На головну

БІОСФЕРА ТА ЇЇ МЕЖІ

  1.  Gl] Та?ирип 3. В. І. Вернадскійді? біосфера ж?не ноосфера турали ілімі [:].
  2.  I. БИОСФЕРА І ЛЮДИНА
  3.  Атмосфера, гідросфера, біосфера Землі
  4.  Б.30. 1. Здійснення цивільних прав: поняття, способи, принципи, межі. Зловживання правом.
  5.  біосфера
  6.  БІОСФЕРА І ЛЮДИНА

Поява і розвиток життя на земній кулі привели до утворення якісно нової структурної оболонки -біосфери. Цей термін вперше ввів А. Гумбольдт (1826), позначивши їм область життя, де організми впливають на процеси, що відбуваються на Землі.

Основоположником сучасних уявлень про біосферу був акад. Володимир Іванович Вернадскій71926-194О). Вперше він виклав свої погляди в книзі «Біосфера» в 1926 р Він розширив зміст цього терміна і створив вчення про біосферу. З сучасних позицій біосфера(Грец. «Біос» - життя, «Сфера» - куля) - це єдина відкрита термодинамічно (потоки енергії надходять постійно з космосу), якісно своєрідна оболонка Землі, в якій зосереджена життя і здійснюється постійна взаємодія всього живого з неорганічними умовами середовища Складається вона з екосистем, кожна з яких представляє собою цілісну єдність різноманітних живих організмів і навколишнього їх природи, з якою вони обмінюються безупинно речовиною, енергією та інформацією.

Межами біосфери служать: вся гідросфера, верхні шари літосфери і нижня частина атмосфери до озонового шару (20-25 км).

літосфера- Це тверда оболонка Землі, протяжністю 30-70 км. Верхня частина її складається з осадових гірських порід, під якими лежать гранітний і базальтовий шари. Розрізняють 3 основних типи земної кори: континентальний, океанічний і перехідною. Континентальна кора характеризується наявністю всіх трьох шарів і великою потужністю (до 70 км), для океанічної притаманні відсутність гранітного шару і загальна незначна протяжність (5-10 км). Осадовий шар складний глинами, пісковиками, вапняками і т. Д., Що утворилися на поверхні Землі в результаті перевідкладення продуктів вивітрювання і руйнування більш древніх порід. Потужність його мінлива, місцями досягає товщини до 15-25 км. Гранітний шар (25-30 км) складається головним чином з магматичних порід групи граніту, багатих кремнеземом, і метаморфічних (перетворених під впливом високих температур і тиску осадових і магматичних мінералів). Базальтовий утворений з бідних кремнеземом базальтів (первісна кристалічна кора Землі) і метаморфічних. Під материками він досягає 30 км, під океанами - 2-15 км.

Нижня межа біосфери в літосфері визначається глибиною розподілу температури, що наближається К100 ° С.

атмосфера- Газова оболонка Землі, що простягається на 2000км від поверхні, що складається в основному з азоту (78,08% обсягу), кисню (2О7у5%), аргону (0,93%) і вуглекислого газу (0,03%). На частку інших компонентів припадає близько 0,01% загального обсягу.

Вона має досить чітко виражене шарувату будову, тут виділять: тропосферу, стратосферу.

тропосфера - Примикає до поверхні планети нижній шари протяжністю від 9 до 17 км. Тут укладено близько 80% всієї маси атмосфери і практично весь водяний пар. Температура з висотою падає, на кожні 100 м по 0,6 ° С, в результаті на верхній межі вона досягає -56-60 ° С.

стратосфера розташовується вище - до 50 км. Характерно відносну сталість температури до висоти 25 км і в. Надалі поступове підвищення від 0-10 ° С. У нижній частині цієї зони розташовується озоновий шар. Максимальна концентрація його на висоті 15-26 км, у полюсів під впливом магнітного поля Землі він знаходиться нижче - 8-30 км, у екватора - 15-35 км. Озоновий шар поглинає космічні випромінювання і майже повністю ультрафіолетові лучіСолнца, згубні для всього живого (200-290 нм), поете-: він визначає верхню межу біосфери. Вище для атмосфери притаманне надзвичайно сильне розрідження газів і поступового розпаду молекул до іонів, тому на висоті 200-400 км виділяють шар іоносферу, де йде основний розпад і це перший захисний екран землі, який поглинає жорстке ультрафіолетове випромінювання (до 200 нм).

гідросфераутворює водний шар, займаючи 70,8% поверхні планети. Межі життя відзначені глибиною 11 км. У ній розчинені з'єднання близько 100 хімічних елементів.

Загалом біосфера - «плівка життя» - відносно тонка і досягає лише товщини близько 40 км, але вона діє як потужна геологічна сила, що формує обличчя планети.

Біосфера багатокомпонентна система, в яку входять:

а) жива речовина (всі рослини, тварини, мікроорганізми, гриби);

б) біогенна речовина органічного походження, що підрозділяється на фітогенні, створене з відмерлих рослинних залишків (нафта, кам'яне вугілля, газ, торф і
 т. д.) і зоогенние - залишки тварин організмів (крейда, вапняк, осадові породи);

в) відсталу речовину - гірські породи магматичного неорганічного походження, що створюють земну кору;

г) биокосное - продукт розпаду і переробки гірських і осадових порід живими організмами (грунту);

д) вода;

е) речовина космічного походження, що випало на Землю (космічний пил, метеорити).

По вертикалі біосфера ділиться на 2 зони:

а) фотобіосфера - тут йде фотосинтез з утворенням первинної біопродукції;

б) меланобіосфера - цей процес неможливий (глибинні зони океану і т. д.).

живеречовина - сукупність біомаси всіх живих організмів біосфери. Це відкрита система, для якої характерні зростання, розмноження, поширення, обмін речовин і енергією з зовнішнім середовищем. На Землі існує близько 2 млн. Видів рослин і тварин. Причому, видів сухопутних тварин і рослин, відповідно, 93% і 92%, водних - тільки 7% і 8%. Маса живої речовини континентів перевищує в 800 разів біомасу Світового океану. Найбільша його концентрація в біосфері зосереджена на кордоні дотику геосфер: утворюється двошаровий структура. Це місця найбільшого «згущення життя»-найбільш інтенсивної міграції атомів і трансформації енергії.

Найважливіші показники живої речовини: його біомаса і продуктивність.

Загальна вага живої речовини дорівнює 2423 млрд. Т сухої речовини, причому на частку рослин припадає 97%, решта - тварини, мікроорганізми і гриби. Щорічно приростає і розкладається в середньому 1010-1011т органічної речовини, т. е в перерахунку на зольні елементи і азот - це 108-109 т щорічно бере участь у кругообігу речовин Землі. Цей показник тісно пов'язаний з біологічною продуктивністю, т. Е. Кількістю органічної речовини, виробленого організмами в одиницю часу на одиницю площі або об'єму (т / га / рік). Рослини планети щорічно утворюють 170-180 млрд. Т органічної речовини, причому на частку лісів припадає до 80% всієї біомаси, пов'язують більше 200 млрд. Т вуглекислого газу і виділяють в атмосферу 145 млрд. Т вільного кисню, тільки рослинного білка на планеті щорічно створюється 330 млн. т. Середня первинна продуктивність суші -8,15 т сухої речовини в рік на га (вагаючись від 3 до 11 т / га). Континенти в 3 рази продуктивніше Світового океану з розрахунку на одиницю поверхні.

Ґрунтовий покрив утворює на Землі особливу біогеохімічну оболонку - педосферу. Це область найбільшої концентрації живих організмів і продуктів їх розкладу. Сумарні запаси гумусу грунтів - 2,4 - 1012 т, або 160 т / га. Запаси енергії, пов'язані в грунтовому покрові -4,2 - 1020 кДж, дорівнюють кількості енергії, що міститься в усій наземної біомасі рослині.

Загальна маса органічної речовини, накопиченого в осадової оболонці літосфери планети - 1,18 - 1018 т.

Біомаса Світового океану становить 0,13% від загального обсягу живого речовини Землі. Співвідношення зворотне: рослин - 6,3% біомаси, тварин і мікроорганізмів -93,7%. Незважаючи на те, що біомаса океану набагато менше цього показника на суші, але інтенсивність створення біопродукції в рік їх близька.

Основні властивості живої речовини біосфери:

1. Характеризується величезною вільною енергією здатністю її запасати.

2. Різке відміну від неживого в швидкості протікання хімічних реакцій за допомогою ферментів.

3. Що складають живе - індивідуальні хімічні сполуки, які мають структурної компактністю і енергетичної економічністю, які проявляються в найвищої упо-
 рядочності на молекулярному рівні.

4. Наявність руху: пасивне - зростання і розмноження рослин, активне - переміщення організмів в просторі.

5. Значне морфологічний і хімічний різноманітність (відомо понад 2 млн. Органічних з'єднанні, що входять до складу живого, але існує лише близько 2000 мінералів, що складають літосферу Землі).

6. Представлено у вигляді індивідуальних організмів, які мають кінцевий час життя і завжди входять в екосистеми.

7. Все живе походить тільки від живого (принцип Реді).

