В процессе эволюции происходит рост биомассы биосферы и ее организованности. Живые организмы обнаруживают способность к неограниченному размножению, если этому не противостоит сопротивление среды. В силу увеличения численности и массы жизнь быстро "растекается" по поверхности нашей планеты, расширяя зоны обитания и увеличивая размеры биосферы. Доказательно судить об увеличении массы живых организмов в процессе эволюции нет оснований, так как не имеется данных о ее количестве в другие эпохи. Но появление новых организмов и освоение новых экологических ниш — одно из подтверждений этой закономерности.
Появление новых форм жизни и увеличение численности ведет к возрастанию организованности живого вещества, что проявляется в поддержании устойчивости в процессе непрерывного обмена атомов. Так, например, от палеозоя до нашего времени комплексы организмов, накапливающих кальций, менялись, но аккумуляция этого элемента происходила с относительно постоянной скоростью. Одновременно возрастает и автономность элементарных компонентов в биосфере и прежде всего отдельных групп автотрофов, занимающих определенные ниши, о чем свидетельствует ярусность биоценозов.
В процессе эволюции возрастает роль живых организмов в стабилизации оболочек Земли. Это доказывается стабилизацией газового состава атмосферы, превращением ее восстановительного характера в окислительный, формированием высокоэффективного энергетического процесса — дыхания. Извлекая из окружающей среды химические элементы и выделяя их обратно в виде органических соединений, живые организмы создают и сохраняют биотический круговорот.
Жизнь, преобразуя атмосферу, создает себе необходимую среду обитания. Изменяется не только состав атмосферы, но и состав воды океана в результате концентрации извлекаемых организмами элементов и включения их в новые продукты. Известно, что коралловые рифы образуются в результате деятельности живых организмов, а не в результате испарения воды и осаждения солей. Особенно ярко иллюстрируется это положение процессами почвообразования, так как в результате разложения органического вещества происходит существенное изменение свойств почв.
Известный русский физикогеограф и биолог Л.С.Берг говорил: "Организмы осуществляют с физической точки зрения невероятное".
В процессе эволюции за счет фотосинтеза и выделения организмами кислорода, обладающего высокой химической активностью, происходит накопление энергии в биосфере. Растения "захватывают" новые территории и превращают их в области аккумуляции солнечной энергии, сама энергия аккумулируется в горючих полезных ископаемых.
В процессе эволюции происходит адаптация как на организменном, так и на биосферном уровнях. Важнейший итог ее — озоновый экран, появившийся в результате фотосинтетической деятельности растений и защищающий жизнь от губительного действия ультрафиолетовых лучей. Не менее важным результатом адаптационного процесса В.И.Вернадский считал приобретенную способность живого вещества улавливать солнечную энергию и превращать ее в форму, пригодную для обеспечения самых разнообразных биосферных процессов (питание гетеротрофов, горение).
Благодаря эволюционному развитию адаптации в биосфере сформировалось огромное число видов и особей, что повышает вероятность сохранения главных геохимических и энергетических функций биосферы в случае каких-либо катастроф планетарного масштаба. Известно, что спустя всего несколько часов после взрыва атомной бомбы, уничтожающего все живое вокруг себя, в воронке от взрыва появляются цианобактерии.
Анализируя возникновение и развитие биосферы, можно выделить в ее эволюции два этапа:
бескислородный, характеризующийся отсутствием в атмосфере свободного кислорода, живые организмы в котором были представлены анаэробами;
кислородный, начавшийся с момента появления фотосинтеза у цианобактерии. Накопление кислорода в атмосфере повлекло за собой такие глобальные явления, как формирование озонового экрана и появление дыхания как энергетического процесса.
Крупнейшими событиями в биосфере В.И.Вернадский считал возникновение животных с кальциевым скелетом, формирование лесных фитоценозов и, наконец, создание ноосферы. Заключительным этапом в формировании учения о биосфере стала разработка основ учения о ноосфере.
Имея в виду огромное влияние человека на природу, академик А.П.Павлов (1854—1929) в 1927 г. предложил назвать этот этап антропогенным, а академик А.Е.Ферсман (1883—1945) в 1934 г. — техногенным. Сам же В.И.Вернадский назвал этот этап развития биосферы ноогенезом, в процессе которого биосфера должна перейти в новое качественное состояние — ноосферу.
Таким образом, ноосфера как этап в развитии биосферы характеризуется тем, что в ней действует новый фактор ее преобразования — человек. При этом В.И.Вернадский предполагал, что Земля будет преобразовываться не только в соответствии с потребностями человека, но и с учетом законов природы; со временем в ноосферу будет включено и околоземное пространство. Однако предположения ученого пока не сбылись. Человек до сих пор рассматривает биосферу как источник получения благ, не сообразуясь с законами ее развития. Все, что до сих пор делает человек, преобразовывая природу, направлено против нее. Достаточно вспомнить, что огромные площади болот в Беларуси, осушенные человеком, не дают во многих случаях эффекта, но нарушают водный баланс огромных регионов; строительство плотины в Финском заливе поставило г. Санкт-Петербург на грань экологической катастрофы.