2. Общая структура биосферы

Выделяют вертикальную и горизонтальную структуры биосферы.

Структура биосферы:

1. аэробиосфера – организмы на живут, но там находятся, до 11 км;

2. слой от 50 до 300 м – это экотон между террабиосферой и гидробиосферой с одной стороны и тропосферой с другой.

3. Тропобиосфера – наличие птиц, насекомых, пчел;

4. Альтобиосфера – верхние слои, t = 0 С⁰, жизнь возможна прямой солнечной инсоляции;

5. Парабиосфера – прилегают к биосфере «снизу», там появляются микроорганизмы, которые неспособны к активному метаболизму из-за высокой t и Р. «сверху» – гипобиосфера, низкая t и Р, влияния космического излучения. «выше» – апобиосфера.

4.1.3 Свойства газовой оболочки земли

1. Неодинаковость свойств атмосферы по вертикали, где определяющем является вертикальное падение атмосферного давления. На высоте 6200 метров оно падает почти вдвое. Фактор важен для фотосистеза в силу зависимости от парциального давления СО₂ и для аэробных организмов процесс газообмена зависит от парциального давления кислорода. На разной высоте газовый состав атмосферы отличается. Условно принято делить атмосферу на гомосферу и гетеросферу, граница на высоте 100 км. Гомосфера характеризуется однородным и устойчивым газовым составом. Выше этой границе нарастает уровень ионизации ионов, появляющихся за счет фотодисоциации разрастается число радикалов, свободных атомов, возрастает летучесть компонентов и как бы прочно земля не держала атмосферу, часть вещества рассеивается в пространстве.

2. Высокое содержание кислорода. Определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метоболизма. Именно в воздушной среде, богатой кислородом возникли гомойотермные организмы (свою внутреннюю среду содержит независимо от внешней), пойкилотермные (внутренняя среда зависит от внешней). Гомойотермные организмы характеризуются высокой биологической активностью в экосистеме, высокая степень автономности от ОС, среда обитания – атмосфера. Воздух отличается высокой влажностью, она имеет тенденцию изменяться. Это свойство во многом лимитировало возможность освоения воздушной среды, а у ее обитателей направляло эволюцию функциональных свойств всей системы водно-солевого обмена и структуру органов дыхания.

3. Низкая плотность воздуха. Имеет значение для наземных организмов и исключает возможность существования организмов, полностью осуществляющих свои функции вне связи с субстратом. Благодаря этому жизнь в воздушной среде сосредоточена вблизи поверхности земли. Проникая в толщу атмосферы на высоту не более 50-70 метров живые организмы не отрываются от субстрата. Высокогорье лимитирует те процессы, которые физиологически связаны с парциальным давлением атмосферных газов. В Гималаях распределение земной растительности до 6200 м., а дальше прекращается фотосинтез. Но животные могут существовать на больших высотах: мхи, лишайники.

4. Вертикальная структура биосферы обусловлена пребыванием живых организмов.

4.2 Гидросфера

Свойства:

1. Жизнь зародилась в воде и свойства океанической среды во многом определили эволюцию всех форм жизни. Как элементный состав живых организмов, так и количественное сотношение основных ионов близки к океанической среде. Живые организмы в результате своего метоболизма способны накапливать элементы.

2. Химические свойства воды. Имеют огромные значения, как фактор, обуславливающей осмотические отношения организма в водной среде. Особенно это касается водных организмов, т.к. у них есть участки для проникновения воды, направленность и сила потока зависит от концентрации солей и других осматически активных компонентов. Для многих растений и животных определяющим фактором явилась соленость воды. Соленность предопределила эволюцию органов выделения, особенно характерно для позвоночных, а для вторичноводных опрелила серию адаптаций, накопленных на ограничение осматического обмена с ОС.

3. Наличие растворенных и взвешанных веществ в воде. С одной стороны они относятся к фактору питания, с другой стороны – к фактору коммуникации. Через химические вещества организмы оповещают друг друга об различных изменениях, нарушениях.

4. Высокая плотность и вязкость воды. Удельная плотность воды соизмерима с удельной плотностью протоплазмы. Плотность воды в 800-1000 раз выше, чем плотность атмосферы, поэтому гидробионты сталкиваются с мощными силами гидравлического сопротивления. Это направило эволюцию многих гидробионтов на формирование органов и биомеханических типов движения, снижающих лобовое сопративление и повышающих эффективность затрат на плавание. Высокая плотность лишила гидробионтов облигантных связей органов с субстратом и вызваны силами гравитации. Отсюда вытекает возможность существования растений и животных в толще воды без обязательной связи с дном или другим субстратом, т.е. возможны так называемые «парящие » организмы, способные поддерживать самостоятельно круговорот.

5. Жизнь распространена в гидросфере по всей ее толщене. Приспособление к обитанию в условиях высокого гидростатического давления охватывает прежде всего сверу биохимических процессов, понижение каталитической активности ферментов соответствующее понижению уровня метаболизма.