Наявність еволюційного процесу на рівні біологічних систем, отже, еволюції біосфери в цілому не оборотна і має прогресивний характер.

8. Наявність еволюційного процесу на рівні біологічних систем, отже, еволюція біосфери в цілому необоротна і носить прогресивний характер.

9. Всі живі організми мають зворотними (поклади
 тільними або негативними) зв'язками через взаємодій
 ність один з одним

10. Біологічні системи відносяться до відкритих,
 обмінюючись безперервно речовиною, енергією та інформації
 єю з навколишнім середовищем і не рівнозначні до неї.

Основні біогеохімічні функції живого речовини в біосфері:

1. газова або енергетична - постійний газообмін з навколишнім середовищем в процесі фотосинтезу, дихання. Поглинання сонячної енергії з утворенням біомаси і передача її по харчових ланцюгах.

2.концентраційна - виборче накопичення в ході життєдіяльності певних елементів, які використовуються на будову тіла та видалення їх з нього при процесах
 виділення. Після відмирання і мінералізації біогенні атоми мігрують в неживу природу.

3.деструктивна або окислювально-відновна - обмін речовини і енергії з зовнішнім середовищем; при дисиміляції окислюються органічні речовини, виділяється тепло
 і в АТФ акумулюється енергія хімічних зв'язків. При асиміляції утворюються хімічні речовини, необхідні організму, за рахунок засвоєння і перетворення поживних
 речовин у тварин і фотосинтезу у зелених рослин, при цьому використовується енергія АТФ. Мінералізація небіогенних речовин і розкладання неорганічного речовини в грунті,
 корі вивітрювання, гідросфері. Відновлення сірководню і сульфідів - металів з сульфатів за допомогою бактерій.

4.средообразующая - перетворення фізико-хімічних параметрів навколишнього середовища і ландшафтів, відносну сталість внутрішнього середовища екосистем.

5.Транспортна або біохімічна - перенос речовин в різних напрямках в результаті харчування, зростання, розмноження, переміщення особин, хімічне перетворення
 живої речовини після його відмирання через биокосное тіло в відстале.

6.Еколого-інформаційна - взаємодія організмів і компонентів середовища всередині екосистем і забезпечення обміну інформацією між організмами.

Роль живої речовини в еволюції біосфери.

а) Стабілізувався газовий склад атмосфери.

б) Перетворення відновлювальної (анаеробної) обстановки на планеті в окислювально-відновну.

в) Перетворення хімічної і мінералогічної структури літосфери.

г) Підвищення хімічної активності природних вод.

д) Підвищення загального термодинамічної балансу біосфери.

е) Вибірково витягуючи і виділяючи назад хімічні елементи і їх ізотопи, жива речовина створює і зберігає, в освоєних нею областях, загальнопланетарній біотичний кругообіг речовин.

ж) Пов'язуючи енергію і накопичуючи її в поверхневих оболонках Землі життя перешкоджає ентропії, т. е. розсіюванню її.

Біосфера і еволюція.Ці два процеси утворення біосфери, розширення її кордонів і еволюція органічного світу йшли одночасно. Саме інтенсивність розмноження одноклітинних організмів зіграла первинну і важливу роль в накопиченні біомаси Землі. Головні напрямки подальшої еволюції:

- В удосконаленні здатності використання сонячної енергії для синтезу органічних речовин (еволюція рослинного покриву);

- Ускладнення Шляхів міграції хімічних елементів (еволюція тваринного світу);

- Здатність організмів пристосуватися до різноманітних середовищ існування, що сприяє розширенню меж біосфери (напр., Печерна фауна, глибоководний бентос,
 мікроорганізми гарячих джерел і т. д.).

Обмеженням для еволюційних перетворень видів є сформовані системи кругообігу речовин и потоків енергії, які в якійсь мірі направляють процеси видоутворення. В ході геологічного часу еволюція видів йде в напрямку створення форм життя, стійких в біосфері, які своєю життєдіяльністю підсилюють биогенную міграцію атомів. Зростає організованість еволюційного процесу, який все більше контролюється склалася в біосфері системою біогеохімічних циклів речовин і трансформації енергії.




 Спадковість і мінливість організмів |  Закони Г. Менделя |  Явище зчепленого успадкування |  модифікаційних мінливість |  Мутационная мінливість. |  Безстатеве розмноження. Розмноження, яке осуществляетсябез участі статевих клітин, називається безстатевим. У безстатевому розмноженні бере участь тільки одна батьківська особина. |  Освіта статевих клітин |  запліднення |  Ембріональний і постембріональний розвиток. Біогенетічскій закон. |  Історичний розвиток органічного світу |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати