Онлайн учебник по биологии
9 класс

Предыдущая страница учебника по биологии Учебник по биологии. 9 класс Следующая страница учебника по биологии

§46. Структура биосферы и функции ее живого вещества

Рассмотрите рисунок 225. В каких средах жизни на нашей планете распространены организмы? Приведите примеры организмов, обитающих в водной, наземно-воздушной, почвенной и организменной средах жизни. Подумайте, чем ограничено распространение организмов на Земле?

Биосфера (от греч. биос — жизнь и сфера — шар) — оболочка Земли, населенная и активно преобразуемая организмами. В ней постоянно происходят круговороты веществ и превращение энергии, поддерживающие ее существование.

Заслуга создания целостного учения о биосфере, ее границах, составе и функциях живого вещества принадлежит русскому ученому Владимиру Ивановичу Вернадскому (рис. 224). Согласно его взглядам, биосфера включает совокупность всех организмов и их остатков, а также части атмосферы, гидросферы и литосферы, населенные организмами или несущие следы их жизнедеятельности.

Владимир Иванович Вернадский

Рис. 224. Владимир Иванович Вернадский (1863—1945)

Границы биосферы. Границы биосферы определяются областью распространения организмов в геологических оболочках Земли — атмосфере, гидросфере и литосфере (рис. 225).

Границы биосферы в геологических оболочках Земли

Рис. 225. Границы биосферы в геологических оболочках Земли

Верхняя граница биосферы проходит в атмосфере, в среднем, на высоте 25—27 км, и определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой солнечной радиации. Отдельные споры бактерий и грибов обнаружены на высоте до 40 км. Нижняя граница биосферы проходит в литосфере на глубине 4 км и определяется нарастающей температурой горных пород и подземных вод (на глубине 3 км температура Земли около +100°С). В гидросфере жизнь проникает на всю глубину Мирового океана (до 11 км), поскольку температура воды на дне океанических впадин около 0°С.

В атмосфере населен организмами в основном ее нижний слой — тропосфера. Здесь встречаются различные обитатели Земли, живущие на поверхности почвы и поднимающиеся над ней. В литосфере населен главным образом почвенный слой. Например, здесь обитают бактерии, простейшие, черви, клещи, насекомые, мелкие млекопитающие. Гидросфера представлена различными солеными и пресными водоемами. Население гидросферы составляют организмы, живущие в толще воды, например, одноклеточные водоросли, медузы, мелкие ракообразные, рыбы, китообразные и на дне водоемов, например, многоклеточные водоросли, кораллы, черви, крупные ракообразные, моллюски.

Состав биосферы. В составе биосферы В.И. Вернадский в основном выделял живое, биогенное и косное вещества (рис. 226).

Основные компоненты биосферы и взаимосвязи между ними

Рис. 226. Основные компоненты биосферы и взаимосвязи между ними

Живое вещество биосферы представлено совокупностью всех организмов нашей планеты, выраженное в биомассе и энергии. Живое вещество распределено в биосфере неравномерно. Наиболее высока его концентрация на границах основных сред жизни — в почве, в поверхностных слоях Мирового океана, на дне водоемов.

Биогенное вещество биосферы образовано соединениями и полезными ископаемыми (известняк, нефть, газ, уголь, торф), созданными и перерабатываемыми организмами.

Косное вещество биосферы представлено горными породами вулканического происхождения и минералами, возникшими в результате геологических процессов без участия организмов.

Живое вещество биосферы и его функции. Биомасса всех организмов нашей планеты составляет 24 000 000 000 т сухого вещества, которое содержит запас 30 000 000 000 000 000 000 000 Дж энергии. Причем, 90% от этого количества составляют наземные растения и животные, обладающие значительно большей биомассой, чем все обитатели воды.

Живое вещество биосферы выполняет ряд геохимических функций, среди которых важнейшими являются газовая, концентрационная и окислительно-восстановительная.

Газовая функция живого вещества состоит в том, что, потребляя и выделяя газообразные вещества, организмы поддерживают постоянство газового состава атмосферы. Так, кислород является продуктом фотосинтеза, а углекислый газ — продуктом дыхания организмов. Подземный горючий газ метан образуется при разложении органических веществ, связанных с деятельностью ме-танообразующих бактерий.

Концентрационная функция живого вещества обусловлена накоплением в телах организмов ряда химических элементов (углерода, водорода, кислорода, кремния, фосфора) и соединений. Так, карбонат кальция откладывается в костях, зубах и раковинах животных; кремнезем концентрируют хвощи, а йод накапливают морские бурые водоросли (рис. 227).

Концентрационная функция живого вещества биосферы

Рис. 227. Концентрационная функция живого вещества биосферы

Окислительно-восстановительная функция живого вещества заключается в окислении и восстановлении в процессе жизнедеятельности организмов ряда химических соединений. Например, при фотосинтезе зеленые растения восстанавливают углекислый газ до углеводов, а при дыхании углеводы окисляются организмами до углекислого газа и воды.

Среди функций живого вещества в биосфере В.И. Вернадский в самостоятельную выделил биогеохимическую деятельность человека. Она проявляется в использовании человеком для нужд промышленности, транспорта, сельского хозяйства все возрастающего количества косного, биогенного и живого веществ нашей планеты. Влияние человека на биосферу в современную эпоху достигает планетарного масштаба. Биогеохимические циклы круговорота веществ и потоки энергии, связанные с хозяйственной деятельностью человека, более чем в два раза превышают естественные процессы. Промышленностью созданы новые химические соединения, которые не вовлекаются в круговорот веществ, а накапливаются и загрязняют атмосферу, литосферу и гидросферу.

Таким образом, живое вещество биосферы является самым активным ее компонентом, активно воздействующим и преобразующим облик Земли. На современном этапе развития биосферы главной силой, определяющей ее дальнейшее существование и развитие, стало человечество.

Упражнения по пройденному материалу

  1. Дайте определение биосферы. С именем какого ученого связано становление представлений о биосфере?
  2. Где проходят верхняя и нижняя границы биосферы? Назовите условия, которые ограничивают распространение жизни в геологических оболочках Земли.
  3. Из каких компонентов состоит биосфера?
  4. Каковы функции живого вещества биосферы?
  5. Объясните, почему среди функций живого вещества биосферы в настоящее время отдельно выделяют биогеохимическую деятельность человека.

Используя рис. 226, расскажите о взаимосвязях живого вещества биосферы с другими ее компонентами.

Рейтинг@Mail.ru