Общие представления об эволюции биосферы

Строение и функции биосферы определяются особенностями Земли и Космоса. На уровне живого вещества и биосферы идет постоянная миграция атомов, соединяющихся в сложные молекулы и вновь рассыпающихся; атомы и молекулы переходят из атмосферы в гидросферу, в земную кору и замыкают свои круговороты, возвращаясь в первоначальную среду. Живое вещество активно регулирует геохимическую миграцию атомов. Благодаря ему за сотни миллионов лет геологической истории сохраняется стабильность биосферы и осуществляется эволюция как живых организмов, так и всей биосферы в целом. Это постоянно изменчивое равновесное состояние среды В. И. Вернадский назвал динамическим равновесием. Биосфера развивается, самосовершенствуется, все более полно и в большем масштабе накапливает, трансформирует энергию, усложняет организацию систем, обогащается информацией. Источники энергии геологических явлений — космическая энергия, преимущественно солнечная, планетарная энергия, связанная со строением и космической историей Земли, а также внутренняя энергия материи, радиоактивная. Особую роль играет живое вещество, активно трансформирующее солнечную энергию в химическое молекулярное движение.

В земной коре постоянно движутся атомы и молекулы, осуществляются разнообразные геохимические обороты, в значительной степени определяемые деятельностью живого вещества. Между смежными геосферами идет непрерывный обмен веществ и энергии, накапливаемой в биосфере и земной коре. Получается так, словно за долгую геологическую историю солнечные лучи пронизывают всю земную кору в среднем до 30 км (на эту глубину погружаются минералы и горные породы, рожденные на земной поверхности под влиянием живого вещества). Следовательно, геохимическая энергия жизни сказывается на всей литосфере. Земная кора — область былых биосфер и аккумуляции солнечной энергии.

Реконструкции начальных этапов развития биосферы всегда гипотетичны. Достоверно известен лишь один этап — современная, сложно дифференцированная биосфера, включающая более миллиона видов животных и растений, каждый из которых выполняет в ней различные функции: средообразующие, деструктивные, концентрационные, энергетические и транспортные. Еще в 1926 г. В. И. Вернадский отметил противоречие между «эмпирическим фактом материально-энергетической устойчивости биосферы и установленным Ч. Дарвином фактом исторических преобразований живого». Обдумывая это противоречие, он сделал ряд важных выводов, имеющих большое значение для понимания эволюции биосферы. «Эволюционный процесс живых веществ непрерывно в течение всего геологического времени охватывает всю биосферу и различным образом, менее резко, но сказывается на ее косных природных телах. Уже по одному этому мы можем и должны говорить об эволюционном процессе самой биосферы в целом». Ученый не раз отмечал, что эволюция живых организмов придала биосфере соответствующий облик. «В ходе геологического времени растет мощность выявления живого вещества в биосфере, увеличивается его в ней значение и его воздействие на косное вещество биосферы». Таким образом, по В. И. Вернадскому, в ходе эволюции жизни происходили и определенные изменения в биосфере: изменялись ее биогеохимические функции, расширялась зона распространения жизни, усложнялся биологический круговорот и т. д. Вернадский стремился найти характеристики, связывающие эволюцию мира живых организмов с общим строением и энергетикой биосферы. Эта связь более четко проявилась в изменении геохимического строения биосферы, общей массы, продуктивности и разнообразия живых организмов, энергетики и общепланетарного биологического круговорота.