7.4. Распределение жизни в биосфере

Жизнь любого организма во всех формах ее проявления возможна только при постоянном взаимодействии с окружающей средой, которую составляет неорганическая и органическая природа. Как уже отмечалось, неорганическая среда биосферы подразделяется на атмосферу, гидросферу и литосферу и распределяются живые организмы по этим средам жизни довольно неоднородно (рис. 7.4.1). Некоторые организмы приспособились к какой-то одной среде: рыбы, ракообразные, моллюски, водоросли – к водной; земляные черви, личинки насекомых, грибы, бактерии – к почвенной. Но чаще всего жизнедеятельность многих органических форм проходит на границах сред или они в течение жизненного цикла переходят из одной среды в другую. Наземные растения живут и в почве (корни), и в воздушной среде (стебли и листья). Многие насекомые, как например, капустная совка во взрослом состоянии (бабочка) пребывает в наземно-воздушной среде, а куколка переживает низкие зимние температуры в почве. У лягушек в начале жизненного цикла, головастик живет исключительно в водной среде, а взрослые особи переходят к обитанию на суше.

Таким образом, максимальная концентрация живого вещества наблюдается там, где все три неорганические среды биосферы – почва, воздух и вода близко соседствуют друг с другом – в почве, т.е. пограничном слое между литосферой и атмосферой, в поверхностных слоях океана, на дне водоемов и, особенно на литорали, в лиманах и эстуариях рек.

Места наибольшей концентрации организмов в биосфере В.И.Вернадский назвал «пленкой жизни». В настоящее время на земле существует по одним оценкам около 1,5 млн., по другим около 2 млн. видов животных и около 500 тысяч видов сосудистых растений. По Н.И.Базилевичу, Л.Е. Родину, Н.Н. Розову (1971) основную часть биомассы суши составляют зеленые растения (99,2%), а в океане – животные (93,7%).

Как же распределяется жизнь в атмосфере, гидросфере и литосфере?

Атмосфера — наружная газообразная оболочка Зем­ли, простирающаяся до высоты 100 км. Основные ее компоненты – азот (78%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), углекислый газ (диоксид углерода) (0,03%). Атмосфера является от­части продуктом жизнедеятельности организмов, так как кислород в атмосфере появляется в результате деятельности фотосинтезирующих организмов – цианобактерий и растений. На высоте 15-50 км расположен озоновый слой, который защищает поверхность планеты от избытка ультрафиолетовых лучей, неблагоприятно влия­ющих на живые организмы. На высоте 25-27 км большую часть ультрафиолетового излучения Солнца озоновый слой поглощает и поэтому все живое, попадающее выше защитного слоя, погибает.

И хотя, специфических организмов, которые всю свою жизнь были бы связаны только с воздухом нет, они все, особенно наземные и почвенные, тесно с ним связаны. В воздушной среде значительную часть своей жизни проводят птицы и насекомые. В воздухе в определенные периоды находятся семена растений, бактерии, споры грибов, простейшие и их цисты. Обычно они не поднимаются выше 50-100 м над поверхностью земли, но споры некоторых бактерий и плесневых грибов были обнаружены на высоте до 22 км. Условно это и будет верхняя часть биосферы.

Если же взять зеленые растения и их распространение по вертикали, то они не поднимаются в горы выше, чем на 6 200 м (выше не идет процесс фотосинтеза). Тем не менее, выше зоны растений в горах встречаются пауки, клещи, которые питаются органическими частицами, пыльцой растений заносимой туда ветрами, а также споры некоторых организмов и бактерии.

Гидросфера — покрывает Землю на 2/3, остальное занято сушей. На су­ше гидросфера представлена фрагментарно — озерами, река­ми, грунтовыми водами (табл. 7.4.1). Абсолютное большинство водных масс в гидросфере (94%) состоит из морской воды, а вклад рек в водный бюджет планеты в 10 раз меньше, чем количество водных паров в атмосфере. Три четверти пресной воды недоступны организмам, так как закон­сервированы в ледниках гор и полярных шапках Арктики и Антарктиды.

Особенностью водной среды является то, что гидробионты заселяют всю ее толщу — от поверхности пленки до глубин в океанических впадинах до 11 000 км.

Таблица 7.4.1. Распределение водных масс в гидросфере Земли

Часть гидросферы	Объем воды, тыс. км3	Содержание общем объеме вод,%
Мировой океан	1 370 000	94
Подземные воды	60 000	4
Ледники	24 000	1,7
Озера	280	0,02
Вода в почве	80	0,01
Пары атмосферы	14	0,001
Реки	1,2	0,0001
Вся гидросфера	1 454 000	100

Литосфера — это верхняя твердая оболочка Земли, которая колеблется в различных регионах от 50 до 200 км. Верхний слой литосфе­ры называется земной корой. Совершенно осо­бую среду представляет собой почва, находяща­яся на границе литосферы и атмосферы. Она является гигантской экологической системой, оказывающей наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу, активно участвуя в круговороте вещества и энергии, а также поддерживая газовый состав атмосферы Земли.

В глубь Земли живые организмы проникают на небольшое расстояние. В литосфере жизнь ограничивается, прежде всего, температурой горных пород и подземных вод. Условно нижнюю границу биосферы можно провести по изотерме 100^оС (критическая температура для развития большинства бактерий). На территории европейской части она проходит на глубине 10-15 км, в молодых альпийских прогибах – 1,5-2,0 км.

Таким образом, считается, что биосфера как область жизни охватывает верхнюю часть литосферы (до 15 км в глубину), всю гидросферу (до 11км в глубину) и нижнюю часть атмосферы (до 25 км в высоту). Обозначенные границы жизни, в известной степени являются условными и завышенными.

По сути дела все живое распространено в очень тонком слое именуемой «пленкой жизни или слоем сгущения жизни». На суше жизнедеятельность абсолютного большинства живых организмов ограничена глубиной проникновения корней растений в почве. В среднем эта величина составляет 3-4 м. На море, несмотря на то, что жизнь и обнаружена на всей глубине, большинство обитателей концентрируется до 150 м, что связано с глубиной проникновения солнечных лучей. И хотя некоторые птицы и насекомые могут подняться на несколько километров, рано или поздно они неизбежно опускаются на поверхность земли. Можно сказать, что в атмосфере (в наземно-воздушной среде) «пленка жизни» будет ограничена высотой деревьев.