимическая энергия живого вещества производится прежде всего путем размножения.

Научные идеи В.И. Вернадского о живом веществе, о космичности жизни, о биосфере и переходе ее в новое качество - ноосферу своими корнями уходят в XIX - начало XX века, когда философы и естествоиспытатели предприняли первые попытки осмыслить роль и задачи человека в общей эволюции Земли. Именно их усилиями человек начал свое продвижение к вершинам естественной эволюции живого, постепенно занимая экологическую нишу, отведенную ему природой.

В 30-е годы В.И. Вернадский из общей массы живого вещества выделяет человечество, как его особую часть. Такое отособление человека от всего живого стало возможным по трем причинам. Во-первых, человечество является не производителем, а потребителем биогеохимической энергии. Такой тезис требовал пересмотра геохимических функций живого вещества в биосфере. Во-вторых, масса человечества, исходя из данных демографии, не является постоянным количеством живого вещества. И в-третьих, его геохимические функции характеризуются не массой, а производственной деятельностью. Характер усвоения человечеством биогеохимической энергии определяются разумом человека. С одной стороны, человек - это кульминация бессознательной эволюции, «продукт» спонтанной деятельности природы, а с другой - зачинатель нового, разумно направленного этапа самой эволюции.

Какие же характерные особенности присущи живому веществу? Прежде всего это огромная свободная энергия. В процессе эволюции видов биогенная миграция атомов, т.е. энергия живого вещества биосферы, увеличилась во много раз, и продолжает расти, ибо живое вещество перерабатывает энергию солнечных излучений, атомную энергию радиоактивного распада и космическую энергию рассеянных элементов, приходящих из нашей Галактики. Живому веществу присуща также высокая скорость протекания химических реакций по сравнению с веществом неживым, где похожие процессы идут в тысячи и миллионы раз медленнее. К примеру, некоторые гусеницы в сутки могут переработать пищи в 200 раз больше, чем весят сами, а одна синица за день съедает столько гусениц, сколько весит сама.

Для живого вещества характерно то, что слагающие его химические соединения, главнейшими из которых являются белки, устойчивы только в живых организмах. После завершения процесса жизнедеятельности исходные живые органические вещества разлагаются до химических составных частей.

Живое вещество существует на планете в форме непрерывного чередования поколений, благодаря чему вновь образовавшееся, оно генетически связано с живым веществом прошлых эпох. Это - главная структурная единица биосферы, определяющая все другие процессы поверхности земной коры. Для живого вещества характерно наличие эволюционного процесса. Генетическая информация любого организма зашифрована в каждой его клетке. При этом этим клеткам изначально предначертано быть самими собой, за исключением яйцеклетки, из которой развивается целый организм.

В.И.Вернадский отмечал, что живые организмы планеты – это наиболее постоянно действующая и могущественная по своим конечным последствиям химическая сила. Он указывал, что живое вещество неотделимо от биосферы, является ее функцией и одновременно «одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты». Круговорот отдельных веществ В.И.Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Эти циклы и круговорот обеспечивают важнейшие функции живого вещества в целом. Ученый выделил пять таких функций.

Газовая функция. Осуществляется зелеными растениями, выделяющими кислород в процессе фотосинтеза, а также всеми растениями и животными, выделяющими углекислый газ в результате дыхания. Происходит также круговорот азота, связанного с деятельностью микроорганизмов. В.И.Вернадский писал, что все газы, образующиеся в биосфере, теснейшим образом связаны своим происхождением с живым веществом, всегда биогенны и изменяются главным образом биогенным путем.

Основными газовыми фунциями В.И.Вернадский считал следующие.

■ Кислородно-углекислотная, носителем которой являются хлорофилльные растения. Ими создается подавляющая масса кислорода на планете. Из-за того, что ночью фотохимический процесс прекращается, а на смену ему приходит просесс образования углекислоты, эта функция называется кислородно-углекислотной.

■ Углекислотная (отдельная от кислородной). В результате жизнедеятельности животных, грибов и бактерий, создается биогенная углекислота.

■ Озонная и перекисьводородная. В.И.Вернадский считал, что озон и перекись водорода являются продуктами жизни (через кислород, идущий на образование озона и перекиси). Озон, образуясь из биогенного кислорода, защищает биосферу от губительного ультрафиолетового излучения.

■ Азотная. В.И.Вернадский полагал, что свободный азот атмосферы создается живым веществом почвы.

■ Углеводородная. Биогенные газы – углеводороды – создаются живым веществом. Их роль в биосфере очень велика, но мало изучена.

■ Водная, проявляющаяся в биогенном круговороте воды. Биогенная роль водной функции проявляется в том, что состояние растительного покрова самым тесным образом связано с влажностью воздуха, содержанием воды в почве и подпочве. Наиболее ярко она выражена в лесах суши, сведение которых ведет к изменению и перестройке всего биогеохимического круговорота воды в биосфере.

■ Сероводородная и сульфидная функции. Проявляется в действии окислительно-восстановительной системы. Она играет большую роль во всех почвах, особенно в условиях щелочной и нейтральной реакции среды. В присутствии органического вещества и при недостатке кислорода в почве через цепь химических реакций образуется сероводород, который уходит в атмосферу. Система сульфаты↔сульфиды сдвигается в сторону сульфидов. При этом развивается процесс десульфирования или десульфации почвенного раствора, грунтовых или глубинных подземных вод. В результате наблюдается постепенное исчезновение из почвы сернокислых солей и подщелачивание раствора. Такие процессы характерны для луговых солончаковых почв, торфяных болот, донных отложений застойных водоемов, полей орошаемого риса.

В период просыхания переувлажненных почв наблюдается снижение доступа кислорода и уровня грунтовых вод. В связи с этим происходит сдвиг окислительно-восстановительной системы в другую сторону, в результате чего развиваются окислительные процессы. В почвах и грунтах образуются соединения серы, окисляемые в дальнейшем до серной кислоты и сульфатов. Часть серы из системы утрачивается в виде сероводорода.

Таким образом, образование сероводорода является следствием биогенной деятельности животных и бактерий почвы. Превращение органической серы бактериями и животными в конечный продукт – сероводород и восстановление минеральной серы бактериями в процессе десульфирования в сероводород – две стадии сероводородной функции живых организмов.

Концентрационная функция. Проявляется в способности живых организмов накапливать в своих телах многие химические элементы (на первом месте стоит углерод, среди металлов – кальций). Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов – характерная особенность живого вещества. Например, морские организмы активно накапливают микроэлементы, тяжелые металлы (ртуть, свинец, мышьяк), радиоактивные элементы.

В.И.Вернадский различал:

1. Концентрационные функции I рода, когда живым веществом концентрируются из окружающей среды те химические элементы, которые содержатся во всех без исключениях организмах (Н, С, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe).

2. Концентрационные функции II рода, когда наблюдается накопление химических элементов, которые в живых организмах не встречаются, или могут встречаться в очень малых количествах. Например, голотурии способны накапливать ванадий. Дождевые черви могут накапливать цинк, медь, свинец и кадмий в своих тканях. Водоросли рода ламинария накапливают в себе йод.

Окислительно-восстановительная функция. Выражается в химических превращениях веществ в процессе жизнедеятельности организмов. В результате этого образуются соли, окислы, новые вещества. С данной функцией связано формирование железных и марганцевых руд, известняков и т.п.

Биохимическая функция. Определяется как размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества. Все это приводит к круговороту химических элементов в природе, их биогенной миграции.

В.И.Вернадский выделял I-ую биохимическую функцию, которая связана с питанием, дыханием и размножением организмов и II-ую биохимическую функцию, которая связана с разрушением тел живых организмов после их смерти. При этом происходит ряд биохимических превращений: живое тело – биокосное – косное.

Функция биогеохимической деятельности человека. Связана с биогенной миграцией атомов, многократно усиливающейся под влиянием хозяйственной деятельности человека и его разума. Человек в ходе своей хозяйственной деятельности разрабатывает и использует для своих нужд большое количество веществ земной коры, в т.ч. таких как уголь, газ, нефть, торф, сланцы, многие руды. Одновременно происходит атропогенное поступление в биосферу чужеродных веществ в количествах, превышающих допустимое значение. Это привело кризисному противостоянию человека и природы. Главной причиной надвигающегося экологического кризиса считается технократическая концепция, рассматривающая биосферу, с одной стороны, как источник физических ресурсов, с другой - как сточную трубу для удаления отходов.

В настоящее время мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу

 более 250 млн тонн мелкодисперсных аэрозолей,

 200 млн тонн оксида углерода,

 150 млн тонн диоксида серы,

 120 млн тонн золы,

 более 50 млн тонн углеводородов,

 2,5 млрд(!) тонн оксидов азота.

Естественный круговорот атомов в атмосфере просто не успевает за техногенными выбросами. Только за счет сжигания угля в энергетических установках в окружающую среду поступает мышьяка, урана, кадмия, бериллия в десятки раз, а ртути - в тысячи раз больше, чем вовлекается в природный биохимический круговорт.

В.И. Вернадский классифицировал живое вещество на однородное и неоднородное. Первое в его представлении - это родовое, видовое вещество и т.п., а второе представлено закономерными смесями живых веществ. Это лес, болото, степь, т.е. биоценоз. Характеризовать живое вещество ученый предлагал на основе таких количественных показателей, как химический состав, средний вес организмов и средняя скорость заселения ими поверхности Земного шара.

Вернадский приводит средние цифры скорости "передачи жизни в биосфере". Время захвата данным видом всей поверхности нашей планеты у разных организмов может быть выражена следующими цифрами (сутки):

Бактерия холеры (Vibrio cholerae) 1,25

Инфузория (Lekconhrys patula) 10,6 (максимум)

Диатомовые (Nittschia putrida) 16,8 (максимум)

Зеленый планктон 166-183 (среднее)

Насекомые (Musca domestica) 366

Рыбы (Pleurettes platessa) 2159 (максимум)

Цветковые растения (Trifolium repens) 4076

Птицы (куры) 5600-6100

Млекопитающие: крысы 2800

дикая свинья 37600

слон индийский 376000.

Жизнь на нашей планете существует в неклеточной и клеточной формах.

Неклеточная форма живого вещества представлена вирусами, которые лишены раздражимости и собственного синтеза белка. Простейшие вирусы состоят лишь из белковой оболочки и молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) или РНК (рибонуклеиновая кислота), составляющей сердцевину вируса. Иногда вирусы выделяют в особое царство живой природы - Vira. Они могут размножаться только внутри определенных живых клеток. Вирусы повсеместно развиты в природе и являются опасным противником всего живого. Поселяясь в клетках живых организмов, они вызывают их смерть. Описано около 500 вирусов, поражающих теплокровных позвоночных и около 300 вирусов, нападающих на высшие растения. Более половины болезней человека обязаны своим развитием мельчайшим вирусам (они в 100 раз мельче бактерий). Достаточно назвать несколько страшных болезней, вызываемых вирусами, чтобы осознать угрозу этих мельчайших существ. Это полиомиелит, оспа, грипп, инфекционный гепатит, желтая лихорадка и др.

Клеточные формы жизни представлены прокариотами (организмы, не имеющие ограниченного мембраной ядра) и эукариотами (клетки которых содержат оформленные ядра. К прокариотам относятся различные бактерии. Эукариоты - это все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие.

