Биосфера компоненты взаимодействия устойчивость кратко

Обновлено: 05.07.2024

Общая сухая биомасса биосферы оценивается в 2,5 x тонн. Большая часть этой биомассы приходится на наземные экосистемы, биомасса океана составляет лишь около 0,003 x тонн. Основную часть биомассы суши составляют наземные растения, их биомасса примерно в 500–1000 раз больше, чем биомасса животных. Из всех видов диких животных, по-видимому, наибольшей биомассой обладает морской рачок Euphausia suberba (150 млн. тонн), но общая биомасса одомашненного человеком крупного рогатого скота (Bos taurus) еще больше — 520 млн. тонн, как и самих людей — 350 млн тонн. Большой биомассой обладают муравьи (3 млрд тонн) и морские рыбы (800 — 2000 млн. тонн), но это группы животных, включающие множество видов. Общая биомасса наземных растений — 560 млрд. тонн, морского фитопланктона и растений — 5 — 10 млрд. тонн, наземных животных — 5 млрд. тонн.

Наибольшая концентрация биомассы на границах сред:

граница литосферы и атмосферы;
граница гидросферы и атмосферы (планктонные организмы);
граница литосферы и гидросферы (бентосные организмы).
Первичная биомасса образуется автотрофами (обычно растениями) в процессе фотосинтеза с использованием солнечной энергии. Поэтому минимальная биомасса наблюдается в пустынях и во льдах, что связано в первую очередь с минимальным количеством растений в качестве источника прироста биомассы.

Структура биосферы

1.Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4 — 3,6 x тонн (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (около 3 x тонн), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Однако именно эта часть биосферы является наиболее важной, т. к. активно участвует в биогеохимических циклах и преобразует неживое вещество Земли.

2. Биогенное вещество — осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки (известняки, ракушечные породы, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и др.).

3. Косное вещество — вещество, образующееся без участия живых организмов.

4. Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д.

5. Радиоактивные вещества и продукты их распада, а также атомы, непрерывно образующиеся из земного вещества под влиянием космических излучений.

6. Вещество космического происхождения (метеориты).

Основные черты биосферы:

живые организмы;
биотический круговорот веществ.
Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп организмов:

продуцентов (зеленых растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных к хемосинтезу) — они создают первичное органическое вещество;
консументов (растительноядные и хищные животные) — они потребляют органическое вещество;
редуцентов (бактерии, грибы и простейшие животные) — они разлагают мертвое органическое вещество до минерального.

механизмы устойчивости биосферы

Биосфера представляет собой открытую биосистему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой.

Живые организмы биосферы делятся на автотрофов и гетеротрофов:

автотрофы — производители органического вещества;
гетеротрофы — потребители и разрушители органического вещества.
Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие.

Это равновесие является основой для устойчивости биосферы.
Устойчивость — это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться, в случае если они будут нарушены.

Факторы, определяющие устойчивость биосферы:

биоразнообразие — видовое разнообразие;
взаимозаменяемость компонентов биосферы в круговоротах веществ и энергии;
дублирование звеньев в круговороте веществ и энергии (в биогеохимических циклах);
жизненная активность живого вещества (скорость размножения и распространения).
От полюсов к экватору биомасса и видовое разнообразие увеличиваются, т. е. увеличивается устойчивость экосистем.

Биосфера – глобальная оболочка земли, сфера распространения жизни, границы которой определяются наличием пригодных для организма абиотических условий (температура, вода, газ, соленость, элементы минерального питания).

Основные факторы определяющие границы биосферы:

- действие ультрафиолетовых лучей (верхний предел жизни);

- температура земных недр (нижний предел жизни);

- биогенное вещество (газ, нефть)

- косное вещество (без участия жив. Организмов)

Биосфера состоит из биотических и абиотических факторов. Границы биосферы определяются распространением биотических компонентов экосистемы. Биосфера включает в себя атмосферу, гидросферу, литосферу, и верхнюю часть литосферы. Условия выживания живых существ: 1) достаток кислорода, 2) достаток воды, 3) благоприятные температуры, 4) минеральные вещества, 5) соленность Среды.

В биосфере два поля жизни:

- поле существования жизни – это те слои и участки где есть условия не только для существования, но и размножения.

- поле устойчивости (только живут.)

Условия определяющие поле существования жизни:

- достаточное количество кислорода и уг.газа;

-прожиточный минимум минерального ве-ва;

Защитные экраны биосферы

Защитными экранами биосферы являются магнитное поле и озоновый слой.

Биосфера тесно связана с космической средой. В каждую секунду через границу земной атмосферы из космоса в направлении земли влетает более 1000 зараженных частиц. Космическое излучение смогло бы за короткий срок разложить на ионы и электроны весь воздух атмосферы и жизнь на земле стала бы невозможна, но этого не происходит так как его защищает от космических лучей магнитное поле. Линии земного магнитного поля отражают космические лучи, обладающие малой энергией и они как правило не могут проникнуть в нижний слой атмосферы. Лишь космические лучи обладающие большой энергией способны пробить магнитное поле и долететь до поверхности земли. В магнитосфере заряженные частицы в основном придерживаются линии поля. При поступлении новой порции частиц некоторая их часть как бы стряхивается в атмосфер и является причиной геомагнитных бурь.

Еще одним защитным полем является озоновый слой. Озоновый экран защищает от ультрафиолетовых излучений. Озоносфера состоит из озона (газа синего цвета, с резким запахом) высота его распространения от 10-15 км и максим. 20-25км. Озон формируется в стратосфере когда под действием ультрафиолетовых лучей молекулы кислорода распадаются на свободные атомы, которые могут присоединяться к другим его молекулам. Возможна и иная реакция: свободные атомы кислорода могут присоединяться к молекулам озона с образованием двух молекул кислорода. В стратосфере озон поглощает ультрафиолетовые излучения, тем самым защищая все живое. В последнее время наблюдается истощение озонового слоя. Это происходит из-за применения хлорофотоуглеродов – фреонов, используемых в производстве, растворителей.

Закон минимума Ю. Либиха

Лимитирующие факторы обычно обуславливают границы распространения видов (популяций), их ареалы. От них зависит продуктивность организмов и сообществ. Поэтому крайне важно выявлять факторы с минимальным или избыточным значением, чтобы исключить возможность их проявления. Человек своей деятельностью часто нарушает практически все перечисленные закономерности действия факторов. Особенно это относится к лимитирующим факторам (разрушение мест обитания, нарушение режима водного и минерального питания растений).

Экологическая ниша

Экологическая ниша – интервал определяемый границами по температуре, освещению, влажности воздуха, рельефу и др. факторам. При одновременном рассмотрении влияния температуры и влажности географический облик экологической ниши становится двумерным. Если же включить еще какое-нибудь условие (например свет), то очередным шагом станет трехмерная ниша. Если продолжать включать дополнительные факторы, то экологическую нишу можно представить себе как н-мерную фигуру, т.е. гиперобъем. Экологическую нишу можно определить как совокупность всех факторов и ресурсов среды, в пределах которой может существовать вид в природе. Один и тот же вид может занимать различные ниши в разных местообитаниях и географических районах. Примером будет является сам человек. В некоторых странах он занимает пищевую нишу плотоядного организма, в других – растительноядного.

Экологические пирамиды

Биомасса организмов разных трофических уровней неодинакова. В наземных экосистемах с повышением трофического уровня она убывает, потому что энергия теряется при переходе с одного трофического уровня на другой. Соотношение биомасс организмов разных трофических уровней изображают графически в виде пирамид биомассы.

Наземная экосистема. Водная экосистема.

Биомассу организмов каждого трофического уровня представляют в виде прямоугольника, длина или площадь которого пропорциональны количеству биомассы.

В наземных экосистемах с повышением трофического уровня запас биомассы уменьшается, а в морских – увеличивается. Основной продуцент в этих экосистемах – фитопланктон.

Кроме пирамид биомассы, стоят пирамиды численности. Строят так же пирамиды энергии, которые отражают её переход с одного трофического уровня на другой.

Агроценозы и агроэкосистемы

Агроэкосистемы или сельскохозяйственные угодья – это антропогенные (т.е. созданные человеком) экосистемы.

Агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты в агроэкосистеме – культурные растения, травы сенокосов и пастбищ, деревья садов, лесопосадок и естественных лесов, входящих в её состав. Продуценты и спутники культурных растений – сорняки.

Консументы в агроэкосистеме – человек и сельскохозяйственные животные, а также вредители полевых культур, паразиты, полезные насекомые – хищные и опылители, птицы, организмы – симбиотрофы (микоризные грибы и бактерии – азот фиксаторы). Животные – детритофаги размельчают растительные остатки и облегчают деятельность бактерий.

Редуценты в агроэкосистеме – в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв, превращая остатки растений в гумус, а гумус и вносимый на поля навоз – в более простые органические и минеральные вещества, доступные растениям. Среди редуцентов есть не только восстановители плодородия почв, но и его разрушители.

Человек контролирует не всё живое население агроэкосистемы, часть видов проникает в неё и живёт помимо его воли. Такие живущие сами по себе виды называются спонтанными. Среди них – и вредители, и растения-сорняки, и полезные животные: птицы, насекомые-хищники и др.

Сам человек в агроэкосистеме – консумент-фитофаг (питается растениями) и зоофаг (ест мясо и пьёт молоко). Однако роль его в агроэкосистеме ещё больше, так как исходя из своих интересов, он формирует структуру и состав агроэкосистемы и влияет на её трофические элементы с целью получить наибольшую первичную и вторичную продукцию: он распахивает часть земель и высевает сельскохозяйственные культуры, создаёт сенокосы пастбища на месте лесов, разводит сельскохозяйственных животных.

Биосфера: компоненты, взаимодействия, устойчивость

Особенности городской среды обитания человека

Человек в биосфере: этапы взаимодействия общества с природой

Вода как экологический фактор

Функции живого вещества в биосфере

Звук и шум как экологические факторы

Функции отдельных царств живой природы в биосфере

Биологические потребности человека и пищевые ресурсы

9. Круговороты веществ и потоки энергии в биосфере на примере азота

Воздушная среда и способы ее защиты от загрязнения

11. Опасность обеднения и способы сохранения биологическою разнообразия планеты

Здоровье человека: факторы, его формирующие

Защитные экраны биосферы

Основные виды загрязнения среды и способы зашиты

Устойчивость биосферы: чем она объясняется

Почва как среда обитания живых существ

Закон биогенной миграции атомов В.И.Вернадского

Защита окружающей среды от загрязнения

Закон минимума Ю. Либиха

Радиация: биологическое действие и способы защиты

Трофические цепи, пирамида численности и пирамида биомассы

Экологическая ниша

Опасность загрязнения окружающей человека среды

Экологические взаимодействия в экосистеме. Пищевые цепи

Образ жизни как фактор здоровья человека

Экосистема: компоненты, взаимодействия, устойчивость

Продуктивность и биомасса как показатель состояния экосистемы

Проблема обеспечения человека питьевой водой

Экологические пирамиды

Энергетическая потребность человечества при сохранении нормальных экологических условий жизни

Популяция в экосистеме: состав, численность, плотность

Биологическое разнообразие и устойчивость экосистем

Как школьники могут участвовать в практической экологической деятельности

Экологические факторы: классификация, лимитирующие факторы

Изменения экосистемы во времени

Экосистема: функции царств живого в экосистеме

Глобальная проблема сохранения здоровья человека

Приспособленность популяций видов к среде обитания

Факторы риска заболевания человека

Повышение безопасности использования токсических химических веществ

Экологические факторы, определяющие здоровье человека

42. Проблема регулирования численности населения планеты

Леса России — национальное достояние, лесовосстановление

Международное сотрудничество в деле защиты окружающей человека среды

Почва: экологические функции в экосистеме

Охраняемые территории и их роль в поддержании качества окружающей среды

Агроценозы и агроэкосистемы

Проблема экологического мониторинга

Проблема зашиты здоровья человека

Живое вещество биосферы: разнообразие функций

Биосфера: компоненты, взаимодействия, устойчивость

Основные факторы определяющие границы биосферы:

- действие ультрафиолетовых лучей (верхний предел жизни);

- температура земных недр (нижний предел жизни);

- биогенное вещество (газ, нефть)

- косное вещество (без участия жив. Организмов)

В биосфере два поля жизни:

- поле устойчивости (только живут.)

