2. Свойства и функции живого в биосфере.
Живое вещество характеризуется слежующими свойствами:
стремление заполнить собой все окружающее пространство – давление жизни. Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов при осутствии факторов, ограничивающих их потенциальные возможности) так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела.
Возможность произвольного перемещения в пространстве, например, против течения воды, силы тяжести, ветра и т.п.
Наличие специфических химических соединений (белки, ферменты), устойчивых при жизни и быстро разлагающихся после смерти.
Исключительное разнообразие форм, размеров, составов, также высокая способность адаптироваться к условиям существования, значительно превышающие контрасты в неживом веществе.
Феноменально высокая скорость протекания реакций ( в сотни, тысячи раз быстрее,чем в неживой природе.Например, дождевые черви за 150 – 200 лет пропускают через себя весь однометровый слой всей планеты. А веслоногий рачок – эпишура за год процеживает воду озера Байкала трижды.
Высока скорость обновления живого вещества – для биосферы в среднем она составляет 8 лет, причем для суши – 14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким сроком жизни ( планктон) – 33 дня. Таким образом, за всю историю существования жизни общая масса живого вещества прошедшего через биосферу в 12 р превышает массу Земли.
Деятельность живого вещества в биосфере сводится к следующим функциям: энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная, деструктивная, транспортная, средообразующая, рассеивающая.
Закон физико-химического единства живого вещества:
- нет такого химического или физическогоагента (абиотического фактора), который был бы гибелен для одних организмов и обсалютно безвреден для других. Разница лишь количественная. Одни более чувствительны, другие менее чувствительны. (доза гамма-облучения, при которой через 30 дней погибает 50% особей – для собак 200-400 грей, для змей 20 000, для амеб –100 000.) Не может быть безвредных пестицидов.
Закон константности живого вещества В.И.Вернандского:
количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода – есть константа.
Живое вещество является посредником между Солнцем и Землей. Если бы количество живого вещества колебалось, то энергетическое состояние планеты было бы непостоянным
общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.
Число нарождающихся видов равно числу вымирающих.
3. Эволюция биосферы
За несколько миллиардов лет своего существования биосфера прошла сложную эволюцию.
1. Основным этапом было возникновение жизни из неживой материи. Этому предшествовало образование сложных органических веществ из водорода, аммиака, углекислого газа, метана и воды под воздействием высоких температур, электроразрядов, солнечного излучения и вулканической деятельности. Из-за этого образовывались молекулы аминокислот, азотистых оснований, т.е. вещества, из которых состоят белки, нуклеиновые кислоты и вещества-носители энергии АДФ, АТФ.
2. Важнейшим этапом эволюции было то, что органические вещества подвергались процессам распада и синтеза, причём продукты распада одних молекул являлись источником синтеза для других молекул. Так возник первичный водоворот органических веществ. Концентрация органических веществ в толще воды была неравномерной. В результате возникали калоидные сгущения, получившие название коацерват. Характерная особенность – наличие границы с окружающей средой. Коацерваты рассматривались в качестве первой биоструктуры. Эти капли разрушались, образовывались вновь, делились. В конечном итоге получилось, что сохраняться могли лишь те капли, которые при делении не теряли в дочерних каплях свои признаки, химический состав и структуру, т.е. приобрели способность к самовоспроизводству. Важной особенностью коацерватов было то, что они могли избирательно поглощать из окружающей среды необходимые им вещества и избавляться от ненужных веществ. Этот момент даёт начало обмену веществ, процессам переноса энергии и информации. Согласно существующей сейчас теории также и появились первые живые организмы.
3.Дальнейшее усложнение жизни связано с возникновением многоклеточных организмов. Наиболее развитой и признанной сейчас является колониальная гипотеза возникновения многоклеточных организмов. Согласно этой гипотезе произошло следующее: клетка разделилась, но её дочерние составляющие не разошлись, а стали существовать вместе. Причём сначала обе клетки были абсолютно одинаковыми, а потом стали возникать различия в химическом составе и структуре, что соответственно привело к функциональной специализации. Одни клетки стали отвечать за поглощение, другие – за движение, третьи – за размножение. В течение миллионов лет многоклеточные организмы эволюционировали и в конце концов появился человек, который сейчас преобразовывает биосферу в ноосферу.