Биологический круговорот

Каждая группа организмов играет в биосфере определённую роль. Зелёные растения, используя энергию Солнца, вырабатывают из неорганических веществ органические, используемые другими организмами. Через корни растения получают из почвы необходимую для фотосинтеза воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Углекислый газ поступает в листья из атмосферы. В процессе фотосинтеза выделяется кислород.

Круговорот веществ в биосфере

Все животные потребляют созданные растениями органические вещества и кислород. Запасённые растениями и животными органические вещества после смерти живых организмов разлагаются микроорганизмами (грибами и бактериями) и превращаются в неорганические. Их вновь потребляют из почвы растения вместе с водой. Таким образом, связанные друг с другом живые организмы переносят в биосфере вещества и энергию, то есть осуществляют их биологический круговорот.

Взаимодействие биосферы с другими оболочками Земли


Живые организмы в ходе биологического круговорота активно взаимодействуют с веществом других оболочек Земли и изменяют его. Растения сформировали современный газовый состав атмосферы и пополняют её кислородом и водяным паром. Леса очищают атмосферу от вредных газов.

Живые организмы преобразуют и земную кору. При их участии сформировались почти все осадочные горные породы. Часть из них представляет собой остатки некогда живших организмов. Другие горные породы возникли в результате выветривания, которое протекает при участии живого вещества. Живые организмы очищают воды суши и Мирового океана. Кроме того, они поддерживают солевой состав океанической воды, сохраняя его постоянство.

Взаимодействие биосферы с другими оболочками

Источник: geographyofrussia.com

Биосфера считается самой глобальной экосистемой нашей планеты. Она состоит из нескольких сфер. К ней относится гидросфера, то есть все водные ресурсы и водоемы Земли. Это Мировой океан, подземные и поверхностные воды. Вода – это и жизненное пространство многих живых существ, и необходимое вещество для жизни. Она обеспечивает протекание многих процессов.


В составе биосферы есть атмосфера. В ней существуют различные организмы, а сама она насыщенна различными газами. Особую ценность представляет кислород, необходимый для жизни всем организмам. Также атмосфера играет важнейшую роль в круговороте воды в природе, влияет на погоду и климат.

Литосфера, а именно верхний слой земной коры, входит в биосферу. Он населен живыми организмами. Так, в толще Земли обитают насекомые, грызуны и другие животные, произрастают растения, а на поверхности живут люди.

Мир флоры и фауны – это важнейшие обитатели биосферы. Они занимают огромное пространство не только на земле, но и неглубоко в недрах, населяют водоемы и встречаются в атмосфере. Формы растений различны: от мхов, лишайников и трав до кустарников и деревьев. Что касается животных, то наименьшие представители – одноклеточные микробы и бактерии, а наибольшие – наземные и морские существа (слоны, медведи, носороги, киты). Все они отличаются широким разнообразием, и каждый вид важен для нашей планеты.

Биосферу изучали разные ученые во все исторические эпохи. Этой оболочке много внимания уделял В.И. Вернадский. Он считал, что биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество. Стоит отметить, что все ее компоненты связаны между собой, и изменения в одной сфере приведет к изменениям во всех оболочках. Биосфера играет важнейшую роль в распределении энергетических потоков планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. На нее значительное влияние оказывают люди. В биосфере происходит круговорот элементов природе, кипит жизнь и осуществляются важнейшие процессы.


Влияние человека на биосферу является неоднозначным. С каждым столетием антропогенная деятельность становится более интенсивной, разрушительной и масштабной, поэтому люди способствуют возникновению не только локальных экологических проблем, но и глобальных.

Одним из результатов влияния человека на биосферу является сокращение численности флоры и фауны на планете, а также исчезновение многих видов с лица земли. Например, ареалы растений уменьшаются в связи с земледельческой деятельностью и вырубкой лесов. Множество деревьев, кустарников, трав являются вторичными, то есть вместо первичного растительного покрова были посажены новые виды. В свою очередь, популяции животных уничтожаются охотниками не только ради добычи пропитания, но и с целью продажи ценных шкур, костей, плавников акул, бивней слонов, рогов носорогов, различных частей тела на черном рынке.

Довольно сильно антропогенная деятельность влияет на процесс почвообразования. Так, вырубка деревьев и распашка полей приводит к ветровой и водной эрозии. Изменение состава растительного покрова приводит к тому, что другие виды участвуют в процессе образования почв, а, значит, образуется иной тип грунта. Из-за использования в земледелии различных удобрений, сброса в землю твердых и жидких отходов, изменяется физико-химический состав почвы.

Демографические процессы оказывают негативное влияние на биосферу:


  • возрастает численность населения планеты, которое все больше потребляет природных ресурсов;
  • увеличиваются масштабы промышленного производства;
  • появляется больше отходов;
  • увеличиваются площади сельскохозяйственных угодий.

Стоит отметить, что люди способствуют загрязнению всех слоев биосферы. Источников загрязнения на сегодняшний день существует огромное многообразие:

  • выхлопные газы автотранспорта;
  • частицы, выделяющиеся при сгорании топлива;
  • радиоактивные вещества;
  • нефтепродукты;
  • выбросы химических соединений в воздушную среду;
  • твердые бытовые отходы;
  • пестициды, минеральные удобрения и агрохимия;
  • грязные стоки как промышленных, так и коммунальных предприятий;
  • электромагнитные приборы;
  • ядерное топливо;
  • вирусы, бактерии и чужеродные микроорганизмы.

Все это приводит не только к изменению экосистем и сокращению биоразнообразия на земле, но и к климатическим изменениям. Из-за влияния человеческого рода на биосферу происходит парниковый эффект и образование озоновых дыр, таяние ледников и глобальное потепление, изменение уровня океанов и морей, выпадение кислотных осадков и т.п.

Со временем биосфера становится все более неустойчивой, что приводит к разрушению многих экосистем планеты. Многие ученые и общественные деятели выступают за то, чтобы снизить влияние человеческого сообщества на природу, с целью сохранить биосферу Земли от уничтожения.


Состав биосферы можно рассматривать с различных точек зрения. Если говорить о вещественном составе, то в нее входит семь различных частей:

  • Живое вещество – совокупность живых существ, населяющих нашу планету. У них элементарный состав, а в сравнении с остальными оболочками они имеют малую массу, питаются солнечной энергией, распределяя ее в среде обитания. Все организмы составляют мощную геохимическую силу, распространившись по земной поверхности неравномерно.
  • Биогенное вещество. Это те минерально-органические и чисто органические компоненты, которые были созданы живыми существами, а именно горючие полезные ископаемые.
  • Косное вещество. Это неорганические ресурсы, которые образовываются без участи живых существ, сами по себе, то есть кварцевый песок, различные глины, а также водные ресурсы.
  • Биокосное вещество, получаемое благодаря взаимодействию живых и косных компонентов. Это почва и породы осадочного происхождения, атмосфера, реки, озера и другие поверхностные акватории.
  • Радиоактивные вещества, такие как элементы урана, радия, тория.
  • Рассеянные атомы. Они образуются из веществ земного происхождения, когда на них влияет космическое излучение.
  • Космическое вещество. На землю попадает тела и вещества, образованные в космическом пространстве. Это могут быть как метеориты, так и осколки с космической пылью

Стоит отметить, что все оболочки биосферы находятся в постоянном взаимодействии, поэтому порой бывает трудно выделить границы того или иного слоя. Одной из важнейших оболочек является аэросфера. Она достигает уровня примерно 22 км над землей, где еще есть живые существа. В целом это воздушное пространство, где обитают все живые организмы. В составе этой оболочки есть влага, энергия Солнца и атмосферные газы:

  • кислород;
  • озон;
  • СО2;
  • аргон;
  • азот;
  • водяной пар.

Численность атмосферных газов и их состав зависит от влияния живых существ.

Геосфера – это составляющая часть биосферы, к ней относится совокупность живых существ, которые населяют земную твердь. Эта сфера включает литосферу, мир флоры и фауны, грунтовые воды и газовую оболочку земли.

Значительным слоем биосферы является гидросфера, то есть все водоемы без подземных вод. В эту оболочку входит Мировой океан, поверхностные воды, атмосферная влага и ледники. Вся водная сфера населена живыми существами – от микроорганизмов до водорослей, рыб и животных.


Если детальнее говорить о твердой оболочке Земли, то она состоит из почвы, горных пород и минералов. В зависимости от среды расположения, бывают различные типы грунта, которые отличаются по химическому и органическому составу, зависят от факторов окружающей среды (растительности, водоемов, животного мира, антропогенного влияния). Литосфера состоит из огромного количества минералов и пород, которые в неодинаковом количестве представлены на земле. В данный момент открыто более 6 тысяч минералов, но лишь 100-150 видов больше всего распространены по планете:

  • кварц;
  • полевой шпат;
  • оливин;
  • апатиты;
  • гипс;
  • карналлит;
  • кальцит;
  • фосфориты;
  • сильвинит и др.

