Энергия, получаемая в виде света поверхностью Земли, уравновешивается энергией, излучаемой с поверхности Земли в форме невидимого теплового излучения. Сущность жизни состоит в непрерывной последовательности таких изменений, как рост, самовоспроизведение и синтез сложных химических соединений. Без переноса энергии, сопровождающего все эти изменения, не было бы ни жизни, ни экологических систем. Экология, по сути дела, изучает связь между светом и экологическими системами и способы превращения энергии внутри системы.
Значительная часть солнечного излучения, поступающего в биосферу, поглощается поверхностью земли, воды или биологическими объектами, которые при этом нагреваются. В результате световая энергия превращается в другую форму энергии. В ходе неравномерного поглощения солнечных лучей сушей и водой возникают теплые и холодные области - это служит причиной образования воздушных потоков, которые могут вращать, например ветряные мельницы. Итак, в этом случае энергия света превращается в тепловую энергию земной поверхности, а затем в кинетическую энергию движущегося воздуха, которая выполняет определённую работу. "Потребленная энергия" не расходуется, она только переводится из состояния, в котором ее легко превратить в работу, в состояние с малой возможностью использования.
Как следует из второго закона термодинамики, любой вид энергии, в конечном счете, превращается в тепло - форму энергии, наименее пригодную для превращения в работу и наиболее легко рассеивающуюся. Лишь очень небольшая часть световой энергии, поглощенной зелеными растениями, превращается в потенциальную энергию пищи, большая же ее часть превращается в тепло, покидающее затем и растение, и экосистему, и биосферу. Весь остальной живой мир получает необходимую потенциальную химическую энергию из органических веществ, созданных фотосинтезирующими растениями или хемосинтезирующими микроорганизмами. На каждом этапе передачи энергии от одного организма к другому значительная часть ее превращается в тепло; рассеивается в соответствии со вторым законом термодинамики.
Вот два основных пути превращения кинетической энергии солнечного света. Первый путь - путь прямого превращения в энергию теплового излучения. И второй - путь поглощения солнечного света фотосинтезирующими организмами с продуцированием органического вещества.
Несамопроизвольные процессы, протекающие в биологических системах, возможны только благодаря параллельно происходящему в них рассеянию энергии в самопроизвольных процессах. Таким образом, все типы экосистем регулируются теми же основными законами, которые управляют и неживыми системами. Но есть и различия.
Еще в 1935 г. советский ученый Э.С.Бауэр в своей "Теоретической биологии" сформулировал три основные особенности живых систем:
§ способность к самопроизвольному, без воздействия окружающей среды, изменению состояния;
§ противодействие внешним силам, приводящее к изменению первоначального состояния окружающей среды;
§ постоянная работа против уравновешивания с окружающей средой.
Первые две особенности встречаются и у других систем, а вот третья является отличительным признаком живых. Поэтому Бауэр назвал ее «всеобщим законом биологии», который имеет ясный термодинамический смысл - как в неживых системах устойчиво их равновесное состояние, так в живых устойчиво неравновесное.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему