Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
5.3. Эволюция биосферы, основные тенденции. Добиотическая и биотическая фазы эволюции биосферы
Современная биосфера возникла не сразу, а в результатете длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов.
Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового состава и количества живых существ, происходящие в процессе биологической эволюции. На современном этапе в третичном периоде к ним присоединился третий фактор – развивающееся человеческое общество.
Эволюционное учение представляет собой фундаментальное научное обобщение. Более ста лет оно оказывает решающее влияние на состояние и развитие всех отраслей естествознания.
Под эволюцией понимают необратимый, постепенный, закономерный процесс исторического развития природы (филогенез). Эволюция заключается в возникновении и формировании планеты Земля, в возникновении и преобразованиях биосферы и исчезновении биологических видов. В результате биологической эволюции на Земле сложились предпосылки к появлению социального существа – человека.
В основе эволюции биосферы лежит зарождение и развитие жизни на нашей планете.
Жизнь зародилась на Земле свыше 3 млрд. лет назад в условиях низкой концентрации кислорода в окружающей среде. Первыми живыми существами были анаэробы, которые получали энергию путем брожения.
Так, брожение представляет собой относительно малопродуктивный способ энергообеспечения – примитивная жизнь не могла эволюционизировать далее одноклеточной формы организации. Питание таких примитивных организмов зависело от опускавшихся на дно водоемов органических веществ, синтезируемых в поверхностных слоях воды абиогенным путем.
Недостаток органических веществ создал давление отбора, приведшее к возникновению фотосинтеза. С появлением фотосинтеза, а, следовательно, и свободного кислорода в окружающей среде стал возможен кислородный путь расщепления и получения энергии, который почти в 20 раз эффективнее бескислородного.
Прогрессивное увеличение количества кислорода в воде вследствие деятельности фотосинтезирующих организмов и его диффузия в атмосферу вызвали изменения в химическом составе оболочек Земли, и, прежде всего атмосферы, что в свою очередь сделало возможным быстрое распространение жизни по планете и появление более сложно организованных жизненных форм. По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере формируется достаточно мощный слой озона, который защищает поверхность Земли от проникновения жесткого ультрафиолетового и космического изучений. В таких условиях жизнь смогла продвинуться к поверхности моря. Развитие механизма аэробного дыхания сделало возможным появление многоклеточных организмов. Первые такие организмы появились после того, как концентрация кислорода в атмосфере планеты достигла 3 %, что произошло 600 млн. лет назад (начало кембрийского периода).
Благодаря возможности продуцировать такое количество кислорода, которое превышало потребности в нем обитателей планеты того времени, стало возможным возникновение организмов более высокой структурно-физиологической организации. Повышение структурно-физиологической организации позволило живым организмам занять разные среды обитания, причем, расселение произошло за сравнительно короткое время. В течение палеозойской эры жизнь не только заняла все моря, но и вышла на сушу. Появление и развитие зеленых растений обеспечило образование больших количеств кислорода и органических веществ, что создало благоприятные условия для последующей прогрессивной эволюции биосферы.
В середине палеозоя темпы потребления кислорода живыми организмами, расход его в абиотических процессах сравнялись. Содержание кислорода в атмосфере, начиная с этого периода в истории Земли, стабилизировалось на уровне примерно около 20 %.
С появлением человеческого общества в развитии биосферы начался переход от биогенеза, обуславливаемого факторами биологической эволюции, к ноогенезу – развитию биосферы под влиянием человеческой деятельности.