КОМПОНЕНТИ БІОСФЕРИ

Можна виділити три оболонки Землі: атмосферу, гідросферу і літосферу. Вони визначають три сфери життя, три місця існування різноманітних організмів. Живі організми пристосувалися до оболонок Землі, але вони їх значно змінили.

Досить порівняти склади первинної та сучасної атмосфер Землі (табл. 14).

Таблиця 14

Порівняльний склад атмосфер планет земної групи

газовий склад

Планета

земля

Марс

Венера

первісна

земля

вуглекислий газ

0,03

95

98

98

азот

79

2,7

1,9

1,9

кисень

23

0,13

сліди

сліди

У первісній атмосфері Землі (як і інших планет земної групи досі) кисень майже відсутній, тепер же його відносний вміст досягає 23%. Весь наявний нині атмосферний кисень з'явився в результаті життєдіяльності рослин. Вони ж поглинули величезну кількість вуглекислого газу. Грунт зобов'язана своїм походженням живим організмам, ряд родовищ корисних копалин (крейдяні відкладення, вугілля, нафта та інші) з'явилися за участю рослин, бактерій і найпростіших організмів. Коралові рифи в океані створені морськими губками і коралами. Тому сучасна геобіосфера - це і середовище життя, і результат життєдіяльності. Поява Життя починає міняти еволюцію планети. Процитуємо В.І. Вернадського:

... Нерідко відокремлюють всю живу матерію, що становлять її організми від навколишнього середовища. Забувають, що з мертвою матерією організм пов'язаний нерозривно. Можна відокремити його тільки подумки. Відокремивши подумки організми від навколишнього середовища і не приймаючи її до уваги, ми вивчаємо організми в абсолютно абстрактної, що не відповідає дійсності обстановці. При такому відділенні ми вивчаємо природний організм, а абстракцію, частина організму, подумки поставлену в неможливе в природі становище.

Забувається принцип нерозривного зв'язку живого і мертвого - той нерозривний, ні на секунду не припиняється зв'язок, який існує між організмом і зовнішнім середовищем, в якій живе організм, - життєвий вихор матерії, на який вказував Кюв'є, той вихор, який проносить хімічні елементи середовища через організм - одні з них залишає, інші повертає в зовнішнє середовище. Організм становить нерозривну частину земної кори, є її породження, частина її хімічного механізму, через який проходять під час життєвого процесу хімічні елементи.

Специфічною особливістю біосфери є біогенний, тобто пов'язаний з життєдіяльністю живих організмів, круговорот речовин, у якому вони (організми) пов'язані в трофічні мережі (ланцюга споживання їжі). Тут кожен вид використовує певні джерела живлення і разом з тим сам служить харчовим об'єктом. Джерела живлення, кількість, властивості і доступність їжі значною мірою лімітують розподіл і чисельність будь-якої популяції і багато в чому визначають її еволюційну долю.

За оцінками ряду вчених, щорічно в біосфері утворюється приблизно 230 млрд т органічної речовини. У більшості випадків в кожному наступному ланці трофічного ланцюга біомаса організмів зменшується на один порядок величини (правило 10%). Поки організм живе, він підтримує гомеостаз «всупереч» законам неорганічного світу. Згасла життя організму (від примітивної амеби до ссавця) - і починаються невідворотні фізико-хімічні процеси розпаду. Щоб бути стійким явищем планетарного масштабу, Життя об'єктивно вимагає різноманітності видів організмів, різноманітності форм і рівнів живої природи.

У чому біологічна роль різноманітності?

Уявімо собі, що все життя представлена єдиним видом, що знайшли собі відповідний джерело корисних для його життя і підтримують се якихось речовин. Оскільки ресурси планети фізично обмежені, рано чи пізно цей вид витягне, вичерпає свій джерело живлення, а в навколишнє середовище виділить гори відходів життєдіяльності. На чому все і закінчиться. Тому рівновага між синтезом і розпадом живої речовини є необхідною умовою стійкого життя біосфери Землі.

Три екологічних категорії організмів повинні бути представлені в стійкого життя біосфери (див. Рис. 139).

Продуценти, як правило, аутотрофи, тобто самі себе забезпечують їжею. Це в першу чергу водорості і рослини, вони використовують зовнішні джерела енергії (сонячну, геотермальну) і мінеральних речовин для побудови своїх організмів. Процеси життя продуцентів йдуть з накопиченням розсіяного речовини і концентрацією перетвореної енергії Сонця або тепла Землі в хімічну енергію біомаси.

Три компоненти біосфери

Мал. 139. Три компоненти біосфери

Гетеротрофи - споживачі, вони використовують здебільшого вже вироблену органіку, т. Е. Рослини, комах, тварин. У своїх клітинах вони перетворять старі і створюють нові органічні речовини (білки, ліпіди, ферменти та інші), а в навколишнє середовище виділяють шлаки.

Редуценти необхідні для зворотного процесу деполімеризації білків та інших складних за структурою і складом органічних сполук в більш прості форми, які можуть бути використані продуцентами поряд з неорганічними матеріалами.

Кілька відволікаючись, можна сказати, що наведена тріада продуценти - консументи - редуценти фактично відповідає тріадах богів творення - існування - руйнування.

Іноді екологи кажуть, що в живій природі, буде утилізовано все, що екологічні системи безвідходних. Це явне перебільшення, при «стовідсоткової» утилізації не сформувалися б грунту, не відкладалися б трофей. Мели, вапняки, мармур, сланці, вугілля і нафта - це речовини, що вийшли з циклів обміну за попередні епохи існування біосфери. Мабуть, головне нс в тому, щоб не було взагалі відходів, а в тому, щоб вони були в такій формі введені в природу, в якій вони чинять найменший негативний вплив на складові біосфери. Реальними зонами, в яких відбувається біогенний круговорот речовин, є біоценози або екосистеми.

В екології значення терміна популяція, спочатку так називали групу людей, розширено і позначає групи особин будь-якого виду організмів. Биотическое співтовариство в екологічному сенсі включає всі популяції, що займають дану ділянку. Спільнота і неживе середовище функціонують разом, утворюючи екологічну систему ( екосистему). Інший зручний і широко використовуваний термін биом - позначає велику регіональну або субконтинентальним біосистему, що характеризується яким-небудь основним типом рослинності або інший характерною особливістю ландшафту, наприклад біом листяних лісів помірного поясу.

Найбільша і найбільш близька до ідеалу в сенсі «самозабезпечення» біологічна система, яку ми знаємо, - це біосфера або Екосфера; вона включає всі живі організми Землі. Вони знаходяться у взаємодії з фізичним середовищем Землі як єдине ціле, щоб підтримувати цю систему в стані стійкої рівноваги, отримуючи потік енергії від Сонця, її джерела, і перєїзлучить цю енергію в космічний простір. Під стійким рівновагою розуміють здатність саморегулівної системи повертатися в початковий стан, по крайней мере, після невеликого відхилення.

Біоценозом називають сукупність (набір) різних видів організмів, які співіснують в даних географічних та кліматичних умовах. Вид - це група організмів, пов'язаних досить родинними зв'язками, що дозволяє статевий схрещування. Кожен вид відносять до того чи іншого роду , який може також містити й інші види, подібні до цього з якихось ознаками. Пологи об'єднують в сімейства, сімейства в загони і далі йдуть рівні класу, типу, царства. Різноманітності географічних умов Землі відповідають різні біоценози, з різними або схожими видовими складами організмів (рис. 140).

Структурні складові біосфери

Мал. 140. Структурні складові біосфери

У кожному з біоценозів існують варіації видів в межах біологічних пологів, в процесах конкуренції за харчові ресурси це забезпечує як внутрішньовидової природний відбір, так і міжвидової. Одночасно це забезпечує стійкість біоценозу: якщо щось трапиться з одним з видів і він зникне, його місце займе близько- споріднений.

Безліч біоценозів - теж гарантія стійкості на рівні всієї біосфери. Геологічні або кліматичні катастрофічні зміни можуть вивести з ладу один або декілька з мільйонів біоценозів, але біофонд буде збережений в інших, це підтримає круговорот органічних речовин і допоможе відновити згодом рівновагу. Взагалі, в останні роки все більше число природничників приходить до визнання принципу мінімально необхідної різноманітності в кожній з екосистем (на рівні біоценозів і на рівні всієї біосфери). Якщо число видів в біоценозі стає менше мінімально необхідного, то природну рівновагу порушиться з далекосяжними наслідками.

Кожна екосистема являє собою досить складну по взаємозв'язкам організмів систему. Оцінка складності за кількістю інформації, необхідної для її опису, дає приблизно такі цифри: для найпростішого виду і його довкілля потрібно Ю 60 біт інформації, складність людського організму оцінюється як Ю | 000 біт інформації! Вважати, що ми вже розібралися з питанням про «шкідливих» і «корисних» організмах в біоценозах, які нас оточують в природі, немає достатніх підстав. Мабуть, немає абсолютно шкідливих, як і абсолютно корисних тварин, птахів, комах і бактерій. Все визначається кількісної співмірністю складових елементів, т. Е. Оптимальністю екосистеми, яка підтримується в біосфері природним шляхом. Заміна біосфери подібної штучної середовищем, керованої технічними засобами, видається утопією: просто занадто великий той обсяг інформації, який буде потрібно переробляти одночасно.

Важливо ще відзначити ось що: будь-яка система розвивається за рахунок навколишнього її середовища. Вище зазначалося, що в основі біосфери знаходяться продуценти - рослини. Вони використовують енергію, джерелом якої є Сонце. Генофонд рослин є безцінним надбанням не окремої республіки або союзу держав, а всього сьогодення і майбутнього людства. Тому збереження ендеміків рослинного світу - не примха ботаніків, це турбота про збереження генофонду біоценозів і біосфери в цілому.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >