Vi är alla en del av ett levande skal - biosfären. Detta är ett unikt ekosystem, inte bara för vår planet, utan för galaxen som helhet. Naturligtvis har nyare studier bekräftat att organiska ämnen har hittats på Mars och på olika asteroider, men en sådan mängd olika livsformer är unika för jorden. Om du är redo att vidga dina vyer lite och gå bortom skolans läroplan, är det dags att prata mer i detalj om biosfärens egenskaper, dess struktur och huvudfunktioner.
Begreppet biosfären och dess väsen
Biosfären är ett villkorligt skal av jorden som bebos av levande organismer. Varför villkorlig? Faktum är att andra skal på planeten (mark, vatten och luft) ramar in planeten med ett kontinuerligt lager. Först kommer jorden och havsskorpan (litosfären), sedan hydrosfären (den förenar alla vattenkroppar), efter - atmosfären(lufthöljet passerar smidigt ut i rymden). Det är svårt att föreställa sig biosfären som ett specifikt lager, eftersom levande organismer är jämnt fördelade över hela jordens yta och kan leva i alla tre elementen.
Biosfärens väsentliga egenskaper går tillbaka till antiken, men det är ändå det "yngsta" skalet på vår planet. Livet på jorden uppstod relativt nyligen, för bara 3,8 miljarder år sedan, vilket, jämfört med planetens ålder, bara är en bagatell. Det finns två koncept för biosfären:
- Den första definierar skalet som helheten av allt organiskt material på planeten. Det var det som låg till grund för termen, som används än i dag.
- Det andra konceptet föreslogs av V. I. Vernadsky, han trodde att biosfären är en oskiljaktig enhet och interaktion mellan livlig och livlös natur, i den breda meningen av dessa definitioner.
Men biosfärens huvudsakliga egenskaper bestäms exakt av dess organiska komponent. Detta är trots allt dess grundläggande skillnad från andra skal på jorden.
Läran om biosfären och ursprunget till termen
Konceptet med ett levande skal föreslogs på 1800-talet. Jean-Baptiste Lamarck gav en kort beskrivning av biosfären, medan det officiella namnet inte ens existerade ännu. År 1875 myntade den österrikiske paleontologen och geologen Eduard Suess för första gången termen "biosfär", som fortfarande används idag.
Den sovjetiske filosofen och biogeokemisten V. I. Vernadsky gjorde ett enormt bidrag till studiet av allt liv på jorden, han blev känd tack vare skapandet av en holistisk doktrin om biosfären. PÅi hans skrifter fungerar levande organismer som en kraftfull kraft som kontinuerligt deltar i omvandlingen av planeten Jorden.
Begränsningar för levande organismer
Allmän beskrivning av biosfären börjar med en beskrivning av de gränser inom vilka levande organismer kan leva. Vissa av dem är ganska sega och tål även de mest kritiska förhållanden.
Boundaries of the biosphere:
- Övre gräns. Det bestäms av atmosfären, och specifikt jordens ozonskikt, det är cirka 15-20 kilometer. Ju närmare ekvatorn, desto kraftfullare är planetens skyddande skärm. Ovanför ozonskiktet är livet helt enkelt omöjligt, eftersom ultraviolett strålning är oförenlig med den vitala aktiviteten hos organismceller. Dessutom minskar mängden syre avsevärt med höjden, och detta är också skadligt för levande varelser.
- Nedre gräns. Bestämt av litosfären överstiger det maximala möjliga djupet inte 3,5 - 7,5 kilometer. Allt beror på den kritiska ökningen i temperatur vid vilken denaturering av proteinstrukturer sker. De flesta av de levande organismerna är dock koncentrerade på ett djup av bara några meter, detta är rotsystemet av växter, svampar, mikroorganismer, insekter och djur som lever i hål.
- Gränser i hydrosfären. Levande organismer kan existera i absolut vilken del av havet som helst: från vattenytan (plankton, alger) till botten av djuphavsgravar. Forskare har till exempel bevisat att liv existerar även i Mariangraven på ett djup av 11 kilometer.
Live-skalstruktur
Biosfärens huvudsakliga egenskaper inkluderardess struktur. Vernadsky pekade ut flera typer av ämnen som utgör det levande skalet. Dessutom kan de ha både organiskt och oorganiskt ursprung:
- Levande substans. Detta inkluderar allt som har en cellstruktur. Massan av levande materia i biosfärens struktur är dock liten och uppgår till bokstavligen en miljondel av hela skalet. Det som kännetecknar biosfärens levande materia är att det är den viktigaste delen av vår planet. När allt kommer omkring är det levande organismer som ständigt påverkar jordens utseende och ändrar strukturen på dess yta.
