Гетеротрофные экосистемы, их характеристика.

Экологические пирамиды (чисел, энергии, массы).

5. Биологическая продуктивность экосистем.
Б иосферология

Структура биосферы.

Биосфера включает: живое вещество, образованное всей совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов (органическое вещество, газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.); костное вещество, которое формируется без участия живых организмов (первичные породы Земли, продукты тектонической деятельности, метеориты); биокостное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы).

Косное вещество биосферы.

Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона, который задерживает губительные для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана - до 10-11 км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и условием проникновения воды в жидком состоянии.

Атмосфера - воздушная оболочка Земли, граничащая с космическим пространством.

Газовая оболочка приземного слоя – тропосферы - состоит в основном из азота (78,08%), кислорода (20,95%) и аргона (0,93%). В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,04%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород - в результате фотосинтеза. За тропосферой до высоты примерно 100 км следует стратосфера. В верхних слоях тропосферы и стратосферы под влиянием космического излучения (прежде всего коротковолнового ультрафиолетового) молекулы кислорода распадаются на свободные атомы и, присоединяясь к молекуле кислорода, образуют озон (О₃). В то же время озон поглощает энергию ультрафиолетового излучения, разлагаясь на атомарный и молекулярный кислород.

Состояние атмосферы оказывает важное влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли.

Гидросфера – водная оболочка Земли.

Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км³. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км³, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км³. Значительные запасы воды (24 млн. км³) содержат ледники. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара.

Химический состав природных вод формируется под воздействием живых организмов непосредственно и косвенно. Живые организмы и продукты их жизнедеятельности способствуют разрушению горных пород и вымыванию из них различных веществ. С речным стоком эти вещества поступают в мировой океан. В пресных и морских водах растворенные вещества концентрируются многими живыми организмами.

Значение воды в биосфере огромно: вода является универсальным растворителем; большинство химических реакций осуществляется в водных растворах, в воде происходит диссоциация соединений, вода обладает огромной теплоемкостью, тепло- и электропроводностью.

Литосфера - это верхний слой почвы, населенный живыми организмами. Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород. Из них под воздействием микроорганизмов, растений, животных и климатических факторов формируется почвенный покров. Всего лишь 8 элементов распространены в земной коре в значительном количестве (более 1%) – кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий. Наиболее распространенным элементом является кислород, составляющий почти половину массы земной коры (47,3%). Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов. Организмы концентрируют в своем составе биогенные элементы. После отмирания животных и растений и их разложения эти элементы переходят в состав почвы, благодаря чему в ней аккумулируются биогенные элементы, а также накапливаются продукты разложения органических веществ. В почве накапливаются огромные количества микроорганизмов.

Таким образом, литосфера имеет биогенное происхождение, она состоит из органических и неорганических соединений и живых организмов

Живые организмы (живое вещество).

Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х10¹²т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% - животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10 ¹² т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.

Отличия живого вещества от неживого заключаются в следующих свойствах:

1. Живое вещество характеризуется заключенной в нем огромной свободной энергией (такой энергией в неорганическом мире обладают потоки расплавленной лавы).

2. Скорость протекания химических реакций в живом веществе благодаря участию ферментов в тысячи, а иногда и в миллионы раз быстрее, чем в минеральном веществе.

3. Химические соединения, входящие в состав живого (белки, жиры, нуклеиновые кислоты и т.д.), устойчивы только в живых организмах.

4. Живому веществу присуще движение. Различают пассивное движение, которое создается ростом организмов и их размножением, и активное, которое осуществляется за счет направленного перемещения организмов (характерно для животных, в меньшей степени для растений).

5. Живое вещество имеет большее разнообразие, чем неживое

Классификация живых организмов выделяет две большие систематические группы: прокариоты (доядерные) и эукариоты (ядерные). Самыми низкоорганизованными и древними являются прокариоты (их насчитывается 5000 видов), у которых отсутствует истинное ядро у клетки, ДНК располагается к клетке свободно, не отделяясь от цитоплазмы ядерной мембраной. Сюда входят дробянки, которые подразделяются на бактерии и сине-зеленые водоросли. У всех остальных видов имеется настоящее ядро, окруженное мембраной и резко ограниченное от цитоплазмы (эукариоты). Последние подразделяются на три царства: растения, грибы и животные; в свою очередь они делятся еще на подцарства.

Взаимодействие живых организмов с компонентами биосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера) происходит путем обмена веществ, питания, дыхания, выделения экскрементов и др. По способу питания все живые организмы подразделяются на:

автотрофные  - они синтезируют органические вещества из неорганических минеральных элементов с использованием преимущественно солнечной энергии (фототрофы) или энергии химических соединений (хемотрофы);

гетеротрофные – они используют в качестве источника питания органические вещества, синтезированные автотрофами; это животные, грибы и большинство микроорганизмов. Однако между этими организмами четкую границу не всегда удается провести.

Выделяются еще и миксотрофные организмы, которые в зависимости от условий внешней среды сочетают автотрофный и гетеротрофный способы питания (сине-зеленные водоросли, растения паразиты). Так, водные одноклеточные организмы (жгутиковые) при хорошей освещенности питаются автотрофно, а при недостаточном освещении (при наличии в воде питательных веществ) переходят к гетеротрофному способу. Кроме того, большинство организмов на Земле относятся к аэробным, живущим в присутствии свободного кислорода, а меньшая часть – к анаэробным, обитающим вне кислородной среды, преимущественно в придонных слоях водоемов и в почве.

В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть - млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещество и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.

Можно выделить горизонтальную структуру биосферы (Рис. 11).

Вертикальная структура биосферы позволяет выделить аэробиосферу и прилежащую к ней террабиосферу и гидробиосферу. Следует отметить, что аэробиосфере организмы не живут, они сюда лишь залетают (птицы, комары). Воздушные потоки поднимаются и переносят мириады микроорганизмов, вирусов, которые обитают преимущественно в каплях воды. В воздухе встречаются пыль, споры и семена растений, органические вещества. В этом слое царствует жизнь, особенно до 50-300 м высоты. Ту часть аэробиосферы, куда лишь спорадически поднимаются птицы и насекомые, относят к тропобиосфере. Над этим слоем, где наблюдаются положительные температуры, находится альтбиосфера (альтус- высокий). Здесь температура не поднимается выше 0⁰С, жизнь возможна лишь благодаря прямому солнечному излучению. Зону, которая прилежит к биосфере сверху, называют парабиосферой. В этой зоне периодически появляются микроорганизмы и их споры, которые не способны к активному метаболизму виду низкой температуры, низкого давления и жесткого ультрафиолетового излучения. В нижних слоях биосферы расположена гипобиосфера (зона жизни в осадочных породах), где жизнь лимитирует высокое давление и низкие температуры.

Рис. 11. Иерархия экосистем биосферы.

Наиболее продуктивным слоем суши является фитосфера, которая вместе с водными биоценозами (гидросфера, фотосфера) образует активную пленку жизни. К фитосфере относятся не только биоценозы, образованные на поверхности суши – террабиосферы, но зона высокогорья, которая существуют за счет органики, перенесенной воздушными потоками. Жизнь не ограничена лишь поверхностью суши. Она существует в нижних слоях литосферы (особенно в подземных водах), которую называют литобиосферой. Слой грунта (почва), который является следствием деятельности наземных и подземных абиотических и биотических факторов, называется педосферой. Участки литосферы глубиной более 1 км (ниже кислородной зоны) называют теллуросферой.

Гидробиосфера делится на океаносферу и аквабиосферу (континентальные водоемы). Каждое из этих образований имеет свою характерную структуру и набор гидробионтов. В вертикальной структуре водоема можно выделить следующие зоны:

1) литоральная зона образуется на мелководных участках, в которых солнечный свет проникает до дна, и она заселена прибрежными водорослями и многоклеточными растениями;

2) лимническая зона находится на глубинах эффективного проникновения (до 1% солнечного) света. В этой зоне процессы фотосинтеза сбалансированы с процессами дыхания;

3) профундальная зона расположена там, куда не проникает солнечный свет.

Эти зоны соответствуют фотосфере, дисфотосфере и афотосфере.

Высший уровень организации биосферы это биогеографическое царство – суша или мировой океан. Ниже по рангу идет биогеографическая область (биообрис), к которому относятся материки и океаны или их крупные части. Далее можно выделить природные пояса или биозоны, в рамках которых историю и форму биотического обмена формируют биомы. Биообрис это физеогеграфическая единица, а биом – биогеоценотическая. Биом – это совокупность биоценозов, видов растений и животных одной природной зоны, которая характеризуется определенным типом структуры сообществ, которая характеризует комплекс адаптаций вида к условиям среды. Сходные биомы объединяются в типы (тайга, лесостепь, степь).

Можно выделить ряд важнейших функций биосферы.

1. Обеспечение круговорота химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, зеленые растения за счет энергии Солнца создают органическое вещество, которое другими живыми существами (гетеротрофами-потребителями и деструкторами) разрушаются с тем, чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов.

2. Важнейшей функцией живого вещества биосферы является газовая функция. Благодаря деятельности организмов изменился газовый состав атмосферы, в частности, в результате фотосинтеза в ней появился в значительных количествах кислород. Большинство газов биосферы порождено жизнью. Существование озонового экрана – также результат деятельности живого вещества, которое по выражению В.И. Вернадского, «как бы само создает себе область жизни». Углекислый газ поступает в атмосферу в результате дыхания всех живых организмов. Весь азот атмосферы имеет органогенное происхождение. К газам органического происхождения относятся сероводород, метан и множество других летучих соединений, образующихся в результате разложения органических веществ растительного происхождения, ранее захороненных в осадочных породах.

3. Одной из функций живого вещества является концентрационная. Многие организмы способны накапливать в себе определенные элементы, несмотря на их незначительное содержание в окружающей среде (углерод, кальций, кремний, натрий, алюминий, йод и др.). Пропуская через свое тело большие объемы воздуха и природных растворов, живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений. Ранние этапы биологической эволюции происходили в водной среде. Организмы научились извлекать из разбавленного водного раствора необходимые вещества, многократно увеличивая их концентрацию в своем теле. Возникают залежи угля, известняков, бокситов, фосфоритов, осадочных железных руд и др.

4. Окислительно-восстановительная функция живого вещества заключается в его способности осуществлять окислительно-восстановительные химические реакции, почти невозможные в неживой природе. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях. Азот атмосферы довольно устойчивое соединение, но живые клетки располагают очень эффективными катализаторами – ферментами, что способны осуществлять окислительно-восстановительные реакции в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиогенной среде. Микроорганизмы-восстановители (гетеротрофы) используют в качестве источника энергии органические вещества. К ним относятся денитрифицирующие и сульфатредуцирующие бактерии, восстанавливающие из окисленных форм азот до элементного состояния и серу до сероводорода. Микроорганизмы-окислители могут быть как аутотрофами, так и гетеротрофами. Это бактерии, окисляющие сероводород и серу, нитри- и нитрофицирующие микроорганизмы, железные и марганцевые бактерии, концентрирующие эти металлы в своих клетках.

5. Информационная функция живого вещества биосферы. С появлением первых примитивных форм живых существ появилась и активная («живая») информация, отличающаяся от «мертвой» информации, которая является простым отражением структуры. Организмы оказались способными к получению информации путем соединения потока энергии с активной молекулярной структурой, играющей роль программы. Способность воспринимать, перерабатывать и хранить молекулярную информации стало важнейшим системообразующим фактором.

Перечисленные функции живого вещества все вместе образуют мощную средообразующую функцию биосферы. Деятельность живых организмов сформировала современный состав атмосферы, почвы, определяет содержание многих компонентов гидросферы. Средообразующая функция биосферы тесно связана со средорегулирующей функцией – биотической регуляцией окружающей среды. Биота в глобальном масштабе способна с большой точностью и долгое время поддерживать на постоянном уровне важные параметры окружающей среды.

Эволюция биосферы.

Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических (солнечного излучения, гравитационных сил, магнитных полей Солнца, Луны и др. небесных тел).

По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т.е. оболочки, образованной веществом Земли, происходило на ранних стадиях существования нашей планеты, миллиарды лет назад. Солнце возникло около 5 млрд. лет назад, планета Земля 4,5 млрд. лет. В этот период изменения облика Земли были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, на поверхности и в глубинных слоях планеты и находили проявление в извержениях вулканов, землетрясениях, подвижках земной коры, горообразовании. Такие процессы происходят и сейчас на безжизненных планетах солнечной системы и их спутниках - Марсе, Венере, Луне. Абсолютный возраст самых древних из известных в настоящее время горных пород составляет около 3,5 млрд. лет. Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий около 3 млрд. лет и фаенрозой, охватывающий около 570 млн. лет.

Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории происходила под влиянием двух главных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового состава и количества живых существ. На современном этапе в третичном периоде к ним присоединился третий фактор – развивающееся человеческое общество.

В основе эволюции биосферы лежит зарождение и развитие жизни на нашей планете. С возникновением жизни (саморазвивающихся устойчивых форм) сначала медленно и слабо, затем все быстрее и значительнее стало проявляться влияние живой материи на геологические процессы Земли. О возникновении жизни на Земле и начальных этапах ее развития можно строить только гипотезы. Некоторые ученые выдвигают предположение, что происхождение жизни имеет неземной характер. Теория акад. А.И. Опарина предполагает, что биологической жизни на Земле предшествовал длительный этап химической эволюции, связанной с появлением в водных бассейнах аминокислот, белков и других органических соединений. Первичная атмосфера состояла преимущественно из метана, углекислого газа, водорода, водяного пара; кислород находился в связанном состоянии. В результате химических реакций в воздухе и воде возникали органические молекулы которые вступали в многочисленные реакции синтеза и разрушения. Появились признаки обмена вещества и энергии. На одном из этапов эволюции сложные органические молекулы приобрели способность создавать себе подобные, т.е. превратились в первичные организмы. Они, по-видимому, состояли из белка и нуклеиновых кислот и обладали способностью к наследственной изменчивости. Под воздействием естественного отбора выживали наиболее совершенные первичные организмы, вначале питавшиеся за счет органического вещества (гетеротрофы).

В развитии биосферы на Земле можно выделить несколько этапов.

1. Возникновение клеток без ядра (прокариоты), но имеющие нити ДНК, напоминающие нынешние бактерии и сине-зеленые водоросли. Возраст таких самых древних организмов 3 млрд. лет, они были необычайно жизнестойки, выживали в любой, даже самой агрессивной среде, и не знали смерти, размножаясь простым делением. Их важнейшие свойства: 1) подвижность; 2) питание и способность запасать пищу и энергию; 3) защита от нежелательных взаимодействий; 4) размножение; 5) раздражимость; 6) приспособление к изменяющимся внешним условиям; 7) способность к росту.

2. На следующем этапе (приблизительно 2 млрд. лет тому назад) в клетке появляется ядро. Одноклеточные с ядрами называются простейшими. Их насчитывается 25-30 тыс. видов. Самые простые из них – амебы. Инфузории имеют еще и реснички. Ядро простейших окружено двухмембранной оболочкой и содержит хромосомы и нуклеоли. Ископаемые простейшие – радиолярии и фораминиферы – основные части осадочных горных пород. Многие простейшие обладают сложным двигательным аппаратом. Возникновение генетического кода и механизма передачи наследственных программ развития увеличило разнообразие форм и приспособляемость свободных клеток, но оказалась резко пониженной их индивидуальная физико-химическая метаболическая устойчивость. Им понадобилась кооперация

3. Примерно 1 млрд. лет тому назад появились многоклеточные организмы. С их появлением, образованием царств грибов, растений, животных и выходом их на сушу во много раз увеличилось биологическое разнообразие. Началось освоение экологических ниш и формирование биосферы Земли. Возникли организмы, способные синтезировать путем хемосинтеза или фотосинтеза из неорганических веществ органические (автотрофные организмы). С появлением фотосинтеза, а следовательно и свободного кислорода в окружающей среде, стал возможен кислородный путь расщепления и получения энергии, который почти в 20 раз более эффективнее чем безкислородный. Продукт фотосинтеза – свободный кислород накапливался в атмосфере. После появления автотрофных организмов появились широкие возможности для эволюции растений и животных. Возникновение озонового слоя в атмосфере, создало условия для выхода живых организмов из первичного океана на сушу и возникновению наземных форм жизни. До этого губительное действие ультрафиолетовой радиации Солнца делало жизнь вне океанов невозможной.

Л.Пастер выделил следующие две важнейших точки в эволюции биосферы:

1) Момент, когда уровень содержания кислорода в атмосфере Земли достиг примерно 1%. С этого времени стала возможной аэробная жизнь. Геохронологически это архейская эра. Предполагается, что накопление кислорода шло скачкообразно и заняло около 20 тыс. лет

2) Достижение содержания кислорода в атмосфере 10% привело к возникновению предпосылок формирования озоносферы. Благодаря возможности продуцировать такое количество кислорода, которое превышало потребности в нем обитателей планеты того времени, стало возможным возникновения организмов более высокой структурно-физиологической организации. Повышение структурно-физиологической организации позволило живым организмам занять разные среды обитания, причем, расселение произошло за сравнительно короткое время.

В соответствии с данными палеонтологии, в протозойскую геологическую эру (700 млн. лет назад) появились бактерии, водоросли, примитивные беспозвоночные; в палеозойскую эру (365 млн. лет назад) – наземные растения, амфибии; в мезозойскую (185 млн. лет назад) – млекопитающие, птицы, хвойные растения; в канозойскую эру (70 млн. лет назад) – современные группы, в том числе млекопитающиеся.

Табл. Геохронологическая шкала эволюции биосферы

Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты, привела к возникновению нового образования - биосферы - тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований, осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.

Так, например, в результате процесса фотосинтеза - деятельности зеленых растений, образовался современный газовый состав атмосферы, в ней появился кислород. В свою очередь на активность фотосинтеза существенно влияет концентрация углекислого газа в атмосфере, наличие влаги и тепла.

Почва является целиком результатом деятельности живого вещества в косной (неживой) среде. Решающая роль в этом процессе принадлежит климату, топографии, деятельности микроорганизмов и растений и материнским породам. Биосфера, возникнув и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад (к этому времени относятся первые обнаруженные остатки живых организмов), находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

В биосфере, как в любой экосистеме, происходит круговорот воды, планетарные перемещения воздушных масс, а также биологический круговорот, характеризующийся емкостью - количеством химических элементов, находящихся одновременно в составе живого вещества в данной экосистеме, и скоростью - количеством живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицу времени. В результате на Земле поддерживается большой геологический круговорот веществ, где для каждого элемента характерна своя скорость миграции в больших и малых циклах. Скорости всех циклов отдельных элементов в биосфере теснейшим образом сопряжены между собой.

Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и вещества в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.

Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество, можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в вечных снегах Приполярья, и в горячих водах источников вулканических районов.

Такую способность к распространению живого вещества В.И.Вернадский назвал «всеюдностью жизни».

Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических сообществ, умножения числа видов и совершенствования их приспособляемости. Эволюционный процесс сопровождался увеличением эффективности преобразования энергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями, сообществами.

Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который как биологический вид на основе многочисленных изменений приобрел не только сознание (совершенную форму отображения окружающего мира), но и способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда. Согласно современным данным, древние люди, по видимому, появились около 2 млн. лет назад (по мнению некоторых ученных 1 млн. лет назад). Вопрос о месте возникновения человека окончательно еще не решен. Одни считают прародиной его Африку, другие – южные районы Евразии, третьи Средиземноморье. В эпоху раннего палеолита человек освоил значительную часть суши. К эпохе позднего палеолита сформировался человек современного физического типа (Homo Sapiens – «человек разумный»). В эпоху позднего палеолита люди расселились еще шире, включая освободившиеся от ледникового покрова обширные районы Европы и Азии.

Теплокровность, термостатирование мозга у высших животных намного повысили точность нервных процессов, возможность сложнорефлекторной организации. Умение перерабатывать информацию, отделенную от инстинктов, открыли нашему предку возможность творчества, умение создавать искусственные предметы, не встречающиеся в природе. Материализация информации с помощью речи, изобразительного искусства, письма позволила преодолеть биологический запрет на наследование приобретенных свойств и обеспечила культурное наследование в виде обучения.

Посредством орудий труда человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). Принципиальной особенность человека является не только способность приспосабливаться к изменяющимся условиям среды (что присуще и другим живым организмам), но и активно изменять окружающую среду, приспосабливая ее для своих потребностей. С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.

Видовой состав входящих в сообщество организмов и количественное соотношение видовых популяций является одним из важнейших показателей структуры сообщества. При изучении сообществ наиболее многочисленным видам уделяется основное внимание, однако редкие виды часто являются лучшими индикаторами состояния среды; общее число видов является показателем условий существования живых организмов. Видовое разнообразие - признак экологического разнообразия: чем больше видов, тем больше экологических ниш, т.е. выше богатство среды. Видовое разнообразие связано с устойчивостью сообщества по той простой причине, что чем больше разнообразие, тем шире возможности адаптации сообщества к изменившимся условиям, будь это изменение климата или других факторов.

Объяснение этого состоит в том, что наличие разных организмов с разными требованиями к среде повышает приспособленность сообщества в целом. Так, редкие в данный момент виды при изменившихся условиях могут оказаться в выигрышном положении и стать многочисленными, и наоборот. Таким образом, за счет видового разнообразия сообщество обеспечивает себе как бы резерв выживаемости на случай неожиданных изменений условий жизни.