 

7.4. ПРОБЛЕМА СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ПЛАНЕТЫ

 

Каж­дая форма жизни яв­ляется уникальной,

заслуживающей уважения, вне зависимости

от ее ценности для человека”.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

В В МАВРИЩЕВ... ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Александер Тодд

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Минск – 2003
ОГЛАВЛЕНИЕ   ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………………… 5   ГЛАВА 1. ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И КРАТКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ……………………………….. 7

Карл Маркс
  Сегодня каждый знаком со словом «экология». В последнее время оно употребляется по любому случаю и столь часто, что сам смысл его затерялся где-то в анналах научных публикаций. Оно

Бытие. 1:28
  Развитие человечества происходило с одной стороны в борьбе с природными силами, а с другой – в инстинктивном стремлении к охране своего природного окружения. Неосознанно человек чув

Лосев А.Ф.
Возникновение жизни на Земле связано с биологическим круговоротом веществ в пределах границ, определяемых областью распространения жизни, т.е. биосферой. Такой круговорот осуществляется посредст

Л.Н.Толстой
  В настоящее время экологические проблемы современности по своим масштабам условно могут быть разделены на локальные, региональные и глобальные, а среди большинства международ

В.И.Талиев
  2.1. Понятие о среде обитания. Абиотическая и биотическая среда   Пространство, в котором протекает жизнедеятельность живых организмов, то, что окруж

Л. Мартынов
  В соответствии с современными гипотезами происхождения жизни принято считать, что эволюционно первичной средой на нашей планете была именно водная среда. Подтверждению этому служит

Джонатан Свифт
Организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов (симбиоз – совместное, взаимовыгодное сожительство организмов). Например, человеческий организм является средой обитания

Рольф Эдберг
  Куговорот воды, а также круговорот биогенных элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в биосфере называют круговоротом веществ. Это многократное участие вещ

Иван Никитин
  3.1. Понятие об экологических факторах   Комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов, складывается из разнообразных элементов -

Климатические факторы
Климат конкретной местности определяется как характерный многолетний режим погоды, обусловленный солнечной радиацией, ее преобразованиями в деятельном слое земной поверхности и связанной с ними цир

Температура
Любой организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. Область распространения живого в основном ограничена областью чуть ниже 0оС и до 50оС. И хотя некот

Влажность
Вода - основа живой материи. Для громадного числа живых организмов вода является одним из главных экологических факторов. Исключительная значимость воды состоит в том, что она является основным усл

Орографические факторы
  На распространение организмов по земной поверхности определенную роль оказывают такие орографические факторы, как особенности элементов рельефа, высота над уровнем моря, экспозиция

И.П. Павлов
  Живые организмы не только приспосабливаются к физическим (абиотическим) факторам среды в том смысле, что переносят различные их неблагоприятные воздействия. Для распределения своих

Пространственная структура биоценоза включает его вертикальную и горизонтальную структуру.
Вертикальная структура биоценоза образована отдельными его элементами, особыми слоями, которые называются ярусы. Ярус - совместно произрастающие группы видов растений, разл

Р.Бернс
  Понятие экологической ниши было введено американским зоологом-натуралистом Дж.Гриннеллом (1914) и английским экологом Ч.Элтоном (1927). Гриннелл предложил термин «ниша» при описании

Ф.Тютчев
  Понятие экосистемы является ключевым для каждого, кто стремится узнать и понять, как устроен мир. Экосистемы являются своего рода "кирпичиками", из которых слагается одна

Роберт Уиттекер
  Если задаться вопросом - сколько экосистем существует на земном шаре, то, вероятно ответить на него будет нелегко. И все из-за безразмерности, безранговости экосистем. Если мы пришл

Мировая хартия охраны природы” ООН
  Многие экологи считают, что несмотря на повсеместное употребление термина «биологическое разнообразие», как понятие оно не сформировалось до сих пор. Отчего так происходит? Прежде в

В.И.Вернадский
  В 20-е годы нашего столетия В.И. Вернадский работал над проблемой химического строения биосферы Земли. Эволюция биосферы связывалась им с эволюцией жизни на Земле. Ученый делает общ

