З.6.              Эволюция экосферы

Вопрос 23. Эволюция экосферы

З.6.              Эволюция экосферы

1. Движущая сила эволюции;

2. Этапы эволюции экосферы;

3. Главные закономерности эволюции организмов.

1. Высокая степень замкнутости биотического круговорота и биоло­гическая регуляция окружающей среды — закономерный ре­зультат эволюции экосферы. Согласно системообразующему прин­ципу динамические системы, как правило, эволюционируют в сторону усложнения структурной организации и возникнове­ния системной иерархии.

Первопричиной, источником движущей силы последовательных качественных изменений таких систем служит “накачка” энер­гии — проток энергии через систему и отбор наиболее эффек­тивных преобразователей энергии, вещества и информации.

Важнейшим двигателем органической эволюцииявляется непре­рывное, циклически воспроизводящееся противоречие между безграничной способностью организмов к размножению, орга­низуемой потоком солнечной энергии, и ограниченностью мате­риальных ресурсов.

2. Эволюция экосферысостоит из добиотической фазы, в ходе ко­торой химическая эволюция подготавливала возникновение жизни, и собственно биологической эволюции. Согласно сложив­шимся представлениям (Кальвин, 1971; Камшилов, 1979; Грант, 1980) последовательность основных этапов такова:

– добиотическая эволюция:

· образование планеты и ее атмосферы (около 4,5 млрд лет назад). Первичная атмосфера имела высокую температуру и была резко восстановительной;

· возникновение абиотического круговорота веществ в атмо­сфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнеч­ного излучения. Появляются жидкая вода, водная миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах;

· образование органических соединений в процессах конденса­ции и полимеризации простых соединений С, Н, О, N 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;

· возникновение круговорота органических соединений углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и окислительно-восстановительные реакции, — зародыш био­тического круговорота экосферы. Дальнейшее усложнение органических веществ и появление устойчивых комплексов макромолекул, обладающих способностью к редупликации;

· возникновение молекулярных систем самовоспроизведения;

– биологическая эволюция:

· возникновение жизни (около 3,5 млрд лет назад). Структури­зация белков и нуклеиновых кислот с участием биомембран приводит к появлению вирусоподобных тел и первичных кле­ток, способных к делению. Возникает биотический круговорот и формируются экосферные функции живого вещества;

· развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение соста­ва среды: биопродукция кислорода обуславливает постеленный переход к окислительной атмосфере. Ускоряется био­генная миграция элементов. Появление многоклеточных ор­ганизмов, наземных растений и животных приводит к даль­нейшему усложнению биотического круговорота;

· увеличение биологического многообразия и усложнение строения и функциональной организации живых существ и экосфе­ры в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете.

Полностью сформировались средообразующая функция экосферы и биологический контроль ее гомеостаза.

Преобразование среды вследствие деятельности организмов оказывает обратное действие на биоту и уравновешивается ее средорегулирующей функцией;

· появление человека — лидера эволюции.

3. В эволюционном процессе, основанном на свойствах самовос­произведения, изменчивости и наследственности организмов, различают микроэволюцию и макроэволюцию.

Микроэволюцияпротекает на уровне популяций, рас, подвидов и заключается в отборе мелких изменений организмов, наступаю­щих в результате случайных генетических отклонений — мута­ций и генетического дрейфа.

Макроэволюциейназывают эволюционные процессы надвидового уровня, вызываемые значительными изменениями в экологической среде (на уровне больших экосистем и экосферы в целом).

Эти изменения бросают “вызов” многочисленным видам организ­мов, которые оказываются (обычно в точке бифуркации) перед выбором: принять вызов, измениться и приспособиться или погибнуть. Возникает вспышка видообразования, эволюцион­ный скачок, приводящий к появлению совершенно новых форм организмов.

Отбор в этих условиях играет преимуществен­но нормализующую и стабилизирующую роль, закрепляя вы­живание немногих уцелевших лидеров эволюции.

Главный критерий эволюции:закрепление эволюционных из­менений видов животных и растений происходит только тогда, когда они способствуют лучшему размножению этих видов.

Закон необратимости эволюции:эволюция необратима: орга­низм, популяция, вид не могут вернуться к прежнему состоя­нию, уже осуществленному в предыдущих поколениях.

