Учебное пособие

плотностьравной2,8г/см

3,томассаземнойкорысоставит4,7

-1019 токоло(

0,8 %

мавсЗсые)ймли.

Земнаякорасостоитвосновномизкремния(

SiO2 - 58%,алюминияА(

lО3 -

15ижелеза%)(

FeO, Fe2O3 - 8%)Всуммеэти.веществасоставляютболее80 %

массыземнойкоры.

Вземнойкорехимическиесоединвстречаютсявидескопленийнияопр

е-

деленныхструктур

- минегопорМинералвныход

- этовстр

ечающеесяв

природеоднор

одннеорганическоекристаллическоевещество.ВсегонаЗемле

насчиоколоты3.разлваетсями.нераловчных

Посвоемупроисхождениюпородыземнкорыдразделяютсяйнасл

еду-

ющиегруппы:

• изверженные - образовзастывшейм ;гмойнные

• осадочные - возникшиепутемсносавнизины,частонадноводоемовра

з-

мельченныхгорныхпородиостатковскелетовразлжив;чныхотных

• метаморфические - сформиризвержедочныхыеиз осапороднных

врезультатеихсильногоизмперекристаллизацииненияподвоздействием

вы-

сокойтемпературыидавглубитакжеенияземкоры,нойподвоздействием

флюидовтоков( подземныхгорастворовячигазов).

Теплопровгорныхпородземнойкорыисключидностьмала,поэтельно

о-

мупотокподземноготеналаоверхнЗемлиеетощнсти

освдветысячиь

разменьшую,чемсолнечноеизлучениеОднаковглубьЗемлит мпературабыс

т-

рорастет:вверхнихслояхземнойкоры

- всреднаС3нкаждыеем° 100м

углубления.Значетемпературыглубинеия100кмпр

иближаютсяк 1100...

1200С.Источн°

икомэнедляразогревагиинедрЗемявлсияютсягрлавитац

и-

онногосжатия,такжеэнергияраспадарадиоа

ктивныхэлементов.

Рольживоговеществабиосфере.

Этарольчрезвычважн.Живоеайно

вещество - основабиосферы,хотясоставляет

крайнезначитель

нуюеечасть.

Этообусловленовысокойхимическактивн.В.И.Вернаойстью

дскийв 1928

-

1930гг.всвоихраб,п тахсвященныхпроцессмигтрациинсформации

Перваяфункция

- газовая.

Качественныйиколичественныйсоставатм

о-

сфЗемликонцентрацкислородары( ,углек слого

газаидругихсоединений)

обусловленжизнедеятельностьюживоговещества.П дземныегорючигазы

в-

ляютсяпродуктамиразложенияорганических

веществрастительногопроисхо

ж-

дения,накопившимисяосадочныхтолщахпр

едыдущиегеологическиеэпохи.

Наиболеераспростране

нныйизних

– болотныйгазметанСН(

4).

Втораяфункция

- концентрационная.

Всеживыеорганизмынакапл

ивают

своихтелахразличные

химическиеэлемен.Врезультатепроцогоыуд сса

ь-

ноесодержанмногихэлементовивомществезначительнопревышаетих

концентвокружающейс водеацию(еде,воздухе,почв)На. ,позвоноример

ч-

животныминакапливаетсяфосф,который

осредоточивихкостается. х

Кремнийвнаибольшстепениконцвдиатнтрийводоросляхмовых, ует

а-

диолярияхнекотгубках,й рыхд

- ввод орослиламинария,железомарганец

-

вособыхжелезомарганцевыхбактер

иях.Средихимическихэлементов

- металлов

- поко нцентрациивживомвещпервоместоствезанимаеткальций,образу

ю-

щийизвестьСаСО(

3)Целые. горныехребтысл женыстаткамиживотных

з-

вестковымскелет.Нонаиболконцмвеживомнтрируемымвеществеэлеме

н-

томявляетсяуглерод.Содержаниеуглеродавкам

енномуглерастительных( ж

и-

вотныхостаткахпрошгеолэпохыхогическ) степениконцентрациивтысх

я-

чиразбол

ьше,чемвсреднемвземнойкоре.

Третьяфункция

- окислительно-восстановительная.

