Hranice života na zemské biosféře. Co je biosféra

) a pevné ( litosféra) skořápky Země (obr. 74).

Horní hranice

Horní hranice biosféry se nachází ve výšce 15-25 km nad mořem (a liší se v různých oblastech Země) ve spodní vrstvě atmosféry – troposféře (obr. 75).

V těchto mezích biosféry dochází vlivem energie slunečních paprsků k přeměně kyslíku na ozón a vzniku ozónové clony. Nepropustí hlavní část kosmického a ultrafialového záření, které má škodlivý vliv na živé organismy, takže se nedostane na zemský povrch.

V nejsvrchnějších vrstvách biosféry se vyskytují spory bakterií, hub, mechů a kapradin, které jsou velmi odolné vůči nepříznivým podmínkám (tzv. aeroplankton). Někteří ptáci, motýli a pavouci mohou vystoupat do výšky 6-7 km.

Dolní hranice v hydrosféře

Složení biosféry různorodé a rozdělené do čtyř částí.

• Živá látka.
• biogenní látky.
• Pevná tělesa.
• Látky biogenního a abiogenního původu.

Živá hmota

Úhrn všech živých organismů, které žijí na naší planetě, je Živá hmota biosféra. Navzdory tomu, že živá hmota představuje svou hmotností velmi malou část biosféry, její aktivita v geologických epochách měla obrovský vliv na vývoj Země.

Podle V. I. Vernadského život na Zemi vznikl nějakou dobu po jejím objevení a byl jedním z hlavních faktorů, které změnily tvář naší planety.

Živiny

Živiny je výsledkem činnosti živých organismů. Patří mezi ně ropa, uhlí, vápenec a atmosférické plyny.

Pevné látky

Celková hmota živých organismů v biosféře se nazývá biomasa, z toho 93 % je na souši a 7 % je ve vodním prostředí. Živé organismy svou činností mají velký vliv na biosférické procesy a způsobují změny v biosféře.

Biosféra se neustále vyvíjí. Jeho vývoj je dán takovými faktory, jako jsou geologické a klimatické změny na naší planetě, vliv živých organismů a lidská činnost.

První fáze vývoje biosféry se nazývá biogeneze a druhá - noogeneze. V současné době vzhledem k tomu, že hlavní vliv na biosféru má

Biosféra. Biosféra Země.

Biosféra!

Biosféra. Termín „biosféra“ v překladu z řečtiny se skládá ze dvou pojmů „život“ a „koule, míč“.

Biosféra. Termín „biosféra“ v jeho moderním smyslu navrhl v roce 1875 rakouský geolog a paleontolog Eduard Suess.

Biosféra. Pojem biosféra.

Biosféra. Obecná široká definice: Biosféra je oblast distribuce života na kosmickém těle (objektu).

Biosféra. Biosféra planety je skořápka planety, obývaná živými organismy, pod jejich vlivem a naplněná produkty jejich životně důležité činnosti, jakýsi „film života, skořápka života“, globální ekosystém planety. .

Biosféra Země- to je jakási skořápka planety Země, obývaná živými organismy a jimi přetvářená. Biosféra Země se začala formovat nejpozději před 3,8 miliardami let, kdy se na naší planetě začaly objevovat první organismy.

Biosféra Země. Biosféra Země je souborem všech živých organismů, které na ní žijí. Zahrnuje všechny živé objekty, proniká celou hydrosférou, horní částí litosféry a spodní částí atmosféry, to znamená, že zahrnuje a obývá celou ekosféru. Biosféra Země je domovem více než 3 000 000 různých druhů rostlin, zvířat, hub a bakterií. Člověk je také součástí biosféry.

Biosféra. Francouzský přírodovědec Jean-Baptiste Lamarck na počátku 19. století poprvé v podstatě navrhl koncept biosféry, aniž by tento termín sám zavedl.

Biosféra. Celostní doktrínu biosféry vytvořil biogeochemik a filozof V. I. Vernadsky. Živým organismům poprvé přisoudil roli hlavní transformační síly planety Země s přihlédnutím k jejich aktivitě nejen v současnosti, ale i v minulosti.

Biosféra. Hranice biosféry.

Biosféra zahrnuje horní vrstvy litosféry, ve kterých stále žijí organismy, hydrosféru a spodní vrstvy atmosféry.

Horní hranice biosféry v atmosféře: 15-20 km nad povrchem Země. Je určena ozónovou vrstvou, která blokuje krátkovlnné ultrafialové záření, které je škodlivé pro živé organismy.

Spodní hranice biosféry v litosféře: do 3,5-7,5 km. Je určena teplotou přechodu vody na páru a teplotou denaturace bílkovin, obecně je však šíření živých organismů hluboko do litosféry omezeno jen na několik metrů.

Hranice mezi atmosférou a litosférou v hydrosféře: 10-11 km. Určeno dnem světového oceánu, včetně usazenin na dně.

Biosféra. Vrstvy biosféry a jejich obyvatelé.

Celá vrstva vlivu života na neživou přírodu se nazývá megabiosféra a spolu s artebiosférou - prostorem, kam sahá lidská expanze v blízkozemském prostoru - panbiosféra.

Aerobiosféra.

Aerobiosféra. Substrátem, který zajišťuje život mikroorganismům (aerobiontům) v atmosféře, jsou vodní kapky – atmosférická vlhkost, zdroj energie – sluneční energie a aerosoly. Přibližně od vrcholků stromů do výšky nejčastějšího umístění kupovité oblačnosti se rozprostírá tropobiosféra (s tropobionty; tento prostor je tenčí vrstva než troposféra). Nad ní se rozprostírá vrstva extrémně řídké mikrobioty – altobiosféra (s altobionty). Nad tím se táhne prostor, kam organismy náhodně a zřídka vstupují a nerozmnožují se – parabiosféra. Nahoře je apobiosféra.

Geobiosféra.

Geobiosféra. Geobiosféru obývají geobionti, substrát a částečně i životní prostředí, kterému slouží zemská nebeská klenba. Geobiosféra se skládá z oblasti života na zemském povrchu - terabiosféry (s terrabionty), rozdělené na fytosféru (od povrchu země po vrcholky stromů) a pedosféru (půdy a podloží; někdy je zde zahrnuta celá zvětrávací kůra) a život v hlubinách Země - litobiosféře (s litobionty žijícími v pórech hornin, hlavně v podzemních vodách).

Ve vysokých polohách v horách, kde již není možný život vyšších rostlin, se nachází vysokohorská část terrabiosféry - eolická zóna (s eolobionty). Litobiosféra se rozpadá na vrstvu, kde je možný život aerobů – hypoterrabiosféru, a vrstvu, kde mohou žít pouze anaeroby – telurobiosféru. Život v neaktivní formě může proniknout hlouběji do hypobiosféry. Metabiosféra - všechny biogenní a bioinertní horniny. Hlubší je abiosféra.

Pod zemským povrchem, v hlubinách litosféry, existují 2 (dvě) teoretické úrovně distribuce života – izoterma 100 °C, pod kterou voda vře za normálního atmosférického tlaku, a izoterma 460 °C, kde při jakémkoli tlaku se voda mění v páru, tedy v kapalinu její skupenství nemůže být.

Hydrobiosféra.

Hydrobiosféra. Hydrobiosféra - celá globální vrstva vody (bez podzemní vody), obývaná hydrobionty - se rozpadá na vrstvu kontinentálních vod - akvabiosféru (s vodními organismy) a oblast moří a oceánů - marinobiosféru (s marinobionty) . Jsou zde 3 vrstvy - poměrně jasně osvětlená fotosféra, vždy velmi soumraková disfotosféra (až 1 % slunečního oslunění) a vrstva absolutní tmy - afotosféra.

Mezi horní hranicí hypobiosféry a spodní hranicí parabiosféry leží samotná biosféra, která se nazývá eubiosféra.

Biosféra. Charakteristické rysy biosféry Země.

Ve struktuře biosféry Země jsou pro divokou přírodu nejcharakterističtější dvě složky.

První je "Živá hmota"- patří sem celý soubor těl živých organismů obývajících Zemi, fyzikálně-chemicky uniformních, bez ohledu na jejich systematickou příslušnost. Hmotnost živé hmoty je relativně malá a představuje méně než jednu miliontinu celé biosféry, což je zase méně než jedna tisícina hmotnosti Země. Ale to je jedna z „nejmocnějších geochemických sil naší planety“, protože živé organismy neobývají pouze zemskou kůru, ale transformují vzhled Země a kvantitativní a kvalitativní složení biosféry samotné. Živé organismy totiž obývají zemský povrch velmi nerovnoměrně. Jejich distribuce závisí na zeměpisné šířce.

Za druhé, toto "biogenní látka" je látka vytvořená a zpracovaná živým organismem. Během organické evoluce prošly živé organismy svými orgány, tkáněmi, buňkami a krví tisíckrát většinu atmosféry, celý objem světového oceánu a obrovskou masu minerálních látek. Tuto geologickou roli živé hmoty si lze představit z ložisek uhlí, ropy, vápenatých a karbonátových hornin atd.

Biosféra. Biosféra Země. Globální ekosystém planety.

Další články v této sekci:

• Jazykové systémy komunikace! Jazyky jako hlavní faktor v systému rozvoje znalostí!
• Tradice. co je tradice? Tradice v dialektickém vývoji společnosti.
• Prostor a čas. Zákony prostoru. Otevřený prostor. Hnutí. Prostor světů.
• Evoluce a koevoluce. Evoluce a koevoluce v systému moderního poznání. Principy evoluce a koevoluce. Biologická evoluce a koevoluce živé přírody.
• Synergetika a přírodní zákony. Synergetika jako věda. Synergetika jako vědecký přístup a metoda. Univerzální evoluční teorie - synergetika.
• Může nebo nemusí! Kaleidoskop událostí a akcí prizmatem je nemožný a možný!
• Svět náboženství! Náboženství jako forma lidského vědomí ve vědomí okolního světa!
• Umění - Umění! Umění je dovednost, která může způsobit obdiv!
• Realismus! Realismus v umění! Realistické umění!
• Abstraktní umění! Abstrakce v umění! Abstraktní malba! Abstrakce!
• Neoficiální umění! Neoficiální umění SSSR!
• Thrash - Thrash! Odpad v umění! Thrash v kreativitě! Odpad v literatuře! Filmový odpad! Cyberthrash! Thrash metal! Telethrash!
• Malování! Malování je umění! Malování je umění umělce! Malířské kánony. Malířští mistři.
• Vernisáž - "vernisáž" - slavnostní zahájení umělecké výstavy!

Biosféra (z řeckého bios - život, sphaira - koule)- skořápka planety Země, ve které je přítomen život. Vývoj pojmu „biosféra“ je spojen s anglickým geologem Eduardem Suessem a ruským vědcem V. I. Vernadským. Biosféra spolu s litosférou, hydrosférou a atmosférou tvoří čtyři hlavní obaly Země.

Původ termínu "biosféra"

Termín „biosféra“ byl poprvé vytvořen geologem Eduardem Suessem v roce 1875 k označení prostoru na zemském povrchu, kde existuje život. Kompletnější definici pojmu „biosféra“ navrhl VI Vernadsky. Byl prvním, kdo přisoudil životu vedoucí roli transformující síly naší planety, s přihlédnutím k životně důležité činnosti organismů jak v současnosti, tak v minulosti. Geochemici otevírají termín „biosféra“ jako celkový souhrn živých organismů („biomasa“ nebo „biota“, jak tomu říkají biologové a ekologové).