Закон ненаследуемости приобретенных признаков:никакие био­логические изменения в строении и функциях, приобретенные в течение жизни растения, животного или человека, их потом­кам не передаются.

Правило прерывистого равновесия:эволюция не представляет собой непрерывный монотонный процесс, а состоит из чере­дования длительных периодов преобладания микроэволюци­онных процессов и скачкообразных макроэволюционных из­менений.

Правило ускорения эволюции:с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают.

Эти законы и правила всецело относятся к биологической и от­части к надбиологической эволюции человека.

По М.М. Камшилову (1979):

• в большом абиотическом круговороте веществ возник биотиче­ский круговорот, образовалась биосфера;

• по мере развития жизни биосфера расширяется;

• в биосфере появилось человеческое общество;

• человеческое общество стало поглощать вещество и энергию не только через биосферу, но и непосредственно из абиотиче­ской среды;

• биосфера, превратившаяся в ноосферу, стала развиваться под кон­тролем разумной человеческой деятельности (ноогенез).

Управление взаимными отношениями человеческого общества и природы осуществляется с помощью ноогеники. Жизнь, раз­виваясь, все полнее осваивает вещество, энергию и потенциал информации живой природы, распространяясь за пределы Земли.

Источник: https://studopedia.su/1_53214_vopros--evolyutsiya-ekosferi.html

Эволюция экосферы

З.6.              Эволюция экосферы

высокая степень замк-ти биотического круговорота

Эволюция экосферы

биологическая регуляция ОС

усложнение структурной организации

Эволюция динамических систем

возникновение системной иерархии

Источник движущей силы последовательных качественных изменений таких систем – проток энергии через систему и отбор наиболее эффективных преобразователей энергии, вещества, информации.

Двигатель органической эволюции – противоречие м/у способностью орг-мов к размножению и ограниченностью матер. ресурсов.

3.6.1 Этапы эволюции экосферыы

Эволюция экосферы

Добиотическая фаза биологическая эволюция.

химическая эволюция

подготовка возникновения жизни

Кальвин (1971)

Камшилов (1979) последовательность основных этапов эволюции:

Грант (1980)

Добиотическая эволюция

1. Обр-е планеты и её атмосферы (4,5 млрд. лет назад) Первичная атмосфера: t0↑, резко восстановительная, H2, N2, H2O пары, СН4, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, HCOH и др. простые соед-я.

2. Возн-е абиотического круговорота в-в в атмосфере за счет t0↓ и энергии солнечного света. Появляется H2O жидкая вода, гидросфера, круговорот H2O, водная миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах.

Автокатализ отбор и рост молекул.

3. Образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений С, Н, О, N, 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 экосферы. 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 млрд. 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 экосферные функции живого вещества.

6. Развитие фотосинтеза и обусловленные 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 экосферы в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете.

Полностью сформировались средообразующая функция экосферы и биологический контроль гомеостаза.

Преобразование среды вследствие деятельности организмов оказывает обратное действие на биоту и уравновешивается ее средорегулирующей функцией.

8. Появление человека – л и д е р а эволюции. Возникновение и развитие человеческого общества, вовлечение в техногенез непропорционально больших (по мерам экосферы) потоков вещества и энергии нарушают замкнутость биотического круговорота, вызывают антропогенные экологические кризисы и становятся негативным фактором эволюции экосферы.

3.6.2 Главные закономерности эволюции организмов

В эволюционном процессе, основанном на свойствах самовоспроизведения, изменчивости и наследственности организмов, различают микроэволюцию и макроэволюцию.

· Микроэволюция протекает на уровне популяций, рас, подвидов и заключается в отборе мелких изменений организмов, наступающих в результате случайных генетических отклонений – мутаций и генетического дрейфа.

· Макроэволюцией называют эволюционные процессы надвидового уровня, вызываемые значительными изменениями в экологической среде (на уровне больших экосистем и экосферы в целом).

Эти изменения бросают «вызов» многочисленным видам организмов, которые оказываются перед выбором: измениться и приспособиться или погибнуть. Возникает вспышка видообразования, эволюционный скачок, приводящий к появлению совершенно новых форм организмов.

Отбор в этих условиях играет преимущественно нормализующую роль и стабилизирующую роль, закрепляя выживание немногих уцелевших лидеров эволюции.

· Главный критерий эволюции: закрепление эволюционных изменений видов животных и растений происходит только тогда, когда они способствуют лучшему размножению этих видов.

· Закон необратимости эволюции: Эволюция необратима: организм, популяция, вид не могут вернуться к прежнему состоянию уже осуществленному в предыдущих поколениях (см. 2.4.3)

· Закон ненаследуемости приобретенных признаков: никакие биологические изменения в строении и функциях, приобретенные в течение жизни растения, животного или человека, их потомкам не передаются.

· Правило прерывистого равновесия: Эволюция представляет собой не непрерывный монотонный процесс, а состоит из чередования длительных периодов преобладания микроэволюционных процессов и скачкообразных макроэволюционных изменений.

· Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают (см. 2.4.3)

Эти законы и правила всецело относятся к биологической и отчасти к надбиологической эволюции человека.

Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 21 | Нарушение авторских прав

lektsii.net – Лекции.Нет – 2014-2020 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав

Источник: https://lektsii.net/1-9938.html

Общая экология сложных природных систем

З.6.              Эволюция экосферы

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Вопрос 23. Эволюция экосферы

  1. Движущая сила эволюции;

  2. Этапы эволюцииэкосферы;

  3. Главные закономерности эволюции организмов.

1. Высокая степень замкнутостибиотического круговорота и биологическаярегуляция окружающей среды — закономерныйрезультат эволюции экосферы.Согласно системообразующемупринципу динамическиесистемы, как правило,эволюционируют в сторонуусложнения структурной организации ивозникновения системной иерархии.

Первопричиной, источникомдвижущей силы последовательныхкачественных изменений таких системслужит “накачка” энергии — протокэнергии через систему и отбор наиболееэффективных преобразователей энергии,вещества и информации.

Важнейшимдвигателем органическойэволюции являетсянепрерывное, циклически воспроизводящеесяпротиворечие между безграничнойспособностью организмов к размножению,организуемой потоком солнечной энергии,и ограниченностью материальных ресурсов.

2. Эволюция экосферы состоитиз добиотической фазы,в ходе которой химическая эволюцияподготавливала возникновение жизни, исобственно биологическойэволюции. Согласносложившимся представлениям (Кальвин,1971; Камшилов, 1979; Грант, 1980) последовательностьосновных этапов такова:

– добиотическая эволюция:

  • образование планеты и ее атмосферы (около 4,5 млрд лет назад). Первичная атмосфера имела высокую температуру и была резко восстановительной;

  • возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появляются жидкая вода, водная миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах;

  • образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений С, Н, О, N 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;

  • возникновение круговорота органических соединений углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и окислительно-восстановительные реакции, — зародыш биотического круговорота экосферы. Дальнейшее усложнение органических веществ и появление устойчивых комплексов макромолекул, обладающих способностью к редупликации;

  • возникновение молекулярных систем самовоспроизведения;

– биологическая эволюция:

  • возникновение жизни (около 3,5 млрд лет назад). Структуризация белков и нуклеиновых кислот с участием биомембран приводит к появлению вирусоподобных тел и первичных клеток, способных к делению. Возникает биотический круговорот и формируются экосферные функции живого вещества;

  • развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение состава среды: биопродукция кислорода обуславливает постеленный переход к окислительной атмосфере. Ускоряется биогенная миграция элементов. Появление многоклеточных организмов, наземных растений и животных приводит к дальнейшему усложнению биотического круговорота;

  • увеличение биологического многообразия и усложнение строения и функциональной организации живых существ и экосферы в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете.

    Полностью сформировались средообразующая функция экосферы и биологический контроль ее гомеостаза.

    Преобразование среды вследствие деятельности организмов оказывает обратное действие на биоту и уравновешивается ее средорегулирующей функцией;

  • появление человека — лидера эволюции.

3. В эволюционномпроцессе, основанном на свойствахсамовоспроизведения, изменчивости инаследственности организмов, различаютмикроэволюцию имакроэволюцию.

Микроэволюция протекаетна уровне популяций, рас, подвидов изаключается в отборе мелких измененийорганизмов, наступающихв результате случайных генетическихотклонений — мутаций и генетическогодрейфа.

Макроэволюцией называютэволюционные процессынадвидового уровня, вызываемыезначительными изменениями в экологическойсреде (на уровне большихэкосистем и экосферы в целом).

Этиизменения бросают “вызов”многочисленным видам организмов, которыеоказываются (обычно в точке бифуркации)перед выбором: принять вызов, изменитьсяи приспособиться или погибнуть. Возникаетвспышка видообразования, эволюционныйскачок, приводящий к появлению совершенноновых форм организмов.

Отбор в этихусловиях играет преимущественнонормализующую и стабилизирующую роль,закрепляя выживание немногих уцелевшихлидеров эволюции.

Главный критерий эволюции:закрепление эволюционныхизменений видов животных и растенийпроисходит только тогда, когда ониспособствуют лучшему размножению этихвидов.

Закон необратимости эволюции:эволюция необратима:организм, популяция, вид не могутвернуться к прежнему состоянию, ужеосуществленному в предыдущих поколениях.

Закон ненаследуемостиприобретенных признаков: никакиебиологические изменения в строении ифункциях, приобретенные в течение жизнирастения, животного или человека, ихпотомкам не передаются.

Правило прерывистого равновесия:эволюция не представляетсобой непрерывный монотонный процесс,а состоит из чередования длительныхпериодов преобладания микроэволюционныхпроцессов и скачкообразных макроэволюционныхизменений.

Правило ускорения эволюции: сростом сложности организации биосистемпродолжительность существования видав среднем сокращается, а темпы эволюциивозрастают.

Эти законы и правила всецелоотносятся к биологической и отчасти кнадбиологической эволюции человека.

По М.М. Камшилову (1979):

• в большом абиотическомкруговороте веществ возникбиотический круговорот, образоваласьбиосфера;

• по мере развития жизни биосферарасширяется;

• в биосфере появилосьчеловеческое общество;

• человеческое общество сталопоглощать вещество иэнергию не только через биосферу, но инепосредственно из абиотическойсреды;

• биосфера, превратившаяся вноосферу, стала развиваться под контролемразумной человеческой деятельности(ноогенез).

Управление взаимными отношениямичеловеческого общества и природыосуществляется с помощью ноогеники.Жизнь, развиваясь, всеполнее осваивает вещество, энергию ипотенциал информации живой природы,распространяясь за пределы Земли.

Вопрос 24. Антропогенноевоздействие на биосферу.

  1. Определение антропогенных воздействий;

  2. Характер антропогенных воздействий;

  3. Классификация антропогенных воздействий.

1. В результатедлительной эволюции биосфера выработаласпособность к саморегуляции и нейтрализациинегативных процессов посредствомсложного механизма круговорота веществ.

По мере возникновения,совершенствования и распространенияохоты, земледельческой культуры,промышленной революции планетарнаяэкосистема, адаптированная к воздействиюприродных факторов, во все большейстепени стала испытывать влияние новыхнебывалых по силе, мощности и разнообразиювоздействий. Вызваныони человеком, а потому называютсяантропогенными.

Под антропогеннымивоздействиями понимаютдеятельность, связанную среализацией экономических, военных,рекреационных, культурных и другихинтересов человека, вносящую измененияв окружающую природную среду.

2. Подавляющаячасть антропогенных воздействий,вызывающая нарушение основных системжизнеобеспечения биосферы, носитцеленаправленный характер.Существуют также и стихийные,непроизвольные воздействия, имеющиехарактер последствий.

Последствия или проявлениярезультатов воздействия человека наприродную среду имеют две особенности:

– во времени, т.е. результаты, проявляются не только внастоящем, но и в будущем, при жизнипоследующих поколений;

в пространстве, т.е. воздействие в определенном местеоказывает свое влияние на другие регионы,удаленные от точки воздействия.

3. Вся совокупностьантропогенных воздействий может бытьподразделена по нескольким критериям(по материально-энергетической природе,по категориям объектов, по пространственныммасштабам и т. д.).

Наибольший интерес представляетклассификация по общемухарактеру процессов антропогенноговоздействия, определяемаяформами человеческойдеятельности:

  • изменение ландшафтов и нарушение целостности природных комплексов;

  • изъятие природных ресурсов;

загрязнение окружающей среды.

(назад)

Источник: https://works.doklad.ru/view/6S8t0xK9Lws/12.html

Book for ucheba
Добавить комментарий