22.Основні фізико-хімічні особливості середовища існування живих організмів.

Біосфера - область існування живих організмів на Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери, літосфери. Біосфера включає верхню частину літосфери, всю гідросферу і нижню частину атмосфери - тропосферу. Нижня межа життя проходить по літосфері на глибині 2 - 3 км, верхня - на висоті 20 - 22 км. Межі біосфери зумовлюються цілою низкою факторів. Важливою причиною нерівномірного розміщення живих організмів в атмосфері є наявність сил гравітації та космічне випромінювання. Існуванню живих організмів на великих глибинах літосфери заважає висока температура земних надр. У гідросфері живі організми зустрічаються на максимальній глибині.

Центральною ланкою біосфери виступають живі організми, включаючи людину. Перші уявлення про біосферу як „зону життя” належать французькому натуралісту Ж. Б. Ламарку (1802). Термін „біосфера” вперше запропонував у 1875 році австрійський геолог Е. Зюсс. Науково обґрунтував учення про біосферу в 1926 році український вчений В.І. Вернадський. Він довів, що живі організми мають вирішальний вплив на всі геологічні процеси, які формують обличчя Землі. Саме життєдіяльністю живих організмів зумовлюється хімічний склад атмосфери, концентрація солей у гідросфері, утворення і руйнування гірських порід. Живі організми не тільки пристосовуються до умов зовнішнього середовища, а й активно їх змінюють.

Згідно із законом фізико-хімічної єдності живої речовини, уся жива речовина має єдину фізико-хімічну природу. На основі узагальнення досліджень природничих наук В. І. Вернадський дійшов висновку, що в біосфері „встановилася рівновага в основних своїх рисах... з археозою і незмінно діє впродовж 1,5 - 2 млрд. років”. Стійкість біосфери за цей час виявляється в сталості загальної маси (1019 т.), енергії, зв'язаної живою речовиною (4,21*1018 кДж) і середнього хімічного складу всього живого.

Властивості живої речовини:здатність швидко освоювати весь вільний простір;рух (пасивний та активний);стійкість за життя і швидке розкладання після смерті (включення в колообіги);висока здатність пристосовуватися до різних умов життя;велика швидкість перебігу реакцій;висока швидкість оновлення живої речовини.

23. Особливості грунту як cередовища життя

Грунтовий покрив являє собою самостійну складну специфічну біологічну оболонку земної кулі, що огортає сушу материків і мілководдя морів та озер. Педосфера (грунтовий покрив) знаходиться в безперервній взаємодії з іншими оболонками планети, бере участь у складних процесах обміну й перетворення енергії й речовини на земній кулі та відіграє велику загально-планетарну (глобальну) роль. Грунт виконує глобальні та соціально-економічні функції. Ось найголовнішіглобальні функції грунту:  1) забезпечення життя на Землі. Грунт – це наслідок життя й одночасно умова його існування. Грунт – середовище й умова існування рослинності, тварин і мікроорганізмів. Він забезпечує потреби вищих рослин у живленні, створює таким чином ту біомасу, яка використовується тваринами, мікроорганізмами, людиною;  2) забезпечення постійної взаємодії великого геологічного та малого біологічного кругообігу (циклів) речовин на земній поверхні.  Потрапляючи на поверхню землі, первинні гірські породи вивітрюються, у верхній частині кори вивітрювання формуються грунти, акумулюючи елементи живлення живих організмів. Вони захоплюються з грунту рослинами і через ряд трофічних циклів повертаються назад у грунт, що і є малим біологічним кругообігом речовин. З грунту елементи частково виносяться опадами в гідрографічну сітку, у Світовий океан, де дають початок утворення нових осадових порід, які можуть або вийти знову на поверхню, або метаморфізуватись. Це і є великий геологічний кругообіг;  3) регулювання хімічного складу атмосфери й гідросфери.  Грунтовий покрив отримує атмосферну вологу й через випаровування та транспірацію віддає її в атмосферу. Водні властивості грунту визначають у великій мірі процеси руху води, її стік і випаровування. Поверхневий стік і грунтові води є основними джерелами живлення рік, морів, океанів. З водою в них надходять мінеральні та гумусові речовини. Отже, хімізм рік пов'язаний з хімізмом грунтового покриву;  4) регулювання біосферних процесів, зокрема щільності життя на Землі, шляхом динамічного відновлення грунтової родючості;  5) акумуляція активної органічної речовини й пов'язаної з нею хімічної енергії на земній поверхні. Грунтовий покрив є важливою умовою фотосинтетичної діяльності рослин, які акумулюють колосальну кількість сонячної енергії, зв'язаної у масі рослинної органічної речовини