В зависимости от количества горных пород и их хозяйственного использования, некоторые из них являются ценными, особенно топливные ископаемые, руды металлов и драгоценные камни.

Что касается мира флоры и фауны – то это оболочка, которая включает в себя по различным источникам от 7 до 10 миллионов видов. Предположительно около 2,2 млн. видов обитает в водах Мирового океана, а около 6,5 млн. – на суше. Представителей животного мира на планете обитает приблизительно 7,8 млн., а растений – около 1 млн. Из всех известных видов живых существ описано не более 15%, поэтому человечеству потребуются сотни лет, чтобы исследовать и описать все существующие виды на планете.

Все составляющие части биосферы находятся в тесной взаимосвязи с другими оболочками Земли. Это проявление можно увидеть в биологическом круговороте, когда животные и люди выделяют углекислый газ, он поглощается растениями, которые во время фотосинтеза выделяют кислород. Таким образом, эти два газа постоянно регулируются в атмосфере благодаря взаимосвязям различных сфер.


Одним из примеров является почва – результат взаимодействия биосферы с другими оболочками. В этом процессе принимают участие живые существа (насекомые, грызуны, пресмыкающиеся, микроорганизмы), растения, вода (подземные воды, атмосферные осадки, водоемы), воздушная масса (ветер), почвообразующие породы, солнечная энергия, климат. Все эти компоненты медленно взаимодействуют между собой, что способствует образованию почвы в среднем со скоростью 2 миллиметра в год.

Когда компоненты биосферы взаимодействуют с живыми оболочками, образуются горные породы. В результате влияния живых существ на литосферу образовываются залежи каменного угля, мел, торф и известняки. В ходе взаимовлияния живых существ, гидросферы, солей и минералов, определенной температуры образуются кораллы, а из них, в свою очередь, появляются коралловые рифы и острова. Также это позволяет регулировать солевой состав вод Мирового океана.

Различные виды рельефа являются прямым результатом связи биосферы с другими оболочками земли: атмосферой, гидросферой и литосферой. На ту или иную форму рельефа влияет водный режим местности и осадки, характер воздушных масс, солнечное излучение, температура воздуха, какие виды флоры здесь произрастают, какие животные населяют эту территорию.

Значение биосферы как глобальной экосистемы планеты трудно переоценить. Исходя из функций оболочки всего живого, можно осознать ее значимость:


  • Энергетическая. Растения являются посредниками между Солнцем и Землей, и, получая энергию, часть ее распространяется между всеми элементами биосферы, а часть используется для образования биогенного вещества.
  • Газовая. Регулирует количество разных газов в биосфере, их распределение, превращение и миграцию.
  • Концентрационная. Все существа выборочно извлекают биогенные компоненты, поэтому они могут быть как полезными, так и опасными.
  • Деструктивная. Это разрушение минералов и горных пород, органических веществ, что способствует новому обороту элементов в природе, в ходе чего появляются новые живые и неживые вещества.
  • Средообразующая. Влияет на условия окружающей среды, состав атмосферных газов, пород осадочного происхождения и земельного слоя, качество водной среды, а также на баланс веществ на планете.

Долгое время роль биосферы была недооцененной, так как в сравнении с иными сферами масса живого вещества на планете очень мала. Несмотря на это, живые существа являются могучей силой природы, без которой были бы невозможны многие процессы, а также сама жизнь. В процессе деятельности живых существ, их взаимосвязей между собой, влияния на неживую материю, формируется сам мир природы и облик планеты.


Впервые учение о биосфере разработал Владимир Иванович Вернадский. Он обособил эту оболочку от других земных сфер, актуализировал ее значение и представил, что это весьма активная сфера, которая изменяет и влияет на все экосистемы. Ученый стал основоположником новой дисциплины – биогеохимии, на основе которой и было обосновано учение о биосфере.

Изучая живое вещество, Вернадский сделал выводы, что все формы рельефа, климат, атмосфера, породы осадочного происхождения – это результат деятельности всех живых организмов. Одна из ключевых ролей в этом отводится людям, которые имеют огромное влияние на протекание многих земных процессов, являясь определенной стихией, владеющей некой силой, способной изменить лик планеты.

