Vi er alle en del av et levende skall - biosfæren. Dette er et unikt økosystem, ikke bare for planeten vår, men for galaksen som helhet. Selvfølgelig har nyere studier bekreftet at organiske stoffer er funnet på Mars og på forskjellige asteroider, men en slik variasjon av livsformer er unik for Jorden. Hvis du er klar til å utvide horisonten litt og gå utover skolens læreplan, er det på tide å snakke mer detaljert om biosfærens egenskaper, dens struktur og hovedfunksjoner.
Konseptet med biosfæren og dens essens
Biosfæren er et betinget skall av jorden bebodd av levende organismer. Hvorfor betinget? Faktum er at andre skjell på planeten (terrestrisk, vann og luft) rammer planeten med et kontinuerlig lag. Først kommer jorden og havskorpen (litosfæren), deretter hydrosfæren (den forener alle vannforekomster), etter - atmosfæren(luftkonvolutten passerer jevnt ut i verdensrommet). Det er vanskelig å forestille seg biosfæren som et spesifikt lag, fordi levende organismer er jevnt fordelt over hele jordoverflaten og kan leve i alle tre elementene.
De essensielle egenskapene til biosfæren går tilbake til antikken, men fortsatt er det det "yngste" skallet på planeten vår. Livet på jorden oppsto relativt nylig, for bare 3,8 milliarder år siden, som sammenlignet med planetens alder er en bagatell. Det er to konsepter for biosfæren:
- Den første definerer skallet som helheten av alt organisk materiale på planeten. Det var det som fungerte som grunnlag for begrepet, som brukes den dag i dag.
- Det andre konseptet ble foreslått av V. I. Vernadsky, han mente at biosfæren er en uatskillelig enhet og interaksjon mellom livlig og livløs natur, i vid forstand av disse definisjonene.
Men hovedkarakteristikkene til biosfæren bestemmes nøyaktig av dens organiske komponent. Tross alt er dette dens grunnleggende forskjell fra andre skjell på jorden.
Læren om biosfæren og opprinnelsen til begrepet
Konseptet med et levende skall ble foreslått på 1800-tallet. Jean-Baptiste Lamarck ga en kort beskrivelse av biosfæren, mens det offisielle navnet ikke engang eksisterte ennå. I 1875 laget den østerrikske paleontologen og geologen Eduard Suess for første gang begrepet "biosfære", som fortsatt brukes i dag.
Den sovjetiske filosofen og biogeokjemikeren V. I. Vernadsky ga et stort bidrag til studiet av alt liv på jorden, han ble berømt takket være opprettelsen av en holistisk doktrine om biosfæren. PÅi hans forfatterskap fungerer levende organismer som en mektig kraft som kontinuerlig deltar i transformasjonen av planeten Jorden.
Begrensninger for levende organismer
Generell beskrivelse av biosfæren begynner med en beskrivelse av grensene som levende organismer kan leve innenfor. Noen av dem er ganske seige og tåler selv de mest kritiske forhold.
Boundaries of the biosphere:
- Øvre kant. Det bestemmes av atmosfæren, og nærmere bestemt jordens ozonlag, det er omtrent 15-20 kilometer. Jo nærmere ekvator, desto kraftigere er den beskyttende skjermen til planeten. Over ozonlaget er livet rett og slett umulig, fordi ultrafiolett stråling er uforenlig med den vitale aktiviteten til organismeceller. I tillegg reduseres oksygenmengden betydelig med høyden, og dette er også skadelig for levende vesener.
- Nedre grense. Bestemt av litosfæren, overstiger ikke maksimal mulig dybde 3,5 - 7,5 kilometer. Alt avhenger av den kritiske økningen i temperatur ved hvilken denaturering av proteinstrukturer skjer. Imidlertid er de fleste levende organismer konsentrert på en dybde av bare noen få meter, dette er rotsystemet til planter, sopp, mikroorganismer, insekter og dyr som lever i hull.
- Grenser i hydrosfæren. Levende organismer kan eksistere i absolutt alle deler av havet: fra overflaten av vannet (plankton, alger) til bunnen av dyphavsgraver. For eksempel har forskere bevist at liv eksisterer selv i Marianergraven på 11 kilometers dyp.
Live shell-struktur
De viktigste egenskapene til biosfæren inkludererdens struktur. Vernadsky pekte ut flere typer stoffer som utgjør det levende skallet. Dessuten kan de ha både organisk og uorganisk opprinnelse:
- Levende stoff. Dette inkluderer alt som har en cellulær struktur. Imidlertid er massen av levende stoff i strukturen til biosfæren liten og utgjør bokstavelig t alt en milliondel av hele skallet. Karakteristisk for det levende stoffet i biosfæren er at det er den viktigste delen av planeten vår. Tross alt er det levende organismer som hele tiden påvirker jordens utseende, og endrer strukturen på overflaten.
