Биосфера

Важные связи и среда обитания

Изучение биосферы — это основа экологии (науке о жизни и ее взаимодействиях с физической средой).

Слой визуально определяется по местам расположения зеленых растений и водорослей.

Поскольку они находятся в самом начале пищевой цепочки, то являются хорошими индикаторами нахождения других форм жизни. Экологи отслеживают эти данные, чтобы прогнозировать то, что может произойти с окружающей средой. Информация, которую они получают, может помочь подготовиться к таким событиям, как засуха или сильные штормы.

Люди взаимодействуют с окружающей средой и изменяют ее в соответствии со своими потребностями. Ранние цивилизации адаптировались к природе и вели простую жизнь, выполняя все ее условия. Со временем потребности росли и становились разнообразнее. Человечество узнало новые способы использования и изменения мест обитания.

Мы научились выращивать урожай, приручать животных и вести оседлый образ жизни. Изобрели колесо, стали производить излишки пищи, отчего появилась бартерная система, началась торговля и развилась коммерция. Промышленный переворот включил крупносерийное производство. Транспорт стал намного быстрее, а информационная революция сделала более легким и быстрым общение со всем миром.

Однако, несмотря на все открытия и изобретения, очень важен идеальный баланс между природой и всеми искусственными творениями человека. Роль биосферы в нашей жизни сложно недооценить, поэтому люди должны научиться жить и гармонично использовать окружающую среду.

Литосфера — твердая оболочка Земли

Литосфера, иногда называемая геосферой, относится ко всем горным породам Земли. Она включает земную кору и верхнюю часть мантии. Выше, литосфера ограничена атмосферой, а ниже — астеносферой (слоем в верхней мантии Земли). Валуны горы Эверест, песок на пляжах Майами и лава, извергающаяся с горы Килауэа на Гавайях, являются примерами компонентов литосферы.

Литосфера является самой твердой сферой нашей планеты. Ее фактическая толщина может варьироваться от примерно 40 км до 280 км. Литосфера заканчивается в момент, когда минералы земной коры становятся вязкими и жидкими. Точная глубина, при которой это происходит, зависит от химического состава горной породы, а также от температуры и давления.

Существует два типа литосферы: океаническая литосфера и континентальная литосфера. Океаническая связана с океанической корой и немного плотнее континентальной литосферы. Континентальная литосфера, связанная с континентальной корой, может быть намного толще, чем океаническая, простираясь на 200 км ниже поверхности Земли.

Наиболее известной особенностью, связанной с литосферой Земли, является тектоническая активность, которая описывает взаимодействие огромных плит литосферы, называемых тектоническими плитами.

Литосфера разделена на тектонические плиты, которые соединяются между собой как зазубренная головоломка. Эти плиты не имеют постоянного расположения; они медленно двигаются. Большая часть тектонической активности происходит на границах этих плит, где они могут сталкиваться, разрываться или пододвигаться друг под друга. Движение тектонических плит стало возможным благодаря тепловой энергии от мантийной части литосферы. Тепловая энергия делает твердую литосферу более эластичной.

Тектоническая активность отвечает за некоторые из самых драматических геологических событий Земли: землетрясения, вулканы, орогенез (горообразование) и глубокие океанические впадины, которые образовались в результате тектонической активности в литосфере.

Динамика и ресурсы биосферы

Закономерные изменения, происходящие в состоянии среды обитания всех живых организмов, а также состояние этих организмов представляют динамику современной биосферы.

Пример: прогресс в области водного транспорта требует расширения и модернизации каналов, которые соединяют различные системы рек. Такой процесс стимулирует обменные процессы фауны и флоры между разными водными бассейнами. Колебательные явления в природе, основанные на человеческой деятельности, наблюдаются крайне редко. Они представлены либо ритмическими, часто многолетними процессами смены растительных культур в севообороте, либо аномальными явлениями.

Человек и биосфера

Появившись на Земле, человек получил от природы все необходимое для жизни: воздух, воду, пищу, почву, пригодную для земледелия, природные материалы для изготовления орудий труда и предметов быта.

За время своего существования на Земле человек очень долго была потребителем природных благ. Ему хватало чистой воды, чистого воздуха, плодородной почвы, рыбы в водоемах, зверей в лесах и степях; природных материалов было вполне достаточно для удовлетворения разнообразных потребностей. В то же время и самих людей на планете было сравнительно немного.

Но уже давно люди начали вмешиваться в жизнь естественных экосистем, разрушая их. Опустошив место жительства, люди кочевали в поисках новых, плодородных земель, богатых животными лесов. Убытки природы от деятельности человека все увеличивались.

Экосистемы сравнительно быстро преодолевали эти проблемы, восстанавливая и возрождая природные комплексы. Со временем численность человеческого населения на Земле росло. Появилась мощная техника, которую человек применял для удовлетворения своих потребностей, увеличилось влияние людей на окружающую среду. В результате деятельности человека изменяется состав атмосферы, гидросферы, литосферы. Любое вмешательство в биосферу меняет среду обитания, сказывается на жизнедеятельности организмов. Сейчас вред, который наносит человечество биосфере, может оказаться необратимым и непоправимым.

Человек давно заметил, что на бережное отношение природа всегда откликается. Примером положительной деятельности человека может быть создание парков, лесопарков, садов, скверов.

Карьеры, образовавшиеся после открытой разработки месторождений полезных ископаемых, существенно влияют на изменения рельефа. Но если засыпать их сначала шлаком, остающейся после сгорания угля на электростанциях, сверху покрыть слоем пустой шахтной породы и засыпать тонким слоем почвы, смешанным с золой из фильтров теплоэлектростанций, то на таком месте можно выращивать различные культурные растения.

Очистка воды в океане от загрязнения нефтью можно проводить с использованием бактерий, уменьшает вредное воздействие.

Для очистки пресных водоемов используются растения-санитары: водяной гиацинт, рогоз, хвощ болотный и другие.

Также важным вопросом на сегодня остается строительство очистных сооружений на производствах с вредными выбросами в атмосферу.

Человек может существовать только при использовании ресурсов биосферы. Мы должны познавать законы природы и использовать эти знания разумно. Человечество уже осознало необходимость научно обоснованного природопользования, когда достижения науки согласовывают деятельность человека и жизни природы. Это необходимые условия сохранения жизни на планете.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли

Атмосфера – это совокупность газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Большая часть нашей атмосферы находится вблизи земной поверхности, где она наиболее плотная. Воздух Земли на 79 % состоит из азота и чуть менее 21 % – из кислорода, а также аргона, двуокиси углерода и других газов. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. Другие планеты и Луна обладают очень разными атмосферами, а некоторые вообще не имеют таковой. В космосе нет атмосферы.

Атмосфера настолько распространена, что она почти незаметна, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров, которая покрывает всю нашу планету. Нижние 30 километров атмосферы содержат около 98 % всей ее массы.

Ученые утверждают, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было мало или вообще не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (с образованием углекислого газа) или водород (с образованием воды).

Свободный кислород, возможно, был выделен в атмосферу примитивными организмами, вероятно бактериями, во время фотосинтеза. Позднее более сложные формы растительной жизни добавили больше кислорода в атмосферу. Кислороду в сегодняшней атмосфере, вероятно, потребовалось миллионы лет чтобы накопиться.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От поверхности планеты к небу идут следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. Вне экзосферы находится космос. Границы между атмосферными слоями четко не определены и изменяются в зависимости от широты и времени года.

Истоки учения о биосферных процессах

История современных взглядов на формирование понятия биосферы и принципов ее существования разделяется два этапа. Непосредственно с моментом консолидации гипотез о космической природе всего живого на планете связаны многочисленные современные атеистические и агностические взгляды на мироздание как таковое и зарождение жизни в целом. Кто создал основные положения учения о биосфере и какова история его термина, расскажем дальше:

Впервые общие понятия о зоне обитания биологических систем и отдельных организмов были представлены широкой общественности талантливым французским натуралистом Ж.Б. Ламарком.
1863 год. Французским исследователем Реютом применено название «биосфера» как обозначение сферы распространения жизни по поверхности Земли.
1875 год. Целостное понятие биосферы как единства многообразных функций природы для поддержания впервые было введено австрийским геологом Эдуардом Зюссом в качестве официального термина определения совокупности всего живого, что населяет нашу планету.
1926 год. Украинским ученым В.И. Вернадским был опубликован монументальный научный труд «Биосфера». Это революционная книга, где были определены основные принципы прогрессивного направления прикладной науки. Учение Вернадского о биосфере кратко – это новая наука о природе и обитании в ней человека как единой системы стала основой многочисленных научных дисциплин и течений, общепринятых в сфере прикладных и теоретических наук.

Работа ученого простирается в различные плоскости формирования передовых научных взглядов в области классических научных дисциплин.

Им впервые обнародованы принципы новых научных течений, которые в наши дни общепризнанны, используются самым широчайшим образом. Элементы радиогеологии, биогеохимии, учения о биосфере и ноосфере, науковедения стали базой, на которой формируется нынешняя концепция мироздания.

Благодаря выдающемуся ученому впервые был показан реальный формат жизни, разъяснено, из каких основных компонентов состоит биосфера.

Ученым впервые опытным путем была установлена и практически подтверждена роль живого вещества в биосфере. Механизмы взаимодействия живой и неживой составляющей является значительной частью масштабных процессов, осуществляется геохимический и биогенный обмен, миграция на атомном уровне, которая позволяет атомам участвовать в геологических, химических, физических биологических циклах.

Свойства и основные функции

Энергетическая функция. Живые существа накапливают энергию Солнца, потребляя на собственные нужды около 15% ассимилированной энергии. Оставшаяся часть накапливается в биосфере, преобразуется и рассеивается в ней.

Газообразующая функция. Подавляющее большинство основных газов биосферы синтезируется и преобразуется живым веществом. В поддержании постоянства газового состава Земли биосфера играет важнейшую роль.

Концентрационная функция. Живое вещество биосферы способно избирательно концентрировать химические элементы, и далее служить для человека либо источником питательных веществ, либо нести опасность (например, отравления тяжелыми металлами).

Деструктивная функция. Живое вещество бесконечно вовлекает неживые структуры в метаболический круговорот, что порождает перетекание живых структур в неживые и обратно.

Средообразующая функция. Это сумма всех вышеперечисленных функций биосферы, позволяющая преобразовывать окружающую среду в подходящую для развития жизни в ней.

Слои и оболочки биосферы

Чтобы понять масштабы обитаемой оболочки Земли, нужно знать, из чего состоит биосфера. Оболочка имеет сферическую форму и полностью окружает планету, создавая тесную связь экосистем. Морфологическая структура биосферы представлена следующими слоями:

атмосфера;
литосфера;
гидросфера.

С биосферой соприкасаются внешние слои, в которые живые организмы попадают только лишь случайным образом. Под литосферой расположена метабиосфера, которая сформирована ранее существовавшими в ней живыми формами, но необитаемая в настоящем. Верхняя часть атмосферы – парабиосфера. В этом пространстве организмы могут существовать условно, не размножаясь и не доживая до естественной гибели.

В глобальном понимании, во всех этих слоях земного пространства происходит или когда-то происходило воздействие живой среды на неживую. Общее название всех оболочек – мегабиосфера. С учетом деятельности человека в околоземном пространстве (космической экспансии), конгломерат слоев называют панбиосферой.

Атмосфера (воздушная оболочка)

Газовая прослойка, в состав которой входят кислород, азот, двуокись углерода, является неотъемлемой частью биосферы. Химические соединения отвечают за дыхательные процессы и переход мертвой органики в минералы, формируют биомассу, участвуют в фотосинтезе. Атмосфера защищена озоном, слой которого защищает живые формы от воздействия губительного УФ излучения.

Литосфера (твердая оболочка)

Один из слоев биосферы – литосфера, которая объединяет земную кору и часть мантии. Жизненные формы распространены только в верхнем слое грунта. Бактерии обнаруживаются на глубине 2-3 м под поверхностью (в отдельных случаях обнаружены микроорганизмы на глубине до 4 км). Почвенный слой сформирован из минеральных и органических останков биомассы. В новом цикле роста жизненные формы получают питание из почвы, затем удобряют ее в течение жизни, а также после гибели.

Гидросфера (водная оболочка)

Гидросфера содержит в себе все водные запасы на планете, включая снеговой и ледяной покровы, водяной пар, донные отложения. Вода, из которой состоит этот слой биосферы – главное условие для существования углеродных форм жизни и растений. Большая часть животной органики поглощает и выделяет энергию именно в воде.

Свойства биосферы необходимые для возникновения и продолжения жизни

Наличие CO₂ и кислорода;
вода – источник жизни на земле, присутствие, как пресных водоемов, так и соленых;
регуляция температуры: отсутствие резких перепадов, сверхвысоких и низких показателей;
обеспечение всего живого продуктами питания;

До сих пор нет единого определения. Существует три версии, что такое биосфера:

Общая масса всех живых существ, которые обитают в оболочках земли, является биосферой.
Организмы и места их жизнедеятельности вместе составляют биосферу.
Это следствие продолжительной жизни существ, обитавших задолго до наших дней.

Ученые-геологи считают правильной первую точку зрения, так как другие не имеют теоретического подкрепления.

Биосфера простилается по всей поверхности Земли (горы, поля, реки, моря, океаны) и создает условия для жизнедеятельности всех организмов. Человек также является составляющим звеном.

Круговорот вещества в биосфере

Непрерывный процесс эволюции жизни и геологических формаций на нашей планете возникает при переходе (трансформации) химических веществ. Такие условия применимы для биомассы, которая обеспечивает круговорот вещества в биосфере. Биогенная цепочка имеет несколько этапов:

потребление и усвоение питательные веществ;
возвращение их в среду обитания после пищевой переработки или гибели потребителя;
разложение и минерализация органики.

В процессе трансформации химические элементы постоянно связываются и высвобождаются, перемещаясь в горизонтальном и вертикальном направлении по всей обитаемой оболочке.

Биотический круговорот происходит при участии следующих представителей биомассы:

продуценты – создатели органики (растения, бактерии);
консументы – потребители органики (животные);
редуценты – разрушители органики (микроорганизмы, грибы).

Продуценты образуют восходящую ветвь, а консументы и редуценты формируют нисходящую ветвь круговорота. Взаимодействие компонентов биомассы направлено на непрерывное производство и разложение веществ.

Свойства биосферы

Биосферу отличают такие свойства:

Тесная связь живого вещества с окружающими условиями, или средой обитания.

Пример 1

При изменении условий среды живое вещество приспосабливается к новым условиям, в частности граниты, которые сформировались в недрах при высоких температурах и давлении, при попадании на поверхность земли «адаптируются» к новым условиям.
Способность к размножению и самовоспроизведению, которая коренным образом отличает живое от неживого. В отношение этого свойства действует закон, согласно которому скорость размножения организмов обратно пропорциональна их массе.
Изменчивость и способность к адаптации, проявляющаяся в форме мутаций и модификаций.
Способность к концентрированию, заключающаяся в накоплении в тканях организмов отдельных элементов в избыточном по отношении к окружающей среде количестве.
Рациональное использование энергии солнца.
Устойчивость к изменениям физических условий (давление, температура, влажность).
Открытость и способность к обмену веществом и энергией, реализуемое посредством ассимиляции и диссимиляции веществ.
Катализ геохимических процессов

Эволюция биосферы

По мнению некоторых ученых, биосфера уже эволюционировала в ноосферу — сферу разума. Понятие главным образом подчеркивает то, что человек оказывает очень сильное влияние на течение природных процессов и природа уже не в силах самостоятельно устранять последствия антропогенной деятельности человека.

Учение о ноосфере было изложено Владимиром Вернадским еще в 1920-е годы, но наука того времени не могла принять данное понятие. Помимо гармоничного сосуществования с природой, к условиям ноосферы Вернадский отнес постепенное установление демократии в мире, равенство народов и рас, свобода научной мысли.

Такие позиции ученого шли вразрез с принципами тоталитаризма — это объясняет причину того, почему понятие ноосферы крайне редко упоминалось в научной литературе вплоть до конца ХХ века.

Круговорот вещества в биосфере

потребление и усвоение питательные веществ;
возвращение их в среду обитания после пищевой переработки или гибели потребителя;
разложение и минерализация органики.

Биотический круговорот происходит при участии следующих представителей биомассы:

продуценты – создатели органики (растения, бактерии);
консументы – потребители органики (животные);
редуценты – разрушители органики (микроорганизмы, грибы).

Человек и биосфера

Человек занимает определенное место в биосфере, как и все живые существа. Любой организм подчиняется биологическим законам.

Не так давно человек полностью зависел от биосферы – среды его обитания. Он занимался собирательством растений и охотился на животных, так как это основной источник пищи.

Охота древних людей

В современном мире роль биосферы в жизни человека также очень высока.

