Происхождение и эволюция биосферы

Первым этапом эволюции биосферы считается химический этап, заключающийся в образовании простых органических соединений из первичных газов атмосферы – метана, аммиака, водорода в условиях высоких температур, повышенной вулканической деятельности, солнечного излучения, электрических разрядов. Это положение находится в основе известной гипотезы А.И. Опарина, подтвержденной в середине нашего столетия экспериментально при пропускании электрических разрядов через смесь водорода, аммиака, метана, паров воды и монооксида углерода (так называемая реакция Миллера - Юри).

Первыми органическими соединениями были аминокислоты, образовавшиеся в первичном океаническом «бульоне» в результате взаимодействия циановодорода (HCN) и альдегидов в присутствии аммиака. Заметим, что, по некоторым данным, аминокислоты могут синтезироваться и в газовой фазе. Одновременно происходило образование простых сахаров (рибозы, дезоксирибозы) (рис. 2).

Рис. 2. Схема образования простейших органических соединений из газов первичной атмосферы под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца (По М.М. Камшилову, 1974)

Тем самым в водной среде образовывались основные компоненты нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). В частности, из циановодорода (нитрила), которым, как считают, была обогащена первичная атмосфера, могли возникнуть, по крайней мере, два из четырех оснований нуклеиновых кислот: аденин и гуанин. Например, эмпирическую формулу молекулы аденина (C₅H₅N₅) можно представить в виде пяти объединенных молекул циановодорода.

Рибоза и дезоксирибоза в сочетании с основаниями нуклеиновых кислот (аденин, гуанин, цитозин, тимин) образовывали нуклеозиды, а последние, в свою очередь, в сочетании с фосфатами – нуклеотиды – простейшие составляющие нуклеиновых кислот.

Следующий этап химической эволюции – полимеризация «малых» молекул в более крупные, т. е. образование собственно нуклеиновых кислот и белков.

При объединении отдельных молекул аминокислот происходит выделение воды (дегидратация). Полагают, однако, что процесс преобразования нуклеоэидов в нуклеотиды происходил уже не в водной среде, а в пересыхающих морских лагунах, в условиях илистого дна которых и осуществлялась дегидратация под воздействием солнечного излучения.

Существуют и другие гипотезы, объясняющие этот механизм (например, гипотеза об адсорбировании нитрилов поверхностью глинистых частиц с последующим образованием характерных для белковых молекул карбоксильных групп).

В настоящее время гипотеза А.И. Опарина подвергается сомнению на том основании, что в первичной атмосфере нашей планеты не было такого важнейшего компонента, как аммиак, но присутствовали углекислый газ, пары воды, азот и летучие соединения серы. Поэтому утверждается, что жизнь возникла не на Земле, а привнесена из космического пространства вместе с метеоритным органическим веществом. Метеориты, в свою очередь, являются осколками астероидов (малых планет), состоящих, как предполагается, из углистых хондритов. Последние представлены главным образом гидратированными силикатами, но в них присутствуют углеводороды, карбоновые кислоты, а также азотистые соединения, включая аминокислоты, полипептиды, порфирины и др., имеющие абиогенное происхождение.

Собственно биологическая эволюция началась с образования клеток, а далее – одноклеточных организмов. Первые остатки жизни найдены в слоях литосферы, образовавшихся около 3 млрд. лет назад – на заре архейской эры. Дальнейшее усложнение жизни связано с развитием многоклеточности. Одна из гипотез о ее происхождении – колониальная. Полагают, что колониальность возникла в результате не вполне законченного бесполого размножения: клетка разделилась, но дочерние образования не разошлись. В их химическом составе появились различия, повлекшие за собой функциональную специализацию: одни клетки обеспечивали ассимиляцию, другие – выделение, третьи – подвижность, четвертые – воспроизводство и т. д.

Проникновение жизни в разные области Земли с разными физико-химическими условиями, в частности выход организмов из воды на сушу, потребовали приспособления (адаптации) к новым, более динамичным условиям, что, в свою очередь, было связано с избирательным отпадом части организмов, появлением процессов естественного отбора.

Из 6 эр и 17 периодов общей продолжительностью около 3,5 млрд. лет лишь небольшой отрезок времени (около 1 млн. лет) отделяет нас от начала последнего периода кайнозойской эры – антропогена. Человеческое общество – один из последовательных этапов биогенеза, т. е. развития жизни на планете. Поскольку общество превратилось в мощную природную силу, целенаправленно и необратимо преобразующую окружающую среду, включая теперь и космическое пространство, возникает вопрос, как далее будут развиваться человечество и биосфера.

Ноосфера - как новая стадия эволюции биосферы. Учение В.И. Вернадского о ноосфере.

Биосфера является единственным местом обитания человека и других живых организмов, причем из построений В. И. Вернадского и ряда других ученых следует закон незаменимости биосферы.

Биосфера – это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества.

Человеческая цивилизация привела к появлению на планете новой глобальной материальной системы в виде многослойной насыщенной сферы искусственно созданных объектов.

Современные философские концепции сводятся к тому, что процесс взаимодействия общества и биосферы должен быть управляем во взаимных интересах, с тем, чтобы неизбежный научно-технический прогресс не привел к деградации биосферы как среды обитания общества. В отличие от биогенеза, данный этап эволюции биосферы рассматривают в качестве этапа разумного развития, т. е. ноогенеза (от греч. ноос – разум). Соответственно происходит постепенное превращение биосферы в ноосферу. Понятие «ноосфера» или «техносфера» введено в прошлом веке французским ученым Ле Руа и развито далее Тейяр де Шарденом (1881-1955).

Все, что создано руками человека, вместе с природными объектами, носит название техносфера. Есть и другие термины: антропосфера Д.Н. Анучина-Б.-Рассела или ноосфера Э. Леруа-В.И. Вернадского-Т. де Шардена, но они отражают скорее натурфилософскую или этическую, а не вещественную и грубую сущность этой системы.

Под этим термином они понимали особую оболочку Земли, включающую общество с индустрией, языком, хозяйственной деятельностью, религией и всеми иными атрибутами. Ноосфера рассматривалась в качестве некоего «мыслящего пласта», разворачивающегося над биосферой, вне ее. Ноосфера, т.о. это «сфера разума», т.е. высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, когда разумная деятельность человека становится определяющим фактором развития.

В. И. Вернадский считал, что ноосфера – это новое геологическое явление на Земле. В ней впервые человек становится мощной геологической силой. Но мыслить и действовать человек, как и все живое, может только в области распространения жизни, т. е. в биосфере, с которой он неразрывно связан и из которой не может уйти.

С позиций В. И. Вернадского на данном этапе эволюции жизни развитие пойдет по пути ноогенеза, являющегося этапом разумного регулирования взаимоотношений человека и природы. На этом этапе предстоит не только исправить уже имеющиеся нарушения в природе, отклонения от разумных и целесообразных отношений между обществом и природой, но и предотвращать подобные нарушения и отклонения в будущем.

Таким образом, закон ноосферы В.И. Вернадского имеет следующую формулировку:

Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, т. е. в сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек-природа.

Этот закон справедлив, хотя некоторые современные ученые рассматривают его как социальную утопию. Но совершенно очевидно, что если человечество не начнет регулировать свою численность, управлять собственным воздействием на природу, опираясь на ее законы, то оно обречено на гибель. Поэтому смысл закона ноосферы видится в том, что люди будут управлять не природой, а прежде всего собой.

Техносферу можно определить как планетарное пространство, находящееся под воздействием инструментальной и технической производственной деятельности людей и занятое продуктами этой деятельности. Техносфера возникла в процессе нескольких тысячелетий техногенеза. К ней в равной мере относятся первый костер, зажженный человеком, и Чернобыль, египетские пирамиды и небоскребы Манхэттена, оросительные каналы шумеров и Асуанская плотина, Стоунхендж и Эйфелева башня, дротик первобытного охотника и баллистические ракеты, великая китайская стена и туннель под Ла-Маншем, идолы острова Пасхи и памятник Петру I в Москве.

Техногенез выступает как материальное слагаемое истории человечества. С экологической точки зрения, это последний по времени этап эволюции, обусловленный деятельностью человека и вносящий в природу Земли вещества, силы и процессы, которые в конечном счете изменяют и нарушают равновесное функционирование биосферы и замкнутость биотического круговорота.

Поскольку техносфера и биосфера находятся в постоянном взаимодействии, их сумму можно представить как единую систему – экосферу. Автор термина Л. Кол (Cole, 1958) обозначил им совокупность всего живого на Земле вместе с его окружением и ресурсами. Но именно человечество, ресурсы и продукты его производства и потребления оказывают серьезное влияние на материал и процессы экосферы, вмешиваются в природный круговорот, изменяя его сбалансированность и гармоничность. В.И. Вернадский (1944) писал:

Человечество как живое вещество непрерывно связано с материально-энергетическими процессами определенной геологической оболочки Земли – с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту.

Но «живое вещество» людей неотделимо и от человеческого материального производства, и от созданнойчеловеком технической цивилизации. Вместе они образовали «критическую массу» экосферы на поверхности планеты. Т.о. экосфера предстает как арена взаимодействий человека и природы.

Дата добавления: 2014-11-14; просмотров: 667; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!