- Biogent ämne. Dessa är strukturer som skapas och bearbetas av levande organismer. Överraskande nog har levande varelser i miljontals år passerat genom sina organsystem nästan hela världshavet, en enorm mängd atmosfäriska gaser och en stor massa mineraler. Dessa processer producerar mineraler av organiskt ursprung, såsom olja, karbonatstenar och kol.
- Inert substans. Dessa är produkter av livlös natur, som bildades utan direkt deltagande av levande organismer. Detta inkluderar stenar, mineraler och den oorganiska delen av jorden.
- Bio-inert substans. Vi minns att levande organismer ständigt påverkar planeten. Som ett resultat bildas ämnen som är produkter av sönderfall och förstörelse av inerta strukturer. Denna grupp inkluderar jord, vittringsskorpa och sedimentära bergarter av organiskt ursprung.
- Biosfärens struktur kan också innehålla ämnen som finns itillstånd av radioaktivt sönderfall.
- Atomer är en separat grupp, som kontinuerligt skapas i joniseringsprocessen under inverkan av kosmisk strålning.
- Nyligen har ämnen av utomjordiskt (kosmiskt) ursprung inkluderats i biosfärens struktur.
Levande materia i andra skal på jorden
Om vi uppehåller oss i detalj vid biosfärens egenskaper och sammansättning, kan man inte annat än överväga egenskaperna hos levande organismers vitala aktivitet i andra skal på planeten:
Aerosphere. Levande organismer kan inte suspenderas i atmosfärens skikt, mikroskopiska vattendroppar tjänar som ett substrat för aerobionternas liv, och solaktivitet och aerosoler fungerar som en källa till outtömlig energi. Organismer som lever i atmosfären delas in i tre grupper. Trobobionts - är aktiva i rymden från trädtopparna till cumulusmoln. Altobionter är organismer som kan överleva i tomma luften. Parabioner - faller av misstag in i de högsta lagren av atmosfären. På den här höjden förlorar de sin förmåga att fortplanta sig och deras livscykel reduceras avsevärt
Geobiosfär. Jordskorpan fungerar som substrat och livsmiljö för geobioter. Detta skal innehåller också flera nivåer där specifika livsformer lever. Terrabionter är organismer som lever direkt på landytan. I sin tur är terrabiosfären uppdelad i flera skal: fytosfären (zonen från trädtopparna tilljordens yta) och ipedosfären (jordskiktet och vittringsskorpan). Eolisk zon - områden på hög höjd, till vilka livet är omöjligt även för högre växter. Eolobionts är typiska representanter för denna zon. Lithobiosphere - djupa lager av jordskorpan. Denna zon är uppdelad i hypoterrabiosfären (en plats där aeroba (syrekrävande) livsformer kan leva) och tellurobiosfären (endast anaeroba (syrefria) organismer kan överleva här). Dessutom kan litobionter finnas i lithobiosfären, som lever i grundvatten och bergporer
Hydrobiosfär. Detta område täcker alla vattenförekomster (förutom grundvatten och luftfuktighet) på vår planet, inklusive glaciärer. Invånarna i haven och oceanerna kallas hydrobionter, som i sin tur är indelade i: Aquabionts - invånare i kontinentala vatten. Marinobionter är levande organismer i haven och oceanerna. Tre nivåer av liv urskiljs i vattenpelaren, beroende på mängden solljus som tränger in i: Fotosfären är den mest upplysta zonen. Disfotosfären är alltid skymningsområdet i havet (högst 1 % av solinstrålningen). Aphotosphere - en zon av absolut mörker
Från tundra till tropiska skogar. Klassificering av planetbiomer
Biosfärens egenskaper är oupplösligt kopplade till begreppet biom. Denna term avser stora biologiska system som har en viss dominerande typ av vegetation eller specifika landskapsdrag. Det är nio tot alt. Nedan följer en kort beskrivning av det huvudsakligabiomer biosfär:
- Tundra. En stor trädlös vidd som upptar de norra delarna av Eurasien och Nordamerika. Vegetationen i denna zon är inte rik, främst lavar, säsongsbetonade gräs och mossor. Faunan är mer mångfaldig, särskilt under årets varma månader, då flyttsäsongen för många fågel- och djurarter börjar.
- Taiga. Den huvudsakliga vegetationstypen i detta område är barrskogar. Biomen upptar cirka 11 % av hela landytan. Trots de svåra väderförhållandena har taigan en extremt mångsidig flora och fauna.
- Beslutade skogar. ligger i den tempererade zonen. Klimatets årstidsvariation och en tillräcklig mängd fukt möjliggjorde utvecklingen av en viss typ av vegetation i denna biom. Dessa är främst bredbladiga trädarter. Dessutom är dessa skogar hem för många däggdjur, fåglar och svampar, för att inte tala om insekter och mikroorganismer.
