СОДЕРЖАНИЕ
1. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА...................................................................... 3
2. БИОСФЕРА И КОСМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ......................................... 5
3. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ ВЕРНАДСКОГО.......................................... 9
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................ 14
1. ЧЕЛОВЕК
И БИОСФЕРА
Всестороннее
изучение природы естествознанием показывает, что живые организмы и среда их
обитания сосуществуют в постоянном взаимодействии, растения и животные
существуют в тесной взаимосвязи с окружающей неживой природой и другими
организмами. В этой совокупности взаимосвязей живая природа представляет собой
специфическую сферу действительности, целостную систему, похожую на единый
живой организм, который родился вместе с Землей и который вместе с ней постоянно
эволюционирует. Планетарные масштабы этой системы и одновременно ее схожесть с
живым организмом позволяют рассматривать ее как особый уровень организации
живой материи, получившей название биосферы.
Исходной
основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов
является астрономическое положение нашей планеты, и в первую очередь ее
расстояние от Солнца и наклон земной оси к плоскости земной орбиты. Это
пространственное расположение Земли в основном определяет климат на планете, а
последний, в свою очередь, жизненные циклы всех существующих на ней организмов.
Основным источником всех геологических, химических и биологических процессов
на нашей планете является Солнце. Среди космических факторов особенно
серьезное влияние на биосферу оказывают природно-радиационный фон и магнитные
поля.
Природно-радиационный
фон слагается из трех компонентов:
•
природные радионуклиды (уран, торий);
•
продукты их радиоактивного распада, которые находятся но всех элементах земной
коры, в почве, в воде, в атмосфере и погллощаются всеми живыми организмами;
•
высокоэнергетические излучения, попадающие на Землю из космического
пространства в виде потока фонового излучения.
Биосфера
также погружена в океан электромагнитных полей космического, земного и
биогенного происхождения. Практически все процессы жизнедеятельности связаны с
электромагнитными полями, диапазон которых лежит в широком интервале длинных
волн. Многие фундаментальные биологические процессы невозможны без переноса
электрических зарядов, вызывающих магнитное поле, поэтому любой организм
представляет собой генератop
электромагнитных сигналов.
Еще В.И.
Вернадский писал, что Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли,
пронизана и охвачена вся биосфера. Более того, в самой биосфере происходит
превращение солнечной энергии в новые формы земной свободной энергии
(биогеохимическую энергию живого вещества биосферы), которая в корне меняет
историю и судьбу нашей планеты. Таким образом, земная жизнь не является чем-то
случайным. Напротив, она входит в космопланетарный механизм биосферы.
Более
подробно солнечно-земные связи рассмотрел последователь Вернадского, основатель
гелиобиологии Александр Леонидович Чижевский.
Он
отмечал, что все самые разнообразные и разнохарактерные явления на Земле — и
химические превращения земной коры, и динамика самой планеты и составляющих се
частей (атмосферы, гидросферы и литосферы) — протекают под непосредственным
воздействием Солнца. Оно служит основным (наряду с космическими излучениями и
энергией радиоактивного распада в недрах Земли) источником энергии, причиной
всего на Земле — от легкого ветерка и произрастания растений до смерчей,
ураганов и умственной деятельности человека.
2.
БИОСФЕРА И КОСМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ
Связь
между циклами солнечной активности и процессами в биосфере была замечена еще в XVIII в. Тогда английский астроном В.
Гершель обратил внимание на связь между урожаями пшеницы и числом солнечных
пятен. В конце XIX в. профессор
Одесского университета Ф.Н. Шведов, изучая срез ствола столетней акации,
обнаружил, что толщина годичных колец изменяется каждые 11 лет, как бы повторяя
цикличность солнечной активности. Но лишь в XX в. удалось понять, что солнечная активность связана с
электромагнитными и другими колебаниями мирового пространства. Установил этот
факт Чижевский, который обобщил опыт предшественников и подвел под эти
эмпирические данные твердую научную базу. Он считал, что Солнце диктует ритм
большинства биологических процессов на Земле, и, когда на нем oбразуется много пятен, наблюдаются
хромосферные вспышки и усиливается яркость короны (это характерно для периодов
активного Солнца), на нашей планете разражаются эпидемии, усиливается рост
деревьев, особенно активно размножаются вредители сельского хозяйства и
микроорганизмы — возбудители различных болезней. К такому заключению Чижевский
пришел, изучая графики солнечной активности и активности биосферы путем наложения
их друг на друга.
Сегодня
основная масса ученых едины во мнении, что человек и человечество составляют
часть живого вещества нашей планеты. Это означает, что люди также подвержены
действию космических энергий и солнечной радиации. Например, человеческий организм,
так же как организмы других животных, «подстраивается» к ритмам биогеосферы,
прежде всего суточным (циркадным) и сезонным, связанным со сменой времен года.
Обмен
веществ у человека протекает в наследуемом из поколения в поколение циркадном
ритме. В настоящее время считается, что около 40 процессов в человеческом
организме подчинено строгому циркадному ритму. Например, еще в 1931 г. была установлена
цикличность в функционировании печени человека. У людей, ведущих нормальный
образ жизни и питающихся три раза в день, в первую половину дня печень выделяет
наибольшее количество желчи, которая необходима для переваривания жиров и
белков, расходуя запасенный гликоген и превращая его в простые разновидности
сахара. Она отдает воду, образуя много мочевины, и накапливает жиры. Во второй
половине дня печень начинает усваивать сахара, накапливая гликоген и воду.
Объем ее клеток увеличивается в 3 раза.
На
протяжении суток циклично колеблется содержание гемоглобина в крови, максимум
его приходится на 11 — 13 часов, а минимум — на 16 — 18 часов. Суточным
колебаниям подвержено содержание в крови калия, магния, натрия, кальция,
железа. Ночью повышается количество солей магния, а в мозговой жидкости —
солей калия. Оба эти соединения гасят нервно-мышечную возбудимость. По
суточному графику работает вегетативная нервная система. Статистика утверждает,
что даже рождение и смерть чаще случаются в темную часть суток, около полуночи.
Вся
живая природа чутко реагирует на сезонные изменения окружающей температуры,
интенсивность солнечного излучения — весной покрываются листвой деревья,
осенью листва опадает, затухают обменные процессы, многие животные впадают в
спячку и т. д. Человек здесь не исключение. На протяжении года у него меняется
интенсивность обмена, состав клеток тканей, причем эти колебания различны в
разных климатических поясах.
Так, в
южных районах (Сочи) содержание гемоглобина и количество эритроцитов, а также
максимальное и минимальное давление крови в холодный период возрастают на 20%
по сравнению с теплым периодом времени. А в условиях Севера наибольший процент
гемоглобина обнаружен у большинства обследованных жителей в летние месяцы, а
наименьший — зимой и в начале весны.
Циклы
солнечной активности оказывают свое влияние и на жизнедеятельность человека.
Так, обработав материал по вспышкам возвратного тифа в Европейской России
с1883по1917 гг., а также данные по холере в России с 1823 по 1923 гг. и данные
по активности Солнца, Чижевский пришел к выводу, что эти земные явления наступают
синхронно с изменениями, происходящими в разных солнечных сферах. На основании
построенных им графиков он еще в 1930 г. предсказал, что в 1960 — 1962 гг.
произойдет эпидемическая вспышка холеры, что действительно случилось в странах
Юго-Восточной Азии.
То, что
состояние солнечной активности небезразлично для жизни на Земле, показывает и
увеличение числа случаев заражения чесоткой в 1968 г. и неожиданно
подскочившее число заболеваний клещевым энцефалитом и туляремией на вершине
максимума векового цикла солнечной активности в 1957 г. (несмотря на
проводившуюся, как и в прошлые годы, вакцинацию населения). Таким образом, мы
обнаруживаем явную взаимосвязь человека с растительным и животным миром, в
котором все жизненные циклы — заболевания, массовые перекочевки, периоды
бурного размножения млекопитающих, насекомых, вирусов — протекают синхронно с
11-летними циклами солнечной активности, как и чередование грозовой и
спокойной летней погоды, большего и меньшего производства растительной
массы...
Гематологи
пришли к выводу, что в годы максимума солнечной активности норма свертывания
крови у здоровых людей увеличивается вдвое, а так как у сердечно-сосудистых
больных способность несвертываемости крови угнетена, то при увеличении
солнечных пятен учащаются инфаркты, инсульты. Поэтому сегодня никого не
удивляет, когда в СМИ сообщают о неблагоприятных днях, в которые люди, больные
хроническими заболеваниями, должны вести себя с осторожностью.
Приведенные
факты позволяют нам говорить о влиянии космоса на физиологические процессы в
отдельном человеческом организме. Но ведь одновременно человек является частью
человечества, общественного организма, который также подвержен влиянию
солнечной активности. Чижевский попытался установить взаимосвязь 11-летних солнечных
циклов с насыщенностью историческими событиями разных периодов человеческой
истории. В результате своего анализа он сделал вывод, что максимум общественной
активности совпадает с максимумом солнечной активности. Средние точки течения
цикла дают максимум массовой деятельности человека, выражающийся в революциях,
восстаниях, войнах, походах, переселениях, указывают на начала новых исторических
эпох в истории человечества. В крайних точках течения цикла напряжение
общечеловеческой деятельности военного или политического характера понижается
до минимального предела, уступая место созидательной деятельности и
сопровождаясь всеобщим упадком политического и военного энтузиазма, миром и
спокойной творческой работой в области государственного строительства, науки и
искусства. По подсчетам Чижевского, во время минимума солнечной активности
социальная активность составляет не более 5%, во время максимума — достигает
60%.
3. УЧЕНИЕ
О БИОСФЕРЕ ВЕРНАДСКОГО
По
мнению Beрнадского, появление и существование
человека в биосфере определяет высшую ступень ее развития. Само появление человека
представляет переход от простого биологического приспособления живых
организмов к разумному поведению и целенаправленному изменению окружающей среды
разумными существом Живое вещество планеты при этом активно приспосабливается к
новым условиям существования в природе. Происходит внезапное совместное влияние
природы на человека и человека природу, и человек теперь несет ответственность
за эволюцию жизни.
Существуют два основных
определения понятия «биосфера», одно из которых известно со времени появления в
науке данного термина. Это понимание биосферы как совокупности всех живых
организмов на Земле. Ученик Докучаева, создателя учения о почвах, В. И.
Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, выдвинул принцип
неразрывной связи живого и неживого, переосмыслив понятие биосферы. Он понимал
биосферу как сферу единства живого и неживого.
Такое толкование
определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни на Земле.
Рассматривались следующие варианты: 1) жизнь возникла до образования Земли и
была занесена на нее; 2) жизнь зародилась после образования Земли; 3) жизнь
зародилась вместе с формированием Земли. Вернадский придерживался последней из
этих точек зрения и считал, что нет убедительных научных данных о том, что
живое когда-либо не существовало на нашей планете. Иными словами, биосфера
была на Земле всегда.
Биосфера (греч. bios — жизнь, sphaira — шар) — оболочка Земли, населенная живыми
организмами и преобразованная ими. Биосфера тесно связана со всеми другими
земными оболочками, является следствием прежде всего биогеохимического
круговорота, который обеспечивается солнечной энергией. В биосфере организмы и
среда их обитания вследствие длительного взаимодействия друг с другом образуют
целостную систему, находящуюся в динамическом равновесии.
Биосфера, согласно
Вернадскому, включает в себя следующие составные части.
1. Живое вещество,
образованное совокупностью организмов.
2. Биогенное вещество,
которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы,
каменный уголь, нефть, известняки и т.д.).
3. Косное вещество,
которое формируется без участия живых организмов (в результате движения земной
коры, деятельности вулканов, метеоритов).
4. Биокосное вещество,
представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и
небиологических процессов (почвы).
Вернадский сформулировал
основные принципы организации биосферы в целом. Сначала выделим два
биогеохимических принципа.
1. Геохимическая энергия
живого вещества в биосфере (включая человека как высшее наделенное разумом
существо) стремится и максимальному проявлению.
2. В ходе эволюции видов
живых организмов выживают организмы, которые своей жизнедеятельностью
максимально увеличивают биогенную геохимическую энергию.
Вернадский осуществил
оценки количества живого вещества в биосфере, на основании которых
сформулировал следующий принцип: на протяжении всей истории Земли количество
живого вещества в биосфере было практически постоянным.
В настоящее время человек
нарушил свое равновесие с биосферой. Пока человек (и крупные животные) в своем
потреблении продуктов биосферы не превышали 1 % их общего количества, биосфера
находилась в динамическом равновесии с другими земными оболочками. Современный
человек потребляет на свои нужды уже более 7%. продуктов биосферы и существенно
нарушает ее естественный баланс. Например, уже изменилось соотношение запасов
углерода в атмосфере и на суше, разность между синтезом и разложением органических
веществ стала в сотни раз больше, чем было первоначально.
Биосфера уже не
справляется со своей функцией стабилизации, и скоро эту функцию человечеству
придется взять на себя. В конце концов, когда вся система жизни и среды станет
управляться человеком, тогда биосфера превратится в ноосферу. Но тогда
основная часть энергетических и трудовых затрат уйдет на стабилизацию
окружающей среды (по некоторым оценкам — более 99%). На поддержание и развитие
цивилизации останется всего лишь несколько процентов (или даже менее 1%).