Hranice biosféry

Každá část planety, od polárních ledovců až po rovník, je obývána živými organismy. Nedávné pokroky v mikrobiologii ukázaly, že mikroorganismy žijí hluboko pod zemským povrchem a možná jejich celková biomasa převyšuje biomasu veškerého živočišného a rostlinného života na zemském povrchu.

V současné době nelze skutečné hranice biosféry změřit. Většina druhů ptáků obvykle létá v nadmořských výškách 650 až 1800 metrů a ryby byly nalezeny až do hloubky 8372 metrů v Portorikském oceánském příkopu. Existují ale i extrémnější příklady života na planetě. Sup africký neboli sup Rüppellův byl spatřen v nadmořské výšce přes 11 000 metrů, husy horské obvykle migrují v nadmořské výšce minimálně 8 300 metrů, divocí jaki žijí v horských oblastech Tibetu v nadmořské výšce kolem 3 200 - 5 400 metrů nad hladinou moře a horské kozy žijí v nadmořských výškách až 3000 metrů.

Mikroskopické organismy jsou schopny žít v extrémnějších podmínkách, a pokud je vezmeme v úvahu, tloušťka biosféry je mnohem větší, než jsme si představovali. Některé mikroorganismy byly nalezeny v horních vrstvách zemské atmosféry ve výšce 41 km. Je nepravděpodobné, že by mikrobi byli aktivní v takových nadmořských výškách, kde je teplota a tlak vzduchu extrémně nízké a ultrafialové záření je velmi intenzivní. S největší pravděpodobností byly do horních vrstev atmosféry dopraveny větry nebo sopečnými erupcemi. Také jednobuněčné formy života byly nalezeny v nejhlubší části Mariánského příkopu v hloubce 11 034 metrů.

Přes všechny výše uvedené příklady extrémů existence života je obecně vrstva biosféry Země tak tenká, že se dá přirovnat ke slupce jablka.

Struktura biosféry

Biosféra je organizována do hierarchické struktury, ve které jednotlivé organismy tvoří populace. Několik interagujících populací tvoří biocenózu. Společenstva živých organismů (biocenóza) žijících v určitých fyzických biotopech (biotopech) tvoří ekosystém. - skupina živočichů, rostlin a mikroorganismů interagujících mezi sebou a se svým prostředím tak, aby byla zajištěna jejich existence. Proto je ekosystém funkční jednotkou udržitelnosti života na Zemi.

Původ biosféry

Biosféra existuje asi 3,5-3,7 miliardy let. Prvními formami života byly prokaryota – jednobuněčné živé organismy, které dokázaly žít bez kyslíku. Některá prokaryota vyvinula jedinečný chemický proces, který známe jako. Dokázali využít sluneční světlo k výrobě jednoduchého cukru a kyslíku z vody a oxidu uhličitého. Tyto fotosyntetické mikroorganismy byly tak četné, že radikálně změnily biosféru. Po dlouhou dobu se ze směsi kyslíku a dalších plynů vytvořila atmosféra, která by mohla podporovat nový život.

Přidání kyslíku do biosféry umožnilo rychlý vývoj složitějších forem života. Existovaly miliony různých rostlin, živočichů, kteří jedli rostliny a další živočichové. se vyvinul k rozkladu mrtvých zvířat a rostlin.

Biosféra díky tomu udělala obrovský skok ve svém vývoji. Rozložené zbytky mrtvých rostlin a živočichů uvolňovaly do půdy a oceánu živiny, které byly rostlinami zpětně absorbovány. Tato výměna energie umožnila biosféře stát se soběstačným a samoregulujícím systémem.

Role fotosyntézy ve vývoji života

Biosféra je jedinečná svého druhu. Až dosud neexistovala žádná vědecká fakta potvrzující existenci života jinde ve vesmíru. Život na Zemi existuje díky Slunci. Při vystavení energii slunečního záření dochází k procesu zvanému fotosyntéza. V důsledku fotosyntézy přeměňují rostliny, některé druhy bakterií a prvoků vlivem světla oxid uhličitý na kyslík a organické sloučeniny, jako je cukr. Naprostá většina živočišných, houbových, rostlinných a bakteriálních druhů přímo či nepřímo závisí na fotosyntéze.

Faktory ovlivňující biosféru

Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují biosféru a náš život na Zemi. Existují globální faktory, jako je vzdálenost mezi Zemí a Sluncem. Pokud by naše planeta byla blíže nebo dále od Slunce, pak by Země byla příliš horká nebo studená pro vznik života. Důležitým faktorem ovlivňujícím klima planety je také úhel zemské osy. Roční období a sezónní změny klimatu jsou přímým důsledkem naklonění Země.

Místní faktory mají také významný vliv na biosféru. Když se podíváte na určitou oblast Země, můžete vidět vliv klimatu, denního počasí, eroze a života samotného. Tyto malé faktory neustále mění prostor a živé organismy musí odpovídajícím způsobem reagovat a přizpůsobovat se měnícím se stanovištím. I když lidé mohou ovládat většinu svého bezprostředního okolí, stále jsou zranitelní vůči přírodním katastrofám.

Nejmenším z faktorů ovlivňujících vzhled biosféry jsou změny, ke kterým dochází na molekulární úrovni. Oxidační a redukční reakce mohou změnit složení hornin a organické hmoty. Existuje také biologická destrukce. Drobné organismy, jako jsou bakterie a houby, jsou schopny zpracovávat organické i anorganické materiály.

biosférických rezervací

Lidé hrají důležitou roli v udržování energetické výměny biosféry. Náš dopad na biosféru je bohužel často negativní. Například hladina kyslíku v atmosféře se snižuje a hladina oxidu uhličitého stoupá kvůli tomu, že lidé nadměrně spalují fosilní paliva a úniky ropy uvolňují do oceánu průmyslový odpad, který způsobuje velké škody na hydrosféře. Budoucnost biosféry závisí na tom, jak budou lidé interagovat s jinými živými bytostmi.

Na počátku 70. let 20. století založila Organizace spojených národů projekt s názvem „Člověk a biosféra“ (MAB), který podporuje udržitelný udržitelný rozvoj. V současné době existují stovky biosférických rezervací po celém světě. První biosférická rezervace byla založena v Yangambi, Demokratická republika Kongo. Yangambi se nachází v úrodném povodí řeky Kongo a má asi 32 000 druhů stromů a zvířat, mezi nimiž jsou takové endemické druhy, jako je slon lesní a prase křoví. Biosférická rezervace Yangambi podporuje důležité aktivity, jako je rozvoj udržitelného zemědělství, lov a lov.

mimozemské biosféry

Až dosud nebyla biosféra objevena mimo Zemi. Existence mimozemských biosfér proto zůstává hypotetická. Na jednu stranu se mnoho vědců domnívá, že život na jiných planetách je nepravděpodobný, a pokud někde existuje, pak nejspíše ve formě mikroorganismů. Na druhou stranu může existovat spousta analogů Země, a to i v naší galaxii - Mléčné dráze. Vzhledem k omezením naší technologie není v současné době známo, jaké procento těchto planet je schopno mít biosféru. Nelze vyloučit ani variantu, že umělé biosféry v budoucnu vytvoří člověk například na Marsu.

Biosféra je velmi křehký systém, ve kterém je každý živý organismus důležitým článkem v obrovském řetězci života. Musíme si uvědomit, že člověk jako nejinteligentnější bytost na planetě je zodpovědný za zachování zázraku života na naší planetě.

Biosféra (z bio a sféra) je oblast aktivního života, která pokrývá spodní část atmosféry, hydrosféru (souhrn vodních útvarů zeměkoule) a horní část litosféry (vnější sféru pevné látky). Země včetně kůry a části svrchního pláště – substrátu). V biosféře jsou živé organismy a jejich stanoviště organicky propojeny, vzájemně se ovlivňují a tvoří integrální dynamický systém.

Jak je organizována biosféra? Biogeocenóza jako ekosystém je prvkem biosféry, jako systému a je s ní ve složitých hierarchických vztazích, podobně jako vztah organismu a buněk jeho tkání, tyto vztahy mají několik hierarchických úrovní organizace (tkáně, orgány, orgánové systémy atd.).

Obr.5. Vrstva biosféry

Vrstva biosféry (obr. 5) dosahuje tloušťky 12-17 km: o něco méně v oblasti pevniny a více v oblasti oceánu. Tento rozdíl, stejně jako rozdíl v životním prostředí na kontinentech a v oceánech, určuje rozdělení biosféry do tří hlavních merosfér (řec. meros část, podíl), z nichž dvě jsou geobiosféra a hydrobiosféra (řec.gehyros - mokré). Nedílnou součástí je vzdušný oceán, který je rovněž biologicky osídlen, i když sporadicky, především mikroorganismy, které existují v kapičkách vody. Toto je třetí merosféra - aerobiosféra (řec. vzduch ).

Merobiosféry se svými bionty rozpadají na poměrně jasně sledovatelné vrstvy (řec.biontos - živý organismus). Aerobiosféra, obývaná aerobiony, se zase dělí na tropobiosféru - hranice nižších částí atmosféry (řec. tropos otočení, změna), včetně výšky udržování kladných teplot a altobiosféry (lat.altus - vysoká) oblast nad těmito hranicemi, kde vládne věčný mráz, ale život je možný díky slunečnímu záření. Tato vrstva je analogická zlaté zóně na souši (viz níže). V atmosférické troposféře, v její teoretické vertikální hranici (hranice mezi troposférou a stratosférou), leží altobiosféra. Nad jejím tělem nemůže žít kvůli drsnému ultrafialovému záření.

Organismy a jejich výtrusy se tam dostanou jen náhodou. Tato parabiosféra (z řečtiny.odst blízko, at), neboli superbiosféra, sahá maximálně 40 km nad zemí. Nahoře, kde živé organismy již nespadají, ale živiny nejsou vyloučeny, je apobiosféra (řec. apo bez). Toto je stanoviště vesmírných lodí s jejich světem biologických zavazadel zachycených z povrchu Země. Říká se tomu artebiosféra (z lat. arte uměle).

Sestupem vrstvami hydrosféry do hlubin vod narazíme na zřetelný rozdíl mezi živými látkami Světového oceánu, kontinentálních nádrží a toků se stojatými a tekoucími vodami. Je zřejmé, že oceánobiosféra nebo marinobiosféra (lat. marinus- mořské), včetně marinobiontů a akvabiosféry (lat.akwa - voda) - suchozemská voda, včetně vodních organismů, tvoří samostatné přírodní systémy. Jejich vertikální členění je spojeno s prouděním světla a tepla. Nejblíže k povrchu leží dobře osvětlená a lépe zahřátá fotobiosféra (řecky: fotobiosféra). fotky - světlo), pod vrstvou, kam dopadá velmi malá část slunečních paprsků, ale kde jinde je to možnéfotosyntéza , prováděné mikroorganismy (dysfotobiosféra - koule naproti fotosféře). Konečně ještě hlubší - tma a obrovský tlak (afotobiosféra oceánu a nejhlubších jezer světa je koule bez světla).

Pozemní vody jsou funkčně odlišné: rheobiosféra (řec.rheos průtok) vodní toky a limnobiosféra (řec.limne- jezero) stojaté nádrže nebo jezera. V souladu s rozdělením jezer na sladkovodní a brakická lze limnobiosféru rozdělit na dulcilimnobiosféru (z lat. dulcuo - sladkovodní) a halolimnobiosféra (z řec.holky - sůl).

Nad samotným povrchem země je fytobiosféra - oblast růstu rostlin - fytoprostředí (řec.fyton rostlina). Fytosféra, stejně jako horní vrstva fotosféry Světového oceánu, je nejproduktivnější vrstvou biosféry. Říká se tomu aktivní film života. Část biosféry v pevnině lze nazvat terrabiosférou, která zahrnuje terrabionty (z lat. terra - země, země).

Rostliny šplhají po horách až do výšky asi 5 km. Dále vládne věčný mráz, ale i zde se třpytí život. Žijí zde někteří pavoukovci a mikroorganismy, které se živí částicemi rostlin, jejich pylem a organickými zbytky přinášenými zdola. Stejně jako ve vertikálním pásu altobiosféry je zde energie života založena na přímém slunečním záření. Toto je eolická zóna nebo eolobiosféra (Eol - řec. aiolos - v řecké mytologii pán větrů).

Kořeny rostlin jdou do půdy a tvoří pedobiosféru (z řečtiny.pedon- půda). Od této hraniční vrstvy mezi atmosférou a litosférou se svými pedobionty začíná litobiosféra se svými litobionty (řec. litos- kámen). Až na hranici kyslíku tzn. k těm vrstvám litosféry, kam proniká atmosférický vzduch (hloubka od jednoho do několika kilometrů), leží hypoterrabiosféra (řec. hypo - níže), tzn. podzemní sféra, kde je život založen na toku živin (organismů) pocházejících z fytosféry, a produkci organismů – chemosyntetik. Hlubší život je velmi vzácný a organismy mohou v podstatě žít pouze v podzemních, hlubokých vodách. Aerobní dýchání (gr. vzduch - vzduch) je zde z důvodu nedostatku kyslíku vyloučen, jedná se o království anaerobiontů (anaerobů), kteří tvoří telurobiosféru (lat. Řekni nám - Země). V hypoterrobiosféře existuje mnoho stanovišť pro živé organismy v podzemních vodách: jeskynní nádrže a formační vody. Tyto organismy se nazývají stigobionti nebo troglobionti (z řeckého Styx - mytologická řeka podsvětí; a řeckého. troglese - jeskyně). Organismy žijí v těchto vodách především díky toku živin z povrchu země. Chybí jim místní bioprodukty, a proto jsou závislé na podzemních tocích vody.

Hlouběji pod telurobiosférou je vrstva, kam organismy vstupují náhodou a často proti své vůli. Toto je hypobiosféra („subbiosféra“) - analog parabiosféry v atmosféře. Ještě hlouběji, v hloubkách 5-6 km, vládne nesnesitelné vedro k životu a neuvěřitelný tlak hornin. Zde začíná vrstva metabiosféry, kde jsou biogenní horniny stále vysledovány, ale neexistuje žádný život jako takový (řec. meta - po, pro). Konečně, abiosféra leží ještě hlouběji (řecky a +bios - neživotnost), kde není cítit žádný dopad života - vše je vymazáno hlubokými procesy litosféry.

Jak hluboko život proniká do hlubin planety, není zatím zcela jasné: ve vrtech v hloubce až 4 km byly nalezeny mikroorganismy a mikrobiologické zbytky - až 7 km. Se zvyšujícím se tlakem voda při teplotách 100°C a vyšších nevře. Takže v „černých kuřácích“ - vývodech termální vody na dně oceánu - v hloubkách 3 km při tlaku asi 300 atmosfér existuje život při teplotě 250 ° C. Přehřátá kapalná voda v litosféře byla nalezena při hloubky až 10,5 km. Teoreticky by tu mohlo být něco živého. Ale hlouběji než 25 km by podle výpočtů měla být kritická teplota 460 ° C, při které se za podmínek jakéhokoli tlaku prostředí voda nevyhnutelně mění v páru, a proto je život nemožný.

Pokud má oblast moderního biotopu živých organismů vertikální rozsah 12 - 17 km, pak sféra náhodného vstupu organismů a sedimentárních biogenních hornin (megabiosféra - "velká" biosféra) zaujímá vrstvu přibližně 50 km od spodní hranice parabiosféry (řec. odst - blízko) k jejím dolním hranicím - metabiosféra (řec.meta - po). Spolu s artebiosférou (lat.arte - uměle) celý prostor pronikání života se nazývá panbiosféra (řecká předpona pan s významem: pokrývající vše).

Oblasti biosféry na zemi lze uvažovat v procesu jejích změn s tím, jak se vyvíjí život na zemi, tzn. zvažte chronobiosféru (gr. chronos - čas). V procesu evoluce se biosféra Země neustále rozšiřovala, pokrývala stále širší pozemské sféry a dokonce je opouštěla, například v důsledku přistání lidí na Měsíci. Podle nejběžnější hypotézy život vznikl a začal se šířit pouze v primárním oceánu (možná v litosféře), poté osídlil říční vody a kontinentální nádrže a vyšel na pevninu. Možná, že současně s osídlením oceánu se živí objevili v litosféře, nejprve tam, kde se stýkal vodní živel a zemská nebeská klenba, a pak všude. Konečně mikroskopičtí tvorové začali ovládat nejnehostinnější prostředí atmosféry: kapičky vody (mlhu) a v ní pak částice pevné hmoty (aerosol).

Celé pole života nemůže mít horizontální strukturu, funkční rozdělení v rozlohách Země. Nejde samozřejmě o dělení na roviny, protože všechny ekosystémy planety jsou objemové útvary, které mají tři rozměry, ale šíření života a jeho změna jde v pozemských prostorech jak vertikálně, tak horizontálně. To bylo asimilováno docela starověkým lidstvem, lidmi, kteří putovali jako zvířata a hledali dostatek potravy.

Nejprve, na úrovni praktických a poté vědeckých poznatků, bylo zaznamenáno, že živý svět se mění s postupem od rovníku k pólům od jihu k severu nebo naopak od severu k jihu. Na tomto základě vědci, především geografové, navrhli mnoho schémat pro rozdělení tváře planety. K těmto geografickým rozdělením se vrátíme později, až budeme mluvit o mozaice života, a nyní se pokusíme projít kroky žebříčku organizování ekologických systémů – „kostek“ budování biosféry Země.

Zde, při pohledu daleko dopředu, je nutné určit, že pod ekosystémem, který je subsystémem biogecenózy (biosféry), rozumíme funkční celek, skládající se z organismů, které jsou v těsné jednotě a jejich stanoviště. Přitom množství a kvalita energie, plynů, vody, pevného či kapalného substrátu a organismů obývajících ekosystém se díky úzkým vazbám v něm výrazně liší od stejných ukazatelů v sousedním ekosystému. Jeden ekosystém, když ne viditelně, morfologicky, tak funkčně oddělený od sousedního. Obvykle jsou hranice mezi ekosystémy složeny z více či méně širokých přechodných pásem.

Sféra života s mikroorganismy, houbami, rostlinami a zvířaty, které ji obývají, je jako systém podobná organismu, který se skládá z buněk, tkání, orgánů. A stejně jako v těle, čím větší je útvar, tím jasnější jsou jeho hranice. Játra si nelze splést se srdcem, ale na buněčné úrovni je tato diferenciace menší: svalové buňky (tkáně) v různých orgánech jsou podobné. I když v určitém pořadí jsou stále roztroušeny buňky tuku, pojivové tkáně, hladkého svalstva, příčně pruhovaného svalstva atd.

Organismus je poměrně dobře vidět, ale biosféra je obrovská, neuvidíte ji jediným pohledem, pouze z výšky kosmického letu. Ale odtamtud toho moc vidět není. Musíte mentálně ukrojit „koláč“ obrovského „superorganismu“ biosféry, který se skládá z živé hmoty a jejího prostředí. A není snadné to udělat podél přirozených hranic.

Jak již bylo zmíněno, tyto hranice jsou funkční a ne vždy jsou okem viditelné. Na mnoha místech jsou vymazány lidskou činností a od přírody jsou rozmazané: příroda téměř netoleruje tvrdé hrany. Země, voda a vzduch do sebe plynule neprocházejí, ale jejich obyvatelé: obojživelníci, rostliny, zvířata, létající organismy - tyto hranice „porušují“. Jasnost hranic lesa a jeho okraje je zpravidla charakteristická pro přírodní útvar. Ostrý charakter hranic je způsoben antropogenním dopadem: sekání trávy, pastva, šlapání atd.

Někteří vědci, kteří správně upozorňují na jednotu živého krytu Země, popírají existenci ekosystémů a jejich hierarchii. Mluví o kontinuum (lat.kontinuum - nepřetržitý, nepřetržitý) života, postupná změna vlastností jeho projevu. Tento úhel pohledu je správný a zároveň příliš absolutní. Život je funkční jednota kontinuity i diskrétnosti. Každý jedinec je například samostatný, ale zároveň je zařazen do mnoha skupin, bez kterých není schopen ani existovat, ani dávat potomky.

Potíže se strukturováním života jsou velké, ale zkusme poskládat „kostky“ biosféry na nejjednodušším a nejlépe prozkoumaném místě, na souši.

Smrkové a borové lesy, lipové lesy a doubravy, pokud jsou složeny ze stejných lesních druhů, lze louku a přilehlou lesní rozsedlinu od sebe snadno odlišit. Jedná se o elementární ekosystémy, „buňky“ biosféry na souši, biogeocenózy.

Jezero, louka kolem něj a lesy, které je lemují, jsou běžnou kombinací biogeocenóz v ploché západní Sibiři. Nebo blízké louky, křoviny, místy i smrkové lesy v údolí řeky jsou spojeny s vodou, její činností. Tuto zdánlivou jednotu lze nazvat biokomplex .

Pokud plujete po velké řece, například po Volze, Jeniseji nebo Amuru, můžete si všimnout, že se mění druhy vrb, které tvoří pobřežní křoviny, louky se stávají jinými. A k tomu není nutné přecházet z lesní zóny do stepí či tundry, ke změnám dochází v mezích jedné krajinné zóny lesů. Lesy Meshchera nebo Polissya se liší od lesů na horním toku Volhy. Biokomplexy jsou zde různé, i když navenek podobné a v souhrnu tvoří jednotlivé útvary. V geografii se tyto homogenní přírodní subsystémy nazývají krajiny , ve vědě o biosféře se jim říkábiolokusy (lat.localis - místní, místní, odkazovaný na konkrétní místo).

Severní tajga je zřetelně odlišná od jižní a ještě více od tropických pralesů. Proto se říká: biom jehličnatých (severních) lesů, biom listnatých lesů atd. Každý biom se skládá z mnoha biolokusů a skupina biomů tvoří biozónu neboli přirozený pás lesů, lučních stepí a pouští.

Biozóny stepí jižního Ruska a Ukrajiny se zřetelně liší od biozón stepí Severní Ameriky, lesy Kanady nelze zaměňovat s těmi na Sibiři. Stepi i lesy vznikly v podobných přírodních podmínkách, ale daleko od sebe a jejich evoluční historie byla odlišná. Stepi a lesy koexistovaly na každém místě svým vlastním způsobem. Nazvěme takové přírodní historické útvary biorbis nebo bioorbis (lat. orbis- distribuční oblast).

Život v Austrálii, Jižní Americe, severní Eurasii a v jihoafrických, jihoasijských částech země má zvláštní evoluční osud a prostorové složení.

Celá obrovská stavba biosféry je velký dům, někdy hustě, někdy zřídka, ale všude prostoupený životem. A ani tento dům, ani jeho obyvatelé, ani celý živý svět Země a vesmíru nemohou mít nějaké obecné vzorce konstrukce. D.I. Mendělejev si byl jistý, že chemické prvky nejsou chaotickou hromadou, a proto objevil periodickou tabulku prvků. Velký genetik a geograf N.I.Vavilov hledal a nacházel periodické vzorce ve vývoji druhů. V konstrukci světa obecně a biosféry zvláště (obr. 6) musí existovat nějaká systémová zákonitost.

Hmotný svět je jeden, jeho elementární částice: elektrony, pozitrony atd. - tvoří atom, atomy tvoří molekuly, které zase tvoří agregáty, což dává dohromady dva typy látek - neživé a živé („živá hmota“ - výraz V.I. Vernadského). Živá hmota, stejně jako neživá hmota, je strukturovaná. Nejmenší struktury živého tvora, sestávající z molekul, jsou organely.

Ty zase tvoří buňky, buňka tvoří tkáně a tkáně tvoří orgánové systémy.

Obr.6. Hierarchická struktura biosféry

Dále se rozchází způsob konstrukce živého: jedna větev - ke zformování celého jedince - genetického potomka jeho předků, druhá - ke vzniku nového jedince. Jedinec už není jen jedinec, jako soubor orgánů a jejich soustav k němu patří i nerozluční společníci jedince, například mikroorganismy žijící ve střevech. Jedinci některých druhů, jako jsou termiti, nemohou bez svých společníků vůbec existovat. Bez aktivity střevních mikroorganismů potravu nestráví. A pokračování rodu ve vyšších organismech je nemožné bez setkání jedinců různého pohlaví, kteří tvoří „rodinu“ alespoň po dobu oplodnění. Tato skupina organismů („rodina“) žije jako součást velké akumulace jedinců vlastního druhu, tzn. v populační parcele (části populace) a tvoří soubor jedinců podobných z hlediska nároků na prostředí a jejich genetického složení, tzn. populace . Každá populace současně vstupuje do dvou struktur: v ekologické pyramidě: býložravci se živí rostlinami, predátoři se živí býložravci atd.; a zároveň do skupiny ekologicky podobných populací, které tvoří biotické společenství, např. ústřice v ústřici nebo obiloviny na louce. Spolu se svými stálými společníky: mikroorganismy, hmyzem, houbami - taková společenství se setkávají jak "horizontálně" - synusie , například synusie mechů v lese a současně „po vertikále“, pro celou tloušťku vrstvy života v obydleném prostředí - konsorcia. Přidání synusie, jako jsou stromy, keře, trávy, mechy a jejich konsorcia, dává nový druh parcel, biogeocenotické.

Na jedné straně jsou to funkční předcibiocenózy , jako společenstva organismů, která provádějí celý cyklus přeměny hmoty v toku energie: od asimilace chemických prvků a jednoduchých anorganických látek rostlinami až po rozklad složitých organických molekul opět na nejjednodušší minerální složky. Na druhé straně spolu s faktory prostředí dávají vznik biogeocenózám, které zase tvoří biokomplexy a tak dále v hierarchii.

Systém světa, uvedený v tabulce 1, odpovídá všem zákonitostem objeveným člověkem, včetně takových zobecnění, jako je periodický systém prvků D. I. Mendělejeva. V některých systémech vidíme velmi rozvětvená schémata, v jiných - relativně jednoduchých, ale vždy budou obsahovat nějaké opakování struktur ve své hierarchii, příroda není tak marnotratná, aby pokaždé vytvořila něco zásadně nového. Může existovat jedinečné, jediné vzdělání ve známém světě, ale teoreticky je to nepravděpodobné. S největší pravděpodobností se biosféra Země jakoby opakuje v nekonečném vesmíru.

Zda lidstvo někdy pozná periodický systém obydlených planet v bezbřehém prostoru, je těžké si představit, ale takový systém je velmi pravděpodobný.

Pro prvky bylo dosud vyvinuto málo periodických systémů, jedná se o systém D.I.Mendělejeva. Pro populace, které tvoří druhy a další systematické kategorie, N.I. Vavilov navrhl analog - zákon homologických rodů a dědičné variability, podle kterého příbuzné druhy, rody, rodiny atd. mají homologní geny a genové řády v chromozomech, jejichž podobnost je tím úplnější, čím jsou taxony evolučně bližší (taxon je skupina objektů příbuzných společnými vlastnostmi a charakteristikami). Homologie genů (homologie - gr. homologie- podobnost orgánů se společným stavebním plánem) se u příbuzných druhů projevuje v podobnosti řady jejich dědičné variability.

A.A. Grigoriev a M.I. Budyko formulovalizákon o geografickém zónování , podle kterého se se změnou přírodních pásem periodicky opakují podobné krajinné zóny a některé jejich obecné vlastnosti. Součástí periodického zákona je také zákon dynamika ekosystému , které ve svém vývoji procházejí fyziologicky a funkčně podobnými fázemi. Obecně zřejmě platí obecný systémově-periodický a systémově genetický zákon (připomeňme si z kurzu obecné biologie biogenetický zákon E. Haeckela - F. Mullera: ontogeneze - individuální vývoj organismu - je stručný a rychlé opakování fylogeneze - evoluční vývoj druhu): celý soubor systémů světa je postaven podle periodického principu a každý z nich v individuálním vývoji krátce a modifikovaně opakuje řadu evolucí svých předchůdců.

Systém systémů poskytuje široký prostor pro další výzkum. Je také nutné vyvinout nové zákony periodicity pro většinu struktur uvedených ve výše uvedené tabulce. Dále se obracíme k vývoji lidstva v jeho jednotě s prostředím, celou biosférou Země.

Země.

Biosféra je obal Země obývaný živými organismy a jimi přetvářen. Biosféra se začala formovat nejpozději před 3,8 miliardami let, kdy se na naší planetě začaly objevovat první organismy. Proniká celou hydrosférou, horní částí litosféry a spodní částí atmosféry, to znamená, že obývá ekosféru. Biosféra je souhrn všech živých organismů. Je domovem více než 3 000 000 druhů rostlin, zvířat, hub a bakterií. Člověk je také součástí biosféry, svou činností předčí mnohé přírodní procesy a jak řekl V. I. Vernadskij: "Člověk se stává mocnou geologickou silou."

Francouzský přírodovědec Jean Baptiste Lamarck na počátku 19. století. nejprve navrhl koncept biosféry, aniž by dokonce uvedl samotný termín. Termín „biosféra“ navrhl rakouský geolog a paleontolog Eduard Süss v roce 1875.

Holistickou teorii biosféry vytvořil sovětský biogeochemik a filozof V. I. Vernadskij. Živým organismům poprvé přisoudil roli hlavní transformační síly planety Země s přihlédnutím k jejich aktivitě nejen v současnosti, ale i v minulosti.

Existuje další, širší definice: Biosféra - oblast distribuce života na kosmickém těle. Zatímco existence života na jiných vesmírných objektech než na Zemi je stále neznámá, má se za to, že biosféra se k nim může rozšířit ve skrytějších oblastech, například v litosférických dutinách nebo v subglaciálních oceánech. Uvažuje se tedy například o možnosti existence života v oceánu Europy, satelitu Jupitera.

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Biosféra. Videolekce biologie 11. třída

✪ Přednáška 6.6 | Biosféra, její složení a vztah ke všem sférám Země | Hope Tantsura | Lectorium

✪ Hranice biosféry, její struktura a funkce

✪ Biosféra – životní prostředí

✪ Vývoj biosféry | Biologie 11. třída # 33 | info lekce

titulky

Umístění biosféry

Biosféra zahrnuje horní vrstvy litosféry, ve kterých žijí organismy, hydrosféru a spodní vrstvy atmosféry.

Hranice biosféry

1. Živá látka- celý soubor těl živých organismů obývajících Zemi je fyzikálně i chemicky sjednocen bez ohledu na jejich systematickou příslušnost. Hmotnost živé hmoty je relativně malá a odhaduje se na 2,4 ... 3,6⋅10 12 (v suché hmotnosti) a je menší než jedna miliontina celé biosféry (cca 3⋅10 18 t), což zase je menší než jedna tisícina hmotnosti Země. Ale to je jedna z „nejmocnějších geochemických sil naší planety“, protože živé organismy neobývají pouze zemskou kůru, ale přetvářejí tvář Země. Živé organismy obývají zemský povrch velmi nerovnoměrně. Jejich distribuce závisí na zeměpisné šířce.
2. Biogenní látka- látka vytvořená a zpracovaná živým organismem. Během organické evoluce prošly živé organismy svými orgány, tkáněmi, buňkami a krví tisíckrát většinu atmosféry, celý objem světového oceánu a obrovskou masu minerálních látek. Tuto geologickou roli živé hmoty si lze představit u ložisek uhlí, ropy, karbonátových hornin atd.
3. inertní látka- produkty vzniklé bez účasti živých organismů.
4. Bio-inertní látka- látka, která vzniká současně živými organismy a inertními procesy, představující dynamicky vyvážené systémy obou. Jedná se o půdu, bahno, zvětrávající kůru atd. Organismy v nich hrají prim.
5. Látka podléhající radioaktivnímu rozpadu.
6. Rozptýlené atomy, nepřetržitě vytvářené z jakéhokoli druhu pozemské hmoty pod vlivem kosmického záření.
7. Látka kosmického původu.

Vrstvy biosféry

Celá vrstva vlivu života na neživou přírodu se nazývá megabiosféra a spolu s artebiosférou prostor lidské expanze v blízkozemském prostoru, panbiosféra.

Aerosféra

Substrátem pro život v atmosféře mikroorganismů (aerobiontů) jsou vodní kapky - atmosférická vlhkost, zdroj energie - sluneční energie a aerosoly. Přibližně od vrcholků stromů do výšky nejčastějšího umístění kupovité oblačnosti se rozprostírá tropobiosféra (s tropobionty; tento prostor je tenčí vrstva než troposféra). Nad ní se rozprostírá vrstva extrémně řídké mikrobioty – altobiosféra (s altobionty). Nad tím se táhne prostor, kam organismy náhodně a zřídka vstupují a nerozmnožují se – parabiosféra. Nahoře je apobiosféra.

Geosféra

Geobiosféru obývají geobionti, substrát a částečně i životní prostředí, kterému slouží zemská nebeská klenba. Geobiosféra se skládá z oblasti života na zemském povrchu - terabiosféry (s terrabionty), rozdělené na fytosféru (od povrchu země po vrcholky stromů) a pedosféru (půdy a podloží; někdy je zde zahrnuta celá zvětrávací kůra) a život v hlubinách Země - litobiosféře (s litobionty žijícími v pórech hornin, hlavně v podzemních vodách). Ve vysokých polohách v horách, kde již není možný život vyšších rostlin, se nachází nadmořská část terrabiosféry - eolická zóna (s eolobionty). Litobiosféra se rozpadá na vrstvu, kde je možný život aerobů – hypoterrabiosféru, a vrstvu, kde mohou žít pouze anaeroby – telurobiosféru. Život v neaktivní formě může proniknout hlouběji do hypobiosféry. Metabiosféra - všechny biogenní a bioinertní horniny. Hlubší je abiosféra.

Hydrosféra

Hydrobiosféra - celá globální vrstva vody (bez podzemní vody), obývaná hydrobionty - se rozpadá na vrstvu kontinentálních vod - akvabiosféru (s vodními organismy) a oblast moří a oceánů - marinobiosféru (s marinobionty) . Jsou zde 3 vrstvy - poměrně jasně osvětlená fotosféra, vždy velmi soumraková disfotosféra (do 1% slunečního oslunění) a vrstva absolutní tmy - afotosféra.

Mezi horní hranicí hypobiosféry a spodní hranicí parabiosféry leží vlastní biosféra – eubiosféra.