Вход

Характеристика биосферы

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Реферат*
Код 302306
Дата создания 12 октября 2013
Страниц 25
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 1 апреля в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
1 050руб.
КУПИТЬ

Описание

Хорошо написанная работа, оригинальна на 91% по системе www.antiplagiat.ru ...

Содержание

Введение 3
1. Понятие и сущность биосферы 6
2. Роль живого вещества в образовании биосферы 10
3. Возникновение, развитие и строение биосферы 16
Заключение 23
Список литературы 25

Введение

Земля – общий Дом человечества, единственная из планет солнечной системы, где возникла « жизнь – в той форме, в какой мы ее изучаем, – и которая, – есть чисто земное – планетное явление ...» (В. И. Вернадский) .
В XXI веке потенциальная мощь создаваемых человеком средств воздействия на среду обитания становится соизмеримой с могучими силами природы, а рост народонаселения и материального производства усиливает воздействие, изменяя ее фундаментальные свойства: температуру и химический состав воздуха, почв и вод, уровень радиационного фона, плотность озонового слоя. И как следствие, стали быстро нарастать признаки деградации биосферы: сокращение генофонда живого вещества и ухудшение его структуры, глобальная эрозия почв, исчезновение лесов, быстрый рост пустынь, изменение климата и т. д. «Эв олюционный процесс пошел вспять, полная жизни биосфера стала превращаться в мертвую бесплодную пустыню» .
Человечество не может без конца игнорировать законы, управляющие Природой, поддерживающие в равновесии многочисленные формы жизни на Земле.
Главная причина развивающегося глобального экологического кризиса состоит в исторически сложившихся в обществе моральных ценностях, когда главным был принцип: «Покорить и изменить природу».
А в результате Природа умирает. Она умирает быстро, из 250 тыс. видов высших растений, существующих в мире, более 60 тыс. находится под угрозой исчезновения в будущем столетии, уже сейчас в нашей стране исчезает по одному - двум видам растений и животных ежегодно. Человек же может погибнуть раньше других. Ведь Homo sapiens- тоже вымирающий вид. То, что создал он на Земле,- не рай, а кошмар, к которому он сам адаптируется все в меньшей степени, который уже не может удовлетворять его жизненные запросы. Вот как пишет об этом А. Н. Тюрюканов - ученик русского ученого Н. В. Тимофеева-Ресовского: «Именно производство оружия для уничтожения живого населения планеты оказалось самым приоритетным направлением развития производительных сил общества. В нашем веке научная мысль и живой труд были омертвлены в колоссальной массе ядерного, химического и биологического оружия. Одновременно с деградацией биосферы отчетливо обозначились и признаки деградации человечества: геноцид тоталитарных режимов и двух самых кровопролитных мировых войн, наркомания, СПИД, рост числа генетических заболеваний и т. д. «БИЧ»- аббревиатура выражения проблемы «Биосфера и Человечество». Этот «бич» стегает человечество за его своекорыстные цели, за то, что «Homo sapiens» («человек разумный») превратился в «Homo economicus» («человека экономического»), презревшего законы жизни биосферы. А теперь появился еще и ВИЧ (СПИД, Aids), с буквы «б» перешли на «в». А по алфавиту просто не ходят. Поэзия тому пример. Нужны чрезвычайные меры по охране биосферы и здоровья людей. Именно в этот момент нужно предельно ясно осознавать, что человечество должно перейти к новой стратегии взаимодействия с биосферой. Суть этой стратегии - раскрытие потенциальных возможностей биосферы, оптимизация ее производительных сил. Нужно признать, что мы оказались в плену суженного, к тому же примитивного - утилитарного отношения к биосфере. Только расширив спектр взаимодействия с биосферой, можно увидеть пока скрытые от нас, ее сокровища. Тогда человечество выполнит свою историческую миссию, поднимет биосферу на новую эволюционную ступень развития, и это будет означать эволюцию самого человечества». Для этого необходимо, прежде всего, изменить сознание человека, сформировать новый образ мышления» .
Строение и деятельность биосферы исключительно сложны. Считается, что биосфера, как и живое вещество, существует на Земле на протяжении всей геологической истории. Трудно представить себе громадное время эволюции живых существ на Земле. Оно исчисляется миллиардами лет и всё это громадное время живое вещество и вся биосфера постоянно меняются. Биосфера, существующая на Земле, скажем, сто или двести миллионов лет назад, мало похожа на современную биосферу. Чередование биосфер, сходное с чередованиями поколений, происходит постоянно, только периодичность таких чередований измеряется миллионолетиями .
Вышеизложенным предопределяется актуальность выбранной мною темы настоящей контрольной работы.
Целью настоящей работы является рассмотрение основных элементов биосферы.
Для достижения поставленной цели автор ставит перед собой следующие задачи:
- определить понятие и сущность биосферы;
- рассмотреть роль живого вещества в образовании биосферы;
- рассмотреть возникновение и развитие биосферы.
Структура работы включает в себя введение, три главы, заключение и список литературы.