Виконуючи соціально-економічну функцію, визначне місце і роль займає грунт у житті й діяльності людини. Грунт (земля) в сільському господарстві виступає як основний засіб виробництва. Даний засіб відрізняється від промислових (трактори, машини, комбайни, плуги, споруди, будівлі тощо), по-перше, своєю обмеженістю. Це зобов'язує селянина зберігати і постійно поліпшувати його як засіб сільськогосподарського виробництва, що досягається завдяки другій особливості грунту (землі) – його незношуваності. Всі промислові засоби виробництва в міру їх використання зношуються і замінюються новими, на відміну від грунту, який за умов правильного використання поліпшується, тобто систематично відтворює та підвищує родючість.  Грунт – основний засіб і об'єкт праці в сільськогосподарському виробництві, а його розподіл є причиною гострих соціальних конфліктів. Землеробство та інші галузі сільського господарства прямо чи опосередковано базуються на використанні потенційних можливостей грунтової родючості і впливають на суть сучасних грунтових процесів. Розвиток сільського господарства потребує правильного обліку особливостей грунтового покриву при розміщенні й плануванні його галузей, при виборі й розміщенні культурних рослин, агротехніки, використання добрив тощо. Наприклад, багато культур не виносять високої кислотності грунтів (пшениця, кукурудза, конюшина), надлишку СаСО3 (чай, цитрусові), віддають перевагу слабкому засоленню (буряк) тощо. Тому важливе раціональне використання та охорона грунтів. Крім того, це питання земельної власності, земельного законодавства, земельного права, економічної оцінки землі. Важливе значення має грунтовий покрив у геологічній службі, оскільки виникнувши з появою життя, грунт відіграв важливу роль в історії земної кори, особливо у формуванні осадових гірських порід і тих корисних копалин, які з ними пов'язані. Так, райони утворення ряду родовищ залізо- й марганцевих руд пов'язані зі стародавніми болотними процесами, бокситів – із тропічним грунтоутворенням тощо. Знаючи закони грунтоутворення й роль тих чи інших елементів у грунтових процесах, можливо передбачити райони їх концентрації. Грунти володіють різноманітними інженерно-геологічними властивостями. Довговічність різних конструкцій, фундаментів, стін залежить від хімічного складу грунтових вод, реакції грунту зі спорудами, дорогами, аеродромами. З грунтовими умовами й фізико-географічною обстановкою пов'язаний ряд захворювань (ендемічних). Надлишок або нестача деяких хімічних сполук у грунтах позначаються через грунтові води, продукти живлення, корм тварин і продукти харчування людини. Наприклад, райони вилугуваних кислих грунтів бідні кальцієм, кобальтом, нікелем, йодом, тому тут створюються передумови для уровської хвороби (ненормальне формування скелету, потворність), рахіт виникає при відсутності кальцію, зоб – йоду і т.п. Мікроорганізми з грунту використовуються для виготовлення цінних лікарських препаратів, у т.ч. й антибіотиків (стрептоміцин, пеніцилін тощо).

Грунт є результатом діяльності живих організмів. Які заселяли наземно-повітряне середовище організми приводили до вознікнвенію грунту як унікальної середовища проживання. Грунт являє собою складну систему, що включає тверду фазу (мінеральні частки), рідку фазу (грунтова волога) і газоподібну фазу. Співвідношення цих трьох фаз і визначає особливості грунту як середовища життя.

Важливою особливістю грунту є також наявність певної кількості органічної речовини. Воно утворюється в результаті відмирання організмів і входить до складу їх екскретів (виділень).

Умови грунтової середовища проживання визначають такі властивості грунту як її аерація (то є насиченість повітрям), вологість (присутність вологи), теплоємність і термічний режим (добовий, сезон, разногодічний хід температур). Термічний режим, у порівнянні з наземно-повітряним середовищем, більш консервативний, особливо на великій глибині. У цілому, грунт відрізняється досить стійкими умовами життя.

Вертикальні відмінності характерні і для інших властивостей грунту, наприклад, проникнення світла, естетсвенно, залежить від глибини.

Багато авторів відзначають проміжність положення грунтового середовища життя між водної та наземно-повітряної середовищами. У грунті можливо проживання організмів, що володіють як водним, так і повітряним типом дихання. Вертикальний градієнт проникнення світла в грунті ще більш виражений, ніж у воді. Мікроорганізми зустрічаються по всій товщі грунту, а рослини (в першу чергу, кореневі системи) пов'язані з зовнішніми горизонтами.

Для грунтових організмів характерні специфічні органи і типи руху (що риє кінцівки у ссавців; здатність до зміни товщини тіла; наявність спеціалізованих головних капсул у деяких видів); форми тіла (округла, вольковатая, червоподібний); міцні і гнучкі покриви; редукція очей і зникнення пігментів. Серед грунтових мешканців широко розвинена сапрофагія - поїдання трупів інших тварин, гниючих залишків і т.д.