Теорию обо всем живом Владимир Иванович представил в труде «Биосфера» (1926), что способствовало зарождению новой научной отрасли. Академик в своей работе представил биосферу как целостную систему, показал ее компоненты и их взаимосвязи, а также роль человека. Когда живое вещество взаимодействует с косным, оказывается влияние на протекание ряда процессов:

  • геохимических;
  • биологических;
  • биогенных;
  • геологических;
  • миграции атомов.

Вернадский обозначил, что границы биосферы – это поле существования жизни. На ее развитие влияет кислород и температура воздуха, вода и минеральные элементы, грунт и энергия Солнца. Также ученый выделил основные компоненты биосферы, рассмотренные выше, и выделил основной из них – живое вещество. Еще он сформулировал все функции биосферы.

Среди основных положений учения Вернадского о живой среде можно выделить следующие тезисы:

  • биосфера охватывает всю водную среду до океанических глубин, включает поверхностный слой земли до 3 километров и воздушное пространство до границы тропосферы;
  • показал отличие биосферы от других оболочек ее динамичностью и постоянной деятельностью всех живых организмов;
  • специфика этой оболочки заключается в непрерывном обороте элементов живой и неживой природы;
  • деятельность живого вещества привела к существенным изменениям на всей планете;
  • существование биосферы обусловлено астрономическим положением Земли (дистанция от Солнца, наклон оси планеты), что определяет климат, протекание жизненных циклов на планете;
  • солнечная энергия является источником жизни всех существ биосферы.

Пожалуй, это ключевые понятия о живой среде, которые заложил Вернадский в своем учении, хотя его труды глобальны и нуждаются в дальнейшем осмыслении, актуальны и по сей день. Они стали основой для исследований других ученых.

Подводя итоги, стоит отметить, что жизнь в биосфере размещается по-разному и неравномерно. Большое количество живых организмов обитает на земной поверхности, будь то водная среда или суша. Все существа соприкасаются с водой, минералами и атмосферой, находясь с ними в непрерывной связи. Именно это обеспечивает оптимальные условия для жизни (кислород, вода, свет, тепло, питательные вещества). Чем глубже в толщу воды океана или под землю, тем жизнь более однообразна. Живое вещество также распространяется и по площади, и стоит отметить разнообразие форм жизни по всей земной поверхности. Чтобы понять эту жизнь, нам понадобиться еще не один десяток лет, а то и сотен, но ценить биосферу и уберечь ее от нашего вредного, человеческого, влияния нужно уже сегодня.

Источник: ECOportal.info

Учение В.И. Вернадского о биосфере. Организация, границы и состав биосферы.

Впервые понятие биосфера введено в биологию Жан Батис Ламарком в начале 19 ого столетия. Термин биосфера в геологию введен Зюрсом в1875 году для обозначения оболочки земли образованной. Стройное и целостное учение о биосфере как о глобальной экосистеме принадлежит Вернандскому. Он распространил понятие биосферы не только на сами организмы, но и на среду их обитания чем придал концепции биосферы биогеохимический смысл. 1926 год книга Вернандского "Биосфера". С именем Вернандского связано также формирование социально-экономической концепции биосферы, отражающей ее превращение в ноосферу, вследствие разумной деятельности человека. Согласно Вернандскому биосфера- такая облочка, в которой существует или существовала в прошлом жизнь, и которая подвергалась или подвергается воздействию живых организмов. Биосфера, являясь глобальной экосистемой, как и любая экосистема состоит из абиотической и биотической части. Абиотическая часть представлена почвой и подстилающими ее породами до глубины где имеются живые организмы или следы их жизнедеятельности (2-3км в глубь), атмосферный воздух до высоты азонового экрана (20-25 км), водная среда океанов, рек и озер на 1-2 км ниже дна. Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов. Они осуществляют важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществ между всеми частями биосферы. Вернандский выделял в биосфере 7 разных, но геологически связанных типов веществ:

1 живое вещество: все живые организмы населяющие планету

2 биогенное вещество: создается и перерабатывается живыми организмами (горючее)

3 косное вещество: образуется процессами, в которых живые организмы не участвуют ( изверженные горные породы)

4 биокосное: создается одновременно и живыми организмами и процессами неорганической природы (почва)

5 радиоактивное вещество

6 рассеянные атомы: элементы атомов, встречающиеся в рассеянном состоянии

7 вещество космического происхождения (метеориты)

