Биосфера

Биосфера - область распространения жизни, охватывающая часть земного пространства - нижние слои атмосферы, гидросферу, литосферу (поверхность суши, почву). В этих пределах сосредоточена жизнь и проявляется геологическая деятельность растений, животных, микроорганизмов, а на последнем этапе истории Земли - и человека. В составе биосферы выделяют живое вещество (совокупность организмов и их остатков) и косное вещество (физическая среда обитания). Определенные группы организмов оказывают то или иное влияние на окружающую среду. Например, зеленые растения обогащают ее (при фотосинтезе) кислородом, животные (при дыхании) - диоксидом углерода; растения извлекают громадные массы углерода из атмосферы, а микроорганизмы, разлагая органическое вещество, возвращают большую часть его обратно и т. д.
Биосфера тесно связана с деятельностью человека, ее сохранность и равновесие зависят от него. Биосфера для человека - источник материального и энергетического потребления, т. е. источник жизненно необходимых ресурсов. В ней он находит многие идеи технического прогресса, в общении с живой природой формируются лучшие черты характера людей, достигается полноценный отдых, рождаются возвышающие человека эмоции. В то же время из биосферы исходят разнообразные неблагоприятные влияния: болезни человека, домашних животных и возделываемых растений, порча продуктов, повреждение промышленных изделий, зданий, дорог, мостов, кораблей, разнообразных культурных ценностей.
Приостановить деградационные процессы в биосфере, обусловленные производственной деятельностью человека, так же как и противодействовать неблагоприятным влияниям на человека со стороны компонентов биосферы, - одна из важнейших глобальных международных программ, стоящих перед нынешним и будущим поколениями людей.
Наука о биосфере разрабатывалась учеными разных стран. Однако основной вклад в разработку учения о живой оболочке Земли и закономерностях ее эволюции внесли представители отечественной науки: В. В. Докучаев, К. А. Тимирязев, В. Р. Вильяме, Б. Б. Полянов, Н. И. Вавилов, В. Н. Сукачев, А. И. Опарин, А. П. Виноградов и особенно акад. В. И. Вернадский. Еще в 30-х годах В. И. Вернадский разработал учение о биологической оболочке Земли - биосфере, рассматривал жизнь не как сумму особей или видов, а как единый, всеобщий и мощный фактор, охватывающий все вещество верхнего слоя планеты, как результат деятельности живого вещества с момента появления жизни на Земле. Живое вещество Земли, объединяя всю совокупность живых организмов, вовлекает в круговорот косную материю планеты, аккумулирует энергию Космоса и преобразует ее в энергию земных процессов - химическую, механическую, тепловую, электрическую. В непрерывном обмене веществ с косной материей (неживым веществом) живое вещество обеспечивает образование нового живого вещества, которое не только замещает отмирающие его массы, но и приобретает новое качество в процессе эволюции органического мира.
Живое вещество планеты осуществляет интенсивную геохимическую деятельность, оно образует кислород атмосферы, формирует мощные пласты известняков, мела, огромные массы каменного угля, нефти и др.
В течение последних 10 тыс. лет возникла и развивалась новая форма геохимической деятельности, связанная с миграцией химических элементов, независимая от поглощения их живым веществом, но обусловленная влиянием техники, созданной человеком. С этого времени возникает новая стадия - биосфера переходит в ноосферу - сферу разума.
Живая оболочка Земли толщиной 20-40 км включает полностью гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы (рис. 98). В верхнем твердом слое Земли - литосфере - проникновение жизни вглубь ограничено высокой температурой и давлением, отсутствием света. Атмосфера простирается над Землей на высоту свыше 1000 км и включает тропосферу (до 15 км над Землей), стратосферу (высотой до 90-100 км) и ионосферу. В пределах атмосферы ограничивающими факторами служат излучения, недостаток влаги, кислорода, низкие температуры. Жизнь здесь возможна в пределах тропосферы я то лишь для некоторых представителей, временно переместившихся из других областей биосферы (летающие формы, бактерии, споры, пыльца растений).



Рис.. Схема геосфер

Следующая оболочка Земли - гидросфера - объединяет океаны, моря, озера, реки и составляет 70,8% всей поверхности Земли. В океанах некоторые формы жизни проникают на глубину до 10 км, ограничивающими факторами являются давление толщи воды, отсутствие света и особенности газового состава.
В биосфере условно выделяют элементарные целостные единицы - биогеоценозы - совокупность популяций разных видов, обитающих в определенной местности. Биологический компонент биогеоценоза составляет биоценоз, объединяющий сообщества растительных и животных организмов, населяющих участок биосферы с однородными условиями существования (биотоп).
Взаимные связи внутри биогеоценоза поддерживаются в процессе круговорота биогенных веществ в цепях питания. При этом в результате жизнедеятельности организмов в круговорот вовлекаются наиболее распространенные на Земле химические элементы - углерод, водород, кислород, азот и т. д. Весь круговорот органических веществ и неорганических элементов, осуществляемых живыми организмами, составляет основу биосферы и основное условие поддержания жизни в ней. Так, углерод входит в состав разнообразных органических веществ из которых состоит все живое. Кислород необходим для дыхания, которое обеспечивает существование организмов. В процессе фотосинтеза в зеленом растении углерод диоксида углерода и водород воды используются для синтеза органических веществ, а освобождающийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат разные организмы а конечный продукт дыхания СО2 поступает в атмосферу. Животный организм обычно использует для своего существования организмы других видов и сам отдает в среду то, что могут использовать другие.

ТАБЛИЦА (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)