Условия определяющие поле существования жизни:

- достаточное количество кислорода и уг.газа;

-прожиточный минимум минерального ве-ва;

Защитные экраны биосферы

Защитными экранами биосферы являются магнитное поле и озоновый слой.

Закон минимума Ю. Либиха

Экологическая ниша

Экологические пирамиды

Наземная экосистема. Водная экосистема.

Агроценозы и агроэкосистемы

Агроэкосистемы или сельскохозяйственные угодья – это антропогенные (т.е. созданные человеком) экосистемы.

Биосфера: компоненты, взаимодействия, устойчивость

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

По имеющимся в современной науке данным, планета Земля является уникальным явлением в Солнечной системе. В тонком слое, окружающем планету, непрерывно взаимодействуют воздух, почва и живые организмы разного уровня организации. Этот слой, населенный живыми организмами, взаимодействующими с воздухом (атмосферой), водой (гидросферой) и земной корой (литосферой), называется биосферой.

Представление о биосфере как об особой оболочке земной коры, охваченной жизнью, было впервые введено в естественные науки в 1875 г. известным геологом, профессором Венского университета Э. Зюссом.

Биосфера – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека.

Земля состоит из концентрических оболочек (геосфер) – внутренних и внешних. К внутренним относятся такие как ядро, мантия, а к внешним – литосфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная оболочка Земли – биосфера (рис. 25).

Атмосфера – воздушная оболочка Земли, наиболее легкая оболочка, граничащая с космическим пространством.

Рис. 25. Геосферы Земли

Состояние атмосферы оказывает важное влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли. Наибольшее значение для биологических процессов имеют кислород атмосферы, необходимый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего органического вещества; углекислый газ, расходуемый на фотосинтез, а также озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Вне атмосферы существование живых организмов невозможно, примером может служить Луна, лишенная атмосферы. Историческое развитие атмосферы связано с геохимическими процессами, а также с жизнедеятельностью организмов. Так, азот, углекислый газ, пары воды образовались в процессе эволюции планеты благодаря вулканической деятельности, а кислород в результате фотосинтеза.

Рис. 26. Схема строения атмосферы

Гидросфера – водная оболочка Земли. Вода является важной составной частью всех компонентов биосферы и одним из необходимых факторов существования живых организмов. Основная часть воды (95 %) заключена в Мировом океане, который занимает более 70 % поверхности земного шара; глубина Мирового океана в среднем около 4 километров, наибольшая – около 11 километров. Вода содержится в виде паров и облаков в земной атмосфере, существует в виде ледников в замороженном состоянии, атмосферные воды проникают в толщу осадочных пород, формируя подземные воды.

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 в морских водах растворенные вещества концентрируются многими организмами. Из газов, растворенных в воде, наибольшее значение имеют кислород и углекислый газ. Количество кислорода в гидросфере значительно варьирует в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. Концентрация углекислого газа также различна, но в целом количество его в океане приблизительно в 60 раз больше, чем в атмосфере.

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 плодородный слой почвы, населенный живыми организмами. Общий химический состав земной коры определяют немногие химические элементы. Всего лишь 8 элементов распространены в земной коре в весомом количестве (более 1 %) – кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий. Наиболее распространенным элементом является кислород, составляющий почти половину массы земной коры (47,3 %).

Таким образом, земная кора – это царство кислорода, химически прочно связанного с другими элементами.

Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород. Из них под воздействием микроорганизмов, растений и животных формируется почвенный покров. 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 накапливается огромное количество микроорганизмов.

Таким образом, литосфера имеет биогенное происхождение, она состоит из органических и неорганических соединений и живых организмов. Следовательно, биосфера представляет собой многоуровневую систему, включающую подсистемы различной степени сложности. Границы биосферы определяются областью распространения живых организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере. Верхняя граница биосферы проходит примерно на высоте 20 км, т.е. живые организмы расселены в тропосфере и нижних слоях стратосферы. Лимитирующим фактором расселения в атмосфере является нарастающая с высотой интенсивность ультрафиолетовой радиации. Все живое, проникающее выше границы озонового слоя, погибает. В гидросферу биосфера проникает на всю глубину, Мирового океана, что подтверждается обнаружением живых организмов и органических отложений до глубины 10–11 км. В литосфере живые организмы обнаруживаются на глубине примерно 7,5 км.

Основные свойства биосферы как сложной глобальной системы:

4) разнообразие видов.

1. Организованность. Биосфера – саморегулирующаяся система. В биосферу постоянно проникает солнечная радиация, т.е. биосфера аккумулирует и трансформирует энергию солнца. В результате, как было сказано выше, происходит постоянный обмен веществом и энергией. Здесь важную роль играет живое вещество. Такой постоянный вещественно–энергетический обмен между Землей и Космосом и между внешними оболочками Земли (рельеф, вода, почва, растительный и животный мир) представляет подвижное динамическое равновесие.

Системы, элементы которых взаимосвязаны переносами (потоками) вещества, энергии и информации, носят название динамических. Любая живая система представляет собой динамическую и, следовательно, открытую систему, но не всегда равновесную. Жизнь и движение (динамика) неразрывно связанные между собой понятия. Живое только потому и остается живым, что в нем ни на мгновение не останавливаются всевозможные процессы. Эти процессы незаметны и быстротечны. Так, в течение секунд и минут происходит деление клеток микроорганизмов, за несколько минут или часов может произойти гибель растений, животных и т.д. Несколько дней или недель достаточно, чтобы мелкие грызуны или насекомые после зимовки расплодились, увеличив свою численность в 10 или 100 раз.

Существование биосферы немыслимо без поступления энергии извне, прежде всего – энергии Солнца. Это говорит о том, что биосфера – открытая система.

2. Устойчивость. Преобладание в динамической системе внутренних взаимодействий над внешними взаимодействиями определяет ее устойчивость и способность к самосохранению. В настоящее время устойчивость системы называют гомеостазом.

Гомеостаз – это совокупность механизмов, устраняющих факторы, нарушающие внутреннее динамическое равновесие системы. Они способствуют возвращению системы в устойчивое положение. Поэтому возможен самостоятельный возврат природной системы к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена воздействием природных или техногенных сил. Гомеостатические механизмы поддерживают стабильность экосистем.

Биосфера за свою историю пережила ряд катастроф, многие из которых были значительными по масштабам (извержение вулканов, встречи с астероидами, глобальные оледенения, землетрясения и т.д.), но справлялась с ними. Отдельные региональные (крупные) экологические катастрофы она, как видим, гасить уже не всегда в силах, как следствие – распад экосистем (опустынивание земель), появление неустойчивых урбанизированных мегаполисов, исчезновение многих видов растительного и животного мира и т.д.

3. Эмерджентность (от анг. еmergent – внезапно возникающий) – наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам. Это особое свойство системы, которое отсутствует у ее частей. Невозможно постичь свойства системы лишь на основании свойств составляющих ее частей, решающее значение при этом имеет взаимодействие между элементами. Например, водород и кислород, находящиеся на атомарном уровне, при соединении образуют молекулу воды. Она обладает совершенно новыми свойствами. Принцип эмерджентности имеет весьма важное значение для экологического мышления: одно дерево не может составить леса; лес возникает лишь при определенных условиях – достаточной густоте древостоя, соответствующей флоре и фауне, сформированных биоценозах и других условиях. Экосистема определенного вида сохраняется лишь при определенном сочетании экологических компонентов. Эмерджентные свойства необходимо учитывать при экологической экспертизе и прогнозировании; она лишает смысла однокомпонентного подхода к природным явлениям.

4. Разнообразие. Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие обусловливается многими факторами. Это и разные условия среды жизни, разнообразие географических зон, геохимических провинций и т.д., где существует около 2 млн. видов (1,5 млн. животных, 0,5 млн. растений). Многообразие видов возникло как результат присущей организмам изменчивости, микро- и макроэволюционных процессов. Это многообразие форм способствует дальнейшему усложнению компонентов биосферы и повышению целостности ее как системы.

Практически вся без исключения деятельность человека приводит к оскудению экосистем любого ранга (резко уменьшились площади лесов, их было до человека 70 % суши, а сейчас – не более 20–23 %), количество животных, растений и т.д. Видовая насыщенность культурных земель сведена человеком до минимума (как правило, один вид). Это делает растения крайне уязвимыми для вредителей. Не случайно, что биологическое разнообразие отнесено Конференцией ООН по ОС и развитию (1992 г.) к числу трех важнейших экологических проблем, по которым приняты специальные заявления и Конвенции о сохранении разнообразия видов, лесов, предотвращении изменения климата.

Для сохранения устойчивости биосферы и механизма биотической регуляции окружающей среды потребление человечества не должно превышать 1 % чистой первичной продукции глобальной биоты. Современное прямое потребление цивилизацией биосферной продукции суши составляет около 10 %, т.е. на порядок больше допустимого порогового значения.

С момента своего появления на Земле человек постоянно сталкивается с необходимостью борьбы за жизнь, с неблагоприятными условиями природы, со стихийными факторами, с непредсказуемостью даже ближайшего будущего.

Овладев культурой изготовления орудий труда, воспроизводством пищи, устройством жилищ, человек в значительной степени изолировал себя от неблагоприятных факторов среды. При этом запросы человека постоянно росли, что требовало расширения и интенсификации производства. Человек все меньше применял свою мускульную энергию, но все больше использовал природные материалы и источники энергии. Такое положение, с одной стороны, в значительной степени оградило человека от многих факторов риска, но с другой стороны, породило целый ряд новых.

В результате окружающая человека природная и искусственная среда стала меняться столь быстро, что организм человека зачастую уже просто не успевает адаптироваться ко многим переменам. Это привело к изменению в структуре заболеваемости и массовому появлению новых болезней.

Одним из выходов из сложившейся ситуации называют коэволюцию, то есть совместную эволюцию, человека и природы, смысл которой в снижении масштабов и темпов человеческой деятельности по изменению условий окружающей природной среды, чтобы человек (да и другие живые организмы) успевал приспосабливаться к меняющимся условиям обитания.

Устойчивое развитиерассматривается как такое, при котором человечество способно удовлетворять свои потребности, не подвергая риску способность будущих поколений также удовлетворять свои потребности. Однако поскольку современные отношения человека и природы трудно назвать разумными, часто современное состояние биосферы, значительно измененное в результате деятельности человека, определяется как техносфера. Очевидно, для всей биосферы в этом есть определенное преувеличение, но наиболее значительно к состоянию техносферы приближаются участки биосферы в районах Эйкумены с наивысшей плотностью населения.

В 2008 году группа американских учёных под руководством Брента Крайстнера обнаружила, что за образование почти всех осадков могут отвечать бактерии, в частности, Pseudomonas syringae.Было доказано, что бактерии могут путешествовать с облаками на дальние расстояния и быть причиной образования осадков по всему миру при достаточно высоки

Биосфера (греч. bios - жизнь + sphaira - шар) - наружная оболочка Земли, населенная живыми организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Термин "биосфера" предложен австрийским геологом Э. Зюссом, учение о биосфере было создано и развито российским и советским ученым Вернадским Владимиром Ивановичем.

Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, это открытая система, структура и свойства которой определяются деятельностью организмов в прошлом и настоящем. Биосферу можно рассматривать как часть лито-, гидро- и атмосферы, заселенную живыми существами.

Запомните, что наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред (к примеру, на границе литосферы и атмосферы).

Границы биосферы

Общая толщина биосферы приблизительно 17 км. Живые организмы проникают вглубь литосферы на расстояние до 6-7 км, заселяют всю толщу гидросферы (до самого дна мирового океана). В атмосфере живые организмы встречаются в нижней части - тропосфере, которую сверху ограничивает озоновый слой (часть стратосферы).

Выше "озонового экрана" существование жизни в привычном для нас виде невозможно, так как губительное УФ (ультрафиолетовое) излучение уничтожает все живое. Возникновению жизни в недрах Земли препятствует высокая температура, оказывающая разрушительное воздействие.

Вещество биосферы

Совокупность всех живых организмов на нашей планете. Именно Вернадский показал, что деятельность живых существ - важнейший фактор геологических изменений планеты.

Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.

Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.

Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.

К биокосному веществу относятся пресная и соленая вода, почва, воздух. Почва является верхним наиболее плодородным слоем литосферы Земли. Почва - уникальный продукт совместной деятельности живых организмов, то есть биологических и геологических процессов, протекающих в живой природе.

Функции живого вещества

Важнейший компонент биосферы - живое вещество, то есть - живые организмы. Их деятельность приводит к наиболее значительным геологическим изменениям в биосфере, они обеспечивают круговорот веществ - главное условие зарождения новой жизни.

Живые организмы постоянно получают и преобразуют энергию. Растения преобразуют энергию солнечного света в энергию химических связей, а животные передают ее по цепочке. После смерти растений и животных энергия возвращается в круговорот благодаря бактериям и грибам - сапротрофам (греч. sapros – гнилой), разлагающим мертвое органическое вещество.

Деятельность живых организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы. В ходе дыхания животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а растения в ходе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бактерии хемотрофы также выделяют в атмосферу некоторые газы, полученные окислением сероводорода, азота.

Я никогда не перестану восхищаться этой функцией живого вещества. Вы только вдумайтесь: на одной и той же почве, рядом друг с другом, растут совершенно разные растения по форме, размеру и окраске плодов, цветков! Каждый раз задумываешься: как это возможно?

Это связано с тем, что каждое живое существо избирательно накапливает определенные химические элементы. К примеру, многие моллюски накапливают кальций, образуют известковый скелет - раковину. После их смерти раковины опускаются на дно, в результате чего создаются залежи полезных ископаемых - известняка (мела).

В результате жизнедеятельности мха сфагнума образуется полезное ископаемое - торф, а папоротниковидные образуют каменный уголь. Это концентрат углеродистых и кальциевых соединений в погибших растениях, которые тысячелетиями отмирали и образовали залежи ископаемых.

Живые организмы способны окислять и восстанавливать различные химические вещества. На реакциях окисления и восстановления основан метаболизм (обмен веществ) любого живого существа, подобные реакции протекают постоянно в ходе фотосинтеза, энергетического обмена.

Без разрушения "старой" жизни, невозможно возникновение "новой". После смерти живых существ их останки подвергаются разрушению, из них высвобождается энергия, накопленная в связях химических веществ. Непрерывный круговорот должен продолжаться всегда - это главное условие жизни.

Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.

При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.

Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.

Все атомы, которыми мы обладаем, которые стали частью наших рук, глаз, носа, языка - все эти атомы кому-то принадлежали до нас! За миллиарды лет существования Земли они успели побывать в мириадах растений, грибов и животных. То, что наши атомы сейчас с нами - великое чудо и немыслимая случайность.

Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство всего живого.

Ноосфера

Ноосфера (греч. noos - разум и sphaira - шар) - термин введенный русским ученым В.И. Вернадским. Ноосфера подразумевает взаимодействие природы и общества, при котором человек является главным определяющим фактором эволюции. Человек становится крупнейшей геологической силой.

Споры о том, можно ли считать современный этап развития цивилизации ноосферой остаются открытыми. Основная идея ноосферы - разумное, рациональное поведение человека, при котором он сосуществует в гармонии со всеми другими формами жизни.

К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: "Пока не потеряешь, не осознаешь ценность". Неужели растения должны исчезнуть с лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного величия может сильно пострадать.

Круговорот веществ

Углерод находится в природе в основном в составе углекислого газа, угольной кислоты и ее нерастворимых солей - карбоната кальция (из которого состоят раковины моллюсков). Отмирая, живые организмы образуют залежи полезных ископаемых: торф, древесину, каменный уголь, нефть. Известняк может надолго исключить углерод из круговорота веществ.

Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек "вернул их в строй" вместе с выхлопными газами.

Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности микроорганизмов, бактерий и водорослей.

Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).

В листьях в процессе биосинтеза азот преобразуется в белки. Травоядные животные поедают растения, таким образом, белок включается в их состав. После смерти животных белки разлагаются сапротрофами, которые выделяют аммиак, нитраты. Часть нитратов усваивается растениями, а часть восстанавливается бактериями до атмосферного азота - цикл замыкается.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: