Учение Вернадского о биосфере в контексте современной проблемы в ботаники

Введение

Человек – это часть биосферы планеты и наравне со всеми другими живыми существами входит в состав биосферы Земли. Биосфера представляет собой единственную систему, которая способна обеспечить устойчивость среды обитания всех живых организмов на планете, включая и человека, при любых возникающих изменениях. В настоящий момент человеческая цивилизация не в состоянии построить аналогичную биосфере искусственную среду, обладающую столь же впечатляющей сложностью и адаптационными механизмами, какие демонстрируют нам природные сообщества.
Следовательно, именно биосфера представляет собой ту естественную и единственную на данный момент среду обитания человека в современном и прогнозируемом будущем. Изучением взаимодействия человека и среды, воздействием природных факторов на жизнь и здоровье человека занимается одна из отраслей экологии, получившая название экологии человека.
В современной науке термин экология имеет более широкое значение и включает в себя не только вопросы взаимодействия живых организмов и среды, но и вопросы природопользования и охраны окружающей среды. Во многом это обусловлено все более усилившимся антропогенным воздействием на природную среду, в результате чего происходит ее деградация и разрушение.
Значительный вклад в развитии экологии как науке о системе глобальных связей живого и неживого вещества нашей планеты внес такой известный русский ученый как Вернадский В.И.
Проблема исследования учения эволюционного учения Вернадского применительно к процессам и закономерностям развития растительного мира представляет собой актуальный вопрос в современной ботанике. Что связано с рядом открытий в области как палеонтологии, так и биохимии и генетики.именно использование современных метоов исследования позволяет рассматривать эволюцию растительного мира как одну из составляющих в общих процессах геохимической и геологической эволюции планеты в целом.
Объектом работы является биосфера планеты и ее эволюции.
Предметом работы является учение В.И.Вернадского о биосфере и ее эволюции в контексте проблем развития растительного мира..
Целью работы является рассмотрение работ В.И.Вернадского о биосфере в контексте современной проблемы в ботанике.
Для того, чтобы достичь поставленной цели необходимо выполнить ряд промежуточных задач, таких как:
Рассмотреть биосфера как «сфера жизни»
Рассмотреть развитие и эволюцию биосферы
Рассмотреть роль учения В.И. Вернадского о биосфере и ее развитии в современном мире
Рассмотреть глобальные процессы развития растительного мира как части биосферы планеты

1. Концепция В.И. Вернадского о биосфере и коэволюции
1.1. Биосфера как «сфера жизни»

Биосфера представляет собой особую оболочку на планете, в которую входит как костное вещество биосферы (минеральные породы и водные ресурсы, а также приземные слои атмосферы), так и все многообразие живых существ, которые населяют биосферу, образуя в ней множественные вертикальные и горизонтальные связи и пищевые цепи [2, С.46].
Биосфера возникла на планете в результате эволюции живых организмов.
Учение о биосфере было создано в 1926 году Владимиром Вернадским. В основу своего учение Вернадский положил постулат о том, что живое вещество играет важную роль в химических и геологических процессах, происходящих на планете.
Биосфера включает в себя не только совокупность всего множества живых организмов, но и среду их обитания, поскольку жизнь способна к самоорганизации.
Примерами такого изменения среды обитания под воздействием живых организмов может служить появление кислорода в атмосфере Земли в следствие появления фотосинтезирующих бактерий.
Многие горные породы (например известняк и ракушечник) представляют собой остатки окаменелых организмов. Нефть и каменный уголь также представляет собой примеры минеральнвх пород в возникновении которых принимали участи живые организмы.
В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными круговоротами веществ и энергии [15, С.110].
Распространение жизни на Земле ограничено физическими условиями. Нижним пределом биосферы является глубина 3 км для литосферы, поскольку в более глубоких слоях наблюдается повышение температуры, при которой белки живых организмов подвергаются термокоагуляции.
Верхний предел жизни в атмосфере составляет 20 км, это ограничение зависит от того, что на высотах более 20 км начинается воздействие жесткого космического излучения, которое приводит к гибели организмов. Ниже высоты в 20 км расположен озоновый слой планеты, основная цель которого состоит в том, чтобы нейтрализовывать это жесткое космическое излучение.
Однако предельные границы биосферы населены весьма скудно, в основном там можно встретить микроорганизмы или их споры, как наиболее устойчивы к неблагоприятным воздействиям живые существа.
В основном же жизнь сконцентрирована на поверхности суши и океана, а также в местах соприкосновения геологических оболочек – поверхность почвы, прибрежные районы водоемов, подножия гор, поскольку условия для жизни там наиболее благоприятны.
Рассмотрим подходы, наиболее распространенные в биосферном учении.
1. Энергетический подход рассматривает связь космического излучения и биосферные явления. В рамках данного подхода исследуется зависимость вспышек размножения отдельных видов животных в зависимости от солнечной активности.
2. Биогеохимический подход занимается рассмотрение распределения атомов элементов в биосфере и изучением глобальных круговоротов углерода, азота, фосфора и микроэлементов в биосфере.
3. Информационный подход в первую очередь исследует возникновение и организацию живых систем как организационных систем.
4. Пространственный и временной подходы, которые обычно рассматриваются в совокупности, исследуют вопросы формирования и эволюции различных структур биосферы
5. Ноосферный подход изучает глобальные аспекты воздействия человека на окружающую природную среду [6, С.89]
Все вместе перечисленные подходы позволяют исследовать биосферу не только как совокупность живых организмов, но и как открытую неравновесную систему, в которой происходят сложнейшие процессы преобразования вещества и энергии, миграция элементов по пищевым цепочкам.

1.2. Развитие и эволюция биосферы

В связи с бурным развитием техники и технологии в XX веке масштабы природного воздействия человека на окружающую среду возросли многократно, вследствие чего стало невозможно игнорировать ни сами последствия, ни их глобальное воздействие (как правило негативное), поэтому 1940-е гг. В.И. Вернадский выдвинул идею ноосферы как гармоничной связи биосферы и хозяйственной деятельности человека, при которой возможно устойчивое развитие без разрушения природной среды с одной стороны и снижения уровня потребления – с другой.
Он писал: «Жизнь и сущность человека не резко отходили от остального живого, отмечает В.И.Вернадский, и не вызывали тех смущающих и тревожащих вопросов, которые возникли в христианском мировоззрении в ту эпоху, когда в XVI и XVII столетиях успехи научного знания вновь поставили уже перед всем человечеством вопрос о колоссальных размерах и величии Космоса и ничтожности той пылинки, какую в нем представляет наша Земля» [9, С. 136].
Основным постулатом, вокруг которого Вернадский выстраивает свою концепцию ноосферы является тот момент, что человек – такой же компонент биосферы, как и остальные живые существа и он должен подчинятся законам биосферного существования, несмотря на то что с развитием научно-технического прогресса человек получил доступ к технологиям преобразования природной среды.
Вернадский писал о том, что человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.
Существует взаимосвязь человека и природы и она глубже чем просто воздействие человека на недра или гидросферу в результате его промышленной деятельности. Благодаря воздействию человека эволюция приобретает не только биологический, но и геологический характер, поскольку деятельность человека преобразует рельеф поверхности земли.
На месте разработок полезных ископаемых образуются отвалы и искусственные возвышенности, а также вследствие ветровой эрозии происходит формирование оврагов и оползней.
Следовательно, живым организмам также необходимо эволюционировать учитывая эти условия.
Вернадский писал: «Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы».
Здесь естественно напрашивается вывод о том, что геологической силой является собственно вовсе не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль социального человечества. В «Философских мыслях натуралиста» Вернадский писал: «Мы как раз переживаем ее яркое вхождение в геологическую историю планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества - цивилизованного человечества - на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние - в ноосферу» [3, С.124].
Мы являемся наблюдателями и исполнителями глубокого изменения биосферы. Причем перестройка окружающей среды научной человеческой мыслью посредством организованного труда вряд ли является стихийным процессом. Корни этого лежат в самой природе и были заложены еще миллионы лет назад в ходе естественного процесса эволюции [5, С.286].
Идеи Вернадского намного опережали то время, в котором он творил. В полной мере это относится к учению о биосфере и ее переходе в ноосферу.
Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и выясняется сущностное единство биосферы и человечества. Судьба нашей планеты и судьба человечества - это единая судьба.
Говоря об этапе ноосферного развития ученый связывает его наступление с длинным перечнем факторов и это неслучайно, поскольку часть из перечисленных факторов носит не сколько технологический, сколько нравственный характер..
Формирование ноосферы связано с объединением усилий всего человечества, с утверждением новых ценностей сотрудничества и взаимосвязи всех народов мира. Народовластие, демократические принципы общественной жизни, возрождение культуры, науки и народной жизни, коренной пересмотр ведомственного подхода к природопользованию и т. п. - все это и есть слагаемые ноосферы

. Устремленность в будущее, таким образом,- характерная черта ноосферного учения, которое в современных условиях необходимо развивать со всех его сторон [4, С. 92].
Необходимо иметь в виду, что задача созидания ноосферы представляет не отдаленную задачу абстрактного светлого будущего (которое, кстати, может никогда и не наступить учитывая ядерное вооружение и общую внешнеполитическую напряженность в мире). Напротив, именно сейчас необходима работа по перестройке сознания человека, изменению его потребительского отношения к природе и другим людям, поскольку мир сейчас стоит на грани глобальной катастрофы, точки невозврата, после которой менять что-то будет поздно, а может быть и некому.
Коэволюция представляет собой процесс эволюционного развития и взаимного влияния при этом различных видов.
Иными словами, в процессе коэволюции происходит координированное развитие различных видов в пределах одной экосистемы, поскольку экосистема – это сложное образование, в котором присутствует огромное количество вертикальных и горизонтальных взаимосвязей [5, С.287].
В качестве примера коэволюции можно привести пример коэволюции двух видов - косули и волка.
Косуля в процессе эволюции вырабатывает средства защиты от хищника, а волки совершенствуют методику охоты. Таким образом происходит взаимное влияние двух видов, которое направлено на выживаемость и увеличение численности, а также на совершенствование эволюционных приспособлений.
Это своего рода «гонка вооружений», коэволюция, ведет к взаимной балансировке численности двух коэволюционирующих видов - что и отражено в соответствующих математических моделях, применяемых в экологии.
Можно говорить о коэволюции организмов и всей их среды обитания, отдельного компонента экосистемы и всей этой системы, включающей много биологических видов.
Однако стратегия коэволюции как способ взаимного совершенствования элементов биосистем применима не только в живой природе, но и ко взаимоотношениям человека и природы, она позволяет сформировать модель устойчивого развития, которое позволяет сформировать экологизированную экономику и здравоохранение.
Устойчивое развитие общества и здоровье населения связаны между собой теснейшим образом, поскольку невозможно достижение технического и социального благополучия в обществе, члены которого больны и не могут полностью выполнять свои трудовые функции.
Кроме того, на лечение и профилактику разного рода заболеваний, вызванных неблагоприятными факторами среды государство расходует огромные денежные и трудовые ресурсы, которые могли бы быть направлены на развитие промышленности.
В основу устойчивого развития закладывается не только проблемы лечения существующих заболеваний, но также и профилактика существующих так называемых социально-обусловленных болезней, таких как например туберкулез, венерические заболевания и СПИД и проблемы, обусловленные недостаточным и неполноценным питанием и гиподинамией.
Мировое сообщество, озабоченное проблемами устойчивого развития. уделяет самое пристальное внимание вопросам первичности медико-социальных проблем в мире, поскольку это является частью плана до достижению устойчивого развития как в экологическом плане. так и в социальном [3, С.126].
Доступность и качественность оказания медицинской помощи – это одно из условий устойчивого развития общества, поскольку связано не сколько с промышленными достижениями. сколько с вопросами социальных гарантий населению.
Экономика, которая находится в кризисном или слаборазвитом состоянии, не в силах обеспечить полноценное социальное обслуживание своих граждан, в том числе и в сфере здравоохранения.
Любой человек в обществе устойчивого развития имеет доступ к качественной медицинской помощи вне зависимости от своего материального положения, поскольку здоровье граждан – это основа промышленного развития общества.
Поскольку политика устойчивого развития – это прежде всего комплекс программ, направленных как на улучшение качества среды обитания человека, так и на улучшение его условий жизни, то здоровье населения играет роль определенного маркера успешности такой программы.
В настоящее время наблюдаются разного рода диспропорции между эффективностью экономики (и как следствие повышением качества жизни людей) и ее экологизацией [10, С.18].
Как правило, если экономика и производство расширяются и возрастают их объемы производства, то страдает здоровье людей, особенно работающих на этом предприятии или живущих поблизости от него. К сожалению, высокоэффективные в экологическом плане предприятия и технологии не всегда столь же эффективны в плане прибыли.
Именно этими вопросами и занимается экологизированная экономика – как сделать так, чтобы прибыльное предприятие минимально загрязняло окружающую среду. Задача весьма сложная, но без ее решения человечество будет обречено на болезни и возможное исчезновение вследствие деградации как генофонда человека, так и разрушения всей биосферы [6, С.90].
Здоровье среды — экологическая составляющая концепции устойчивого развития. Само развитие представлений об устойчивом развитии связано с осознанием необходимости заботы об окружающей природной среде, как основе развития человеческого общества.
Устойчивое развитие представляет собой комплексное направление развития общества, которое включает в себя и экономический, и социальный и медицинский аспекты, которые в совокупности направлены на обеспечение безопасного для человека и среды развития общества.
Наше же общество представляет сейчас общество потребления, где удовлетворение своих потребностей – самое главное в жизни. В этом моменте нам еще очень далеко до ноосферного мышления.

2. Роль учения В.И. Вернадского о биосфере и ее развитии в современном мире
2.1. Глобальные эволюционные процессы

Биологическая эволюция в самом широком ее понимании представляет собой модифицированное происхождение организмов. Это касается как происхождения организмов в незначительных масштабах (таких как изменение частоты встречаемости определенного гена в пределах одной популяции животных на протяжение нескольких поколений), так и в более значительных масштабах, таких как происхождение животных от единого предка в течение сотен и тысяч лет [14, С.74].
Биологическая эволюция представляет собой естественный процесс развития живой природы, который сопровождается изменениями в генетическом составе популяций, формированием адаптационных приспособлений, образованием новых и вымиранием старых видов растений и животных, а также процессами преобразования как отдельных экосистем, так и биосферы в целом. Идеи постоянного развития биосферы в ходе биологической эволюции нашли свое отражение в концепции глобального эволюционизма [1, С. 52].
В рамках концепции глобального эволюционизма была предприняла попытка объяснения единого процесса эволюции Вселенной, начиная от возникновения химических элементов до человека. В настоящее время концепция глобального эволюционизма получила широкое освещение в научной и научно-популярной литературе.
Научной базой глобального эволюционизма являются открытия в области генетики, генной инженерии, химии, космологии, геологии и биологии. Космохимия, геохимия, биохимия отражают здесь фундаментальные переходы в эволюции молекулярных систем и неизбежности их превращения в органическую материю при эволюционном развитии Вселенной с момента Большого взрыва и до настоящего времени.
Таким образом, концепция глобального эволюционизма занимает важное место в современной картине мира. В процессе формирования этой концепции важная роль принадлежит двум открытиям – открытию самоорганизующихся систем и открытию антропного принципа, согласно которому появление человека является не случайностью, а закономерным результатом развития Вселенной.
Развитие идей глобального эволюционизма произошло на основе эволюционной идеологии, полностью сформировавшейся к середине ХХ века. Именно развитие этих идей позволило связать воедино различные уровни неорганической, органической и социальной форм движения материи, что в итоге дало принципиальную возможность объяснения структурной и генетической общности космической, химической, биологической и социальной эволюции. Это обстоятельство и стало условием поиска универсальной идеи, на основе которой будет возможно объяснить особенности процесса развития материи на разных уровнях ее организации [8, С. 62].
В качестве такой универсальной идеи была принята концепции глобального эволюционизма, в рамах которой принципы развития получили новое обоснование и конкретизацию накопленного в ходе исследований естственнонаучного материала.
Важно отметить, что идеи глобального эволюционизма в качестве новой парадигмы мышления были нацелены на поиски новых, интегральных механизмов в эволюции человека и природы в целом.
С данной точки зрения человек представляет собой не только процесс биологической эволюции, но и выступает важнейшим фактором в эволюции органического мира. Человек в процессе своей деятельности активно изменяет окружающую его природную среду, тем самым влияя на темпы и направления органической эволюции, при этом сами изменения могут носить не только положительный, но и резко отрицательный характер.
Антропологическое влияние касается в первую очередь эволюции низших форм жизни, что ведет к нарушению взаимной приспособленности видов к конкретной экологической нише. Такое понимание роли человека ведет к новому взгляду на эволюционный процесс, который уже не может рассматриваться как постепенной и равномерное движение. Более того, концепция глобального эволюционизма включает в себя и процессы взрывов, сальтаций, бифуркаций, выражающих процессы постоянных изменений и неравновесных состояний.
Эволюция, тем самым, рассматривается теперь как внутренне противоречивый процесс, в рамках которого в равной мере существует и прерывность и непрерывность, определенность и неопределенность, случайности и закономерности, устойчивость и неустойчивость и пр. Причем все эти процессы необходимы для обеспечения процессов изменчивости.
Следовательно, парадигма глобального эволюционизма занимает ведущее место в современной научной картине мира и позволяет рассматривать любой процесс как эволюционный.
Научные данные, полученные в эволюционной космологии в дальнейшем подтвердили существование общих закономерностей в развитии живых организмов, социальных систем и Вселенной