Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Любая термодинамическая система реагирует на внешнее воздействие в соответствии с принципом Ле-Шателье - Брауна:
внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия.
Из этого принципа вытекает важное следствие:
если система не может скомпенсировать влияние внешнего воздействия, то она либо разрушается, либо переходит в новое устойчивое состояние.
На биоту и экосистемы более 65 лет назад этот принцип был распространен американским биофизиком и демографом А. Лоткой.
В биосфере принцип Ле-Шателье - Брауна проявляется в эволюции организмов при изменении физико-химических условий в атмосфере, гидросфере и литосфере.На нашей планете неоднократно происходили резкие смены доминирующих форм жизни в результате изменения внешних по отношению к биоте факторов – среды обитания. Рассмотрим это на примере коэволюции биоты и геохимической обстановки биосферы.
Общая тенденция изменения геохимической обстановке в биосфере соответствовала переходу от восстановительных к окислительным условиям (рис. 4).
Рис. 4. Изменение геохимической обстановки за время существования биосферы
В истории Земли выделяют несколько этапов, каждому из которых соответствовала определенная геохимическая обстановка и доминирующие формы жизни:
– безжизненная Земля(азой);
– зарождение жизни (эозой);
– древняя жизнь (археозой):
– ранняя жизнь (протерозой):
– современная жизнь (фанерозой).
Этап безжизненной Земли –господство гидридной формы водорода (Н–).В этот период идут процессы, подготовившие условия для возникновения жизни.
1. Образуется вода и свободный азот
SiH4 + 2NO2 = SiO2 + 2H2O + N2.
2. Образуются амины, необходимые для синтеза белков
SiH4 + NO2 = SiO2 + NH2 + H2.
3. Образуются углеводы и другие органические соединения
SiH4 + 2CO2 = CН2O + H2O + SiO2 + C (СН2О – условная формула углеводов).
Эра зарождения жизни – это время образования устойчивых органических молекул, способных к усложнению и воспроизводству. Идет накопление аминокислот, формальдегида, воды и пр.
Эра древней жизни – восстановительная обстановка сохраняется. Появляются простейшие организмы (прокариоты), которые используют накопленное ранее органическое вещество. Постепенно разнообразие организмов увеличивается. Появляются бактерии способные синтезировать органическое вещество из минеральных соединений. Такие организмы могли участвовать в осаждении Fe и Si из морских вод и формирование джеспилитов (железистых кварцитов). Так, процесс синтеза глюкозы железобактериям мог происходить по схеме
2FeO + H2O = Fe2O3 + H2 и далее 6СО2 + 12Н2 = 6СН2О + 6Н2О.
Позднее появляются бактерии, которые синтезируют органическое вещество, используя углекислый газ и воду, который сопровождается образованием свободного кислорода
СО2 + Н2О = Н2О + О2.
Атмосфера и гидросфера начинают обогащаться кислородом.
Эра ранней жизни. Постепенно происходит изменение геохимической обстановки. Она становится окислительной. Становится возможным существование организмов (эукариот), в основе жизненного цикла которых лежит дыхание кислородом. Эукариот отличает интенсивный обмен веществ, что является предпосылкой для появления многоклеточных форм жизни. Вмесите с тем, кислород опасен для простейших и они вытесняются в экологические ниши с экстремальными условиями.
Процессы вулканизма становятся менее интенсивными, расход кислорода на окисление горных пород и газов уменьшается, и концентрация его в атмосфере начинает возрастать быстрее.
Эра современной жизни. Накопление кислорода приводит к образованию в атмосфере озонового слоя, который экранирует поверхность Земли от ультрафиолетового излучения, губительного для многих организмов. Жизнь выходит на сушу. Появляются растения.
Дата публикования: 2014-11-18; Прочитано: 1720 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!