- Biogent stoff. Dette er strukturer som er skapt og bearbeidet av levende organismer. Overraskende nok, i millioner av år, har levende vesener passert gjennom systemene til organene deres nesten hele verdenshavet, en enorm mengde atmosfæriske gasser og en stor masse mineraler. Disse prosessene produserer mineraler av organisk opprinnelse, som olje, karbonatbergarter og kull.
- Inert stoff. Dette er produkter av livløs natur, som ble dannet uten direkte deltakelse fra levende organismer. Dette inkluderer bergarter, mineraler og den uorganiske delen av jorda.
- Bio-inert stoff. Vi husker at levende organismer hele tiden påvirker planeten. Som et resultat dannes det stoffer som er produkter av forfall og ødeleggelse av inerte strukturer. Denne gruppen inkluderer jord, forvitringsskorpe og sedimentære bergarter av organisk opprinnelse.
- Også kan strukturen til biosfæren inkludere stoffer som er itilstand av radioaktivt forfall.
- Atomer er en egen gruppe, som kontinuerlig skapes i ioniseringsprosessen under påvirkning av kosmisk stråling.
- Nylig har stoffer av utenomjordisk (kosmisk) opprinnelse blitt inkludert i strukturen til biosfæren.
Levende materie i andre skjell på jorden
Hvis vi dveler i detalj ved biosfærens egenskaper og sammensetning, så kan man ikke annet enn å vurdere egenskapene til den vitale aktiviteten til levende organismer i andre skjell på planeten:
Aerosphere. Levende organismer kan ikke suspenderes i de atmosfæriske lagene, mikroskopiske vanndråper tjener som et substrat for livet til aerobionter, og solaktivitet og aerosoler fungerer som en kilde til uuttømmelig energi. Organismer som lever i atmosfæren er delt inn i tre grupper. Trobobionts - er aktive i verdensrommet fra toppen av trær til cumulusskyer. Altobionter er organismer som kan overleve i tynn luft. Parabioner - faller ved et uhell inn i de høyeste lagene av atmosfæren. I denne høyden mister de evnen til å reprodusere, og livssyklusen reduseres betydelig
Geobiosfære. Jordskorpen fungerer som et substrat og habitat for geobioter. Dette skallet inkluderer også flere nivåer som spesifikke livsformer lever på. Terrabionter er organismer som lever direkte på landoverflaten. I sin tur er terrabiosfæren delt inn i flere skjell: fytosfæren (sonen fra toppen av trær tiljordoverflaten) og ipedosfæren (jordlaget og forvitringsskorpen). Eolisk sone - områder i stor høyde, hvor livet er umulig selv for høyere planter. Eolobionts er typiske representanter for denne sonen. Lithobiosfære - dype lag av jordskorpen. Denne sonen er delt inn i hypoterrabiosfæren (et sted hvor aerobe (oksygenkrevende) livsformer kan leve) og tellurobiosfæren (bare anaerobe (oksygenfrie) organismer kan overleve her). I tillegg kan litobionter finnes i lithobiosfæren, som lever i grunnvann og steinporer
Hydrobiosfære. Dette området dekker alle vannforekomster (unntatt grunnvann og atmosfærisk fuktighet) på planeten vår, inkludert isbreer. Innbyggerne i hav og hav kalles hydrobionter, som igjen er delt inn i: Akvabionter - innbyggere i kontinentale farvann. Marinobionter er levende organismer i hav og hav. Tre nivåer av liv skilles i vannsøylen, avhengig av mengden sollys som trenger inn i: Fotosfæren er den mest opplyste sonen. Disfotosfæren er alltid skumringsområdet i havet (ikke mer enn 1 % av solinnstrålingen). En fotosfære – en sone med absolutt mørke
Fra tundra til tropiske skoger. Klassifisering av planetbiomer
Biosfærens kjennetegn er uløselig knyttet til konseptet biom. Dette begrepet refererer til store biologiske systemer som har en viss dominerende type vegetasjon eller spesifikke landskapstrekk. Det er ni tot alt. Nedenfor er en kort beskrivelse av det viktigstebiomer biosfære:
- Tundra. Et stort treløst vidde som okkuperer de nordlige delene av Eurasia og Nord-Amerika. Vegetasjonen i denne sonen er ikke rik, hovedsakelig lav, sesonggress og moser. Faunaen er mer mangfoldig, spesielt i de varme månedene av året, når trekksesongen for mange fugle- og dyrearter begynner.
- Taiga. Hovedtypen vegetasjon i dette området er barskog. Biomet opptar omtrent 11% av hele landarealet. Til tross for de tøffe værforholdene, har taigaen en ekstremt mangfoldig flora og fauna.
- Bestemte skoger. ligger i den tempererte sonen. Årstidsvariasjonen i klimaet og en tilstrekkelig mengde fuktighet tillot utviklingen av en viss type vegetasjon i dette biomet. Dette er hovedsakelig bredbladede treslag. I tillegg er disse skogene hjem til mange pattedyr, fugler og sopp, for ikke å snakke om insekter og mikroorganismer.
