История формирования учения
Понятие «биосфера» происходит от латинских слов bios (жизнь) и sphera (шар). Впервые этот термин был введен в научный оборот в 1802 году французским естествоиспытателем Ж.Б. Ламарком. Уже тогда ученый обратил внимание на неразрывную связь и взаимодействие живых организмов с глобальными геологическими процессами планеты.
Однако полноценное, структурное учение о биосфере было разработано только в 1920-х годах выдающимся мыслителем и ученым В.И. Вернадским. Он охарактеризовал биосферу как невероятно сложную, многоуровневую систему. Главный постулат его учения заключается в том, что эта оболочка Земли была создана и продолжает преобразовываться живыми организмами — как теми, что существовали в далеком геологическом прошлом, так и ныне живущими.
Концепция живого вещества и роль фотосинтеза
Фундаментом теории Вернадского является представление о живом веществе. Под этим термином понимается единая совокупность всех живых организмов на планете. Именно влияние этой массы на неорганическую (косную) среду определяет современный облик Земли, который формировался в течение последних 3 миллиардов лет.
Особое место в учении отводится фотосинтезу. Появление этого процесса стало решающим моментом в эволюции биосферы. Организмы-фотосинтетики, к которым относятся зеленые растения и цианобактерии, способны улавливать энергию Солнца и преобразовывать ее в сложные органические вещества. Благодаря этой уникальной функции живые существа стали важнейшими посредниками между земной биосферой и космосом, обеспечивая приток космической энергии в планетарный круговорот.
Результаты деятельности живого вещества
Многомиллиардная активность организмов оставила колоссальный след во всех оболочках Земли. Геологические и химические результаты этой деятельности многообразны:
- Изменение газового состава атмосферы: Практически весь кислород, присутствующий в современной атмосфере, является побочным продуктом фотосинтеза. Накопление кислорода в верхних слоях привело к формированию озонового слоя, который выполняет функцию глобального щита, защищающего жизнь от жестких УФ-лучей.
- Преобразование гидросферы и литосферы: Живое вещество определило химический состав природных вод и сформировало поверхностную почвенную оболочку — педосферу.
- Накопление полезных ископаемых: Наличие залежей ископаемого топлива (таких как нефть, природный газ и каменный уголь) — это прямой результат консервации неразложившихся остатков древних организмов.
- Образование горных пород и руд: Огромные пласты биогенных осадочных пород, включая мел и биогенные известняки, представляют собой осевшие на дно древних океанов скелеты морских обитателей. Кроме того, залежи многих металлических руд (железных, серных, марганцевых) были созданы в результате специфической жизнедеятельности древних бактерий-хемосинтетиков.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие функции выполняет живое вещество в биосфере?
Живое вещество выполняет функции улавливания и аккумулирования энергии, а также вовлечения косного вещества в биогеохимические круговороты. Это вызывает биогенную миграцию атомов и преобразует неорганическую среду. Результатами деятельности живых организмов являются:
- Формирование атмосферы — выделение кислорода при фотосинтезе и создание озонового слоя.
- Формирование педосферы — создание почвенной оболочки Земли.
- Изменение гидросферы — влияние на химический состав природных вод.
- Образование ископаемых — создание залежей топлива (нефть, газ, уголь), осадочных пород (мел, биогенные известняки) и руд (железные, серные, марганцевые).
Какие газы современной атмосферы имеют биогенное происхождение?
Биогенное происхождение в современной атмосфере имеет кислород, а также образующийся из него озон. Почти весь атмосферный кислород является продуктом жизнедеятельности организмов-фотосинтетиков (зеленых растений и цианобактерий), которые преобразуют энергию Солнца. В дальнейшем из этого кислорода в верхних слоях атмосферы происходит формирование озонового слоя, защищающего живые организмы от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей.
Для запоминания вклада биосферы в геологию: «Атмосфера дышит (О2 и озон), Вода меняет вкус, Почва (педосфера) кормит, а Недра хранят запасы (уголь, мел, руды)» — это охватывает все четыре среды, преобразованные организмами.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем разница между вкладом Ламарка и Вернадского в учение о биосфере?
Ж.Б. Ламарк в 1802 году лишь предложил сам термин «биосфера» и отметил влияние живого на геологию. В.И. Вернадский же в 1920-х годах создал целостное научное учение, подробно описав биосферу как систему и введя понятие «живого вещества».
Что Вернадский называл «живым веществом»?
Живое вещество — это совокупная масса всех живых организмов на Земле, которая рассматривается как единое целое и выступает главной силой, изменяющей неорганическую среду планеты.
Как организмы повлияли на атмосферу Земли?
Благодаря фотосинтезу зеленых растений и цианобактерий атмосфера насытилась кислородом, из которого впоследствии в верхних слоях сформировался защитный озоновый слой.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования педосферы и роль микроорганизмов в почвообразовании
- Специфика работы бактерий-хемосинтетиков при образовании марганцевых и железных руд
- Различия в процессах накопления биогенных известняков и образования ископаемого топлива
- Взаимодействие неорганических компонентов среды с живым веществом на различных этапах развития биосферы
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Учение о биосфере» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Учение о биосфере»
Весь раздел «Учение о биосфере»Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.