Понятие биосферы : Экология : Виртуальная школа БАКАЙ

Одной из наиглавнейших особенностей планеты Земля является существование на ней жизни. Этим она отличается от всех своих соседок по Солнечной системе. Область существования живых организмов на Земле называют биосферой (сферой жизни). Впервые этот термин ввел австрийский геолог Э. Зюсс в 1875 г., но распространился он после издания в 1926 г. трудов выдающегося ученого В. Вернадского.

Живые существа (растения, животные, микроорганизмы) существуют на поверхности Земли, в ее атмосфере, гидросфере и верхней части литосферы, в целом образуя пленку жизни (сферу) на нашей планете. Верхняя граница биосферы простирается на 85 км над поверхностью Земли. На таких высотах (в стратосфере) во время запусков геофизических ракет в пробах воздуха были обнаружены споры микроорганизмов, правда, в латентном (спящем) виде из за слишком неблагоприятных условий существования. Нижняя граница биосферы достигает глубин литосферы, где температура составляет больше 10000С (в молодых складчатых областях – это приблизительно 1.5 – 2 км и на кристаллических щитах – 7-8 км). Приспосабливаемость живых организмов удивляет. Так, живые бактерии обнаружены в горячих гейзерных источниках с температурой до 980оС, активная и довольно разнообразная жизнь бурлит в трещинах антарктических ледников и на наибольших глубинах Мирового океана, даже в океанических водах пораженных сероводородом, также существуют специфические серные бактерии.

Живые организмы не только приспосабливаются к условиям внешней среды, но и активно их меняют. В. Вернадский доказал, что живые организмы играют очень важную роль в геологических процессах, которые формируют лицо Земли. Химический состав современных атмосферы и гидросферы обусловлен жизнедеятельностью организмов. Большое значение имеют организмы для формирования литосферы – большинство пород, и не только осадочных, а и таких как граниты, так или иначе связаны своим происхождением с биосферой. «Если бы на Земле не было жизни, - писал ученый, - лицо ее было бы таким же неизменным и химически инертным, как недвижимое лицо Луны, как инертные обломки небесных светил».

Согласно последним оценкам, сухая масса живого вещества на Земле составляет 2-3 триллиона тонн. Это сравнительно малая величина, в 10 млн раз меньше массы земной коры и в миллиард - массы Земли. Однако живое вещество отличается от неживого очень высокой активностью, в частности, очень быстрым круговоротом веществ. Все живое вещество атмосферы обновляется в среднем за восемь лет. Биомасса мирового океана восстановляется за 33 дня, его фитомасса каждый день, фитомасса суши – приблизительно за 14 лет. Следует учесть, что жизнедеятельность животных, растений и микроорганизмов сопровождается непрерывным обменом веществ между организмами и средой, в следствие чего все химические элементы земной коры, атмосферы и гидросферы многоразово входили в состав тех или иных организмов. Подсчитано, что вся вода планеты проходит цикл расщепления в растительных клетках и восстановления в растительных и животных организмах, то есть обновляется биосферой приблизительно за 2 млн. лет. Образно выражаясь, мы дышим воздухом, которым дышали динозавры, и пьем воду, которая входила в состав тканей юрских папоротников.

Живые организмы играют огромную роль в аккумуляции солнечной энергии. Например, залежи каменного угля – это не что иное, как солнечная энергия, накопленная зелеными растениями минувших геологических эпох. Так же можно определить и природу многих минералов, в частности карбоната кальция, который образует огромные массы известняков и почти на 100% имеет биогенное происхождение. Важную роль живые организмы играют в накоплении многих металлов, таких как железо, медь, марганец. Большое значение для биосферы и хозяйственной деятельности человека имеет круговорот азота, серы, фосфора и других элементов. Установлено что любой растворимый, но не летучий элемент может совершать круговорот только через биосферу. Живые организмы накапливают некоторые элементы в своих тканях, а водные жители, кроме того, увеличивают их содержание и в своей среде жизни, то есть в воде (например, такие элементы, как молибден, кобальт, никель находятся в водной среде в значительно большем количестве, нежели на суше).

Очевидно что за миллиарды лет геологической истории жизнь неузнаваемо изменила внешние оболочки нашей планеты.

Одним из проявлений биологической активности организмов является также скорость их размножения. При идеальных условиях (теоретически) она может достигать скорости звука. Так, К. Линней подсчитал, что три мухи могут съесть антилопу с такой же скоростью, как это делает лев (учитывая скорость размножения мух). Одноклеточная водоросль диатомея теоретически способна за восемь дней создать массу живой материи которая равна земной, а на протяжении следующего дня удвоить ее. Так почему же этого не происходит? Дело в том, что биосфера – это единый гигантский суперорганизм, в котором автоматически поддерживается гомеостаз — динамическое постоянство физико-химических и биологических свойств внутренней среды и стойкость основных функций. Консументы, например, не позволяют растениям слишком разрастаться, поедая «лишнюю» биомассу. За травоядными пристально «следят» хищники, предотвращая их чрезмерное размножение и уничтожение растительности. Этими хищниками «руководят» хищники второго порядка и паразиты, а теми, в свою очередь - сверхпаразиты, и т.д. Поэтому на Земле существует много видов животных. Среди них нет «лишних» или «вредных». Все функции живых организмов в биосфере (образование газов, окислительные и обновленные процессы, концентрация химических элементов и т.п.) не могут выполняться организмами какого-либо одного вида, а лишь их комплексом. Отсюда вытекает чрезвычайно важное положение, разработанное Вернадским: биосфера Земли сформировалась с самого начала как сложная система, с большим количеством видов организмов, каждый из которых выполнял свою роль в общей системе. Без этого биосфера вообще не могла бы существовать, то есть стойкость ее существования обусловлена ее сложностью.

Среди многочисленных связей в биосфере есть очень важные, незаменимые. Об этом надо помнить! Вмешательство человека в процессе деятельности в биосферные взаимосвязи, о значении которых большей частью он не имеет правильного представления, часто приводит к нежелательным следствиям. Например, в 30-ые годы ХХ века в Китае велась всенародная борьба с воробьями. Считалось, что птицы, таская зерно, потребляют часть урожая, и уничтожение их позволит увеличить сборы урожая. Советские ученые, приезжая в командировку в Китай, с удивлением наблюдали, как какой-нибудь большой начальник в середине разговора вдруг срывался с места и, громко крича, мчался за птицей. Воробья гоняли до тех пор, пока он не падал от утомления на землю, и тогда добивали. Результаты такой охоты оказались плачевными. Ведь зерноядные птицы выкармливают своих птенцов насекомыми. Уничтожение заметного числа птиц сразу же привело к размножению насекомых, поедающих зерно. В результате уничтожения птиц сбор урожая не увеличился, а уменьшился! Да, птицы съели меньше, зато насекомые съели больше!

Каждое живое существо рождается, развивается, выполняет свою программу жизни как составная часть исполинского сверхорганизма — биосферы. И поскольку человек есть неотъемлемая составная часть биосферы, определенная стадия ее запрограммированного развития, то вся его деятельность не должна противоречить общей программе : эволюции биосферы.

Понятие биосферы

1886

Происхождение

1781

Симбионты

1883

ТУАЛЕТ

Инвестиции (системный анализ и управление)

Управление проектами (учебное пособие, издание 3)

Микро- и макроэкономика (учебное пособие, издание 2)