Document 4655782

*Термин «биосфера» появился в науке в
Жан Батист Ламарк
Александр Гумбольдт
1875-м году, однако первые
представления о биосфере
складывались уже в начале 19-го века.
*Эти первые представления были, в
частности, отражены в работе
«Гидрология» Жана Батиста Ламарка
(1802-й год) - «все вещества,
находящиеся на поверхности земного
шара и образующие его кору,
сформировались благодаря
деятельности живых организмов».
*В 1826-м году немецкий ученый
Александр Гумбольдт ввёл понятие
«жизненная среда».
* Геолог Эдуард Зюсс назвал это
пространство «биосферой».
Эдуард Зюсс
* Наиболее полно концепция биосферы
разработана в трудах русского
естествоиспытателя и философа В.И.
Вернадского (1863-1945).
В.И. Вернадский
* В 1926-м году вышла книга В.И. Вернадского «Биосфера»,
в которой он изложил суть своего учения:
* биосфера — это целостная организованная система живого
вещества;
* все явления в ней — часть единого механизма биосферы;
* живое вещество — это то звено, которое соединяет
историю химических элементов с эволюцией организмов и
человека и с эволюцией всей биосферы.
* Определение: Биосфера – сфера
жизни, оболочка Земли,
населенная живыми
организмами. Область
распространения живых
организмов и определяет
границы биосферы.
* За верхнюю границу биосферы
принимают слой озона (озоновый
экран), находящийся на высоте
20–25 м. Нижняя граница
биосферы проходит в
литосфере. Эту границу разные
учёные проводят на разной
глубине: от нескольких сот
метров до нескольких
километров, где встречаются
ещё анаэробные бактерии.
* Таким образом, биосфера
включает в себя нижнюю часть
атмосферы, всю гидросферу и
верхнюю часть земной коры.
* Живое вещество планеты представлено растениями, животными,
микроорганизмами и человеком.
* Считают, что зарождение жизни на Земле произошло свыше 3 млрд.
лет тому назад в мелководных водоёмах в условиях теплого и влажного
климата, по-видимому, в приэкваториальных широтах (в Южной
Африке обнаружены синезелёные водоросли возрастом 3,5–3,7 млрд.
лет).
* Из мелководий жизнь распространилась на океан, а затем и на сушу.
Зарождение жизни на земле
* На протяжении геологической истории увеличивалось разнообразие
живых организмов, усложнялась их организация, возрастала их общая
масса.
* Развитие жизни шло неравномерно. Одни виды сохранились с архея до
наших дней (например, синезеленые водоросли), развитие других линий
жизни привело к возникновению сложных форм живого, вплоть до
человека, развитие третьих закончилось их вымиранием.
* За всю историю биосферы существовало примерно 500 млн. видов, а в
настоящее время насчитывается лишь около 2 млн. видов.
* Широкому распространению живых
организмов на Земле помогала их
способность приспосабливаться к
самым разнообразным условиям среды –
физические пределы жизни живого
вещества поразительно широки, а
также их высокая потенциальная
возможность к размножению.
* Микроорганизмы были обнаружены в
исландских гейзерах, имеющих
температуру +93оС. Споры некоторых
бактерий сохраняют жизнеспособность
при температуре –253 °С.
* Потомство одной из бактерий при
наличии питательных веществ и
беспрепятственном размножении могло
бы за 5 суток заполнить весь Мировой
океан, а клевер за 11 лет – покрыть всю
поверхность Земли.
Клевер четырёхлистный
Тип экосистем
Площадь в Биомасса
106 км2
растений, в
109т
Влажные тропические леса
17,0
765
Тропические
сезонной
7,5
260
зеленые леса
Вечнозеленые
леса
5,0
175
умеренного пояса
Листопадные леса умеренного
7,0
210
пояса
Тайга
12,0
240
Лесо-кустарниковые
8.5
50
сообщества
Саванна
15,0
60
Лугостепь
9,0
14
Тундра и высокогорье
8,0
5
Пустыни и полупустыни
18,0
13
Сухие
пустыни,
скалы,
24,0
0,5
ледники и т.п.
Культивируемые земли
14,0
14
Болота и марши
2,0
30
Озера и водотоки
2,0
0,05
Материковые экосистемы в
149,0
1837
целом
Открытый океан
332,0
1,0
Зоны апвеллинга
0,4
0,008
Континентальный шельф
26,6
0,27
Заросли водорослей и рифы
Эстуарии
Морские
экосистемы
в
целом
Общая
биомасса
Земли
(биомасса организмов толщи
литосферы и аэробиосферы
несопоставимо мала)
Биомасса
животных, в
109 т
330
90
50
110
57
40
220
60
35
8
0,02
6
20
10
1005
800
4
160
0,6
1,4
361,0
1,2
1,4
3,9
12
21
997
510,0
1841
2002
* В настоящее время по
составу в биосфере
преобладают животные
(1,5 млн.) над
растениями (около 500
тыс.), а по массе
вещества растения во
много раз превышают
массу животных.
* Подавляющая часть
биомассы сосредоточена
на суше: она превышает
биомассу океана в 1000
раз.
* Живые организмы распространены в биосфере
крайне неравномерно.
* Наибольшая их концентрация наблюдается на
поверхности суши (включая почву и приземные
слои атмосферы), поверхностные слои Мирового
океана, а также его дно в мелководной части.
* Все это зоны контакта между литосферой,
атмосферой и гидросферой.
* На суше биомасса в целом увеличивается от
полюсов к экватору, в этом же направлении
возрастает и количество видов растений и
животных.
* Масса живого вещества по сравнению с массой
других геосфер весьма незначительна (0,01%
массы всей биосферы). Однако роль живого
вещества в биосфере огромна.
* Особенность живого организма – постоянный обмен с окружающей
средой. Он осуществляется в форме биологического круговорота.
* Сущность круговорота сводится к двум противоположным процессам:
созданию органического вещества за счет солнечной энергии в
процессе фотосинтеза растений и его превращению в дальнейшем в
простые минеральные вещества с помощью микроорганизмов.
Биологический круговорот
веществ
* Считают, что большая часть
кислорода атмосферы имеет
биогенное происхождение.
* Растения поглощают в процессе
фотосинтеза диоксид углерода
(углекислый газ) и выделяют
свободный кислород.
* В результате происходит увеличение
кислорода в воздухе и уменьшение
количества диоксида углерода (СО2).
* В конечном счёте это и привело к
современному их соотношению в
атмосфере.
* Пропуская через себя воду, живые
организмы в значительной мере
определили химический состав
океанских вод.
* Большое влияние оказали живые организмы на
литосферу.
* Они принимают активное участие в процессах
выветривания, в создании органогенных горных
пород (известняков, каменного угля, торфа и
др.), а также некоторых форм рельефа,
например коралловых островов (атоллов).
* В современных классификациях
органический мир Земли на высшем
уровне организации живого вещества
делится на два надцарства:
безъядерные (прокариоты) и ядерные
(эукариоты).
* Первые включают два царства:
архебактерии и бактерии (в том
числе сине-зеленые водоросли),
вторые – три царства: животные,
грибы и растения. Это деление
основано на закономерностях
эволюционного развития и клеточного
строения организмов.
* Живые организмы принято также классифицировать по
выполняемым ими функциям в обмене веществом и энергией.
* Различаются автотрофные и гетеротрофные организмы.
* К автотрофным относятся зеленые растения и некоторые
бактерии и сине-зеленые водоросли.
* Они создают органическое вещество из неорганического,
используя в качестве источника энергии чаще всего солнечную
радиацию.
* Гетеротрофные организмы (животные, грибы, большинство
бактерий) питаются готовым органическим веществом, при этом
грибы и бактерии используют органические остатки и продукты
жизнедеятельности других организмов.
* И автотрофы и гетеротрофы на
разных этапах своего жизненного
цикла пересекаются с
деструкторами (т.е.
разрушителями):
микроорганизмами, бактериями,
грибами.
* Деструкторы разлагают
выделения животных,
микроорганизмов, мёртвые
организмы и минерализуют их до
воды, СО2 и минеральных
удобрений.
