И.В. Бурковский - Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистем (1119242), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Следующие этапы: расцвет наземных животных, появление цветковых растений и насекомых, вымирание динозавров, появление человека.Все это время налаживалась, совершенствовалась и приобретала глобальные масштабы связь между водными и наземными экосистемами, осуществляемая через биогеохимические циклы. Так образовалась современная биосфера,благодаря живому веществу объединившая в единую планетарную систему гидро-, лито- и атмосферу. Основные этапы развития жизни на Земле отражены вее геохронологии (таблица 1).В истории развития жизни на Земле прослеживаются периоды взрывныхизменений (инноваций) и относительно спокойного развития на их основе (Пономаренко, 1993; также см.
гл. 11). В отличие от любого биотического или абиотического воздействия, вызывающего слабые изменения, которые обратимы имогут нивелироваться биосферой, инновации необратимы. Инициируемое имибиологическое событие становится причиной следующего (но непредсказуемого!) события, придавая эволюции характер необратимого процесса с положительной обратной связью. Вслед за Валлизером (Wallizer, 1986), А.Г. Пономаренко считает неверным распространенное мнение о приоритете внешних, поотношению к биоте, факторов (падение гигантских болидов, вспышки сверхзвезд, планетарные климатические катастрофы) в ее изменениях и эволюции.Абиотические факторы обычно действуют на экосистемы, уже ставшие нестабильными под действием биотических изменений. Так, широко обсуждаемаякатастрофа, происшедшая около 70 млн.
лет назад и отмеченная вымираниемкрупных пресмыкающихся и предположительно вызванная падением астероида, повлекшим за собой похолодание климата, на самом деле была предрешенапоявлением и бурным развитием покрытосеменных растений и насекомых, способствующих их дальнейшему развитию.
Травянистые растения, недоступныекрупным ящерам, благодаря дерновине и уменьшению эрозии почвы изменилиландшафт, сократив просторы для крупных животных. Астероид, если и имелместо, только ускорил этот естественный процесс, в точке бифуркации в соответствии с теорией самоорганизации И. Пригожина (1985).Глава 3. Современные биосфераи Мировой океан3.1.
БиосфераБиосфера — единственная известная нам функционально целостная экосистема, в наибольшей мере отвечающая представлению об «идеальной экосистеме» как функционального единства живой и неживой природы, способногодлительное время вещественно самоподдерживаться за счет использованиявнешней и внутренней энергии (солнца, тепла недр земли, энергии химическихсвязей и пр.). Самое общее представление о соотношении живого и неживоговещества планеты можно получить из данных таблицы 2.Глобальная экологическая система имеет более выраженные черты целостности по сравнению с экологическими системами меньших масштабов.
Этообъясняется тем, что процессы круговорота вещества и энергии в глобальнойэкосистеме в значительной мере замкнуты, за исключением радиационного обмена энергии биосферы с окружающим пространством. В биосфере в целомнаблюдается практически полная замкнутость цикла образования и разрушения живого вещества. Но этот цикл не замкнут в отдельных экосистемах илидаже отдельных сферах обитания организмов.Профиль Земли включает последовательно: кору (осадочные породы, гранит, базальт), мантию и ядро (рис.
3). Биосфера по В.И. Вернадскому (1926) —пленка земной поверхности, находящаяся под влиянием жизни (все биокосноеи живое вещество). Термин был предложен Зюссом (1873), впоследствии переоткрыт и наполнен новым содержанием В.И. Вернадским. В.И. Вернадский подбиосферой понимал общепланетарную оболочку, охватывающую толщу атмосферы (до высоты 30 км), гидросферы (до глубины 11 км) и осадочных породлитосферы в ходе всей геологической истории Земли (в эволюционном развитии). Он впервые указал на активную преобразующую деятельность древних исовременных организмов в изменении «лика Земли», в результате чего образовались современные почва, природная вода, атмосфера — биокосное вещество,созданное жизнью.Гималаи, Альпы, Ливийское нагорье, Кавказ, Аппенины сложены преимущественно известняками, образованными отмершими микроскопическими организмами (кокколитофоридами, фораминиферами и др.).
Донные океаническиеосадки (толщиной от нескольких сантиметров до 800 метров на больших глубинах) это тоже главным образом фораминиферовые, радиоляриевые и силициТаблица 2. Основные сферы Земли (Дрейк и др., 1982).сфералитосферагидросфераатмосфераживая материямасса, г5,98 х 1 01,4x105,12 х 1 07,0 х 10272 42 07составвещество горных пород и коры, железо-никелевое ядровода и растворенные веществаазот, кислород, аргон, и другие газыорганическое веществоГлава 3. Современные биосфера и Мировой океан51ловые илы, на долю которыхприходится до 90% осадочныхпород (10% составляют терригенные породы — раскрошенный гранит). Всё это образовалось за последние 2 млрд. лети стало необходимой предпосылкой существования современной жизни.
В этом состоитсвязь времен.М о щ н о с т ь биокоснойпленки различна в разных точках поверхности Земли: от нескольких сантиметров — дециметров (арктические или антарктические районы; вулканические породы, поросшиеРис. 3. Внутреннее строение Земли по геофизическим данлишайниками) до тысяч мет ным (по: Дрейк и др., 1982).ров (глубины Мирового океана). На суше жизнь проникает на глубину залегания грунтовых вод (как исключение и глубже — в буровые скважины, подземные водохранилища и пр.), ватмосфере — на высоту нескольких десятков — сотен метров (как исключениеи выше, благодаря человеку), в гидросфере до максимальных глубин Мировогоокеана (Марианская впадина — 11 км). Биокосная пленка имеет неравную толщину в разных точках биосферы, она сильно мозаична.Неравномерность распределения жизни на поверхности Земли хорошо иллюстрирует распределение суммарной биомассы организмов.
Самые большиебиомассы отмечаются в районах Амазонки, Экваториальной Африки, Юго-Восточной Азии (Индокитай и Индонезия), менее значительные — в Мексике, наюге США, в Западной и части Восточной Европы (между Балтикой и Средиземным морем), на юго-востоке Китая и Уссурийском крае. Остальные районы Земного шара значительно беднее жизнью. Переходы от районов с высокой биомассой организмов к районам с относительно низкой биомассой или почти полнымотсутствием жизни довольно плавные, растягиваются на сотни, иногда тысячикилометров. Биосфера в понимании В.И. Вернадского — пространственно-временной континуум, характеристики которого постоянно изменяются в трехмерном пространстве и геологическом времени. Эти изменения протекают особенно быстро в последнее время под влиянием человека.Важно подчеркнуть, что континуальность распределения жизни (её количества и качества) распространяется на биосферу в целом, т.е.
относится и кпереходам от одной среды к другой (от наземной к водной, от пресноводной кморской и т.д.). Это связано с тем, что, как было показано выше, вода океановсовершает круговорот, поступая через атмосферу на континенты, где участвует52И.В. Бурковский. Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистемв многообразных биогеоценотических процессах, а затем возвращается в океаны, неся с собой все существенные химические элементы, предварительно переведенные в растворы.Реки — основные переносчики растворимых веществ, образующихся привыветривании пород. Кроме того, все проточные воды суши вызывают эрозию.Среднее время пребывания элемента в океане (которое можно рассчитать исходя из его содержания в океанических водах, деленному на скорость поступления с речным стоком) колеблется от 18 тыс. лет у кремния до 68 млн.
лет унатрия; медленная миграция последнего обусловливает постоянство солевогосостава океанической воды уже на протяжении 60-70 млн. лет. Но есть и болеебыстро мигрирующие элементы, время пребывания которых в океане не превышает нескольких тысяч лет (серебро — 1, кобальт — 4, цинк — 6, медь — 10).Многие вещества выводятся из воды путем их адсорбции на скопленияхчастиц (калий, натрий, магний), извлечения организмами (кальций, кремний),захоронения органических остатков в донных отложениях, включения поровыхвод в осадочные породы и взаимодействия с вулканическими породами на морском дне. Вещества, накапливающиеся на морском дне, снова возвращаются наконтиненты в процессе горообразования, связанного с тектоникой плит. Этограндиозный механизм, возвращающий минералы на сушу из океана, иначе быводы выплеснулись от накапливающихся осадков.
На краях сходящихся плитосадочные породы океанов вовлекаются в новый круговорот и обеспечиваютматериал для образования новых гор — так происходит обновление континентов и замыкается круговорот вещества на уровне биосферы. Ускорение оборотасвязано с участием в этом процессе животных и человека: птицы выедают беспозвоночных и рыбу, концентрирующих определенные элементы, человек использует рыбу, млекопитающих, беспозвоночных и макрофиты.Биосфера по В.И.
Вернадскому более соответствует термину «экосфера»,так как включает в себя как живые, так и неживые компоненты. Некоторымиисследователями под биосферой понимается только совокупность всего живого на Земле. Дж. Лавлоком (Lovelock, 1979, 1988) был предложен термин «Гея»для всего живого покрова Земли, который рассматривается им не как биохимически дифференцированное вещество, а как сверхорганизм (подобно «Солярису» С.
Лема).Гипотеза постулирует, что физико-химические условия на Земле активносоздавались жизнью исходя из её собственных потребностей. Жизнь с самогоначала обладала не только свойством приспосабливаться к среде, но и изменятьТаблица 3. Сравнение состава (в процентах) биосферы и гипотетического Физического Равновесного Мира (по: Lovelock, 1979).Глава 3. Современные биосфера и Мировой океан53ее в нужном для себя направлении. Т.е.
с определенного периода жизнь взяла насебя значительную часть средообразующей деятельности, осуществляемую через усовершенствование и глобализацию биогеохимических циклов и направленно изменяя состав атмосферы (обогащая кислородом), воды (увеличивая концентрацию и разнообразие растворенных органических веществ и метаболитов) и суши (создавая почвенный покров). Таким образом, жизнь не только приспосабливается к условиям Планеты (особенно на начальных этапах становления), которые первое время эволюционировали независимо от неё (малая биомасса, малое разнообразие, малые пространства), но и создает их.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
