Биосфера ұғымы

Кіріспе

Биосфера (bios – тіршілік және грек. sрһаіrо — шар) — Жер планетасының тірі организмдер мекендейтін, тіршілік тараған қабаты. Оның құрамы, құрылымы және қуаты барлық тірі организмдердің тіршілігінің жиынтығымен сипатталады. Ол атмосфераның төменгі қабатын, гидросфераны және литосфераның жоғарғы бөлігін қамтиды. Биосфераның жоғарғы бөлігі атмосфера қабатының 20 — 25 км биіктігінде озон қабатымен шектеледі. Оның төм. шегі құрлыкта 2 — 3 км, ал мұхиттарда 1 — 2 км тереңдікке дейін жетеді. Биосфера терминін алғаш рет 1875 ж. австрия ғалымы Э. Зюсс енгізген. Биосфера туралы ілімнің негізін 20 ғ-дың 20 - 30-жылдары В.И. Вернадский қалаған.

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

БИОСФЕРА
Биосфера (bios – тіршілік және грек. sрһаіrо — шар) — Жер планетасының
тірі организмдер мекендейтін, тіршілік тараған қабаты. Оның құрамы,
құрылымы және қуаты барлық тірі организмдердің тіршілігінің жиынтығымен
сипатталады. Ол атмосфераның төменгі қабатын, гидросфераны және
литосфераның жоғарғы бөлігін қамтиды. Биосфераның жоғарғы бөлігі атмосфера
қабатының 20 — 25 км биіктігінде озон қабатымен шектеледі. Оның төм. шегі
құрлыкта 2 — 3 км, ал мұхиттарда 1 — 2 км тереңдікке дейін жетеді. Биосфера
терминін алғаш рет 1875 ж. австрия ғалымы Э. Зюсс енгізген. Биосфера
туралы ілімнің негізін 20 ғ-дың 20 - 30-жылдары В.И. Вернадский қалаған. Ол
биосфераны организмдер мен олардың тіршілік орыны деп қарады. Ол Жердің іш
құрылысын тіршілік химиясымен байланыстыра отырып, жер бетін өзгертетін
тірі организмдердің рөлін атап көрсетті. Биосферадағы тірі з а т т а р —
ұсак организмдер, саңырауқұлақтар, өсімдіктер, жануарлар және адамдар.
Олардың жиынтығы, газ массасы тәрізді Жердің үстіңгі бетіне таралып.
айналадағы ортаға белгілі дәрежеде қысым жасайды. Олар биосферада біркелкі
таралмаған, ондағы көміртегі, оттегі, сутегі және азот барлық тірі
заттардың 90%-ін құрайды. Биосферадағы барлық тірі организмдердің массасы
1,8 —2,5х1012 т (құрғак затқа шакканда). Құрлықтағы биомассаның өсімдіктер
құрайды (99.21 қалған 0,8%-і жануар үлесіне тиеді. Биосферадағы тірі
организмдер өмір сүретін ортасымен тығыз байланыста болып, олардың бір
әрекеттесуінің нәтижесінде біртұтас динамикалық жік — биогеноценоздар
құрайды. Биосфера туралы ілім биосфера, планеталык құбылысы ғарыштық
сәулемен және жер қабаттарындағы радиоактивті процестермен өзара
байланысын; тірі организмдердің биосферада атомдардың таратуын және
биосфераның құрамына тигізетін биохим. әсерін; адамдардың кен байлықтарын
казу, орман өсіру, батпақты жерді құрғату, су қоймаларын, калалар салу,
суды, топырақты атмосфераны ластау, топырақ эрозиясы салдарынан биосфераның
құрылымына әсер етуін — ноосфералық мәселелерді зерттейді;
Биосфера қалай пайда болған?
Биосфера бірден пайда болған жоқ. Ол өте көне заманнан бері қарай күні
бүгінгі дейін біртіндеп дамып келеді. Биосфераның ертеден бері қарай
құралып келе жатқанын дәлелдейтін палеонтологиялық материалдар қарапайым
тірі организмдердің қалдықтары жер қыртысының әрбір қабаттарынан табылады.
Осы қабаттарға сүйене отырып, ғалымдар биосфереаның негізгі пайда болу
жолдарын анықтайды.
Олар бірнеше дәуірден тұрады.
Биосфераның ең бірінші заманы Архей деп аталады. Бұл кезде биосфера қандай
жағдайда дамығаны және қандай тірі организмдер болғаны туралы ешқандай
деректер жүр. Тек қана қарапайым тішілктің түрі болған ғой деп ғалымдар
топшылайды.
Протерозой эрасы– биосфераның екінші дәуірі болып есептеленеді. Протозойда
тірі организмдердің қарапайым түрлері тіршілік еткен. Олардың сол дәуірде
тасқа жабысқан қалдықтары әртүрлі тау жыныстардынан қазіргі кезде де
байқалады. Протерозой дәуірінде биосфера қандай жағдайда болғанын ғалымдар
толық білмейді. Ол туралы нақты деректер жоқ.
Биосфераның палеозой эрасы немесе ертедегі тіршілік кезеңі. Бұл дәуір
шамамен алғанда бұдан 570 миллион жыл бұрын басталып, 300 миллион жылға
созылған. Бұл эра кембрий, ордовик, силур, девон, карбон және пермь
дәуірлері болып бірнеше бөлінеді.
Кембрий дәуірінде барлық өсімдіктер теңіздер суларына өскен. Олар көк
жасыл балдырлар болатын. Олардан құрлыққа бейімделген өсімдіктер өсе
бастады. Тек қана силур кезеңінде өсімдіктер құрлыққа біртіндеп шыға
бастап, дами түсті. Бұл уақыттағы өсімдіктердің ең бастысы– псилофиттер
болған. Балдырға қарағанда олар жоғары дәрежеде дамыған өсімдіктердің еді.
Псилофиттердің жер астындағы бөлігінде тамыр сабаққа ұқсас резиодтары
болды. Псилофиттердің сыртын эпидермис қаптап тұрған. Олар батпақты
жерлерде өскен. Псилофиттердің күшті дамуына әсер еткен алғашқы топырақ
және ылғал болды. Мұндағы бір ғажайып жай, псилфиттер саңырауқұлақтармен
симбиоз жасап өскені белгілі. Псилофиттер 20-30 млн. жылдай өмір сүрді деп
топшылайды ғалымдар.
Девонның аяқ кезінде бұлардан басқа қырықбуындар, плаундар, және
папоротниктер қаулап өсе бастады. өсімдер құрлыққа шыққаннан кейін
фотосинтездің ықпалымен атмосфералық ауаның химиялық құрамы өзгеріп, құрлық
жануарларының дамуына жағдай туды, өйткені фотосинтез процесі арқылы ауада
оттегі көбейеді түсті.
Карбон дәуірінде жылы және ылғалды болды. Мұның өзі құрлық өсімдіктерінің
қаулап өсуіне мүмкіншілік жасады. Әсіресе сәнді ормандар ағаштарының
көлемі үлкен аймақтарды қамтыды. Бұл дәуірдегі өсімдіктер негізінен
плаундар, қырықбуындар және папоротник болды. Бұлар псилофиттер таралып,
тас көмір дәуірінің басында солардың орнын түгелімен басты.
Плаундар өте биік ағаштар (липидоденрондар мен сигилляриялар) түрінде
дамыды. Олардың биіктігі 40-50 метрге дейін жеткен. Диаметрі 2-3 метрдей
болған. Бұлардың діңдері тік, зәулім өсті. Жапырақтары қалың болды.
Бұлардан түскен жапырақтар шіріп, топырақтың қарашірігін молайта түсті. Ол
өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туғызды.
Сонымен қатар лиан тәрізді өсімдіктер де өскен. Тас көмір дәуірінде
тұқымды папоротник тер және кордаиттер қаулап өсті.олар ағашқа ұқсас өсті.
