ArSob
http://arsob.getbb.ru/

59. Эволюция экосистем и биосферы.
http://arsob.getbb.ru/viewtopic.php?f=83&t=814
Страница 1 из 1

Автор:  Админ [ 15 янв 2011, 21:24 ]
Заголовок сообщения:  59. Эволюция экосистем и биосферы.

59. Эволюция экосистем и биосферы.
Биосфера – система биогенного круговорота веществ, оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов.
Состав вещества биосферы: живое вещество, биогенное вещество, косное вещество, биокосное вещество, радиоактивное вещество, рассеянные атомы, вещество космического происхождения.
Основные аспекты учения о биосфере:
1) Энергетический - связь биосферно - планетарных явлений с космическими излучениями (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах;
2) биогеохимический - роль живого вещества в распределении и поведении атомов в биосфере и её структурах;
3) информационный - принципы организации и управления, в связи с влиянием живого вещества на структуру и состав биосферы;
4) пространственно-временной - формирование и эволюция различных структур биосферы в геологическом времени;
5) ноосферный - глобальные эффекты воздействия человечества на структуру и химию биосферы.
Прогресс в ходе эволюции определяется ограниченностью пространства и безграничностью времени. Устойчивость биосистем всех уровней в ходе эволюции неуклонно растет. Условие существования биосферы - функционирование глобального цикла органического углерода. Энергетическую основу этого цикла составляет фотосинтез. “Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени”. Для эволюции биосферы, стратисферы и земной коры, основной закономерностью является их эвтрофикация и сопутствующая ей оксигенизация. Увеличение биомассы живого вещества, возрастание энерговооруженности биосферы и ее информационной „емкости” стороны единого процесса – эволюции биотического круговорота. (Вернадский, 1926, 1927).
Взаимосвязь эволюции видов и биосферы:
Видообразование и макроэволюция вписаны в эволюцию живого вещества. Эволюция видов неразрывно связана с эволюцией биосферы.
«Вид и биоценоз состоят из одних и тех же структурных единиц - популяций» (Гиляров, 1983).
Видовые признаки, меняющиеся в процессе эволюции:
1) общая биомасса вида,
2) его химический состав,
3) геохимическая энергия.
Биосфера - фактор, определяющий направленность эволюции: «...организованность биосферы ставит ... непроходимые рамки эволюционному процессу, его "направляет"».
этапы истории биосферы:
1) появление первичных автотрофов (появление нового способа питания и важнейшего компонента биосферы),
2) возникновение животных с кальциевым скелетом (усиление одной из биогеохимических функций),
3) формирование лесных биогеоценозов (возникновение биотического сообщества),
4) создание ноосферы (резкое изменение всех биогеохимических и энергетических процессов в биосфере).
Основные этапы развития биосферы (Д.И.Сапожников, 1959):
1) первичные гетеротрофы (усвоение только очень богатых энергией веществ);
2) гетеротрофные усвоители углекислого газа (автотрофность в отношении аминокислот и витаминов при способности усваивать аммиачный азот);
3) хеморедукторы (усвоение углекислого газа за счет энергии неорганического вещества в анаэробных условиях);
4) фоторедукторы (использование световой энергии для различных окислительно-восстановительных реакций);
5) фотосинтетики (появление фотосинтеза: повышение окислительно-восстановительного потенциала; появление железосодержащих ферментных систем; включение в обмен свободного молекулярного кислорода).
Биоразнообразие: некоторые эволюционные принципы:
1) Принцип достаточного видового биоразнообразия биосферы. (Биоразнообразие на каждом трофическом уровне является необходимым для стабильного функционирования).
2) Принцип неполной специализации. (Только виды, не демонстрирующие жесткие ограничения к эволюционным изменениям, могут быть поставщиком материала).
3) Принцип эволюционных тупиков для широко распространенных форм. (Главную роль в экосистемах играют обильные специализированные виды).
4) Принцип изменчивости, смены ведущих биотаксонов. (Уровень биоразнообразия поддерживается в течение промежутка времени изменений за счет возрастания количества старых видов-генералистов и новых, широко распространяющихся видов-специалистов).
5) Принцип авторегуляции биоразнообразия в биосфере. (Биосфера «стремится» к поддержанию уровня биоразнообразия, необходимого для ее самосохранения при непостоянных условиях на планете).(Старобогатов, Левченко, 1999)
Эволюция на уровне экосистем:
1- усложнение структуры и насыщение видами;
2- повышение целостности экосистемы;
3- увеличение замкнутости и повышение автономности;
4- повышение степени преобразования абиотических компонентов.
Сукцессия – процесс смены экосистем, завершающийся формированием климаксного сообщества. Вековые сукцессии - филоценогенезы (Сукачев, 1942). Отклонения, превращающиеся в новую норму сукцессии - акт филоценогенеза. Сукцессии аналогичны онтогенезу и программируются набором реализованных ниш популяций, населяющих ареал сукцессионной системы (Жерихин, 1994).
Базовые типы элементарных актов филоценогенеза:
1) эзогенез (изменение реализованной ниши за счет перегруппировки связей внутри системы);
2) специогенез (изменение реализованной ниши за счет изменения фундаментальной ниши);
3) элизия (исчезновение ниши);
4) инвазия (встраивание ниши);
5) субституция (замещение ниши при конкурентном вытеснении).
Три вектора филоценогенеза:
1) конструкционный (сдвиг в сторону сообществ, коадаптивность системы растет);
2) деструкционный (сдвиг к группировкам, коадаптивность снижается);
3) трансформационный (сочетание сравнимых по масштабу деструкций и конструкций, общая коадаптивность существенно не меняется). коадаптивность – взаимное приспособление компонентов сообществ друг к другу.
Когерентная фаза эволюции: «стазис» - период медленных, направленных, «когерентных» изменений.
Некогерентная фаза эволюции: кризис - изменение направленности процесса, смена тенденций на противоположные
1) Общая направленность от простого к сложному - в биологической эволюции побеждает тот круговорот, который «крутится» быстрее.
2) Рост устойчивости и приспособляемости живых систем - устойчивые, пластичные линии постепенно накапливались в биосфере.
3) Рост эффективности и безотходности биогеохимического круговорота - в ходе эволюции биосферы увеличивается эффективность глобального круговорота веществ, который определяет «лицо» нашей планеты.

Страница 1 из 1 Часовой пояс: UTC + 5 часов
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/