4. Біосфера та її властивості

біосфера (термін вжив австрійський геолог Е.Зюсс у 1855 році, але поширився він після видання у 1926 році праці В. І .Вернадського "Біосфера") - це сфера життя; оболонка Землі, населена живими організмами; область існування живих організмів

Біосфера

• це єдина планетарна система, в якій підтримується необхідне для життєдіяльності організмів середовище, та й самі організми суттєво впливають на склад і функціонування біосфери.

• нині розглядається як глобальна саморегулююча відкрита система, яка охоплює й активно перетворює речовинні та енергетичні характеристики літосфери, гідросфери й атмосфери завдяки невпинній діяльності живих організмів упродовж всієї геологічної історії Землі. Вона є основним акумулятором і трансформатором сонячної енергії у верхніх шарах атмосфери й дотичного середовища планети.

• на неї негативно впливає інтенсивна людська діяльність, яка вичерпує природні ресурси, забруднює навколишнє природне середовище, виснажує екосистеми, що призводить до масової загибелі флори і фауни та створює несприятливі умови для

5. Структура біосфери

особливістю біосфери є її злитність з іншими геосферами

Атмосферою є зовнішня оболонкою Землі сягає в космічний простір 3000 км. Є "буфе - ром" між Космосом і поверхнею планети, неї відбувається фотосинтез і головні процеси біосфери.

Гідросферою є водяна сфера планети основа існування життя на Землі.

Використовується для пиття, та для забезпечення санітарно- гігієнічних та господарсько- побутових потреб.

Літосферою є зовнішньою твердою оболонкою Землі, яка включає всю земну кору з частиною верхньої Мантії Землі. Під впливом діяльності рослин, тварин і мікроорганізмів виникли грунти, які є цінним родючим субстрактом. Основна маса організмів і мікроорганізмів зосереджена в порівняно невеликому прошарку – біострумі.

Біосфера За В.І.Вернадським сформована з:

• Жива речовина (організми різних видів)

• Біогенна речовина, продукт життєдіяльності організмів (кам’яне вугілля)

• Нежива (косна) організми не брали участі

• Біокосна речовина є сформована неживою та косною речовинами (грунт)

• Радіоактивна нечовина

• Космічна речовина (метеорити)

Унікальна роль живої речовини в біосфері полягає в її високій біохімічній активності. Жива речовина атмосферних організмів здійснює поглинання сонячної енергії та її перетворення в енергію хімічних зв"язків.

Екосистема являє собою сукупн взаємозв"язків та взаємодію з навколишнім середовищем.

Глобальною екосистемою є біосфера нашої планети: організми і фактори неживої природи.

6. Склад і функціонування біосфери.

Живий світ Землі, її біосфера складається з організмів

Продуценти або автотрофи - це організми, що синтезують органічну речовину за рахунок утил іза ції сонячної енергії, води, вуглекислого газу та мінеральних солей. 350000 видів керують неживою частиною біосфери, її неживою речовиною.

Консументи або гетеротрофи - організми, що одержують енергію за рахунок харчування автотрофами чи інши ми консументами, тоб­то за рахунок спожи вання органічної речо вини, синтезованої іншими організмами - рослинами чи твари нами. До них належать: рослиноїдні тварини, а також хижі рослини та гриби. Кільк. 1,5 млн.

Редуценти - мікроорганізми, що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук: води, вуглекислого газу, мінеральних солей. Є -75000 видів.

Вся ця величезна кількість живих істот знаходиться в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою й живою речовиною.

Втручання людини в процесі діяльності в біосферні зв"язки, про значення яких вона здебільшого не мас правильного уявлення, часто приводить до небажаних наслідків.

Наприклад, у тридцяті роки в Норвегії було вирішено винищити хижих птахів (полярних сов і яструбів), що зменшують чисельність промислового птаха - полярної куріпки. Оголошені пільги та премії спричинили повсюдний відстріл мисливцями хижих птахів. Після цієї акції серед куріпок спалахнула епідемія, що майже повністю знищила їх популяцію.

Виявилося, що сови та яструби виконували роль санітарів, які поїдали в першу чергу хворих, ослаблених куріпок і таким чином запобігали поширенню епідемії.

