Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата

Основные идеи Вернадского о биосфере сложились к началу 20-х годов и были опубликованы в 1926 г. в книге «Биосфера», состоящей из двух очерков: «Биосфера в космосе» и «Область жизни». По Вернадскому, биосфера — организованная, динамическая и устойчиво уравновешенная, самоподдерживающаяся и саморазвивающаяся система. Основной чертой ее организованности является биогенная миграция химических элементов, производимая силами жизни, источником энергии которой является лучистая энергия Солнца. Вернадский так определил пространство, охватываемое биосферой Земли: вся гидросфера до максимальных глубин океана, верхняя часть литосферы материков до глубины 2—3 км, нижняя часть атмосферы (по крайней мере, до верхней границы тропосферы).

Вместе с другими геосферами биосфера образует единую планетарную экологическую систему высшего порядка, в которой действует единый планетарный механизм. В первой стадии происходит поглощение растениями солнечной энергии, углекислоты, воды и минеральных веществ. Вторая стадия — многократная трансформация и утилизация органических веществ, образовавшихся в виде биомассы, животными и микробами. Третья стадия — распад органических веществ до исходных минеральных продуктов с помощью микроорганизмов-минерализаторов. Динамическое равновесие всех этих процессов в масштабах планеты определяет существование жизни, направление биохимических процессов в твердых породах, воде и атмосфере планеты. На Земле есть и места, где это равновесие особо ранимо (например, в тропиках).

В начале XX в. изучение Вернадским роли живых организмов в химических процессах на поверхности Земли соотносилось с исследованием геохимии отдельных химических элементов, входящих в состав горных пород. Связующим звеном явились вопросы геохимии углерода. Поэтому ученый заинтересовался ролью отдельных видов — млекопитающих, птиц, рыб, растений; особенно его внимание привлек человек.

Изначальная, со студенческих пор полученная установка исследователя на изучение роли организмов в окружающей среде каждый раз получала все новый и новый материал в пользу значительного участия жизни в эволюции вещества планеты. Деятельность грызунов в степи, наблюдения за дождевыми червями, минерализующими органику почвы, геохимическая деятельность водорослей в водоемах — эти и другие наблюдения составляли творческую лабораторию уче- ного, в которой формировался биологический подход к осмыслению геохимических циклов земного вещества.

В 1907—1910 гг. — первые публикации Вернадского по живому веществу. Постоянные размышления над биологическими вопросами в их связи с идеями генетической минералогии и геохимии привели Вернадского к развернутой постановке проблем биогеохимии и учения о живом веществе в виде системы взаимосвязанных вопросов, догадок, предположений... Формировалась программа будущих научных исследований ученого, определившая эволюцию его научных интересов.

Что общего между почвой, осадочными породами, мировым океаном, подземными водами? Что позволяет объединить их в единое целое? Вернадский отвечает: общей является геохимическая работа живого вещества.

Живое представляется для Вернадского в виде зелени, охватившей всю планету пленкой жизни. Развитие живого в биосфере привело к огромному разнообразию органических соединений, число которых измеряется миллионами, в то время как число неорганических соединений (минералов) измеряется тысячами. Развитие живого вещества сопровождается его ростом. Но в природе протекает и обратный процесс — разрушение сложных органических соединений. Животные более энергично, чем растения минерализуют органические вещества. Противоположные процессы образования и разрушения органического вещества образуют единый биологический круговорот атомов на Земле.

Живые организмы, неживое вещество во всех его проявлениях заселяют особую планетарную оболочку — биосферу. Учение о живом веществе у Вернадского перерастает в учение о биосфере — цельное научное обобщение громадного количества фактов о происхождении, структуре и динамике окружающей среды.

До Вернадского организмам тоже отводилась определенная роль в жизни Земли. Среди осадочных пород выделяли особо органогенные породы: угли, ракушечники, диатомиты, торф и др. Однако подавляющее большинство других пород не связывали с деятельностью организмов. В особенности, как считали, не было никаких оснований связывать с жизнью граниты. Поэтому высказывание Вернадского о том, что граниты — это былые биосферы, многим показалось абсурдным. Причина этого — в рассмотрении биологами ОТДЕЛЬНОГО живого существа, роль которого представлялась весьма малой по сравнению с грандиозной деятельностью неживой природы: работой рек, ледников, ветра...

Вернадский ввел в науку понятие «живое вещество», — стало возможным оценить деятельность живого на планете в целом. «Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы, действенная его энергия по сравнению с энергией косного вещества в историческом времени огромна. Захватывая энергию Солнца, живое вещество создает химические соединения, при распадении которых эта энергия освобождается в форме, могущей производить химическую работу».

Для полного описания особенностей живого вещества Вернадский вводит в научный оборот понятия «сгущение жизни», «давление жизни», «всюдность жизни». Он говорит: «Живое вещество — совокупность организмов — подобно массе газа, растекается по земной поверхности и оказывает определенное давление в окружающей среде, обходит препятствия, мешающие его передвижению, или ими овладевает, их покрывает».

С 1915 г. идея живой материи приобретает у Вернадского практическое значение, экономический и социальный аспекты в связи с его деятельностью в КЕПС.

На Украине Вернадским организованы первые экспериментальные работы по живому веществу. Обнаружено, что химический состав живых организмов зависит от химизма среды обитания. Живое вещество имеет избирательную способность по отношению к химическим элементам. Вернадский предложил различать экологические типы растений. Экспериментальные работы проводятся в лаборатории по живому веществу (организованной с помощью А. Душечкина — впоследствии академика АН УССР — на базе бывшей лаборатории сахарозаводчиков), в лаборатории технической химии Киевского университета, в лаборатории Таврического университета, на Салгирской плодоводческой станции, в ботаническом кабинете Киевского университета (под руководством доцента Н. Г. Холодного здесь велись работы по выделению чистых культур диатомовых водорослей).

Киевское общество любителей природы оборудовало для научной работы Старосельскую биологическую станцию, арендовавшую участок в районе урочища «Черторой». Из-за угрозы смыва станции при разливе Днепра ее позднее перенесли в район села Староселье (10 км от Киева) в урочище «Гористое». В конце 1921 г. станция была передана Украинской Академии наук. Именно здесь Вернадский при изучении водорослей фиксирует явления, позже названные им «сгущением живого вещества», «давлением жизни», «всюдностью жизни». На Старосельской биологической станции началась многолетняя дружба и научное сотрудничество Вернадского с Холодным. Эвтрофикация и бурное развитие водорослей убеждает его в интенсивности размножения низших организмов. 27 ноября 1919 г. в дневнике появляется запись: «Работал над живым веществом. Иногда мне кажется, что вся эта работа очень мало дает в результатах и что я не справлюсь с тем ее размахом, какой даю я в ней. Нахожу новые и новые пропуски и убеждаюсь в ошибочной оценке сделанного до меня. Встречаешь свои мысли и постоянно их находишь — иногда совер- шенно неожиданно. Сколько моих мыслей, действительно «моих». Сколько их возникло из фактов или из чтения? Сколько из них воспоминаний прочитанного или услышанного, отзвучавших иначе, чем у других, в моей душе? И сейчас для идеи о количественном постоянстве жизни я все нахожу новых и новых предшественников. Можно дать связную картину людей, подходивших к этой идее в прошлом, и это мнение было для меня мерилом того, что я далеко не охватил сделанного до меня. Нет истории этой идеи? Никто не проводил ее последовательно? Оказала она то влияние на человеческую мысль, какое мне в ней видится?»

Живые организмы не ограничены от неорганической неживой «косной» материи, они образуют вместе с ней особые системы, которые Вернадский назвал биокосными. Это подсистемы биосферы, в которых живое вещество и неорганическая материя проникают друг в друга; сама биосфера — наиболее крупная биокосная система. Первую биокосную систему — почву — открыл еще в XIX в. его учитель В. В. Докучаев, — благодаря такому подходу русское почвоведение завоевало ведущее место в мировой науке. В почве живые организмы, твердые, жидкие и газообразные вещества тесно между собой связаны и взаимообусловлены.

Летом 1884 г. Вернадский изучает почвы Украины. В 1890 г. он обследует почвы Кременчугского уезда Полтавской области. В частых геологических и минералогических экскурсиях он продолжает анализировать почвенные условия в различных районах страны, за рубежом. Участвует в составлении первой в России 10-верстной почвенной карты Полтавской губернии. Впервые ставит перед почвоведами и геохимиками задачу изучения образования почв как мощного геохимического механизма нашей планеты. Почва приобретает у Вернадского новый, биосферный смысл; в особенности уникальна его работа о влиянии деятельности роющих животных на физические и химические свойства чернозема.

Живое вещество превращает происходящие в почве химические процессы в биогеохимические, нарушает соотношение между почвой и подпочвой, влияет на зернистость и рыхлость почвы. Вернадский указывает на зависимость вертикальной миграции почвенного населения от суточного вращения Земли и времен года, называет основные направления исследований влияния живых организмов на почву: роль живого вещества в формировании физических и химических свойств почвы, роль живого вещества в формировании почвенных дисперсий, роль живого вещества в процессе концентрации и рассеивании химических элементов в почве и др.

