Умови виникнення життя

Поняття про біосферу. Кругообіг речовини та енергії

Життя може існувати лише при створенні ряду умов, сформульованих у 1941 р. Л.Лафлером:

1. Життя може виникнути і розвиватися лише в процесі поділу матерії на елементи. Оточення живих істот складається з численних елементів, здобування яких уможливлює реалізацію процесів росту і розвитку організмів.

2. Життя може існувати лише в таких термічних умовах, в яких можуть з’явитися й існувати складні органічні сполуки. Життя належить до "холодних" явищ, які відбуваються в нижній шкалі температур (від -270 до +150°С). Однак більшість організмів витримує температуру від 0 до 80°С. Оптимальна температура, при якій проявляється найвища активність організмів, — у межах 0-30°С.

3. Життя може існувати лише в окреслених умовах щільності і тиску матерії.

4. Для існування життя обов’язковим є наявність у середовищі джерел енергії та сировини як основи життєвих процесів.

5. Середовище, в якому існує життя, має бути захищене від ультрафіолетового опромінення, яке у великій кількості є вбивчим для усіх організмів.

З екологічної точки зору життя не є винятковим явищем у Всесвіті, пов’язаним виключно з нашою планетою. Воно може існувати там, де виконуються умови Лафлера. В астрономічному масштабі ці умови можуть здійснитися, якщо:

Встановлено, що близько 5 млн. зірок у сфері Галактики, як аналогічні у Сонячній системі, утворили планетарні системи і там можливі зародження і розвиток життя.

3,5 млрд. р. т. в первісному океані Землі під впливом ультрафіолетового та проникаючого випромінювань, а також електричних грозових розрядів почалося утворення перших органічних з’єднань — "органічного бульйону", за виразом академіка Опаріна. (Зі зростанням його концентрації деякі органічні молекули, об’єднуючись, стали утворювати коацерватні краплі, ізольовані від оточуючого середовища, котрі використовували елементи цього розчину для збільшення свого розміру). Виникли молекули, здатні самовідтворюватися, — це означало народження Життя.

Перші організми живилися оточуючим їх органічним розчином, однак настав час, коли його запаси почали вичерпуватися, а вільного кисню — найкращого окислювача — практично не було, і перші організми змушені були отримувати енергію через процес бродіння. Однак цей малоефективний процес вимагав великої кількості їжі, і життя було приречене на голодну смерть. Єдина можливість перетворення скінченної речовини в нескінченну — включення її в кругообіг. Тому внаслідок природного відбору утворилися фотосинтезуючі організми, котрі не живилися готовою органічною речовиною, а створювали її самі, використовуючи сонячне світло для перетворення вуглекислого газу, мінеральних солей та води. У процесі цього способу живлення вивільнявся кисень, котрий, по-перше, сприяв появі багатоклітинних представників тваринного світу, (які потребують енергії з готових органічних речовин шляхом їх окислення), і, по-друге, створив захист від згубного для білкових з’єднань впливу ультрафіолетового випромінювання, оскільки деяка частина вільного кисню перетворилася в озон, що є потужним його поглиначем. Таким чином живі істоти отримали можливість вийти з води, котра захищала їх від впливу випромінювання, на суходіл і поступово поширились по всій планеті.

Так утворилося замкнене коло взаємозалежних та взаємопристосованих організмів і процесів, серед котрих немає жодного зайвого, оскільки кожен виконує свою функцію: відходи життєдіяльності одного є умовою життя іншого.

Отже, тварини та рослинні організми своєю діяльністю за життя та біомасою після смерті мільярди років створювали та вдосконалювали умови, сприятливі для існування, тобто біосферу, перш ніж з’явилася людина, котра через кілька сотень тисяч років стала руйнувати її своєю нерозумною діяльністю.

Вперше до поняття "біосфера" (від грець. біо — життя + сфера — сфера, куля) близько підійшов французький біолог Ж.Б.Ламарк (1802). Але сам термін "біосфера" вперше застосував австрійський геолог Е.Зюсс (1875). Вчення про біосферу розробив уже в ХХ ст. вчений зі світовим ім’ям Володимир Іванович Вернадський.

На підставі праць В.І.Вернадського та його послідовників використовується визначення біосфери як загальнопланетної оболонки, до складу якої належать нижні шари атмосфери, гідросфера та верхні шари літосфери, її склад і будова зумовлені сучасною і минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів. Це термодинамічно відкрита, самоорганізована, саморегульована, динамічно зрівноважена, стійка, мозаїчна, глобальна система.

Верхня межа біосфери сягає приблизно 85 км над поверхнею Землі. На таких висотах (у стратосфері) під час запусків геофізичних ракет у пробах повітря виявлено спори мікроорганізмів. Хоча більшість мікроорганізмів не піднімається вище озонового шару (22-25 км). Нижня межа біосфери сягає глибин літосфери, де температура становить 100°С (у молодих складчастих ділянках — це приблизно 1,5-2 км і на кристалічних щитах — 7-8 км).

Верхня межа біосфери, за В.1. Вернадським, є променевою, а нижня — термічною.

Цікаві узагальнення з приводу параметрів біосфери наводить Ф.Я.Шипунов (1980). За його даними, найбільшу товщину біосфера має на тропічних широтах — 22 км, найменшу — на полярних — 12 км. Приблизна маса біосфери становить 0,05 % маси Землі.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Загальна екологія та ї підрозділи	\|	Велику роль у вивченні біосфери здійснив В.І.Вернадський.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.055 сек.