Фрагмент работы для ознакомления

2) концентрационная функция, представляющая собой биогенную миграцию и избирательное накопление атомов, концентрирующихся сначала в живых организмах, а впоследствии переходящих в среду.
Живые организмы способны перераспределять в биосфере различные химические элементы. Многие организмы способны накапливать в себе определенные элементы, несмотря на часто небольшое содержание их в окружающей среде. Отдельные организмы концентрируют кальций, кремний, натрий, алюминий, йод и др. Отмирая, они образуют скопления этих веществ. Возникают залежи известняков, бокситов и других полезных ископаемых. Таким образом, за миллиарды лет непрерывной «работы» живых организмов принципиально изменились физико-химические условия на Земле. Все компоненты биосферы - атмосфера, гидросфера и литосфера, в которой осадочные породы имеют многокилометровую толщину, полностью изменились как по структуре, так и по содержанию происходящих в них биогеохимических процессов. Можно утверждать, что все атомы химических элементов, составляющие живое вещество, неоднократно побывали в различных организмах во время многочисленных сложнейших круговоротов.
Для понимания сущности круговорота веществ в биосфере необходимо рассмотреть химический состав живого вещества. Основную часть его биомассы составляют кислород (70%), углерод (18%) и водород (10%). Большая часть кислорода и водорода входит в состав воды, которая является растворителем и средой для протекания биохимических реакций. На 10 других химических элементов приходится еще около 1,5% биомассы живого вещества. К этой группе относятся азот, натрий, магний, кремний, фосфор, сера, калий, кальций, железо и хлор, которые выполняют различные биологические функции. Так, азот и сера являются составными частями белков, кальций и кремний входят в состав скелетов, костей и различных защитных покровов, фосфор играет важную роль в биоэнергетике. Определенную группу составляют микроэлементы, которые содержатся в живом веществе в очень малом количестве. К ним относятся такие химические элементы, как марганец, кобальт, медь, цинк, йод и др. Микроэлементы участвуют в процессах синтеза и разложения органических веществ в составе высокоэффективных ферментов - катализаторов. Поскольку катализаторы не расходуются в процессе реакции, содержание микроэлементов в организме мало, несмотря на их, очень важную биологическую роль. Для живых организмов характерна избирательность поглощения из окружающей среды элементов. Недостаток или недоступность того или иного необходимого для жизнедеятельности элемента ограничивает их рост и размножение.
Все химические элементы, входящие в состав живых организмов и выполняющие определенные биологические функции, называются биогенными. Их обнаружено около 50. Следует отметить, что в число биогенных вошли в основном легкие химические элементы;
3) окислительно-восстановительная функция, подразумевающая интенсивное окисление и восстановление окисленных веществ, происходящих в процессе диссимиляции и ассимиляции. В химических превращениях участвуют в основном вещества, содержащие атомы, имеющие переменную степень окисления (соединения железа, марганца и др.). Именно так происходит превращение большинства химических соединений. Кроме того, в результате процессов разложения организмов после их смерти (деструкции) происходит минерализация органического вещества, т.е. превращение живого вещества в косное, образуя тем самым биокосное и биогенное вещества биосферы. Таким образом, живое вещество биосферы контролирует все основные химические превращения в биосфере;
4) информационная функция, характеризующаяся накоплением, сохранением и передачей молекулярной и сигнальной информации, которая необходима для существования видов, а также для поддержания равновесия в экосистемах.
Таким образом, изложенное позволяет говорить о том, что главной особенностью живых организмов является их уникальная способность к самовоспроизведению. Именно живые организмы воспроизводят уже на протяжении многих поколений формы, практически идентичные по структуре и функционированию, из чего следует вывод, что в составе живого вещества должны присутствовать химические соединения, обладающие способностями к самокопированию и созданию полимерных слоев и оболочек, ограждающих живое вещество от костной среды, которые способны аккумулировать и передавать химическую энергию и осуществлять химические реакции в условиях обычных температур и давлений с высокой скоростью и без образования побочных продуктов.
Такие особенности строения и функционирования живого вещества как химически активной среды ограничиваются определенным кругом химических элементов, а именно, соединениями углерода, обладающими рядом уникальных свойств.
Одно их таких свойств углерода - его способность легко образовывать «углерод – углеродные» связи, составлять полимерные кольца и цепи, содержащие не только одинарные, но и кратные «углерод – углеродные» связи, на базе которых возможно образование огромного множества органических соединений. Сера и кремний также склонны к образованию химических связей между своими атомами, но в этом отношении они сильно уступают углероду, поэтому построение живого вещества на их основе оказалось не возможным.
Среди органических соединений составляющих живое вещество, важнейшую роль играют белки и нуклеиновые кислоты.
Белки – это высокомолекулярные органические вещества, построенные из остатков 20 аминокислот. В организме человека находится свыше миллиона различных белков. Им свойственна строительная функция и роль катализаторов биохимических реакций обмена веществ в организме. Необходимость постоянного обновления белков лежит в основе обмена веществ. Но белки не способны к самокопированию. Этой особенностью обладают только нуклеиновые кислоты. Исходным носителем наследственности живых организмов является одна из нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая (ДНК). Кроме копирования своих молекул ДНК осуществляет и копирование белков.
Таким образом, функции белков и нуклеиновых кислот удачно дополняют друг друга. Нуклеиновые кислоты способны к копированию, но сами по себе не могут служить ни строительным материалом, ни катализаторами реакции, что обусловлено жесткостью конструкции полинуклеиновых цепей. Белки наоборот, имеют множество биологических функций, однако не способны к точному самокопированию.
Таковы основные функции живого вещества на нашей планете, оно химически и геологически является чрезвычайно активным.
«Прекращение жизни, - писал В.И. Вернадский, - было бы неизбежно связано с прекращением химических изменений если не всей земной коры, то, во всяком случае, ее поверхности - лика Земли, биосферы»12.
Важнейшие компоненты биосферы согласно В.И.Вернадского, представлены: 1) живым веществом, к числу которого относятся растения, животные, микроорганизмы; 2) биогенным веществом органического происхождения, к числу которых относятся вещества, которые созданы живыми организмами и которые состоят из растительных и животных остатков, такие как уголь, торф и т.д.; 3) косным веществом, представляющим собой горные породы неорганического происхождения такие как граниты, базальт; 4) биокосным веществом, включающим продукты распада и переработки горных осадочных пород живыми организмами (почва, почти вся вода биосферы, кора выветривания и т.д.).
3. Возникновение, развитие и строение биосферы
Жизнь возникла на основе круговорота органического вещества, обусловленного взаимодействием процессов его синтеза и разрушения (деструкции). Это произошло вследствие того, что из общего геологического круговорота веществ выделился биотический круговорот. Живое вещество, образовавшись на Земле, вовлекло в глобальный круговорот все элементы ее поверхности. Так начался процесс создания биосферы, продолжающийся до настоящего времени. Вначале биосфера функционировала как взаимодействие одноклеточных синтетиков и деструкторов между собой и с абиотическими факторами среды. Затем появились многоклеточные организмы. Они развились до современных форм, но тем не менее, «прогрессивная эволюция биосферы невозможна без сохранения ее основы- круговорота органического вещества, регулируемого в основном деятельностью органических организмов. Как не могут нормально функционировать клетки мозга без клеток кишечника, почек, печени, крови, так же невозможно существование и развитие высших форм жизни без низших. Низшие одноклеточные - необходимая составная часть биосферы, обеспечивающая ее нормальное функционирование, а, следовательно, и возможность прогрессивного развития. Их постоянство - основа эволюции всей биосферы»13.
С самого момента возникновения биосфера претерпевала различные изменения, которые проявлялись в следующем: увеличение разнообразия видов, усложнение их организации, рост биомассы. Кроме того, в результате жизнедеятельности организмов также преобразовалась и другая часть биосферы – неживая. Таким образом, появился свободный кислород в атмосфере, озоновый экран в верхних слоях атмосферы; углекислота, которая была извлечена организмами из воды и воздуха и законсервировалась в отложениях угля и карбоната кальция. Некоторые из указанных веществ, например залежи полезных ископаемых, надолго выключились из круговорота веществ. Одновременно с этим происходило выветривание горных пород, В результате живые организмы, выделяя углекислоту, органические и минеральные кислоты, способствовали тем самым миграции химических элементов.
Значительные преобразования происходили таким образом в геологических масштабах времени в истории Земли: менялся облик Земли, климат, очертания и размеры материков и океанов. Однако несмотря на такие грандиозные изменения жизнь на Земле продолжала существовать и развиваться.
Таким образом, суммарная жизнедеятельность развивающихся видов организмов определяет особенности биосферы, которая в свою очередь обусловливает возможность выживания и направление эволюционных преобразований отдельных видов. Направление эволюционных преобразований отдельных видов представляет собой функцию их положения в эволюционирующей биосфере.
Основные этапы эволюции биосферы как глобальной среды жизни иногда целесообразно рассматривать с точки зрения закономерности и последовательности формирования основных сред жизни. С этой позиции биосфера за примерно 4,5 млрд. лет прошла пять исторических этапов эволюции;
- 1 этап характеризуется возникновением первичного биотического цикла, осуществляемого сообществом фотосинтезирующих цианобактерий – сине - зеленых водорослей - первых примитивных, но чрезвычайно жизнестойких продуцентов органического вещества и кислорода. Поскольку круговорот еще не сбалансирован с абиотическим циклом, глобальной биосферы как таковой еще нет;
- 2 этап характеризуется установлением сбалансированного биотического круговорота с участием аэробных форм автотрофов и гетеротрофов, развитию и росту биосферы. Эти два этапа часто называют биогенезом (от греч.bios- жизнь и genesis- происхождение, возникновение);
- 3 этап характеризуется сформированной и стабилизированной биосферой, выполняющей свои геологические функции: биотический круговорот достиг высокой степени совершенства; появился человек (антропогенный этап, от греч. anthropos – человек);
- 4 этап характеризуется развитием человеческой цивилизации, как сферы надбиологических потребностей, что создало принципиально новую ситуацию в эволюции биосферы. Под воздействием человека она превращается техносферу, материально-энергетические потоки которой не вписываются в биотический круговорот, несовместимы с ним, более того во многих случаях угнетающе действуют на функции биосферы;