Олардың биіктігі 40-50 метрге дейін жетті. Осы өсімдіктердің лацент
тәрізді жапырақтары болды.
Тұқымынан көбейетін өсімдіктердің пайда болуы өсімдіктердің эволюциялық
дамуындағы кезектің ароморфоздың өсуіне мүмкіншілік туғызды.
Пермь дәуірінің бас кезіндегі өсімдіктерде тас көмір дәуіріндегі
өсімдіктеріне ұқсас көптеген белгілер болды.
Мезозой эрасы немесе орта тіршілік кезеңі бұдан 125 млн. жыл бұрын
басталып, 115 млн. жылдан астам уақытқа дейін созылған. Триаста тау құрылу
процесі баяуланды. Юра дәуірі жылы болды. Бұл кезде алып өсімдіктер
болды. Борда үлкен өзгерістер болды. Осы кезде теңіз сулары азайып, құрғақ
жерлер көбейе бастады. Климат кенеттен өзгеріске ұшырады. Профессор М. И.
Голенкин бұл өзгерісті күн сәулесінің интинсивті болуымен байланысты деп
жорамалды. Осыған дейін аз түсіп тұрған күн сәулесінің кенеттен өсуі жаңа
прогрессивті белгілерді жетілдіре түсті.
Кайназой эрасы бұдан 70 млн. жыл бұрын басталған. Осы уақыттан бері барлық
эралар бойынша кездегі флораның қалыптасу процесі жүрді. Үлкен өзгерістер
болды.
Төрттік дәуір жер бетінде тіршілік дамуынаның ақырғы және ең қысқа дәуірі
болып саналады. Мұның ұзақтығы бір миллион жылдай ғана болады. Бұл дәуірге
тән жағдай — сол суық кезеңдер және мұз дәуірі жылы ылғалды ауа райымен
алмасып отырғаны байқалады. Өйткені өсімдік әлемі мен жер қыртысының даму
процесі біркелкі емес. Мұздар жер бетін басқан кезде жылылықты сүйетін
өсімдіктер оңтүстікке қарай ығысып кетті. Мұздар қайтадан ери бастаған
кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер өсе бастады. Бірте-бірте ауа рай
жылынып, өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туды.
Биосферада тіршілік қалай пайда болды.
Тіршілік жайындағы идеалисттік концепцияның пайда болғанына миллиондаған
ғасыр болды. Оның негізін салушы гректің ертедегі философы Аристотель еді
(ол б.з.д. IV ғ. өмір сүрген). Аристотельдің айтуынша тіршілік дегеніміз–
қоректену, өсу және қартаю. Оларға энтелехия, яғни өзінің ішкі мақсаты бар
принцип себеп болады. Осыдан кейін биология ғылымының бүкіл тарихында
аристотельдік формуланы идеалистер өңдеп, оған әрқилы мән және баға берумен
болды. Идеалистік ағымының ішінде ең ықпалды дегені – виталистер
табиғаттағы барлық тірі оганизмдерде ерекше тіршілік күші бар деп
дәлелдеді. Ол құдайдың құдіретімен тірі организмдерге беріледі. Осыған орай
органикалық заттар бөлек жаралған жанды дүние деп түсіндірді. Биологияда
витализм ең бір реакцияшыл ағым еді.
XVII–XVIII ғ. витализмді жақтаушы дәрігер Г.Шталь (1660-1734) болды. Ол
тірі организмнің барі тез ыдырап кететін химиялық қосылыстардан түзіледі,
олардынң ыдырап кетуіне бөгет жасайтын күш-жан; жан организмдегі барлық
биохимиялық процестерді басқарып тұрады, организмде жан болғанда ғана адам
мен жан-жануарлар денесі тірі қалпында болады, ал жан денеден шығып
кетісімен-ақ денедегі органикалық заттар ыдырай бастайды деп тұжырымдады.
Виталистер тіршілік күшін материясыз ерекше субстанция деп санады. Олар
материя әлемге тәуелсіз деп түсіндірді. Виталистік концепцияны жақтаушылар
тіршілік күші құдайдың құдіретімен жаралган деп есептеді. Осыдан келіп
ақыреттік өмір бар деген діни сенімді, жан мәңі деген теріс ұғымды таратты.
Әдетте виталистер өздерінің козқарастарын дәлелдеу үшін екі концепцияны
ұсынады. Оның біріншісінде – тірі организмде ерекше органикалық заттар
синтезделеді. Ол – қосылыстарды жасайтын тіршілік күші. Сондықтан да оларды
қолдан синтездеп алуға болмайды деген қорытындыға келеді. Екіншісінде –
тірі организмдерге энергия сақталу заңын қолдануға болмайды деп дәлелдейді.
Бұл жағдайлардың біріншісінің 1829 жылдың өзінде-ақ дәлелсіз екені белгілі
болған. Өйткені ғалым Ф.Велер лаборатория жағдайында циан қышқылының
аммоний тұзын қыздырып, мочевинаны алды. Мочевина дегеніміз – адамның
несебінде болатын органикалық зат. Сонымен анорганикалык қосылыстардан
органикалық заттарды синтездеп алуға болатыны анықталды. Міне осыдан кейін
органикалық химия жасанды қосылыстарды синтездеуді үдете түсті. Қазіргі
кезде химиктер жүз мыңнан аса органикалық заттарды, олардың ішінде қантты,
белокты, крахмалды, витаминдерді және органикалық қышқылдарды синтездеп
алады.
Ұлы ғалым – ботаник К.А.Тимирязев фотосинтезді мысалға келтіре отырып,
энергияның сақталу заңын органикалық дүниеге де қолдануға болатының
дәлелдеп берді. Сөйтіп виталистердің екінші концепциясы да жоққа шықты.
Кейінгі кезде витализмге қарама-қарсы табиғат жайында механистік көзқарас
пайда болды. Бұл XVIII ғ. француз материалистерінің ықпал етуіне байланысты
болған еді. Осы пікірді жақтаушылар тіршіліктің мәні жайындағы идеалистік
көзқарастарға қарсы шығып, бүкіл тіршілік құрылыстары химиялық және
физикалық процестермен шектелінеді деп түсіндіреді. Бұл теория бойынша тірі
организмдердің елі табиғаттан айырмашылығы жоқ деп дәлелденді. Сондықтан да
ғылыми тірі организмдердің қалай жаралғанын білу мүмкін емес деді.
Ф.Энгельс "Табиғат диалектикасы" және "Анти Дюринг" атты еңбектерінде
тіршіліктің пайда болуын, оның дамуын диалектикалық материализм тұрғысынан
түсіндірді. Сондай-ақ тіршіліктің мәнін түсінудің принципін бірінші рет дәл
көрсетті. Энгельс тіршілікті тірі материяның ерекше қозғалыс формасы деп
қарады. Осы тұрғыдан олі және тірі материяның біртұтастығы мен тіріге тән
сапалық ерекшеліктерінің бар екенін білді.
Табиғаттағы тірі және өлі заттардың шыққан тегі бір екенін химиялық анализ
жасап білуге болады. Барлық тірі организмдердің химиялық құрамы 20-30
элементтен тұрады. Тірі заттар анорганикалық қосылыстардан түзілетінін білу
қиын емес. Мысалы, анорганикалық және органикалық қосылыстардың құрамында
литий, арий, стронций,мыс, мырыш, хром, йод, элементтері бар. Тірі
организмнің өлі табиғаттан құралатыны кейінгі кезде анықтала түсті. Мысалы,
өсімдік организіміндегі органикалық заттар тек анорганикалық элементтерден
ғана түзіледі. Өсімдік қурағаннан кейін олар қайтадан топырақ құрамына
енеді. Сөйтіп табиғатта элементтер айналым жасап тұрады. Тірі организм
өзінің сапалылығы жағынан өзгеше бір қосылыстар болып саналады.

БИОСФЕРАДАҒЫ ТІРШІЛІКТІҢ ПАЙДА БОЛУЫ ТУРАЛЫ ҚАЗІРГІ КӨЗҚАРАСТАР

Кейінгі кезде биохимия, биофизика және биология ғылымдарының кейбір
салаларының дами түсуіне байланысты тіршіліктің қалай пайда болуын
анықтайтын бірнеше жаңалықтар ашылды. Кейінгі 15-20 жылдардың ішінде
әртүрлі биосинтездерден және тұқым қуалаушылықтан тіршіліктің белок емес
заттарға (нуклеин қышқылдарына) байланысты екені анықталды.
Тірі организмнің анорганикалық материядан пайда болуы жайында тікелей
экспериментті түрде алынған материал болмағандықтан мұны шешу ғалымдарға
оңай түскен жоқ. Сондықтан кейде биология ғылымында идеалистердің пікірлері
орын алып отырады. Идеалистер ең алдымен діни ұғымдарды таратуга ұмтылды.
Тірі организмдер құдайдың құдіретімен пайда болады деген терминді
ұсынды.Өсімдіктерді, жан-жануарларды, адамдарды өлі инертті заттардан
қазіргі біздің көріп жүргеніміздей толық бейнелі түрінде құдай жаратты деп
соқты. Ертедегі вавилондық жоне мысырлық ілімдерде, сонымен қатар, үнділік
ертегілерде тірі денелер өздігінен пайда болды деп көрсетті. Грек
оқымыстысы Аристотель де тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болады
дегенге саяды. Адамзат құрттар, моллюскалар немесе шіріген заттардан пайда
болады деп түсіндіреді.
Бірақ Франческо Редидің жүргізген зерттеу жұмыстары, тірі организм өзімен-
өзі кенеттен пайда болады деген ұғымды жоққа шығарды. Ол жас етті алып, оны
стаканға салып, бетін дәкемен жауып қойды. Ешбір тірі заттың пайда болғаны
байқалмады. Сонымен шыбын личинкаларының шіріген еттен пайда болмайтынын
делелдеп шыкты.
Луи Пастер бактериялардың өршитін тұқымынан микроорганизмдер дамитынын
бірден білді. Сонымен тірі организм ешқашан да өзінен-өзі дамымайтыны
белгілі болды.
Тірі организм басқа космостық денелерден даяр күйіңде келді деген болжам
бар. Оны космозой теориясы деп атайды. Мұны алғаш рет айтқан неміс дәрігері
Г.Рихтер еді. Бұл теорияны В.Томсон мен Г.Гельмгольц жақтады. Космозой
теориясы бойынша тірі организм басқа космостық денелерден метеориттермен
келді деп көрсетті. Бұл дұрыс емес еді. Өйтксні метеориттер ауаның тығыз
қабаттарында қатты қызады да балқып кетеді. Оның сыртына жабысқан тірі
организмнің бірі де қалмай жанып кететіні аңықталады.
Кейіннен паноспермия концепциясы шықты. Мұның маңызы мынада: ауада тірі
организмнің ұрықтары калай болса солай өз бетінше жүзіп жүреді. Ол
метеориттермен бірге жерге түседі де өсіп-өнеді деп түсіндіреді. Бірақ швед
ғалымы Сванте Аррениус ұрық метеориттермен бірге жерге түсе алмайтынын
айтты. Өйткені метеорит жерге түскенше қатты қызатыны соншалық, оның
температурасына іс жүзінде бірде-бір тірі организм шыдай алмайды, қырылып
қалады деді.
Бұл теориялар тіршіліктің жер бетінде пайда болу проблемасын материалистік
тұрғыдан шешудің орнына қайтадан оның жолын жауып тастады. Олар
анорганикалық заттардан органикалық материаның дамитынын көзге ілмеді. Жер
бетінде тіршіліктің пайда болуынан бұрын химиялық процестердің болғанын да
ескермеді.
Ф.Энгельс: "Табиғат диалектикасында" материалистік тұрғыдан тіршіліктің
пайда болуының жалпы сипатын берді. Материя ешуақытта да тыныштық қалыпта
болмайтынын, ол үнемі қозғалыста болып, дамып отыратынын айтты. Материя
өзінің дамуында әр уақытта жаңа күрделі түрге көшеді деп қорытынды жасады
ол.

АКАДЕМИК А.И.ОПАРИННІҢ ТЕОРИЯСЫ
Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы жайындағы осы кездегі теориялардың
ішіндегі ең дұрысы академик А.И.Опариннің теориясы. Оның концепциясы
бойынша жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуы негізінен үш кезеңнен тұрады.
Бірінші кезең – органикалық заттардың түзілуі; екінші кезең – белоктардың
пайда болуы; үшінші кезең – белокты заттардың синтезделіну дәуірі.
Барлық организмдер негізінен органикалық заттардан құралған. Онсыз
тіршіліктің дамуы мүмкін емес. Қазіргі кездс органикалык заттар
анорганикалық қосылыстардан фотосинтсз және хемосинтсз арқылы
синтезделетіні толығымен анықталады. Алдымен органикалык қосылыстар
абиогенді жолмен түзеледі. Тіршілік пайда болмай тұрған кезде қарапайым
органикалық заттар абиогендік жолмен құралғанын экспериментті түрде
дәлелдеу қиын емес. О баста анорганикалық заттар бірімен-бірі химиялық
реакцияға түсіп әртүрлі органикалық денелер түзгені белгілі. Күннің және
әртүрлі жұлдыздардың, планеталардың атмосферасын зерттегенде көптеген
органикалық қосылыстар химиялық жолмен түзілетіні байқалып отыр. Күннің
атмосферасында көмірсутектері (метан және т.б.) түрінде қарапайым
органикалық заттар болатынын зерттеулер анықтады. Көмірсутектері
организмнің қатынасынсыз абиогенді жолмен құралады. Юпитер планетасы тірі
организмнің тіршілік етуіне қолайсыз. Бірақ онда органикалық заттардың
қарапайым түрлері бар екені анықталды. Алыс планеталардан келетін
метеориттердің химиялық құрамында да көмірсутектері, тіпті оның күрделі
түрі бар екені белгілі болды. Біздің "Жер" деп аталатын планетамызда карбит
түрінде, яғни көміртегі мсн металдардың, анорганикалық заттардың
қосылыстары айтарлықтай көп. Жердің орталық ядросы тұтасымен карбиттерден
құралғаны кейінгі кезде белгілі болып отыр.
Д.И.Менделеев балқыған карбиттермен суды әрекеттестіріп көмірсутекті
алған. Сонымен тіршілік жоқ кезде де көмірсутегінің абиогенді жолмен
түзілгеніне күмән келтіруге болмайтыны дәлелденді.
Академик А.И.Опариннің теориясы бойынша алғашқы белоктың синтезі суда
пайда болған. Суда қарапайым СН4, NН3 және басқадай қосылыстар бар. Олар
өзара реакцияға түсіп, амин қышқылдарын түзетіні сөзсіз. Ал амин қышқылдары
бірімен-бірі қосылысып полипептид тізбегін құрайды. Сөйтіп белок
молекулалары синтезделінетіні толығымен анықталды.
Американ ғалымы, химик С.Миллер экспериментті түрде аммиактан, метаннан,
су буынан және сутегінен амин қышқылдарын синтездеді. Амин қышқылдарының
түзілу жағдайы бұрынғы кездегі жер бетінде болған жағдайда жақын еді.
Миллер өз тәжірибесінің қорытындысына сүйеніп, Жердің алғашқы
атмосферасында электр заряды мен ультракүлгін сәуленің әсерімен осындай
амин қышқылдары синтезделінген деп түйді.
Ультракүлгін сәулелерді қолданып, амин қышқылдары ғана емес,басқа да
биохимиялық бағалы заттарды, соның бірі нуклеотиттердің азоттық негіздерін
қолдан синтездеуге болатындығын дәлелдеді. Осы кезде биохимиктер белок
молекуласы толық синтездеп алады. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.