Складність феномену біосфери і визначення її сутності

Біосфера - складна за генезою і будовою глобальна екологічна система. Тому важко визначити її сутність однозначно, в одному аспекті. В.І.Вернадський розглядав біосферу в багатьох ракурсах.

Тому в його роботах представлено не одне, а багато визначень того, що є біосфера.

1. Біосфера - особлива, охоплена житттям оболонка Землі.

2. Біосфера - поверхня нашої планети, її зовнішня область, яка відмежовує її від космічного середовища.

3. Біосфера - область земної кори, де трансформується космічне випромінювання в діяльну земну енергію (електричну, хімічну, механічну, теплову).

В "Роздумах натураліста" В.Вернадський писав:"Земна оболонка, біосфера, що охоплює цілу земну кулю, має різко відокремлені розміри. В значній мірі вона зумовлюється існуванням в ній живої речовини - нею заселена. Між її косною, безжиттєвою частиною…і живими речовинами, що її насіляють, відбувається безперервний речовинний та енергетичний обмін, який матеріально виявляється рухом атомів, зумовленим живою речовиною. Цей обмін у ході часу проявляється закономірно мінливою, неперервно-спрямованою до стійкості рівновагою. Вона пронизує цілу біосферу, і цій біогенний струмінь атомів значною мірою її створює. Так неподільно і нерозривно біосфера протягом усього геологічного часу пов"язана з живою речовиною, що її насіляє". І далі: "…жива речовина біосфери - це сукупність живих організмів, що в ній живуть".

З наведених роздумів В.Вернадського, а також на підставі подальших досліджень можна говорити про наступні суттєві ознаки біосфери:

1. Біосфера - загальнопланетна оболонка.

2. Структура біосфери: нижні шари атмосфери, гідросфера, верхні шари літосфери.

3. Склад і будова біосфери зумовлені сучасною і минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів.

4. Біосфра є наслідком взаємодії живих і неживих компонентів, акумуляції та перерозподілу в ній величезної кількості енергії.

5. Біосфера є термодинамічно відкритою, самоорганізованою, саморегульованою динамічно зрівноваженою, стійкою системою.

6. Межі біосфери: верхня межа - променева - зумовлена наявністю жорсткого короткохвильового ультрафіолетового випромінювання. Від нього життя захищається озоновим шаром.

Нижня межа - термічна. В певних температурних режимах життя існувати не може.

Ось такими є загальні суттєві ознаки біосфери.

Біотична суть біосфери

Біосфера є об"єктом вивчення багатьох наук - геології, геохімії, географії, біології, екології. Це також причина певних розбіжностей в її тлумачення. Але біосфера організована живим і є середовищем існування живого. Отже, логічно вважати основою інтерпретувань сутності біосфери саме еколого-біологічне бачення її. Тому виникає питання про місце біосфери серед живих систем.

В біології живе кваліфікується через приналежність до певних рівней організації.

Найбільш широкий і узагальнюючий погляд - це виділення таких рівней організації живого - від молекулярно-генетичного до біосферного.На молекулярному та генетичному рівнях здійснюється конваріантна редуплікація, тобто збереження, відтворення та оновлення інформації. Ці рівні забезпечують таким чином протікання, спадковість та мінливість живого. Рівні органел та клітин формують елементарні середовища протікання життєвих реакцій. Тканинний та органний рівні мають безпосереднє відношення до підтримання цілісності та гомеостазу в організмі. Сам організмовий рівень - сфера реалізації генетичної інформації з одночасним (за принципом зворотного зв'язку) вбиранням (через природний добір) викликів довкілля до живих істот. На популяційно-видових рівнях протікають основні еволюційні процеси, відбувається обмін генетичною інформацією, оцінка довкілля на предмет виживання та конкурентності. Ценотичний рівень - це власне екосистемний рівень. Він формує складну систему взаємопристосувань різних груп та видів організмів. Нарешті, біосфера, або сфера життя на Землі - унікальна складно структурована цілісність живого, що самоорганізується і саморозвивається.

Але в певних концепціях вчених екологів і метолодогів екології акцентується на існуванні лише певних рівней організації. Так, відомий російський еволюціоніст і методолог науки К.Завадський виділяв 4 основні рівні організації живого:

1.організмовий

2.популяційно-видовий

3.біоценозний - рівень існування сукупності живих істот у певному природному середовищі

4.біостромний - рівень існування всієї сукупності живих організмів на планеті

К.Завадський не відносив до живих систем біосферний рівень, оскільки до структури біосфери належать неживі компоненти середовища.

М.Амосов розподіляє живі системи також на організмовому, популяційно-видовому і біоценотичному рівнях. І крім того, вводить 4-й - біогеоценотичний - існування систем, що об"єднує живі організми певних видів у спільних географічних умовах.

Відомий еволюціоніст М.Тимофєєв-Ресовський вважає природнім включення в біогеоценоз і біосферу неживих елементів середовища, оскільки лише завдяки ним ці системи можуть існувати. Він доводить, що біосфера може розглядатися як жива система.

Отже, існують різні погляди щодо кваліфікування рівнів структурної організації живого і відповідності їм біосфери.

Відомий український еколог М.Голубець пропонує для того, щоб визначити - чи є біосфера живою, спочатку розібратися, що можна називати "живою системою"? Він посилається на В.Вернадського, який вважав, що життя неможливе без постійного обміну речовиною, енергією і інформацією не лише з біотичним, а й з абіотичним середовищем існування організму. Причому, це справедливо не лише для організму, а й для надорганізмових рівней. Отже, відповідаючи на питання:"Чи належить певна система до живого?" - потрібно міркувати не з вузько біологічних, а з комплексних, біогеоценологічних - тобто, екосистемних позицій. І відповідно, до живих систем можна віднести біогеоценози і біосферу. За висновном М.Голубця, живі системи - це:

1. організми та їх підсистеми

2. системи, що є поєднянням живих істот (родини, колонії, стада, популяції .види, роди, біоценози)

3. системи, центральними організаторами яких є живі організми, їх сукупності чи "жива речовина" в цілому - від консорції і біогеоценозів до біосфери.

Виходячи з таких висновків, М.Голубець визначає 3 рівні організації живого: організмовий, популяційний, екосистемний. Саме в їх межах відбуваються всі біотичні процеси, що забезпечують існування живого, біосфери.

Отже, на наукових засадах біології, геохімії, географії виникло вчення про певну специфічну - живу оболонку Землі - біосферу, біосферу як складне екологічне утворення.