Біосферні зв"язки складалися протягом тривалого часу. Тому непривабливою виглядає картина осіннього лісу після того, як пройшли грибники. Разом з "корисними" опеньками, маслюками та лисичками в лісах росте багато "шкідливих" мухоморів та поганок, яскраві шляпки яких розтоптані. А мухомори та поганки є необхідною ланкою в екосистемі лісу, їх піцелій розкладає ті органічні рештки, якими не харчуються інші гриби. Отже, вони роблять свій вклад у діяльність організмів, що підтримують рівновагу екосистеми лісу.

Система зв"язків у біосфері надзвичайно складна і ще повністю не розшифрована. Найголовнішою ланкою управління є - переважно енергія Сонця, другорядною - енергія внутрішнього тепла Землі й радіоактивного розпаду елементів.

Рівновага в природі

Енергетичні зв’язки

Біосфера гігантський суперорганпізм у якому автоматично підтримується гомеостаз, динамічна сталість внутрішнього середовища та стійкість основних функцій.

В кожному біоценозі, тобто сукупності організмів, що населяють певну ділянку суші або водойми, е керуюча і керована підсистеми.

Роль керуючої підсистеми виконують консументи які поїдаючи зайву біомасу, не дають можливості рослинам занадто розростатися. За травоїдними пильно "стежать" хижаки, запобігаючи їх надмірному розмноженню і знищенню рослинності.

Керуючою підсистемою для хижаків є хижаки другого роду та паразити, якими "керують" надпаразити і т.д Тому на Землі існує багато видів тварин. Серед них немає "зайвих" чи "шкідливих" такі епітети дає їм людина.

Особливістю біосферних зв"язків є й те, що керуюча і керована підсистеми в ній часто міняються місцями. Так, знищення кількості рослинного корму спричиняє зниження чисельності хижаків і паразитів через механізм зворотного зв"язку.

Інформаційні зв’язки

Живі істоти Землі освоїли всі види інформації —зорову, звукову, хімічну, електромагнітну.

Інформативні сигнали містять важливі відомості в закодованій формі. Вони розшифровуються (здебільшого автоматично) та враховуються живими організмами. Прикладом інформаційних звязків у біосфері може бути явище зниження інтенсивності розмноження тварин у разі надмірної щільності популяції.

Самець метелика тутового шовко пряда відчуває присутність самки на відстані 2 км. Тут має місце пере дача електро магні тних сигналів тим, кого це стосується.

Досліди свідчать, що зменшення потомства чи зниження яйценосності в птахів відбувається внаслідок "перенаселення". Можливо, саме штучне забрудненням інформаційного середовища, яке спричиняє діяльність людини, слід пояснювати загадкові випадки масового "самогубства" китів, що викидаються на сушу?

Положення, розроблене В.Вернадським:

• біосфера Землі сформувалася з самого початку, як складна система з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконував свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати, тобто стійкість її існування була відразу започаткована її складністю.

• біосфера — це стійка динамічна система, рівновага якої встановилася в основних своїх рисах й незмінно діє протягом 1,5-2 млрд. років. Всі функції живих організмів у біосфері (окисні й відновні процеси, концентрація хімічних елементів, утворення газів тощо) не можуть виконуватись організмами якогось одного виду, а лише їх комплексом, млрд. років"

• стійкість біосфери за цей час виявляється в сталості її загальної маси живої речовини, енергії, зв’язаної з живою речовиною і середнього хімічного складу всього живого. Стійкість біосфери В.Вернадський пов’язував з тією обставиною, що функції життя в біосфері - біогеохімічні функції - незмінні протягом геологічного часу й жодна з них не з'явилася заново з перебігом часу".

В.Вернадському належить відкриття основного Закону біосфери:

"Кількість живої речовини є планетною константою з часів архезойської ери, тобто за весь геологічний час". Протягом цього періоду живий світ морфологічно змінився невпізнанно, але такі зміни суттєво не вплинули ні на кількість живої речовини, ні на її середній валовий склад. В складній організованості біосфери в межах живої речовини відбувались лише перегрупування хімічних елементів, а не докорінні зміни їх складу й кількості.