- 5 этап соответствует современной эпохе. На данном этапе человеческое общество поглощает вещество и энергию как через биосферу, так и из абиотической среды. При этом, с сожалением следует констатировать, что пока что обращение человека к абиогенным ресурсам только увеличивает эту нагрузку, в результате чего происходит идет глобальное изменение биосферы.
Несмотря на свое исключительное положение в биосфере человек должен подчиняться общим законам природы и согласовывать с ними свои действия.
Возникнув как биологический вид, человечество прошло пять исторических этапов взаимодействия с биосферой: первый – взаимодействие как обычного биологического вида; второй – интенсивное уничтожение животных при охоте, в период становления человечества без изменения экосистем; третий – уничтожение части экосистем созданием пастбищ для скота и выжиганием трав при земледелии; четвертый - ускоренное уничтожение экосистем путем распашки земель, вырубки лесов; пятый – глобальное изменение биосферы. Так постепенно человечество превратилось в глобальную «геологическую силу», как говорил В. И. Вернадский, которая сознательно меняет всю окружающую среду, включая околоземное пространство.
В целом известно три вида эволюции: 1) неорганическая эволюция; 2) органическая (биологическая) эволюция и 3) социальная эволюция.
Неорганическая эволюция протекает очень медленно, ее практически невозможно изучить на протяжении жизни даже нескольких поколений исследователей. Эта эволюция изучается в основном астрономией (образование галактик, эволюция космических тел и др.).
Биологическая эволюция протекает значительно быстрее, причем ее темпы ускоряются. Так, жизнь возникла на Земле около 3, 5- 4,5 млрд. лет назад, а человек – всего 3,5 – 4 млн. лет назад (эти сроки незначительны в масштабах астрономии).
Социальная эволюция идет значительно быстрее биологической при этом она опережает биологическую.
В этой связи важно найти ответ на вопрос о том, как в дальнейшем будет развиваться человек и биосфера в целом, по какому пути, какими средствами избежать необратимых последствий и предотвратить распад биосферы. Очевидно, следует так управлять процессами взаимоотношений между человеком и биосферой, чтобы они были взаимовыгодны и, чтобы развитие общества не привело к деградации биосферы. С экологических позиций можно говорить о сбалансированности процессов положительной и отрицательной обратной связи между обществом и средой.
Данный этап эволюции жизни рассматривается как этап развития разума, собственно происходит постепенное превращение биосферы в ноосферу (греч. «noos» – разум и sphaira - шар), т. е. ноосфера закономерно идет на смену биосфере.
Ноосфера – это новое эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития.
Для ноосферы характерна тесная взаимосвязь законов природы с законами мышления и социально-экономическими законами.
Подлинным основателем учения о ноосфере в ее современном понимании был В. И. Вернадский. Он указывал, что биосфера ХХ века становится ноосферой, создаваемой, прежде всего, за счет развития науки и социального труда.
Ноосфера находится не над биосферой, не вне ее, а является закономерным и неизбежным этапом развития самой биосферы, этапом разумного регулирования взаимоотношений человека и природы (ноосферного самоограничения).
Он считал, что человек, как все живые организмы, как живое вещество, выполняет определенную функцию биосферы, что он во всех своих проявлениях – есть закономерная часть строения биосферы. При этом, как он указывал, взрыв научной мысли в XX в. подготовлен всем прошлым биосферы и не может остановиться или пойти назад.
В. И. Вернадский постоянно подчеркивал, что ноосфера - это биосфера, переработанная научной мыслью, что она «не есть кратковременное и преходящее геологическое явление».
Обобщая идеи В.И. Вернадского об идеалах демократии, которые идут в унисон со стихийным геологическим процессом и с законами природы, М.М. Камшилов отмечает: «На наших глазах совершается… переход от эволюции, управляемой стихийными геологическими факторами (период биогенеза), к эволюции, управляемой человеческим сознанием, к периоду «ноогенеза».
В настоящее время человек уже сознает потребность считаться с законами развития биосферы и с ее возможностями, поскольку при переходе биосферы в ноосферу перед человечеством возникает огромная по масштабам и значению задача, заключающаяся в необходимости научиться сознательно регулировать взаимоотношения природы и общества. Только целесообразная, осознанная и планомерная деятельность людей может обеспечить гармоническое развитие природы и общества, не ограниченное во времени. При этом ноогенез - этап становления ноосферы - предполагает развитие не только биосферы и общества, но и каждой отдельной личности.
Ноосфера - это период, когда человечество с помощью науки сможет осмысленно управлять природными и социальными процессами. Поэтому нельзя ноосферу считать особой оболочкой Земли. Ноосфера не может быть охвачена ни одной естественной наукой, необходимо взаимодействие естественных и общественных наук. При этом в проблеме ноосферы доминирующей является социальная сторона, а не наука и техника. Кризисные экологические ситуации, приближение глобального экологического кризиса, энергетический, продовольственный, экономический и другие кризисы - результат социальных условий.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что биосфера в главных своих чертах может быть охарактеризована по отдельным оболочкам, которые она охватывает:
- гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды и ледники),
- верхняя часть литосферы (земная кора)
- нижняя часть атмосферы (газовая оболочки Земли, включающая в себя: азот (78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%) и углекислый газ (0,03%).
В целом, строение биосферы наглядно демонстрирует представленный ниже рис. 1.

Список литературы

1. Бестужева А.С. Учение Вернадского о ноосфере / Актуальные проблемы естественных наук. С.387-391 [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Conferences/2011/K04/114111.pdf
2. Биосфера [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://wiki.web.ru/wiki/Биосфера
3. Биосфера [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.naturelifepark.com/news/nature-news.php?id=59
4. Биосфера как одна из оболочек Земли [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecology-portal.ru/publ/10-1-0-227
5. Биосфера и человек [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.libsib.ru/ekologiya/biosfera-i-chelovek
6. Исаков И.Я. Основы современного естествознания. В 3 ч. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2012. — Ч. 3 – 336 с.
7. Лобанова З.М. Экология и защита биосферы Учебноепособие/Электронная версия. Доп. и перераб./Алт.гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во Алт ГТУ, 2009.- 228 с.
8. Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия: Учебник.- М.: Изд-во МГУ, 2013.- 304 с
9. Н.В.Тимофеев-Ресовский: биосферные раздумья: [Биосфера и человечество] / А.Н.Тюрюканов, В. М. Федоров.- М.: Акад. естеств. наук Рос. Федерации, Ассоц. «Космонавтика-человечеству», 1996.- 368 с.
1. Планета Земля [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://znaniya-sila.narod.ru/solarsis/zemlya/earth_04.htm
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00566
© Рефератбанк, 2002 - 2024