Марк Твен
  Вопрос о разнокачественности живого и неживого тесно связан с вопросом об эволюции биосферы. Постоянен или нет общий вес живого вещества биосферы на протяжении всей истории развития

В.И.Данилов-Данильян
  Перестройка биосферы и грядущее становление ноосферы ставит перед человечеством нелегкие задачи. Прежде всего это рациональное управление биосферой для удовлетворения насущных потре

Вернер фон Браун.
  Одна из самых острых проблем современности - проблема народонаселения. За то время, которое вы потратите на прочтение этой фразы, население Земного шара увеличится на 18 человек, за

Иосиф Бродский
  В начале декабря 1930 г. в долине реки Маас в Бельгии выбросы предприятий добывающей промышленности привели к гибели 60 человек. Всего пострадало 60 человек. Это была первая техноге

Природные ресурсы
     

А.В.Кольцов
  Если представить Землю размером с куриное яйцо, то ее почвенный плодородный слой окажется настолько тонким, что его трудно будет различить невооруженным глазом. Численность

Ж.Дорст
  Ежегодные мировые потери плодородных почв на обрабатываемых землях в настоящее время составляют, по некоторым оценкам, 24 млн т. Для сравнения, такая же площадь засевается зерновыми

Сен-Симон
  Энергия всегда играла и продолжает играть важную роль в жизнедеятельности человеческого общества. Все виды деятельности человека связаны с затратами энергии. Переход человечества к

Из послания английского
парламента королю от 1316 года.   Альтернативные источники энергии - это ветер, солнце, приливы и отливы, биомасса, использование естественного те

Отто Леопольд
  С первых шагов человека по Земле его жизнь неотделима от природной среды, дома в котором он обитает. И только природе он обязан своему существованию на планете по имени Земля. На пр

Е.Евтушенко.
  В настоящее время для Беларуси наиболее актуальна экологическая проблема, связанная с использованием атомной энергии (загрязнение окружающей среды радионуклидами в результате аварии

Л.Мартынов
  Развитие человечества проходило под знаком постоянной войны с природой. Казалось, в ее лице человек обрел извечного недруга. И все мероприятия, связанные с окультуриванием природной

Роберт Рождественский
  Наиболее совершенной формой охраны живой природы является заповедный режим. Организация заповедных территорий в настоящее время - это наиболее совершенный и надежный способ сохранен

М.Дудин
  В Беларуси проблемы охраны природной среды стали подниматься только в 20-е годы прошлого столетия. 30 января 1925 г. в 120 км севернее г.Минска в верхнем течении реки Березина был с

Шарль Монтескье
  Среди растительных ресурсов особое место занимает лесная растительность. Общая площадь лесных земель на планете составляет больше 4 млрд.га. В таблице 14 показано распредел

В.Высоцкий
Биологические ресурсы, которые непосредственно используются в охотничьем, рыбном и других видах хозяйства, основа которых является промысел, относятся к ресурсам животного мира. К сожалению, на наш

Е.А.Баратынский
  XXI век поставил перед человечеством новые ориентиры. Это прежде всего приоритеты экологии и нравственности. Решение современных экологических проблем - это наипервейшая задача чело

ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ
  Автотрофные организмы - организмы, самостоятельно синтезирующие органические вещества из неорганических соединений с использованием энергии Солнца или энергии, высв

УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН
  Алексей Михайлович (1629-1676) – русский царь с 1645 г. Альдрованди Улиссе (1522—1605) - итальянский натуралист. Аристоте

Зюсс Эдуард (1831-1914) - австрийский геолог. Обобщил представления о строении и развитии земной коры.
Клементс Фредерик (1874-1945) - американский ботаник. Колумелла - римский писатель и агроном I в, автор сельскохозяйственной энциклопедии.

Линдеман
Линней Карл (1707-1778) - шведский естествоиспытатель, создатель системы растительного и животного мира. Лихачев Дмитрий Сергеевич (1906-1999) – литератур

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги