Основи вчення Вернадського про біосферу. Жива речовина планети Земля

ДОКЛАД

На тему: ВЧЕННЯ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО ПРО БІОСФЕР

ЗМІСТ

ВСТУП

3 ВИСНОВКИ

ВИСНОВОК

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

В наш час у зв'язку з тими, хто посилився негативними наслідкамивпливу науково-технічного прогресу на природне середовище, загострення планетарної екологічної ситуації, що ставить під загрозу подальше існування всього живого на землі, загострюється науковий та суспільний інтерес до вчення В.І. Вернадського про біосферу, до його фундаментальних праць.

Одне з найбільших досягненьприродознавства XX в. - вчення Вернадського про біосферу, сферу життя, що об'єднує в єдиній взаємодії живі організми (жива речовина) і відстале речовина. Першим почав розробляти цю тему вчитель ВернадськогоВ.В.Докучаєв. Він же зверни увагу на єдність матеріальної та духовної культури людей з навколишнім природним середовищем. Але якщо Докучаєва хвилювали насамперед практичні аспекти цієї проблеми, то Вернадський постарався створити теоретично струнку концепцію переходу біосфери в ноосферу внаслідок розумних перетворень людиною - з урахуванням науки - середовища життя.

Народився Вернадський у Петербурзі. Мати була українкою, і коріння роду Вернадських походять від Запорізької Січі. На все життя вчений зберіг любов до української мови, культури, історії та науки.

В.І.Вернадський повчив блискучу освіту. Він навчався у Петербурзькому Університеті у 80-х роках минулого століття, коли там викладали великі вчені В.В.Довженка, Д.І.Менделєєв, О.І.Войков, О.М.Бекетов. М.П.Вагнер та інші. Його методологія відрізнялася вражаючою широтою підходи до проблем, людства. Він закликав іінших вчених не лише порівнювати науковий світогляд різних епох, а й вивчати структуру науки в сукупності з іншими формами суспільної свідомості - філософії, релігії, мистецтва, навіть з матеріальною практикою та соціальними умовами життя населення тієїепохи. Мислитель написав блискучі статті про творчість Ломоносова, Канта, а в наукових працях цитував найвидатніших учених світу. Науковий метод розглядався як важливий, але з єдиний метод пізнання реальності.

У цій роботі розглядаються введені В.І. Розглядається підхід В. І. Вернадського до проблеми виникнення життя. Аналізується концепція переходу біосфери до ноосфери в сучасний період.

1 СУТНІСТЬ І СТРУКТУРА БІОСФЕРИ У НАУЦІ НОВОГО ЧАСУ

Вперше термін «біосфера» ввів у науковий побут великий натураліст і мислитель Жан Батіст Ламарк (1744 – 1829). У 1875 р. термін«Біосфера» була введена в науку геологом з Австралії Едуардом Зюссом. Він розумів під біосферою тонку плівку життя на земної поверхні. Роль і значення біосфери у розвиток життя на планеті виявиласянастільки велика, що вже у першій третині XX в. Виник новий фундаментальний науковий напрямок у природознавстві - вчення про біосфері, основоположником якого є великий російський вченийВ.І.Вернадський.

Вихідною основою існування біосфери і біогеохімічних процесів, що відбуваються в ній, є астрономічне становище нашої планети, і в першу чергу її відстань від Сонця і нахил земної осі до екліптики, або до площини. земної орбіти. Це просторове розташування Землі визначає переважно клімат планети, а останній у свою чергу - життєві цикливсіх існуючих у ньому організмів. Сонце є основним джерелом енергії біосфери тарегулятором усіх геологічних, хімічних та біологічних процесів на нашій планеті. Цю її роль образно висловив один із авторів законузбереження та перетворення енергії Юліус Майєр (1814-1878), який зазначив, що життя є створення сонячного променя.

Земля і навколишнє середовище сформувалися в результаті закономірного розвитку всієї Сонячна система. Близько 4,7 млрд. років назад із розсіяної в протосонячній системі газопилкуватий речовиниутворилася планета Земля. Як і інші планети, Земля отримує енергію від сонця, що досягає земної поверхні як електромагнітного випромінювання.

Сонячне тепло - одне з головних доданків клімату Землі, основа для розвитку багатьох геологічних процесів. Величезний тепловий потік виходить із глибини Землі. Наша планета має неоднорідну будову і складається з концентричних оболонок (геосфер) – внутрішніх та зовнішніх. До внутрішніх відносяться ядро, мантія, а до зовнішніх – літосфера, гідросфера, атмосфера та складна оболонка Землі біосфера.

атмосфера. Газова оболонка складається в основному з азоту та кисню. У невеликих кількостях міститься діоксид вуглецю (0,03%) і озон. Стан атмосфери дуже впливає на фізичні, хімічні та біологічні процеси на поверхні Землі та у водному середовищі. Для біологічних процесів найбільше значення мають: кисень, що використовується для дихання та мінералізації мертвої органічної речовини, діоксид вуглецю, що бере участь у фотосинтезі, та озон, що екранує земну поверхню від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Азот, діоксид вуглецю, пари води утворилися значною мірою завдяки вулканічній діяльності, а кисень – внаслідок фотосинтезу.

Гідросфери. Вода - найважливіший компонентбіосфери та один з необхідних факторів існування живих організмів. Основна її частина (95%) знаходиться у Світовому океані, який займає близько 70% поверхні земної кулі та містить 1300 млн км 3 . Поверхневі води (озера, річки) включають лише 0,182 млн. км, а кількість води у живих організмах становить лише 0,001 млн. км. Значні запаси води (24 млн км) містять льодовики. Велике значення мають гази, розчинені у воді: кисень та діоксид вуглецю. Їхня кількість широко варіює від температури та присутності живих організмів. Діоксиду вуглецю, що міститься у воді, у 60 разів більше, ніж у атмосфері. Гідросфера формувалася у зв'язку з розвитком літосфери, яка протягом геологічної історії Землі виділяла велику кількість водяної пари.

Літосфери. Переважна більшість організмів, що у межах літосфери, перебуває у грунтовому шарі, глибина якого перевищує кількох метрів. Ґрунт включає мінеральні речовини, що утворюються при руйнуванні гірських порід, та органічні речовини – продукти життєдіяльності організмів.

Живі організми (жива речовина). Хоча межі біосфери вузькі, живі організми у межах розподілені дуже нерівномірно. На великій висоті та в глибинах гідросфери та літосфери організми зустрічаються відносно рідко. Життя зосереджена головним чином поверхні Землі, у грунті й у приповерхневому шарі океану. Загальну масу живих організмів оцінюють у 2,43 * 10 т. Біомаса організмів, що мешкають на суші, на 99,2% представлена зеленими рослинами та 0,8% - тваринами та мікроорганізмами. Навпаки, в океані частку рослин припадає 6,3%, але в частку тварин і мікроорганізмів - 93,7% всієї біомаси. Життя зосереджена головним чином суші. Сумарна біомаса океану складає всього 0,03 * 10 т, або 0,13% біомаси всіх істот, що мешкають на Землі.

У розподілі живих організмів за видовим складом спостерігається важлива закономірність. Із загальної кількості видів 21% припадає на рослини, але їх внесок у загальну біомасу становить 99%). Серед тварин 96% видів - безхребетні і лише 4% - хребетні, з яких десята частина - ссавці. Маса живої речовини складає всього 0,01-0,02%) від відкісної речовини біосфери, проте вона відіграє провідну роль у геохімічних процесах. Речовини та енергію, необхідну для обміну речовин, організми черпають із довкілля. Обмежені кількості живої матерії відтворюються, перетворюються та розкладаються. Щорічно, завдяки життєдіяльності рослин та тварин, відтворюється близько 10%) біомаси.

Сутність вчення В.І.Вернадського полягає у визнанні виняткової ролі «живої речовини», що перетворює образ планети.

Доскона речовина біосфери. Кордони біосфери визначаються факторами земного середовища, які унеможливлюють існування живих організмів. Верхня межа проходить приблизно на висоті 20 км від поверхні планети і обмежена шаром озону, який затримує згубну для життя короткохвильову частину ультрафіолетового випромінювання Сонця. Таким чином, живі організми можуть існувати у тропосфері та нижніх шарах стратосфери. У гідросфері земної кори організми проникають протягом усього глибину Світового океану - до 10-11 км. У літосфері життя трапляється на глибині 3,5-7,5 км, що обумовлено температурою земних надрта умовою проникнення води у рідкому стані.

Вирішальна відмінність живої речовини від косної полягає в наступному:

- Зміни та процеси в живій речовині відбуваються значно швидше, ніж у відсталих тілах. Тому для характеристики змін у живій речовині використовується поняття історичного, а в відсталих тілах –геологічного часу. Для порівняння зазначимо, що секунда геологічного часу відповідає приблизно сто тисяч років історичного;

- в ході геологічного часу зростають міць живої речовини та її вплив на відсталу речовину біосфери. Ця дія, зазначає В.І.Вернадський, проявляється насамперед «у безперервному біогенному струмі атомом з живої речовини у відсталу речовину біосфери і назад»;

- тільки в живій речовині відбуваються якісні зміниорганізмів у ході геологічного часу. Процес і механізми цих змін вперше знайшли пояснення теорії походження видів шляхом природного відбору Ч.Дарвіна (1859 р.);

- живі організми змінюються залежно від зміни довкілля, адаптуються до нього і, саме поступове накопичення таких змін є джерелом еволюції.

Безперервний процес еволюції, що супроводжується появою нових видів організмів, впливає на всю біосферу в цілому, в тому числі і на природні біокосні тіла. Це підтверджується тим, що ґрунти та річки девону зовсім інші, ніж третинної і тим більше нашої епохи. Отже, еволюція видів поступово поширюється і перетворюється на всю біосферу.

2 ВЧЕННЯ В.І.ВЕРНАДСЬКОГО ПРО БІОСФЕР

За сучасними уявленнями, біосфера - це оболонка землі, що містить всю сукупність живих організмів і частину речовини планети, що у безперервному обміні з цими організмами.

Ці уявлення базуються на навчанні В.І.Вернадського (1863-1945) про біосферу, що є найбільшим із узагальнень у галузі природознавства XX в. Найважливіша значущість його вчення на весь зріст виявилася лише у другій половині століття. Цьому сприяв розвиток екології і, насамперед глобальної екології, де біосфера є основним поняттям

Вчення Вернадського про біосферу - це цілісне фундаментальне вчення, органічно пов'язане з найважливішими проблемами збереження та розвитку життя на Землі, що знаменує собою принципово новий підхід до вивчення планети як саморегулюючої системи, що розвивається в минулому, сучасному і майбутньому.

За уявленнями В.І.Вернадського, біосфера включає живу речовину, утворену сукупністю організмів; біогенна речовина, що створюється у процесі життєдіяльності організмів (гази атмосфери, кам'яне вугілля, нафта, торф, вапняки та ін.); косна речовина, яка формується без участі живих організмів (магматичні гірські породи); біокосна речовина, що є спільним результатом життєдіяльності організмів і небіологічних процесів (ґрунтів); а також радіоактивна речовина, речовина космічного походження(метеорити та ін) та розсіяні атоми. Усі ці сім типів речовин геологічно пов'язані між собою.

Оскільки жива речовина є визначальним компонентом біосфери, можна стверджувати, що вона може існувати та розвиватися лише в рамках цілісної системи біосфери. В.І.Вернадський вважає, що живі організми є функцією біосфери і тісно матеріально і енергетично з нею пов'язані, є величезною геологічною силою, її визначальною. «Жива речовина», так певне, представляє поняття, цілком точне і цілкомщо охоплює об'єкти вивчення біології та біогеохімії. Воно просте, ясне і жодних непорозумінь викликати не може. Ми вивчаємо у науці тільки живий організм та його сукупності. Науково вони ідентичніпоняття життя.

Жива речовина, так само як і біосфера, має свою особливу організованість і може розглядатися як функція біосфери, що закономірно виражається. Земна оболонка, біосфера, що обіймає всю земну кулю, має різко відокремлені розміри, значною мірою вона обумовлюється існуванням у ній живої речовини - ним заселена.

Між її неживою частиною, її природними тілами, і живими речовинами, що її населяють, йде безперервний матеріальний і енергетичний обмін, Що матеріально виражається в русі атомів, викликаному живою речовиною цей обмін в ході часу виражається закономірно змінюється, безперервно прагне до стійкості рівновагою. Воно проникає всю біосферу, і це біогенний струм атомів значною мірою її створює. У цьому біогенному струмі атомів і пов'язаної з ним енергії проявляється різко планетне, космічнезначення живої речовини. Бо біосфера є тією єдиною земною оболонкою, в яку проникають космічна енергія, космічні випромінювання безперервно, насамперед променевиділення Сонця, що підтримує динамічну рівновагу, організованість: біосфера - жива речовина.

Жива речовина охоплює всю біосферу, її створює та вимірює, але за вагою та обсягом вона становить невелику її частину. Відкісна, нежива речовина різко переважає; за обсягом панують гази у великому розрідженні, за вагою тверді гірські породи та меншою мірою рідка морська вода Світового Океану. Жива речовина навіть у найбільших концентраціях у виняткових випадках та у незначних масах становить десятки відсотків речовини біосфери і в середньому навряд чи становить одну-дві соті відсотка за вагою. Але геологічно воно є самою великою силоюв біосфері і визначає всі процеси і розвиває величезну вільну енергію, створюючи основну геологічно проявляється силу в біосфері, потужність яка зараз ще кількісно врахована бути не може, але, можливо, перевищує всі інші геологічні прояви в біосфері.

Природними тілами біосфери є як живі організми, живі речовини, але головну масу речовини біосфери утворюють тіла неживі, відсталі, такі, наприклад, гази атмосфери, гірські породи, хімічний елемент, атом, кварц, серпентин тощо.

Крім живих і відсталих природних тіл у біосфері величезну роль грає їх закономірні структури, різнорідні природні тіла, як, наприклад, грунти, мули, поверхневі води, тіл, що одночасно співіснують, утворюють складні закономірні косно-живі структури. Ці складні природні тіла називають біокосними природними тілами. Сама біосфера є складне планетне біокосне природне тіло.

3 ПЕРЕХІД БІОСФЕРИ В НООСФЕРУ: ПРОГНОЗ І РЕАЛЬНІСТЬ

Вернадський, аналізуючи геологічну історію Землі, стверджує, що спостерігається перехід біосфери у новий стан - у ноосферу під впливом нової геологічної сили, наукової думки людства. Однак у працях Вернадського немає закінченого та несуперечливого тлумачення сутності матеріальної ноосфери як перетвореної біосфери. В одних випадках він писав про ноосферу в майбутньому часу (вона ще не настала), в інших у теперішньому (ми входимо до неї), а іноді пов'язував формування ноосфери з появою людини розумної або виникнення промислового виробництва. Треба зауважити, що коли як мінералог Вернадський писав про геологічну діяльність людини, він ще не вживав понять «ноосфера» і навіть «біосфера». Про формування Землі ноосфери він докладніше писав у незавершеної роботі «Наукова думка як планетне явище», але переважно з погляду історії науки.

Отже, що ж є ноосфера: утопія чи реальна стратегія виживання? Праці Вернадського дозволяють обгрунтовано я на поставлене питання, оскільки в них зазначено ряд конкретних умов, необхідних для становлення та існування ноосфери. Перерахуємо ці умови:

1. Заселення людиною всієї планети.

2. Різке перетворення засобів зв'язку та обміну між країнами.

3. Посилення зв'язків, зокрема політичних, між усіма країнами Землі.

4. Початок переважання геологічної ролі людини з інших геологічними процесами, які у біосфері.

5. Розширення меж біосфери та вихід у космос.

6. Відкриття нових джерел енергії.

7. Рівність людей усіх рас та релігій.

8. Збільшення ролі народних мас у вирішенні питань зовнішньої та внутрішньої політики.

9. Свобода наукової думки та наукового шукання від тиску релігійних, філософських та політичних побудов та

Створення у державному ладіумов, сприятливих для вільної наукової думки.

10. Продумана система народної освітита піднесення добробуту трудящих. створіння реальної можливостіне допустити недоїдання та голоду, злиднів та надзвичайно послабити хвороби.

11. Розумне перетворення первинної природи Землі з метою зробити її здатною задовольнити всі матеріальні, естетичні та духовні потреби чисельно зростаючого населення.

12. Виняток війн із життя суспільства.

Простежимо, наскільки виконуються ці умови в сучасному світі і зупинимося докладніше на деяких із них.

1. Заселення людиною всієї планети. Ця умова виконана. На Землі не залишилося місць, де б не ступала нога людини. Він влаштувався навіть у Антарктиді.

