Биосфераның химиялық құрамы

Биосфераның химиялық құрамы

Сырттай қарағанда тірі организмдер  мен өлі табиғат ресурстарында  үлкен айырмашылық бар деп  ойлауға болады. Зерттеп қараған  кезде олардың бірінсіз бірінің  тіршілігі жоқ екнін көрсетеді. Қайта олар бір-бірімен жан-жақты  және тығыз байланыста болатыны анықталды. Айналаны қоршаған өлі атмосфераның ресурсынсыз өмір сүре алмайды, себебі ол айналаны қоршаған ортаға да терең  экологиялық және биологиялық өзгерістер енгізеді. Тірі ағзалар топырақтың қара шірігін құраушы, тіпті топырақтың негізін құрайтын негізгі фактор болып есептелінеді. Топырақ өлі  дене емес. Ол – тіршілік ортасы. Жерді  қоршаған атмосфера, бір жағынан, тіршілік ортасы болса, екіншіден, оның қазіргі  физикалық құрамы тірі ағзалардың әректі арқылы пайда болған.

Жер бетін мекендейтін  бүкіл тірі организмдердің жиынтығы өмір сүретін ортасымен қосыла отырып, өзгеше қабат биосфераны құрайды.

В.И.Вернадский биосферадағы тіршілік үрдістерін жан-жақты зерттей  келе биохимиялық элементтердің  бір тобын «тірі заттар», екінші тобы биогенді, үшіншісін – биокосты, сирек кездесетін элементтер деп  бірнеше категорияларға бөлді.

Биогенді заттарға сутек, оттек, көміртек, азот, фосфор және күкірт жататынын В.И.Вернадский анықтап  берді. Ол геохимик және минералог еді. Биогенді элементтердің атомы тірі ағзалардың денесінде күрделі биорганикалық  қосылыстар жасап, көмірсулар, жоғары молекулалы заттар-белоктар, нуклеин  қышқылдар-дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНК), рибонуклеин қышқылы (РНҚ), липиттерді синтездейді.

Бұл биохимиялық қосылыстар биосферадағы тірі организмдердің негізгі  құрамы тіршілік тірегі.

В.И.Вернадский биосфераның  пайда болу, даму және қазіргі кездегі  жағдайында тірі заттардың рөлін  өте жоғары бағалады. Ол «Жердің  сыртқы қабатында үнемі өзгеріс  енгізетін тірі организмдерден басқа  құдіретті химиялық күш жоқ» деп  жазды өзінің «Биосфера» атты еңбегінде. Әсіресе тірі организмдер оған қоса адамзат баласының іс- әрекеттерінің  биосфера шетіндегі биогеохимиялық фактор ретіндегі рөлін бағалай  келіп биосфера өзін-өзі реттеп отыратын биологиялық-экологиялық және химиялық жүйе екенін дәлелдейді. Бір сөзбен айтқанда біздің жер деп аталатын планетамыздағы ең жоғарғы сатыдағы өсіп-дамыған жер бетіндегі барлық тіршілікті жүргізуші ұлы күш. Сондықтан  да жер бетіндегі неше түрлі құбылыстар осы тірі ағзалармен байланысты екенін толық түсіндіре білді. Шынына келетін  болсақ, тірі ағзалар ғарыштық энергияны  биосферадағы химиялық элементтер мен  қосылыстардың миграциясы болып  табылады. Бұл үрдістер биосферадағы зат және энергия айналымдарымен шектеліп, биосфера шегіндегі бүкіл  дүние жүзілік зат пен энергияның алмасып отыратынына ең себепші  құдіретті қозғаушы күш.

Биосфера құрылысы

Алғашқы кезде проблема биосфералардағы  зат пен энергия айналымының  қалдықсыз жүруі нәтижесінде  биосфера деп аталатын айналаны қоршаған ортада, тіршілікке қажетсіз ешқандай басы артық зат синтезделінбейді. Олар үнемі өзгеріп, бір түрден екінші түрге айналып отырады. Өмірге қауіптісі  жойылып кетіп, пайдйлылары қалады, сөйтіп биосфера өзін-өзі тазартып отырады. Биосферадағы барлық тіршіліктің  ең қозғаушы күші – күн сәулесі.

Биосфераға күннен секундына 1.1.1025 калория энергия келіп сіңеді, оның 42 процентін биосфераның әлемдік  кеңістігіне тарайды да, ал қалған 57 пайызын өз бойында сақтайды. 1 пайыз энергия өсімдіктерге жиналады. Бұл энергия жердің жасыл желегінде  болатын фотосинтез үрдісіне жұмсалады. Күн сәулесіне кейінірек тоқталамыз.

В.И.Вернадский биосферадағы зат және энергия айналымдарының тұрақты өсіп-даму үрдісіндегі адамзат  баласының рөліне ерекше көңіл аударады.

В.И.Вернадскийдің дәлелдеуінше адамзат баласы теңдесі жоқ биосферадағы ең қуатты геологиялық күш екенін айтады. Келешектегі, яғни ХХІ ғасырдағы  биосфераның тағдыры адамзат  баласының ақыл ойының сапасында  немесе деңгейінде екенін болжай келе В.И.Вернадский өзінің өте маңызды  теорияларының бірі – беогеохимиялық концепцияларын дүниеге келтірді. Сөйтіп, ноосфера ғылымының негізін қалады. Ол – биосфераның жаңа тұрғыдағы  ұғымы мен сипаты – ноосфера туралы гипотезалар жасады.

Академик В.И.Вернадский өзінің 1944 жылы жазған ғылыми еңбегінде:«Болашақ планетаның ұсқыны мен тыныс тіршілігі  адамзат баласының ақыл ойы мен  парасатына байланысты өсіп дамиды және тәуелді болады. Ең бастысы адамзат  баласының саналы ақыл-ойының нәтижесіне байланысты биосфера тағдыры шешіледі», - деп көрсеткен еді. Шынына келетін  болсақ, қазіргі биосфераның тұрақтылығы  тек адамзат баласының қолында  екенін әрбір саналы және сауатты  адамзат баласы жақсы білуі тиіс. Ешбір дәйекті сөздерді қажет  етпейтін ұлы қағида.

Биосфера – грекше биос - өмір және тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың, жан-жануарлардың, өсімдіктердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді.

Бұл терминді 1875 жылы бірінші  рет Австрияның атақты геологы Э.Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін  салған академик В.И.Вернадский болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 градустан  – 50 градусқа дейін температурасы  болатын термодинамикалық қабат  болып саналады.

Биосфера негізінен үш қабаттан құралады. Олар: атмосфера (газ  күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

Атмосфера – жер шарын түгелдей орап тұрады. Ол гректің «atmos» - бу, «sphaira» (сфера) сөзінен шыққан. Оның қалыңдығы 100 километрге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында оттегі (20,95%), яғни 1,5*10¹⁵ тонна аргон (1,28%), азот(75,50%), яғни 3,8*10¹² тонна және басқадай газдар кездеседі.

Атмосфера негізінен –  тропосфера, стратосфера және ионосфера  қабаттары болып үшке бөлінеді.

Тропосфера – грекше «tropos» (тропос) – бұрылысы, «sphaira» (сфера) – шар. Қазақша өзгермелі қабат деген мағына береді. Ол атмосфераның жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты. Оның орташа биіктігі 10-12 километрге дейін жетеді.

Стратосфера – латынша «stratum» - (төсем), «sphaira» (сфера) – шар, теңіз деңгейінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты. Мұнда ылғал жоқ. Бұлт та болмайды. Ал температура 30 километрге дейін бірқалыпты болады да, бірақ биіктік артқан сайын (30-35 километрден әрі қарай) температура төмендей береді. 20-25 километр биіктікте озон мол кездеседі. Ол күннің әсірекүлгін сәулелерін өте көп сіңіреді. Өйтпеген жағдайда тірі организмдер түгелімен қырылып қалар еді.

Ионосфера – гректің «ion» қозғалғыш қабат деген сөзінен алынған. Оның қалыңдығы 800 километрге дейін жетеді. Бұл орта тропосфера сияқты көбінесе оттегі мен азоттан құралады.

Ионосферада газдардың тек  жекелеген молекулалары, иондары  мен атомдары ғана кездеседі. Олардың  тығзыдығы жер бетіне таяу қабаттағы  ауаның тығыздығынан миллион есе  кем келеді. Спутниктер мен ракеталардың көмегімен жүргізілген зерттеулердің  нәтижелері ауаның жоғары шекарасы жер  бетінен 20 мың километр биіктікке  дейін тарайтынын анықтады.

