Эволюция биосферы
Весь процесс эволюции биосферы можно подразделить на следующие основные этапы: 1) образование первичной биосферы с биотическим круговоротом. Этот этап начался более 3 млрд лет назад и закончился в основном в кембрийском периоде палеозойской эры; 2) дальнейшая эволюция биосферы в связи с появлением и развитием многоклеточных организмов. Начался этот этап в кембрийском периоде более 0,5 млрд лет назад и продолжался до появления человека современного физического типа; 3) развитие биосферы в условиях существования человеческого общества. Данный этап эволюции начался 40—50 тыс. лет назад и продолжается в настоящее время.
Первые два этапа эволюции биосферы проходили под действием биологических механизмов эволюции. Поэтому они объединяются вместе в так называемый период биогенеза, т. е. возникновения и развития жизни как таковой. Третий этап называют ноогенезом, что означает развитие под воздействием человеческого сознания и труда. Биосфера, развивающаяся под влиянием человека, получила название ноосферы. В связи с появлением человеческого общества с его разумной трудовой деятельностью ноосфера является закономерным этапом в эволюции биосферы.
Период биогенеза
Биосфера появилась на Земле вместе с первыми живыми организмами. С тех пор параллельно с эволюцией живых организмов изменялась и биосфера. Первыми живыми организмами были анаэробные гетеротрофные одноклеточные. Уже они обеспечивали накопление органических веществ в виде биомассы, питаясь готовыми органическими веществами, образовавшимися абиогенно, и концентрируя их в больших количествах. Этим они открывали возможность дальнейшей эволюции гетеротрофных анаэробных организмов. Однако не везде органические вещества в зарождающейся биосфере находились в больших количествах и были доступны первичным организмам. В результате естественного отбора возникли автотрофные организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества из неорганических. Первые хемосинтезирующие бактерии оставили в биосфере следы своего существования в виде залежей марганцевых и железных руд, бокситов, серы.
Первые фотосинтезирующие бактерии стали усваивать углекислый газ и выделять кислород, в результате чего начал изменяться состав атмосферы. Содержание углекислого газа в ней снижалось, количество кислорода неуклонно росло. В верхних слоях атмосферы кислород образовал озоновый экран, защищающий поверхность Земли от губительного действия космических и ультрафиолетовых лучей Солнца. Наличие свободного кислорода в атмосфере привело к возникновению и развитию на Земле организмов с аэробным типом дыхания, в том числе многоклеточных, а озоновый экран послужил важной предпосылкой выхода живых организмов из водной среды в наземную. Быстрое накопление кислорода в атмосфере способствовало активному размножению и широкому расселению многоклеточных организмов в разные среды, а переход из одной среды обитания в другие, как известно, нередко сопровождается повышением уровня организации живых существ (см. 4.4.1). Высокоорганизованные растения и животные отличаются более высокой энергией жизнедеятельности по сравнению с примитивными организмами. Это выражается в том, что у первых более интенсивный обмен веществ, они более энергично осуществляют биогенную миграцию атомов. В связи с этим они более интенсивно изменяют окружающую среду.
В процессе эволюции биосферы на этапах биогенеза происходили важные изменения: 1) увеличение количества организмов и рост биомассы; 2) повышение уровня организации, сложности строения растений и животных, расширение среды их обитания; 3) усиление биогенной миграции атомов; 4) усиление изменений в биосфере за счет жизнедеятельности организмов.
Если в протерозойской эре жизнь обнаруживалась только в воде, то в палеозойской эре живые организмы заселили и сушу. Мезозойская эра отличается освоением животными воздушного пространства, что связано с дальнейшим повышением уровня их организации. Наиболее высокоорганизованные организмы, заселяющие все среды, характерны для кайнозойской эры.