* Таким образом, в сообществе
живых организмов от звена к
звену циркулируют питательные
вещества и энергия.
* Все организмы обладают миграцией
(подвижностью): семена, споры, насекомые
переносятся ветрами на большие расстояния,
миграции птиц оцениваются в тысячи
километров, миграции черепах, угрей, лососевых
рыб – в тысячи морских миль.
* По приблизительным подсчётам (А.Г. Воронов,
1987), на суше от 350 до 500 тысяч видов
растений, в том числе 60 тысяч низших и 250
тысяч покрытосеменных.
* Животных насчитывается 1,5–1,7 млн видов, из
них насекомых – около 1 млн.
* Количество видов грибов превышает 100 тысяч.
* По сравнению с сушей видовое разнообразие
фауны и флоры в океане беднее.
* В его водах обитают около 10 тысяч видов
растений и более 160 тысяч видов животных, в
том числе 16 тысяч видов рыб, 80 тысяч видов
моллюсков, более 20 тысяч видов ракообразных.
На земной поверхности организмы образуют
закономерные группировки – биоценозы.
* На любом участке земной поверхности всегда
обитает комплекс видов, находящийся с
природой в определённых взаимоотношениях.
* Каждый организм испытывает воздействие
экологических факторов – факторов среды
(абиотических) и внутривидовых (биотических).
* Какими бы разными ни были экологические
факторы, результаты их действия сравнимы,
поскольку они всегда выражаются в изменении
жизнедеятельности организмов.
* Важная особенность живых организмов
заключается в том, что они могут адаптироваться
(приспосабливаться к разнообразным и
меняющимся условиям), обеспечивая тем самым
эволюцию и биоразнообразие природы.
* Функционирование сообщества и его
стабильность зависят от популяционных связей,
от распределения организмов в пространстве и
характера взаимодействия с внешней средой.
* За минимальную размерную единицу биосферы как
экосистемы первого порядка обычно принимается
биогеоценоз, который на низшем уровне иерархии
представляет единство биоценоза (живой части) и биотопа
(среды), приуроченного к определенному участку земной
поверхности.
Биогеоценоз тропического леса
* В разных биогеографических областях
сообщества сильно различаются по видовому
составу.
* Каждый вид формирует ареал (часть земной или
водной поверхности, в пределах которой
встречается данный вид организма), а затем
расселяется, останавливаясь перед
естественными преградами.
* Всюду, где независимо от географического
положения физическая среда одинакова,
развиваются похожие экосистемы.
* В случае отсутствия «свободных мест»
происходит конкурентная борьба.
* Виды (роды, семейства и т. п.), свойственные только данной территории или
акватории, называются эндемичными (эндемиками).
* Эндемики могут иметь локальный ареал, т. е. встречаться только в одном
конкретном местообитании: в межгорной котловине, определенном высотном
поясе горного массива, и т. п.
* В таких случаях говорят, что вид занимает определенную «экологическую
нишу».
* Эндемичные виды могут занимать обширные территории (например, сумчатые
млекопитающие в Австралии).
* Условием существования и сохранения эндемизма является изоляция вида, и
чем дольше сохраняется эта изоляция, тем выше доля эндемизма во фауне и
флоре.
Не удивительно, что эндемизм наиболее выражен на островах, в высотных поясах гор.
* Обособление нового
биологического вида
является следствием
адаптации организмов к
новым условиям, отличным
от тех, в которых обитал
породивший их старый вид.
* Биосфера в настоящее время испытывает сильное
воздействие человека, при этом последствия этого
воздействия неоднозначны.
* С одной стороны, человек создал десятки тысяч
новых сортов растений и пород животных, он
ускоряет эволюцию видов в природе, обогащает
природные сообщества путем акклиматизации живых
организмов, повышает плодородие почв.
* С другой стороны, идёт интенсивное уничтожение
естественной растительности, животных, ухудшение
условий обитания живых организмов, разрушение
почв в результате процессов эрозии и. д.
* Вот почему одна из важнейших проблем
современности – охрана биосферы, разумное
использование её богатств.