Каменные орудия неандертальцев были более разнообразны и совершенны. Среди них встречались остроконечники, скребла и рубила. С помощью таких орудий древний человек обеспечивал себя всем необходимым. Неандертальцы умели не только поддерживать, но и добывать огонь. Селились они по берегам рек под естественными навесами или в пещерах. У них формируется речь. Не исключено, что они сделали первые шаги в области искусства и символических обозначений.
Новые люди — кроманьонцы. Возникновение людей современного физического типа произошло относительно недавно, приблизительно 40 тыс. лет назад. Остатки ископаемых людей современного физического типа обнаружены в Европе, Азии, Африке, Австралии. По месту первой находки ископаемые люди современного типа были названы кроманьонцами. Это были высокие, с могучим телосложением люди. В целом по своему физическому строению они почти не отличались от современных людей. Объем мозга 1600 см3, как у современного человека. Сплошной надбровный валик отсутствует. Имеется подбородочный выступ, что свидетельствует о развитой речи. Жили в пещерах, имели наскальную живопись, носили одежду.
Биосфера
СВОЙСТВА БИОСФЕРЫ
Границы биосферы
Биосфера — часть оболочки Земли, населенная живыми организмами. Учение о биосфере разработал русский академик В. И. Вернадский (1863—1945). Он впервые рассмотрел все живые организмы Земли как единый фактор, вовлеченный в круговорот веществ в природе, аккумулирующий солнечную энергию и определяющий геологические процессы Земли.
Биосфера занимает все три оболочки Земли: литосферу, гидросферу, атмосферу и имеет определенные границы. В атмосфере граница биосферы находится на высоте 15—20 км, совпадает с тропосферой и ограничена озоновым экраном.
Гидросфера пронизана жизнью почти полностью. Организмы, населяющие верхний слой гидросферы, называются планктоном, а придонные — бентосом. В литосфере жизнь сосредоточена в основном в ее верхней части на глубине до 80 м. Но некоторые следы жизни обнаружены на глубине до 100 м. Наиболее плотно заселен организмами поверхностный слой земной коры, который составляет почва.
Условия и плотность жизни.
Необходимыми условиями для жизни организмов являются вода, воздух, свет и тепло. Температурный фактор, степень влажности и освещенность определяют распространение жизни на планете.
Вся совокупность живых организмов планеты составляет биомассу Земли. Она равна 2423 • 109 т сухой массы, из которой 97% приходится на растения, а 3% — на животных и микроорганизмы. Вся биомасса представляет собой живое вещество, обладающее способностью расти, размножаться и расселяться по планете. Размножение определяет плотность жизни. Она неодинакова в различных средах и на поверхности Земли. Основная биомасса сосредоточена на континентах — 99,8%.
Биомассу поверхности суши составляют все живые организмы, обитающие в наземно-воздушной среде на поверхности Земли. Причем на долю растительных организмов приходится 99%, а на долю животных и микроорганизмов — лишь 1 %. Самая высокая плотность отмечается на экваторе, а по мере удаления к полюсам она уменьшается.
Биомасса почвы — совокупность живых организмов, обитающих в почве. Наибольшее количество составляют почвенные бактерии (до 500 т/га). В поверхностных слоях распространены зеленые водоросли и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Толща почвы пронизана корнями растений, гифами грибов. Она является средой обитания для многих животных.
Биомасса Мирового океана — совокупность живых организмов гидросферы. Она значительно меньше биомассы суши и составляет примерно 0,13%, причем соотношение растительных и животных организмов прямо противоположно их соотношению на суше. В Мировом океане на долю растений приходится лишь 6,3% , а животные составляют 93,7%. Это связано с тем, что использование солнечной энергии в воде составляет всего 0,04%, тогда как на суше — до 1% .
Состояние атмосферы также связано с жизнедеятельностью живых организмов, наличием кислорода в воздухе, его соотношением с углекислым газом и азотом.
Функции живого вещества.
Живое вещество в биосфере выполняет следующие функции: газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную.
Газовая функция заключается в постоянном газообмене организмов с окружающей средой в процессе дыхания и фотосинтеза. При фотосинтезе растения выделяют кислород, поглощая углекислый газ. А в процессе дыхания кислород идет на окисление органических веществ, при этом выделяется углекислый газ. Кроме того, используются азот, сероводород, вода.
Концентрационная функция проявляется в биогенной миграции атомов, которые сначала концентрируются в живых организмах в процессе синтеза органических веществ, а затем после их отмирания и минерализации переходят вновь в неживую природу. Следствием концентрационной функции живых организмов являются скопления химических соединений в определенных местах земной коры, накопление полезных ископаемых, например известняка, торфа, каменного угля.
Окислительно-восстановительная функция лежит в основе обмена веществом и энергией организма с внешней средой. Она выражается в химических превращениях веществ в процессе жизнедеятельности организмов. Образование веществ в живых организмах есть результат окислительно-восстановительных реакций. В процессе синтеза органических веществ преобладают восстановительные реакции и происходят затраты энергии. А в процессе расщепления и окисления в присутствии кислорода преобладают окислительные реакции и энергия выделяется. Жизнь — это непрекращающийся синтез и распад органических веществ, который объединяет все живые организмы на Земле.
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ
Все живые организмы находятся во взаимосвязи с неживой природой и включаются в непрерывный круговорот веществ и энергии. В результате происходит биогенная миграция атомов. Необходимые для жизни организмов химические элементы переходят из внешней среды в организм. При разложении органических веществ эти элементы вновь возвращаются в окружающую среду.
В атмосфере всегда присутствуют газы: азот — 78% , кислород — 20,9% , углекислый газ — 0,033% и другие газы-примеси, в том числе пары воды. Эти газы преобразуются живым веществом планеты. В процессе фотосинтеза зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Углекислый газ идет на построение органических веществ и через растительные организмы, в виде питательных веществ, переходит в организм животных. Кислород используется всеми живыми организмами в процессе дыхания, для окисления органических веществ, при разложении отмерших остатков организмов. В результате этих процессов образуется углекислый газ, который вновь выделяется в атмосферу. Свободный азот атмосферы поглощается в почве азотфиксирующими бактериями и переводится в доступное для усвоения растениями состояние. Из почвы соединения азота поглощаются растениями для синтеза органических веществ. После отмирания другая группа микроорганизмов освобождает азот и возвращает его в атмосферу.
Таким образом, благодаря сбалансированному круговороту газов состав атмосферы поддерживается на постоянном уровне. Атмосфера имеет биогенное происхождение. В воздушный круговорот включается 98,3% всех веществ.
Большие запасы фосфора находятся в горных породах. При разрушении горных пород фосфор поступает в почву, а оттуда усваивается живыми организмами. Но часть фосфатов растворяется в воде и вымывается в Мировой океан, где оседает на дне в виде отложений.
Вода также втягивается в круговорот. В процессе фотосинтеза она используется для синтеза органических веществ, а при дыхании и разложении органических остатков выделяется в окружающую среду. Кроме того, вода необходима всем живым организмам. В ней растворяютсяминеральные соли и органические вещества, необходимые для усвоения живыми организмами. Через водную среду проходит круговорот натрия, магния, кальция, железа, серы и других элементов, которые в общей сложности составляют 1,7% от общего количества веществ, включаемых в круговорот.
В результате круговорота веществ происходит непрерывное перемещение химических элементов из живых организмов в неживую природу и обратно. Круговорот веществ состоит из двух противоположных процессов, которые связаны с аккумуляцией элементов в живых организмах и минерализацией в результате их разложения. Причем образование живого вещества преобладает на поверхности Земли, а минерализация — в почве и морских глубинах.
Одновременно с миграцией атомов происходит и преобразование энергии. Единственным источником энергии на земле является солнце. Часть тепла расходуется на обогрев земли и испарение воды. И только 0,2% солнечной энергии утилизуется в процессе фотосинтеза. Эта энергия преобразуется в энергию химических связей органических веществ, при расщеплении и окислении которых в процессе питания энергия освобождается и расходуется на процессы жизнедеятельности организмов: рост, движение, размножение, развитие, обогрев тела. Этот процесс незамкнутый, поэтому постоянно необходимо поступление солнечной энергии.
Итак, биосфера представляет собой большую систему, состоящую из разнородных компонентов, связанных между собой процессами преобразования энергии и вещества. Миграция веществ замкнута в циклы, компонентами которых являются тела живой и неживой природы. Цикличность процессов обеспечивает непрерывное существование биосферы.