Живое вещество биосферы и его функции

По Вернандскому живое вещество это совокупность существующих или существовавших живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором. Живое вещество как биохимический фактор характеризуется элементарным химическим составом, массой и энергией. Оно трансформирует массой и энергией. Оно трансформирует солнечной энергией и вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот, его максимум приходится на приповерхностные участки суши и гидросферы. Отношение массы живого вещества к общей массе биосферы равно 10 в минус 6 степени. Несмотря на это живое вещество это наиболее мощный геохимический и энергетический фактор, ведущая сила планетарного развития. Благодаря живому веществу в биосфере происходит практически полный рециклинг материи: вторичное использование атомов. С круговоротом вещества и энергии, обеспечиваемым живыми организмами, связана миграция атомов химических элементов и их биогеохимические циклы. Закон Вернандского: в ходе биогеохимических циклов атомы химических элементов проходили бесчисленное число раз через живое вещество (весь кислород атмосферы оборачивается через живое вещество за 2000 лет, углекислый газ 200-300 лет, а вся вода биосферы 2 миллиона лет)



Различают 5 функций живого вещества:

1)энергетическая: заключается в осуществление связи в биосферных явлениях с космическим излучением, в основе лежит фотосинтез — основная планетарная функция живого

2)газовая: обуславливает миграцию газов и их превращения, обеспечивая газовый состав биосферы

3)концентрационная: проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды, состав живого существенно отличается от состава косного вещества природы

4)окислительновосстановительная: заключается в химическом превращении веществ, содержащих атомы с переменной валентностью, в результате происходит превращение большинства химических соединений

5)диструкционная: обуславливает процессы связанные с разложением организма после их смерти, когда происходит минерализация органического вещества, то есть превращение живого вещества в косное и в результате этой же функции образуется биокосное и биогенные вещества биосферы.

Источник: studopedia.su

Биологический круговорот. Каждая группа организмов играет в биосфере определенную роль. Растения — посредники между Солнцем и Землей. С помощью фотосинтеза под действием солнечного света они создают первичные органические вещества. Следовательно, растения — это организмы-производители. Животные питаются растениями или другими животными, т. е. готовыми органическими веществами; это организмы-потребители. Поедая органические вещества, животные перемещают их по земной поверхности. Попутно они разносят споры, семена и тем самым способствуют расселению растений и грибов.

Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, которые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы — это организмы-разрушители. При разложении органических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли организмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты.

Таким образом, живые организмы переносят вещество и энергию из одних частей биосферы в другие. Такой перенос веществ и энергии образует биологический круговорот . Как и круговорот воды, он связывает в единое целое все части природы. Нарушение биологического круговорота человеком грозит катастрофическими последствиями.

Биосфера и жизнь Земли. Роль живых организмов как могучей природной силы долго недооценивалась. Это объясняется тем, что по сравнению с другими оболочками масса живого вещества кажется ничтожной. Если земную кору представить в виде каменной чаши весом 13 кг, то вся гидросфера, помещенная в эту чашу, весила бы 1 кг, атмосфера соответствовала бы весу медной монеты, а живое вещество — весу почтовой марки.

Однако миллиарды лет из поколения в поколение живые организмы перерабатывали вещество земных оболочек. Общее количество преобразованного ими вещества во много раз превысило массу самих организмов. Взаимодействие живых существ друг с другом и с неживыми телами формирует единый «организм» природы .

Учение о биосфере как особой оболочке, населенной живыми организмами и изменяющейся под их влиянием, разработано гениальным русским ученым В. И. Вернадским. Именно он показал, что биосфера очень активная оболочка. Совокупная деятельность живых организмов, в том числе человека, формирует и преобразует географическую среду.

Распределение живого вещества в биосфере. Жизнь размещается в биосфере очень неравномерно. Основная часть живых организмов сосредоточена на границах соприкосновения воздуха, воды и горных пород. Поэтому более густо заселена поверхность суши и верхние слои вод морей и океанов. Это связано с тем, что здесь наиболее благоприятные условия: много кислорода, влаги, света, питательных веществ. Толщина наиболее насыщенного организмами слоя всего несколько десятков метров. Чем дальше вверх и вниз от него, тем разреженнее и однообразнее жизнь. Самое большое сгущение жизни отмечается в почве — особом природном теле биосферы.

Живое вещество распределяется неравномерно не только по вертикали, но и по площади. Большинство организмов сосредоточено на суше. Их масса в 750 раз больше массы обитателей гидросферы. По количеству живого вещества на единицу площади океан близок к континентальным пустыням.

Источник: obrazovalka.ru

Раздел  III. ПРИРОДА ЗЕМЛИ И ЧЕЛОВЕК

24 часа

 

ТЕМА  4. Биосфера

5 часов

Урок № 27. Что такое биосфера и как она устроена. Роль биосферы в природе

 

Цели: ученики должны знать: понятие биосфера, роль биосферы, границы биосферы и взаимодействие компонентов природы, биологический круговорот

Ученики должны уметь: приводить примеры роли отдельных групп организмов в биологическом круговороте: описывать расширения границ биосферы; объяснять преобразование земных оболочек под воздействием живых организмов.

Ход урока

I. Оргмомент. Добрый день, ребята! Наш корабль под названием «География» медленно плывет по великому океаны природы. Мы уже побывали в гаванях – сферах Земли. И вот сегодня через моря и проливы мы с вами подошли к следующему порту, название которому – биосфера.

 

II. Изучение нового материала

— Что мы знаем о биосфере?

Биосфера возникла гораздо позже, чем другие земные оболочки. Попробуйте представить себе, как бы выглядела Земля без растений и животных. Вместо травы, лесов, кустарников — голые скалы, коричневые или желтые. Вместо шума листвы, шуршания травы, пения птиц — полная тишина. К счастью, около 3 млрд. лет назад (возможно и раньше) на нашей Земле в древнем Океане зародились простейшие микроорганизмы и одноклеточные водоросли, затем появились более сложные организмы. Постепенно растения и животные вышли на сушу. Около 40 тыс. лет назад появился Человек разумный.

Нынешний состав атмосферы — результат многовековой работы растений. Поглощая солнечный свет и углекислый газ, растения вырабатывают органические вещества и выделяет в атмосферу кислород.

И сейчас человек может существовать только потому, что земная растительность, особенно леса, выделяет кислород в атмосферу. Недаром горожане летом так стремятся из города в лес или на берег моря, где воздух содержит гораздо больше кислорода и наполнен ароматами цветов, трав, морской воды.

Живые организмы распространены очень широко — от верхних слоев тропосферы (птицы, переносимые ветром микроорганизмы) до глубин Океана (глубоководные рыбы) и земных глубин в несколько километров (микроорганизмы, способные существовать без воздуха).

  Итак,  биосфера — это  земная оболочка, в которой существуют живые организмы (живое вещество) и продукты их жизнедеятельности. Впервые этот термин был применен в 1883 г. австрийским геологом, президентом Венской академии наук, профессором Эдуардом Зюссом. Выделил эту земную оболочку как самостоятельную один из крупнейших отечественных исследователей, академик В. И. Вернадский.

Формы жизни отличаются большим разнообразием. И если, например, различных минералов на Земле насчитывается немногим более 4000, то число видов растений не менее 500 000, а число видов животных — 1,5 млн.

Область обитания живых организмов на нашей планете охватывает верхние слои литосферы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

— Какие живые организмы обитают в биосфере?

Живые организмы на Земле исключительно разнообразны. Ученые могут лишь приблизительно подсчитать, что их больше 2,5 млн. видов, которые подразделяются на четыре основных царства: бактерии, грибы, растения и животные.

Все вместе они образуют органический мир нашей планеты. Человек тоже часть этого мира. Живые организмы не оставались неизменными с момента своего возникновения. Первые живые существа были очень примитивны. Прошли сотни миллионов лет, прежде чем в процессе ЭВОЛЮЦИИ сформировался тот разнообразный органический мир, который сегодня существует в биосфере Земли и который вы изучаете на уроках биологии.

Из общего числа видов организмов 21% приходится на растения, но по своей массе они почти в 100 раз превосходят массу животных. Большинство растений малоподвижны, надолго прикреплены к одному месту. Животные же, напротив, подвижны — большинство активно передвигаются по суше, воле и в воздухе. Растениям для роста и развития необходимы солнечный свет, вода и питательные вещества, которые они получают из почвы или воды. Травоядные животные потребляют органические вещества, произведенные растениями, а хищники поедают других животных. Чем проще устроен организм, тем тире он распространен на нашей планете. Например, среди всех живых существ (кроме бактерий) преобладают насекомые. Среди животных всего 4% позвоночных, из которых лишь десятая часть — млекопитающие, в том числе и человек.

В Океане существуют свободно плавающие в толще воды организмы — рыбы, киты, морские черепахи (нектон). Некоторые организмы обитают на дне, как, например, водоросли, моллюски, крабы (бентос). Наконец, есть огромная группа мельчайших океанских обитателей — планктон, который переносится течениями. Планктон состоит из множества микроскопических водорослей, рачков, медуз, мальков и служит пищей большинству рыб. Основная масса организмов Океана обитает на малых глубинах — до 200 м, где больше света, необходимого водорослям для фотосинтеза.

Живое вещество распределяется неравномерно не только по вертикали, но и по площади. Большинство организмов сосредоточено на суше. Их масса в 750 раз больше массы обитателей гидросферы (обратите внимание на рис. 159 на стр. 179 учебника). По количеству живого вещества на единицу площади океан близок к континентальным пустыням.

— Ребята, вспомните, за счет каких источников энергии существуют живые организмы?

— Что такое фотосинтез?

Мы с вами говорили о круговороте воды в природе, но существует и биологический круговорот. Каждая группа организмов играет в биосфере определенную роль. Растения — посредники между Солнцем и Землей. С помощью фотосинтеза под действием солнечного света они создают первичные органические вещества. Следовательно, растения — это организмы-производители. Животные питаются растениями или другими животными, т. е. готовыми органическими веществами; это организмы-потребители. Поедая органические вещества, животные перемещают их по земной поверхности. Попутно они разносят споры, семена и тем самым способствуют расселению растений и грибов.

Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, которые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы — это организмы-разрушители. При разложении органических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли организмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты.

Таким образом, живые организмы переносят вещество и энергию из одних частей биосферы в другие. Такой перенос веществ и энергии образует биологический круговорот.

— Рассмотрите и проанализируйте рис. 157 на стр. 177 учебника.

Как и круговорот воды, он связывает в единое целое все части природы. Нарушение биологического круговорота человеком грозит катастрофическими последствиями.

Роль живых организмов как могучей природной силы долго недооценивалась. Это объясняется тем, что по сравнению с другими оболочками масса живого вещества кажется ничтожной. Если земную кору представить в виде каменной чаши весом 13 кг, то вся гидросфера, помещенная в эту чашу, весила бы 1 кг, атмосфера соответствовала бы весу медной монеты» а живое вещество — весу почтовой марки.

Однако миллиарды лет из поколения в поколение живые организмы перерабатывали вещество земных оболочек. Общее количество преобразованного ими вещества во много раз превысило массу самих организмов.

— Как связаны все живые организмы?

Для существования живым организмам необходимы свет, тепло, влага и питательные вещества. Свет и тепло они получают от Солнца — главного источника энергии для нашей планеты.

Зеленые растения и некоторые виды бактерий могут использовать солнечную энергию для создания питательных веществ. Растения служат пищей для травоядных животных. Хищники поедают травоядных. После смерти растений и животных их останки разлагаются микроорганизмами и грибами.

Отношения между всеми группами живых организмов образуют пищевую цепь. Все живые организмы участвуют в биологическом круговороте, т. е. взаимосвязаны между собой. Они либо создают питательные вещества, либо поедают кого-то, либо сами оказываются съеденными. Пока круговорот не прерывается, всем живым существам хватает еды и места для жилья. Нарушение одного из звеньев биологического круговорота окажет сильное влияние на все остальные звенья.

— Как живые организмы изменяют нашу планету?

Зеленые растения оказывают большое влияние на состав воздуха: они выделяют кислород. Некоторые растения выделяют не только кислород, но и особые вещества, присутствие которых можно ощутить, вдохнув аромат соснового бора, цветущего луга, полынной степи.

Из накопившихся за многие миллионы лет останков живых организмов образовались горные породы, например известняк и каменный уголь. Коралловые острова — атоллы — целиком образованы останками живых организмов — коралловых полипов.

Растительный покров защищает склоны от размывания. В горах леса и кустарники задерживают сели и снежные лавины.

Сейчас трудно найти на нашей планете место, где не ощущалось бы влияния живых организмов. За миллионы лет своего существования они создали новую земную оболочку — биосферу. В пределах биосферы живые организмы активно взаимодействуют с неживой природой, преобразуя ее.

Все живые организмы на нашей планете взаимосвязаны. Они совершенно изменили облик нашей планеты и создали биосферу — живую оболочку Земли.

Рассмотрите рис. 158 на стр. 178. Почему художник изобразил термин «биосфера» в виде спрута?

Взаимодействие живых существ друг с другом и с неживыми телами формирует единый «организм» природы.

Учение о биосфере как особой оболочке, населенной живыми организмами и изменяющейся под их влиянием, разработано гениальным русским ученым В. И. Вернадским. Именно он показал, что биосфера очень активная оболочка. Совокупная деятельность живых организмов, в том числе человека, формирует и преобразует географическую среду.

Жизнь размещается в биосфере очень неравномерно. Основная часть живых организмов сосредоточена на границах соприкосновения воздуха, воды и горных пород. Поэтому более густо заселена поверхность суши и верхние слои вод морей и океанов. Это связано с тем, что здесь наиболее благоприятные условия: много кислорода, влаги, света, питательных веществ. Толщина наиболее насыщенного организмами слоя всего несколько десятков метров. Чем дальше вверх и вниз от него, тем разреженнее и однообразнее жизнь. Самое большое сгущение жизни отмечается в почве — особом природном теле биосферы.

Живые организмы в разнообразных формах и проявлениях населяют географическую оболочку Земли до высоты 10 км в атмосфере, так как токи воздуха заносят микроорганизмы высоко в тропосферу. В земной коре бактерии, способные жить без доступа кислорода, обнаружены до глубины 2600 м и даже 3000 м. В океанах живые организмы существуют на самых больших глубинах.

Общая масса живых организмов биосферы Земли составляет не более 0,1% массы земной коры. Но их деятельность и роль вследствие широкого распространения в географической оболочке Земли исключительно велика, поскольку они производят в ней не меньшие изменения, чем деятельность рек, ветра, ледников и других экзогенных факторов. Широкое же распространение организмов обусловлено высокой подвижностью многих из них, а главное —  процессами их размножения, потенциальные возможности которых кажутся неограниченными. Матка обычной пчелы откладывает за сезон 150 000—200 000 яичек. Все потомство одного растения одуванчика через 10—12 лет, если бы могло сохраниться полностью, покрыло бы всю сушу. Одно растение мака дает ежегодно 30 000 семян, треска — несколько миллионов икринок. Диатомея, делясь на части, за 8 дней смогла бы создать массу материи, равную объему нашей планеты, а через час после этого могла бы удвоить эту массу. Инфузория-туфелька могла бы за 5 лет создать массу протоплазмы, которая была бы в 104 раза больше массы Земли. А одна бактерия за 4,5 суток в состоянии дать потомство в 1036 особей, которого хватило бы для заполнения всех океанов Земли.

Но эти потенциальные возможности никогда не осуществляются, потому что размножение живых организмов всегда ограничено целым рядом неблагоприятных условий, которые свойственны среде их обитания. Десятки и сотни тысяч семян, производимых ежегодно растением, обречены на гибель в силу разных обстоятельств: попали на каменистую, сильно засоленную или лишенную влаги почву, были съедены птицами или другими обитателями луга, леса и т. п. Только что вылупившиеся черепашки не успели даже добраться до спасительной воды, а почти все икринки лягушки оказались съедены. Тем не менее, уцелевшие экземпляры животных вырастают, растения прорастают и, достигнув зрелости, дают новое потомство.

 

III. Закрепление.

1. Расскажите о роли в природе каждой группы живых организмов: растений, животных, бактерий, грибов.

2. Какую роль в природе играет биологический круговорот?

3. Равномерно ли распределены организмы в биосфере?

4. Какие участки биосферы заселены живыми организмами наиболее густо?

5. Разгадайте Кроссворд

 

Роль биосферы в природе

 

 

 

 

 

 1. Часть географической оболочки Земли в пределах обитания живых организмов и местонахождения следов деятельности отмерших.

2. Процесс создания зелеными растениями органических веществ из неорганических с помощью солнечной энергии.

3. Растительные и животные организмы, которые принимают участие в выветривании горных пород и разрушении органических остатков, синтезируя новые формы органического вещества, в том числе гумус, необходимый для дыхания растениям и животным.

4. Газ, обеспечивающий процесс окисления органических остатков, горение.

5. Зеленый пигмент, обусловливающий окраску растений в зеленый цвет.

6. Газ, который является основным материалом для построения органического вещества растениями, имеющими хлорофилл.

7. Способность почвы обеспечивать питание растений.

8. Солнечный свет в широком смысле слова, т. е. излучение Солнца.

ОТВЕТЫ:

1. Биосфера.

2. Фотосинтез.

3. Микроорганизмы.

4. Кислород.

5. Хлорофилл.

6. Углекислый газ.

7. Плодородие.

8. Солнечная радиация.

 

IV. Домашнее задание: § 44-45.

Источник: compendium.su