Granice života na zemlji – biosfera. Što je biosfera

) i teško ( lito-sfera) ljuska Zemlje (slika 74).

Gornja granica

Gornja granica biosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 15-25 km (i različita je u različitim dijelovima Zemlje) u donjem sloju atmosfere - troposferi (slika 75).

Unutar tih granica biosfere, pod utjecajem energije sunčevih zraka, kisik se pretvara u ozon i stvara se ozonski zastor. Ne propušta glavninu kozmičkih i ultraljubičastih zraka, koje štetno djeluju na žive organizme, pa ne dopiru do zemljine površine.

U najvišim slojevima biosfere nalaze se spore bakterija, gljivica, mahovina i paprati koje su vrlo otporne na nepovoljne uvjete (tzv. aeroplankton). Neke ptice, leptiri i pauci mogu se popeti na visinu od 6-7 km.

Donja granica u hidrosferi

Sastav biosfere je raznolik i podijeljen je u četiri dijela.

• Živa materija.
• Hranjive tvari.
• Krutine.
• Tvari biogenog i abiogenog podrijetla.

Živa materija

Ukupnost svih živih organizama koji žive na našem planetu je živa materija biosfera. Unatoč činjenici da živa tvar u svojoj masi predstavlja vrlo neznatan dio biosfere, njezina aktivnost tijekom geoloških epoha imala je ogroman utjecaj na razvoj Zemlje.

Prema V.I. Vernadskom, život je nastao na Zemlji neko vrijeme nakon njezine pojave i bio je jedan od glavnih čimbenika koji su promijenili izgled našeg planeta.

Hranjive tvari

Hranjive tvari je rezultat aktivnosti živih organizama. Tu spadaju nafta, ugljen, vapnenac i atmosferski plinovi.

Krutine

Ukupna masa živih organizama u biosferi naziva se biomasa, od čega je 93% na kopnu, a 7% u vodenom okolišu. Živi organizmi svojim djelovanjem imaju veliki utjecaj na biosferske procese i uzrokuju promjene u biosferi.

Biosfera se neprestano razvija. Njegov razvoj određen je čimbenicima poput geoloških i klimatskih promjena na našem planetu, utjecaja živih organizama i ljudske aktivnosti.

Prva faza evolucije biosfere naziva se biogeneza, a druga - noogeneza. Trenutno, zbog činjenice da glavni utjecaj na biosferu vrši

Biosfera. Biosfera Zemlje.

Biosfera!

Biosfera. Pojam "biosfera" u prijevodu s grčkog sastoji se od dva pojma "život" i "sfera, lopta".

Biosfera. Pojam "biosfera" u modernom smislu predložio je 1875. godine austrijski geolog i paleontolog Eduard Suess.

Biosfera. Pojam biosfere.

Biosfera. Opća široka definicija: Biosfera je područje rasprostranjenosti života na kozmičkom tijelu (objektu).

Biosfera. Biosfera planeta je ljuska planeta, naseljena živim organizmima, pod njihovim utjecajem i ispunjena proizvodima njihove vitalne aktivnosti, svojevrsni "film života, ljuska života", globalni ekosustav planeta.

Biosfera Zemlje- ovo je vrsta ljuske planete Zemlje, naseljene živim organizmima i transformirane od njih. Zemljina biosfera počela se formirati najkasnije prije 3,8 milijardi godina, kada su se na našem planetu počeli pojavljivati ​​prvi organizmi.

Biosfera Zemlje. Biosfera Zemlje je ukupnost svih živih organizama koji žive na njoj. Obuhvaća sve žive objekte, prožima cijelu hidrosferu, gornji dio litosfere i donji dio atmosfere, odnosno uključuje i nastanjuje cijelu ekosferu. Zemljina biosfera je dom za više od 3.000.000 različitih vrsta biljaka, životinja, gljiva i bakterija. Čovjek je također dio biosfere.

Biosfera. Francuski prirodoslovac Jean Baptiste Lamarck početkom 19. stoljeća prvi je predložio pojam biosfere, a da nije ni uveo sam pojam.

Biosfera. Holističku doktrinu biosfere stvorio je biogeokemičar i filozof V.I. Po prvi put je živim organizmima dodijelio ulogu glavne transformativne sile na planeti Zemlji, uzimajući u obzir njihove aktivnosti ne samo u sadašnjem vremenu, već iu prošlosti.

Biosfera. Granice biosfere.

Biosfera uključuje gornje slojeve litosfere, u kojima još žive organizmi, hidrosferu i donje slojeve atmosfere.

Gornja granica biosfere u atmosferi: 15-20 km iznad površine Zemlje. Određuje ga ozonski omotač koji blokira kratkovalno ultraljubičasto zračenje koje je štetno za žive organizme.

Donja granica biosfere u litosferi: do 3,5-7,5 km. Određena je temperaturom prijelaza vode u paru i temperaturom denaturacije proteina, ali općenito je rasprostranjenost živih organizama duboko u litosferi ograničena na svega nekoliko metara.

Granica između atmosfere i litosfere u hidrosferi: 10-11 km. Određeno dnom Svjetskog oceana, uključujući pridnene sedimente.

Biosfera. Slojevi biosfere i njihovi stanovnici.

Cijeli sloj utjecaja života na neživu prirodu naziva se megabiosfera, a zajedno s artebiosferom - prostorom na koji se proteže ljudska ekspanzija u okozemaljskom svemiru - panbiosfera.

Aerobiosfera.

Aerobiosfera. Supstrat koji osigurava život mikroorganizama (aerobionata) u atmosferi su kapljice vode – atmosferska vlaga, izvor energije je sunčeva energija i aerosoli. Otprilike od vrhova drveća do visine najčešćeg mjesta kumulusnih oblaka proteže se tropobosfera (s tropobiontima; ovaj prostor je tanji sloj od troposfere). Iznad je sloj izrazito prorijeđene mikrobiote - altobiosfera (s altobiontima). Iznad se nalazi prostor u koji organizmi prodiru nasumično i ne razmnožavaju se često - parabiosfera. Iznad je apobiosfera.

Geobiosfera.

