Сучасні проблеми природознавства

Вступ.

1. Єдність живої і неживої природи.

2. Традиційна біологія і її методи.

3. Біосфера як глобальна система планети Земля.

Висновки.

Список використаної літератури.

Вступ

Природа ніким не створена, завжди була і буде. Вона перебуває у безперервному русі: рухаються планети і зорі, річки змінюють русла, сніг навесні тане , рослини ростуть і розвиваються. Складовою частиною Природи є живі організми ,а серед них найрозвиненішими вважаються люди. На відміну від інших організмів вона має здатність осмислювати себе і навколишній світ. Людина вносить у природу зміни завдяки своєму розуму і праці. Вона побудувала міста і села фабрики і заводи зорала і засіяла поля винайшла різні машини. Внаслідок такого осмислення виникла і постійно розвивається наука. Перші відомості про Природу виникли в період розквіту культури народів Стародавньої Греції – орієнтовно 2,5 тисяч років тому. В той час знання про навколишній світ були загальними .

Мета наук про природу – відкрити ,вивчити її закони і використати для потреб людини. Науку що об’єднувала всі наявні тоді знання, згодом назвали натурфілософією. У процесі більш глибокого пізнання навколишнього світу та поступового нагромадження нових знань натурфілософія поділилася на окремі науки: фізику, астрономію , біологію та хімію. Всі вони називаються природничими науками.

Найхарактернішою істотною рисою планети Земля є існування на ній життя. Усю сукупність живих організмів та ту частину речовини планети, що перебуває в постійному обміні речовиною і енергією з цими організмами, прийнято називати "сферою життя" або біосферою.

Отже, природні екосистеми не існують ізольовано, а постійно взаємодіють з іншими екосистемами і, в сукупності, вони утворюють глобальну екосистему — біосферу. На рівні біосфери виявляються свої особливості функціонування системи.

1. Єдність живої і неживої природи

Між організмами і середовищем, живою і неживою природою існує єдність, яка полягає в тому, що організми залежать від середовища, а середовище змінюється завдяки життєдіяльності організмів протягом усього історичного розвитку життя. Наслідком життєдіяльності організмів є виникнення атмосфери з вільним киснем і ґрунтового покриву Землі, утворення в минулі епохи вугілля, торфу, нафти і т. ін.

Сумарний хімічний склад живих організмів багато в чому відрізняється від складу атмосфери і літосфери. Він ближчий до хімічного складу гідросфери за абсолютним переважанням атомів водню і кисню, але, на відміну від гідросфери, в організмах відносно велика частка вуглецю, кальцію і азоту. Жива речовина в основному складається з елементів, що є водними і повітряними мігрантами, тобто створюють газоподібні й розчинні сполуки. Заслуговує на увагу та обставина, що 99,9 % маси живих організмів припадає на ті 14 елементів, які переважають і в земній корі, становлячи в ній 98,9 %, хоч і в інших співвідношеннях. Таким чином, життя — це хімічна похідна земної кори. В організмах знайдено майже всі елементи таблиці Менделєєва, тобто вони характеризуються тією ж хімічною структурою, що і нежива природа.

Оскільки матеріали і енергію для обмінних реакцій живі істоти черпають у навколишньому середовищі, вони перетворюють середовище вже тільки тим, що живуть. За характером середовища існування співтовариств живих організмів природні екосистеми поділяють на наземні і водні, серед останніх іноді виокремлюють прісноводні і морські екосистеми. Основні екологічні властивості екосистем істотно залежать від відмінності умов існування (географічних, гідрографних, кліматичних, ґрунтових та ін.). Тому названі види природних екосистем поділяються у свою чергу на різні типи екосистем. У класі наземних екосистем виокремлюють тундрові, тайгові, степові та ін., а прісноводні екосистеми поділяють на озерні, річкові, болотні і т. ін. [2, c. 56-57]

Надзвичайно характерним для біосфери, вважав В.І.Вернадський, є її фізико-хімічна та геометрична різнорідність. Вона складається з живої та неживої речовини які протягом всього геологічного часу різко розділені за своєю ґенезою та будовою. Між неживою і живою речовиною є, однак, зв’язок, що ніколи не переривається, який може бути виражений як неперервний біогенний потік атомів з живої речовини в неживу речовину біосфери і в зворотному напрямку. Цей біогенний потік атомів викликається живою речовиною.

Жива речовина охоплює всю біосферу, вона її створює, але за вагою і об’ємом вона складає невелику її частину. Нежива речовина різко переважає. Жива речовина в середньому складає соті частки відсотка загальної ваги біосфери. Але вона є найбільшою силою в біосфері і визначає всі процеси, що в ній відбуваються, та забезпечує багатоманітність форм її проявів. Про вплив живої речовини на швидкість протікання процесів енергетично-речовинного обміну в біосфері можуть свідчити такі дані: повне відновлення кисню планети живою речовиною відбувається за 5200-5800 років, а вся його маса проходить через живі організми приблизно за 2000 років. Вуглекислий газ атмосфери проходить через живі організми за 300-395 років.

Однак один з головних проявів цієї різнорідності біосфери полягає в тому, що процеси в живій речовині відбуваються принципово інакше, ніж в неживій, якщо їх розглядати з часової точки зору. У живій речовині воші проходять в масштабах історичного часу, а в неживій – геологічного. В ході геологічного часу наростає потужність прояву впливу живої речовини на біосферу, її вилив на неживу речовину.

Важливою відмінністю живої речовини від неживої є наявність у першої процесів еволюційного розвитку, які не спостерігаються у неживих природиіхтіл. Еволюційний процес охоплює не лише окремі види живих організмів, живого в цілому, а й всю біосферу в цілому [2, c. 43].

2. Традиційна біологія і її методи

Біологія — наука про життя й живі об'єкти — традиційно ставиться до комплексу природничих наук і звичайно розглядається в ряді з головними з них — фізикою й хімією. Але навіть при самому поверхневому зіставленні цієї тріади обертають на себе увага деякі особливості біології, що виділяють її з ряду природно наукових дисциплін.

Крім того, біологія — фундамент медицини, що являє собою прикладну галузь біології й, будучи важливим стимулом для фінансування, істотно впливає на структуру біологічних досліджень, сприяючи розвитку насамперед тих напрямків, які найбільшою мірою пов'язані з медициною.

Подвійність традиційної біології найбільше яскраво проявляється в співіснуванні "корпускулярно-генетичного" і "фізіолого-метаболічного" її напрямків.

Прийнято вважати, що розвиток будь-якої природничої науки починається зі спостережень і нагромадження фактів, за якими ідуть теоретичне осмислення й експериментальний аналіз цих фактів і взаємозв'язків між ними. Приміром, фізика досить рано відокремила вивчення конкретних об'єктів (Всесвіт, Земля й т.д.) від дослідження загальних законів існування матерії, давши початок самостійним, хоча й більше приватним наукам — астрономії, космології, геології й т.д. У біології все обстояло інакше. Дотепер поряд із загальною біологією в її надрах існують ботаніка, зоологія, мікробіологія, комплекс наук про людину (включаючи прикладні дисципліни, у тому числі — медицину). Більше того, загальна біологія всього біля напівстоліття назад затвердила себе як самостійна, рівноправна область біології. У зв'язку із цим варто згадати, що ще зовсім недавно шкільних підручників по біології взагалі не існувало — замість них були підручники по її приватних розділах — ботаніці, зоології, анатомії й фізіології людини й горезвісні "Основи дарвінізму" у якості загального біологічного навчання. Все це можна розглядати, з одного боку, як прояв особливої складності й розмаїтості об'єктів вивчення біології, а з іншого боку — як ознака незрілості цієї науки [6, c. 32-33].

3. Біосфера як глобальна система планети Земля

Виникнення живої речовини, і біосфери в цілому, видозмінили кругообіги хімічних речовини на Землі і викликали значні зміни. В той же час, історія планети Земля налічує значну кількість фактів існування процесів, які викликали порушення функціонування екосистем і визначали значні перебудови ходу біосферних процесів. Такі зміни відбувались здавна, ще до появи людини, але саме виникнення людей, їх діяльність, викликала принципово нові зміни в довкіллі. Дедалі ці зміни набувають більш глобального характеру і сьогодні людство розглядається як основний збурювач біосфери. Набули поширення такі терміни як "екологічна криза", "екологічна катастрофа" та інші, які переважно співвідносять із критеріями людини. Наскільки такі категорії можуть бути придатними для характеристики природних змін у біосфері або вони є частиною еволюції? Безумовно, відповіді на такі запитання дати важко, але склалися певні стереотипи щодо визначення екологічних криз минулого.

До поняття "біосфера" (bios — життя, sphairo — куля, сфера) близько підійшов французький біолог Ж.-Б.Ламарк (1802), але сам термін "біосфера" вперше запропонував австрійський геолог Е.Зюсс (1875). Саме він виділив біосферу як окрему оболонку Землі, охоплену життям, хоча не дав визначення цьому поняттю.

Факт появи життя на Землі мав величезне значення. Безумовно, ми не будемо детально розглядати еволюцію Землі й біосфери в цілому, це не є предметом вивчення даної навчальної дисципліни, але окремі факти хотілось би зазначити. Першою грандіозною зміною біосфери, яка мала надзвичайно велике значення для розвитку життя на Землі є, так звана, перша екологічна криза, що датується 2,0-1,7 млрд. років назад. За твердженням В.А.Зубакова, ця екологічна криза середнього протерозою (в ріфеї), що одержала назву ріфейної кризи, стала першим поштовхом до розвитку вищих організмів.

Природний стан довкілля того часу значно відрізнявся від сучасного стану. Суходіл оточувала потужна атмосфера відновлюваного характеру (метан, сульфід Гідрогену, азот, діоксид Карбону), що мала значну густину, в порівнянні із сучасною. На Землі були присутні мілкі моря, а органічний світ представлений, головним чином, різними прокаріотами — доклітинними організмами. Тектонічні та геохімічні зміни, які сприяли формуванню Світового океану (зростання глибини і кількості виділеної із надр Землі води), викликали процеси зв'язування діоксиду Карбону в біогенні карбонатні осади. Внаслідок зменшення вмісту діоксиду Карбону в атмосфері, зменшився парниковий ефект, що викликало пониження температури довкілля до 4-10°С, Виникло перше наземне обледеніння.

Зменшення вмісту діоксиду Карбону сприяло зменшенню потужності і густоти атмосфери, внаслідок чого сонячне випромінювання почало доходити до земної поверхні. Це, в свою чергу, викликало активну діяльність фотосинтезуючих бактерій. Кисень почав накопичуватись в атмосфері та в морях і він виявився отрутою для більшості прокаріот. Внаслідок цього процесу почалась масова загибель прокаріот і їх накопичення в протерозойських відкладах (вугілля, нафта, газ, графіт). Пройшла кардинальна перебудова всього природного стану і поява ядерних (клітинних) організмів — еукаріот.

Таким чином, для протерозойських екосистем зміна стану атмосфери, клімату і поява еукаріот, були екологічною катастрофою, що носила незворотній характер. Але для наступних форм життя, в тому числі і сучасних, ця зміна була необхідною[2, c. 39-40].

В подальшій історії біосфери природний її стан багаторазово змінювався, але ці зміни вже не носили такого кардинального характеру. Це такі явища як обледеніння, наприклад, пермокарбонове, різка зміна флори і фауни, наприклад, вимирання динозаврів в юрі, гірничоутворюючі процеси тощо. Але з виникненням людини, з розвитком людства, зміни в довкіллі набули принципово нового характеру. Взаємодія людини з навколишнім середовищем відбувається в різних формах і з неоднаковою інтенсивністю на різних етапах історичного розвитку людства. В історичному плані виділяють кілька етапів впливу людини на навколишнє середовище:

— вплив людини на довкілля як звичайного біологічного виду;

— зміна довкілля через такі процеси як розорювання земель на значних територіях, вирубування лісів, надмірний випас худоби;

— зміна довкілля через інтенсивне використання природних

ресурсів, в тому числі корисних копалин;

— глобальна зміна всіх екологічних компонентів біосфери.

Видно, що в різні історичні періоди людина по різному впливала на довкілля і це, перед усім, визначалось світоглядом людей, її ставленням до природи та рівнем технічних знарядь праці.

Первісні люди не відокремлювали себе від природи. Люди тієї епохи визнавали велич природи і, окремим природним явищам, надавали людські риси. Це, перед усім, пов'язано з беззахисністю людей перед природними стихіями. В період античності, люди розглядають природу як простір для життя і від природи бралось все необхідне для життєдіяльності людини.

В період Середньовіччя (Європейська частина), спостерігалось аналітичне ставлення людей до природи і її відокремлюють від людини. Крім того, всі природні явища і об'єкти поділяють на корисні та шкідливі, що усугубило вплив на довкілля.

В період Відродження та Реформатства, спостерігається значна кількість наукових відкриттів, перед усім в природничих науках, і ставлення людей до природи виходить з позиції — "Людина — центр Світу". Епоха капіталізму викликала прагматичне ставлення людини до природи, тобто людина повинна брати від природи все необхідне. Природа розглядається як товар, як "кладова" людини[4, c. 106-108].

Висновки

Саме наявність еволюції визначає основні закономірності біосфери:

1. Наростання потенціалу стабільності еволюційного процесу, що виявляється в постійному відновленні структур та функціональних характеристик біосфери (гомеостаз) і збереженні прогресивного спрямування її історичного розвитку (гомеорезис).

2. Каналізований характер органічної еволюції, що виражається в наявності її домінантної направленості, яка виражається принципами заборони (обмеження) на рівні онто- та філогенезу. Врахування цієї закономірності дозволяє описувати динамічні процеси біосфери на основі існуючої традиції строгого кількісного аналізу систем фізико-хімічної природи у відповідності з принципами збереження.

3. Асинхронна структура еволюційного процесу, що проявляється в першу чергу в нерівномірності розповсюдження життя в різних ареалах біосфери. Ця нерівномірність в значній мірі залежить від конкретного співвідношення внутрішніх та зовнішніх факторів детермінації загальної направленості еволюції органічного світу.

Список використаної літератури

1. Білявський Г. Основи екології: Підручник для студентів вищих навчальних закладів/ Георгій Білявський, Ростислав Фурдуй, Ігор Костіков. — К.: Либідь, 2004. – 406 с.

2. Заверуха Н. Основи екології: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів/ Нелі Заверуха, Валентин Серебряков, Юрій Скиба,. — К.: Каравела, 2006. — 365 с.

3. Запольський А. Основи екології: Підручник для студентів техніко-технологічних спеціальностей вищих навчальних закладів/ Анатолій Запольський, Анатолій Салюк,; Ред. К. М. Ситник. — К.: Вища школа, 2003. — 357 с.

4. Корсак К. Основи екології: Навчальний посібник/ Костянтин Корсак, Ольга Плахотнік. — К.: МАУП, 2002. — 294 с.

5. Основи екології: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів/ О. М. Адаменко, Я. В. Коденко, Л. М. Консевич; Ін-т менеджменту та економіки "Галицька академія". — 2-е вид.. — К.: Центр навчальної літератури, 2005. — 314 с.

6. Основи екології та екологічного права: Навчальний посібник/ Юрій Бойчук, Михайло Шульга, Дмитро Цалін, Валерій Дем’яненко,; За ред. Юрія Бойчука, Михайла Шульги,. — Суми: Університетська книга, 2004. — 351 с.

7. Сухарев С. Основи екології та охорони довкілля: Навчальний посібник/ Мін-во освіти і науки України, Ужгородський нац. ун-т. — К.: Центр навчальної літератури, 2006. — 391 с.

8. Царенко О. Основи екології та економіка природокористування: Навч. посібн. для студ. вузів/ Олександр Царенко, Олександр Нєсвєтов, Микола Кадацький,. — 2-е вид., стереотипне. — Суми: Університетська книга, 2004. — 399 с.