Көпке дейін ғалымдар ауаның массасын білмей келді. Ауаның массасы 5,27*10¹⁵ тонна, яғни 5 мың триллион тонна. Осы көрсетілген мөлшерге сәйкес мынадай құбылысты мысалға келтіре кетейік. Ауа адамның алақанына 150 килограмм салмақпен әсер етеді. Ол барлық денеге 15 тоннадан артық күш түсіреді. Шын мәнінде адамдар осыншама салмақтың басып тұрғанын сезбейді. Өйткені адамның денесі ауаның қысымына үйреніп кеткен. Бұл – табиғи құбылыс. Ауа қысымы сәл ғана азайса біздің көңіл күйіміз төмендеп, тамыр соғу жиілейді, әлсіздік пайда болады. Сезім мүшелерінің қызметі нашарлайды және тағы басқа қолайсыз құбылыстар туады.

Ауа күн сәулесінен келетін  жарықты шашыратып, реттеп отырады. Егер ауа қабаты болмаса сөйлеген сөзді, ағаштың сыбдырын, желдің ызыңын, құстардың дыбысын біз ести алмаған  болар едік.

Гидросфера – табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұлар құрлықтың 70 процентін алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 миллион шаршы километр.

Литосфера – Жердің қатты қабаты. Ол екі қабаттан құралған. Үстіңгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 километрден 40 километрге дейін жетеді. Ал астыңғысы базальттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 километрдей. Жоғарыда айтылғандай минералды қабаттардан басқа жерді тағы бір ерекше қабат – биосфера қоршап тұрады. Ол тірі организмдер тараған аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сыртқы қоршаған ортаның эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз деңгейінен бастап, тау жоталарының шыңдарына дейін бүкіл құрғақ жерді алып жатыр. Өсімдіктер әлемі мен жан-жануарлар дүниесінің кейбір түрлері жердің ең биік нүктесіне дейін таралған. Мысалы, шау қарға дейтін дала құсының бір түрі Эверестің (Гималай тауының) басында 8 километрге жететін шыңдарда тіршілік етеді. Сол жер оның атам заманнан бергі табиғи мекені.

Атмосферадағы биосфераның  жоғары шегі 20 километр биіктікке дейін  жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш  тұқымы) кездеседі. Бактериялар атмосфералардың  озон қабатында да өсіп-өнеді. Озон қабаты 20-25 километр биіктікте кездеседі. Ол жерді қоршаған экран сияқты. Адам баласына, жануарлар дүниесіне  зиян келтіретін космостық және күннің әсірекүлгін сәулелерінің осы озон қабаты тұтып қалады. Биосферада мол  кездесетін микроорганизмдер жер бетінен 50-70 метрге дейінгі биіктікке ғана тарайды.

Литосферадағы биосфераның  төменгі шегі 2000-3000 метрге дейін  тереңдікке жетеді. Олар анаэробты  бактериялар. Жердің 6-8 метр төменгі  қабатында микроорганизмдер мол  болады. Гидросферадағы биосфераның  шегі 11 километрге дейінгі тереңдікке жетеді. Тынық мұхиттың терең қойнауы 11 километрден асатынын білеміз. Теңіз  жануарлары және өсімдіктері (қызыл, жасыл, қоңыр балдырлар) үшін су өте қолайлы  орта. Ол таза, мөлдір болғандықтан күн  сәулесі оның 200 метр тереңдігіне  дейін тарайды. Бұдан кейінгі  судың қабаттарын мәңгілік қараңғылық басып тұрады. Мұндай қабаттарда да тіршілік ететін организмдер болады.

Ноосфера

Биосфераның ең жоғарғы даму стадиясы ноосфера болып есептеледі.

Ноосфера (грек сөзі – noos – ой, «sphaira» - шар, сфера) ақыл-ой сферасы. Алғаш рет бұл ғылыми терминді француз мемлекетінің математигі Э.Леруа, П.Тейяр де Шарден (1927) биология ғылымына енгізген болатын. Ол биосфераның жаңа тұрғыдағы ұғымы мен сипаты – ноосфера туралы болжамдар жасады.

Ақыл-ой сферасы екенін адам әрі қарай ғылыми зерттеулер жүргізген  ғалымдар В.И.Вернадский, Э.Леруа, Т.Шарден. Олардың ойлары бойынша, адамның  ақыл-ойы мемлекеттер саясаты, ғылыми жетістігі т.б. адамзат баласының  биік адамгершілік деңгейі биосфера мен қоғамның гармониялық дамуын жүзеге асыратын – ноосфера деген  үзілді-кесілді тұжырым жасаған.

Биосфера қалай  пайда болған?

Биосфера бірден пайда  болған жоқ. Ол өте көне заманнан бері қарай күні бүгінге дейін біртіндеп  дамып келеді. Биосфераның ертеден  бері қарай құралып келе жатқанын дәлелдейтін палеонтологиялық материалдар  қарапайым тірі организмдердің қалдықтары жер қыртысының әрбір қабаттарынан табылады. Осы қабаттарға сүйене отырып, ғалымдар биосфераның негізгі пайда болу жолдарын анықтады.

Олар бірнеше дәуірден тұрады. Биосфераның даму кезеңдері 2-кестеде көрсетілген.

Биосфераның ең бірінші заманы архей деп аталады.  Бұл кезде биосфера қандай жағдайда дамығаны және қандай тірі организмдер болғаны туралы ешқандай деректер жоқ. Тек қана қарапайым тіршіліктің түрі болған ғой деп ғалымдар топшылайды.

Протерозой эрасы  – биосфераның екінші дәуірі болып есептеледі. Бұл заман 700 миллион жыл бойына созылған. Протерозойда тірі организмдердің қарапайым түрлері тіршілік еткен. Олардың сол дәуірде тасқа жабысқан қалдықтары әр түрлі тау жыныстарынан қазіргі кезде де байқалады. Протерозой дәуірінде биосфера қандай жағдайда болғанын ғалымдар толық білмейді. Ол туралы нақты деректер жоқ.

Биосфераның Палеозой эрасы немесе ертедегі тіршілік кезеңі. Бұл дәуір шамамен алғанда бұдан 570 миллион жыл бұрын басталып, 300 миллион жылға созылған. Бұл эра кембрий, ордовик, силур, девон, карбон және пермь дәуірлері болып бірнешеге бөлінеді.

Кембрий дәуірінде барлық өсімдіктер теңіз суларында өскен. Олар көк жасыл балдырлар болатын. Олардан құрлыққа бейімделген өсімдіктер өсе бастады. Тек қана силур кезеңінде  өсімдіктер құрлыққа біртіндеп шыға бастап, дами түсті. Бұл уақыттағы  өсімдіктердің ең бастысы – псилофиттер  болған. Балдырларға қарағанда олар жоғары дәрежеде дамыған өсімдіктердің  түрі еді. Псилофиттердің жер астындағы  бөлігінде тамыр сабаққа ұқсас  резиодтары болды. Псилофиттердің сыртын эпидермис қаптап тұрған. Мұның клеткаларының  аралығында устьицалар (саңырауқұлақтар) орналасқан. Бірсыпыра псилофиттердің ұзындығы  1,5-2 метрге дейін жеткен. Ал кейбір түрлерінің, мысалы, риния  мен хорнеяның биіктігі 20-40 сантиметрдей ғана болған. Олар батпақты жерлерде өскен. Псилофиттердің ішінен астероксилон ерекше назар аударады. Оның жер бетіндегі  органдарын (сабақтарын, жапырақтарын) алсақ өте үлкен көлемде дамыған. Дегенмен оларда тамыр жүйелері. өткізгіш системасы болмады. Тамыр қызметін атқаратын резиодтары болған. Астероксилондар  бұтақтанып өскен. Псилофиттердің күшті  дамуына әсер еткен алғашқы топырақ  және ылғал болды. Сондай-ақ бактериялардың, балдырлардың және қарапайымдардың (бір  клеткалылардың) әрекеттері ерекше еді. Мұндағы бір ғажайып жай, псилофиттер  саңырауқұлақтармен симбиоз жасап  өткені белгілі. Псилофиттер 20-30 миллион  жылдай өмір сүрді деп топшылайды ғалымдар.

Девонның аяқ кезінде  бұлардан басқа қырықбуындылар, плаундар және папоротниктер қаулап өсе бастады. Өсімдіктер құрлыққа шыққаннан кейін  фотосинтездің ықпалымен атмосфералық ауаның химиялық құрамы өзгеріп, құрлық жануарларының дамуына жағдай туды. Өйткені фотосинтез процесі арқылы ауада оттегі көбейе түсті.

Тас көмір дәуірі (карбон) жылы және ылғалды болды. Мұның өзі құрлық өсімдіктерінің қаулап өсуіне мүмкіншілік жасады. Әсіресе сәнді орман ағаштарының көлемі үлкен аймақтарды қамтыды. Бұл дәуірдегі өсімдіктер негізінен плаундар,  қырықбуындылар, папоротниктер болды. Бұлар псилофиттен таралып, тас көмір дәуірінің басында солардың орнын түгелімен басты.

Плаундар өте биік ағаштар (лепидодендрондар мен сигилляриялар) түрінде дамыды. Олардың биіктігі 40-50 метрге дейін жеткен. Диаметрі  2-3 метрдей болған. Бұлардың діндері  тік, зәулім өсті. Жапырақтары қалың  болды. Мұндай ағаштардан түскен жапырақтар жерде жатып шіріп, топырақтың қарашірігін  молайта түсті. Ол өсімдіктердің  өсуіне қолайлы жағдайлар туғызды.

Тас көмір дәуірінің ағаш тәрізді қырықбуындылары – каламиттер батпақты жерлерде қаулап өсіп, орасан күшті дамыды. Бұл ағаштардың биіктігі бірнеше жүздеген метрге жеткен. Сонымен  қатар лиан тәрізді өсімдіктер де өскен. Тас көмір дәуірінде тұқымды  папоротниктер ағаштарға өте  ұқсас болды.

Тұқымнан көбейетін өсімдіктердің  пайда болуы өсімдіктердің эволюциялық  дамуындағы кезектің ароморфоздың (жетілдірілген  өсімдіктердің түрі) өсуіне мүмкіншілік  туғызды. Тұқымды өсімдіктердің  су ішінде ұрықтануы қажет болмай қалды. Сондай-ақ, олардың тұқымдарының ішіндегі ұрықтарының қорғаныш қасиеті  күшейді.

 Тұқым пайда болуы  цитогенетикалық ароморфоз болып,  бұл өсімдіктердің құрғақ жерлерде  өсуін қамтасыз етті, тау құралу  процестерінің басталуымен, соның  ықпалымен тас көмір дәуірінің  аяқ кезінде климат континентальды  және құрғақ болды. Осы жағдайда  өсімдіктердің тұқым арқылы көбеюі  ерекше етек алды.

Пермь дәуірінің бас кезіндегі  өсімдіктерде тас көмір дәуіріндегі  өсімдіктерге ұқсас көптеген белгілер болды. Бірақ пермь дәуірінің  ортасында жер бетіндегі өсімдіктерге кенет өзгеріс кірді. Ағаш тәрізді  плаундар, каламиттер, папоротниктер  мүлдем жойылып кетті. Бұлардың орнына жалаңаш тұқымды өсімдіктердің  тұқымынан өсіп шыққан қылқандылар, цикада тәрізділер және гинкголар өсе  бастады.

Мезозой эрасы  немесе орта тіршілік кезеңі  бұдан 135 миллион жыл бұрын басталып, 115 миллион жылдан астам уақытқа дейін созылған. Мұны үш дәуірге бөледі: триас, юра және бор. Триаста тау құрылу процестері баяуланды. Бұл эраның құрлық өсімдіктері біркелкі болды. Триас ормандарында көптеген папоротниктер және қырықбуындылармен қатар жалаңаш тұқымды өсімдіктер: қылқан жапырақтылар, гинкго және саговиктер өсті. Осы ерекше флораның қалдығы Ескі дүние мен Жаңа дүниенің тропиктік және субтропиктік өңірлерінде қазіргі кезде де бар. Мысалы, саговиктердің 9 түрі Қытайда, Жапонияда және Европаның ботаникалық бақтары мен парктерінде өсіріледі. Ол – реликті өсімдік. Ал гинкго (Ginkgo biloda) дейтін бір түрі біздің заманымызға дейін жетті.

Юра дәуірі жылы болды. Теңіз жағалауларындағы ормандарда папоротник, қырықбуындылар, жалаңаш тұқымдар – гинкголар, қылқан жапырақтылар қаулап өсіп, дами түсті. Қылқан жапырақтылардың ішінде басым көбі араукариялар болды. Қазіргі кезде олардың аздаған түрлері Жаңа Зеландия, Малайзия және Филиппин аралдарында, сонымен бірге Оңтүстік Америкада өседі. Юра дәуірінде өсімдік әлемінің алыбы – секвоялар болды. Бұлардың бір түрі – веллингтония немесе мамонт ағашы қазіргі кезде Калифорния штатында (АҚШ) өседі. Мамонт ағашы жер жүзіндегі ең үлкен ағаштардың қатарына жатады. Діңнің жуандығы 30 метрге дейін жетеді. Ал биіктігі 200 метрге барады. Өмірінің ұзақтығы  3000 жылдан асады. Кейбір  түрлері 7000 жылға дейін өсетіні байқалады. Юра дәуірінде алып өсімдіктердің түрлері көп болды. Бұл кезеңдегі алып өсімдіктер шөппен қоректенетін жануарлардың дамуына мүмкіншілік туғызды. Шөппен қоректенетін алып рептилиялардың өкілдері – динозаврлар болды.

Мезозой эрасындағы, әсіресе  соңғы кезінде – бор дәуіріндегі, қазіргі флора қалыптасудан бұрын, Жер бетіндегі органикалық тіршілікке үлкен өзгеріс енді. Осы кезде  теңіз сулары азайып, құрғақ жерлер көбейе бастады. Бор дәуірінің аяғында  Шығыс Азия мен Америкадағы Анд  аймақтары жоғары көтеріле түсті.

Бор дәуірінде  климат кенет өзгеріп кеткен. Профессор М.И.Голенкин бұл өзгеріс жерге түсетін күн сәулесінің интенсивті болуымен байланысты деп жорамалдайды.

М.И.Голенкиннің топшылауынша бор дәуірінде Жер бетінде  кенетен бір өзгеріс болып, ол Жерді қоршап тұрған бұлтты серпілтті. Күн сәулесі тікелей өсімдіктердің  жапырақтарына түсті. Көне замандағы  папоротниктер, тіпті, жалаңаш тұқымдылар бұған бейімделе алмады. Кейбір түрлері  мүлде жойылып кетті.

Ауа райының бір мезгілде кенет өзгеруі өсімдіктер эволюциясында  жаңа ароморфоз пайда болуына  себеп болды. Бұларда көптеген жаңа прогрессивті белгілер жетіле түсті. Мәселен, аналықтың, сондай-ақ жеміс дамитын  жатынның болуы, қосарлы ұрықтану, гүлдің пайда болуы т.б.

Жабық тұқымды өсімдіктердің  ертедегі қалдықтары Юра дәуірінен  бері белгілі. Бірақ бұлардың қарқынды дамуы бор дәуірінен басталды. Бұл жабық тұқымды  өсімдіктерде ашық күн сәулесіне және ауаның  құрғақ аңызақ желіне төзімділіктер  пайда бола бастағаны мәлім. Жер  бетіне жабық тұқымды өсімдіктер кеңінен тарай бастады.

Бор дәуірінің  ортасынан бастап өсімдіктер сипаты қазіргі кезде өсімдіктер әлеміне ұқсас келетіні байқалады. Сол кезде дара жарнақты (пальмалар, лилиялар т.б.) және осы кездегі көптеген жабық тұқымдастарға, тіпті, тектестерге жататын (үйеңкілер, емендер, теректер, қайындар, талдар т.б.) қос жарнақты өсімдіктердің түрлері өсе бастады.

Кайнозой эрасы бұдан 70 миллион жыл бұрын басталған. Осы уақыттан бері барлық эралар бойынша қазіргі кездегі флораның қалыптасу процесі жүрді. Кайнозой эрасы екі дәуірге бөлінеді. Ол – үштік және төрттік кезеңдер.

Үштік дәуірде  тау құрылу процесі дами түсті. Жер бетіндегі ең биік Альпы – Гималай таулары пайда болды. Осы кезде Қара Теңіз бен Жер Орта теңіздері оқшауланып өз алдына бөлініп қалған.

Палеоценнен бері қарағай  жердегі үштік дәуірдің өсімдігі осы кездегі өсімдіктерге өте  ұқсас бола бастағаны байқалады. Магнолиялар, лаврлар, пальмалар, араукариялар, бамбуктер, жүзімдер т.б. тропиктік  және субтропиктік өсімдіктер дами түседі. Евразия мен Солтүстік Американың солтүстігіндегі – Аляскаға, Солтүстік  Греландияға, Шпицберген аралына дейінгі  жерлерде жылуды онша қажет етпейтін қоңыржай аймақтың өсімдігі қандыағаш, тал, қайың, т.б. бар. Эоценнің аяқ кезінен  бастап өсімдік сипаты кенеттен өзгеріп  кетті. Ағаш өсімдіктерінің орнына шөп  тәріздес, олардың ішінен астық тұқымдас өсімдіктер дами бастады. Миоценде бұл  процесс күшейе түсті. Басым болып  тұрған климат ылғалдылығынан айрылып  құрғақ және қоңыржай климатқа өзгеріс  берді. Осы дәуірдің аяғында климат суыта түсті. Мәңгі жасыл өсімдіктердің  көпшілігі апатқа ұшырап, қалғандары оңтүстік ендікке қарай жылжып кетті. Орталық Европада доминанттық (басымдылық) етуші өсімдік болып шырша, қарағай  және қайың қалғанын археологиялық  қазбалар анықтап берді.

Төрттік  дәуір жер  бетінде тіршілік дамуының ақырғы және ең қысқа дәуірі болып саналады. Мұның ұзақтығы бір миллион жылдай ғана болады. Бұл дәуірге тән жағдай – сол суық кезеңдер және мұз  дәуірі жылы ылғалды ауа райымен  алмасып отырғаны байқалады. Өйткені  өсімдік әлемі мен жер қыртысының даму процесі біркелкі емес. Мұздар жер бетін басқан кезде жылылықты  сүйетін өсімдіктер оңтүстікке қарай  ығысып кетті. Мұздар қайтадан ери бастаған кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер өсе бастады. Бірте-бірте ауа райы жылынып өсімдіктердің өсуіне қолайлы  жағдайлар туды. 

Адам мен биосфераның  өзара қатынасы

Биосферадағы барлық процестер  бір - бірімен тығыз байланысты. Адамзат  – осы биосфераның азғантай бір бөлігі. Адамның ақыл- ойы оны жануар әлемінен бөліп, оған үлкен күш – қуат, сенімділік береді. Уақыт өте келе, адам өзін қоршаған ортаның әртүрлі жағдайларына бейімделіп қана қойған жоқ, осы мекендерде кездесетін табиғат өзгешеліктерін өз қажетіне жарата білді. Адамның кез келген шаруашылық қызметі қоршаған ортаға әсер ететінін біз түсіндік, ал биосфера жағдайының нашарлауы жер бетінде тіршілік ететін барлық тірі ағзалар үшін өте қауіпті. Адамның қоршаған ортамен қарым – қатынасын жан – жақты зерттеу, оның денсаулығы ауруларға ғана емес, сонымен қатар түрлі физикалық , психикалық және әлеуметтік саулығына да байланысты екенін түсіндік.

Адам – биосфераның  құрамды бөлігі және оның жемісі. Адам алғаш рет пайда болғанда, өзінің айналасындағы табиғатқа тікелей  тәуелді болып өмір сүрді. Бірте  – бірте алам санасының артуы, еңбек құралдарын жетілдіріп, құрлықта кеңінен тарала түсуі адамның  табиғат байлықтарын пайдалануын  және оны игеруін жеделдете түсті. Бұрын игерілмеген жерлер игерілді, бұрын пайдаланылмай келген табиғат байлықтары пайдаға аса бастады. Әсіресе минералды байлықтарды игеру өнеркәсіп салаларына әсер етсе, ол жерді пайдалану ауыл шаруашылығының дамуына негіз болады. Ең алғашқы кезде адам өзінің өмір сүруіне қолайлы ірі өзендер мен көлдердің маңына қоныстанды. Сондай – ақ, өзендер арқылы бір жерден екінші жерге баруға да ыңғайлы болды. Бірте – бірте адам табиғатты кеңінен игеруге ұмтылды. Жаңадан суқоймалар, каналдар қазу, тоғандар салу арқылы табиғатқа әсері де күшейе түсті. Адамзат өнеркәсіпті өркендету арқылы жануарлар әлемінен бөлініп, оқшаулана түсті. Материялдық байлықтарды игеру мақсатымен биосфераны өз мүддесіне сай өзгерте түсті. Көрнекті ғалым В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша, адам қуатты геологиялық күшке айналады. Техниканы дамыту, энергияның жаңа көздерін пайдалану, ауыл аруашылығын өркендету, ғылым салаларын меңгеру адамзаттың табиғатқа ықпал етуіне жол ашты.

Қазіргі кезде биология ғылымдарының да көптеген жаңа салалары –бионика, биотехнология, биофизика т.б. қарқынды түрде дамып келеді.

Адамның осныдай қуатты ақыл – ой санасы мен білімнің нәтижесінде  биосфера жаңа деңгейге жетті. В.И.Вернадскийөзінің биосфера туралы ілімінде биосфераның мұндай ең жоғарғы деңгейін ноосфера деп атайды. Ноосфера «саналы қабықша» деген ұғымды білдіреді немесе ноосфера адамзаттың ғылыми ой-санасы және еңбегі арқылы өзгерген биосфераның жаңа деңгейі болып саналады.

Ноосфера – биосфераның  жағдайға көшкен деңгейі; онда адамның  ақыл-ой табиғаттағы барлық әрекеттерді  айқындайтын негізгі фактор болып  есептелінеді. Вернадский ноосфера ұғымына  толық түсінік береді. Оның ілімі  боцынша, адамзаттың ғылыми ой-санасы және еңбегі арқылы биосфераны жасампаздықпен өзгерте отырып көкркейту, яғни адамзаттың өзі және келешек ұрпағы үшін сақтап қалу, әрі тіршілік атаулыға барынша қолайлы жағдай жасау болып табылады.

Қазіргі кезде бүкіл жер  бетіндегі халықтарды толғандырып  отырған мәселе биосфераның тепе-теңдігін сақтай отырып, оны көркейту болып  отыр.

Қорта айтқанда, ноосфера ғылыми ой-сананың және әлеуметтік қатынастардың  бір мақсатқа негізделген қорытындысын көрсетуі тиіс. Ол адамдардың бойындағы  шығармашылық күш-қуатын және бар қабілетін  барынша аша түсүіне жағдай жасау  болып табылады.

Биосферадағы  тіршілік туралы қазіргі көзқарастар

Кейінгі кезде биохимия, биофизика және биология ғылымдарының кейбір салаларының дами түсуіне  байланысты тіршіліктің қалай пайда  болуын анықтайтын бірнеше жаңалықтар ашылды. Кейінгі 15-20 жылдардың ішінде әр түрлі биосинтездерден және тұқым  қуалаушылықтан тіршіліктің белок  емес заттарға (нуклеин қышқылдарына) байланысты екені анықталды.

Тірі организмнің анорганикалық  материядан пайда болуы жайында  тікелей экспериментті түрде  алынған материал болмағандықтан мұны шешу ғалымдарға оңай түскен жоқ. Сондықтан  кейде биология ғылымында идеалистердің  пікірлері орын алып отырады. Идеалистер ең алдымен діни ұғымдарды таратуға ұмтылды. Тірі организмдер құдайдың құдіретімен пайда болады деген  терминді ұсынды. Өсімдіктерді, жан-жануарларды, адамдарды өлі инертті заттардан  қазіргі біздің көріп жүргеніміздей  толық бейнелі түрінде құдай  жаратты деп соқты. Ертедегі вавилондық және мысырлық ілімдерде, сонымен қатар, үнділік ертегілерде тірі денелер  өздігінен пайда болды деп  көрсетті. Грек оқымыстысы Аристотель де тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болады дегенге саяды. Адамзат  құрттар, моллюскалар немесе шіріген  заттардан пайда болады деп түсіндіреді.

Бірақ Франческо Редидің  жүргізген зерттеу жұмыстары, тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда  болады деген ұғымды жоққа шығарды. Ол жас етті алып, оны стаканға салып, бетін дәкемен жауып қойды. Ешбір  тірі заттың пайда болғаны байқалмады. Сонымен шыбын личинкаларының шіріген  еттен пайда болмайтынын дәлелдеп шықты.

Луи Пастер бактериялардың өршитін тұқымынан микроорганизмдер дамитынын бірден білді. Сонымен  тірі организм ешқашан да өзінен-өзі  дамымайтыны белгілі болды.

Тірі организм басқа космостық  денелерден даяр күйінде келді деген  болжам бар. Оны космозой теориясы деп  атайды. Мұны алғаш рет айтқан неміс  дәрігері Г.Рихтер еді. Бұл теорияны В.Томсон мен Г.Гельмгольц жақтады. Космозой теориясы бойынша тірі организм басқа космостық денелерден метеориттермен келді деп көрсетті. Бұл дұрыс  емес еді. Өйткені метеориттер ауаның тығыз қабаттарында қатты қызады да балқып кетеді. Оның сыртына жабысқан тірі организмнің бірі де қалмай жанып  кететіні анықталады.

Бұл теориялар тіршіліктің  жер бетінде пайда болу проблемасын  материалистік тұрғыдан шешудің  орнына қайтадан оның жолын жауып  тастады. Олар анорганикалық заттардан  органикалық материаның дамитынын  көзге ілмеді. Жер бетінде тіршіліктің  пайда болуынан бұрын химиялық процестердің болғанын да ескермеді.