Реферат: Многообразие видов на Земле. Функции живого вещества планеты
Реферат: Многообразие видов на Земле. Функции живого вещества планеты
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра …
Контрольная работа.
Многообразие видов на Земле. Функции живого вещества планеты.
выполнила:
студентка …-го курса
факультета
проверил:
...
САМАРА 2004
ПЛАН
ВВЕДЕНИЕ.
1. ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА.
2. МНОГООБРАЗИЕ ВИДОВ НА ЗЕМЛЕ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ.
В 1916-м году, когда отечественный ученый В. И. Вернадский ввел в науку представление о «живом веществе», это совершенно изменило господствующее до того времени научное мировоззрение. Именно с этого момента начинается пересмотр основных положений современной науки о Земле и целого ряда прилегающих к ней частных естественнонаучных дисциплин.
Прежде принято было считать, что все живое произошло просто путем постепенного усложнения инертной материи Земли. Однако Вернадский признает подобные мнения несостоятельными и на новом витке естествознания возвращается к теории Ж. Л. Бюффона, в соответствии с которой вся вселенная пронизана вечными и неуничтожимыми органическими частицами, а количество жизни на Земле постоянно. Из этих предпосылок следовало, что именно живое состояние материи является ее главным и основным состоянием. В заметках, которые были написаны в период с 1917-го по 1921 годы, и вышли через 60 лет в виде книги «Живое вещество», Вернадский так определяет это сове новое понятие:
«Я буду называть живым веществом совокупность организмов,
участвующих в геохимических процессах. Организмы, составляющие совокупность, будут являться элементами живого вещества. Мы будем при этом обращать внимание не на все свойства живого вещества, а только на те, которые связаны с его массой (весом), химическим составом и энергией. В таком употреблении «живое вещество» является новым понятием в науке. Я сознательно не пользуюсь новым термином, а употребляю старый, придавая ему не совсем обычное, строго определенное содержание».[1]
По теории Вернадского, не только горные породы и ископаемые, но и атмосфера Земли в целом является результатом жизнедеятельности бактерий, растений и животных. Связь между геологическими структурами и органической жизнью, как правило, не доступна прямому наблюдению, не наглядна и завуалирована. Это связано с тем, что такого рода процессы характеризуются чрезвычайно длительными периодами времени. Тем не менее, такая связь существует, и при достаточной настойчивости исследователя всегда удается отыскать первопричину – чаще всего этот процесс в своем ядре содержит химическое воздействие одного или нескольких организмов на протяжении большого времени.
Возможны три принципиально различных ответа на вопрос о происхождении жизни и, соответственно, о функциях живого вещества.
Первый в конечном счете сводится к постулату о вечности жизни и, следовательно, о ее космическом происхождении. Второй так или иначе основывается на предпосылке о сугубо земном происхождении жизни и, соответственно, всего многообразия видов живого, которое мы можем наблюдать на нынешнем этапе эволюции.
Однако, и в том, и в другом случае, оба возможных варианта ответа на вопрос о происхождении жизни являются не более чем гипотезами. А поэтому, для того, чтобы приблизиться к истине, ученым было необходимо оставить эти слишком абстрактные и умозрительные ответы в стороне и основываться на бесспорных, непротиворечивых тезисах. Данные тезисы должны вытекать из многократно доказанных фактов, которые в силу этого обстоятельства уже не подлежат сомнению.
В своем труде «Биосфера» В.И. Вернадский выдвигает шесть таких основополагающих обобщений.
1) В условиях Земли еще никогда не наблюдался факт зарождения живого из неживого.
Данный тезис ярко демонстрирует отличие эмпирического обобщения не только от гипотезы, но и от любого чисто теоретического постулата. В нем не утверждается, что зарождение живого от неживого в принципе невозможно, но утверждается только, что что в пределах наших наблюдений таких фактов нет.
2) В геологической истории нет эпох отсутствия жизни
3) Современное живое вещество генетически родственно всем прошлым организмом
4) В современную геологическую эпоху живое вещество так же влияет на химический состав земной коры, как и в прошлые эпохи
5) Существует постоянное количество атомов, захваченных в данный момент живым веществом
6) Энергия живого вещества есть преобразованная, аккумулированная энергия Солнца
1. ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА.
Два самых распространенных варианта ответа на вопрос о характере происхождения жизни распадаются на три разных решения этой проблемы.
1) Жизнь зародилась на Земле при космических стадиях ее истории в таких уникальных условиях, которые в позднейшие геологические эпохи уже больше не повторялись.
2) Жизнь извечна, то есть она существовала на Земле и в космические эпохи ее прошлого.
3) Жизнь, извечная во вселенной, явилась новой на Земле. Другими словами, в этой концепции утверждается, что зародыши жизни заносились на Землю извне постоянно. Но укрепились они на нашей планете только тогда, когда на Земле сложились благоприятные для этого условия.
В. И. Вернадский и целый ряд его последователей, влиятельных современных ученых, принимают третий вариант, то есть гипотезу о космическом переносе латентных форм жизни, так как, согласно Вернадскому, «жизнь есть явление космическое, а не специально земное»[2]. Именно эта теория породила представление о едином живом веществе, обладающем внеземной природой. Важным моментом в этой теории оказывается привнесение на Землю живого вещества из глубин космоса. Но этот источник был привнесен не в молекулярном плане (то есть не в виде совокупности живых молекул), а в форме постоянно действующих во вселенной биологических полей. Функционирование этих полей таково, что живые молекулы формируются везде, где имеются для этого необходимые условия. В последнее время появились доказательства реального существования этого всепроникающего биологического поля.
Целый ряд известных научных опытов и открытий время от времени подтверждают гипотезу об изначальности и вечности живого вещества.
Некоторое время назад палеонтологи обнаружили структуры явного геологического облика из пород, возраст которых ориентировочно равен 3,8 миллиарда лет. Причем нет никаких оснований думать, что в данном случае обнаружен самый начальный этап жизни. Никто не может поручиться, что с развитием палеонтологических методов не найдутся еще более древние следы жизни. Родственным этому открытию является другое, уже из биогеохимической области: о постоянстве соотношения двух изотопов углерода в земной коре. Это открытие означает, что на протяжении всей геологической истории живое вещество контролирует земной цикл углерода, так как один из углеродов – биогенный.
В другом опыте ученые взяли живые клетки крови и в виде раствора добавили к ним антитела. Как и ожидалось, в результате происходил процесс дегранулирования (деструктурации) живых клеток, и они погибали. Затем эти тела начинали разбавлять водой и вновь добавляли к клеткам крови. В результате клетки вновь распадались. Но сенсационность этого опыта заключалась в том, что предел, после которого антитела перестают действовать (так как их концентрация становится ничтожно малой) так и не был найден. Исследователи посредством огромного числа опытов довели растворение до невероятной концентрации, которая значительно превышает количество элементарных частиц во всей вселенной. Но даже и в такой концентрации сыворотки продолжали действовать.
Это казалось тем более невероятным, что в растворе заведомо не могло существовать ни одной молекулы активного вещества, и тем не менее дегрануляция продолжалась. Перед учеными встал вопрос: каким образом переносится информация в данном случае, если уже отсутствуют даже следы материального носителя этой информации? В результате этого опыта было установлено, что биологическая информация может передаваться не только при помощи молекул, но и каким-то принципиально другим путем. Этот неучтенный агент является переносчиком биологического поля.
Но, пожалуй, главное обстоятельство, свидетельствующее в пользу тезиса о вечности живого вещества и невыводимости его из вещества неживого, связано со следующими его функциями.
Живое вещество существует только в образе биосферы большого тела, отдельные части которого выполняют взаимоподдерживающие и взаимодополняющие функции, как бы оказывающие друг другу услуги по поддержанию жизни. Если есть организмы, накапливающие некоторые вещества, то логично предположить, что должны также существовать и организмы с противоположной биогеохимической функцией, для поддержания равновесия. Эти организмы второго вида разлагают данное вещество до простых минеральных составляющих, снова затем пускаемых в оборот.
Далее, если есть окисляющие бактерии, значит, должны быть – и они всегда есть восстанавливающие бактерии. Один или несколько организмов сколько-нибудь долго продержаться на Земле не смогут. Можно привести интересный и показательный пример, подтверждающий взаимодополняющие функции живого вещества. Когда создавались первые космические корабли для длительных полетов, то конструкторы этих кораблей первыми ощутили необходимость ввести системы, выполняющие самоподдержание жизни на борту: как бы «почки», «легкие», и т.п. для корабля. Тем самым они выполняли функции, аналогичные функциям живого вещества в природе.
В большом космическом корабле по имени Земля если что и неизменно, то это функции жизни. И недаром Вернадский, назвав поначалу биосферу «механизмом», в дельнейшем отказался от этого слова, заменив его на более адекватное – организм. Вернадский считал константным количество атомов, захваченный в жизненный круговорот. Точнее, количество атомов считалось колеблющимся около какой-то средней величины. Именно на этом основании современные ученые, взявшие на вооружение гипотезу о вечности и космическом происхождении жизни, опровергают расхожие представления о том, что в невообразимо далекие времена жизнь была хилой и слабой, ютящейся разве что в каких-то отдельных оазисах.
Далее, учеными были сделаны расчеты скорости захвата организмами пространства: применительно к бактериям она оказалась сравнима со скоростью звука в воздушной среде. Известно также, что они способны нарастить массу, равную по весу земному шару, в течение нескольких суток. И даже слон, наиболее медленно размножающийся из всех животных, способен сделать это за 1300 лет, то есть, с геологической точки зрения, практически мгновенно.
Хрестоматийные и расхожие представления, почерпнутые из школьных учебников, основаны на мысли о «начале» и о постепенной эволюции жизни, о ее развитии от более простых и примитивных форм, по восходящей, ко все более и более сложным. Но в эволюции, когда ее представляют таким образом, упускаются некоторые существенные моменты, например: неизменность целого ряда организмов на протяжении всей истории биосферы. К таким упорно не желающим эволюционировать организмам относятся, так называемые прокариоты, или дробянки. В отличие от всего остального живого мира, в их клетках нет ядра.
Несмотря на такую примитивность, а, может быть, именно благодаря ей, прокариоты оказываются настолько вездесущи, что «встроены» почти в каждую химическую реакцию, происходящую на поверхности, в так называемой коре выветривания, в недрах, в горячих источниках, а также в воде и вулканических выбросах. На каком-нибудь участке реакции помещается живое вещество, превращая тем самым геохимическую картину в биогеохимическую, порождая необратимость этих реакций и приводя их к какому-нибудь результату. А поскольку скорость деления этих прокариотов огромна, то и плоды их биогеохимической работы ошеломляющи. Например, это можно сказать о запасах руд Курской магнитной аномалии или Чиатурского марганцевого бассейна. Везде, где наблюдается повышенное содержание какого-либо химического элемента по сравнению со средним его содержанием в земной коре, то в качестве причины этого, как правило, нужно искать живое вещество. Чаще всего это прокариот или, как его по-другому называют, литотрофные бактерии.
Открыл их выдающийся русский микробиолог С.Н. Виноградский. Он исследовал серные бактерии, которые имели аномальное количество серы в своих клетках. Оставался нерешенным вопрос, для чего этим существам такое количество серы. Виноградский предположил, что сера для бактерий – питательный субстрат, такой же, как белок для других организмов.
Это предположение полностью противоречило всему опыту биологии. Считалось, что неорганические, минеральные вещества – это структурный, опорный либо сопутствующий компонент клеток, но никак не энергетический. Так были открыты литотрофы, или так называемые «камнееды», обладающие вторым основным способом питания – минеральным (хемосинтетическим) в отличие от фотосинтетического. Переводя минеральные соединения из одной формы в другую, они извлекают при этом энергию, и потому им не требуется ни солнечная энергия, как растениям, ни другое органическое вещество, как животным.
В результате дальнейших исследований оказалось, что число литотрофов непрерывно растет: то, что казалось редким капризом природы, превратилось в огромный отряд. Кроме того, выяснилось, что по своим морфологическим особенностям и по своей экологии они настолько не похожи на остальной живой мир, что образовали собой некое совершенно отдельное надцарство живой природы. Между ним и остальным (эвкариотическим) живым миром такая же бездонная пропасть без всяких переходов и промежуточных ступеней, как и между живой и неживой материей.
И, наконец, в-третьих, прокариоты весьма самостоятельные организмы. Их отряды способны выполнять все функции в биосфере. А значит, в принципе возможна биосфера с таким строением, которая состояла бы только из одних прокариотов. Вполне возможно, что такова она и была в прошлых, былых сферах. И тогда все динозавры и крокодилы, все мхи и лишайники, все рыбы и животные, все грибы и водоросли, травы и деревья - все это только надстройка, цветы на «подкладочной», первой биосфере.
Сами литотрофы и синезеленые водоросли, тоже относящиеся к надцарству прокариотов, - это бессмертное, неуничтожимое и неэволюционирующее вещество. На геохронологической шкале, где отряды и виды вымерших и ныне существующих организмов изображены в виде капель, более или менее вытянутых, то есть появляющихся и исчезающих, эти организмы представлены в виде сплошной ровной ленты, которая тянется из архейского периода вплоть до наших дней. Их точная штамповка без изменений в течение всей бездны времени существования биосферы – настоящая загадка для сторонников теории всеобщей эволюции.
«Прокариоты символизируют собой некий особый тип эволюции, где
организм нельзя рассматривать отдельно от его среды: ведь не меняясь
сами, они изменяют природную среду своей жизнедеятельностью. Возможно,
что такой же характер носит и эволюция самого человека; морфологически
он все тот же, а впереди себя катит все увеличивающийся вал цивилизации.
Лик Земли изменен им решительно и бесповоротно. Подобный тип эволюции
надо было бы назвать как-нибудь особенно: например, «необратимая неизменность». Существование «прокариотической биосферы» доказывает прежде всего…
ее вечность. Геология и палеонтология вкупе с другими дисциплинами,
особенно с приставкой «палео», - географией, климатологией и экологией
Страницы: 1, 2
