Т.А. Акимова, A.П. Кузьмин, В.В. Хаскин
Экология. Природа - Человек - Техника
Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 343 с.
Глава 3. Биота биосферы
3.6. Эволюция биосферы
Высокая
степень замкнутости биотического круговорота и биологическая регуляция
окружающей среды - закономерный результат эволюции биосферы.
Эволюция
биосферы состоит из добиотической фазы, в ходе которой химическая эволюция
подготавливала возникновение жизни, и собственно биологической эволюции.
Согласно сложившимся представлениям последовательность основных этапов такова:
Добиогическая эволюция:
1. Образование планеты и ее атмосферы (около 4,5 млрд лет
назад). Первичная атмосфера имела высокую температуру, была резко
восстановительной и содержала водород, азот, пары воды, метан, аммиак, инертные
газы, возможно, окись углерода, цианистый водород, формальдегид и другие
простые соединения.
2. Возникновение абиотического круговорота веществ в
атмосфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнечного излучения.
Появляется жидкая вода, формируется гидросфера, круговорот воды, водная
миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах. Благодаря
автокатализу происходит образование и рост молекул.
3. Образование органических соединений в процессах
конденсации и полимеризации простых соединений углерода, азота, водорода,
кислорода за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивности,
электрических разрядов и других энергетических импульсов. Аккумуляция лучистой
энергии в органических веществах в результате фотохимических реакций и
образование макроэргических соединений.
4. Возникновение круговорота органических соединений
углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и
окислительно-восстановительные реакции, - зародыш биотического круговорота
биосферы. Дальнейшее усложнение органических веществ и появление устойчивых
комплексов макромолекул, обладающих способностью к редупликации; возникновение
молекулярных систем самовоспроизведения.
Биотическая эволюция:
5. Возникновение жизни (около 3,5 миллиардов лет назад).
Структуризация белков и нуклеиновых кислот с участием биомембран приводит к
появлению вирусоподобных тел и первичных клеток, способных к делению, - сперва
хемоавтотрофных прокариот, затем - эукариот. Возникает биотический
круговорот и формируются биосферные функции живого вещества.
6. Развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение
состава среды: биопродукция кислорода обусловливает постепенный переход к
окислительной атмосфере. Ускоряется биогенная миграция элементов. Появление
многоклеточных организмов, наземных растений и животных приводит к дальнейшему
усложнению биотического круговорота. Возникают сложные экологические системы,
содержащие все уровни трофической организации. Достигается высокая степень замкнутости
биотического круговорота.
7. Увеличение биологического многообразия и усложнение
строения и функциональной организации живых существ и биосферы в целом.
Организмами заняты все экологические ниши на планете. Полностью сформировались
средообразующая функция биосферы и биологический контроль ее гомеостаза.
Преобразование среды вследствие деятельности организмов оказывает обратное
действие на биоту и уравновешивается ее средорегулирующей функцией.
8. Появление человека - лидера эволюции. Возникновение и
развитие человеческого общества, вовлечение в техногенез непропорционально
больших (по мерам биосферы) потоков вещества и энергии нарушает замкнутость
биотического круговорота, вызывает антропогенные экологические кризисы и
становится негативным фактором эволюции.
|