Все высшие животные относятся к теплокровным видам, то есть их живые ткани имеют способность вырабатывать внутри своего организма тепло. Теплокровным животным и человеку дан природой механизм, который поддерживает температуру его тела точно на уровне + 36,6 градусов по Цельсию. Необходимо подчеркнуть, что все животные, существовавшие 70 миллионов лет тому назад, такого механизма самонагревания тела ещё не имели. В то время на поверхности планеты не было места холоднее + 40 ? С и была необходимость в отдаче тепла, а не в его выработке внутри организма. Но когда на поверхности планеты климат повсеместно стал холоднее + 20 ? С (40 миллионов лет назад) возникла жизненная необходимость в защитном теплогенерирующем механизме. Если в организме животного не образовывался механизм тепловыделения, то этот вид обязательно исчезнет, вымрет. Современная биология пока не может ответить на вопрос: «Почему теплокровные животные и человек имеют одинаковую температуру тела, равную + 36,6 ? С?». Можно предположить, что температура в + 36,6 градусов является оптимальной для внутриклеточных биохимических реакций. Именно при этой температуре реакции обмена протекают наиболее интенсивно. При охлаждении организма животного и человека ниже + 35 градусов происходит резкое замедление обменных процессов, а дальнейшее охлаждение приводит к смерти. При разогревании человеческого тела выше + 42 градусов обмен веществ становится чрезмерным, и через некоторое время перегрев организма также приводит к смерти.
Возникает следующий закономерный вопрос: «Почему для всех биохимических реакций внутри клеток животного и человека оптимальной температурой является + 36,6 градусов по Цельсию?». К большему сожалению, на этот вопрос современная медицина ответить не может. По этой проблеме автор имеет две собственных гипотезы. Первая гипотеза. Возможно потому, что при температуре плюс 36,6 ? С вода приобретает свойства самой «удобной» среды для перемещения внутри себя органических молекул. При температуре ниже + 35 ? С вода слишком «густая и плотная», и от этого она медленно проводит молекулы от одного конца клетки к другому, а при температуре выше + 37 ? С вода становится слишком разряжённой, и от этого очень быстро проходят биохимические реакции внутри клетки. Вторая гипотеза. На протяжении 500 миллионов лет температура окружающей среды на поверхности Земли находилась в интервале от + 30 до + 43,2 градусов. Среднеарифметическое значение температурного режима составляет + 36,6 ? С. Поэтому организм животных и его биохимическая система обмена «привыкли» к такой температуре тела, и далее организм научился сохранять ее внутри себя при теплогенерации. Когда атмосфера и поверхность Земли остыла до минусовых температур, организмы животных и предков человека выработали способ для «подогрева» своего тела на уровне температуры, привычной для своей «биохимической фабрики», которая соответствует + 36,6 ?.
Отсутствие механизма выработки тепла организмом явилось главной причиной вымирания динозавров. Причина вымирания этих необычайно крупных представителей животного мира является отсутствие в их организмах механизма эндогенной выработки тепла. Огромные травоядные и хищные динозавры возникли 400 миллионов лет назад во время очень благоприятной климатической эпохи, когда атмосфера и поверхность планеты были разогреты до плюс 40 - 60 градусов по Цельсию. Организм, чтобы выжить в окружающей теплой среде, развивал внутри себя мощные процессы охлаждения тела через испарение воды с поверхности кожи. Животные эпохи динозавров были гладкокожие как современные киты, дельфины, крокодилы, лягушки, змеи. Естественно, у динозавров отсутствовал процесс генерации тепла, но присутствовал процесс интенсивного охлаждения при помощи потоотделения и испарения с кожной поверхности воды. Около 70 миллионов лет назад началось быстрое похолодание. Выжили те животные, которые начали вырабатывать внутреннее (эндогенное) тепло. Очень незначительное количество динозавров (1%) начали вырабатывать эндогенное тепло, и они продолжили свою эволюцию. Остальные рептилии (99%) вымерли, потому что не адаптировались к глобальному климатическому изменению - к холоду.
Во-вторых, все высшие животные хорошо приспособились к существованию в условиях холодного климата, так как имеют естественные способы утепления организма: их кожа покрыта шерстью, перьями, значительно утолщена их подкожная клетчатка (жировое утепление организма). Шерсть является прекрасным теплоизоляционным материалом. Благодаря ей выжили «в окружении» низких температур медведи, тигры, львы, кошки, собаки, волки, белки, овцы, крысы, мыши и другие. В далеком прошлом (100 миллионов лет назад) предки этих животных были гладкокожие. «Надеть шубы» их заставил холод. Перья являются самым удобным видом естественного утепляющего материала для птиц. До эры похолодания птицы имели крылья в виде тонких кожных перепонок. Холод заставил птиц «окутаться в перья». Необходимо подчеркнуть, что перья нисколько не улучшают, а только ухудшают аэродинамические свойства птиц. Но птицы вынуждены были «пойти» на утяжеление своего веса, чтобы бороться с условиями холодной среды обитания. Многие морские животные (моржи, тюлени, котики и т. д.) утепляют организм благодаря толстому слою подкожного жира. Предки этих животных в эру теплого климата таких анатомических образований не имели.
В-третьих, многие животные накапливают питательные вещества летом, увеличивают свой вес, а зимой, когда нечего кушать, переваривают свои внутренние запасы и худеют. Так делают медведи, утки, рыбы и другие животные.
В-четвертых, некоторые животные все холодное время года проводят в спячке. Так делают медведи, мыши, сурки и другие. Предварительно такие животные проводят определенные подготовительные мероприятия: роют берлогу или нору, натаскивают туда теплой травы и хвороста, набирают вес в теплые летние месяцы и так далее. Белки и мыши даже запасают продукты питания на зиму (сушат грибы, ягоды, зерна), пчелы заготавливают мед, муравьи накапливают в муравейнике насекомых и сухую траву. Животное спит на протяжении всей холодной половины года, так как в случае бодрствования оно обязательно погибло бы от холода и голода. С наступлением весны животное просыпается и начинает активный образ жизни.
В-пятых, многие животные ежегодно покидают холодные районы. Так, например, делают перелетные птицы: гуси, лебеди, журавли, аисты, утки и так далее. Необходимо напомнить, что птицы точно ориентируются во время полета по магнитному полю Земли.
В-шестых, спасаясь от холодного климата, некоторые животные поменяли среду обитания с наземной на водную. Такой вид борьбы за выживание выбрали те из них, которые жили на "островных" территориях на южном и северном полюсе: в Антарктиде, Гренландии, на острове Шпицберген и так далее. Эти участки суши окружены со всех сторон морями и океанами. Около 70 миллионов лет назад на этих территориях было тепло, росли тропические леса, жило большое количество разнообразных животных. Но климат постепенно становился очень холодным. Все животные на этих полюсных территориях вымерли, кроме тех, которые изменили свою среду обитания с наземной на морскую, и птиц, которые могли перелететь на другой континент. Спасаясь от холодов, который начал себя проявлять в Арктике и Антарктике 3 миллиона лет назад, доисторические крупные травоядные животные приспосабливались к морской жизни, и позже от них произошли киты, касатки и пингвины. Северные холодные земли «создали» таких морских животных, как морж, тюлень, котики, морская корова, белый медведь и так далее. Если бы эти животные не приспосабливались к морской жизни, они бы обязательно погибли.
В-седьмых, гоминиды, существовавшие на островных территориях Арктиды, использовали разумную трудовую деятельность в борьбе за выживание. Когда на полюсах Земли был теплый климат, гоминиды, как и все остальные животные, свободно пользовались теми дарами природы, которые давала им благодатная земля. Последующее охлаждение климата на полюсах вызвало интенсивное вымирание растений и животных. Покинуть район биологической катастрофы гоминиды не могли, так как территория Арктиды была поделена на крупные острова, которые омывались со всех сторон водами Северного Ледовитого океана. Поэтому гоминиды избрали Разум как средство борьбы с тяжелыми условиями жизни. В целях борьбы с холодом они стали одеваться в одежды, сшитые из шкур животных, грелись около огня, строили примитивные жилища в виде землянок с деревянным каркасом и шатров из шкур животных. Для борьбы с голодом стали применять коллективный способ охоты, совершенствовали орудия охоты (топор, копье, лук со стрелами) и рыболовства (гарпун, сети), начали заниматься «сельским хозяйством». Однако, несмотря на эти приспособительные мероприятия, дальнейшее проживание первобытных людей на островных территориях около северного полюса привело бы их к неминуемой гибели, так как в настоящее время эти земли полностью лишились растительного мира, и представляют собой безжизненные снежно-ледяные пустыни. Разум вторично помог выжить человеку в создавшейся ситуации. Первобытные люди осознали, что для спасения надо построить из оставшихся на островах деревьев лодки и плоты, и переплыть на благодатные земли континентальной суши. На новых местах обитания они встретились с прекрасными условиями жизни, поэтому быстро увеличили свою численность и расселились по всей поверхности земного шара. Сделаем краткий вывод из сказанного. В неблагоприятных климатических условиях жажда жизни наших далеких предков трансформировалась в примитивный интеллект. Объективная реальность поставила обезьян перед выбором: умереть или поумнеть. Наши предки выбрали Разум как средство для выживания, и мы должны быть им благодарны за свое существование. Интересно отметить, что те гоминиды, которые возникли и развивались в теплых местах континентальной суши (Европе, Азии, Африке и т. д.), так никогда и не смогли стать Разумными Существами. Они не поумнели, так как не пережили процесс длительного пребывания на огромном острове с холодным климатом. Их интеллект остался на уровне дикого животного, и наблюдения за реликтовыми гоминидами подтверждают это мнение.
§ 57. Законы эволюционных изменений биомассы планеты.
Одним из главных общебиологических показателей является масса биосферы, или биомасса. Биомасса - это общая масса всех видов живого (растений и животных) на Земле в определенный момент времени. На нашей планете биомасса состоит из трех главных видов: растения или флора (99,75% массы биосферы), животные или фауна (0,25%) и микроорганизмы (10 -6 %). Растительные организмы осуществляют в своих клетках биохимические реакции в виде синтеза из простейших неорганических молекул (углекислого газа, воды, азота, окиси серы, окиси железа и других) высокомолекулярных органических веществ в виде белков, жиров, углеводов, РНК, ДНК и других. Животные организмы осуществляют совершенно противоположные биохимические реакции в виде распада высокомолекулярных органических веществ растений и животных (белков, жиров, углеводов, РНК, ДНК и других) на простейшие молекулы. Реакции в виде горения происходят внутри животных клеток, где осуществляется соединение органических веществ с атмосферным кислородом (достающемуся животному при дыхании). Конечными продуктами, которые животная клетка выбрасывает как «фекалии», являются простейшие неорганические молекулы (углекислый газ, вода, азот, окись серы, окись железа, простейшие органические соединения - мочевина и другие). Биомасса на Земле изменяется в процессе эволюции. Она сначала медленно возрастала на протяжении 3340 миллионов лет, а потом стала сравнительно быстро уменьшаться на протяжении 263 миллионов лет. Для точной ориентации в эрах и периодах приводится таблица 8, где длительность периодов указана в миллионах лет. Рисунок 26 отражает этапы изменения массы биосферы.
Таблица 8. Палеонтологическая таблица и биомасса Земли.
Эон, миллионы лет Эра, миллионы лет Период, миллионы лет Биомасса планеты Земля
Фанерозойский эон, 570 Кайнозойская, 67 Антропогеновый, 3 Неогеновый, 25 Палеогеновый, 41 10 14 килограмм 10 15 10 17
Мезозойская, 169 Меловой, 66 Юрский , 53 Триасовый, 50 10 18 10 19 10 20
Палеозойская, 335 Пермский, 45 Каменноугольный, 65 Девонский, 55 Силурийский, 35 Ордовикский, 65 Кембрийский, 80 10 20 10 19 10 17 10 16 10 15 10 14
Протерозойский эон, 2000 10 13
Архейский эон, 1000 10 7 килограмм
Рисунок 26. Изменение растительной и животной биомассы Земли на протяжении 5 миллиардов лет существования планеты.
Современную биомассу ученые оценивают в 1014 кг (В. И. Вернадский), что составляет в 10 миллионов раз меньшую массу, чем «теоретически максимальная» масса биосферы Земли. Можно выделить следующие эволюционные стадии количественного изменения биомассы.
1. Безжизненная горячая Земля. Стадия длилась от возникновения планеты в течение 1500 миллионов лет до начала архейского эона.
2. Медленное увеличение биомассы Земли. Длительность 3000 миллионов лет; время архейского, протерозойского эонов. Жизнь возникла, и начала медленно увеличивать свою биомассу до 1013 - 1015 кг к концу протерозоя, живые организмы содержались исключительно в морях и океанах. Несмотря на изобилие углекислого газа в атмосфере (80%) повсеместная теплота поверхности континентов планеты (в среднем около + 250 ° С) не давало возможности распространению растений по суши. Растения существовали только в океанах.
3. Быстрое увеличение биомассы происходило в течение палеозойской эры (на протяжении 335 миллионов лет). Растительно-животный мир вышел из океанов и распространился по континентам. Изобилие углекислого газа в атмосфере (20 - 65%) и повсеместная теплота поверхности планеты (в среднем около + 50 ° С) привели к сверхвысокому насыщению растительной жизнью океанов и континентов. В конце этой стадии, в каменноугольном и пермском периодах, из растительности образовались самые мощные пласты органического ископаемого - каменного угля. Жизнедеятельность растений привела к увеличению количества кислорода в атмосфере Земли с 5% в Протерозойскую эру до 21% в Кайнозойскую. Животным кислород нужен для дыхания. Это способствовало резкому увеличению биомассы животного мира, так как животные дышат кислородом. Триасовый и юрский периоды этой эры можно назвать «золотым веком» животного царства. Континенты и океаны в то время заполняли самые крупные животные - динозавры. Это были травоядные и хищные звери, масса одного экземпляра достигала десятков тонн. Можно предположить, что по отношению к растительной массе животные занимали в то время около 1%, что составляет 1018 кг. Если современная масса животных определяется цифрой 2,5 ·1013 кг, то в юрский период она была в 4000 раз выше. Однако основную массу биосферы (99%) составляли растения. Наивысшая масса биосферы приходится на 5 периодов: два последних периода палеозойской эры (каменноугольный и пермский) и три периода мезозойской эры (триасовый, юрский и меловой). В эти периоды возникает максимальная масса растительного мира на Земле в количестве 1020 кг, что в миллион раз выше современной массы биосферы. Современную биомассу В. И. Вернадский оценивал массой в 1014 кг.
4. Медленное уменьшение биомассы. Происходило в мезозойскую эру (длительность 169 миллионов лет). При сверхбольшом количестве растительной массы началось глобальное и интенсивное поглощение углекислого газа из атмосферы. Процентное содержание углекислого газа медленно понижалось. Хотя атмосфера постоянно пополнялась им от десятков тысяч вулканов, но вулканическая деятельность медленно затихала. В Кайнозойскую эру (началась 70 миллионов лет назад) снизилось процентное содержание углекислого газа в атмосфере до 1 - 3%, охлаждение поверхности планеты и атмосферы достигло ниже 30? С. Поэтому растительная биомасса начала медленно сокращаться. К концу мезозоя ее масса уменьшилась в 3 - 5 раз и равнялась 5 ·10 19 кг.
5. Быстрое уменьшение биомассы. Эта стадия уже длится на протяжении всей Кайнозойской эры (в течение 70 миллионов лет) и закончится полным исчезновением жизни на Земле приблизительно через 30 миллионов лет; общая длительность стадии 100 миллионов лет. Причина очень быстрого вымирания растений и животных в кайнозойскую эру состоит в катастрофическом уменьшении углекислого газа до 0,03% и в значительном похолодании атмосферы у поверхности Земли. Вулканическая деятельность почти затихла и не добавляет углекислого газа в атмосферу. Северный и южный полюса окружаются холодными зонами льдов и снегов, где почти нет растительно-животного мира. Через миллион лет процентный состав углекислого газа в атмосфере еще больше уменьшится, а планета станет значительно холоднее.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144
Возникает следующий закономерный вопрос: «Почему для всех биохимических реакций внутри клеток животного и человека оптимальной температурой является + 36,6 градусов по Цельсию?». К большему сожалению, на этот вопрос современная медицина ответить не может. По этой проблеме автор имеет две собственных гипотезы. Первая гипотеза. Возможно потому, что при температуре плюс 36,6 ? С вода приобретает свойства самой «удобной» среды для перемещения внутри себя органических молекул. При температуре ниже + 35 ? С вода слишком «густая и плотная», и от этого она медленно проводит молекулы от одного конца клетки к другому, а при температуре выше + 37 ? С вода становится слишком разряжённой, и от этого очень быстро проходят биохимические реакции внутри клетки. Вторая гипотеза. На протяжении 500 миллионов лет температура окружающей среды на поверхности Земли находилась в интервале от + 30 до + 43,2 градусов. Среднеарифметическое значение температурного режима составляет + 36,6 ? С. Поэтому организм животных и его биохимическая система обмена «привыкли» к такой температуре тела, и далее организм научился сохранять ее внутри себя при теплогенерации. Когда атмосфера и поверхность Земли остыла до минусовых температур, организмы животных и предков человека выработали способ для «подогрева» своего тела на уровне температуры, привычной для своей «биохимической фабрики», которая соответствует + 36,6 ?.
Отсутствие механизма выработки тепла организмом явилось главной причиной вымирания динозавров. Причина вымирания этих необычайно крупных представителей животного мира является отсутствие в их организмах механизма эндогенной выработки тепла. Огромные травоядные и хищные динозавры возникли 400 миллионов лет назад во время очень благоприятной климатической эпохи, когда атмосфера и поверхность планеты были разогреты до плюс 40 - 60 градусов по Цельсию. Организм, чтобы выжить в окружающей теплой среде, развивал внутри себя мощные процессы охлаждения тела через испарение воды с поверхности кожи. Животные эпохи динозавров были гладкокожие как современные киты, дельфины, крокодилы, лягушки, змеи. Естественно, у динозавров отсутствовал процесс генерации тепла, но присутствовал процесс интенсивного охлаждения при помощи потоотделения и испарения с кожной поверхности воды. Около 70 миллионов лет назад началось быстрое похолодание. Выжили те животные, которые начали вырабатывать внутреннее (эндогенное) тепло. Очень незначительное количество динозавров (1%) начали вырабатывать эндогенное тепло, и они продолжили свою эволюцию. Остальные рептилии (99%) вымерли, потому что не адаптировались к глобальному климатическому изменению - к холоду.
Во-вторых, все высшие животные хорошо приспособились к существованию в условиях холодного климата, так как имеют естественные способы утепления организма: их кожа покрыта шерстью, перьями, значительно утолщена их подкожная клетчатка (жировое утепление организма). Шерсть является прекрасным теплоизоляционным материалом. Благодаря ей выжили «в окружении» низких температур медведи, тигры, львы, кошки, собаки, волки, белки, овцы, крысы, мыши и другие. В далеком прошлом (100 миллионов лет назад) предки этих животных были гладкокожие. «Надеть шубы» их заставил холод. Перья являются самым удобным видом естественного утепляющего материала для птиц. До эры похолодания птицы имели крылья в виде тонких кожных перепонок. Холод заставил птиц «окутаться в перья». Необходимо подчеркнуть, что перья нисколько не улучшают, а только ухудшают аэродинамические свойства птиц. Но птицы вынуждены были «пойти» на утяжеление своего веса, чтобы бороться с условиями холодной среды обитания. Многие морские животные (моржи, тюлени, котики и т. д.) утепляют организм благодаря толстому слою подкожного жира. Предки этих животных в эру теплого климата таких анатомических образований не имели.
В-третьих, многие животные накапливают питательные вещества летом, увеличивают свой вес, а зимой, когда нечего кушать, переваривают свои внутренние запасы и худеют. Так делают медведи, утки, рыбы и другие животные.
В-четвертых, некоторые животные все холодное время года проводят в спячке. Так делают медведи, мыши, сурки и другие. Предварительно такие животные проводят определенные подготовительные мероприятия: роют берлогу или нору, натаскивают туда теплой травы и хвороста, набирают вес в теплые летние месяцы и так далее. Белки и мыши даже запасают продукты питания на зиму (сушат грибы, ягоды, зерна), пчелы заготавливают мед, муравьи накапливают в муравейнике насекомых и сухую траву. Животное спит на протяжении всей холодной половины года, так как в случае бодрствования оно обязательно погибло бы от холода и голода. С наступлением весны животное просыпается и начинает активный образ жизни.
В-пятых, многие животные ежегодно покидают холодные районы. Так, например, делают перелетные птицы: гуси, лебеди, журавли, аисты, утки и так далее. Необходимо напомнить, что птицы точно ориентируются во время полета по магнитному полю Земли.
В-шестых, спасаясь от холодного климата, некоторые животные поменяли среду обитания с наземной на водную. Такой вид борьбы за выживание выбрали те из них, которые жили на "островных" территориях на южном и северном полюсе: в Антарктиде, Гренландии, на острове Шпицберген и так далее. Эти участки суши окружены со всех сторон морями и океанами. Около 70 миллионов лет назад на этих территориях было тепло, росли тропические леса, жило большое количество разнообразных животных. Но климат постепенно становился очень холодным. Все животные на этих полюсных территориях вымерли, кроме тех, которые изменили свою среду обитания с наземной на морскую, и птиц, которые могли перелететь на другой континент. Спасаясь от холодов, который начал себя проявлять в Арктике и Антарктике 3 миллиона лет назад, доисторические крупные травоядные животные приспосабливались к морской жизни, и позже от них произошли киты, касатки и пингвины. Северные холодные земли «создали» таких морских животных, как морж, тюлень, котики, морская корова, белый медведь и так далее. Если бы эти животные не приспосабливались к морской жизни, они бы обязательно погибли.
В-седьмых, гоминиды, существовавшие на островных территориях Арктиды, использовали разумную трудовую деятельность в борьбе за выживание. Когда на полюсах Земли был теплый климат, гоминиды, как и все остальные животные, свободно пользовались теми дарами природы, которые давала им благодатная земля. Последующее охлаждение климата на полюсах вызвало интенсивное вымирание растений и животных. Покинуть район биологической катастрофы гоминиды не могли, так как территория Арктиды была поделена на крупные острова, которые омывались со всех сторон водами Северного Ледовитого океана. Поэтому гоминиды избрали Разум как средство борьбы с тяжелыми условиями жизни. В целях борьбы с холодом они стали одеваться в одежды, сшитые из шкур животных, грелись около огня, строили примитивные жилища в виде землянок с деревянным каркасом и шатров из шкур животных. Для борьбы с голодом стали применять коллективный способ охоты, совершенствовали орудия охоты (топор, копье, лук со стрелами) и рыболовства (гарпун, сети), начали заниматься «сельским хозяйством». Однако, несмотря на эти приспособительные мероприятия, дальнейшее проживание первобытных людей на островных территориях около северного полюса привело бы их к неминуемой гибели, так как в настоящее время эти земли полностью лишились растительного мира, и представляют собой безжизненные снежно-ледяные пустыни. Разум вторично помог выжить человеку в создавшейся ситуации. Первобытные люди осознали, что для спасения надо построить из оставшихся на островах деревьев лодки и плоты, и переплыть на благодатные земли континентальной суши. На новых местах обитания они встретились с прекрасными условиями жизни, поэтому быстро увеличили свою численность и расселились по всей поверхности земного шара. Сделаем краткий вывод из сказанного. В неблагоприятных климатических условиях жажда жизни наших далеких предков трансформировалась в примитивный интеллект. Объективная реальность поставила обезьян перед выбором: умереть или поумнеть. Наши предки выбрали Разум как средство для выживания, и мы должны быть им благодарны за свое существование. Интересно отметить, что те гоминиды, которые возникли и развивались в теплых местах континентальной суши (Европе, Азии, Африке и т. д.), так никогда и не смогли стать Разумными Существами. Они не поумнели, так как не пережили процесс длительного пребывания на огромном острове с холодным климатом. Их интеллект остался на уровне дикого животного, и наблюдения за реликтовыми гоминидами подтверждают это мнение.
§ 57. Законы эволюционных изменений биомассы планеты.
Одним из главных общебиологических показателей является масса биосферы, или биомасса. Биомасса - это общая масса всех видов живого (растений и животных) на Земле в определенный момент времени. На нашей планете биомасса состоит из трех главных видов: растения или флора (99,75% массы биосферы), животные или фауна (0,25%) и микроорганизмы (10 -6 %). Растительные организмы осуществляют в своих клетках биохимические реакции в виде синтеза из простейших неорганических молекул (углекислого газа, воды, азота, окиси серы, окиси железа и других) высокомолекулярных органических веществ в виде белков, жиров, углеводов, РНК, ДНК и других. Животные организмы осуществляют совершенно противоположные биохимические реакции в виде распада высокомолекулярных органических веществ растений и животных (белков, жиров, углеводов, РНК, ДНК и других) на простейшие молекулы. Реакции в виде горения происходят внутри животных клеток, где осуществляется соединение органических веществ с атмосферным кислородом (достающемуся животному при дыхании). Конечными продуктами, которые животная клетка выбрасывает как «фекалии», являются простейшие неорганические молекулы (углекислый газ, вода, азот, окись серы, окись железа, простейшие органические соединения - мочевина и другие). Биомасса на Земле изменяется в процессе эволюции. Она сначала медленно возрастала на протяжении 3340 миллионов лет, а потом стала сравнительно быстро уменьшаться на протяжении 263 миллионов лет. Для точной ориентации в эрах и периодах приводится таблица 8, где длительность периодов указана в миллионах лет. Рисунок 26 отражает этапы изменения массы биосферы.
Таблица 8. Палеонтологическая таблица и биомасса Земли.
Эон, миллионы лет Эра, миллионы лет Период, миллионы лет Биомасса планеты Земля
Фанерозойский эон, 570 Кайнозойская, 67 Антропогеновый, 3 Неогеновый, 25 Палеогеновый, 41 10 14 килограмм 10 15 10 17
Мезозойская, 169 Меловой, 66 Юрский , 53 Триасовый, 50 10 18 10 19 10 20
Палеозойская, 335 Пермский, 45 Каменноугольный, 65 Девонский, 55 Силурийский, 35 Ордовикский, 65 Кембрийский, 80 10 20 10 19 10 17 10 16 10 15 10 14
Протерозойский эон, 2000 10 13
Архейский эон, 1000 10 7 килограмм
Рисунок 26. Изменение растительной и животной биомассы Земли на протяжении 5 миллиардов лет существования планеты.
Современную биомассу ученые оценивают в 1014 кг (В. И. Вернадский), что составляет в 10 миллионов раз меньшую массу, чем «теоретически максимальная» масса биосферы Земли. Можно выделить следующие эволюционные стадии количественного изменения биомассы.
1. Безжизненная горячая Земля. Стадия длилась от возникновения планеты в течение 1500 миллионов лет до начала архейского эона.
2. Медленное увеличение биомассы Земли. Длительность 3000 миллионов лет; время архейского, протерозойского эонов. Жизнь возникла, и начала медленно увеличивать свою биомассу до 1013 - 1015 кг к концу протерозоя, живые организмы содержались исключительно в морях и океанах. Несмотря на изобилие углекислого газа в атмосфере (80%) повсеместная теплота поверхности континентов планеты (в среднем около + 250 ° С) не давало возможности распространению растений по суши. Растения существовали только в океанах.
3. Быстрое увеличение биомассы происходило в течение палеозойской эры (на протяжении 335 миллионов лет). Растительно-животный мир вышел из океанов и распространился по континентам. Изобилие углекислого газа в атмосфере (20 - 65%) и повсеместная теплота поверхности планеты (в среднем около + 50 ° С) привели к сверхвысокому насыщению растительной жизнью океанов и континентов. В конце этой стадии, в каменноугольном и пермском периодах, из растительности образовались самые мощные пласты органического ископаемого - каменного угля. Жизнедеятельность растений привела к увеличению количества кислорода в атмосфере Земли с 5% в Протерозойскую эру до 21% в Кайнозойскую. Животным кислород нужен для дыхания. Это способствовало резкому увеличению биомассы животного мира, так как животные дышат кислородом. Триасовый и юрский периоды этой эры можно назвать «золотым веком» животного царства. Континенты и океаны в то время заполняли самые крупные животные - динозавры. Это были травоядные и хищные звери, масса одного экземпляра достигала десятков тонн. Можно предположить, что по отношению к растительной массе животные занимали в то время около 1%, что составляет 1018 кг. Если современная масса животных определяется цифрой 2,5 ·1013 кг, то в юрский период она была в 4000 раз выше. Однако основную массу биосферы (99%) составляли растения. Наивысшая масса биосферы приходится на 5 периодов: два последних периода палеозойской эры (каменноугольный и пермский) и три периода мезозойской эры (триасовый, юрский и меловой). В эти периоды возникает максимальная масса растительного мира на Земле в количестве 1020 кг, что в миллион раз выше современной массы биосферы. Современную биомассу В. И. Вернадский оценивал массой в 1014 кг.
4. Медленное уменьшение биомассы. Происходило в мезозойскую эру (длительность 169 миллионов лет). При сверхбольшом количестве растительной массы началось глобальное и интенсивное поглощение углекислого газа из атмосферы. Процентное содержание углекислого газа медленно понижалось. Хотя атмосфера постоянно пополнялась им от десятков тысяч вулканов, но вулканическая деятельность медленно затихала. В Кайнозойскую эру (началась 70 миллионов лет назад) снизилось процентное содержание углекислого газа в атмосфере до 1 - 3%, охлаждение поверхности планеты и атмосферы достигло ниже 30? С. Поэтому растительная биомасса начала медленно сокращаться. К концу мезозоя ее масса уменьшилась в 3 - 5 раз и равнялась 5 ·10 19 кг.
5. Быстрое уменьшение биомассы. Эта стадия уже длится на протяжении всей Кайнозойской эры (в течение 70 миллионов лет) и закончится полным исчезновением жизни на Земле приблизительно через 30 миллионов лет; общая длительность стадии 100 миллионов лет. Причина очень быстрого вымирания растений и животных в кайнозойскую эру состоит в катастрофическом уменьшении углекислого газа до 0,03% и в значительном похолодании атмосферы у поверхности Земли. Вулканическая деятельность почти затихла и не добавляет углекислого газа в атмосферу. Северный и южный полюса окружаются холодными зонами льдов и снегов, где почти нет растительно-животного мира. Через миллион лет процентный состав углекислого газа в атмосфере еще больше уменьшится, а планета станет значительно холоднее.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144