Первичная атмосфера не содержала свободного кислорода, поскольку его не содержали те газы, которые выбрасывались при извержении вулканов. Таким образом, свободный кислород, а значит, и химический состав современной атмосферы являются результатом жизнедеятельности первичного живого вещества.
Началом жизни на Земле принято считать появление нуклеиновых кислот, способных к воспроизводству белков. Переход от сложных органических веществ к простым живым организмам наукой пока не установлен. Сегодня уже не вызывает сомнений, что В.И. Вернадский, предположивший, что жизнь сразу возникла в виде примитивной биосферы, был прав - потому, что только разнообразие видов живых организмов могло обеспечить выполнение всех функций живого вещества в биосфере.
Совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят вода (гидросфера), верхняя часть земной коры (литосфера) и нижняя часть атмосферы составляет биосферу.
Два главных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания — непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя целостную динамическую систему. Биосфера как глобальная суперсистема в свою очередь состоит из рада подсистем.
Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в разные системы (сообщества), например, в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем так называемые биоценозы — совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде обитания.
Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углублению дифференциации внутри биосферы. В совокупности с окружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и анергией, биоценозы образуют новые систем — биогеоценозы, или, как их еще называют, экосистемы. Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т. д. Экосистема представляет собой естественную модель биосферы в миниатюре.
Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образуют суперсистему — биосферу.
Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И. Вернадский. В отличие от предшествующих исследователей природы В.И. Вернадский не ограничивал понятие биосферы только совокупностью всех живых организмов планеты. В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни.
Организмы берут из окружающей среды химические элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в ту же самую среду.
В живом организме преобладают 6 элементов: С, Н, О, N, P, S - на которые приходится 97,4 % массы организма. Эти элементы называются органогенами.
По своему содержанию в живом организме химические элементы разделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся С, Н, О, N, P, S, K, Na, Ca, Mg, Cl, на долю которых приходится более 99 % массы живого вещества. К микроэлементам относят I, Fe, Mo, Cu, Co, Zn и др. (менее 1 % массы).
Макроэлементы сконцентрированы, как правило, в одном типе живого организма (соединительные ткани, мышцы, кровь), они составляют пластический материал основных несущих тканей, обеспечивают свойства внутренней среды организма в целом: поддерживают определенное значение рН, осмотическое давление, сохраняют в нужных пределах кислотно-основное равновесие. Их содержание в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма.
Микроэлементы неравномерно распределены между тканями и часто обладают сродством к определенному типу тканей и органов. Так цинк содержится в поджелудочной железе, молибден - в почках, йод - в щитовидной железе. Незначительные отклонения содержания микроэлементов от нормы вызывают тяжелые заболевания. Например, снижение содержания цинка в плазме крови - обязательное следствие инфаркта миокарда.
Тем самым и жизнь, и косное вещество находятся в непрерывном тесном взаимодействии, в круговороте химических элементов.
Окружающая среда включает в себя, помимо поверхности Земли и ее недр, часть Солнечной системы, которая попадает или может попасть в сферу деятельности человека. В структуре окружающей среды выделяют две важнейшие составляющие: естественную и искусственную среды обитания.
Естественная среда обитания включает в себя неживую и живую части природы — геосферу и биосферу. Она существует и развивается без вмешательства человека, естественным образом.
Человек перестал бы быть разумным существом, если бы не смог создать нечто свое, искусственное, чего не было до сих пор в природе. В результате им была создана искусственная среда обитания — все то, что специально сделано человеком: разнообразие предметов материальной и духовной культуры, преобразованные ландшафты, а также выведенные в результате селекции и одомашнивания растения и животные.
Огромное влияние человека на природу и масштабные последствия его деятельности послужили основой для создания учения о ноосфере (сфере разума). Под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором.
В учении о ноосфере В.И. Вернадского живое вещество преобразует верхнюю оболочку Земли. Постепенно вмешательство человека все увеличивается, поэтому человек несет прямую ответственность за эволюцию планеты. Понимание человеком данного тезиса необходимо и для его собственного выживания. Стихийность же развития сделает биосферу непригодной для обитания людей. В связи с этим человеку следует соизмерять свои потребности с возможностями биосферы. Постепенно биосфера преобразуется в ноосферу, где ее развитие приобретает направляемый характер.
9.2 Взаимосвязь космоса и живой природы
Благодаря взаимосвязи всего существующего космос оказывает активное влияние на самые различные процессы жизни на Земле. В.И. Вернадский, говоря о факторах, влияющих на развитие биосферы, указывал среди прочих и космическое влияние. Так, он подчеркивал, что без космических светил, в частности без Солнца, жизнь на Земле не могла бы существовать.
Ученые давно обратили внимание на проявления активности Солнца (пятна, факелы на его поверхности и др.). Эта активность в свою очередь оказалась связанной с электромагнитными и другими колебаниями мирового пространства. В 1915 году A.JI.Чижевский, проведя многочисленные научные исследования по астрономии, биологии и истории, пришел к выводу об очень значительном влиянии Солнца и его активности на биологические и социальные процессы на Земле. Смысл его концепции, основанной на богатом фактическом материале, состоял в доказательстве существования космических ритмов и зависимости биологической и общественной жизни на Земле от пульса космоса. Лишь через много лет высказанные A.JI.Чижевским мысли и выводы о влиянии Солнца на земные процессы были подтверждены на практике. Многочисленные наблюдения показали неоспоримую зависимость массовых всплесков нервно-психических и сердечно-сосудистых заболеваний у людей при периодических циклах активности Солнца. Прогнозы так называемых "неблагоприятных дней" для здоровья — обычное дело в наши дни.
Особое место занимает утверждение Чижевского о том, что Солнце существенно влияет не только на биологические, но и социальные процессы на Земле. Социальные конфликты (войны, бунты, революции), по убеждению AJI. Чижевского, во многом предопределяются поведением и активностью нашего светила. По его подсчетам, во время минимальной солнечной активности происходит минимум массовых активных социальных проявлений в обществе (примерно 5%). Во время же пика активности Солнца их число достигает 60%.
Весьма оригинальными были космические идеи первого представителя русского космизма Н.Ф. Федорова. По мнению Н.Ф. Федорова, наука поможет человеку продлить его жизнь, а в перспективе сделать бессмертным. Расселение людей на другие планеты из-за большого скопления станет необходимой реальностью. В середине XIX в. он предлагал свой вариант перемещения людей в космическом пространстве.
Идеи Н.Ф. Федорова о расселении людей на другие планеты развивал гениальный ученый в области ракетостроения К.Э. Циолковский. Ему принадлежит также ряд оригинальных философских идей. Жизнь, по Циолковскому, вечна. "Мы всегда жили и всегда будем жить, но каждый раз в новой форме и, разумеется, без памяти о прошлом...". В этом мыслитель весьма близок к индусским учениям о переселении душ, а также к Демокриту. Ученый полагал, что жизнь и разум на Земле не являются единственными во Вселенной. Не имеющее границ космическое пространство населено разумными существами различного уровня развития. Есть планеты, которые по развитию разума и могущества достигли высшей степени и опередили другие. Эти "совершенные" планеты, пройдя все муки эволюции и зная свое печальное прошедшее и былое несовершенство, обладают моральным правом регулировать жизнь на других, примитивных пока планетах. Циолковский полагал, что Земле во Вселенной принадлежит особая роль. Земля относится к более поздним планетам, “подающим надежду”. Лишь небольшому числу таких планет будет дано право на самостоятельное развитие, в том числе и Земле. В ходе эволюции со временем будет образован союз всех разумных высших существ космоса.
9.3 Экологические проблемы и их решения
История совместного существования человека и природы представляет собой единство двух тенденций. Во-первых, с развитием общества расширяется господство человека над природой; во-вторых, постоянно углубляются противоречия между ними.
Природа, несмотря на все бесчисленное многообразие своих составных частей, есть единое целое. Именно поэтому воздействие человека на отдельные части нарушает равновесие в природе.