Geobiosfera. Geobiosferu nastanjuju geobionti, supstrat, a djelomično i životni okoliš za koji služi nebeski svod zemlje. Geobiosfera se sastoji od područja života na kopnenoj površini - terabiosfere (s terabiotima), podijeljene na fitosferu (od površine zemlje do krošnji drveća) i pedosferu (tlo i podzemlje; ponekad to uključuje cijelu kora trošenja) i život u dubini Zemlje – litobiosfera (s litobiontima koji žive u porama stijena, uglavnom u podzemnim vodama).

Na velikim nadmorskim visinama u planinama, gdje više nije moguć život viših biljaka, nalazi se visinski dio terabiosfere – eolska zona (s eolobiontima). Litobiosfera se raspada na sloj u kojem je moguć aerobni život - hipoterabiosfera i sloj u kojem mogu živjeti samo anaerobi - telurobiosfera. Život u neaktivnom obliku može prodrijeti dublje u hipobiosferu. Metabiosfera - sve biogene i bioinertne stijene. Abiosfera se nalazi dublje.

Ispod površine zemlje, u dubini litosfere, postoje 2 (dvije) teorijske razine distribucije života - izoterma od 100 °C, ispod koje voda vrije pri normalnom atmosferskom tlaku, i izoterma od 460 °C, gdje je na svaki pritisak vode pretvara u paru, odnosno u tekućinu njezino stanje ne može biti.

Hidrobiosfera.

Hidrobiosfera. Hidrobiosfera - cijeli globalni sloj vode (bez podzemnih voda), nastanjen hidrobiontima - dijeli se na sloj kontinentalnih voda - akvabiosferu (s akvabiontima) i područje mora i oceana - marinobiosferu (s marinobiontima). Postoje 3 sloja - relativno jako osvijetljena fotosfera, uvijek vrlo sumračna disfotosfera (do 1% sunčeve insolacije) i sloj apsolutne tame - afotosfera.

Između gornje granice hipobiosfere i donje granice parabiosfere nalazi se sama biosfera, koja se naziva eubiosfera.

Biosfera. Karakteristične značajke Zemljine biosfere.

U strukturi Zemljine biosfere postoje dvije komponente koje su najkarakterističnije za živu prirodu.

Prvi je "Živa materija"- ovo uključuje cjelokupni sklop tijela živih organizama koji nastanjuju Zemlju, fizikalno-kemijski unificiranih, bez obzira na njihovu sustavnu pripadnost. Masa žive tvari je relativno mala i čini manje od jednog milijuntog dijela cijele biosfere, što pak predstavlja manje od jedne tisućinke mase Zemlje. Ali to je "jedna od najmoćnijih geokemijskih sila na našem planetu", budući da živi organizmi ne nastanjuju samo zemljinu koru, već transformiraju izgled Zemlje te kvantitativni i kvalitativni sastav same biosfere. Zapravo, živi organizmi nastanjuju zemljinu površinu vrlo neravnomjerno. Njihova distribucija ovisi o geografskoj širini.

Drugi je "Biogena tvar" je tvar koju stvara i prerađuje živi organizam. Tijekom organske evolucije živi su organizmi prošli kroz svoje organe, tkiva, stanice i krv tisuću puta preko većeg dijela atmosfere, cijelog volumena svjetskih oceana i ogromne mase minerala. Tu geološku ulogu žive tvari možemo zamisliti iz naslaga ugljena, nafte, vapnenačkih i karbonatnih stijena itd.

Biosfera. Biosfera Zemlje. Globalni ekosustav planeta.

Ostali članci u ovom odjeljku:

• Sustavi jezične komunikacije! Jezici kao glavni faktor u sustavu razvoja znanja!
• Tradicije. Što je tradicija? Tradicija u dijalektičkom razvoju društva.
• Prostor i vrijeme. Zakoni prostora. Otvoreni prostor. Pokret. Prostor svjetova.
• Evolucija i koevolucija. Evolucija i koevolucija u sustavu suvremenog znanja. Načela evolucije i koevolucije. Biološka evolucija i koevolucija žive prirode.
• Sinergetika i zakoni prirode. Sinergetika kao znanost. Sinergetika kao znanstveni pristup i metoda. Univerzalna teorija evolucije je sinergetika.
• Moguće je ili nije! Kaleidoskop događaja i radnji kroz prizmu je nemoguć i moguć!
• Svijet religija! Religija kao oblik ljudske svijesti u svijesti o svijetu koji ga okružuje!
• Umjetnost - Umjetnost! Umjetnost je vještina koja može izazvati divljenje!
• Realizam! Realizam u umjetnosti! Realistična umjetnost!
• Apstraktna umjetnost! Apstrakcija u umjetnosti! Apstraktno slikarstvo! Apstrakcionizam!
• Neslužbena umjetnost! Neslužbena umjetnost SSSR-a!
• Treš - mlatiš! Smeće u umjetnosti! Smeće u kreativnosti! Smeće u književnosti! Kino smeće! Cybertrash! Thrash metal! Teletrash!
• Slika! Slikarstvo je umjetnost! Slikarstvo je umjetnost umjetnika! Kanoni slikarstva. Majstori slikarstva.
• Vernissage - “vernissage” - svečano otvorenje likovne izložbe!

Biosfera (od grčkog bios - život, sphaira - kugla)- ljuska planete Zemlje u kojoj je prisutan život. Razvoj pojma "biosfera" povezan je s engleskim geologom Eduardom Suesseom i ruskim znanstvenikom V.I. Vernadskim. Biosfera, zajedno s litosferom, hidrosferom i atmosferom, čini četiri glavne ljuske Zemlje.

Podrijetlo pojma "biosfera"

Pojam "biosfera" prvi je skovao geolog Eduard Suess 1875. godine kako bi označio prostor na Zemljinoj površini u kojem postoji život. Potpuniju definiciju pojma "biosfera" predložio je V.I. On je prvi dodijelio životu dominantnu ulogu transformativne sile našeg planeta, uzimajući u obzir životnu aktivnost organizama kako u sadašnjosti tako iu prošlosti. Geokemičari pojam "biosfera" definiraju kao ukupni zbroj živih organizama ("biomasa" ili "biota" kako je zovu biolozi i ekolozi).

Granice biosfere

Svaki dio planeta, od polarnih ledenih kapa do ekvatora, naseljen je živim organizmima. Nedavni napredak u području mikrobiologije pokazao je da mikroorganizmi žive duboko ispod zemljine površine i da njihova ukupna biomasa možda premašuje biomasu sve flore i faune na površini Zemlje.

Trenutačno se stvarne granice biosfere ne mogu izmjeriti. Tipično, većina vrsta ptica leti na visinama između 650 i 1800 metara, a ribe su pronađene čak do dubine od 8372 metra u brazdi Portorika. Ali postoje i ekstremniji primjeri života na planetu. Afrički sup, ili Rüppelov sup, viđen je na visinama od preko 11.000 metara, planinske guske obično migriraju na visine od najmanje 8.300 metara, divlji jakovi žive u planinskim predjelima Tibeta na nadmorskoj visini od oko 3.200 - 5.400 metara. razini, a planinske koze žive na visinama do 3000 metara.

Mikroskopski organizmi sposobni su živjeti i u ekstremnijim uvjetima, a ako ih uzmemo u obzir, debljina biosfere je mnogo veća nego što smo zamišljali. Neki mikroorganizmi otkriveni su u gornjim slojevima Zemljine atmosfere na visini od 41 km. Malo je vjerojatno da su mikrobi aktivni na visinama gdje su temperatura i tlak zraka iznimno niski, a ultraljubičasto zračenje vrlo intenzivno. Najvjerojatnije su ih u gornju atmosferu prenijeli vjetrovi ili vulkanske erupcije. Također, jednostanični oblici života pronađeni su u najdubljem dijelu Marijanske brazde na dubini od 11.034 metra.

Unatoč svim navedenim primjerima ekstrema života, općenito je sloj Zemljine biosfere toliko tanak da se može usporediti s korom jabuke.

Struktura biosfere

Biosfera je organizirana u hijerarhijsku strukturu u kojoj pojedinačni organizmi tvore populacije. Nekoliko populacija koje međusobno djeluju čine biocenozu. Zajednice živih organizama (biocenoza) koje žive u određenim fizičkim staništima (biotopu) čine ekosustav. je skupina životinja, biljaka i mikroorganizama koji djeluju međusobno i sa svojim okolišem na takav način da osiguravaju svoje postojanje. Dakle, ekosustav je funkcionalna jedinica održivosti života na Zemlji.

Postanak biosfere

Biosfera postoji oko 3,5-3,7 milijardi godina. Prvi oblici života bili su prokarioti – jednostanični živi organizmi koji su mogli živjeti bez kisika. Neki prokarioti razvili su jedinstveni kemijski proces koji poznajemo kao . Uspjeli su iskoristiti sunčevu svjetlost za proizvodnju jednostavnog šećera i kisika iz vode i ugljičnog dioksida. Ovi fotosintetski mikroorganizmi bili su toliko brojni da su radikalno transformirali biosferu. Tijekom dugog vremenskog razdoblja nastala je atmosfera od mješavine kisika i drugih plinova koja je mogla podržati novi život.

Dodavanje kisika u biosferu omogućilo je brz razvoj složenijih oblika života. Pojavili su se milijuni različitih biljaka i životinja koje su jele biljke i druge životinje. evoluirao za razgradnju mrtvih životinja i biljaka.

Zahvaljujući tome, biosfera je napravila veliki skok u svom razvoju. Raspadnuti ostaci mrtvih biljaka i životinja ispuštali su hranjive tvari u tlo i ocean, koje su biljke ponovno apsorbirale. Ova izmjena energije omogućila je biosferi da postane samoodrživ i samoregulirajući sustav.

Uloga fotosinteze u razvoju života

Biosfera je jedinstvena u svojoj vrsti. Do sada nije bilo znanstvenih činjenica koje potvrđuju postojanje života na drugim mjestima u Svemiru. Život na Zemlji postoji zahvaljujući Suncu. Kada se izloži energiji sunčeve svjetlosti, dolazi do procesa koji se naziva fotosinteza. Kao rezultat fotosinteze, biljke, neke vrste bakterija i protozoa pod utjecajem svjetlosti pretvaraju ugljikov dioksid u kisik i organske spojeve poput šećera. Velika većina životinjskih, gljivičnih, biljnih i bakterijskih vrsta izravno ili neizravno ovisi o fotosintezi.

Čimbenici koji utječu na biosferu

Mnogo je čimbenika koji utječu na biosferu i naš život na Zemlji. Postoje globalni faktori kao što je udaljenost između Zemlje i Sunca. Kad bi naš planet bio bliže ili dalje od Sunca, tada bi Zemlja bila prevruća ili prehladna da bi se mogao pojaviti život. Kut nagiba zemljine osi također je važan faktor koji utječe na klimu planeta. Godišnja doba i sezonske klimatske promjene izravne su posljedice Zemljinog nagiba.

Lokalni čimbenici također imaju važan utjecaj na biosferu. Ako pogledate određeno područje Zemlje, možete vidjeti utjecaj klime, dnevnog vremena, erozije i samog života. Ovi mali čimbenici stalno mijenjaju prostor i živi organizmi moraju reagirati u skladu s tim, prilagođavajući se promjenama u svojoj okolini. Iako ljudi mogu kontrolirati većinu svoje neposredne okoline, još uvijek su osjetljivi na prirodne katastrofe.

Najmanji od čimbenika koji utječu na izgled biosfere su promjene koje se događaju na molekularnoj razini. Reakcije oksidacije i redukcije mogu promijeniti sastav stijena i organske tvari. Postoji i biološka razgradnja. Sićušni organizmi poput bakterija i gljivica sposobni su prerađivati ​​i organske i anorganske materijale.

Rezervati biosfere

Ljudi igraju važnu ulogu u održavanju razmjene energije u biosferi. Nažalost, naš utjecaj na biosferu često je negativan. Na primjer, razine kisika u atmosferi se smanjuju, a razine ugljičnog dioksida rastu zbog ljudi koji prekomjerno izgaraju fosilna goriva, a izlijevanja nafte i ispuštanja industrijskog otpada u ocean uzrokuju ogromnu štetu hidrosferi. Budućnost biosfere ovisi o tome kako ljudi komuniciraju s drugim živim bićima.

