ЭКОЛОГИЯ
австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими
названиями, в частности «пространство жизни», «картина природы», «живая оболочка Земли» и т.п., его содержание
рассматривалось многими другими естествоиспытателями.
Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на
нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими процессами, но при этом скорее
обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого
термина «биосфера» Э. Зюсс в своей книге «Лик Земли», опубликованной спустя почти 30 лет после введения термина
(1909), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как «совокупность организмов, ограниченную в
пространстве и обитающую на поверхности Земли».
Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б.
Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору,
сформировались благодаря деятельности живых организмов.
Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии
растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые
стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии. Биосфера
является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и
веществ при участии живых организмов.
Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Рихардом Пфейфером (1845 –1920)
трех способов питания живых организмов:
автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
гетеротрофное – построение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых
организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера
охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу
осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. В состав атмосферы в основном входят: N2 (78 %); O2 (21 %);
CO2 (0,03 %).
Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные
природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг/дм3 растворимых веществ.
Преобладающие элементы химического состава гидросферы: водород, кислород, натрий, магний, кальций, хлор, сера,
углерод. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и
животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются
живыми организмами.
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время
земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы
Мохоровича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной
(неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (перегной).
Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Основные элементы
химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92 % ее объема, однако,
кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Таким образом, в количественном
отношении земная кора – это «царство» кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.
Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов
и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание
ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем
подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование
явлений и процессов природы с позиции отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже XIX
– XX вв. в науку все шире проникают идеи целостного подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались
в системный метод ее изучения.
Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или
живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом
определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру.
Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они
свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в
значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы,
от которой она, с одной стороны, зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями
возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и
геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и
глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся русский ученый
Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).
3.1 В. И. ВЕРНАДСКИЙ О БИОСФЕРЕ И «ЖИВОМ ВЕЩЕСТВЕ»
Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В. И. Вернадский определяет как
совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В. И. Вернадский включает сюда и человечество, влияние
которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей
интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых специфичностью воздействия деятельности
людей на остальное живое вещество.
Это воздействие сказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних
животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы.
Поэтому В. И. Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного,
растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.
Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно
может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно В. И. Вернадский считает,
что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны,
являются огромной геологической силой, ее определяющей.
Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биохимических процессов является
астрономическое положение нашей планеты, в первую очередь, ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике,
или к плоскости земной орбиты.
названиями, в частности «пространство жизни», «картина природы», «живая оболочка Земли» и т.п., его содержание
рассматривалось многими другими естествоиспытателями.
Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на
нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими процессами, но при этом скорее
обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого
термина «биосфера» Э. Зюсс в своей книге «Лик Земли», опубликованной спустя почти 30 лет после введения термина
(1909), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как «совокупность организмов, ограниченную в
пространстве и обитающую на поверхности Земли».
Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б.
Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору,
сформировались благодаря деятельности живых организмов.
Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии
растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые
стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии. Биосфера
является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и
веществ при участии живых организмов.
Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Рихардом Пфейфером (1845 –1920)
трех способов питания живых организмов:
автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
гетеротрофное – построение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых
организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера
охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу
осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. В состав атмосферы в основном входят: N2 (78 %); O2 (21 %);
CO2 (0,03 %).
Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные
природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг/дм3 растворимых веществ.
Преобладающие элементы химического состава гидросферы: водород, кислород, натрий, магний, кальций, хлор, сера,
углерод. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и
животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются
живыми организмами.
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время
земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы
Мохоровича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной
(неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (перегной).
Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Основные элементы
химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92 % ее объема, однако,
кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Таким образом, в количественном
отношении земная кора – это «царство» кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.
Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов
и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание
ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем
подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование
явлений и процессов природы с позиции отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже XIX
– XX вв. в науку все шире проникают идеи целостного подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались
в системный метод ее изучения.
Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или
живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом
определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру.
Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они
свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в
значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы,
от которой она, с одной стороны, зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями
возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и
геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и
глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся русский ученый
Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).
3.1 В. И. ВЕРНАДСКИЙ О БИОСФЕРЕ И «ЖИВОМ ВЕЩЕСТВЕ»
Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В. И. Вернадский определяет как
совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В. И. Вернадский включает сюда и человечество, влияние
которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей
интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых специфичностью воздействия деятельности
людей на остальное живое вещество.
Это воздействие сказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних
животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы.
Поэтому В. И. Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного,
растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.
Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно
может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно В. И. Вернадский считает,
что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны,
являются огромной геологической силой, ее определяющей.
Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биохимических процессов является
астрономическое положение нашей планеты, в первую очередь, ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике,
или к плоскости земной орбиты.