Висториихим

ических

превращенийэлементовсперемваленной

нтностьюэтафункция

граетважную

роль.Организмы,обитв водоемахзныхющие,процессесвоейжизнедеятел

ь-

ностипослег регулируютбелик слороднрежимтемсасоздаютымй

условия,благопрдлярастворенияжелиятныеосажряметалловденияп

е-

ременнойвалентностьюван( ,марганецдий,железо)Многие. хемосинтезиру

ю-

щиебактервпроцессежиизнедеятизменяютвалразличныхльнтности

химическихэлементов

(хром,сера,водород,железо,марганеци.в)окружа

ю-

щейихсредеобитания.

Четвертаяфунк

ция - биохимическая.

Онасвязанаростом,размнож

ением

перемещеживыхоргапространи.Размножовемприводитствекбысние

т-

ромураспространениюживыхорганизмов,расползанию« »ж

ивоговещества

разныегеографическиеобласти.

Пятаяфункция

-

это биогеохимическаядеятчеловечества,ьность

охва-

тыввозрастающееающаясечислоэлементов,исподнуждьзуемыхяпромы

ш-

ленности,трансп,сельскогох зяйства.ртаДаннфункцияниособоемает

е-

стовисторпланетыЗемляизаслуживавниматотношениельного

яиизуч е-

ния.ВобобщвидрольживогоенномвещебиосферетваформулированаВ.И.

Вернаввиконцептудскимэкологзабкольческогоогеннойинмиграции

атомов,которыйгласит:

«Миграцияхимическихэлемназемнойповерхностинтовбиосферец

е-

ломосуществляетсяилипринепосредствучастииживоговещби(естванном

о-

геннаямиграция),илижеонапротвср,геохимическиекаетдеособенности

о-

тобуслоройживещымл,кактемныст, отороевнастоящееомвр мя

населяетбиосферу,тактем, отороеде

йствовалонаЗемлетечвсейние

геологисториической».

Такимобразом,бл годаряктиживвеществанмногиестигох

ические

элементынаходятсявпостоянномбиологическкруг, творомте

орыйсвязан

глобальнымгеологическимкруговеществбиосоротом

фере.

Отдельживыеорганизнетолькоыесамипр ыспосабливаютсякокр

у-

жающейфизико

-химичесреде,новходеквсовместнойейжизнедеятел

ь-

ностивбиосфереприспосабливаютокружающуюгеохимическуюсредусвоим

биолпогическимтребностям.Такимобразо

м,сообщества

рганизмов,также

средаихобитанияфункционируютразвиваютсякакед

иноец.Тотлфакт,чтое

химическийсоставатмосферыЗемлипочтипострезкоянентличается

о-

ставаатмосферылюбойдругойпланетыСолнечнойси,стемыпособствовал

со-

зданию гипотезыГеи,

согласнокоторживоевеществобий,осферыобенно

микроорганизмы,вместегеохимичесредобитаниябразуютйслк жнуюй

саморегулси,поддерживающуюстемурующуюсянаЗемус,благоприяовия

т-

ныедлясуществованияжи

зни.

Т,аммиак

к,выделяемыйпочвеннымимикрохихжизнргадеизмами

е-

деятельн,поддержв уровеньчвахстик вает

слотностирН(),бл

агоприятный

дляжизнедеятельностипочвенорга.Безвыделенияахмпочвемовака

н-

нымибактериямивходеразложениямертвогоорганиче

скоговещекислотва

т-

ностьпочвыбыласлишкомнизкойнеблагопрдляжизн. иятной

Втабл. приведены3.1данные,позволяющиесравнитьсовремсоставнный

атмосферыЗемли,МарВенерыгипоатмосферетическнабезжизнеой

н-

нойЗемле.Изэтойаблицыви

дно,чтооднойизособенностейсовреатменной

о-

сфЗемвысокийяврыляетсяуровеньконцентрациикислорода,котп рыйст

о-

яннопоступаетватмосферуврезультатепроцессафот

осинтезарастений.

