Тақырып. Қауымдастықтар мен экожүйелер экологиясы – синэкология

Тақырып. Қауымдастықтар мен экожүйелер экологиясы – синэкология

Биоценоз, биогеоценоз және экожүйе туралы түсінік. Экожүйедегі энергия ағыны және химиялық элементтердің айналымы. Көміртегінің, азоттың, фосфордың, оттегінің және судың айналымы. Биоценоздың трофикалық құрылымы. Қоректік тізбектер және трофикалық деңгейлер, қоректік торлар. Бір трофикалық деңгейден келесі деңгейге өткенде энергияның құнсыздануы, 10% ережесі. Экологиялық пирамидалар. Экожүйелердің бастапқы және туындаушы өнімділігі. Организмдер арасындағы әсерлесу түрлері (типтері): бәсекелестік, жыртқыштық, паразитизм, симбиоз, комменсализм, аменсализм. Түр аралық бәсекелестік – қауымдастықтың түрлік құрылымын сақтау механизмдерінің бірі. Г.Ф.Гаузенің бәсекелестік арқылы жою принципі. «Жыртқыш-жемтік» жүйесі, Вольтерра-Лотка теңдеулері. Экожүйелердің біртұтастығы және орнықтылығы. Экологиялық сукцессия, бастапқы және қайталанған сукцессиялар. Табиғи сукцессиялар барысында және антропогендік әсерлердің нәтижесінде қауымдастықтың түр әралуандылығының өзгеруі.

Экологияның ең негізгі объектісі экологиялық жүйе, немесе эко жүйе - тірі организмдер жиынтығының қоректену, өсу және ұрпақ беру мақсатында белгілі бір тіршілік ету кеңестігін бірлесе пайдалануын тарихи қалыптасқан жүйесі. Функциялық тұрақтылығы аз уақытқа созылса-да қарым -қатынаста болатын құраыштары бар кез келген бірлікті экожүйе деп атауға болады. Экожүйе деген терминді 1935 жылы бірінші рет ұсынған ағылшын экологі А. Тенсили. А Тенсили эко жүйенің құрамына организмдерде обиотикалық орта да керетін жер бетіндегі тірі табиғатынтың негізгі функциясының бірлігі деп есептеуі және оның әр бөлігінің екіншіне әсер ететіндігіне назар аударады. Былайша аәтқанда экожүйе – заттектердің айналымы мен энергия тасмалдануы жүретін табиғи бірлік. Экожүйеде заттектер айналымының жүруіне органикалық маникулалардың сінімділік түрде белгілі қоры және орагнизмнің үш функцияоналды әр түрлі экологиялық топтары, продуценттер, консументтер, ретутенттер болуы керек.

Экожүйе концепциясы.

Жердегі алғаш организмдер гетеретрофты долған.Автротрофтар органикалық заттарды синтездесе, гетеретрофтар олармен қоректенелі. Соның нәтижесінде органикалық заттар ыдырайды.

Продукценттерге өздерінің денелерін беиорганикалық қосылыстар есебінен құратын автоторлық организм жатады. Олар өздеріне қажетті органикалық заттектерді Күн энергиясын пайдаланып, беиорганикалық заттектерден өздігінен өндірі алатын тірі оргнизм . Автотрофты организмдерге жасыл өсімдіктер, балдырлар мен фототрофты бактериялар жатады.

Консументтерт - бұлар гетеретрофты организмдер, продуценттер немесе басқа консументтер өндірген заттектерді азық ретінде пайдаланады немесе жаңа түрге трансформалайтын организмдер. Бұларға жануарлар, саңырауқұлақтар мен микроорганизмдердің көбі, паразиттік және коректі өсімдіктер жатады. Консументтер 1 және 2 реттік болып бөлінеді:

1. 
   бірінші реттік консументтерге (фитофактар-) тек қана өсімдіктекті қорекпен тіршілік жасайтын жануарлар, көптеген жәндіктер.
   
2. 
   Екінші реттік консументтерге (зоофагтар) – жануарлармен коректінетін организмдер, жыртқыштар
   

Жалпы консументтер экожүйенінің қоректі тізбектерінде тұтынушылар тобын құрайды.

Редуценттер өлі органикалық заттармен қоректенеді, оларды ыдыратып қайтадан биорганикалық қосылыстарға айналдырады. Редуценттер арқылы экожүйе ортасына азот, минаралды элементтер және көмірқышқыл газы қайтарылып отырады.

Редуценттерге негізінде өліктер мен экскременттерде мекендеп оларды ыдырататын микроорганизмдер (бактериялар, ашытқы микроорганизмдер, саңырауқұлақтар –сапрофиттер) жатады. Саңырауқұлақтар негізінде өсімдіктердің клеткалардың , ал бактериялар жануалар өлімдіктерінің ыдыратуға қатысады.

Экожүйенің қасиеттері оның құрамына кіретін өсімдіктер мен жануарлардың әрекетіне байланысты .

Биомасса мен экожүйенің ауысып,өзгеріп отыратын кездерінде тіршілік қорлары барынша толық пайдаланылатын экожүйелерді қаныққан деп, ал осы қорды толық пайдаланбайтын экожүйелер қанықпаған депаталады.

Экожүйе бір-бірінен қарым-қатынастағы екі негізгі құрауыштан экотоптан (жансыз бөлігі) және биоценоздан(жанды бөлігі) тұрады.

Экотопқа биотикалық құрылымдар: литосфера,гидросфера ,атмосфера кіреді.Биоциноз – биотопта мекендейтін продуценттердің ,консументтердің және редуцентттің қауымдастығы, яғни осы тірі экологиялық құрауыштардың нақты тепе-теңдігімен сипатталатын жиынтық.

Биоциноз өсімдік, жануарлар мен микроорганиздер өкілдерінен тұрады.Олар мекендейтін ортамен тығыз байланысты болады,сондықтан биоцинозді эко топтан бөліп қарастыру қиын, сондықтан эко топпен биоционезді біріктіріп биогеоценоз деп атаймыз. Биоценоз терминнің ғылымға неміс биолігі К. Мебнус 1877 жыл енгізген болса, В.С.Сукачев биоценоз туралы түсінікті 1942 жылы енгізді.

Экотоппен биоценоз арасындағы тығыз байланыстар:

А) Экотоп шаптары саналы болған сайын биоценоздағы түрлерде соншалықты көп болады;

ә) экотоп жағдайының қалыптан ауытқуы жоғары болған сайын биоценоз соғұрлым түрге жұтан және ерекше болады, ал керісінше оның кейбір түрлерінің құрамындағы дарақтардың саны жоғары болады.

Б) экотоптағы ортаның жағдайы неғұрлым бір қалыпты өзгеретін бюолса және ол ұзағырақ өзгеріссіз тұрса, биоценоз соғұрлым түрге бай болады және қалыпты әрі тұрақты сақталады.

В) Бір- біріне жақын екі топтың , өзі бір- екі топта экологиялық қуыста жата алмайтын болғандықтан, түрге бай тектер, әдетте биоценозда өзінің жалғыз өкілі қатысады.

Биоценозды биосфеаның элеметарлық биохорлық бір өлшем дейді.

Экожүйенің дамуымен тұрақтылығы .

Табиғи экожүйелерде организм популяцияның жағдайлары тұрақты түрде өзгеріп отырады. Оған түрлі себеп бар. Қысқа мерзімде себепке ауа райының жағдайлары маусымды температураның жыл бойына өзгеруі, жылдан жылға абиотикалықжәне биотикалық фактордың әр түрлі кездейсоқ қосылуы жатады. Осы барлық тұрақсыздануы дағдайыдағыдай ,азды-көпті жүйелік және экожүйелің тұрақтылық шегінен , яғни жердің географиялық және ауа- райының жағдайларына сәйкес ,оның әдеттегі көлеміне, түр құрамына, биомассанынан, өсімділігінен ауытқымайды.Экожүйенің осындай жағдайын климакс деп атайды. Климакс (ғылымға бұл терминді Ф.Клемантс 1916 жылы енгізді) экожүйеннің тұрақты, соңғы сатысы.

Экожүйенің экологиялық көрсеткіштері тұрақты болады, себебі оның өзін-өзі сүйемелдеуге және өздігінен реттелуге қабілеттілігі бар.Осы қабілеттілікті экожүйе гомеостазы деп атайды .Гомеостаз кері байланыс принципіне негізделген.Мысалы: популяцияның тығыздығының оптимуннан ауытқу нәтижесінде не туылым не өлім-жетім артады.

Экожүйенің сыртқы әсерден туған өзгерістерге төтеп беріп қайтадан бұрынғы қалпына келе алатынын сипаттайтын қабілеттілік оның орнықтылығы деп аталады.Экожүйенің орнықтылық принципі термодинамиканың екінші заңымен сабақтас.Осы концепцияға сәйкес энергия бойымен ағып жатқан кез-келген табиғи жүйе орнықтылық күйіне қарай бейімделеді.Экожүйенің орнықтылығы оның көлемі неғұрлым үлкен және түрлік популяциялық құрамы бай және әр алуан түрлі болса, соғұрлым жоғары.

Бір биогеоциноздың басқа биогеоцинозбен ауысып отыруы экожүйелік сукцессия деп аталады.Экожүйелік сукцессия бірнеше кезеңдерден өтеді, солардың барыснда биотикалық қауымдастықтар бірінен соң бірі алысып жүреді.

Сукцессия өту, тұрақтану климакс сатыларынан тұрады.Экожүйелік сукцессияның автотрофты, гетеретрофты, аутогенді, амогенді, фитогенді, зоогенді, ландшафты, алапатты, антропогенді түрі бар.

Биомдар. Бір нақты географиялық аймақты мекендейтін тірі организмдердің (өсімдіктердің,жануарлардың) жиынтығы биота (терминді Э.Раковице 1907 жылы ұсынды.) деп аталады, ал табиғи климаттың зона шегіндегі біріккен экожүйндегі (тундра,тайга, дала, шөл дала тропиктік ылғал орман)—биом (терминді Клемантс және Шелфорд 1939 жылы ұсынды) дейді.

Биом былайша айтқанда өсімдіктердің қандайда бір негізгі типімен және ландшафтығ басқа ерекшеліктерін сипаттайтын ірі аумақтық және субконтиненттік, биожүйе. Биом құрамына кіретін биоциноздар заттектер мен энергия ағынымен өзара тығыз байланысты.

Бір биогенеценозды баска блогенозбен ауысып отыруын -экологиялық сукцессия деп аталады. Сукцессия қауымдастықтың яғни экожүйенің биотикалық құрауыштарының ықпалына жүреді.

Сукцессия биотарлық қауымдастықпен органикалық орта арасында тепе-теңдік орнатады. Экожүйенің реттеген дамуы, оны болжауға болады.

Экологиялық сукцессия бірнеше кезеңдерден өтеді. Оның барысында биотикалық кауымдастықтар бірінен соң бірі алмасып жатады. Сукцессия кезінде түрлердің алмасуының себебі, популяциялар қоршаған ортаны өзгертуге ұмтыла отырып, өзге популяция үшін қолайлы жағдайлар жасайды. Экологиялык сукцессия барысында организмдердің түрлік популяциялары жэне олардың арасындағы функциялық байланыстарын түрлері бірен-бірі белгілі заңдылыққа сәйкес кезеңді түрде және қайталап алмастырып отырады.

Сукцессия өсу, түрақтану, климакс сатыларынан тұрады. Экологиялық сукцессияның автотровты, гетеротрофты, аупсогенді, алпогенді, фитогенді, зоогенді, антропогенді түрі бар. Оңтайлы жағдайда кез-келген сукцессия түрі бәсең дамитін климакстің кауымдастықтың пайда болуымен аяқталады.

Автогенді өзгерістерді экожүйенің дамуы немесе экологиялык сукцессия деп атайды. Экологиялық сукцессияға анықтама берген кезде мынандай 3 жағдай ескерілуі тиіс:

1. Сукцессия қауымдастықтың компонентінің ықпалында жүреді. Өз кезінде кауымдастық сукцессияның сипатымен жылдамдығын анықтап, даму шектерін тежейтін физикалык ортаның өзгерістерін туындатады.

2. Сукцессия - қауымдастықтың түрлік кұрамының және оның ішінде өтіп жатқан процестердің өзгеруіне байланысты жүретін экожүйенің реттелген дамуы.

3. Сукцессияның шарықтау шегі - энергия ағыны бірлігіне шыққанда максималды био масса және түр аралық әсерлесудің максималды саны тежелетін тепе-тең күндегі экожүйенің қалыптасуы болып табылады.

№ 5 дәріс (2 сағат)

Биосфера концепциясының қалыптасуы. В.И.Вернадскийдің биосфера және ноосфера туралы ілімі. Тірі зат концепциясы. Тірі заттың ғаламдық (глобалдық) ролінің анықталуы, биосфераның тірі затының қызметі (функциялары). Антропогендік ықпалдың өте қуатты геологиялық және геохимиялық фактор ретінде танылу концепциясы. Адамның экологиялық жүйедегі орны. Қазіргі биосфера. Заттардың биосферадағы айналымы. Ғаламдық (глобалдық) биогеохимиялық циклдар. В.И.Вернадскийдің негізгі биогеохимиялық заңдары. Өндірістің өсуі және қоршаған ортаға түсетін салмақтың артуы.

Биосфера – ерекше биос - өмір және тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың, өсімдіктердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді.

Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Австрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И. Вернацкий болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 %-дан –50 %-ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады.

Биосфераның пайда болуы

Биосфера бірден пайда болған жоқ. Ол өте көне заманнан бері қарай күні бүгінге дейін біртіндеп дамып келеді. Биосфераның ертеден бері қарай құралып келе жатқанын дәлелдейтін палеонтологиялық материалдар қарапайым тірі организмдердің қалдықтары жер қыртысының әрбір қабаттарынан табылады. Осы қабаттарға сүйене отырып, ғалымдар биосфераның негізгі пайда болу жолдарын аықтады.

Биосфераның ең бірінші заманы Архей деп аталады. Бұл кезде биосфера қандай жағдайда дамығаны және қандай тірі организмдер болғаны туралы ешқандай деректер жоқ.

Протерозой эрасы – биосфераның екінші дәуірі боп есептеледі. Бұл заман 700 млн жыл бойына созылған. Протерозойда тірі организмнің қарапайым түрлері тіршілік еткен. Олардың сол дәуірд тасқа жабысқан қалдықтары әртүрлі тау жыныстарынан қазіргі кезде де байқалады.

Биосфераның Палеозой эрасы немесе ертедегі тіршілік кезеңі. Бұл дәуір шамамен алғанда бұдан 570 млн жыл бұрын басталып, 300 млн жылға созылған. Бұл эра кембрий, ордовик, силур, девон, карбон және пермь дәуірлері болып бірнешеге бөлінеді.

Кембрий дәуірінде барлық өсімдіктер теңіз суларына өскен. Олар көк жасыл балдырлар болатын.

Силур кезеңінде өсімдіктер құрлыққа біртіндеп шыға бастап, дами түсті.

Девонның аяқ кезінде бұлардан басқа қырықбуындылар, плаундар және папоротниктер қаулап өсе бастады. Өсімдіктер құрлыққа шыққаннан кейін фотосинтездің ықпалымен атмосфералық ауаның химиялық құрамы өзгеріп, құрлық жануарларының дамуына жағдай туды, өйткені фотосинтез процесі арқылы ауада оттегі көбейе түсті.

Тас көмір дәуірі (карбон) жылы және ылғалды болды. Мұның өзі құрлық өсімдіктерінің қаулап өсуіне мүмкіншілік жасады. Әсіресе сәнді орман ағаштарының көлемі үлкен аймақтарды қамтыды. Бұл дәуірдегі өсімдіктер негізінен плаундар, қырықбуындар және папоротниктер болды. Бұлар псилофиттен таралып, тас көмір дәуірінің басында солардың орнын түгелімен басты.

Пермь дәуірінің бас кезіндегі өсімдіктерде тас көмір дәуіріндегі өсімдіктерге ұқсас көптеген белгілер болды. Бірақ пермь дәуірінің ортасында жер бетіндегі өсімдіктерге кенет өзгеріс кірді. Ағаш тәрізді плаундар, каламиттер, папоротниктер мүлдем жойылып кетті. Бұлардың орнына жалаңаш тұқымды өсімдіктердің тұқымынан өсіп шыққан қылқандылар, цикада тәрізділер және шикгалар өсе бастады.

Мезозой эрасы немесе орта тіршілік кезеңі бұдан 135 млн жыл бұрын басталып, 115 млн жылдан астам уақытқа дейін созылған. Үш дәуірге бөледі: триас, юра, бор.

Триаста тау құрылу процестері баяуланды. Бұл эраның құрлық өсімдіктері біркелкі болды.

Юра дәуірі жылы болды. Теңіз жағалауларындағы ормандарда папоротник, қырықбуындылар,жалаңаш тұқымдылар – гинасомер, қылқан жапырақтылар қаулап өсіп, дами түсті.

Мезозой эрасындағы, әсіресе соңғы кезінде – бор дәуіоінде, қазіргі флора қалыптасыдан бұрын, жер бетіндегі органикалық тіршілікке үлкен өзгеріс енді. Осы кезде теңіз сулары азайып, құрғақ жерлер көбейе бастады. Бор дәуірінің аяғында Шығыс Азия мен Америкадағы Анд аймақтары жоғары көтеріле түсті. Бор дәуірінде климат кенет өзгеріп кеткен. Профессор М.И. Голенкин бұл өзгеріс жерге түсетін күн сәулесінің интенсивті болуымен байланысты деп жорамалдайды.

Ауа райының бір мезгілде кенет өзгеруі өсімдіктер эволюциясында жаңа ароморфоз пайда болуына себеп болды. Бұларда көптеген жаңа прогрессивті белгілер жетіле түсті. Мәселен, аналықтың, сондай-ақ жеміс дамитын жотынның болуы, қосарлы ұрықтану, гүлдің пайда болуы және тағы басқа.

Кайназой эрасы бұдан 70 млн жыл бұрын басталған. Осы уақыттан бері барлық эралар бойынша қазіргі кезден флораның қалыптасу процесі жүрді. Кайнозой эрасы екі дәуірге бөлінеді. Ол үштік және төрттік кезеңдер.

Үштік дәуірде тау құрылу процесі дами түсті. Жер бетіндегі ең биік Альпы-Гималай таулары пайда болды. Осы кезде Қара теңіз бен Жер Орта теңіздері оқшауланып өз алдына бөлініп қалған.

Төрттік дәуір жер бетінде тіршілік дамуының ақырғы және ең қысқа дәуірі болып саналады. Ұзақтығы 1 млн жылдай ғана болды. Бұл дәуірге тән жағдай – сол суық кезеңдер және мұз дәуірі жылы ылғалды ауа райымен алмасып отырғаны байқалады. Өйткені өсімдік әлемі мен жер қыртысының даму процесі біркелкі емес. Мұздар жер бетін басқан кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер оңтүстікке қарай ығысып кетті. Бірте-бірте ауа райы жылынып, өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туды.

Тірі организмнің анорганикалық материядан пайда болуы жайында тікелей экспериментті түрде алынған материал болмағандықтан мұны шешу ғалымдарға оңай түскен жоқ. Идеалистер ең алдымен діни ұғымдарды таратуға ұмтылды. Тірі организмдер құдайдың құдіретімен пайда болды деген терминді ұсынды. Өсімдіктерді, жан-жануарларды, адамдарды өлі инертті заттардан қазіргі біздің көріп жүргеніміздей толық бейнелі түрінде құдай жаратты деп соқты. Грек оқымыстысы Аристотель де тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болады дегеннен саяды. Адамзат құрттар, молюскалар немесе шіріген заттардан пайда болды деп түсіндірді. Бірақ Франческо Редидің жүргізген зерттеу жұмыстары, тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болды деген ұғымды жоққа шығарды. Ол жас етті алып, оны стаканға салып, бетін дәкемен жауып қойды. Ешбір тірі заттың пайда болғаны болмайтынын дәлелдеп шықты.

Луи Пастер бактериялардың өршитін тұқымынан микроорганиздер дамитынын бірден білді. Сонымен тірі организм ешқашан да өзінен-өзі дамымайтыны белгілі болды.

Ф. Энгельс: «Табиғат диалектикасында» материалистік тұрғыдан тіршіліктің пайда болуының жалпы сипатын берді. Материал еш уақытта да тыныштық қалыпта болайтынын, ол үнемі қозғалыста болып, дамып отыратынын айтты. Материя өзінң дамуында әр уақытта жаңа күрделі түрге көшеді деп қорытынды жасады ол.

Адамзат баласы да табиғаттың өзі жаратқан көп ғажайып көріністерінің бірі. Бірақ адам баласының үстемділігі ақыл-ойының жүйріктігі оны табиғаттың басқа тірі организмдерінен әлдеқайда жоғары дәрежеде көтерді. Үстіне аң терісін, өсімдіктердің жапырағы мен қабығын жамылып күн елткен алғашқы адамдардың өзіде керекті қажетін биосферадан алып отырған. От жағуды білмегеннің өзінде адам баласы жабайы жануарлардың еті мен өсімдіктердің жапырақтарын, сабағы мен буын-бұтақтарын шикідей жеп, өсімдіктерді қорек етіп, өсіп-өне берді. Кейінірек тамақты пісіріп жеу арқылы адам басқа жабайы жануарлардың әлдеқайда жоғары сатыға көтеріле түсті. Сана-сезім, ақыл-ой ғасырлар өткен сайын үлкен эволюциялық даму кезеңдерінен өтіп жоғары мәдениет сатысына көтеріле берді.

Жер спутнигін, космос корабльдерін ұшыру, Ай мен Марсқа саяхат жасау қамын кірісу, атом кемесі мен атом электр энергиясын салу, екі-үш жылдың ішінде миллион гектар тың және тыңайған жерлерді игеру, шөлді жерге канал жүргізіп, жасанды көл жасау, мәуелі бау-бақша, саялы ну орман – тоғай өсіру, жер шарының түкпір-түкпірімен тікелей хабарласу – бәрі де бүгінгі заманның үйреншікті әдетіне айналып отыр. Бұл ғажайыптарды, әсіресе соңғы 20-30 жылдың ішінде көріп отырмыз. Сондықтан да біздің заманымызды ракеталар, космос корабльдері, компьютерлер ғасыры дейді. Мұның бәрі адамзат баласының зор қарқыны, қызу жарысы деген сөз.

Бірақ биосферадағы объектілер жойыла қалса, ол қалпына тез арада келе қоймайды. Мыңдаған және миллиондаған жылдарды қажет етеді. Мысалы, орман-тоғай алқабын кесіп, не оттап, не өртеп жойып жіберу оп-оңай. Арқыраған оғысы қатты өзеннің арнасын басқа жаққа бұрып жіберуге болады. Бірақ арнасындағы балық құриды, кеме жүзбейді, жағаларындағы ел көшіп кетеді, құс пен жабайы аңдар басқа жаққа ауып кетеді, жер құлазып қалады. Ұлан байтақ кең далаға мыңдаған тракторларды жауып жіберіп, жер қыртысын айналдырып, шаңын бұрқыратып қара дауыл тұрғызуға да адамза тбаласының шамасы әбден келеді.

Бірақ биосфера заңдарында бұлай болмайды. Мыс, жоғарыда көрсетілгендей, су тартылып, кеуіп қалған көл қалпына оңай келмейді. Миллион жыл уақыт кетеді. Биосферадағы пайда болып ғасырлар бойы шалқып жатқан айдын шалқар көлдің экосистемасы бұзылғаннан кейін қалпына келуі мүмкінде емес. Оның ішіндегі балығы, өсімдігі, климаты, арнасы, басқа да биосфералық құбылыстары адам танымастай өзгеріске ұшырап кетеді.

Саялы сыңсыған ну орман-тоғайсыз, айдын-шалқар көлсіз, арқырап аққан өзенсіз- жайқалып өскен шекарай шалғын шөпсіз, бітік шыққан егінсіз адамзат қоғамының шарықтап өсуі мүмкін емес. Сондықтан да біздің заманымызда биосфераны қорғау, оның байлығын, асыл қазынасын сарқып алмай, өте ұқыптылықпен, жанашырлықпен орынды пайдалану маңызды проблемаларға айналып отыр. Биосфераны «бағындыру» ғана емес, көп жағдайларда бүгінгі таңда биосферамен «достасу», оның заңдарымен келісу, санасы керек болады.

Демек, бұл адамға қажетті барлық заттардың бәрі де биосферадан алынады деген сөз.

Биосферадағы алғашқы шегіністер

Тіршіліктің биосферада пайда болғанына ғалымдардың есебі бойынша 5-6 миллиардтай жыл өтті. Ұзақ созылған бұл жылдар ішінде бір клеткалы қарапайым организмдерден құрылысы да, түр өзгешілігі де сан алуан өсімдіктер мен жануарлардың таңғажайып түрлері пайда болды.

Биосфера тармақ жайған тіршілік атырабына қожа болғандықтан иені жаратуға асыққан жоқ. Ақыры ол да пайда болды. Оның пайда болғанынан 1,5 млн жыл уақыт өтті. Бұл кезде оның үлесіне биосфера жануар әлемінің 4 миллионынан астам, өсімдіктердің 500 мыңнан астам түрлерін сый еткен.

Биосферада тіршілік пайда болғаннан бері қалыптасқан соншама бай түр иелерінің бәріне ортақ заң ережелері тым қатал еді.

Адам өз биосферасына сай қоғам құра бастағанына 10 мың жылдай ғана темір мен пайдалы қазбалардың пайдалана бастағанына 4-5 мың жыл өтті. Биосфераның шексіз емес, шар тәріздес екенінің дәлелдегенінен 5 ғасыр, биосфералық өзгертуге техникалық құралдардың пайдалана бастағанына 3-4 ғасырдай, реактивті двигательді игергеніне 40-50 жылдай уақыт, ол биосфераның планетасының көлемін алыстан алақанға салып қарағанда үлкен емес екендігі байқалды. Мұндай құбылысты тек 1958 жылдан бері қарай біле бастады. Бірінші рет жер бетінен ұзап шыққан адамзат баласы бірінші рет Гагарин Космоста «Біздің жеріміз қандай әсем» - деп айқайлады. Әрине алыстан сұлу көрінген жеріміз өз ортасында тым көркем. Бірақ оның алғашқы көркі қайда ығысып барады? Біздің өз қолымыздан өсірген ағаштар мен мал түліктер, тас үйлер мен техникалық алыптары қоршағанда біз бұрынғыдай боламыз ба?

Биосфера ілімінің негізін қалаушы В.И.Вернадский Жер бетіндегі тіршіліктің барлық геологиялық уақыт бірлігіндегі дамуын организмдердің бірлескен өзаралық байланыс жиынтығы деп қарастырған. Тірі организмдер тіршілік жасаудың ұзаққа созылған барлық кезең аралығында экологиялық жүйелермен биосфераны толығымен энергия ағымдарымен және биогендік элементтермен үздіксіз қамтамасыз етіп отырды. Тірі организмдердің қызмет барысында Жердің геологиялық қабаттарында айтарлықтай өзгерістер болып отырды, олар атмосфераның, гидросфераның химиялық құрамының өзгерістері мен топырақтың құнарлы қабатының пайда болуымен айқындалады. Кейінгі жүз жылдықтарда адамзаттың биогеохимиялық тұрғыдан алып қарағандағы, айтарлықтай белсенді деген, биогеохимиялық маңызы организмдердің маңызынан да асып түсіп жатыр. Адамның Жер геосферасына деген ақылой, сана арқылы бағыт алған шаруашылық қызметтеріне байланысты әсер ықпалдары басқа барлық организмдердің әсер ықпалдарынан айтарлықтай айырмашылықта. Сондықтан В.И.Вернадскийдің айтуынша биосфера ноосфераға, яғни адамзаттың ақыл-ой санасы мен қоғам заңдылықтарының әсер ету аймағына орын береді деп санаған. Бірақ, адамның қазіргі кезде ғаламдық биосфеарлық процестерге араласуы ғаламдық экологиялық проблемалардың туындауына себеп болып отыр, яғни болашақта олар биосфераның өзінің ары қарай дамуына шек келтіруі мүмкін. Биосфераның қызметтік заңдылықтарын, оның бүтіндігі мен тұрақтылығын қамтамасыз ететін механизмдерін, биосфераның тірі заттарының қызметтерін және олардың табиғи ортаның физикалық-химиялық параметрлерін өзгертудегі маңызын білу адам мен табиғат арасындағы байланыстарды реттеу үшін қажет.

Жер бетіндегі барлық геологиялық ұзақ көз жетерлік уақыт аралықтарында, алуан-түрлі физикалық-химиялық жерлердің эволюциялық процестері барысында органикалық заттарды қосып алуы барысында, Жер планетасында тіршілік пайда болды. Тірі организмдер немесе В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша тірі заттар өздерінің тіршілік барысында мекен орындарына алуан түрлі әсер-ықпалдарын тигізе отырып Жердің барлық геологиялық қабаттарының физикалық-химиялық қасиеттерін өзгерістерге ұшыратып отырды. Тірі зат жер бетіндегі барлық организмдердің тіршілік құбылыстарының жиынтығы – осы аталған құбылыстардың тіршілік процестеріндегі әсерлеті планетамыздағы сулардың құрамын, атмосфераның құрамын түбегейлі өзгерістерге ұшыратып соңында құрамы жағынан тіршілікке өте маңызды бірегей биокостық зат – топырақ қабатын жасады, Сонымен тірі зат өздерінің бірлескен қызмет барысында өздеріне қажетті тіршілік қабаты биосфераның пайда болуына үлкен ықпалын тигізді. Тірі зат өлі және тірі материяның аралығындағы байланыстарының жоғарғы деңгейін айқындады. Бұл жерде адамзатың да өз үлесі бар, яғни олардың геохимиялық процестерге деген әсері басқа тіршілік иелерінің әсерінен оқшау тұр; біріншіден ол екпінділігі жағынан яғни геологиялық уақыт өткен сайын ұлғая береді, екіншіден адамның қызмет барысындағы ықпалдардың басқа тірі заттарға әсер ету ерекшеліктері. Жалпы өткен 20 ғасыр адамзат қоғамының даму тарихына ғылыми техникалық прогресстің жағымды жетістіктерімен ғана емес, сонымен қатар Адамзаттың түр ретінде боуына, сақталуына үлкен қауіп туғызатын ғаламдық экологиялық проблемалардың туындауы мен де қоса енеді. Бұл жағдай табиғи байлықтарды пайдалануда бір жақтылықты ғана көрсетіп отыр, яғни адамның тіршілік ортасына деген әсері биосфераның табиғи түріндегі қызметтің бұзылуына, яғни ондағы бір-бірімен тығыз байланысқан әртүрлі процестердің аралық тепе-теңдігінің бұзылуына әкеліп соғады. Аталған проблеманың зеректікпен көрсете білген В.И. Вернадский оның ноосфераға өтуінің сөзсіз болатындығын, табиғаттың байлықтарын жан-жақты пайдалану жоспарлы, ғылыми түрінде негізделген бағытпен жүргізілді, бұзылған жерлерді қайта қалпына келтіру мүмкіншіліктері т.б. жақтарын ақыл-ой саналы түрінде жүретіндігін атап көрсеткен. Осы аталған жайларға байланысты көптеген биосфералық проблемаларды шешуге міндетті түрде жоғары білім деңгейінің қажет екендігі сөзсіз.

Тірі заттың жалпы массасы 1,8-2,5*10¹²т (құргаң салмағы) бағаланып, ол биосфера массасының (3*10¹⁸т) тек болмашы бөлігін гана құрайды. Егер тірі затты планета бетімен біртегіс етіп орналастырсақ оның қалыңдығы, бар болғаны 2 см болады.