49. Понятие биосферы

биосфера представляет собой единство объектов живой и нежи¬вой природы, вовлеченных в сферу жизни. Два основных компо¬нента биосферы — живые организмы и среда их обитания — не-прерывно взаимодействуют и влияют друг на друга. Как мы рас¬сматривали в гл. 14, воздействие биотических (живых) факторов на абиогенные условия в значительной мере изменяет физиче¬ское, химическое и геологическое состояния нашей планеты. Именно поэтому биосферу нельзя рассматривать отдельно от не¬живой природы, а только в единой совокупности со средой оби¬тания живых организмов — гидросферой, атмосферой и верхней частью литосферы, которые обеспечивают их необходимыми компонентами жизни — водой, кислородом, минеральными ве-ществами и микроорганизмами. Можно даже сказать, что окру¬жающая среда выступает неким регулятором жизненных процес¬сов, причем не только в поставке необходимых веществ и кон-тактном взаимодействии, но и во влиянии совокупности полей различной природы, обладающих энергетическими и информа¬ционными характеристиками.

Таким образом, биосфера — это вся совокупность связанных между собой биологическим круговоротом веществ и энергий биогеоценозов на поверхности Земли. С этим круговоротом связана миграция атомов химических элементов — их биогеохи¬мические циклы, в ходе которых атомы большинства химиче¬ских элементов проходят бесчисленное число раз через живое вещество. Так, например, весь кислород атмосферы совершает кругооборот в природе через живое вещество за 2000 лет, угле¬кислый газ — за 200—300 лет, а вся вода биосферы за 2 млн лет. Разные организмы в разной степени способны аккумулировать из среды обитания различные элементы: содержание углерода в растениях в 200 раз, азота — в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Состав, структура и энергетика биосферы опреде¬ляются совокупной деятельностью живых организмов. В раз¬личных природных условиях биосфера принимает вид относи¬тельно независимых комплексов — биогеоценозов. Биосфера распространена неравномерно по земной поверхности, верхняя ее граница — 25—30 км, нижняя (в земной коре) — до 2—3 км, в воде — до 3—10 км

50. Роль энергии в эволюции

Основным естественным внешним источником энергии, ис¬пользуемой для поддержания жизни, является энергия излуче¬ния Солнца. Однако биосфера получает лишь небольшую часть всей солнечной энергии, поступающей на Землю. Ультрафиоле¬товая часть солнечного спектра, составляющая около 30% всей этой энергии, практически полностью задерживается озоновым слоем атмосферы. Половина достигающей Земли энергии пре¬вращается в тепло и затем рассеивается в космическое простран¬ство. Около 20% энергии Солнца расходуется на испарение воды с огромных пространств океанов и морей и образование облаков в атмосфере Земли, и лишь около 0,02% используется биосфе¬рой (рис. 16.1).

Зеленые растения усваивают эту энергию непосредственно, поглощая молекулы хлорофилла в процессе фотосинтеза, преоб¬разуют ее и запасают в виде энергии химической связи различ¬ных соединений в объектах живой природы. Это основной пер¬вичный процесс усваивания энергии Солнца, и от него зависит все существование биосферы. Животные, поедая растения, а хищники — травоядных животных, получают эту энергию, сжи¬гая сахара, другие биологические накопители энергии и питательные вещества с использованием кислорода. Сама переработ¬ка пищи в организме также сопровождается выделением энергии, часть ее запасается в форме энергии химических связей и затем может быть использована для совершения работы. Та¬ким образом, животные не получают нужную им энергию непо¬средственно от Солнца.

Удовлетворение в целом энергетических потребностей живых организмов осуществляется в условиях равновесия, которое воз¬никает между организмами в рамках возникающих экосистем.