Не утратили свое значение в процессе эволюции биосферы животные и растения для человека. Растения используются не только в пищу, но и для изготовления одежды, бумаги, материал для строительства.

Животные все также поставляют нам продукты питания, сырье для промышленности, служат транспортным средством и являются «братьями нашими меньшими».

Но взаимодействие человека с биосферой не всегда «дружественные». Так некоторые животные являются разносчиками инфекций, могут быть ядовитыми. К примеру, весной появляется большое количество клещей, которые являются переносчиками тяжелого заболевания – клещевого энцефалита.

Клещ на коже человека

В системе «человек– биосфера» наблюдается перевес в одну сторону. Воздействие человека с каждым годом становится все больше на биосферу.

Добывая пищу, человек охотился на животных, в результате было уничтожено более 100 видов.

Многие живые организмы находятся на грани уничтожения и занесены в Красные книги.

Огромно влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу. Происходит разрушение почв, из-за ее вытаптывания домашними животными и выдувания ветрами. Вырубаются леса и уничтожаются места обитания животных.

Вырубка леса

Хозяйственная деятельность человека способствует загрязнению биосферы. Так выбросы вредных веществ, загрязнение отходами деятельности человека в биосфере приводит к гибели и заболеваниям живых организмов.

Для сохранения видового состава живых организмов в биосфере человек создает охраняемые территории.

Каждая страна издает законы и постановления об охране растений и животных, а также мест их обитания.

Основная роль человека – научиться жить в гармонии со всеми живыми существами, находящимися в биосфере.

Состав, строение, слои и границы биосферы

Возникшая почти четыре миллиарда лет назад сегодняшняя биосфера охватывает около трёх миллионов видов живых организмов; их остатки; атмосферные зоны; гидросферу и литосферу, которые населены и видоизменены этими живыми организмами. Вся совокупность живых организмов на нашей планете названа В. И. Вернадским живым веществом и рассматривается как его основные характеристики суммарной массы, химического состава и энергии.

Состав биосферы кроме живого вещества включает

биогенное вещество, состоящее из продуктов жизнедеятельности всех живых организмов;
биокосное вещество, объединяющее продукты распада, а также почву, кору выветривания и природную воду;
косное вещество как совокупность веществ, образованных без участия живых организмов.

Исходя из вышеперечисленного, биосфера является областью Земли, охваченной влиянием живого вещества. Места, где наблюдается наибольшая концентрация организмов в биосфере, были названы В. И. Вернадским плёнками жизни.

Распространение современной жизни охватывает верхнюю часть земной коры, или литосферу; нижние слои воздушной оболочки, или атмосферу; водную оболочку, или гидросферу.

Артебиосфера является пространством экспансии человека в околоземное пространство.

Мегабиосфера представляет общий слой по воздействию жизни на всю неживую природу.

Панбиосфера — совокупность мегабиосферы и артебиосферы.

Биосфера включает в себя следующие слои:

аэробиосфера,
геобиосфера,
гидробиосфера.

Показатели верхней границы в атмосфере равны 15–20 км. В атмосфере граница жизни определяется показателем ультрафиолетового излучения — радиации.

Показатели нижней границы в литосфере равны 3,5–7,5 км. Жизнь в литосфере ограничивается температурой подземных вод и горных пород.

Граница фиксируется на дне Мирового океана и включает донные отложения.

https://youtube.com/watch?v=xVBy-WAfDcU

Структура живой оболочки

К основным характеристикам биосферы можно отнести ее структуру. Вернадский выделял несколько типов веществ, которые слагают живую оболочку. Причем они могли иметь как органическое, так и неорганическое происхождение:

Живое вещество. Сюда можно отнести все, что имеет клеточную структуру. Однако масса живого вещества в структуре биосферы невелика и составляет буквально одну миллионную часть всей оболочки. Характеристика живого вещества биосферы сводится к тому, что это самая важная часть нашей планеты. Ведь именно живые организмы постоянно воздействуют на облик Земли, меняя структуру ее поверхности.
Биогенное вещество. Это структуры, которые создаются и перерабатываются живыми организмами. Удивительно, но на протяжении миллионов лет, живые существа пропустили через системы своих органов практически весь мировой океан, огромный объем атмосферных газов и большую массу минеральных веществ. В результате этих процессов образуются полезные ископаемые органического происхождения, такие как нефть, карбонатные породы и уголь.
Косное вещество. Это продукты неживой природы, которые образовались без непосредственного участия живых организмов. Сюда можно отнести горные породы, минералы и неорганическую часть почвы.
Биокосное вещество. Мы помним о том, что живые организмы постоянно воздействуют планету. В результате этого образуются вещества, которые являются продуктами распада и разрушения косных структур. К этой группе можно отнести почву, кору выветривания и осадочные породы органического происхождения.
Также в структуру биосферы можно включить вещества, которые находятся в состоянии радиоактивного распада.
Отдельную группу составляют атомы, которые непрерывно создаются в процессе ионизации под влиянием космического излучения.
С недавних пор в структуру биосферы были включены вещества, имеющие внеземное (космическое) происхождение.

Круговорот вещества в биосфере

Растения в процессе роста и развития используют минеральные вещества из почвы, адсорбируют воду с помощью корня, перерабатывают энергию Солнца, образуют органические вещества из неорганических, из атмосферного воздуха листьями поглощается диоксид углерода и выделяется кислород посредством фотосинтеза.

Животные и человек дышат кислородом, используют органические вещества образованные растениями. После смерти, скопление органических веществ растений и животных разлагается под действием микроорганизмов, и переходят в неорганическое состояние.

Процесс преобразования энергии и вещества начинается сначала – это и есть жизненный круговорот.

Взаимосвязь и взаимодействие разных оболочек Земли

Множество связанных процессов происходят под воздействием земных оболочек. Представить схему связи биосферы и других оболочек Земли между собой проще в таблице:

	Литосфера	Гидросфера	Атмосфера	Биосфера
Литосфера		Образование подземных водохранилищ, болот вследствие просачивания воды сквозь внешний слой почвы	Подземные воздушные карманы и месторождения природного газа в природе	Из останков живых организмов под слоями литосферы формируются, например, нефть и каменный уголь
Гидросфера	Направление и форма устья рек, береговая линия и глубина водоемов напрямую зависят от особенностей литосферы		Воздушные потоки разной температуры способствуют переходу воды из одного агрегатного состояния в другое	Без воды существование жизни на планете было бы невозможно
Атмосфера	Ветер способен перемещать частицы пыли, тем самым корректируя рельеф, например, создавая песчаные барханы в пустынях.	Испаряясь, вода образует в атмосфере облака		Как и вода, воздух необходим всем живым существам
Биосфера	Твердая поверхность планеты сделала возможным зарождение и развитие жизни на планете	Большинство растений способны накапливать в себе воду и минеральные вещества	Фотосинтез, проходящий в клетках всех зеленых растений влияет на состав атмосферы и поддерживает его в стабильном состоянии

Таблица 1. Взаимосвязь оболочек Земли

Как можно заметить на схеме, биосфера неразрывно связана с другими оболочками Земли. Это еще раз подтверждает сложность создания условий для поддержания жизнедеятельности на планете.

Непобедимая сила жизни

Влияние биосферного экрана на облик планеты огромно. Его роль – исключительна, потому что он меняет географическую оболочку не меньше, чем, например, ветер, движение рек и ледников, ураганы, цунами и шторма.

Интересно, что широкое распространение обусловлено не только подвижностью, которая присутствует у животных. Даже растения способны распространяться по свету с огромной скоростью, не говоря о микроорганизмах. Главный механизм, благодаря которому это происходит – огромный потенциал размножения, кажущийся просто неограниченным.

Например, пчелиная матка в улье за одно лето откладывает около 200 тыс. яиц. Если бы семена одного одуванчика проросли в подходящих условиях, то уже через 11 лет его потомство покрыло бы всю сухопутную часть планеты. Единственный экземпляр мака за сезон способен дать начало 300 тыс. новых растений, а самка трески откладывает несколько миллионов единиц полноценной икры, которая может быть оплодотворена самцом.

А водорослям и бактериям в этой гонке нет равных. Всего за восемь дней диатомея, размножаясь делением, смогла бы наплодить массу, которая равна объёму Земли, и уже через част сделать её больше ещё в два раза. Интересная и известная со школьных времён инфузория-туфелька за пять лет могла бы создать живую массу, превышающую массу нашей планеты в 104 раза. Единственная клетка бактерии всего за четверо с небольшим суток может дать 1036 потомков, которые успели бы попасть за этот срок во все океаны.

Но так всё выглядит только в теории. На практике распространение ограничено огромным перечнем неблагоприятных условий, которые и пытается преодолеть природа непрекращающимся циклом размножения. Сотни тысяч семян, которые созрели на растении, гибнут, попадая на камни или бедные грунты, их в огромном количестве поедают животные и птицы. Новорожденные малыши черепахи не успевают добежать до спасительных волн прежде, чем их уносят хищные птицы, а икринки рыб и земноводных уничтожаются холодом, жарой и другими рыбами.

Несмотря на сложности, природа не прекращает своего существования, растения вырастают, а животные рождаются с той же чёткостью, которая заложена самим мирозданием.

Биосфера — система всего живого на Земле

Что мы знаем о биосфере? Она связана с понятиями «жизнь» и «шар». Другими словами, биосфера – это оболочка Земного шара, густо заселенная различными организмами, а также в какой-то степени измененная ими. Оболочка Земли сформировалась более 3,5 миллиардов лет назад. В то время еще только начали появляться первые организмы. К биосфере относят гидросферу (водную оболочку), часть литосферы (внешняя сфера) и атмосферы (воздушная оболочка). Другими словами все это можно назвать экологической сферой (экосферой), то есть системой, включающей в себя живые организмы, взаимосвязанные между собой, и их местообитание. В общей сложности в биосфере обитает 3 млн различных организмов. Человек также, несомненно, является частью биосферы.

Итак, биосфера — это в первую очередь система.

Любая система всегда состоит из отдельных элементов. Различные экосистемы имеют взаимосвязь не только внутри себя, но также тесно взаимосвязаны и с другими экосистемами. Между ними, как и внутри даже самой маленькой системы, происходит энергетический обмен, а также обмен веществами. Объединенные экосистемы образуют их круговорот, благодаря которому объединятся в единую глобальную экосистему. Эта глобальная система и называется биосферой. Как это происходит на деле?

Средообразующие свойства

Процессы жизнедеятельности живых организмов происходят при непрерывном изменении окружающей среды. При этом не только меняется газовый состав атмосферы вследствие дыхания (и фотосинтеза), но и увеличивается количество перегноя и минеральных компонентов в почве.

Сказывается влияние также на климат и очистку сточных вод перед поступлением их в водоемы. Эту функцию исполняет особая живность – мелкие рачки и некоторые виды рыб, которые процеживают через себя потоки воды, выбирая пищу.

На изменение окружающей среды влияет и механическое воздействие, например, при антропогенной деятельности. Однако по своему результату оно не такое интенсивное как изменение физико-химических характеристик.

От растений зависит насыщенность воздуха влагой. Они сглаживают скачки температуры на поверхности грунта и помогают сохранить уровень увлажненности.

Наличие живых организмов влияет на электрические, температурные, физические свойства среды, обуславливают тепло- и электропроводность. Меняется не только состав воздуха, но и структура почв, содержание химических веществ в воде открытых водоемов.

Благодаря глобальному круговороту веществ в природе, который обуславливают живые организмы, в мире происходит постоянные их перемещения из одного места в другое.

Примечание

Неживые тела, согласно закону всемирного тяготения, могут передвигаться только вниз. Когда они задействованы в круговороте посредством живых организмов, становится возможным их перемещение вверх.

Согласно предложенным Вернадским заключениям, живое вещество способно выполнять следующие средообразующие функции:

газовая;
кислородная;
окислительная;
восстановительная;
концентрационная

Газовая (и кислородная) осуществляется благодаря дыханию живых существ, процессам фотосинтеза растений и антропогенной деятельности человека.

Окислительная объясняется способностью влиять на процессы окисления посредством увеличения содержания кислорода в воздухе. Противоположный процесс – восстановительный. Он интенсифицируется при дефиците кислорода. При восстановительных реакциях образуется сероводород и метан. Благодаря его накоплениям ухудшаются и сводятся к нулю шансы на жизнь на глубине болот и в придонных толщах.

Концентрационная вызвана способностью живых организмов скапливать внутри себя отдельные химические элементы.

Средообразующие функции не существуют изолированно от других свойств. Они усиливают изменения физико-химических характеристик окружающей среды и поддерживают ее тенденции к стабилизации.