Биосфера и человек

Совокупность всех живых организмов на земле, существуют как единая мощная сила, преобразующая поверхностные слои нашей планеты. Впервые на масштабы таких преобразований обратил внимание Вернадский, создавший учение о биосфере и о роли живого вещества в химических и энергетических процессах на Земле.

Биосферой называют ту область Земли, где существует жизнь, подвергающаяся воздействию живых организмов. Иначе говоря, биосфера — это гигантская единая экосистема Земли, включающая в себя все биоценозы и всю часть неживой природы, с которой биоценозы взаимодействуют. Живым веществом называют всю массу организмов всех видов на нашей планете. Химический состав живого вещества входят почти все элементы таблицы Менделеева, составляющие неживую природу — горные породы, гидросфера, атмосфера.

На земле границы биосферы довольно широки. Жизнь охватывает всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхние слои литосферы. Распределение живого на планете идет неравномерно. Особенно насыщены жизнью границы раздела сред: поверхность суши, почва, верхние слои морей и океанов, придонные слои в гидросфере. В целом вся поверхность Земли охвачена жизнью, кроме кратеров вулканов и больших ледников.

Большую работу в ходе общего круговорота веществ и преобразования энергии выполняет живое вещество. Зеленые растения на земле являются мощным аккумулятором энергии. Фотосинтез — основной и единственный процесс запасающий и переводящий световую энергию в энергию химических связей. Многие организмы обладают способностью избирательно поглощать и накапливать отдельные элементы в гораздо больших количествах, чем они есть в окружающей среде. Организмы с известковым или кремниевым скелетом (губки, коралловые полипы, моллюски) извлекают из воды, растворенные в ней кальциевые и кремниевые соединения. Многие бактерии концентрируют железо. Отмирая, они на дне водоемов за многие века образуют большие толщи осадочных пород: залежи известняков, фосфоритов, железных руд. Ископаемые мел, уголь, сланец, торф — все это законсервированные тела когда-то живых организмов. Вместе с этим, живое вещество оказывает большое влияние на круговорот воды Земли. Большую роль в этом выполняют растения, извлекающие из почвы и переводящие в атмосферу водные массы, в результате испарения. Живые организмы участвуют в восстановлении и окислении веществ. Процесс дыхания — это процесс окисления кислорода до углекислого газа. А фотосинтез — мощнейший восстановительный процесс. При содействии живых организмов меняется химизм гидросферы и состав атмосферы. Совершая гигантский биологический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования.

Человек и природа неотделимы. Для человека природа является средой жизни и единственным источником существования. Человек оказывает большое влияние на природную среду. В начале это воздействие было слабым, но с развитием животноводчества, земледелия, промышленности и техники оно приобрело огромные масштабы. В настоящее время значительная часть естественных экосистем заменены искусственными, идет эксплуатация ископаемых ресурсов, водных запасов. Масштабы современной деятельности человека таковы, что могут вызвать крупные изменения в биосфере. Воздействие на биосферу человека можно соизмерить с геологической работой всего живого вещества на нашей планете. Последствия хозяйственной деятельности человека во многих случаях таят в себе опасность не только для окружающей среды, но и для самого человека. При резком преобразовании природной среды: распашке полей, вырубке лесов, осушение болот человек нарушает условия существования многих видов животных и растений, что может привести к их гибели. Ряд видов уже истреблен человеком в результате неумеренной охоты. Только за последние полтора столетия навсегда исчезли с лица земли около двухсот видов птиц и млекопитающих. Среди них европейская дикая лошадь тарпан, африканская голубая антилопа, американский странствующий голубь. В наше время около 600 видов находятся на грани исчезновения. Во избежание их полного исчезновения, организована международная охрана исчезающих и редких видов. Все виды животных и растений, подлежащих охране, занесены в особый список — Красную книгу. В нашей стране имеется своя Красная книга, куда внесены такие исчезающие виды как: зубр, речной бобр, уссурийский тигр, белый медведь, фламинго, кречет, белый и черный журавли и многие другие. Среди растений нуждаются в особой охране разные виды подснежников, венерин-башмачок, ночная фиалка, многие дикие лилии, лотос. Внесенные виды в Красную книгу запрещено добывать, для них стараются создать благоприятные условия. Охрана исчезающих животных и растений — дело каждого.

Деятельность человека может приводить не только к угрозе вымирания, но и ускорению эволюционного преобразования многих видов. Систематическое применение ядохимикатов для борьбы с насекомыми и вредителями приводит к отбору на устойчивость насекомых к этим ядам, изменению свойств вида. Применение ядохимикатов и других веществ вызывают изменение структуры генов. Такие вещества называются мутагенами. Изменение генов под влиянием окружающей среды постоянно происходит в каждом организме. Сам по себе этот процесс закономерен. Но в условиях нарастающего природного загрязнения природной среды мутагенез выходит из-под контроля природных механизмов.

Загрязнение биосферы можно разделить на различные виды. Ингредиентное загрязнение — это поступление в биосферу веществ чуждых ей. Состояние веществ, загрязняющих среду биосферы могут быть газообразными, парообразными, твердыми и жидкими. К энергетическому загрязнению относятся шум, тепло, свет, радиация. Дистракционное загрязнение — это вырубка лесов, изменение водного режима почв, эрозия, иссушение. Так же сюда относятся все факторы человеческой деятельности, в результате которых происходит изменение ландшафтов и экологических систем. Биоценотическое загрязнение заключается в воздействии на состав, структуру и вид, живых организмов.

Являясь неотъемлемой частью природы человек не может полностью уйти в созданный им технический мир. Существование человека зависит от наличия в достаточном количестве кислорода в атмосфере, солнечного света и воды. Отсюда следует, что человек, так же как и другие организмы на Земле подвержен реальной опасности загрязнения и отравления окружающей среды. Каждый человек еще до рождения воспринимает определенную долю производственных, вредных веществ таких как аэрозоли, газы, хлорированные углеводороды, отходы пестицидов, ртуть и другие металлы. Все это еще в эмбрионом состоянии влияет на здоровье человека.

Состояние окружающей человека природы — одна из главных мировых проблем современности. Эту проблему ученые рассматривают как необходимую часть научно — технического развития. Прежде всего необходимо всесторонне учитывать все возможные близкие и отдаленные последствия промышленного, сельскохозяйственного воздействия на природу, то есть уметь разрабатывать систему долгосрочного экологического прогноза. Следующий этап — это разработка мер, которые могли бы скомпенсировать уже вызванное деятельностью человека ухудшение природной среды — очистка воды и воздуха, восстановление загрязненных и разрушенных территорий. Наиболее действенный путь решения проблемы загрязнения окружающей среды это перестройка всей промышленности на планете и системы циклического безотходного производства, основанного на принципе круговорота веществ в природе. Сохранение и увеличение стабильности биосферы — насущная задача всего современного человечества и ближайших поколений.