Биосфера — живая оболочка земли

Формирование биосферы

Как уже отмечалось, примерный возраст Земли — 4,5—4,7 млрд лет. Первые организмы были одноклеточные, безъядерные бактерии (прокариоты). Позже появились одноклеточные организмы (цианобактерии), состоящие из клетки с ядром и выделяющие в атмосферу кислород в процессе фотосинтеза. По современным данным, они возникли примерно 3,8 млрд лет назад. Эволюция живых организмов шла по пути усложнения биологических систем, совершенствования их приспособляемости к окружающей среде, увеличения числа видов. В настоящее время наиболее признанной считается колониальная гипотеза возникновения многоклеточных организмов. Считают, что первые многоклеточные организмы без скелета возникли около 1 млрд лет назад следующим образом: образовавшиеся в результате деления клетки не рассеялись в пространстве, а объединились в колонии. Затем в клетках, видимо из-за мутаций, возникли различия в химическом составе, а позже и в функциональной специализации. Этот процесс длился несколько сотен миллионов лет, и примерно 600 млн лет назад возникли первые организмы со скелетом. С возникновением организмов, содержащих клетки с ядрами, начинается процесс преобразования наружной оболочки Земли. Из-за фотосинтеза в клетках, в основном у растений, начинается преобразование атмосферы — извлечение из нее углекислого газа и накопление свободного кислорода.

Около 3 млрд лет жизнь развивалась только в воде. Затем начался выход живых организмов на сушу с последующим преобразованием (примерно 500 млн лет назад). К этому времени в морях жили довольно высокоорганизованные животные (трилобиты) — предки нынешних членистоногих. Их насчитывалось более тысячи видов. Кроме трилобитов, которые к настоящему времени полностью вымерли, в морях жили иглокожие моллюски и плеченогие, также было много разнообразных водорослей. Выход растений па сушу начался, по-видимому, с мелководных лагун, где на прибрежной кромке появлялись пленки водорослей, которые прибоем выбрасывало на сушу, с колонизацией суши связано бурное развитие жизни — на сушу выходят первые животные. Происходит дальнейшее преобразование и развитие животного и растительного мира. Совершенствуется и расширяется непрерывный обмен веществ между организмами и средой. Завладевая все новыми областями местообитания, организмы были вынуждены приспосабливаться и к новым условиям окружающей среды. Это неизбежно приводило к гибели более слабых организмов и, как следствие, к дальнейшему естественному отбору. Примерно 280 млн лет назад появляются первые рептилии, которые царствуют более 200 млн лет и достигают небывалых форм и размеров. Около 65 млн лет назад на Земле возникают первые млекопитающие, строение земной поверхности приближается к современному.

Эволюционный процесс от низших биологических форм к высшим сопровождался повышением эффективности преобразования вещества и энергии организмами, совершенствованием и усложнением нервной системы. Вершиной земной эволюции живого вещества стало появление человека. По оценкам ученых, примерно 23—26 млн лет назад появляется отдаленный предок человека — гоминоид рода проконсул, первобытный человек появился где-то 6—7 млн лет назад [421.

За время эволюции жизни на Земле, по оценкам палеонтологов, существовало около 500 млн видов живых организмов. В настоящее время насчитывается около 2 млн видов, из которых почти 75% — насекомые.

Таким образом, развитие жизни на Земле привело к коренной перестройке поверхностных слоев Земли. Благодаря жизнедеятельности зеленых растений современная атмосфера насыщена кислородом (=21%), а углекислый газ составляет ничтожную долю (=0,037%). По данным отечественных и зарубежных ученых, суммарная масса живого вещества на Земле находится в пределах 1800—4400 млрд т, причем биомасса обитателей водной среды меньше биомассы обитателей суши более чем в тысячу раз!

Такой длительный процесс привел к формированию определенного единства живой и неживой материи, т. е. биосферы.

Биосфера (греч. bios — жизнь, spharia — шар) — совокупность частей земных оболочек {лито-, гидрои атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

По Вернадскому, биосфера — это наружная оболочка Земли, область существования живого вещества {совокупности всех живых организмов), включающая все живое вещество и взаимодействующие с ним элементы неживой природы.

Первые понятия и представления о биосфере как области существования живых организмов принадлежат знаменитому французскому естествоиспытателю Ж. Б. Ламарку. В лекциях (1800) профессор зоологии Ламарк отмечал, что живые тела содержат все неорганические вещества, имеющиеся в природе, поэтому животным и растениям принадлежит важная роль в формировании поверхности планеты. Позже, в труде «Гидрология» (1802) он использовал понятие «биосфера» (без употребления самого термина) для обозначения совокупности организмов, обитающих па Земле.

Термин «биосфера» был введен австрийским геологом профессором Венского университета Э. Зюссом (1831 — 1914). В труде «Происхождение Альп» (1875) он изложил представление о биосфере как об особой оболочке Земли, наполненной жизнью. Он писал: «Одно кажется чужеродным на этом большом, состоящем из сфер небесном теле, а именно органическая жизнь… В области взаимодействия верхних сфер и литосферы и на поверхности материалов можно выделить самостоятельную биосферу. Она простирается теперь как над сухой, так и над влажной поверхностью, но ясно, что раньше она была ограничена только гидросферой».