1. Биосфераның шығуы мен эволюциясы

1. Биосфера концепциясының құрылуы. Биосфераның пайда болуы, шекаралары және ерекшеліктері.

Биосфера – грекше биос- өмір және тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың, өсімдітердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы дене мағына береді.

Жер кеңістігінде жүретін табиғи процестерге әсер тигізетін тіршілік екені туралы XIX және XX ғ.ғ арасындағы еңбектерінде пікірін айтумен қатар дәлелдеген орыс ғалымы В.В.Докучаев.

XIX ғасырдың басында ғылымға «биосфера» түсінігін енгізген француз жаратылыстанушысы Ж.Б.Ламорк болған. «Биосфера» терминін тіршілік бар жердің қабықшасын анықтау үшін « гидросфера», «литосфера» ұғымымен бірге ХХ ғасырдың аяғында австрия ғалымы ұсынады.

Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Австрияның атақты геологы Э.Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процесстері туралы ілімнің негізін салған академик В.И.Вернацкий болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 % -дан 50 %-ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып табылады.

Биосфера негізінен үш қабаттан құралады. Олар : атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

1.1 Атмосфера

Атмосфера жер шарын түгелдеп орап тұрады. Ол гректің «atmos» - бу, «sphairi» (сфера) сөзінен шыққан. Оның қалыңдығы 100 км-ге дейіін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында оттегі (20,95%) , яғни 1,5 * 1015 тонна аргон (1,28%), азот (75,50%), яғни 3,8*1012 тонна және басқадай газдар кездеседі. Атмосфера негізінен – тропосфера, стротосфера және ионосфера қабаттары болып үшке бөлінеді.

Тропосфера – грекше «tropos» (тропос) – бұрылысы, «sphaira» (сфера) – шар. Өзгермелі қабат деген мағына береді. Жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты . Орташа биіктігі 10*12 км-ге жетеді.

Стротосфера – латынша «stratum ion» - төсем, тағы сондай сиякты теңіз деңгеінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты.

Ионсфера – гректің «ion» - қозғалғыш қабат деген сөзінен алынған. Қалыңдығы 800 км-ге жетеді.

1.2 Гидросфера

Гидросфера – табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұл құрлықтың 70 % алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 млн шаршы км.

1.3 Литосфера

Литосфера - жердің қатты қабаты Ол екі қабаттан құралған. Үстіңгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 км-ден 40 км-ге дейін жетеді. Ал астыңғы бозальттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 км. Жоғарыда айтылғандай минералды қабаттардан басқа, жерді ерекше тағы бір қабат – биосефра қоршап тұрады. Ол тірі организмдер тараған аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сытрқы қоршаған ортаның эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады.

2. Э. Зюсстін ғылымға «биосфера» түсінігін енгізуі. В.В. Докучаевтың идеялары.

3. Тірі объектілірінің спецификалық қасиеттері және функциялары. Тірі және өлі заттардың ерекшеліктері.

В.И.Вернадский биосфераның жердің ғаламдық біртұтас жүйесі ретінде көзқарасты жасады. Бұл жүйеде геохимиялық және энергетикалық өзгерістердің жүруі тіршілікпен анықталады. В.И: Вернадский тірі ағзалардың геологиялық рөлі туралы ілімнің негізін қалады.

Тірі зат бірқатар өзіне тән қасиеттерге ие бола отырып, биосферада белгілі бір биогеохимиялық функциялар атқарады.

Тірі затқа тән қасиеттер :

1. Биосфералық тірі заты энергияның үлкен қорымен сипатталады.

2. Тірі және өлі заттың айырмашылығы химиялық реакциялардың жылдамдығынан көрінеді.

3. Тірі затты құрайтын химиялық қосылыстар-ақыздар, ферменттер және тағы басқалары тек ағзаларда ғана тұрақты болады.

4. Ерікті қозғалу биосферадағы кез-келген тірі затқа тән белгі.

5. Тірі зат өлі затқа қарағанда біршама жоғары морфологиялық және химиялық көп түрлілікпен сипатталады.

6. Биосферадағы тірі зат мөлшері әр түрлі жеке ағзалар түрінде болады. Ең ұсақ вирустардың мөлшері 20 нм-ден аспаса, ең ірі жануар – киттердің ұзындығы 33 м-ге , ең биік ағаш секвойя 100 м-ге жетеді.

Тірі заттың негізгі биологиялық функциялары :

1. Энергетикалық функциясы. Биосфералық-планеталық құбылыстардың космостық сәулеленуімен негізінде жасыл өсімдіктердің фотоантелитикалық қызметі жатыр. Фотосинтез процесінде күн энергиясының жинақталуы және оның биосфераның жеке компоненттері арасында таралуы жүзеге асырылады.

2. Газдық функциясы. Газдардың миграциясы мен өзгерісін жүзеге асыра отырып, биосфераның газдың құрамын қамтамасыз етеді. Жердегі газдардың басым бөлігінің шыгу тегі – биогенді тірі заттың тіршілік процессінде негізгі газдар, азот, оттегі, көмірқышқыл газы, күкірт сутек, метан және т.б. түзіледі.

3. Концентрациялық функция. Қоршаған ортаның биогенді элементтерін тірі ағзалардың жиналуынан көрінеді. Тірі заттың құрамында жеңіл элементтердің атомдары H, C, N, O, Na, Mg, K, Si, S, Cl , Al басым болады.

4. Тотығу дәрежесі өзгермелі атомдар бар заттардың химиялық өзгерістері. Жер бетінде тотығу мен тотықсыздану биогенді процестері басым болады.

5. Деструктивтік функция. Өлімнен соң ағзалардың ыдырауымен байланысты процесстер. Оның нәтижесінде органикалық заттың минерализациясы жүреді. Нәтижесінде биосфераның биогенді және биогостық заттары түзіледі.

6. Орта түзуші функция. Тіршілік процестерінің нәтижесінде ортаның физико-химиялық өлшемдері де өзгереді. В.И. Вернадский : «Ағза ортаға тек өзі бейімделіп қана қоймайды, ол да ағзаға бейімделеді» - деді.

7. Тасымалдауша функциясы. Ауырлық күшіне қарсы, горизонтальды бағытта заттардың тасымалдануы жүзеге асырылады. Тірі заттардың кері – төменнен жоғары, мұхиттан континенттерге тасымалдануын қамтамасыз ететін бірден-бір фактор. Осының нәтижесінде олар биохимиялық циклдың «жоғары» бұтағын жүзеге асырады.

4. Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы туралы қысқа тарихы. А.Опариннің ілімі.

5. В.И. Вернадскийдің – биосфера және ноосфера туралы ілімнің негізін қалауындағы рөлі. В.И.Вернадскийдің биосфера туралы ілімді құрастыру тарихы.

6. Биосферадағы тірі заттың глобалды рөлін анықтау. Тірі заттың планетарлы геохимиялық рөлі.

7. Биогеоценоздар - биосфераның негізгі құрылымдық элементтері. Биогеоценоздар мысалдары.

8. Биосфераның тұрақты жай-күйінің қозғаушы күштері (популяция динамикасы, қауымдастықтар сукцессиясы, биологиялық айналымдар).

9. Заманауи биосфера мәселелері және оларды шешу жолдары. Климаттың өзгеруі: себептері және зардаптары.

10. Озон қабатаның азаюы. Қышқылдық жаңбырлар, өсімдіктер және жануарлар әлеміне әсері.

11. Шөлейіттену мәселелері және биоалуантүрліліктің азаюы.

12. Ауылшаруашылық интенсификациялауы мен өнеркәсіппен байланысты экологиялық мәселелер.