Вероятнеевсего,чтоименноживыеорганизмы,населяющиебиосферу

,и г-

ралиосновходевнуюльрегуляциигеохимическойсреды,благоприя

тнойдля

развжизнивпроцессетясторическогоразвитЗем.Следуетиметьвявиду,

чтовглобальномисторическоммасштабепроцессыфотоси

нтезаорганического

веществаиегораспо( да

кисленуглекислогодо газаво)придыжхании

и-

выхорганизмовнаЗемленебылисбалансированы.

Таблица3.1

СоставатмосферыитемперусловийнМарсетур,Венере, ых

Землеигипотет

ическойЗемлебезжизни

Показатели

Марс

Землядопо живления

зни

Венера

. летн

Земля

(4млрд

азад)

Содержаниегазов

атмосфере, %:

двуокисьгл

ерода

95

98

98

0,03

азот

2,7

1,9

1,9

79

кислород

0,13

следы

следы

21

Температураповер

х-

-53

477

290

13

ности,С°

Источник:

ОдумЮ.

Указ.соч.С. 37.

Втечениемлрд1

. летск

оростьобразпр( о)органваниядукцияческого

е-

ществанаЗемлепревышегораспад,приэтомнебольшлачастьсозданногоя

р-

ганическоговещнерасходовразлагаласьтванадыханиене ,сохран

я-

ласьвгеологическихосадках.Полагают, акоепреобла

даниеорганического

синаддыханиемтезаявилосьосновнойпричиумесодержанияойьшенияу

г-

лекислогогазаватмосференакоплениявнейкисл

орода,конценткоторогоация

внастоящеевремявесьмавысока.Все

этосд елаловозможнымсуществование

эволюцию высших форм жизнинаЗемле.

Контрольныевопросыизадания

1. ЧтовходитпонятиебиосферысогласноучениюВ.И.Вернадского?

2Назовите. основныечастибиосферы.Каковихосновныепарам

тры?

3Охар. закбиогеннойтеризуйтеонмиграцииатомов.

4Опред.

елитерольживыхорганизмоврегуляциисовргеохимменной

и-

ческойсредывбиосфереЗемли.

4ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ. ФАКТОРЫСРЕДЫ

Условияокружающсредыопредграницысуществоваляютй

нияживых

организмовбиосфере.Любойорганизмсредесвоегообитанияп

двергается

воздействиюсамыхразнообразныхфакто

ров:

химических,физических,биотич

е-

скихпр.

Под экологическфакторомпонимаютлюбойэлесвойстводиент

среды,споказыватьсобноепрямоеиликосвен

ное влияниенаживыеорг

а-

низмы.

В этомразделерассмотрены

общиезакономерностидействияэкологич

е-

скихфактнаживыеоровганизмы.

Для разныхвидоврастенийживотныхусл,которыхвия

они могутс

у-

ществов,неоди.На,нпримторыетьаековыдпочитаюточеньвлажную

почву,другие

- относительно сухую.Присп

особлесредеоргакниназмовыв

а-

ется адаптацией. Способностькадаптации

-

одноизосновных

свойств живых

организмов,обеспечивающихсамуювозможность

существо,выживания

иразмножения.Адаптациипрояв

ляются наразныхурорганизациивняхживой

материи - от молекулярно-биохимическогоклетдопопуляционночного

-

видового ибиоценотиче.Всеприспоразличныхскогообления

организмовкс

у-

ществованиюконкретныхусловиясредыоби

тания вырабпроталисьцессе

эволюции.Врезультатедлякаж

дой биогеографическойзонысформировались

специфические комплексырастенийживотных.

Классификацияэкологическихфакторов:

абиотические (фактонеживойпр,ыфлиродызико

-химическиефакт

о-

ры) - комплексусловийнеорганическойреды,

влияющихнаорганизм.Кним

т-

носятсяхимические,физические,

климатические,атмосфер,почвеэд( нные

а-

фич),геоморские

фологические,гидролог, офдругиепарзические

а-

метрыср еды;

• биотические (факторыживойприроды)

- влияодорнихе

ганизмов или

ихсообществнадругие;

• антропогенные - факторы,обусловлчеловеч.деятнные. льностьюской

Срединихвыделяют

антрофакторыпрямогонныедействия,

например,из

ъ-

ятбиеомассыпридобычеморепрод,охотеивырл уктовбке

есов,изменение

кормугодий,мелиорациивых,осушен. е

пр.и) антропотехногенные илифа

к-

торыкосвенноговлияния,вызванныепр урбанцессамит ррззациитории

а-

грязнсредыобиниемтходамианияпромышле

нногопр .Сущеизводствуета

классификацияэкологическихфакторовпопер направленностиодичностиих

действия,постепеадаптациикниморганизмов:

факторы,дейстпериодичесроговующиесмена( врсутомени, к

езонов

года,приливно

-отливныеявленияпр.);

факторы,действующиебезстрогойпериодичности, повторяющиесявр

е-

мяотвременипогодные( явления

,наводнеземлетрясения,ураганы, .п.);

фактонапрдейсавленногоы,котобычноорыеизменяютсядном

направлениипотеплен( похолодклим,зарастеводоемовтание, аболачние

и-

ваниетерриторий.п.);

фактнеопределенногорыдействия,например

антропогенныефакт

оры,

дейскоизмтвиеорыхзависимостиняетсяотихконцентрациихимические( )

илиинтенсивностивоздействфизическперечисленных( )Из. яфактороворг

а-

низмылегчевсегоадаптируютсякдейстпервующрогоодическилфам

к-

торамнапр

авленногодействия.Наибольшиетрудндляадапорганизмовстац и

представляютфактнеопределенногорыдействия.

Общиезакономердействияфактсредынаорганизмыостиов.

Каки-

мибыразнымипоприроденибылиэкологическиефакторы,результатыихво

з-

действиясравнимы,посколькуонивсегдавыризменжаютсяинтениисвн

о-

стижизнедеятельнорганизмов,изменескорсинтезаостираспадаииорг

а-

ничвеществскихорганизмах,что,конечномсчете,всегдапризменводит

е-

ниюбиомассычисленностиорганизмов

впопуляции.

Каждыйэкологичфактимеоличественноерскийтзначение.Приопр

е-

делендиапзнаомэкологичезченфактораийсоздаютсяусл,котвияго

о-

рымконкретныйоргнаиболеенизмприспособлен,т..активнорастет,развив

а-

етсяиразмножается.Эт

иусловияназываются

оптимальными,

асоответству

ю-

щаяимоблнашкалезначенийстьфактора

- зонойоптимума

, или зоной

р-

мальнойжизнедеятельностьюорганизма

(рис. 4Чем.больше1)отличаются. зн

а-

ченияэкологическоптимальногофактораот ур

вня,темси

льнееугнетается

жизнедеятельность.Диапазонзначенийфактора,заграницамикоторогомал

ь-

наяжизнедеятельностьорга

низмовстаневозможнойовится,называетсяпред

е-

ламивыносливости;приэтомразличают

нижнийверхнийпределывынослив

о-

сти.

Междузонойоп

тимумапределамивыноу(стойчивостиливости)находя

т-

ся зоныугнетенияпессимума{ ),

которстресвызываютсостоянияорговые

а-

низма.Признфакточен,блипизкомределамвын,организмсливости

о-

жетсуществоватьлишьн

епродолжительвремя.Диапазоное

значенийфакторов,

находящихсязапр

еделамивыносли,называеостсяи

летальнымизонами.

Такимобразом,длякажвирастенийдогоилиживотныхсуществуют

оптимум,стрессовыезоны,пределыустойчивостииливыносливостилетал

ь-

ныезоныдлякаждогоэкологи

ческогофакторасреды.

Зоныптимумадляразличныхвиднео.вОргдин,выдержаковынизмы

и-

вающиебольшиеваризнадействующегоченийциифакторабезсущ

ественных

измененийпроцессовжизнедеятельности,относятсякгруппе

эврибионтов (от

греч.

eurys - широкий греч.

bion - элемежиз),аорганизтисузкипредмы

е-

ломвынпоотношсливкэтжфакторуемустиназываются

стенобионта-

ми (отгреч.

stenos узкий)Св. организмовйствоадаптир

овактомуьсяилииному

диапазозонуфакторовсредыназу вается

экологическойпластичностью

или

экологичвалентностью. ской

Чемширедиапзнаэкчезонлогическогофаии

к-

тора,впределахкотороданныйорганизмможетсуществ, большеемег вать

экологическаяпластичность.

На,упресновримерорганизмоврмальнаядныхжизнедея

тельность

о-

храняетсяприсравнительнонизкойсоленостиво,длябольшинстваыобитат

е-

лейморя

- привысокойконцентСолейокрводнойужающейациисреде.Иначе

гов,морганизмыяскиеузко«специализированы»отн

ошениисолености.В

тожевремяотдельн

ыевидыморскихорганизмовтре(

хиглаяко, юшкаичинки

некоторыб,крабов, ых,еветокрачокАртемия)могутжитькаквпресных,так

ивсоленыхводах,т..являютсяэвригали

ннымиорганиз.Такимобразом, ами

подобнымвидамсвойственнавысокаяэкологическа

япластичностьпоотношению

ксолености.

Эвристенобионбионтнхаракразличныетеризуютьностьипыпр

и-

способленностиорганизмовксредеобитания.Виды,длительноевремяразв

ива-

ющиевотноситеусловияхятаби,утрачиваютьнэкологическуюыхпл

а-

стичностьивырабачерстенобитываютузк(«спонтностий

ециализации»),что

характернодляводныхорганизмов.Виды,существующболееизменчивойе

средеобитанияназемно(

-воздушнаясреда),приобретаютповышеннуюэколог

и-

ческуюпластичносстановяэврибионться

тамирис(. 4.2).

Рис. 4.2 .Экологическаяпластичностьвидов:

опт. - оптимальныезначениефактора;мин.,

- минимальные

значенияфактора;макс.

-

максимзначенияф льныектора

Длятогочтвыразитьбыотношеколебанияморганизмовк определе

н-

ногофактор

а,вэкологиисуществуетрядтерминов:

•стенотермный - эвритермный(отношениитемпературы);

,

•стеногалинный - эвригалинныйв(отношсол);еностиии

•стенофагный - эврифагныйотношении( разнообразияпитательных

е-

сурсов)ипр.

Поотношениюковсемэко

логическимфактосредыэв амибион

тность

встре.Чашедкочаетсявсегоэври

- истенобипроявляетсяпонтностьтнош

е-

ниюкодномуфактору.Растение,являясьэвритермнымживущем( шир

оком

температурстеногигробионтомдиапазо),можетбытьне ,..менее

стойким

колебаниямвлажности.Эвриб,каконтность

правило,

спосбоширбствуетлее

о-

комугеографичеспроопределстравидовкому(нпростееногиныхю

й-

шие,грибы,микроорганизмы).

Лимитирующиефакторысреды.

Любоеусловиефактов( )среды,прибл

и-

жающееся

кпределуустойчивости

(толерантности)

илипревышающееего,

называетсяограничивающим

(лимитирующим)

условием,или

лимитирующим

фактором.

Пристационарнстабильном( )состэкологяниифакторовческих

лимитирующимбудеттотизних,значенкоторогоиебо

лееблизконеобх

о-

димомуминимуму.Этаконцепцияизвестнакакзакон«ми»Либихимума.

Идеяотом,чтовыносливоорганизслабымопределяетсясамтьымзв

е-

номвцеэкологическихпигопотре,впервыебностейылавысказана

емецким

агрохЮ.Ливмбихком

середине XIX в.к, онизучалгдавлиянколиче

е-

ственногосодержабиогэлементовпочвынныхияазота(,фосф

ора,кальция,

а-

липр.яна)ростсельскохозяйсрастенийсделалважныйвыводт,омвенных

чторост«растениязависитоттогоэлеменпитания,ко

орыйприсутствует

минимальномколичестве».

Вкачественаглядиллюстртакнойазываемогокоцинимума

можнопривестиб водчку, одтйо,образующиескиройбокповер

х-

ность,имеютразнуювысоту.Очевидно,чтоуроводыбочкеень«Либиха»

определяевысосамыхкортойсяд.Напримерткихсок,есливпочведостато

ч-

номколичествеимеютсявсен обхдлянормальногодимыеразвитхимическиея

элементы,кромеодн,тооиразвигострасбудутопредиеенияимелятьсянно