Определение в почве редких химических элементов поможет исследованию биологических процессов, так как почва является единственным источником редких элементов для сухопутных организмов. Анализировать почву необходимо со всем ее содержанием, со всеми ее организмами, их остатками и другими органическими материалами. «Вероятно большая часть химических элементов находится в ней в виде живых организмов. Живое вещество не только управляет химическими процессами почвы, но и само входит в ее состав».

В своей работе «Об участии живого вещества в создании почв» Вернадский впервые обосновал фундаментальную идею об органогенном парагенезисе, которая имеет большое прикладное значение. Еще в 1909 г. он ввел в науку понятие о парагенезисе химических элементов в земной коре. Явлением органогенного парагенезиса Вернадский объяснил накопительную и распылительную в отношении химических элементов функцию живого вещества.

Вернадский изучает радиоактивные элементы во всех объектах окружающей среды. По его мнению, это поможет понять многие проблемы, связанные с геологией и геохимией планеты, более целенаправленно вести поисковые работы на радиоактивные элементы.

С развитием работ все большее внимание у него привлекает вопрос о космической роли живой материи. Лишайники на горных породах: Вернадский впервые изучает их в связи с их способностью изменять лучеиспускание и нагревание горных пород. Затем он обнаружил связь между стадиями разрушения пород и семействами или родами поселявшихся на них растений. Не являются ли лишайники и мхи своеобразными космическими агентами, влияющими на тепловой режим нашей планеты? «Ибо биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникают космическая энергия, космическое излучение и прежде всего лучеиспускания Солнца, поддерживающие динамическое равновесие, организованность: «биосфера <=> живое вещество».

В истории биосферы выделяются четыре крупных этапа: появление первичных автотрофов (новый способ питания, важнейший компонент биосферы); возникновение животных с кальциевым скелетом (усиление одной из биогеохимических функций); формирование лесных биогеоценозов (возникновение биогеоценозов, наиболее эффективно осуществляющих аккумуляцию солнечной энергии); создание ноосферы (резкое изменение всех биогеохимических и энергетических процессов в биосфере).

Продолжением его мыслей об истории биосферы стал доклад «Об условиях появления жизни на Земле», прочитанный Вернадским 12 декабря 1930 г. в Ленинградском обществе естествоиспытателей. В этом докладе Вернадский дал четкое разграничение биогеохимических функций биосферы. Весь набор геохимических функций биосферы осуществляется всеми организмами в целом. В конце доклада ученый утверждает: «Лишь со времени выступления в биосфере цивилизованного человечества один организм оказался способным одновременно вызывать разнообразные химические процессы, но он достигает это разумом и техникой, а не физиологической работой своего организма». Наблюдая пласты древних осадочных пород, залежи известняка, железных и марганцевых руд, каменного угля, основоположник геохимии хорошо понимал роль живого вещества в их образовании. И вот что привлекло его внимание. Исследуя глубокие, самые древние пласты Земли, в которых были обнаружены следы живого вещества, он всегда встречал мощные проявления природопреобразующей деятельности живых организмов. Данные палеогеологических изысканий, считал Вернадский, — свидетельство множественности проявления жизни во всех горизонтах времени. Высока интенсивность работы разнообразных форм живого вещества, как далеко в прошлое мы бы ни возвращались. Это не может быть характеристикой только процесса эволюции, начатого одним только организмом или небольшой группой однородных организмов. Так около 60 лет назад Вернадский закладывает научные основы полифилии — гипотезы об изначальном многообразии жизни.

Полифилисты считают, что жизнь возникла не в одном каком-то месте и не в одной — единственной первоначальной форме, а сразу во многих местах, и в разнообразных формах, нуждающихся друг в друге. Многие другие ученые считали и считают иначе — жизнь возникла в одном месте Земли, а главное — в одной-единственной форме, из которой впоследствии путем долгой эволюции развилось и сложилось все современное многообразие ее проявлений. Но если это так, возражает Вернадский, появление жизни, живого вещества не было бы закономерным. Оно зависело бы от одного-единственного случая, от случайного и маловероятного стечения обстоятельств. Впервые в естествознании обоснована идея о том, что первичная биосфера с самого начала была сложной системой, поэтому в древности были как индивидуальные, так и надындивидуальные формы организации живого: виды и биоценозы. В рамках первичного биоценоза стало возможным выживание и размножение первичных форм жизни. Жизнь — это свойство, присущее экосистеме в целом, а не только отдельным организмам.

Земная кора представляет собой преобразованные остатки былых биосфер. Окаменевшими продуктами жизнедеятельности являются громадные залежи горючих ископаемых, осадочные породы и, возможно, гранитная оболочка Земли.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат на экономическую тему, курсовая работа по дисциплине.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки