Границы биосферы


Пределы жизни в биосфере

Пределы жизни в биосфере

Известный австрийский геолог Эдуард 3юсс под биосферой понимал совокупность всех живых организмов на Земле. Русский ученый Вернадский В.И. расширил понятие биосферы, включив в него не только живые организмы, но геологические оболочки, заселенные ими. В 1926 г. выходит книга Венадского «Биосфера», где он показывает, что деятельность живых организмов изменяет геологические оболочки Земли и создает биосферу.

Биосфера, как было уже сказано ранее, — это открытая система. Солнечный свет является источником энергии для ее существования. Живые организмы используют эту энергию для извлечения различных химических элементов из неживой природы и вовлекают их в круговорот веществ.

В.И. Вернадский, особо подчеркивая роль живого вещества, писал:

«Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом.»

В процессе фотосинтеза энергия солнечного света преобразуется в энергию химических связей образованного органического вещества растений, которое частично используется самими же растениями во время их дыхания. Другая часть этого полученного растениями органического вещества служит строительным материалом, а также источником энергии для многочисленных гетеротрофов. Когда происходит разрушение неживой органики, остатки энергии рассеиваются в виде теплового излучения. Слндовательно, для того, чтобы биосфера существовала, необходим постоянный приток энергии солнечного света, обеспечивающий все жизненные функции биосферы и в конце рассеивающийся в виде тепла.

Биосфера является сложной системой, включающей компоненты и живой, и неживой природы. Верхняя часть литосферы, гидросфера, нижняя часть атмосферы относятся к неживой природе. Круговорот веществ и потоки энергии, протекающие в различных биогеоценозах, связывают эти геологические оболочки между собой. Биогеоценоз — это элементарная структурная единица биосферы, сама же биосфера является глобальной экологической системой — ноосферой.

Все вещества, содержащиеся в биосфере Земли, можно разделить на 4 группы:

  • Живое вещество. Сюда относится совокупность всех живых организмов на планете.
  • Косное вещество. К нему относят вещество неживой природы (гранит, базальт, песок, глина и т.д.).
  • Биокосное вещество. Является результатом взаимодействия живых организмов с неживой природой (т.е. вода, ил, почва и тд.).
  • Биогенное вещество. Это те вещества, которые образуются в результате жизнедеятельности организмов (осадочные породы, полезные ископаемые: нефть, каменный уголь, торф).

В.И. Вернадский в своих работах в неживой природе биосферы (косное вещество биосферы) различал 3 геологические оболочки: литосферу, тропосферу и гидросферу. Эти оболочки в результате воздействия живых организмов стали биокосным веществом.

Литосфера или «каменная оболочка» Земли (чаще ее называют «почва») — это самая верхняя часть земной коры, которая изменилась в результате физического, химического и биологического воздействия. Сверху она состоит из осадочных пород, ниже располагаются гранитный и базальтовые слои. Т.к. проникновение жизни вглубь литосферы ограничено отсутствием воды и высокиими температурами, нижняя граница жизни в литосфере проходит на уровне 4—7 км. Естественно, максимально заселенными является поверхность Земли и верхний слой почвы.

Суровые условия тундры

Суровые условия тундры

Биомасса различных участков поверхности Земли зависит от многих климатических условий. В первую очередь, это температура и количество выпадающих осадков.  Например, в тундре, где климатические условия можно назвать суровыми (вечная мерзлота, низкие температуры, короткое и холодное лето), сформировались своеобразные растительные сообщества с небольшой биомассой. В тундре растут мхи, лишайники, различные формы стелющихся карликовых деревьев, есть также травянистая растительность. Т.е. растет то, что может выдержать такие экстремальные условия.
Биомасса тайги уже больше, потом идут смешанные и широколиственные леса, где биомасса также постепенно увеличивается. На смену зоны степей приходят зоны с субтропической и тропической растительностью, здесь условия для жизни наиболее благоприятны, следовательно, и биомасса максимальна.

Если рассматривать почву, то наиболее благоприятным для жизнедеятельности (водный, температурный и газовый режим) является верхний слой почвы.
Благодаря Растительному покрову органическим веществом обеспечиваются все обитатели почвы: животные (позвоночные и беспозвоночные), грибы и бесчисленное множество бактерий. Бактерии и грибы являются редуцентами. Они минерализуют органические вещества и очень важны в круговороте веществ биосферы. Л. Пастер назвал бактерии великими могильщиками природы.

Первичная продуктивность на суше

Первичная продуктивность на суше

Первичная продуктивность Мирового океана

Первичная продуктивность Мирового океана

Гидросфера

Гидросфера

Гидросфера или «водная оболочка», образована Мировым океаном и различными водоемами суши: реками, озерами и т.д. Мировой океан занимает около 71 % поверхности Земли, остальные водоемы — около 5%. Большие запасы воды находятся также в ледниках и в подземных водах. Т.к. вода имеет сравнительно высокую плотность, живые организмы могут нормально жить не только на дне, но на поверхности воды и в ее толще. По этой причине гидросфера заселена по всей своей толщине.

Живые организмы гидросферы представлены бентосом, планктоном и нектоном. У бентосных организмов (от греческого слова benthos — глубина) придонный образ жизни. Они живут на грунте и в грунте. Различные растения:  зеленые, бурые, красные водоросли образуют фитобентос. Эти растения произрастают на различных глубинах. Зеленые растения живут на небольшой глубине, затем глубже — бурые, еще глубже — красные водоросли, которые можно встретить на глубине до 200 м. Существует еще зообентос, который представлен животными: червями, моллюсками, членистоногими и т.д. Многие из приспособились и могут проживать даже на глубине более 11 км.

Планктонные организмы (от греческого слова planktos — блуждающий) представлены фитопланктоном и зоопланктоном. Это обитатели толщи воды, самостоятельно передвигаться на большие расстояния они не способны. К фитопланктону относятся одноклеточные водоросли, цианобактерии. Они проживают в морских водоемах до глубины 100 м и являются основным продуцентом органических веществ, т.к. имеют необычайно высокую скорость размножения. К зоопланктону относятся морские простейшие, кишечнополостные, мелкие ракообразные. Для них характерны вертикальные суточные миграции. Зоопланктон — основная пища для крупных животных: рыб и усатых китов.

К нектонным организмам (от греческого слова nektos – плавающий) относятся обитатели водной среды, которые способны активно передвигаться в толще воды, и преодолевать при этом большие расстояния. Это рыбы, китообразные, кальмары, ластоногие и другие животные.

Атмосферу подразделяют на тропосферу, стратосферу и ионосферу. Тропосфера — нижнюю часть атмосферы, ее высота доходит до 20 км, стратосфера находится выше — до 100 км, и еще выше располагается ионосфера. Заселеной является только тропосфера, при этом верхняя граница жизни проходит на высоте около 20 км, сюда потоки восходящего воздуха заносят споры микроорганизмов. На высоте 15-35 км в атмосфере свободный кислород (О2) превращается в озон (О3), отражающий жесткий ультрафиолет (свет, имеющий длину волны менее 290 км), который вызывает мутации в клетках живых организмов.

Примерные экзаменационные вопросы по теме «Биосфера».

Перейти к оглавлению.

Из каких геологических оболочек состоит биосфера и где проходят их границы, читайте в этой статье.
Date Published: 07/20/2016
В статье рассказывается про границы биосферы и из каких геологических оболочек состоит биосфера.
10 / 10 stars

You can leave a response, or trackback from your own site.

Leave a Reply