2. Різке перетворення засобів зв'язку та обміну між країнами. Цю умову можна вважати виконаним. За допомогою радіо та телебачення ми миттєво дізнаємося про події у будь-якій точці земної кулі. Кошти комунікації постійно вдосконалюються, прискорюються, з'являються такі можливості, які недавно важко було мріяти. І тут не можна не згадати пророчих слів Вернадського: «Цей процес -повного заселення біосфери людиною - обумовлений ходом історії наукової думки, нерозривно пов'язаний зі швидкістю зносин, з успіхами техніки пересування, з можливістю миттєвої передачі думки, її одночасного обговорення на всій планеті». Донедавна засоби телекомунікації обмежувалися телеграфом, телефоном, радіо та телебаченням, про які писав ще Вернадський. Була можливість передавати дані від одного комп'ютера до іншого за допомогою модему, підключеного до телефонної лінії, документи на папері передавалися за допомогою факсимільних апаратів. Лише останніми роками розвиток глобальної телекомунікаційної комп'ютерної мережі Internet дало початок реальної революції в людській цивілізації, яка входить сьогодні в епоху інформації. У 1968 році Міністерство Оборони США перейнялося зв'язком безлічі своїх комп'ютерів у спеціальну мережу, яка мала сприяти науковим дослідженням у військово-промисловій сфері. Спочатку до цієї мережі було пред'явлено вимогу стійкості до часткових пошкоджень: будь-яка частина мережі може зникнути будь-якої миті. І в цих умовах завжди мало бути можливим встановити зв'язок між комп'ютером-джерелом та комп'ютером-приймачем інформації (станцією призначення). Розробка проекту такої мережі та його здійснення було доручено ARPA - Advanced Research Projects Agency- управлінню передових досліджень Міністерства Оборони. Через п'ять років напруженої роботи така мережа була створена та отримала назву ARPAnet . Протягом перших десяти років розвиток комп'ютерних мереж йшов непомітно – їх послугами користувалися лише фахівці з обчислювальної та військової техніки. Але з розвитком локальних мереж, що об'єднують комп'ютери в межах однієї організації, виникла потреба пов'язати воєдино локальні мережі різних організацій. Час від часу робилися спроби використати для цього вже готову мережу ARPAnet Проте бюрократи Міністерства Оборони були проти. Потрібні були швидкі рішення, тому за основу майбутньої мережі мереж Internet було взято структуру вже існуючої мережі ARPAnet . 1973 року було організовано перше міжнародне підключення - до мережі підключилися Англія та Норвегія. Однак причиною початку вибухового зростання мережі Internet наприкінці 80-х років стали зусилля NSF (National Science Foundation - Національний науковий фонд США) та інших академічних організацій та наукових фондів усього світу щодо підключення наукових установдо мережі. Зростання та розвиток мережі Internet , Вдосконалення обчислювальної та комунікаційної техніки йде зараз подібно до того, як йде розмноження та еволюція живих організмів. На це свого часу звернув увагу Вернадський: «Зі швидкістю, порівнянною швидкістю розмноження, що виражається геометричною прогресієюв ході часу, створюється цим шляхом у біосфері все зростаюча множина нових для неї відсталих природних тіл і нових великих природних явищ».. «...Хід наукової думки, наприклад, у створенні машин, як давно помічено, абсолютно аналогічний ходу розмноження організмів». Якщо раніше мережею користувалися тільки дослідники в галузі інформатики, державні службовці та підрядники, то тепер практично будь-хто може отримати доступ до неї. І тут бачимо втілення мрії Вернадського про сприятливому середовищі у розвиток наукової роботи, популяризації наукового знання, про міжнародність науки. Справді, якщо раніше людей розділяли кордони та величезні відстані, то тепер, можливо, лише мовний бар'єр. «Будь-який науковий факт, будь-яке наукове спостереження, - писав Вернадський, - де б і ким би вони не були зроблені, вступають у єдиний науковий апарат, у ньому класифікуються і приводяться до єдиної форми, відразу стають загальним надбанням для критики, роздумів та наукової роботи ». . Але якщо раніше для того, щоб побачила світ наукова роботащоб наукова думка стала відомої світу, були потрібні роки, то зараз будь-який вчений, який має доступ до мережі Internet , може уявити свою працю, наприклад, у вигляді так званої WWW сторінки (Wold - Wide Web - «Всесвітня павутина») на огляд всім користувачам мережі, причому не лише текст статті та малюнки (як на папері), а й рухливі ілюстрації, а іноді звуковий супровід. Зараз мережа Internet - це світова спільнота понад 30 тисяч комп'ютерних мереж, що взаємодіють між собою. Населення Internet вже становить майже 30 мільйонів користувачів та близько 10 мільйонів комп'ютерів, причому кількість вузлів кожні півтора року подвоюється. Вернадський писав: "Скоро можна буде зробити видними для всіх події, що відбуваються за тисячі кілометрів". Можна вважати, що і це передбачення Вернадського збулося.

3. Посилення зв'язків, зокрема політичних, між усіма країнами Землі. Цю умову можна вважати якщо не виконаним, то таким, що виконується. Організація Об'єднаних націй (ООН), що виникла після Другої світової війни, виявилася набагато більш стійкою і дієвою, ніж Ліга націй, що існувала в Женеві з 1919 р. по 1946 р.

4. Початок переважання геологічної ролі людини з інших геологічними процесами, які у біосфері. Цю умову також можна вважати виконаною, хоча саме переважання геологічної ролі людини часом призвело до важких екологічних наслідків. Обсяг гірських порід, що витягуються з глибин Землі всіма шахтами та кар'єрами світу, нині майже вдвічі перевищує середній обсяг лав і попелів, які щороку виносять всі вулкани Землі.

5. Розширення меж біосфери та вихід у космос. У роботах останнього десятиліття життя Вернадський не вважав межі біосфери незмінними. Він підкреслював розширення їх у минулому як результат виходу живої речовини на сушу, появи високостовбурної рослинності, комах, що літають, а пізніше літаючих ящерів і птахів. У процесі переходу в ноосферу межі біосфери мають розширюватися, а людина має вийти у космос. Ці прогнози справдилися.

6. Відкриття нових джерел енергії. Умова виконана, але, на жаль, із трагічними наслідками. Атомну енергію давно освоєно і в мирних, і у військових цілях. Людство (а точніше політики) явно не готове обмежитися мирними цілями, більше того - атомна (ядерна) сила увійшла в наше століття, насамперед як військовий засіб та засіб залякування протиборчих ядерних держав. Питання використання атомної енергії глибоко хвилювало Вернадського ще понад півстоліття тому. У передмові до книги «Нариси і мови» він пророчо писав: «Недалеко час, коли людина отримає в свої руки атомну енергію, таке джерело сили, яке дасть йому можливість будувати своє життя, як він захоче... Чи зуміє людина скористатися цією силою , Направити її на добро, а не на самознищення? Чи зростав він до вміння використовувати ту силу, яку неминуче повинна йому дати наука?». Могутність нового джерела енергії виявилася сумнівною, вона припала не на час і потрапила не в ті руки. Для розвитку міжнародного співробітництвав галузі мирного використання атомної енергії у 1957 році створено Міжнародне Агентство з Атомна Енергія(МАГАТЕ), що об'єднувало до 1981 111 держав.

7. Рівність людей усіх рас та релігій. Ця умова якщо не досягнуто, то принаймні досягається. Рішучим кроком для встановлення рівності людей різних рас та віросповідань було руйнування наприкінці минулого століття колоніальних імперій.

8. Збільшення ролі народних мас у вирішенні питань зовнішньої та внутрішньої політики. Ця умова дотримується у всіх країнах із парламентською формою правління.

9. Свобода наукової думки та наукового шукання від тиску релігійних, філософських та політичних побудов та створення у державному ладі умов, сприятливих для вільної наукової думки. Важко говорити про виконання цієї умови в країні, де ще нещодавно наука перебувала під колосальним гнітом певних філософських і політичних побудов. Нині наука від таких тисків вільна, проте через тяжке економічне становище в українській науці багато вчених змушені заробляти собі на життя ненауковою працею, інші їдуть за кордон. Для підтримки української науки створено міжнародні фонди. У розвинених і навіть країнах, що ми бачимо на прикладі Індії, державний і суспільний устрій створюють режим максимального сприяння для вільної наукової думки.

10. Продумана система народної освіти та піднесення добробуту трудящих. Створення реальної можливості не допустити недоїдання та голоду, злиднів та надзвичайно послабити хвороби. Про виконання цієї умови важко судити об'єктивно. Однак Вернадський попереджав, що процес переходу біосфери в ноосферу не може відбуватися поступово та односпрямовано, що на цьому шляху тимчасові відступи є неминучими. І обстановку, що склалася зараз у нашій країні, можна розглядати як явище тимчасове та минуще.

11. Розумне перетворення первинної природи Землі з метою зробити її здатною задовольнити всі матеріальні, естетичні та духовні потреби чисельно зростаючого населення. Ця умова не може вважатися виконаною, однак перші кроки у напрямку розумного перетворення природи у другій половині XX століття безперечно почали здійснюватися. У період відбувається інтеграція наук з урахуванням екологічних ідей. Вся система наукового знання дає фундамент для екологічних завдань. Про це також говорив Вернадський, прагнучи створити єдину науку про біосферу. Екологізація західної свідомості відбувалася починаючи з 70-х років, створюючи умови для виникнення екологічної цивілізації. Наразі екстремістська форма зеленого руху виявилася там уже не потрібною, оскільки запрацювали державні механізми регулювання екологічних проблем. У СРСР до 80-х вважалося, що соціалістичне господарювання перешкоджає загрозі екологічної кризи. У період розбудови цей міф розвіявся, активізувався рух зелених. Однак у сучасний період політичне керівництво переорієнтувалося переважно на рішення економічних проблем, проблеми екології відійшли на задній план У світовому масштабі для вирішення екологічної проблеми в умовах зростання населення планети потрібна здатність вирішення глобальних проблем, що в умовах суверенітету різних держав видається сумнівним.

12. Виняток війн із життя суспільства. Ця умова Вернадський вважав надзвичайно важливою для створення та існування ноосфери. Але воно не виконане і поки неясно, чи може бути виконане. Світова спільнота прагне не допустити світової війни, хоча локальні війни ще забирають багато життя.

Таким чином, ми бачимо, що є всі ті конкретні ознаки, всі або майже всі умови, які вказував Вернадський для того, щоб відрізнити ноосферу від існуючих станів біосфери. Процес її утворення поступовий, і, мабуть, ніколи не можна буде точно вказати рік чи навіть десятиліття, з якого перехід біосфери до ноосфери можна вважати завершеним. Але, звісно, думки з цього питання можуть бути різні.

Сам Вернадський, помічаючи небажані, руйнівні наслідки господарювання Землі, вважав їх деякими витратами. Він вірив у людський розум, гуманізм наукової діяльності, торжество добра та краси. Щось він геніально передбачав, у чомусь, можливо, він помилявся.

ВИСНОВКИ

У цілому нині, запропонований В.И.Вернадским підхід до вивчення всіх природних явищ у межах біосфери - області знаходження живих організмів мабуть, правильний. Однак, питання про перехід біосфери, що відбувається (або досконалий) в новий стан ноосферу - є питанням філософським, і тому на нього не можна дати сувору, однозначну відповідь.

Вивчення біосфери стає все більш важливим та актуальним завданням. Це викликано безперервно зростаючим впливом людини, що ускладнюється, на навколишнє середовище. Вже зараз ми маємо вміти ясно передбачити все можливі наслідкинашого впливу на природу. Можливість та правильність такого прогнозу залежать від глибини наших знань про будову та функціонування біосфери загалом та її різних ділянок та компонентів. Особливо важливо мати уявлення про роль живих організмів – основний рушійної силиу біосфері.

Доля біосфери - проблема, що стосується не лише всіх без винятку вчених, незалежно від їхньої спеціальності, але практично кожного з нас.

Необхідно мати на увазі, що завдання створення біосфери - це завдання сьогоднішнього дня. Її рішення пов'язане з об'єднанням зусиль всього людства, із утвердженням нових цінностей співробітництва та взаємозв'язку всіх народів світу. У нашій країні ідеї вчення про біосферу органічно пов'язані з революційною розбудовою соціалістичного суспільства. Народовладдя, демократичні принципи суспільного життя, відродження культури, науки та народного життя, докорінний перегляд відомчого підходу до природокористування тощо.

Ідеї Вернадського набагато випереджали той час, коли він творив. Повною мірою це стосується вчення про біосферу та її перехід у ноосферу. Тільки зараз, в умовах надзвичайного загострення глобальних проблем сучасності, стають зрозумілими пророчі слова Вернадського про необхідність мислити та діяти у планетному – біосферному аспекті. Тільки зараз руйнуються ілюзії технократизму, підкорення природи та з'ясовується сутнісна єдність біосфери та людства. Доля нашої планети та доля людства – це єдина доля.

Становлення етапу ноосфери Вернадський пов'язує з дією багатьох факторів: єдністю біосфери та людства, єдністю людського роду, планетарним характером людської діяльностіта її сумірністю з геологічними процесами, розвитком демократичних форм людського гуртожитку та прагненням до світу народів планети, небувалим розквітом («вибухом») науки та техніки. Узагальнюючи дані явища, ставлячи в нерозривний зв'язок подальшу еволюцію біосфери з недостатнім розвитком людства, Вернадський і запроваджує поняття ноосфери.

Необхідно пам'ятати, що завдання творення ноосфери - це сьогоднішнього дня. Її рішення пов'язане з об'єднанням зусиль всього людства, із утвердженням нових цінностей співробітництва та взаємозв'язку всіх народів світу. Народовладдя, демократичні принципи суспільного життя, відродження культури, науки і народного життя, докорінний перегляд відомчого підходу до природокористування тощо - все це і є складові ноосфери.

Спрямованість у майбутнє, таким чином, характерна рисаноосферного вчення, яке у сучасних умовах необхідно розвивати з усіх його сторін.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. В.І. Вернадський, наукова думка як планетне явище. Відп. ред. А. Л. Яншин, Москва, "Наука", 1991.

2. Журнал «Наука життя» (№№ 1,3, 1984г).

3. Вернадський В.І. Нариси геохімії. // Вернадський В.І. Початок і вічність життя./Упоряд., вступ. ст., комент. М.С. Бастракової, І.І.Мочалова, B. C . Неаполітанській. - М: Рад. Росія, 1989.

На початку XX століття академік Володимир Іванович Вернадський (1863-1945) розробив теорію, названу ним біогеохімією, яка лягла в основу сучасного вченняпро біосферу. Ним було порушено проблеми спільної еволюції людини та біосфери з позиції розвитку Землі як космічного тіла. Вже тоді Володимир Іванович намагався пізнати і розкрити роль людини у природничо-історичному процесі.

Дослідження В.І.Вернадського призвели до усвідомлення ролі життя та живої речовини у геологічних процесах. Зовнішність Землі, її атмосфера, осадові породи, ландшафти - все це результат життєдіяльності. Особливу роль становленні лику нашої планети Вернадський відводив людині. Він представив діяльність людства як стихійний природний процес, витоки якого губляться у глибинах людської історії.

В 1926 Вернадський опублікував у Ленінграді книгу під назвою «Біосфера», яка ознаменувала народження нової науки про природу, про взаємозв'язок з нею людини. У цій книзі вперше біосфера показана як єдина динамічна система, населена та керована життям, живою речовиною планети. "Біосфера - організована, певна оболонка земної кори, пов'язана з життям". У роботах з біосфери вчений показав, що жива речовина у взаємодії з відсталим є частиною великого механізму земної кори, завдяки якому відбуваються різноманітні геохімічні та біогенні процеси, міграції атомів, здійснюється їхня участь у геологічних та біологічних циклах.

В.І.Вернадський показав, що хімічний станЗовнішньої кори нашої планети повністю перебуває під впливом життя і визначається живими організмами, з діяльністю яких пов'язаний великий планетарний процес - міграція хімічних елементів у біосфері. Еволюція видів, зазначав учений, що веде до створення форм життя, стійка у біосфері і має йти у бік збільшення біогенної міграції атомів.

Біосфера є найскладнішою планетарною оболонкою життя, її зовнішньою оболонкою, населеною організмами, що становлять разом живу речовину. Вона включає нижню частину атмосфери, всю гідросферу і верхню частину літосфери Землі, населені живими організмами. Оболонка Землі, у якій сукупна діяльність живих організмів проявляється як геохімічний чинник планетарного масштабу. Біосфера - найбільша (глобальна) екосистема Землі - область системної взаємодії живої та відсталої речовини на планеті.

В.І.Вернадським було визначено матеріальний склад біосфери, куди він включив його сім глибоко різнорідних природних, але геологічно не випадкових елементів:

1) жива речовина;

2) біогенна речовина (горючі копалини, вапняки і т.д., тобто речовина, що створюється і переробляється живими організмами);

3) відстала речовина (утворюється без участі живих організмів - тверда, рідка та газоподібна);

4) біокосна речовина (створюється спільно процесами неорганічної природи та живими організмами - вода, ґрунт, кора вивітрювання, мули);

5) речовина радіоактивного розпаду(елементи та ізотопи уранового, торієвого та актиноуранового ряду);

6) розсіяні атоми земної речовини та космічних випромінювань;

7) речовина космічного походження у формі метеоритів, космічного пилу та ін.

Біосферу необхідно представляти як найскладніший механізм геологічного та біологічного розвитку та взаємодії косної та біогенної речовини. Біосфера – з одного боку середовище життя, а з іншого – результат життєдіяльності. Головна специфіка сучасної біосфери – це чітко спрямовані потоки енергії та біогенний (пов'язаний з діяльністю живих істот) кругообіг речовин.

Розробляючи вчення про біосферу Вернадський дійшов висновку, що головним трансформатором космічної енергії є зелена речовина рослин. Тільки зелені рослини здатні перехоплювати енергію сонячного випромінювання та створювати первинні органічні сполуки. Для пояснення великої сумарної енергії біосфери Вернадський зробив розрахунки, які справді показали велике значення фотосинтезуючих рослин у створенні загальної органічної маси. Вчений підрахував, що поверхня Землі становить менше однієї десятитисячної поверхні Сонця. Загальна площа трансформаційного апарату зелених рослин залежно від пори року становить вже від 0,86 до 4,2% площі поверхні Сонця. Різниця колосальна. Цей зелений енергетичний потенціал лежить в основі збереження та підтримки всього живого на нашій планеті.

Жива речовина біосфери

Однією з центральних ланок концепції біосфери є вчення про живу речовину. Аналізуючи проблему міграції атомів, В.І.Вернадський дійшов висновку, що «ніде немає органічні сполуки, незалежні від живої речовини». Пізніше він формулює поняття живої речовини: «Жива речовина біосфери є сукупність її живих організмів... Я називатиму сукупність організмів, зведених до їхньої ваги, хімічного складу та енергії, живою речовиною».

Жива речовина - сукупність живих організмів біосфери, чисельно виражена в елементарному хімічному складі, масі та енергії.

Головне призначення живої речовини та її невід'ємний атрибут - накопичення вільної енергії у біосфері. Звичайна біогеохімічна енергія живої речовини виробляється насамперед шляхом розмноження.

У 30-ті роки В.І. Вернадський із загальної маси живої речовини виділяє людство як його особливу частину. Таке відокремлення людини від усього живого стало можливим із трьох причин. По-перше, людство не виробником, а споживачем біогеохімічної енергії. По-друге, маса людства, виходячи з даних демографії, не є постійною кількістюживої речовини. І, по-третє, його геохімічні функції характеризуються не масою, а виробничою діяльністю.

Які ж характерні риси властиві живої речовини? Насамперед, це величезна вільна енергія. У процесі еволюції видів біогенна міграція атомів, тобто. енергія живої речовини біосфери збільшилася в багато разів і продовжує зростати, бо жива речовина переробляє енергію сонячних випромінювань. Живій речовині властива також висока швидкість протікання хімічних реакцій у порівнянні з неживою речовиною, де схожі процеси йдуть у тисячі і мільйони разів повільніше. Наприклад, деякі гусениці на добу можуть переробити їжі в 200 разів більше, ніж важать самі, а одна синиця за день з'їдає стільки гусениць, скільки сама важить.

Для живої речовини характерно те, що складові його хімічні сполукиНайголовнішими з яких є білки, стійкі лише в живих організмах. Після завершення процесу життєдіяльності вихідні живі органічні речовини розкладаються до складових хімічних частин.

Жива речовина існує на планеті у формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому вона знову утворилася, вона генетично пов'язана з живою речовиною минулих епох. Це – головна структурна одиницябіосфера, що визначає всі інші процеси поверхні земної кори. Для живої речовини характерною є наявність еволюційного процесу. Генетична інформаціябудь-якого організму зашифрована у кожній його клітині. При цьому цим клітинам спочатку призначено бути самими собою, крім яйцеклітини, з якої розвивається цілий організм.

Кругообіг окремих речовин В.І.Вернадський назвав біогеохімічними циклами. Ці цикли та кругообіг забезпечують найважливіші функції живої речовини в цілому. Вчений виділив п'ять таких функцій.

Газова функція . Здійснюється зеленими рослинами, що виділяють кисень у процесі фотосинтезу, а також усіма рослинами та тваринами, що виділяють вуглекислий газ внаслідок дихання. Відбувається також кругообіг азоту, пов'язаного з діяльністю мікроорганізмів.

Концентраційна функція. Виявляється у здатності живих організмів накопичувати у своїх тілах багато хімічні елементи(На першому місці стоїть вуглець, серед металів – кальцій).

Окисно-відновна функція. Виражається у хімічних перетвореннях речовин у процесі життєдіяльності організмів. Внаслідок цього утворюються солі, оксиди, нові речовини. З цією функцією пов'язано формування залізних та марганцевих руд, вапняків тощо.

Біохімічна функціяція.Визначається як розмноження, зростання та переміщення у просторі живої речовини. Все це призводить до кругообігу хімічних елементів у природі, їх біогенної міграції.

Функція біогеохімічної діяльності. Людина у своїй господарській діяльності розробляє та використовує для своїх потреб велику кількість речовин земної кори, у т.ч. таких як вугілля, газ, нафта, торф, сланці, багато руд.

Подібна інформація.

Кожен живий організм, який живе на нашій величезній планеті, щодня харчується, користується і водою для того, щоб в організмі відбувалися необхідні для життєдіяльності реакції. Все, що оточує людину, є зоною життя для всіх організмів, що мешкають на Землі, що підтверджує вчення Вернадського про біосферу.

Вконтакте

Витоки вчення про біосферні процеси

Історія сучасних поглядів на формування поняття біосфери та принципів її існування поділяється два етапи. Безпосередньо з моментом консолідації гіпотез про космічну природу всього живого на планеті пов'язані численні сучасні атеїстичні та агностичні погляди на світобудову як таке і зародження життя в цілому. Хто створив основні положення вчення про біосферуе і якою є історія його терміну, розповімо далі:

Вперше загальні поняття про зону проживання біологічних систем та окремих організмів були представлені широкому загалу талановитим французьким натуралістом Ж.Б. Ламарком.
1863 рік. Французьким дослідником Реютом застосовано назву «біосфера» як позначення сфери поширення життя поверхнею.
1875 рік. Цілісне поняття біосфери як єдності різноманітних функцій природи для підтримки вперше було введено австрійським геологом Едуардом Зюссом як офіційний термін — визначення сукупності всього живого, що населяє нашу планету.
1926 рік. Українським вченим В.І. Вернадським був опублікований монументальний наукова праця"Біосфера". Це революційна книга, де було визначено основні засади прогресивного спрямування прикладної науки. Вчення Вернадського про біосферу коротко - це нова наука про природу та проживання в ній людини як єдиної системи стала основою численних наукових дисциплін та течій, загальноприйнятих у сфері прикладних та теоретичних наук.

Робота вченого простягається у різні площині формування передових наукових поглядів у галузі класичних наукових дисциплін.

Їм вперше оприлюднені принципи нових наукових течій, які у наші дні загальновизнані, використовуються якнайширше. Елементи радіогеології, біогеохімії, вчення про біосферу та ноосферу, наукознавства стали базою, на якій формується нинішня концепція світобудови.

Завдяки видатному вченому вперше було показано реальний формат життя, роз'яснено, з яких основних компонентів складається біосфера.

Вченим вперше дослідним шляхом було встановлено і практично підтверджено роль живої речовини у біосфері. Механізми взаємодії є значною частиною масштабних процесів, що здійснюється геохімічний та біогенний обмін, Міграція на атомному рівні, яка дозволяє атомам брати участь у геологічних, хімічних, фізичних біологічних циклах

Особливості біологічної речовини

Вернадський свого часу справив незабутнє враження на світову наукову громадськість. Саме йому, незважаючи на численних попередників, удалося теоретично спростувати основи теології. Саме релігією розглядається момент виникнення життя планети як наслідок діяльності бога – вищого розуму. В.І. Вернадський та група вчених цього напряму висунули гіпотезу про те, що жива клітина була занесена на абсолютно безлюдну планету космічними тілами– метеоритами, з космічним пилом, а також привезена представниками інопланетних цивілізацій Були також сформовані основні ознаки живої речовини за Вернадським та їх відмінність від неживої компоненти:

високий рівень активності;
значна швидкість реакцій, що проходять;
швидкий обмін речовин;
живі організми мають властивість активного і пасивного руху.

Важливо!Кожна жива істота пересувається не тільки під впливом сил гравітації пасивним чином, але й проти водних напрямків або повітряних потоківдолаючи опір цих мас, природні перешкоди рельєфу або особливості ландшафту.

За гіпотезою вченого живу клітину було занесено на абсолютно безлюдну планету.

Функції та межі біосфери

Принципово новий підхід до дослідження масштабних біологічних процесів у їхньому гармонійному поєднанні з життєдіяльністю мікроорганізмів аж до клітинного рівня дозволив визначити та описати основні функції живої речовини у біосфері:

Енергетична, полягає у накопиченні та перетворенні енергетичного потенціалу.
Газова. Як здатність зміни та підтримки необхідного газового складу навколишнього середовища для комфортного проживання.
Окисно-відновні. Як можливість інтенсифікації всіх процесів, що відбуваються в просторі.
Концентрація – можливість живої тканини акумулювати у своєму організмі розрізнені атоми.
Деструкція – здатність розкладання на складові залишків органічного характеру та відсталої складової.
Передача речовини та концентрованої енергії як результат активного пересування обумовлений транспортними характеристиками.
Завдяки середовищі відбувається вплив на стан параметрів фізико-хімічного напряму.
Інформаційні функції полягають у накопиченні, закріпленні у структурах, відповідальних за спадковість, даних про особливості предків.

Функції біосфери

Згідно з теорією академіка Вернадського, головний компонент біосфери – весь комплекс живих організмів, які є активними істотами на певному рівні. біологічної системи. Жива речовина відрізняють певні властивості. Це клітинна організація, обмін речовин, підтримання гемостазу Їм притаманні функції руху, дратівливості, зростання, розвитку, розмноження, адаптації. Відповідно до теорії знаменитого українського дослідника, який здійснив переворот у світогляді, у природі взаємодіють три типи живої матерії:

Основним рушійним чинником процесів біологічного обміну є рух біохімічної енергії живої речовини. Відповідно до позицій вчення Вернадського біосфера – результат спільного геологічного та біологічного розвитку, що має подвійне значення. Насамперед біосфера є місцем існування та активної життєдіяльності, а по-друге – результатом цих процесів.

Важливо!Верхня межа в атмосфері коливається від 10 км на полюсах до 20-23 км на решті Землі. Кордон біосфери в літосфері знаходиться на значній глибині від 5 до 7 км у печерах та глибоких розломах.

Вчення Вернадського

Про основні засади теорії Вернадського

На думку академіка, зародження життя було синхронізовано з утворенням планетияк цілісного біофізичного комплексу Яким є приблизний вік існуючої біосфери, стільки живе і наша планета. Він підтвердив наявність численних взаємозв'язків та закономірних процесів у сфері різних галузей – біологія, геологія, біохімія, геохімія. Вони гармонійно поєднуються і дотримуються основних положень вчення Вернадського про біосферу.

Найбільш важливим принципом є цілісність та узгодженість біосфери, визначена рядом фізичних констант гравітації та електромагнітних полів
Гармонія та зв'язок біосферних процесів, перетворення енергій, рух атомів як відображення космічної гармонії, ритмічність руху планет, база для біосфери є позицією нашої планети в космічному просторі.
Функції космосу у трансформуванні та перетворенні енергій. Джерелами енергетичних явищ у геології є сонячна радіація та внутрішній радіоактивний фон.
Принцип розтікання життєвих процесів, аналогічних тому, як проявляється інерція у неживих предметах. Чим дрібніший організм, тим інтенсивніше він прагне розмножуватися.
Рівень розвитку та поширення автотрофів залежить від того, наскільки глибоко проникає сонячне світло, необхідний для фотосинтезу.
Чим інтенсивніша енергія, тим активніше розмноження, що має тенденцію зменшення зі зростанням кількісного показника
Принцип заощадження енергії, коли при першому входженні хімічний елемент зазнає різноманітних змін, щоб забезпечити живі організми необхідним об'ємом елементів.
Поле стійкості зелених рослин визначається фізико-хімічними якостями сполук, у тому числі будуються організми, їх стійкістю за впливу певних умов довкілля, формування граничного теплового щита.
Постійне співвідношення атмосферного кисню та обсягу живої біомаси залежить від принципу стійкості показників рівноваги енергії.

Біосфера Вернадський

Біосфера - Вернадський

Висновок

Геніальний дослідник Вернадський створив вчення про біосферу і цим вніс глобальний внесок у сучасне природознавство. Завдяки вченню Вернадського сучасна наука ґрунтується на фундаментальному характері біологічної цілісності природних процесів, що протікають на планеті. Видова еволюція дозволяє виживати та розмножуватися тим організмам, що збільшують показники біогенної геохімічної енергії.

У буквальному значенні термін « біосфера»означає «сферу життя» і в такому сенсі він був вперше запроваджений австрійським ученим Едуардом Зюссом(1831 – 1914) наприкінці ХІХ ст. Спочатку під цією назвою малася на увазі лише сукупність всіх живих організмів, що мешкають на Землі. Але поступово ідея про тісний взаємозв'язок між живою і неживою природою, про зворотний вплив живих систем на навколишнє середовище все наполегливіше проникала у свідомість вчених.

Струнка, цілісне вчення про біосферу було дано видатним російським ученим, основоположником геохімії, учнем В.В.Докучаєва Володимиром Івановичем Вернадським(1863 - 1945). Центральним поняттям у цьому вченні є поняття про живою речовиною, Яке визначається як сукупність всіх живих організмів Землі Тоді біосферу можна визначити як сферу єдності живого та неживого, тобто. як жива речовина Землі разом із середовищем проживання, з « закісною речовиною», як називав це середовище В. І. Вернадський. Таке тлумачення визначило його погляд на проблему походження життя Землі. Будучи космістом, Вернадський вважав, що життя зародилося разом з планетою, оскільки немає переконливих доказів того, що Земля колись була безжиттєвою. Інакше кажучи, біосфера існувала Землі завжди. Це розходиться з погляду А. І. Опаріна, яку було сказано в Лекції 11.

БіосферуВ. І. Вернадський визначав також як одну з геологічних оболонок Землі, структура та енергетика якої формується внаслідок сукупної діяльності живих організмів. Ще одне визначення біосфери - це сукупність екосистем Землі(про поняття та властивості екосистем див. вище.) Біосфера простягається на всі геосферні оболонки Землі: вона займає всю гідросферу, частину літосфери (до глибин приблизно 10 км) і частину атмосфери (всю тропосферу і частину стратосфери до висот понад 30 км над поверхнею Землі ). Раніше вже було сказано, що найчисельнішими та найдавнішими організмами Землі є бактерії, саме їх суперечки були виявлені на великих глибинах і висотах.

У Лекції 10 вже зазначалося, що еволюція йшла не тільки шляхом знищення нежиттєздатних видів, а й шляхом збереження старих, що найбільш пристосовуються до умов існування, що змінюються. Так поступово складалося нинішнє різноманіття живих організмів – основа стійкості біосфери. Нині Землі живе близько 1 млн видів тварин і понад 260 тис. видів рослин, причому понад 75% видів тварин - це членистоногі (переважно комахи). Таким чином, за різноманітністю видів тварин майже в 4 рази обганяють рослини. Однак біомаса рослин суші становить 97%, а тварин та мікроорганізмів - всього 3% усієї біомаси планети. Відомо, що Світовий океан займає близько 75% поверхні Землі, проте біомаса живих організмів суші приблизно в 1000 разів перевищує біомасу мешканців Світового океану, які живуть в основному в поверхневому шарі води завтовшки 100 м. Разом з тим, біологічна продуктивність суші та океану приблизно однакова що пояснюється швидким оновленням живих організмів в океані порівняно із сушею.

Однією з головних ідей В. І. Вернадського у вченні про біосферу була думка про взаємозв'язку живих організмів з неживим середовищем проживання. Цей взаємозв'язок здійснюється шляхом кругообігівосновних біогенних хімічних елементів - вуглецю, водню, азоту та кисню, що реалізуються в харчових (трофічних) ланцюгах. Рослини Землі - це єдині живі організми, що синтезують з неорганічного матеріалу (вуглекислий газ і вода) органічні речовини (клітковину та крохмаль). Побічним продуктомцієї реакції, яка називається фотосинтезом, оскільки вона здійснюється тільки на світлі, є молекулярний кисень (про фотосинтез див. в Лекції 10). Рослини беруть з біосфери всі необхідні їм життя хімічні елементи і потребують готових органічних сполуках інших організмів, тобто. рослини Землі - це автотрофи (лат. троф – їжа). Крім того, рослини є продуцентами(виробниками) органічних речовин, якими харчуються травоїдні тварини - Консументи(Споживачі) першого рівня. Травоїдними харчуються хижаки – консументи другого рівня. Далі йдуть падальщики - у природі все утилізується, вона не допускає жодних відходів. Коли живі організми вмирають, у справу вступають гриби та бактерії - редуценти, що розкладають органічні речовини до атомів біогенних хімічних елементів, з яких формується гумус (перегній), що йде на живлення рослин. Таким чином, коло замикається. Саме в кругообігах біогенних хімічних елементів полягає геологічна роль живої речовини планети. Раніше, у Лекції 8 говорилося у тому, більшість осадових порід мають біогенне походження, тобто. живі організми формують як біологічний, а й геологічний образ планети. Консументи всіх рівнів та редуценти - це гетеротрофи,оскільки для харчування використовують тіла інших живих організмів.

Важливою ідеєю В. І. Вернадського була думка про космічної ролі живої речовини, яка полягає в акумулюванні сонячної енергії та перетворенні її в енергію хімічних зв'язківорганічних речовин. Без сонячної енергії були б неможливі круговороти біогенних хімічних елементів та еволюція живих організмів.

Головними принципами існування біосфери, за Вернадським, є її цілісність та гармонія. Фізичні межі існування життя досить малі і визначаються світовими фізичними константами, які у свою чергу задають вузькі інтервали температур та тисків, придатних для існування живих організмів (наприклад, граничний тепловий інтервал – від мінус 252 до плюс 180 градусів за Цельсієм). До цього додається ще й антропний принцип : всі світові фізичні константидивним чином «підігнані» до життя. Якби вони були трохи вище або нижче, життя у Всесвіті взагалі було б неможливим.

Ідеї «повсюдності» та й «розтікання» життя: біосфера. як уже було сказано вище, захопила всі геосферні земні оболонки, жива речовина, подібно до рідини, розтікається по планеті, і чим дрібніші організми, тим швидше швидкістьїх розмноження.

Основними функціями біосфери, згідно з сучасними поглядами, є:

1) енергетична - сонячна енергія, запасена в живих та похованих живих організмах, забезпечує кругообіг біогенних хімічних елементів;

2) концентраційна – у живих організмах здійснюється максимально можлива концентрація органічних речовин;

3) деструктивна – у трофічних ланцюгах йде розкладання органічних сполукдо атомів біогенних хімічних елементів, що утворюють гумус, що забезпечує живлення рослин та круговороти елементів;

4) средообразующая – живі організми, поруч із неживою природою, створюють довкілля іншим живим організмам;

5) транспортна - біосфера обумовлює кругообіг біогенних

хімічних елементів, тобто. їхнє транспортування по всій планеті.

В. І. Вернадський створив також вчення про ноосфері- біосфері, керованої розумною людською думкою. Одна з його робіт називається "Наукова думка як планетне явище". Це гімн людського розуму. Ідею ноосфери розробляв і найбільший французький палеонтолог і антрополог П. Тейяр де Шарден, автор книги «Феномен людини», який визначив ноосферу як одну із стадій еволюції світу, рушійною силою якої є цілеспрямована свідомість. На відміну від нього, В. І. Вернадський розглядав виникнення свідомості як закономірний результат розвитку біосфери. Вернадський дав критерії переходу біосфери в ноосферу: заселення людиною всієї планети, вихід у космічний простір і освоєння Сонячної системи, поліпшення засобів комунікації, торжество демократії, тобто. участь широких народних мас в управлінні планетою, виключення воєн із життя людства тощо. Крім останнього, до кінця ХХ століття всі критерії Вернадського виявились виконаними, але до ноосфери ще дуже далеко. Замість неї наприкінці ХХ століття людство отримало глобальну екологічну кризу.

Наприкінці ХХ століття у зв'язку із серйозними екологічними проблемами з'явилося ще одне поняття та пов'язаний з ним поділ науки. біоетика. Це поняття можна визначити як повагу до життя, біосфери в цілому і до кожного живого організму окремо. Якщо раніше основною метою існування будь-якого суспільства було створення максимального комфорту для життя людини, панівною ідеєю був антропоцентризм(людина та її зручність у центрі всього), то тепер головна мета діяльності всього людства – це збереження біосфери.

Одним з видатних дослідників природи, що присвятили себе вивченню процесів, що протікають в біосфері, був академік Володимир Іванович Вернадський (1864-1945). Він є основоположником наукового спрямування, названого ним біогеохімією, що лягло в основу сучасного вчення про біосферу

Дослідження В.І. Вернадського призвели до усвідомлення ролі життя та живої речовини у геологічних процесах. Зовнішність Землі, її атмосфера, осадові породи, ландшафти - все це результат життєдіяльності живих організмів. Особливу роль становленні лику нашої планети Вернадський відводив людині. Він представив діяльність людства як стихійний природний процес, витоки якого губляться у глибинах історії.

Будучи видатним теоретиком, В.І. Вернадський стояв біля витоків таких нових і загальновизнаних нині наук, як радіогеологія, біогеохімія, вчення про біосферу та ноосферу, наукознавство.

У 1926 р. В.І. Вернадський опублікував книгу «Біосфера», яка ознаменувала собою народження нової науки про природу та взаємозв'язок з нею людини. Біосфера вперше показана як єдина динамічна система, населена і керована життям, живою речовиною планети: "Біосфера - організована, певна оболонка земної кори, пов'язана з життям". Вчений встановив, що взаємодія живої речовини з речовиною косною є частиною великого механізму земної кори, завдяки якому відбуваються різноманітні геохімічні та біогенні процеси, міграції атомів, здійснюється їхня участь у геологічних та біологічних циклах.

В.І. Вернадський наголошував, що біосфера є результатом геологічного та біологічного розвитку та взаємодії косної та біогенної речовини. З одного боку, це середовище життя, з другого — результат життєдіяльності. Специфіка сучасної біосфери - це чітко спрямовані потоки енергії та біогенний (пов'язаний з діяльністю живих істот) кругообіг речовин. Вернадський вперше показав, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети повністю перебуває під впливом життя і визначається живими організмами, з діяльністю яких пов'язаний великий планетарний процес — міфація хімічних елементів у біосфері. Еволюція видів, що веде до створення форм життя, стійка в біосфері і має йти у напрямку збільшення біогенної міграції атомів.

В.І. Вернадський зазначав, що межі біосфери обумовлені передусім полем життя. На розвиток життя, а отже, на межі біосфери впливають багато факторів, і насамперед наявність кисню, вуглекислого газу, води в її рідкій фазі. Обмежують сферу поширення життя також занадто високі або низькі температури, елементи мінерального живлення. До обмежувальних факторів можна віднести і надсолоне середовище (перевищення концентрації солей у морській воді приблизно в 10 разів). Позбавлені життя підземні водиз концентрацією солей понад 270 г/л.

Відповідно до уявлень Вернадського, біосфера складається з кількох різнорідних компонентів. Головний та основний – це жива речовина,сукупність всіх живих організмів, що населяють Землю. У процесі життєдіяльності живі організми взаємодіють із неживим (абіогенним). закісною речовиною.Така речовина утворюється внаслідок процесів, у яких живі організми не беруть участі, наприклад, вивержені гірські породи. Наступний компонент - біогенна речовина,створюване та перероблене живими організмами (гази атмосфери, кам'яне вугілля, нафта, торф, вапняк, крейда, лісова підстилка, ґрунтовий гумус тощо). Ще одна складова біосфери - біокісна речовина- Результат спільної діяльності живих організмів (вода, грунт, кора вивітрювання, осадові породи, глинисті матеріали) та відсталих (абіогенних) процесів.

Закосова речовина різко переважає за масою та обсягом. Жива речовина за масою становить незначну частину нашої планети: приблизно 0,25% біосфери. Причому «маса живої речовини залишається переважно постійною і визначається променистою сонячною енергією заселення планети». В даний час цей висновок Вернадського називається законом константності.

В.І. Вернадський сформулював п'ять постулатів, які стосуються функції біосфери.

Перший постулат: «З самого початку біосфери життя, яке до неї входить, мало бути вже складним тілом, а не однорідною речовиноюоскільки пов'язані з життям її біогеохімічні функції з різноманітності та складності не можуть бути долею якоїсь однієї форми життя». Інакше кажучи, первісна біосфера спочатку відрізнялася багатою функціональною різноманітністю.

Другий постулат: «Організми проявляються не поодиноко, а масовому ефекті... Перша поява життя... мала статися у вигляді появи якогось виду організмів, які сукупності, відповідальної геохімічної функції життя. Мали відразу з'явитися біоценози».

Третій постулат: «У загальному моноліті життя, хоч би як змінювалися його складові, їх хімічні функції було неможливо торкнутися морфологічним зміною». Тобто первинна біосфера була представлена «сукупностями» організмів на кшталт біоценозів, які й були головною «діючою силою» геохімічних перетворень. Морфологічні зміни «сукупностей» не позначалися на « хімічних функціяхцих компонентів.

Четвертий постулат: «Живі організми… своїм диханням, своїм харчуванням, своїм метаболізмом… безперервною зміною поколінь… породжують одне з найграндіозніших планетних явищ… — міграцію хімічних елементів у біосфері», тому «на всьому протязі мільйонів, що пройшли» років ми бачимо освіту тих самих мінералів, за всіх часів йшли самі цикли хімічних елементів, які ми й нині».

П'ятий постулат: "Усі без винятку функції живої речовини в біосфері можуть бути виконані найпростішими одноклітинними організмами".

Розробляючи вчення про біосферу, В.І. Вернадський дійшов висновку, що головним трансформатором космічної енергії є зелена речовина рослин. Тільки вони здатні поглинати енергію сонячного випромінювання та синтезувати первинні органічні сполуки.

Основні положення вчення В.І. Вернадського про біосферу (1863-1945)

До поняття «» (без терміну) ще на початку ХІХ ст. підійшов Ламарк.Пізніше (1863 р.) французький дослідник Ріютьзастосував термін «біосфера» для позначення сфери поширення життя на земній поверхні. 1875 р. австрійський геолог Зюссназвав біосферою особливу оболонку Землі, що включає сукупність усіх організмів, протиставивши її іншим

земним оболонкам. Починаючи з робіт Зюсса, біосфератрактується як сукупність організмів, що населяють Землю.

Закінчене вчення про біосферу було створено нашим співвітчизником академіком Володимиром Івановичем Вернадським. Основні ідеї В. І. Вернадського у вченні про біосферу склалися на початку XX ст. Він викладав їх у лекціях у Парижі. У 1926 р. його ідеї про біосферу було сформульовано у книзі Біосфера,що складається з двох нарисів: «Біосфера та космос» та «Область життя». Пізніше ці ідеї були розвинені у великій монографії «Хімічна будова біосфери Землі та її оточення»,яка, на жаль, була опублікована лише через 20 років після її смерті.

Насамперед В.І. Вернадський визначив простір, який охоплює біосфераЗемлі - вся гідросфера до максимальних глибин океанів, верхня частина літосфери материків до глибини близько 3 км і нижня частина атмосфери до верхньої межі тропосфери. Він увів у науку інтегральне поняття жива речовина і стала називати біосферою область існування на Землі «живої речовини»,представляє собою складну сукупність мікроорганізмів, водоростей, грибів, рослин та тварин. Фактично, йдеться про єдину термодинамическую оболонку (просторі), у якій зосереджена життя і
здійснюється постійна взаємодія всього живого з неорганічними умовами середовища (плівка життя). Він показав, що біосфера відрізняється від інших сфер Землі тим, що в ній відбувається геологічна діяльність всіх живих організмів. Живі організми, перетворюючи сонячну енергіює мошною силою, що впливає на геологічні процеси.

Специфічна риса біосфери як особливої оболонки Землі - безперервно що відбувається у ній кругообіг речовин, регульований діяльністю живих організмів. На думку В.І. Вернадського, у минулому явно недооцінювали внесок живих організмів в енергетику біосфери та їхній вплив на неживі тіла. Хоча жива речовина за обсягом та масою становить незначну частину біосфери, але вона відіграє основну роль у геологічних процесах, пов'язаних із зміною вигляду нашої планети.

Займаючись створеною ним наукою біохімією, що вивчає розподіл хімічних елементів на поверхні планети, В.І. Вернадський дійшов висновку, що немає практично жодного елемента з таблиці Менделєєва, який не включався до живої речовини. Він сформулював три важливі біогеохімічні принципи:

Біогенна міграція хімічних елементів у біосфері завжди прагне свого максимального прояву. Цей принцип у наші людиною дні порушено.
Еволюція видів у ході геологічного часу, що призводить до створення стійких у біосфері форм життя, відбувається у напрямі, що посилює біогенну міграцію атомів.
Жива речовина знаходиться в безперервному хімічному обміні з навколишнім середовищем, що створюється і підтримується на Землі космічною енергією Сонця. Внаслідок порушення двох перших принципів космічні впливиз підтримують біосферу можуть перетворитися на руйнівні її чинники.

Перелічені геохімічні принципи співвідносяться з важливими висновками В.І. Вернадського: кожен організм може існувати лише за умови постійної тісного зв'язкуз іншими організмами та неживою природою; життя з усіма її проявами зробило глибокі зміни на нашій планеті.

Вихідною основою існування біосфери та події в ній біохімічних процесівє астрономічне становище нашої планети і, насамперед, її відстань від Сонця і нахил земної осі до площині земної орбіти. Це просторове розташування Землі визначає переважно клімат Землі, а останній, своєю чергою, — життєві цикли всіх існуючих у ньому організмів. Сонце є основним джерелом енергії біосфери та регулятором усіх геологічних, хімічних та біологічних процесів на Землі.

Жива речовина планети Земля

Головна ідея В.І. Вернадськогоу тому, що найвища фаза розвитку матерії Землі — життя — визначає і підпорядковує собі інші планетарні процеси. З цього приводу він писав, що можна без перебільшення стверджувати, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети, біосфери, повністю перебуває під впливом життя і визначається живими організмами.

Якщо рівномірно розподілити всі живі організми лежить на поверхні Землі, всі вони утворюють плівку товщиною 5 мм. Незважаючи на це, роль живої речовини в історії Землі не менша за роль геологічних процесів. Вся маса живої речовини, яка була на Землі, наприклад, протягом 1 млрд. років, вже перевищує масу земної кори.

Кількісною характеристикою живої речовини є сумарна кількість біомаси.В.І. Вернадський, провівши аналізи і розрахунки, дійшов висновку, кількість біомаси становить від 1000 до 10 ТОВ трлн т. Виявилося також, що Землі становить трохи менше 0,0001 % поверхні Сонця, але зелена площа її трансформаційного апарату, тобто. поверхня листя дерев, стебел трав і зелених водоростей, дає числа зовсім іншого порядку - в різні періоди року вона коливається від 0,86 до 4,20% поверхні Сонця, чим пояснюється велика сумарна енергія біосфери. В останні роки аналогічні підрахунки із застосуванням новітньої апаратури провів красноярський біофізик І. Гітельзонта підтвердив порядок цифр, понад півстоліття тому визначений В.І. Вернадським.

Значне місце у роботах В.І. Вернадського за біосферою відведено зеленій живій речовині рослин, оскільки тільки вона автотрофна і здатна акумулювати променисту енергію Сонця, утворюючи з її допомогою первинні органічні сполуки.

Значна частина енергії живої речовини йде на освіту у біосфері нових вадозних(невідомих поза нею) мінералів, а частина захоронюється у вигляді органічної речовини, утворюючи, зрештою, поклади бурого та кам'яного вугілля, горючих сланців, нафти та газу. «Ми маємо тут справу, – писав В.І. Вернадський - з новим процесом, з повільним проникненням всередину планети променистої енергії Сонця, що досягла поверхні Землі. Цим шляхом жива речовина змінює біосферу та земну кору. Воно безперервно залишає в ній частину хімічних елементів, що пройшли через нього, створюючи величезні товщі невідомих, крім нього, вадозних мінералів або пронизуючи найтоншої пилу своїх залишків косну матерію біосфери».

На думку вченого, земна кора є переважно залишками колишніх біосфер. Навіть гранітно-гнейсовий її шар утворився внаслідок метаморфізму та переплавлення порід, що виникли колись під впливом живої речовини. Тільки базальти та інші основні магматичні породи він вважав глибинними і за своїм генезисом не пов'язаними з біосферою.

У вченні про біосферу поняття «жива речовина» є основним.Живі організми перетворюють космічну променисту енергію на земну, хімічну і створюють нескінченну різноманітність нашого світу. Своїм диханням, харчуванням, метаболізмом, смертю і розкладанням, що триває сотні мільйонів років, безперервною зміною поколінь вони породжують грандіозний планетарний процес, що існує тільки в біосфері. - Міграцію хімічних елементів.

Жива речовина, згідно з теорією В. І. Вернадського, — біогеохімічний фактор планетарного масштабу, під впливом якого перетворюється як навколишнє абіотичне середовище, так і самі живі організми. У всьому просторі біосфери відбувається породжене життям безперервне переміщення молекул. Життя вирішальним чиномвпливає на розподіл, міграцію та розсіювання хімічних елементів, визначаючи долю азоту, калію, кальцію, кисню, магнію, стронцію, вуглецю, фосфору, сірки та інших елементів.

Епохи розвитку: протерозою, палеозою, мезозою, кайнозою відбивають як форми життя Землі, а й її геологічну літопис, її планетарну долю.

Вчення про біосферу органічна речовина поряд з енергією радіоактивного розпаду розглядається як носій вільної енергії. Життяж розглядається не як механічна сума індивідуумів або видів, а як по суті - єдиний процес, що охоплює всю речовину верхнього шару планети.

Жива речовина змінювалося протягом усіх геологічних епох та періодів. Отже, як зазначав В.І. Вернадський, сучасна жива речовина генетично пов'язана з живою речовиною всіх минулих геологічних епох. У той же час у рамках значних геологічних відрізків часу кількість живої речовини не схильна до помітних змін. Ця закономірність була сформульована вченим як константну кількість живої речовини біосфери (для цього геологічного періоду).

Жива речовина виконує в біосфері такі біогеохімічні функції: газову - поглинає та виділяє гази; окислювально-відновну - окислює, наприклад, вуглеводи до вуглекислого газу і відновлює його до вуглеводів; концентраційну – організми-концентратори накопичують у своїх тілах та скелетах азот, фосфор, кремній, кальцій, магній. В результаті виконання цих функцій жива речовина біосфери з мінеральної основи створює природні води та ґрунти, вона створила у минулому та підтримує в стані рівноваги атмосферу.

За участю живої речовини йде процес вивітрювання, і гірські породи включаються до геохімічних процесів.

Газова та окислювально-відновна функції живої речовини тісно пов'язані з процесами фотосинтезу та дихання. Внаслідок біосинтезу органічних речовин автотрофними організмами було вилучено з давньої атмосфери величезну кількість вуглекислого газу. У міру збільшення біомаси зелених рослин змінився газовий склад атмосфери — зменшився вміст вуглекислого газу та збільшилася концентрація кисню. Весь кисень атмосфери утворений внаслідок процесів життєдіяльності автотрофних організмів. Жива речовина якісно змінила газовий склад атмосфери – геологічної оболонки Землі. У свою чергу, кисень використовується організмами для процесу дихання, у результаті в атмосферу знову надходить вуглекислий газ.

Таким чином, живі організми створили у минулому та підтримують мільйони років атмосферу нашої планети. Збільшення концентрації кисню в атмосфері планети вплинуло на швидкість та інтенсивність окисно-відновних реакцій у літосфері.

Багато мікроорганізмів безпосередньо беруть участь в окисленні заліза, що призводить до утворення осадових залізних руд, або відновлення сульфатів з утворенням біогенних родовищ сірки. Незважаючи на те, що до складу живих організмів входять ті ж хімічні елементи, сполуки яких утворюють атмосферу, гідросферу та літосферу, організми повністю не повторюють хімічний склад середовища.

Жива речовина, активно виконуючи концентраційну функцію, вибирає із довкілля ті хімічні елементи й у такій кількості, яку йому необхідно. Завдяки здійсненню концентраційної функції живі організми створили багато осадових пород, наприклад, поклади крейди та вапняку.

У біосфері, як і в кожній екосистемі, постійно здійснюється кругообіг хімічних елементів. Таким чином, жива речовина біосфери, виконуючи геохімічні функції, створює та підтримує рівновагу біосфери.

Емпіричні узагальнення В.І. Вернадського

Першим висновком із вчення про біосферу є принцип цілісності біосфериБудова Землі є узгодженою системою. Живий світ - єдина система, зцементована безліччю ланцюжків харчування та інших взаємозалежностей. Якщо лаже невелика частина її загине, зруйнується і решта.

Принцип гармонії біосфери та її організованості.У біосфері «все враховується і все пристосовується з тією ж точністю і з тим самим підпорядкуванням мірі та гармонії, яку ми бачимо в струнких рухах небесних світил і починаємо бачити в системах атомів речовин та атомів енергії».

Роль живого у еволюції Землі.Обличчя Землі фактично сформовано життям. «Всі мінерали верхніх частин земної кори — вільні алюмокремнієві кислоти (глини), карбонати (вапняки та доломіти), гідрати окису заліза та алюмінію (бурі залізняки та боксити) та багато сотень інших — безперервно створюються в ній тільки під впливом життя».

Космічна роль біосфери у трансформації енергії.В. І. Вернадський підкреслював важливе значення енергії та називав живі організми механізмами перетворення енергії.

Космічна енергія викликає тиск життя, що досягається розмноженням.Розмноження організмів зменшується зі збільшенням їх кількості. Розміри популяції зростають до тих пір, поки середовище може витримати їхнє подальше збільшення, після чого досягається рівновага. Чисельність коливається поблизу рівноважного рівня.

Розтікання життя є проявом її геохімічної енергії.Жива речовина, подібно до газу, розтікається по земній поверхні відповідно до правила інерції. Дрібні організми розмножуються набагато швидше, ніж великі. Швидкість передачі залежить від щільності живої речовини.

Концепція автотрофності.Автотрофними називаються організми, які беруть всі потрібні їм життя хімічні елементи з кісткової матерії, що оточує їх, і не вимагають для побудови свого тіла готових сполук іншого організму. Поле існування цих автотрофних зелених організмів визначається областю проникнення сонячних променів.

Життя цілком визначається полем стійкості зеленої рослинності,а межі життя - фізико-хімічними властивостями сполук, що будують організм, їх непорушністю у певних умовах середовища. Максимальне життя визначається крайніми межами виживання організму. Верхня межажиття обумовлюється променистою енергією, присутність якої унеможливлює життя і від якої оберігає озоновий щит. Нижня межа пов'язана з досягненням високої температури.

Біосфера в основних своїх рисах представляє один і той же хімічний апарат з найдавніших геологічних періодів. Життя залишалося протягом геологічного часу постійним, змінювалася лише його форма. Сама жива речовина не є випадковим створенням.

«Всюди» життя в біосфері.Життя поступово, повільно пристосовуючись, захопило біосферу, і захоплення це не закінчилося. Поле стійкості життя є результатом її пристосованості в ході часу.

Закон ощадливості використання живою речовиною простих хімічних тіл.Раз елемент, що увійшов, проходить довгий ряд станів, і організм вводить в себе тільки необхідну кількість елементів.

Постійність кількості живої речовини у біосфері.Кількість вільного кисню в атмосфері того ж порядку, як і кількість живої речовини. Жива речовина є посередником між Сонцем і Землею і, отже, або його кількість має бути постійною, або повинні змінюватися її енергетичні характеристики.

Будь-яка система досягає стійкого рівноваги, коли її вільна енергія дорівнює чи наближається до нуля, тобто. коли вся можлива в умовах системи робота виконана.

В. І. Вернадський сформулював ідею автотрофності людини, яка набула важливого значення в рамках обговорення проблеми створення штучних екосистем у космічних кораблях. Створення таких штучних екосистем стане важливим етапом розвитку екології. У їх побудові поєднується інженерна мета - створення нового - і екологічна спрямованість на збереження існуючого, творчий підхід та розумний консерватизм. Це буде здійсненням принципу «проектування разом із природою».

Поки що штучна екосистема є дуже складною і громіздкою будовою. Те, що в природі функціонує само собою, людина може відтворити лише ціною великих зусиль. Але йому доведеться це робити, якщо він хоче освоїти космос і здійснювати тривалі польоти. Необхідність створення штучної екосистеми в космічних кораблях допоможе краще зрозуміти природні екосистеми.