ВЧЕННЯ ПРО БІОСФЕРУ І ЕКОЛОГІЮ

Біосфера

У всьому підслухати життя прагнучи, поспішають явленья обездушіть, забувши, чт якщо в них порушити одушевляти зв'язок то більше нічого і слухати.

Гете

Біосфера - сукупність усіх живих організмів разом із середовищем їх проживання, в яку входять: вода; нижня частина атмосфери; верхня част земної кори, населена мікроорганізмами. Живі організми і середовищ існування безперервно взаємодіють між собою і знаходяться в тісному, органічному єдності, утворюючи цілісну динамічну систему Біосфера як глобальна суперсистема, в свою чергу, складається з ряд підсистем.

Під біосферою Вернадський розумів тонку оболонку Землі, в якій всі процеси протікають під прямим впливом живих організмів. Біосфера розташовується на стику літосфери, гідросфери і атмосфер в діапазоні від 10 км вглиб Землі до 30 км над Землею.

Живі організми, що включають в себе всі відомі хімічні елементи, в процесі життєдіяльності здійснюють перетворення енергії. Основні висновки вчення Вернадського про біосферу зводяться до наступних:

  • 1. Принцип цілісності стверджує, що біосфера, життя існуючи як єдине ціле. Життя є необхідною і закономірною частина стрункого космічного механізму.
  • 2. Принцип гармонії біосфери полягає в її організованості стрункості, нерозривному зв'язку в ній живих і неживих компонентів.
  • 3. Принцип значимості ролі живого в еволюції Землі. На земно поверхні немає хімічної сили, більш постійно діючої, а ті більш могутніший за своїми кінцевим наслідків, ніж організми взяті в цілому. Лик Землі як небесного тіла фактично сформірова життям.
  • 4. Принцип трансформації сонячної енергії в дієву енергію Землі. Космічна енергія обумовлює розвиток життя, которо досягається розмноженням.
  • 5. Принцип інерції полягає в поширенні життя по земно поверхні через прояви її геохімічної енергії. Дрібні організми розмножуються набагато швидше, ніж великі.
  • 6. Принцип ощадливості у використанні живою речовиною прості хімічних тел стверджує, що одного разу увійшов в організм елементом проходить довгий ряд станів і при цьому організм вводить в себ тільки необхідну кількість елементів.
  • 7. Межі життя визначаються фізико-хімічними властивостями сполук, що будують організм, їх незруйновністю в певних умовах середовища. Максимальне поле життя визначається крайніми меж виживання організмів. Верхня межа життя обумовлюється променисто енергією, присутність якої виключає життя і від якої охороняє озоновий щит. Нижня межа пов'язаний з досягненням високої температури. Наприклад, інтервал температури життя в 430 ° (від -250 ° С до +180 ° С) є граничним тепловим полем.
  • 8. Принцип стійкості життя є результатом пристосування в ході часу. Життя поступово, повільно пристосовуючись, захопив біосферу, і захоплення цей не закінчився. Біосфера, за В. І. Вернадського, -В це «організована, певна оболонка земної кори, сполучена з життям». Межі біосфери обумовлені перш за все полем існування життя. Біосфера - не просто одна з існуючих оболоч Землі, подібно літосфері, гідросфері чи атмосфері. Основне відрізни біосфери полягає в тому, що це організована оболонка. Бути живим значить бути організованим, зазначав В. І. Вернадський, і в цьому полягає суть поняття біосфери як організованої оболонки Землі.

За В. І. Вернадському, речовина біосфери різнорідно за своїм фізико-хімічним складом, а саме:

  • 1) жива речовина як сукупність живих організмів;
  • 2) біогенна речовина - безперервний біогенний потік атом з живої речовини у відсталу речовину біосфери і назад;
  • 3) відсталу речовину (атмосфера, гази, гірські породи і нр.);
  • 4) биокосное речовина, наприклад грунту, мули, поверхневі вод і сама біосфера, тобто складні закономірні косно-живі структури;
  • 5) радіоактивна речовина;
  • 6) розсіяні атоми;
  • 7) речовина космічного походження.