Početkom 1970-ih Ujedinjeni narodi pokrenuli su projekt pod nazivom Čovjek i biosfera (MAB), koji promiče održivi, ​​uravnoteženi razvoj. Trenutno postoje stotine rezervata biosfere diljem svijeta. Prvi rezervat biosfere osnovan je u Yangambiju, Demokratska Republika Kongo. Yangambi se nalazi u plodnom slivu rijeke Kongo i dom je oko 32 000 vrsta drveća i životinja, uključujući endemske vrste kao što su šumski slon i četkasta svinja. Rezervat biosfere Yangambi podržava važne aktivnosti kao što su održiva poljoprivreda, lov i ekstrakcija.

Izvanzemaljske biosfere

Do sada biosfera nije otkrivena izvan Zemlje. Stoga postojanje izvanzemaljskih biosfera ostaje hipotetsko. S jedne strane, mnogi znanstvenici smatraju da je život na drugim planetima malo vjerojatan, a ako ga negdje i ima, najvjerojatnije je u obliku mikroorganizama. S druge strane, može postojati puno analoga Zemlje, čak iu našoj galaksiji - Mliječnoj stazi. S obzirom na ograničenja naše tehnologije, trenutno je nepoznato koji postotak ovih planeta može imati biosferu. Također je nemoguće isključiti mogućnost da će ljudi u budućnosti stvoriti umjetne biosfere, primjerice na Marsu.

Biosfera je vrlo krhak sustav u kojem je svaki živi organizam važna karika u ogromnom lancu života. Moramo shvatiti da je čovjek, kao najinteligentnije biće na planetu, odgovoran za očuvanje čuda života na našem planetu.

Biosfera (od bio i sfera) je područje aktivnog života koje pokriva donji dio atmosfere, hidrosferu (skupnost vodenih tijela zemaljske kugle) i gornji dio litosfere (vanjsku sferu čvrsta Zemlja, uključujući koru i dio gornjeg plašta – supstrat). U biosferi su živi organizmi i njihovo stanište organski povezani i međusobno djeluju, tvoreći cjeloviti dinamički sustav.

Kako funkcionira biosfera? Biogeocenoza, kao ekosustav, element je biosfere, kao sustava, i nalazi se s njom u složenim hijerarhijskim odnosima, poput odnosa između organizma i stanica njegovih tkiva; ti odnosi imaju nekoliko hijerarhijskih razina organizacije (tkiva , organi, organski sustavi itd.).

sl.5. Sloj biosfere

Biosferni sloj (slika 5) doseže debljinu od 12-17 km: nešto manje u kopnenom području, a više u oceanskom području. Ta razlika, kao i razlika u životnom okruženju na kontinentima i u oceanima, uvjetuje podjelu biosfere na tri najveće merosfere (grč. meros dio, udio), od kojih su dvije geobiosfera i hidrobiosfera (grč.gehyros - mokro). Sastavni dio je i zračni ocean, koji je također biološki naseljen, iako sporadično, uglavnom mikroorganizmima koji postoje u kapljicama vode. Ovo je treća merosfera, aerobiosfera (grč. zračni zrak ).

Merobiosfere padaju u prilično jasno vidljive slojeve sa svojim biontima (grč.biontos - živi organizam). Aerobiosfera, naseljena aerobiontima, zauzvrat je podijeljena na tropobiosferu - granice nižih dijelova atmosfere (grč. tropos okrenuti, promijeniti), uključujući visinu održavanja pozitivnih temperatura, i altobiosfera (lat.visoki - visoko) područje iznad ovih granica, gdje vlada vječni mraz, ali je život moguć zbog sunčeve insolacije. Ovaj sloj je sličan zlatnoj zoni na kopnu (vidi dolje). U atmosferskoj troposferi, na njenoj teoretskoj vertikalnoj granici (granici između troposfere i stratosfere), nalazi se altobiosfera. Njezino tijelo ne može živjeti iznad toga zbog jakog ultraljubičastog zračenja.

Organizmi i njihove spore dospiju tamo samo slučajno. Ova parabiosfera (od grč.stavak near, at), ili superbiosfera, proteže se najviše 40 km iznad Zemlje. Više gore, gdje više ne ulaze živi organizmi, ali nisu isključene hranjive tvari, nalazi se apobiosfera (grč. apo bez). Ovo je stanište svemirskih brodova s ​​vlastitim svijetom bio-prtljage snimljene s površine Zemlje. Naziva se artebiosfera (od lat. arte umjetno).

Spuštajući se kroz slojeve hidrosfere u dubinu voda, naići ćemo na jasnu razliku između živih tvari Svjetskog oceana, kontinentalnih rezervoara i vodotoka sa stajaćim i tekućim vodama. Očito je da oceanobiosfera, odnosno marinobiosfera (lat. marinus - marine), uključujući marinobionte i akvabiosferu (lat.Akwa - voda) - kopnene vode, uključujući akvabionte, čine zasebne prirodne sustave. Njihova okomita podjela povezana je s protokom svjetlosti i topline. Najbliže površini nalazi se dobro osvijetljena i bolje zagrijana fotobiosfera (grč. fotografije - svjetlost), ispod sloja u koji pada vrlo mali dio sunčevih zraka, ali gdje je to ipak mogućefotosinteza , koju provode mikroorganizmi (disfotobiosfera – sfera suprotna fotosferi). Konačno, još dublje - tama i ogroman pritisak (atobiosfera oceana i najdubljih jezera svijeta je sfera bez svjetla).

Kopnene vode su funkcionalno različite: reobiosfera (grč.reos protok) vodeni tokovi i limnobiosfera (grč.limne - lake) stajaće vodene površine ili jezera. U skladu s podjelom jezera na slatkovodna i boćata, limnobiosfera se može podijeliti na dulcilimnobiosferu (od lat. dulcuo - slatka voda) i halolimnobiosfera (od grč.cure - sol).

Iznad same površine kopna nalazi se fitobiosfera – prostor u kojem rastu biljke – fitookoliš (grč.fiton biljka). Fitosfera je, kao i gornji sloj fotosfere Svjetskog oceana, najproduktivniji sloj biosfere. Naziva se aktivnim filmom života. Dio biosfere unutar kopna može se nazvati terabiosfera, uključujući i terrabionte (od lat. terra - zemlja, suha zemlja).

Biljke se penju na planine do visine od približno 5 km. Tada vlada vječni mraz, ali i ovdje tinja život. Neki paučnjaci i mikroorganizmi žive ovdje, hraneći se biljnim česticama, njihovim polenom i organskim ostacima donesenim odozdo. Kao iu vertikalnom pojasu altobiosfere, ovdje se energija živih bića temelji na izravnoj sunčevoj insolaciji. To je eolska zona ili eolobiosfera (Aeolus - grč. aiolos - u grčkoj mitologiji gospodar vjetrova).

Korijenje biljaka ide u tlo, a ono čini pedobiosferu (od grč.pedon - tlo). Od tog graničnog sloja između atmosfere i litosfere sa svojim pedobiontima počinje litobiosfera sa svojim litobiontima (grč. lithos - kamen). Do granice kisika, tj. do onih slojeva litosfere u koje prodire atmosferski zrak (dubine od jednog do nekoliko kilometara) nalazi se hipoterabiosfera (grč. hipo - ispod), tj. podzemna sfera, gdje se život temelji na protoku hranjivih tvari (organizama) koji dolaze iz fitosfere i proizvoda organizama – kemosintetika. Duboka živa bića su vrlo rijetka i organizmi u osnovi mogu živjeti samo u podzemnim, dubokim vodama. Aerobno disanje (grčki) aer - zrak) ovdje je isključen zbog nedostatka kisika, to je carstvo anaerobionta (anaeroba) koji čine telurobiosferu (lat. reci nam - Zemlja). Unutar hipoterobiosfere postoje mnoga staništa za život u podzemnim vodama: špiljske akumulacije i formacijske vode. Ti se organizmi nazivaju stigobionti ili troglobionti (od grč. Styx - mitološka rijeka podzemnog kraljevstva; i grč. troglese - špilja). Organizmi žive u ovim vodama uglavnom zahvaljujući protoku hranjivih tvari s površine zemlje. Nedostaju im lokalni bioproizvodi i stoga ovise o podzemnim tokovima vode.

Dublje ispod telurobiosfere postoji sloj u koji organizmi završe slučajno i često ne svojom voljom. Ovo je hipobiosfera ("subbiosfera") - analogna parabiosferi u atmosferi. Još dublje, na dubinama od 5-6 km, vladaju vrućina i nevjerojatan pritisak stijena, nepodnošljiv za živa bića. Ovdje počinje sloj metabiosfere, gdje se još mogu pronaći biogene stijene, ali života kao takvog nema (grč. meta - nakon, za). Konačno, abiosfera leži još dublje (grč. a +bios - neživot), gdje se ne osjeća utjecaj života - sve je izbrisano dubinskim procesima litosfere.

Koliko duboko život prodire u dubinu planeta još nije sasvim jasno: mikroorganizmi su pronađeni u bušotinama na dubini do 4 km, a mikrobiološki ostaci do 7 km. Kako tlak raste, voda ne ključa na temperaturama od 100° C ili višim. Dakle, u "crnim pušačima" - izvorima termalne vode na dnu oceana - na dubinama od 3 km pri tlaku od oko 300 atmosfera postoji život na temperaturi od 250 ° C. Pregrijana tekuća voda u litosferi nalazi se na dubinama od do 10,5 km. Teoretski, ovdje bi moglo biti nečeg živog. Ali dublje od 25 km, prema izračunima, trebala bi postojati kritična temperatura od 460 ° C, na kojoj se, u uvjetima bilo kakvog pritiska okoliša, voda neizbježno pretvara u paru, pa je stoga život nemoguć.

Ako područje modernog obitavanja živih organizama ima vertikalni opseg od 12 - 17 km, tada sfera slučajnog ulaska organizama i sedimentnih biogenih stijena (megabiosfera - "velika" biosfera) zauzima sloj od približno 50 km: od donje granice parabiosfere (grč. stavak - blizu) do njegovih donjih granica - metabiosfera (grč.meta - poslije). Zajedno s artebiosferom (lat.arte - umjetno) cjelokupni prostor prodiranja života naziva se panbiosfera (grč. prefiks pan sa značenjem: pokrivajući sve).

Područja biosfere na zemlji mogu se promatrati u procesu njezinih promjena kako se život na zemlji razvija, tj. razmislite o kronobiosferi (grč. kronos - vrijeme). U procesu evolucije Zemljina se biosfera neprestano širila, pokrivajući sve šire zemaljske sfere i čak napuštajući njihove granice, na primjer, kao rezultat slijetanja ljudi na Mjesec. Prema najčešći hipotezi, život je nastao i počeo se širiti samo u primarnom oceanu (možda u litosferi), zatim je naselio riječne vode i kontinentalne rezervoare i stigao do kopna. Možda su se istodobno s naseljavanjem u oceanu živa bića pojavila iu litosferi, prvo tamo gdje su se susreli vodeni element i nebeski svod, a zatim posvuda. Konačno, mikroskopska stvorenja počela su gospodariti najnegostoljubivijim okolišem atmosfere: kapljicama vode (maglom), a potom i česticama krute tvari (aerosolom) u njoj.

Cjelokupno polje života ne može ne imati horizontalnu strukturu, funkcionalnu podjelu u prostranstvu Zemlje. Ovo, naravno, nije podjela na ravni, jer su svi ekosustavi planeta trodimenzionalne formacije, imaju tri dimenzije, ali širenje života i njegova promjena događa se i vertikalno i horizontalno zemljinih prostora. To je naučilo vrlo drevno čovječanstvo, ljudi koji su poput životinja lutali u potrazi za obiljem hrane.

Prvo je na razini praktičnih, a zatim i znanstvenih spoznaja uočeno da se živi svijet mijenja kretanjem od ekvatora prema polovima od juga prema sjeveru ili obrnuto od sjevera prema jugu. Na temelju toga znanstvenici, prvenstveno geografi, predložili su mnoge sheme podjele lica planeta. Na ove geografske podjele vratit ćemo se kasnije, kada budemo govorili o mozaiku života, ali sada ćemo pokušati proći kroz stepenice ljestvice organiziranja ekoloških sustava – “kockice” izgradnje Zemljine biosfere.

Ovdje, gledajući daleko unaprijed, potrebno je utvrditi da pod ekosustavom, koji je podsustav biogecenoze (biosfere), podrazumijevamo funkcionalnu cjelinu koju čine organizmi i njihovo stanište koji su u tijesnoj cjelini. Istovremeno, količina i kvaliteta energije, plinova, vode, krutog ili tekućeg supstrata i organizama koji nastanjuju ekosustav, zbog bliskih veza unutar njega, značajno se razlikuju od istih pokazatelja u susjednom ekosustavu. Jedan je ekosustav, ako ne vidljivo, morfološki, onda funkcionalno odvojen od susjednog. Obično su granice između ekosustava oblikovane više ili manje širokim prijelaznim prugama.

Sfera života s mikroorganizmima, gljivama, biljkama i životinjama koje ga nastanjuju slična je, kao sustav, organizmu koji se sastoji od stanica, tkiva i organa. I, kao iu tijelu, što je formacija veća, to su njezine granice jasnije. Jetra se ne može zamijeniti sa srcem, ali na staničnoj razini ta je diferencijacija manja: mišićne stanice (tkiva) u različitim organima su slične. Iako određenim redoslijedom, masne stanice, stanice vezivnog tkiva, glatki mišići, poprečno-prugasti mišići itd. još uvijek su razbacane.

Organizam je relativno lako vidjeti, ali biosfera je ogromna; samo s visine svemirskog leta ne možete ga pogledati. Ali odande se malo toga može vidjeti. Moramo mentalno rezati "kolač" ogromnog "superorganizma" biosfere, koji se sastoji od žive tvari i njenog staništa. A nije lako to učiniti unutar prirodnih granica.

Kao što je već spomenuto, ove granice su funkcionalne i nisu uvijek vidljive oku. Na mnogim su mjestima ljudskim djelovanjem izbrisani, a po prirodi su mutni: priroda gotovo da ne podnosi oštre rubove. Zemlja, voda i zrak ne prelaze glatko jedni u druge, ali njihovi stanovnici: vodozemci, biljke, životinje, leteći organizmi "krše" te granice. Jasnoća granica šume i njezinog ruba u pravilu je karakteristična za prirodnu formaciju. Oštra priroda granica je posljedica antropogenog utjecaja: košnja trave, ispaša, gaženje itd.

Neki znanstvenici, s pravom obraćajući pažnju na jedinstvo životne površine Zemlje, negiraju postojanje ekosustava i njihove hijerarhije. Oni govore o kontinuum (lat.kontinuum - kontinuirani, kontinuirani) život, postupne promjene svojstava njegove manifestacije. Ovo gledište je ispravno i istovremeno previše apsolutno. Život je funkcionalno jedinstvo i kontinuiteta i diskretnosti. Na primjer, svaki pojedinac je neovisan, ali je u isto vrijeme dio mnogih skupina, bez kojih ne može postojati niti rađati potomstvo.

Poteškoće strukturiranja života su velike, ali pokušajmo složiti "kockice" biosfere na najjednostavnijem i najbolje proučenom mjestu, na kopnu.

Šume smreke i bora, šumarci lipe i hrasta, ako su sastavljeni od iste šumske vrste, livada i susjedni šumski šumarak mogu se međusobno lako razlikovati. To su elementarni ekosustavi, "stanice" biosfere na kopnu, biogeocenoze.

Jezero, livada oko njega i šuma koja ih okružuje uobičajena su kombinacija biogeocenoza u ravnom zapadnom Sibiru. Ili obližnje livade, grmlje, ponegdje smrekove šume u riječnoj dolini povezuju s vodom i njezinim djelovanjem. Ovo prividno jedinstvo može se nazvati biokompleks .

Plovite li velikom rijekom, na primjer Volgom, Jenisejem ili Amurom, primijetit ćete da se vrste vrba koje čine obalno grmlje mijenjaju, a livade postaju drugačije. A za to se ne morate preseliti iz šumske zone u stepu ili tundru; promjene se događaju unutar iste pejzažne zone šuma. Šume Meshchera ili Polesie razlikuju se od šuma gornje Volge. Biokompleksi su ovdje različiti, iako su izvana slični i zajedno tvore pojedinačne formacije. U geografiji se ti homogeni prirodni podsustavi nazivaju krajolici , u znanosti o biosferi nazivaju sebioloci (lat.lokalis - lokalni, lokalni, vezani za određeno mjesto).

Sjeverna tajga jasno se razlikuje od južne, a još više od tropskih šuma. Zato se kaže: biom crnogoričnih (sjevernih) šuma, biom listopadnih šuma itd. Svaki se biom sastoji od mnogih biolokusa, a skupina bioma čini biozonu, odnosno prirodni pojas šuma, livada i pustinja.

Biozone stepa južne Rusije i Ukrajine jasno se razlikuju od biozona stepa Sjeverne Amerike; šume Kanade ne mogu se zamijeniti sa sibirskim. I stepe i šume nastale su u sličnim prirodnim uvjetima, ali daleko jedna od druge, a njihova je evolucijska povijest bila različita. Stepe i šume koegzistirale su na svakom mjestu drugačije. Nazovimo takve prirodne povijesne tvorevine biorbis ili bioorbis (lat. orbis- područje distribucije).

Život u Australiji, Južnoj Americi, sjevernoj Euroaziji te u južnoafričkom i južnoazijskom dijelu kopna ima posebnu evolucijsku sudbinu i prostorni sastav.

Cijela golema zgrada biosfere velika je kuća, ponekad gusto naseljena, ponekad rijetko naseljena, ali posvuda prožeta životom. A ni ova kuća, ni njeni stanovnici, ni sav živi svijet Zemlje i svemira ne mogu imati neke opće zakone gradnje. D. I. Mendeljejev je bio siguran da kemijski elementi nisu kaotična nakupina i stoga je otkrio periodni sustav elemenata. Veliki genetičar i geograf N. I. Vavilov tražio je i pronašao periodične obrasce u evoluciji vrsta. Mora postojati neka vrsta sustavnog obrasca u konstrukciji svijeta općenito, a posebno biosfere (slika 6).

Materijalni svijet je jedan, njegove elementarne čestice: elektroni, pozitroni itd. - čine atom, atomi tvore molekule, koje zauzvrat tvore agregate koji zajedno daju dvije vrste tvari - nežive i žive ("živa tvar" - izraz V.I. Vernadskog). Živa materija je, kao i neživa materija, strukturirana. Minimalne strukture živih bića, koje se sastoje od molekula, su organele.

One pak tvore stanice, stanice tvore tkiva, a tkiva tvore organske sustave.

sl.6. Hijerarhijska struktura biosfere

Nadalje, put izgradnje živog se razlikuje: jedna grana vodi do formiranja cijele jedinke - genetskog potomka njegovih predaka, druga - do pojave nove jedinke. Pojedinac više nije samo pojedinac, kao skup organa i njihovih sustava; uključuje i njegove nerazdvojne pratioce, na primjer, mikroorganizme koji žive u crijevima. Pojedinci nekih vrsta, poput termita, uopće ne mogu postojati bez svojih suputnika. Bez aktivnosti crijevnih mikroorganizama ne mogu probaviti hranu. A nastavak vrste u višim organizmima je nemoguć bez susreta pojedinaca različitih spolova, koji čine "obitelj" barem za vrijeme oplodnje. Ova skupina organizama ("obitelj") živi kao dio velike skupine jedinki svoje vrste, tj. u populacijskoj parceli (dio populacije) i čini skup jedinki sa sličnim zahtjevima za okoliš i njihov genetski sastav, tj. populacija . Svaka populacija istovremeno pripada dvjema strukturama: ekološkoj piramidi: biljojedi se hrane biljkama, grabežljivci se hrane biljojedima itd.; a ujedno i u skupinu ekološki sličnih populacija koje tvore biotsku zajednicu, npr. kamenice u kamenici ili žitarice na livadi. Zajedno sa svojim stalnim pratiocima: mikroorganizmima, kukcima, gljivicama - takve zajednice daju skupove "horizontalno" - sinuzija , npr. sinuzija mahovina u šumi, a istovremeno “okomito”, po cijeloj debljini sloja života u naseljenom okolišu - konzorciji. Dodavanje sinuzija, na primjer, drveća, grmlja, trava, mahovina i njihovih konzorcija daje novu vrstu parcela, biogeocenotske.

To su, s jedne strane, funkcionalni precibiocenoze , kao zajednice organizama koje provode cijeli ciklus pretvorbe tvari u protoku energije: od asimilacije kemijskih elemenata i jednostavnih anorganskih tvari od strane biljaka do razgradnje složenih organskih molekula ponovno u najjednostavnije mineralne komponente. S druge strane, oni, zajedno s okolišnim čimbenicima, tvore biogeocenoze, koje pak tvore biokomplekse, i tako dalje u hijerarhiji.

Sustav svijeta predstavljen u tablici 1 odgovara svim obrascima koje je otkrio čovjek, uključujući takve generalizacije kao što je periodni sustav elemenata D.I. U nekim sustavima vidimo vrlo razgranate sheme, u drugima - relativno jednostavne, ali će uvijek sadržavati neko ponavljanje struktura u svojoj hijerarhiji; priroda nije toliko rasipna da svaki put stvara nešto fundamentalno novo. Možda postoje jedinstvene formacije, jedine u poznatom svijetu, ali teoretski to je malo vjerojatno. Najvjerojatnije se Zemljina biosfera, takoreći, ponavlja u beskonačnom Svemiru.

Teško je zamisliti hoće li čovječanstvo ikada prepoznati periodični sustav naseljenih planeta u ogromnom kozmosu, ali takav je sustav vrlo vjerojatan.

Do sada je razvijeno nekoliko periodičnih sustava za elemente - to je sustav D.I. Za populacije koje čine vrste i druge sustavne kategorije, N.I. Vavilov je predložio analogiju - zakon homoloških rodova i nasljedne varijabilnosti, prema kojem srodne vrste, rodovi, porodice itd. imaju homologne gene i redoslijed gena na kromosomima, čija je sličnost to potpunija što su svojte evolucijski bliže (takson je skupina objekata povezanih zajedničkim svojstvima i karakteristikama). Homologija gena (homologija - gr. homologija - sličnost organa koji imaju zajednički strukturni plan) kod srodnih vrsta očituje se u sličnosti niza njihove nasljedne varijabilnosti.

A.A.Grigoriev i M.I.Budyko su formuliralizakon geografskog zoniranja , prema kojem se s promjenom prirodnih zona povremeno ponavljaju slične krajobrazne zone i neka njihova opća svojstva. Periodični zakoni također uključuju zakon dinamika ekosustava , koji u svom razvoju prolaze kroz fiziološki i funkcionalno slične faze. Općenito, očito, postoji opći sustavno-periodički i sustavno-genetski zakon (prisjetimo se iz tečaja opće biologije biogenetskog zakona E. Haeckela - F. Müllera: ontogeneza - individualni razvoj organizma - je kratko i brzo ponavljanje filogenije – evolucijski razvoj vrste): cijeli skup sustava svijeta izgrađen je po periodičnom principu i svaki od njih u pojedinačnom razvoju kratko i modificirano ponavlja evolucijski niz svojih prethodnika.

Sustav sustava pruža veliki prostor za daljnja istraživanja. Potrebno je razviti nove zakone periodičnosti za većinu struktura navedenih u gornjoj tablici. Zatim ćemo se osvrnuti na razvoj čovječanstva u njegovom jedinstvu sa svojim okolišem, cjelokupnom biosferom Zemlje.

Zemlja.

Biosfera je Zemljina ljuska naseljena živim organizmima i transformirana od strane njih. Biosfera se počela formirati najkasnije prije 3,8 milijardi godina, kada su se na našem planetu počeli pojavljivati ​​prvi organizmi. Prodire kroz cijelu hidrosferu, gornji dio litosfere i donji dio atmosfere, odnosno nastanjuje ekosferu. Biosfera je ukupnost svih živih organizama. Dom je za više od 3.000.000 vrsta biljaka, životinja, gljiva i bakterija. Čovjek je također dio biosfere, njegova aktivnost nadilazi mnoge prirodne procese i, kako je rekao V.I. Vernadsky: "Čovjek postaje moćna geološka sila."

Francuski prirodoslovac Jean-Baptiste-Lamarck početkom 19. stoljeća. prvi je predložio koncept biosfere, a da nije ni uveo sam termin. Pojam "biosfera" predložio je austrijski geolog i paleontolog Eduard Suess 1875. godine.

Holističku doktrinu biosfere stvorio je sovjetski biogeokemičar i filozof V.I. Po prvi put je živim organizmima dodijelio ulogu glavne transformativne sile na planeti Zemlji, uzimajući u obzir njihove aktivnosti ne samo u sadašnjem vremenu, već iu prošlosti.

Postoji još jedna, šira definicija: Biosfera - područje distribucije života na kozmičkom tijelu. Unatoč činjenici da je postojanje života na drugim svemirskim objektima osim Zemlje još uvijek nepoznato, vjeruje se da se biosfera može proširiti na njih u skrivenijim područjima, na primjer, u litosferskim šupljinama ili u subglacijalnim oceanima. Na primjer, razmatra se mogućnost postojanja života u oceanu Europa, Jupiterovom satelitu.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Biosfera. Video lekcija iz biologije za 11. razred

✪ Predavanje 6.6 | Biosfera, njezin sastav i odnos sa svim sferama Zemlje | Nadežda plesačica | Lektorij

✪ Granice biosfere, njezina struktura i funkcije

✪ Biosfera - životna sredina

✪ Evolucija biosfere | Biologija 11. razred #33 | Info lekcija

titlovi

Položaj biosfere

Biosfera obuhvaća gornje slojeve litosfere u kojima žive organizmi, hidrosferu i donje slojeve atmosfere.

Granice biosfere

1. Živa materija- cjelokupni skup tijela živih organizama koji nastanjuju Zemlju je fizički i kemijski jedinstven, bez obzira na njihovu sustavnu pripadnost. Masa žive tvari relativno je mala i procjenjuje se na 2,4...3,6⋅10 12 (suha težina) i čini manje od jednog milijuntog dijela cijele biosfere (približno 3⋅10 18 t), što zauzvrat predstavlja manje od tisućitog dijela mase Zemlje. Ali to je "jedna od najmoćnijih geokemijskih sila na našem planetu", jer živi organizmi ne nastanjuju samo zemljinu koru, već transformiraju izgled Zemlje. Živi organizmi nastanjuju zemljinu površinu vrlo neravnomjerno. Njihova distribucija ovisi o geografskoj širini.
2. Hranjiva tvar- tvar koju stvara i prerađuje živi organizam. Tijekom organske evolucije živi su organizmi prošli kroz svoje organe, tkiva, stanice i krv tisuću puta preko većeg dijela atmosfere, cijelog volumena svjetskih oceana i ogromne mase minerala. Tu geološku ulogu žive tvari možemo zamisliti iz naslaga ugljena, nafte, karbonatnih stijena itd.
3. Inertna tvar- proizvodi nastali bez sudjelovanja živih organizama.
4. Bioinertna tvar- tvar koju istodobno stvaraju živi organizmi i inertni procesi, predstavljajući dinamički ravnotežne sustave i jednog i drugog. To su tlo, mulj, kora trošenja itd. U njima vodeću ulogu imaju organizmi.
5. Tvar koja prolazi kroz radioaktivni raspad.
6. Raspršeni atomi, kontinuirano stvarani od svih vrsta zemaljske materije pod utjecajem kozmičkog zračenja.
7. Tvar kozmičkog porijekla.

Slojevi biosfere

Cjelokupni sloj utjecaja života na neživu prirodu naziva se megabiosfera, a zajedno s artebiosferom - prostor čovjekove ekspanzije u okozemaljskom prostoru - panbiosfera.

aerosfera

Supstrat za život u atmosferi mikroorganizama (aerobionata) su kapljice vode – atmosferska vlaga, izvor energije je sunčeva energija i aerosoli. Otprilike od vrhova drveća do visine najčešćeg mjesta kumulusnih oblaka proteže se tropobosfera (s tropobiontima; ovaj prostor je tanji sloj od troposfere). Iznad je sloj izrazito prorijeđene mikrobiote - altobiosfera (s altobiontima). Iznad se nalazi prostor u koji organizmi prodiru nasumično i ne razmnožavaju se često - parabiosfera. Iznad je apobiosfera.

Geosfera

Geobiosferu nastanjuju geobionti, supstrat, a djelomično i životni okoliš za koji služi nebeski svod zemlje. Geobiosfera se sastoji od područja života na kopnenoj površini - terabiosfere (s terabiotima), podijeljene na fitosferu (od površine zemlje do krošnji drveća) i pedosferu (tlo i podzemlje; ponekad to uključuje cijelu kora trošenja) i život u dubini Zemlje – litobiosfera (s litobiontima koji žive u porama stijena, uglavnom u podzemnim vodama). Na velikim nadmorskim visinama u planinama, gdje više nije moguć život viših biljaka, nalazi se visinski dio terabiosfere – eolska zona (s eolobiontima). Litobiosfera se raspada na sloj u kojem je moguć aerobni život - hipoterabiosfera i sloj u kojem mogu živjeti samo anaerobi - telurobiosfera. Život u neaktivnom obliku može prodrijeti dublje u hipobiosferu. Metabiosfera - sve biogene i bioinertne stijene. Abiosfera se nalazi dublje.

Hidrosfera

Hidrobiosfera - cijeli globalni sloj vode (bez podzemnih voda), nastanjen hidrobiontima - dijeli se na sloj kontinentalnih voda - akvabiosferu (s akvabiontima) i područje mora i oceana - marinobiosferu (s marinobiontima). Postoje 3 sloja - relativno jako osvijetljena fotosfera, uvijek vrlo sumračna disfotosfera (do 1% sunčeve insolacije) i sloj apsolutne tame - afotosfera.

Između gornje granice hipobiosfere i donje granice parabiosfere nalazi se prava biosfera - eubiosfera.