Биотическая эволюция

Добиотическая эволюция:

1.Образование планеты и ее атмосферы (около 4,5 млрд лет назад). Первичная атмосфера имела высокую температуру, была резко восстановительной и содержала водород, азот, пары воды, метан, аммиак, инертные газы, возможно, окись углерода, цианистый водород, формальдегид и другие простые соединения.

2.Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет ее остывания и энергии солнечного излучения. Появляется жидкая вода, формируется гидросфера.

3.Образование органических соединений.

4.Возникновение круговорота органических соединений углерода - зародыш биотического круговорота биосферы.

Биотическая эволюция:

1.Возникновение жизни (около 3,5 миллиардов лет назад). Сначала -  хемоавтотрофных прокариот, затем - эукариот. Возникает биотический круговорот и формируются биосферные функции живого вещества.

2.Развитие фотосинтеза и изменение состава среды. Появление многоклеточных организмов, наземных растений и животных приводит к дальнейшему усложнению биотического круговорота. Возникают сложные экологические системы, содержащие все уровни трофической организации.

3.Увеличение биологического многообразия и усложнение строения и функциональной организации живых существ и биосферы в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете.

4.Появление человека - лидера эволюции. Возникновение и развитие человеческого общества, вовлечение в техногенез непропорционально больших (по мерам биосферы) потоков вещества и энергии нарушает замкнутость биотического круговорота, вызывает антропогенные экологические кризисы и становится негативным фактором эволюции.

Вопрос 25. Биологический круговорот: круговороты кислорода и углерода.

Поток солнечной энергии образует глобальные физические круговороты воздуха и воды на Земле.

Для равновесия в биосфере огромное значение имеет глобальная степень замкнутости биотического круговорота. Круговорот полностью замкнут, когда существует точное равенство сумм прямых и обратных расходов.

Круговорот кислорода

В отличие от углерода и азота резервуары доступного для живых организмов кислорода по сравнению с его потоками огромны. Поэтому отпадает проблема глобального дефицита О2 и замкнутости его круговорота.

Кислород на Земле - первый по распространенности элемент: его содержание (в весовых процентах) в атмосфере - 23,1%.  

Содержание кислорода в атмосфере благодаря биотической регуляции (продукции О2 растениями) постоянно. Отклонения от этого уровня могли бы сильно сказаться на состоянии организмов биосферы: при снижении концентрации - заметно уменьшить фауну океана, при повышении - привести к опасному увеличению окислительных свойств среды. Наземные животные также довольно чувствительны к отклонениям от этого уровня. Некоторый дефицит кислорода для животных и человека возникает только в высокогорье, в зонах интенсивного потребления и в искусственных устройствах.

С круговоротом кислорода тесно связано образование озона. В высоких слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетового излучения происходит образование озона (трехатомный кислород).  На образование озона тратится около 5% поступающей к Земле солнечной энергии. Максимальная концентрация озона достигается на высотах 20-25 км. Поглощая при своем образовании значительную часть жестких ультрафиолетовых лучей, озон играет роль защитного экрана для всей биосферы.

Скорость оборота кислорода – 2 тыс. лет. За это время весь кислород атмосферы проходит через живое вещество.