- Stäpper. Denna biom representeras av de asiatiska stäpperna och de klassiska prärierna i Nordamerika. Oftast är det trädlösa öppna ytor, eftersom ett betydande fuktunderskott påverkar. Men djurvärlden är fortfarande mångfaldig.
- Medelhavszon. Området runt havet med samma namn kännetecknas av varma och ganska torra somrar och mycket behagliga svala vintrar. Typisk växtlighet representeras av hårdlövade skogar, taggiga buskar och gräs.
- Öknar. Tyvärr är mer än 30 % av marken ockuperad av områden som inte alls är gynnsamma för bosättning av levande organismer. Ökenzoner finns längs medi hela Afrika och Australien, i Sydamerika, såväl som i söder, sydväst och i Eurasiens centrum. Floran och faunan i dessa regioner är ganska knapp.
- Savanner. Denna biom är en öppen plats som är helt täckt av gräs och enstaka träd. Trots att det är ganska fattiga jordar är faunan i denna zon slående i sin mångfald. Savannahs är karakteristiska för Afrika, Sydamerika och Australien.
- Prickiga (tropiska) skogsmarker. Denna zon kännetecknas av bisarra former av taggiga buskar och hundraåriga träd - baobab. På grund av den ojämna fördelningen av nederbörd är växtligheten i denna biom ganska sparsam. Tropiska skogsmarker finns i sydvästra Asien och Afrika.
Tropiska skogar. Detta är det våtaste området på vår planet. Vegetationen i denna biom är slående i sin skala och mångfald. Bredlövade regnskogar ligger i bassängerna för stora floder som strömmar, som Amazonas, Orinoco, Niger, Zambezi, Kongo. De täcker också halvöarna och skärgårdarna i Sydostasien
Grundläggande funktioner för ett levande skal i naturen
Det är dags att överväga biosfärens huvudfunktioner och deras egenskaper:
- Energi. Denna funktion utförs av växter som deltar i processen för fotosyntes. Genom att ackumulera solenergi fördelar de den antingen mellan andra komponenter i det levande skalet eller samlar den i döda organiska partiklar. Så här ser brännbara mineraler (kol, torv, olja) ut.
- Gas. Levande organismer är involverade i det pågående gasutbytet.
- Koncentration. Vissa livsformer har förmågan att selektivt ackumulera biogena element från den yttre miljön. Därefter kan de tjäna som en källa till dessa ämnen.
- Destruktivt. Levande organismer påverkar hela tiden miljön, sönderfaller och bearbetar dess yta. Det är så inert och bio-inert materia bildas.
- Miljöbildande. Biosfären upprätthåller en balans mellan gynnsamma och ogynnsamma miljöförhållanden, som är nödvändiga för organismers fulla liv.
Biosfärens egenskaper
Eftersom det levande skalet är ett mycket komplext system, kan biosfärens egenskaper inte klara sig utan de grundläggande egenskaperna som bestämmer dess specificitet:
- Centralisering. Alla processer i det levande skalet är koncentrerade kring levande organismer, de intar en central plats i läran om biosfären.
- Öppenhet. Biosfären kan bara existera på grund av energi utifrån, i det här fallet är det solaktivitet.
- Självjustering. Biosfären är en "holistisk organism", som likt en levande varelse har förmågan till homeostas.
- Mångfald. Ett stort antal djur, växter, mikroorganismer och svampar lever på jorden.
- Säkerställa cirkulation av ämnen. Det är på grund av levande organismer som fotosyntes och cirkulation av ämnen utförs. I biosfärens egenskaper upptar dessa två processer en av huvudplatserna.
Evolution och historiautveckling av jordens levande skal
Om vi karakteriserar biosfären ur evolutionens synvinkel kan vi säga att detta är det enda skalet som kontinuerligt utvecklas och förbättras. Allt handlar om levande materia, det är den som ständigt utvecklas. Den oorganiska delen av det levande skalet har inte förmågan att utvecklas. Om vi pratar om biosfärens egenskaper i framtiden, så är allt lite mer komplicerat. Skalet blir mer och mer instabilt, och det är mycket svårt att förutse den fortsatta utvecklingen.
Artificiell biosfär
En person kan inte existera utanför ett levande skal, det är mycket svårt att återskapa allt som den kan ge oss. Biosfärens egenskaper är så unika att mänskligheten fortfarande inte helt kan återskapa sina förhållanden i en konstgjord miljö. Vetenskapen står dock inte stilla och kanske i framtiden kommer forskare att nå viss framgång i denna riktning.