- Stepper. Dette biomet er representert av de asiatiske steppene og de klassiske præriene i Nord-Amerika. Oftest er dette treløse friarealer, da et betydelig fuktighetsunderskudd påvirker. Men dyreverdenen er fortsatt mangfoldig.
- Middelhavssonen. Området rundt havet med samme navn er preget av varme og ganske tørre somre og veldig behagelige kjølige vintre. Typisk vegetasjon er representert av hardløvet skog, tornede busker og gress.
- ørkener. Dessverre er mer enn 30% av landet okkupert av områder som slett ikke er gunstige for beboelse av levende organismer. Ørkensoner finnes langsi hele Afrika og Australia, i Sør-Amerika, samt i sør, sørvest og i sentrum av Eurasia. Floraen og faunaen i disse regionene er ganske knapp.
- Savanner. Dette biomet er et åpent rom som er fullstendig dekket med gress og enkelttrær. Til tross for at dette er ganske dårlig jordsmonn, er faunaen i denne sonen slående i sitt mangfold. Savannahs er karakteristiske for Afrika, Sør-Amerika og Australia.
- Stikket (tropisk) skogsområde. Denne sonen kjennetegnes av bisarre former for tornede busker og flere hundre år gamle trær - baobab. På grunn av ujevn fordeling av nedbør er vegetasjonen i denne biomen ganske sparsom. Tropiske skoger finnes i Sørvest-Asia og Afrika.
Tropiske skoger. Dette er det våteste området på planeten vår. Vegetasjonen til dette biomet er slående i sin skala og mangfold. Bredbladede regnskoger ligger i bassengene til store fullflytende elver, som Amazonas, Orinoco, Niger, Zambezi, Kongo. De dekker også halvøyene og øygruppene i Sørøst-Asia
Grunnleggende funksjoner til et levende skall i naturen
Det er på tide å vurdere biosfærens hovedfunksjoner og deres egenskaper:
- Energi. Denne funksjonen utføres av planter som deltar i prosessen med fotosyntese. Ved å akkumulere solenergi fordeler de den enten mellom andre komponenter i det levende skallet, eller akkumulerer den i døde organiske partikler. Slik fremstår brennbare mineraler (kull, torv, olje).
- Gass. Levende organismer er involvert i den pågående gassutvekslingen.
- Konsentrasjon. Noen livsformer har evnen til selektivt å akkumulere biogene elementer fra det ytre miljø. Deretter kan de tjene som en kilde til disse stoffene.
- Destruktivt. Levende organismer påvirker hele tiden miljøet, bryter ned og behandler overflaten. Dette er hvordan inert og bio-inert materie dannes.
- Miljødannende. Biosfæren opprettholder en balanse mellom gunstige og ugunstige miljøforhold, som er nødvendige for hele livet til organismer.
Properties of the biosphere
Siden det levende skallet er et veldig komplekst system, kan biosfærens egenskaper ikke klare seg uten de grunnleggende egenskapene som bestemmer dens spesifisitet:
- Sentralisering. Alle prosesser i det levende skallet er konsentrert rundt levende organismer, de inntar en sentral plass i læren om biosfæren.
- Åpenhet. Biosfæren kan bare eksistere på grunn av energi utenfra, i dette tilfellet er det solaktivitet.
- Selvjustering. Biosfæren er en "helhetlig organisme", som i likhet med et levende vesen har evnen til homeostase.
- Variasjon. Et stort antall dyr, planter, mikroorganismer og sopp lever på jorden.
- Sikre sirkulasjon av stoffer. Det er på grunn av levende organismer at fotosyntese og sirkulasjon av stoffer utføres. I egenskapene til biosfæren opptar disse to prosessene en av hovedplassene.
Evolusjon og historieutvikling av jordens levende skall
Hvis vi karakteriserer biosfæren fra et evolusjonssynspunkt, kan vi si at dette er det eneste skallet som kontinuerlig utvikles og forbedres. Alt handler om levende materie, det er den som hele tiden utvikler seg. Den uorganiske delen av det levende skallet har ikke evnen til å utvikle seg. Hvis vi snakker om egenskapene til biosfæren i fremtiden, så er alt litt mer komplisert. Skallet blir mer og mer ustabilt, og det er svært vanskelig å forutsi videre utvikling.
kunstig biosfære
En person kan ikke eksistere utenfor et levende skall, det er veldig vanskelig å reprodusere alt det kan gi oss. Biosfærens egenskaper er så unike at menneskeheten fortsatt ikke kan gjenskape forholdene fullt ut i et kunstig miljø. Vitenskapen står imidlertid ikke stille, og kanskje i fremtiden vil forskere oppnå en viss suksess i denne retningen.
