Биосфера - область существования и функционирования организмов

МОДУЛЬ 1. Понятие о биосфере. Биосфере как природная система

Науки о Земле включают систему наук – геологию и её составляющие, гидрологию, почвоведение с его подразделами, климатологию, геофизику, ландшафтоведение, метеорологию, то есть науки об оболочке Земли. Биосфера является самой крупной экосистемой земного шара, которая делится на экосистемы более низкого иерархического уровня, прежде всего, это геосферы: литосфера, педосфера, гидросфера, атмосфера и живое вещество. Эти геосферы по существу являются взаимосвязанными компонентами биосферы. Поэтому, чтобы понять строение и развитие биосферы, необходимо знать строение, свойства и основные особенности функционирования каждого из этих компонентов. При этом необходимо постоянно помнить, что все компоненты биосферы взаимозависимы и взаимно влияют друг на друга. Изменение состава и строения компонентов биосферы в пространстве обуславливают мозаичность биосферы, как оболочки планеты.

Биосфера (Biosphere) – от греческого Bios – жизнь и Sphaira – шар. Биосфера – область существования и функционирования живых организмов. Она охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, поверхность суши и верхние слои литосферы. Биосфера – самая крупная экосистема земного шара, которая делится на экосистемы более низкого иерархического уровня.

Термин «биосфера» был впервые введен в науку в частности в биологию, в начале XIX века французским естествоиспытателем Ламарком.

Ламарк под биосферой понимал «область жизни», не расшифровывая этого понятия. Позднее, в конце XIX века, австрийский геолог Эдуард Зюсс/

стал рассматривать Землю как планету, имеющую в своем строении геологические оболочки. Приповерхностную часть планеты Зюсс выделил как самостоятельную оболочку, где обитает жизнь, и также как Ламарк, назвал её биосферой. Это был новый шаг в представлениях и о строении планеты Земля, и о понимании термина «биосфера»

В начале XX века великий русский ученый Владимир Иванович Вернадский

не только расширил понятие о биосфере, но и дал ему новое толкование, развитое позднее в учение о биосфере. В.И. Вернадский, также как Зюсс, выделил биосферу, то есть область жизни, в самостоятельную геологическую оболочку. Но в отличие от других геологических оболочек, считал В.И. Вернадский, биосфера имеет свой химический состав, обусловленный наличием «живого вещества». Под живым веществом В.И. Вернадский понимал совокупность всех живых организмов планеты, осуществляющих геологическую работу. Понятие «живое вещество» вошло в науку, как один из незаменимых постулатов. В.И.

Вернадский ввел понятие о живом веществе не как о механической совокупности живых организмов, а как о мощнейшей геологической силе, преобразующей лик нашей планеты. Биосфера является природной системой и обладает своей структурой и историей. Как и все системы, биосфера функционирует и находится в постоянном развитии. В.И. Вернадский особо выделил одно из главных понятий о биосфере о том, что биосфера является планетарным, космогенным явлением. Этим он подтвердил высказывание французского ученого Клода Бернара, заявившего в середине XIX века: «… жизнь есть не мелкое земное, но есть космическое проявление, ибо живые организмы неразрывны с космической средой».

Биосфера возникла в результате эволюционного развития космического тела

планеты Земля:

туманность ® газовое облако ® горячая звезда ® планета ® планета с биосферой.

Астрономы выделили ряд земных планет: Земля, Венера. Марс, считая, что и на Венере, и на Марсе есть форма живого вещества.

В отличие от представлений К. Бернара, В. И Вернадский, введя понятие о живом веществе, вывел (в качестве закона) положение о влиянии, воздействии живого вещества (живых организмов по Бернару) на окружающую среду. Это положение окончательно определило смысл понятия о биосфере.

Биосфера, по В.И. Вернадскому, это не просто «область жизни» (по Ламарку), это не просто «геологическая оболочка, где обитает жизнь» (по Зюссу), а это геологическая оболочка, где живое вещество активно преобразует лик планеты и само живое вещество постоянно преобразуется под воздействием среды обитания.

Биосфера на планете Земля имеет свою структурную организацию.

Рис. Компоненты (геосферы) биосферы и их взаимосвязь

Геологическая оболочка «БИОСФЕРА» включает пять геосфер: литосфера, педосфера, гидросфера, атмосфера, живое вещество (рис.).

Следует иметь в виду, что в работах В.И. Вернадского выделяются всего три геосферы: литосфера, гидросфера и атмосфера. На основании чего, это повторяется в научной литературе. В последнее время, в продолжение развития учения о биосфере, педосферу также начали выделять как самостоятельную геосферу. Живое вещество В.И. Вернадский хотя и не выделял как геосферу, но всегда считал его составной частью биосферы

Все геосферы являются компонентами биосферы, все они взаимосвязаны и воздействуют друг на друга. Каждый компонент биосферы имеет свою структурную организацию (рис.). Отличительной особенностью биосферы

Рис. . Блок-схема структурной организации биосферы

является ёё организованность.

Организованность биосферы проявляется:

Возникновение биосферы обязано возникновению и функционированию живого вещества, которые и регулируют организованность биосферы. Организованность биосферы наблюдается на протяжении всего геологического времени её существования, около 2 млрд. лет.

Биосфера – геологическая оболочка в составе земной коры, сопряженная с жизнью. Живое вещество создало атмосферу, биогенные породы и биокосные тела. Все эти явления присущи только биосфере и отражают ее организованность. Биосфера характеризуется не только структурной организацией, но и своим строением. Верхней границей биосферы (верхним пределом жизни) является стратосфера на уровне озонового экрана, поглощающего космическое коротковолновое излучение. Фактически организмы распространяются ниже его границы. До 5 км. В редких случаях до 10 км, с потоком воздуха, с пылью поднимаются в атмосферу споры и микроорганизмы. В горах, на высоте до 8 км встречаются тли, на шестикилометровой отметке – бабочки, на высоте 6,5 км – бабочки. Нижняя граница биосферы определяется температурными условиями. Глубже 3 км от земной поверхности живые существа не могут находиться в современном виде. В океане жизнь возможна на всю глубину. В почвах граница жизни определяется глубиной проникновения свободного кислорода (около 10 м). Гетеротрофные организмы и автотрофные бактерии проникают в земные пещеры и морские глубины. Есть бактерии, распространенные в горячих борных источниках и выдерживающие 10%-ный раствор серной кислоты.

Биосфера является наиболее высоко организованной природной системой. Функционирующую систему «БИОСФЕРА» можно представить в виде такой схемы (рис.).

Рис. Блок-схема функционирующей системы «БИОСФЕРА»

В биосфере совершается большое количество разнообразных процессов: химических, геохимических, биохимических, биогеохимических. Это многообразие процессов сводится к проявлению трех групп процессов:

I

Несмотря на различные процессы, идущие в биосфере, на Земле реально существуют физико-химические условия, определяющие пределы биосферы:

На протяжении 2 млрд. лет биосфера постоянно эволюционировала, то есть изменяла своё состояние, переходя из одного качества в другое. Изменялось биоразнообразие, биогенные породы подвергались метаморфизации, биокосные тела разрушались и возникали вновь. Все изменения, которые происходили и происходят в биосфере – это результат взаимодействия живой и мертвой (косной) материи. Живое вещество преобразует мертвую, а мертвая, в форме окружающей среды, преобразует живое вещество. Живое вещество воздействует на косные тела более сильно, чем косные на живое вещество. И не случайно, В.И. Вернадский назвал живое вещество наимощнейшей геологической силой, преобразующей лик планеты. СЛЕДОВАТЕЛЬНО:

–

Дата добавления: 2014-09-08; просмотров: 1339; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!