Хоча межі біосфери досить вузькі, живі організми в їх межах розподілені дуже нерівномірно. На великій висоті і в глибинах гідросфери і літосфери організми зустрічаються відносно рідко Життя зосереджена головним чином на поверхні Землі, в грунтів і в при поверхневому шарі океану. Загальну масу живих організмів оцінюють в 2,43 • 10 12 т. Біомаса організмів, що мешкають на суші, на 99,2% У представлена зеленими рослинами і 0,8% - тваринами і мікроорганізмами. Навпаки, в океані на частку рослин припадає 6,3%, а на дол тварин і мікроорганізмів - 93,7% всієї біомаси. Сумарна біомаса океану складає всього 0,03 • 10 12 , або 0,13% біомаси всіх істот мешкають на Землі. У розподілі живих організмів за видовому складу спостерігається важлива закономірність. Із загальної кількості видів 21% В припадає на рослини, але їх вклад в загальну біомасу становить 99% Серед тварин 96% видів - безхребетні і тільки 4% - нозвоночние, з яких десята частина - ссавці. Маса живої речовини складає всього 0,01-0,02% від відсталого речовини біосфери, однак він відіграє провідну роль в геохімічних процесах. Речовини і енергію необхідну для обміну речовин, організми черпають з навколишньо середовища. Обмежені кількості живої матерії відтворюються, перетворюються і розкладаються. Щорічно завдяки життєдіяльності рослин і тварин відтворюється близько 10% біомаси. Крім рослин і тварин, В. І. Вернадський включає в поняття живе речовин і людство, вплив якого на геохімічні процеси отлічаетс від впливу інших живих істот, по-перше , своєю інтенсивністю, що збільшується з ходом геологічного часу; по-друге, ті впливом, яке діяльність людей робить на іншу жваво речовина.

Життя на Землі нині повністю залежить від фотосинтезу. Фіксуючи енергію сонячного світла в продуктах фотосинтезу, рослини виконую космічну роль - енергетичного вогнища на Землі. Під фотосинтезу розуміється перетворення зеленими рослинами і фотосинтезуючим мікроорганізмами за участі енергії світла і поглинають світло пігментів (хлорофіл та ін.) Найпростіших сполук (води, углекіслог газу і мінеральних елементів) в складні органічні речовини, необхідні для життєдіяльності всіх організмів. Щорічно рослин утворюють до 100 млрд т органічних речовин і фіксують 9 • 10 20 Д енергії сонячної радіації. При цьому рослини засвоюють з атмосфер до 170 млрд т вуглекислого газу і розкладають до 130 млрд т води, виділяючи до 115 млрд т вільного кисню.

Таким чином, всі біотичні компоненти екосистеми (табл. 17.1) розділені на три основні групи: продуценти (зелені рослини і організми, що можуть використовувати хімічну енергію - хемосинтетики), кон-сументи , або споживачі (можуть бути декількох трофічних рівнів) і редуценти, або руйнівники (організми, що перетворюють, минерализующие органіку і тим самим замикають біологічний круговорот). Нд живі організми, так чи інакше використовуючи один одного, утворюють гігантський біологічний круговорот біосфери. Цей круговорот в повному обсязі замкнутий: крім енергетичного входу (сонячна енергія) він имее і вихід - частина відмирання органічної речовини після розкладання мікроорганізмами-мінералізаторами може потрапляти в водні розчин і відкладатися у вигляді осадових порід, а інша частина утворює відкладення таких біогенних порід, як кам'яний вугілля, торф, сапропель і т.п.

У цьому великому біогеохімічному кругообігу речовини і енергії виділяється цілий ряд приватних кругообігів речовин - води, вуглецю кисню, азоту, сірки, фосфору та інших, в ході яких станься обмін хімічних елементів між живими організмами і неорганічної середовищем. Існування цих біогеохімічних кругообігів визначає вигляд сучасних екосистем, стійкість і саморегуляції біосфери в цілому. Тому як би складні і різноманітні не були прояви життя на Землі, всі форми життя пов'язані між собою чере круговорот речовини і енергії.

Таблиця 17.1

Фактори: абіотичні, біотичні, антропогенні

абіотичні

біотичні

антропогенні

Температура, світло, волога, вітер, повітря, тиск. Механічно склад грунту, її проникність волога. Зміст в грунті мул воді елементів харчування, газові склад, солоність води

Вплив рослин на інших члено біоценозу. Вплив тварин на други членів біоценозу

Виникають в результаті діяльності людини: В споруда дамб, посадка дерев, зрошення вирубка лісів і т.д.

Примітка. Абиотический фактор - фактор неорганічного середовища, биотический фактор - вплив живих істот.

У зв'язку з цим можна виділити три етапи еволюції біосфери. Перший етап - виникнення біотичного кругообігу, що означало формування біосфери. Другий етап - ускладнення життя на планеті, обумовлене появою багатоклітинних організмів. Третій етап - формування людського суспільства, який надає своїй господарсько-економічною діяльністю все більший вплив на еволюцію біосфери (ноосфера). Спроби виділити основні етапи еволюції біосфери заслуговую уваги вже тим, що ставлять цю проблему в якості однієї з важливі завдань сучасної еволюційної теорії.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >