Эволюция биосферы. 
Биология. 
Часть 2

Стабильность биосферы обусловлена тем, что результаты активности трех групп организмов, выполняющих разные функции в биотическом круговороте, — продуцентов (автотрофы), потребителей (гетеротрофы) и деструкторов (минерализующие органические остатки) — взаимоуравновешиваются. То, что в биосфере поддерживается постоянство ее главных характеристик (гомеостаз), не исключает способности ее к эволюции.

Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов: геологических и климатических изменений на планете и количества живых существ и изменений их видового состава в процессе биологической эволюции. На современном этапе к ним присоединился третий фактор — развивающееся человеческое общество.

Жизнь зародилась на Земле свыше 3,5 млрд лет назад. Первыми живыми существами были анаэробы, которые получали энергию путем брожения. Так как брожение представляет собой относительно малопродуктивный способ энергообеспечения, примитивная жизнь не могла эволюционировать далее одноклеточной формы организации. Питание таких примитивных организмов зависело от опускавшихся на дно водоемов органических веществ, синтезируемых в поверхностных слоях воды абиогенным способом. Недостаток органических веществ создал давление отбора, приведшее к возникновению фотосинтеза. Прогрессивное увеличение кислорода в воде за счет жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов и его диффузии в атмосферу вызвало изменения в химическом составе оболочек Земли, прежде всего атмосферы, что, в свою очередь, сделало возможным и развитие более сложно организованных живых форм и быстрое распространение Жизни по планете. По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере формируется достаточно мощный слой озона, защищающий поверхность Земли от проникновения жесткого ультрафиолетового излучения. В таких условиях жизнь смогла продвинуться к поверхности моря. Развитие механизма аэробного дыхания сделало возможным появление многоклеточных организмов. Примечательно, что первые такие организмы появились после того, как концентрация кислорода в атмосфере планеты достигла примерно 3%, что произошло около 600 млн лет назад (начало Кембрия).

В соответствии с другой версией, на самых ранних этапах становления жизни на Земле могли одновременно возникать комплексы протоклеточных форм, связанных друг с другом общностью метаболизма таким образом, что в пределах каждой такой группировки обмен веществ мог происходить в виде относительно замкнутых циклов. Позже такие сообщества могли распадаться на отдельные формы в зависимости от характера их метаболизма, что вело к обособлению групп хемо-, фотои гетеротрофных организмов. Благодаря способности фотосинтезирующих морских организмов продуцировать такое количество кислорода, которое превышало потребности в нем обитателей планеты, стало возможным возникновение в процессе эволюции организмов более высокого уровня структурно-физиологической организации, их широкое расселение и проникновение Жизни в различные сферы обитания. В течение Палеозойской эры живые существа не только заселили все моря, но и вышли на сушу. Развитие зеленых растений обеспечило образование больших количеств кислорода и органических веществ, что создавало благоприятные условия для последующей прогрессивной эволюции как растений, так и животных. В середине Палеозоя темпы потребления кислорода живыми организмами и расход его в абиотических процессах, а также темпы его образования растениями сравнялись. Содержание кислорода в атмосфере начиная с этого периода истории Земли стабилизировалось на уровне около 20%.

С появлением человеческого общества в развитии биосферы намечается переход от биогенеза, обусловленного факторами биологической эволюции, к ноогенезу — развитию под влиянием разумной созидательной деятельности человечества.

Вопросы и задания для самоконтроля

• 1. Какова структура биосферы?
• 2. Почему многие химические элементы биосферы находятся в состоянии биотического круговорота?
• 3. Опишите роль живых организмов в биосфере.
• 4. Почему первыми живыми организмами на Земле были анаэробы?
• 5. Чем обусловлена стабильность биосферы?
• 6. Какой обязательный компонент биосферы имеет наибольшую биомассу?
• 7. Почему биосфера является диссипативной системой?
• 8. Перечислите этапы развития органического мира на Земле.