Надо Знать

добавить знаний



Биосфера



План:


Введение

Продукция биомассы фотоавтотрофамы материков и океанов. SeaWiFS Project, NASA / Goddard Space Flight Center and ORBIMAGE

Биосфера ( дав.-гр. βιος - Жизнь и σφαῖρα - Шар) - естественная подсистема географической оболочки, которая представляет собой глобальную планетарную экосистему (населена живыми организмами). Масса биосферы - около 0,05% массы Земли.

Биосферы на других планетах, кроме Земли, неизвестны. Считается, что бактериальные биосферы или подобные могут существовать на Марсе, Венере, Европе, Титане и вероятно других малых планетах.


1. История

Первые представления о биосфере как "область жизни" и внешнюю оболочку Земли относятся Ж.-Б.Ламарку. Термин "биосфера" впервые применил австрийский геолог Е.Зюс ( 1875), называя им отдельную оболочку Земли, наполненную жизнью. Подробно учение о биосфере разработал В.И.Вернадский. В его научных трудах термин "биосфера" впервые появился в 1911 pоци. В 1926 pоци он издал книгу "Биосфера", в которой изложил учение о биосфере как особую сферу Земли, включающая сферу распространения живого вещества.


2. Структура биосферы

Биосфера охватывает нижние слои атмосферы до высоты около 11 км, всю гидросферу и верхний слой литосферы до глубины 3-11 км на суше и 0,5-1,0 км под дном океана. Толщина биосферы на полюсах Земли около 10 км, на экваторе - 28 км [1].

Атмосфера Земли - наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: азот - N 2 (78%), кислород - O 2 (21%), аргон - Ar (1%), углекислый газ - CO 2 (0,03%) [1].

Гидросфера - водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг / л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы кроме собственно воды: ионы натрия - Na +, магния - Mg 2 +, кальция Ca 2 +, хлора - Cl -, сера - S, углерод - C. Важнейшая роль в жизни живых организмов принадлежит таким элементам, как азот - N, фосфор - P, калий - K, магний - Mg и сера - S, которые усваиваются ими. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана [1].

Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой грунт. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Педосфера - почвенная оболочка планеты, полностью пропитана живыми организмами и состоит из продуктов их жизнедеятельности. Преобладающие элементы химического состава литосферы: кислород - O, кремний - Si, алюминий - Al, железо - Fe, кальций - Ca, магний - Mg, натрий - Na, калий - K [1].


3. Уровни организации живой материи

  • Молекулярно-генетический уровень. Элементарная единица этого уровня - ген - фрагмент молекулы ДНК, в котором записана информация о первичной структуре одной белковой молекулы. Элементарное явление заключается в процессе редупликации ДНК. Жизненный субстрат для всех живых организмов - примерно 20 различных аминокислот и 5 различных азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот. Энергия запасается в молекулах АТФ.
  • Клеточный уровень. Клетка - элементарная единица этого уровня. Элементарное явление проявляется в реакциях клеточного метаболизма, составляющие основу потоков веществ, энергии, информации. Благодаря деятельности клетки вещества, поступающие извне, превращаются в субстраты и энергию, которые используются в процессе биосинтеза белков и других соединений, нужных организму.
  • Организменный уровень. Уровень организма (организменный). Элементарная единица этого уровня - особь в ее развитии от момента зарождения до прекращения существования в качестве живой системы. Закономерные изменения организма в индивидуальном развитии составляют элементарное явление данного уровня. Эти изменения обеспечивают рост организма, дифференциацию его частей и одновременно интеграцию развития в единое целое. В процессе онтогенеза в определенных условиях внешней среды происходит воплощение наследственной информации.
  • Популяционно-видовой уровень. Популяция - элементарная единица этого уровня. Популяция - это совокупность особей одного вида, заселяющих один ареал течение длительного времени и относительно обособленные от других популяций этого же вида. Объединение особей в популяцию происходит благодаря общности генофонда, используемого в процессе полового размножения для создания генотипов особей последующих поколений.
  • Экосистемный уровень. Элементарная единица этого уровня - экосистема (совокупность популяций разных видов, которые заселяют территорию с определенными абиотическими показателями и связаны между собой и окружающей средой обменом веществ, энергии и информации). Экосистемы объединены на планете в единый комплекс - биосферу.

4. Взаимодействие с другими оболочками

Деятельность живых организмов сказывается на всех оболочках Земли:


5. Уровни организации биосферы

6. Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере

  1. Целостность биосферы определяется самоузгодженисттю всех процессов в биосфере, ограниченных физическими константами, уровнем радиации и др..
  2. Земные законы движения атомов, превращения энергии является отражением гармонии космоса, обеспечивая гармонию и организованность биосферы. Солнце как основной источник энергии биосферы регулирует жизненные процессы на Земле.
  3. Живое вещество биосферы из древнейших геологических времен активно трансформирует солнечную энергию в энергию химических связей сложных органических веществ. При этом сущность живого постоянная, изменяются только формы существования живого вещества. Сама живое вещество не является случайным созданием, а является результатом преобразования солнечной световой энергии в настоящую энергию Земли.
  4. Чем мельче организмы, тем с большей скоростью они размножаются. Скорость размножения зависит от плотности живого вещества. Растекания жизни - результат проявления ее геохимической энергии.
  5. Автотрофные организмы получают все необходимые для жизни вещества из окружающей косной материи. Для жизни гетеротрофов необходимые готовые органические соединения. Распространение фотосинтезирующих организмов (автотрофов) ограничивается возможностью проникновения солнечной энергии.
  6. Активная трансформация живым веществом космической энергии сопровождается стремлением к максимальной экспансии, стремлением к заполнение всего возможного пространства. Этот процесс В.И. Вернадский назвал "давлением жизни".
  7. Формами нахождения химических элементов являются горные породы, минералы, магма, рассеянные элементы и живое вещество. В земной коре происходят постоянные превращения веществ, круговорот, движение атомов и молекул.
  8. Распространения жизни на нашей планете определяется полем устойчивости зеленых растений. Максимальное поле жизни ограничивается крайними пределами выживание, которое зависит от устойчивости химических соединений, составляющих живое вещество, к определенным условиям среды.
  9. Количество живого вещества в биосфере постоянная и соответствует количеству газов в атмосфере, прежде всего кислорода.
  10. Любая система достигает устойчивого равновесия, при котором свободная энергия системы приближается к нулю.

Примечания

  1. а б в г (Рус.) Аллен Р. Д. Наука о жизни. - М., 1981.

Литература

  1. (Рус.) Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере / / Успехи современной биологии. - 1944, № 18, с. 113-120.
  2. (Рус.) Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и Ее окружения - М.: Наука, 2001.

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам