Содержание

1.    Введение

2.    Содержание:

1)    Гомеостаз и его значение в биосфере

2)    Гомеостатические функции биосферы

3)    Гомеостатические свойства биосферы

     3.Заключение

Введение

Биосфера - саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал              В. И. Вернадский, характерна организованность. В настоящее время это свойство называют гомеостазом, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов.

Как элементарная ячейка управления – гомеостаз состоит из двух объединенных цепей управления, в которых поступающая информация обрабатывается с разными знаками; приходя на объект управления оба сигнала суммируются и разность является управляющим сигналом. Одна из цепей моделирует как бы внешнюю среду для данного организационного уровня, а вторая – внутреннее состояние объекта управления. Объединяясь гомеостазы образуют сети построенные по гомеостатическому типу.

Гомеостатические механизмы связаны в основном с живым веществом, его свойствами и функциями. Биосфера за свою историю пережила ряд таких возмущений, многие из которых были значительными по масштабам, и справлялась с ними (извержения вулканов, встречи с астероидами, землетрясения, горообразование и т. п.) благодаря действию гомеостатических механизмов  и в частности  принципа, который в настоящее время носит название Ле Шателье:  при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

Опасность современной экологической ситуации связана, прежде всего, с тем, что нарушаются многие механизмы гомеостаза и принцип Ле Шателье, если не в планетарных, то в крупных региональных планах. Их следствие - региональные кризисы.

В стадию глобального кризиса биосфера, к счастью, еще, по-видимому, не вступила. Но отдельные крупные возмущения она уже гасить не в силах. Результатом этого является либо распад экосистем, либо появление неустойчивых, практически лишенных свойств гомеостаза, систем, типа агроценозов или урбанизированных (городских) комплексов.

Гомеостаз и его значение в биосфере

Биосфера как саморазвивающаяся открытая система чутко реагирует на происходящие внутренние и внешние процессы, обладая, как показывают некоторые исследования, опережающими адаптивными функциями. Это возможно при наличии на каждом иерархическом уровне организации особых систем приема, переработки, реализации и передачи информации на структуры исполнения (объекты управления) соответствующих организационных уровней. Исходя из общих соображений можно утверждать, что биосфере, как планетарному образованию Универсума, присущи его законы управления во Вселенной. На их основе в процессе саморазвития биосферы и параллельно усложнению ее структурной организации, порождаются различные инварианты этих законов.

 Незнание, непонимание и, как следствие, игнорирование таких законов в человеческой деятельности неумолимо приведет, и уже привело, к экологическому кризису планетарного масштаба.

Все живое на Земле существует и развивается в условиях, которые имеют строго ограниченные по амплитуде колебания по всем физическим и химическим параметрам.  Катастрофы наступают тогда, когда колебания хотя бы одного из этих параметров быстро (по сравнению с эволюционным процессом) и значимо выходят за устоявшиеся ранее границы.

         В последние десятилетия многие ученые в различных областях естественных наук убедительно показали универсальность отношений целого и его частей, основанных на мере, обеспечивающей связность, самодостаточность и согласованность субъединиц совокупности. Этой важнейшей мерой самоорганизации является принцип «Золотого сечения». Знание и применение этих законов управления позволит полнее понять существующие взаимоотношения в экосистемах, социальной среде и  в  биологии, обеспечить полноценное и безопасное развитие человеческого общества.

Конец XIX начало XX веков ознаменовались прорывом в понимании важности постоянства внутренней среды организма в поддержании жизнедеятельности.  Этому явлению У. Кэннон  дал название «Гомеостаз».

В 80-х годах XX века Ю. М. Горским был предложен формальный аппарат нового научного направления — «Гомеостатика», изучающего явления гомеостаза в живых и в сложных природных системах. Как и все науки об управлении (теория систем, кибернетика, синергетика) гомеостатика возникла при осмыслении процессов,  происходящих в живых организмах. В отличие от доминирующего взгляда современных физиков и математиков на построение различных моделей систем о том, что любая модель процессов не должна содержать внутри противоречий, гомеостатика считает внутреннее противоречие основной структурной и функциональной сущностью естественной системы.

Всю биосферу в целом, как целостную самоорганизующуюся систему, можно рассматривать как вложенные друг в друга подсистемы разного организационного уровня, состоящие в свою очередь из взаимодействующих на своем уровне субсистем. Гомеостатический принцип управления в них является единым на всех организационных уровнях и подуровнях.

«Принцип взаимодействия противоположностей» является базисным положением нового научного направления. Частное проявление этого принципа нам известно еще из античных времен под названием закона «Единство и борьба противоположностей».

Примером единства и  борьбы противоположностей является  «Круговорот воды в природе» , который состоит из испарения, конденсации и осадков. Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше – положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.»

.

Гомеостатические функции биосферы

Гомеостатическая функция биосферыосуществляется на глобальном  уровне.  В биосфере поддерживается относительное  постоянство физико -химических  условий (климатических, радиационных, геохимических, гидрохимических и т.д.), пригодных для существования в ней живых систем. Предполагается, что свыше 3,8 млрд. лет, жизнь на нашей планете не прерывается. Уже примерно 3 млрд. лет на большей части поверхности Земли поддерживается температура в пределах 0-60°С.

Гомеостатическая  функция биосферы осуществляется  всеми ее сферами и их взаимодействием, в некоторой мере особое значение принадлежит живым системам. Озоновый  экран ограничивает проникновение на поверхность планеты губительного УФ излучения; значительная теплоемкость воды придает гидросфере свойство термостабилизатора;  вода обеспечивает распределение химических  веществ и перенос  тепла; из глубин литосферы поступают свежие порции вещества, вовлекаемого в круговорот. Населенные живыми системами сферы Земли являются средой их обитания и предоставляют разнообразные условия для жизнедеятельности. Живые системы преобразуют среду обитания, делая ее пригодной для других живых форм.

В соответствии с термодинамическим принципом Ле- Шателье  биосфера способна восстанавливать равновесие, нарушенное воздействием внешних причин. В геологической  истории биосферы были разномасштабные катастрофы, погубивших значительную часть биосферы. Один из них - мел-палеогеновый, широко известный в связи с вымиранием динозавров, аммонитов, белемнитов  и ряда других  групп организмов. Однако со временем биосфера восстанавливала свою целостность, частично обновлялась. Катастрофы и последующее восстановление биосферы представляли часть процесса эволюции живой природы и биосферы.

Гомеостатические свойства биосферы

Биосфера система, характеризующаяся  большим разнообразием. Разнообразие – важнейшее свойство всех экосистем. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом. Это условие так универсально, что сформировалось в качестве закона. Важнейшее свойство биосферы – наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот вещества и связанного с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

Целостность это внутреннее единство системы,  обусловленное тесными взаимосвязями между ее составными частями. Благодаря взаимосвязям изменение одних компонентов природы неизбежно ведет к изменению других,  что в конечном итоге может привести к перестройке  всей структуры.

Устойчивость чаще  всего  рассматривается  как способность природных систем при воздействии внешних (  антропогенных)  факторов сохранять свою структуру и основные функции в определенном диапазоне физико - географических условий и техногенных нагрузок.

Резистентная устойчивость  это способность систем  сопротивляться нарушениям,  поддерживая  свою  структуру и функции.  Особая роль здесь принадлежит биоте,  которая, трансформируя абиотическую среду, как бы смягчает внешнее воздействие.

Упругая устойчивость выражается в способности систем  восстанавливать свое состояние (т.е. важнейшие характеристики на определенный промежуток времени) после того,  как ее структура и функции были нарушены.

Состояние системы можно определить как характеристику ее важнейших свойств за определенный более или менее длительный период (сезон, год, многолетний период).

Изменчивость способность  природных  систем  под действием внешних сил или саморазвития переходить из одного состояния в другое.

Функционирование это  совокупность  процессов  передачи  и превращения вещества,  энергии и информации в системе, поддержание ее в определенном состоянии.  В результате этих процессов происходят небольшие количественные изменения компонентов природы,  которые обычно имеют ритмический (суточный, сезонный) характер.

Динамика обратимые изменения природной системы, которые совершаются в рамках ее структуры (восстановление БГЦ после пожаров, вырубок,  и т.п.).  В процессе динамики происходят  более глубокие изменения,  чем  при функционировании,  но они не ведут к качественной перестройке структуры, а лишь медленно подготавливают ее.

Развитие (эволюция) необратимые поступательные изменения природной системы,  ведущие к коренной перестройке ее структуры.  Оно выражается в качественном  преобразовании  компонентов  природы  и формировании новых ландшафтов,  что связано с внешним воздействием и внутренними причинами (саморазвитием). В естественных условиях это происходит медленно, при АВ – быстро.

Саморегулирование способ  систем  без  вмешательства  извне поддерживать свое состояние,  несмотря на изменения внешних факторов. Саморегулирование осуществляется до тех пор,  пока  процессы, протекающие в  природной системе,  способны нейтрализовать нежелательные воздействия.  Если защитные механизмы истощаются, она либо разрушается, либо должна изменить свою структуру. Способность системы к изменению структуры путем перестройки ее внутренних  связей  получила название самоорганизации.

Заключение

 В заключение хочется сказать что, действительно, окружающая среда очень переменчива. Изменяются температура, освещенность, влажность. Для животных, да и для растений не регулярна доступность пищи. Донимают паразиты, хищники и просто конкуренты за среду обитания. Тем не менее, животные и растения выносят эти колебания среды, живут, растут и  размножаются. Экологические сообщества долгое время сохраняют некий средний состав и всё это благодаря Гомеостазу.