Существуют различные
точки зрения относительно времени возникновения биосферы. Согласно одной из них
(концепция В. И. Вернадского), биосфера возникла на самой ранней стадии
развития планеты Земля и имеет возраст, близкий к возрасту Земли
(приблизительно 4,6 млрд. лет). По Вернадскому, переход от неживого вещества к
простейшим формам живого занял незначительный (в геологическом масштабе)
отрезок времени — не более 200 лет. Характерными чертами биосферы, в рамках
концепции Вернадского, являются следующие:
1. Биосфера возникла
сразу как совокупность биогеоценозов. Живое вещество сформировалось как совокупность
сложных живых организмов.
2. Первичные организмы
способны обеспечить все основные процессы (биохимические, биологические),
происходящие в оболочках Земли.
3. Живые организмы
обеспечивают миграцию химических элементов в земной коре.
Согласно другой точке
зрения, биосфера сформировалась на определенном этапе развития Земли. Сначала
был этап предоболочек, затем сформировались основные земные оболочки и лишь
потом появилась биосфера.
Под биосферой, таким
образом, Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы
протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на
стыке литосферы, гидросферы и атмосферы, располагаясь в диапазоне от 10 км в глубь Земли до 33 км над Землей.
Занимаясь им же созданной
биогеохимией, изучающей распределение химических элементов по поверхности
планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента
таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Вернадский
подчеркивал также важное значение энергии и называл живые организмы механизмами
превращения энергии.
Детальное обоснование
теоретические представления В.И. Вернадского и А.Л. Чижевского получают в наши
дни. Так, исследования нашей космонавтики:
1. Позволили открыть
новые многочисленные данные о связи земных и космических процессов.
2. Радикально повлияли на
способы осуществления астрофизических и астрономических наблюдений и открытий.
3. Привели к
своеобразной научной революции в астрофизике.
Так, например, в 60-х гг.
были открыты квазары — космические объекты с грандиозным по энергетической
мощи уровнем излучения (излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные
галактики), а также такие космические явления, как вспышки сверхновых. По
современным астрофизическим представлениям, именно излучение сверхновых
является главным источником космических лучей в Галактике. Они могут оказывать
влияние, так как рентгеновский поток, исходящий от сверхновых, может создавать
в стратосфере Земли высокие концентрации окиси азота — разрушителя озонового
слоя, являющегося экраном, предохраняющим все живое Земли от воздействия
жесткого излучения Солнца.
Представления о различных
формах взаимодействия живого вещества с космическими материально-энергетическими
потоками приобретают все большее значение также благодаря активно
разрабатываемым гипотезам о существовании, по меньшей мере, в пределах нашей
Галактики всепроникающей общегалактической живой системы. Они указывают на
присутствие огромного количества микроорганизмов в космическом пространстве нашей
Галактики. Исследования в этом направлении могут рассматриваться как
свидетельство в пользу концепции, выдвигавшейся В.И. Вернадским о широком,
космическим по масштабам, распространении во Вселенной живого вещества, его
космическом значении.
Естественнонаучные
гипотезы и факты показывают, что исследования взаимодействий, начатые трудами
В.И. Вернадского и его последователей, представляют опережающие, перспективные
направления в естествознании, постижении тайн природы.
По В.И. Вернадскому, наша
планета и Космос представляются ныне как единая система, в которой жизнь, живое
вещество связывают в единое целое процессы, протекающие на Земле с процессами
космического характера. Согласно оценкам В.И. Вернадского, на протяжении всей
истории Земли количество живого вещества в биосфере было практически
постоянным. Грандиозная картина общепланетарного развития включала в себя и
появление человека- носителя Разума, который ускорил все процессы,
развивающиеся на планете. Он говорил, что воздействие человека на природу
растет столь быстро, что он превратиться в основную в основную геологическую
силу и должен будет принять на себя ответственность за будущее развитие
природы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера.
— М.: Наука, 1989.
2. Вернадский В.И. Философские мысли
натуралиста.- М.: Наука, 1988.
3. Казначеев В.П. Учение В.И.
Вернадского о биосфере и ноосфере. — Новосибирск: Наука, 2005.
4. Концепции современного
естествознания: Учебник / Под ред. В.Н. Лавриненко. - М.: ЮНИТИ, 2004.
5. Кузнецов В.Н, Идлис Г.М., Гущина В.Н.
Естествознание. — М.: Агар, 2006.
6. Мамонтов Г.С., Захаров В.Б. Общая
биология: Учебник. — М.: Высшая школа, 2003.
7. Найдыш В.М. Концепции современного
естествознания. — М.: Гардарики, 2005.