6. Структура биосферы: фитосфера, гипобиосфера, метабиосфера, абиосфера, альтобиосфера, парабиосфера, апобиосфера, гидробиосфера. Границы биосферы.

Совокупность всего живого на Земле – Биосфера.

Границы биосферы: В масштабе планеты биосфера – это часть геологической оболочки Земли, включающая верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы – тропосферу, в которых существует жизнь.

Более точные границы биосферы не просто обозначить и сегодня. Считается:

• Верхняя граница в атмосфере: 15 – 20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

• Нижняя граница в литосфере: 4 – 8 км.

• Граница гидросфере: 10 – 11 км.

Расмотри следующие структурные подразделения: фитосфера, гипобиосфера, метабиосфера, абиосфера, парабиосфера, апобиосфера, гидробиосфера.

Фитосфера – растительная оболочка З.; поверхностный слой над Землей (до 150 м), где условия среды в значительной мере определяются зеленой растительностью.

Фитосфера – наиболее продуктивный слой на суше — вместе с освещенными слоями гидросферы (ее фотосферой) составляет биокалимму, т. е. активную пленку жизни. Но фитосфера не исчерпывает той биосферной структуры, которая системно образовалась на поверхности суши — террабиосферы (с террабионтами). В последнюю входит и «чисто» гетеротрофная эоловая зона высокогорий, существующая за счет приноса органики извне, с меньших высот. Фитосфера и эоловая зона составляют биогеоценотический покров, по В. Н. Сукачеву.

Определяющую роль в истории формирования фитосферы сыграли биогеоценозы лесных и травянистых ландшафтов. Они и поныне остаются основным механизмом удержания космической энергии и образования фитомассы, включающей огромные количества углерода, воды и распространенных биофилов. Часть фитомассы используется животными, опадает с растений, минерализуется, поступает в почву и воды суши. Но с помощью фитосинтеза примерно такое же количество возвращается в живую фитомассу.

Гипобиосфера – неблагоприятный для жизни слой литосферы, в который живые организмы попадают случайно, временно существуют, но не могут размножаться (нижний аналог парабиосферы).

Метабиосфера – слой литосферы; часть мегабиосферы, преобразованная жизнью, в которой однако живые организмы ныне не присутствуют. Осадочная оболочка Земли – стратиграфически наложенные друг на друга былые биосферы.

Абиосфера – слои литосферы, не испытывающие и ранее никогда не подвергавшиеся какому-то бы ни было влиянию живых организмов или биогенных веществ.

Парабиосфера – расположенные над альтобиосферой слои атмосферы (между 7 и 60-80 км над поверхностью Земли), куда живые организмы попадают случайно и где они могут существовать временно, но не в состоянии нормально жить и размножаться. Верхний аналог гипобиосферы

Выше парабиосферы расположена апобиосфера, или «над-биосфера», куда никогда не проникают живые организмы, а биогенные вещества заносятся лишь в очень незначительном количестве (ее верхняя граница трудноуловима).

Гидробиосфера – весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами – распадается на слой континентальных вод — аквабиосферу (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосферу (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосферу.

7. Кто ввел впервые термин «биосфера». Роль В.И. Вернадского в формировании понятия биосферы. Условия, определяющие поле жизни. Понятие о виде, биологическом разнообразии, биогеоценозе, экосистеме

Биосфера – оболочка Земли, заселённая живыми организмами; глобальная экосистема Земли.

Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Иногда под биосферой понимается зона существования не только живых организмов, но и продуктов их жизнедеятельности. В этом случае границы биосферы становятся недостаточно определенными. В. И. Вернадский определял "былые биосферы" (метабиосфера) как оболочку Земли, когда-либо подвергающуюся воздействию жизни, он писал, что земная кора захватывает в пределах нескольких десятков километров ряд геологических оболочек, которые когда-то были на поверхности Земли биосферами.

В. И. Вернадский впервые дал определение биокосных систем и охарактеризовал самую крупную из них – биосферу. Биокосные системы состоят из живого вещества и косного, но их отличительные особенности определяются прежде всего жизнью. Рассмотрим основные параметры живого вещества в современной биосфере: вид, биоразнообразие, биогеоценоз и экосистему.

Вид – группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

Видовая структура – это количество видов, образующих биогеоценоз или экосистему, и соотношение их численностей.

Биоразнообразие характеризует собой всё многообразие форм жизни на нашей планете. Биоразнообразие – это один из факторов оптимального функционирования экосистем и биосферы в целом. Биоразнообразие обеспечивает устойчивость экосистем к внешним стрессовым воздействиям и поддерживает в них подвижное равновесие. Живое от неживого в первую очередь отличается на несколько порядков большим разнообразием и способностью не только сохранять это разнообразие, но и существенно увеличивать его по мере эволюции.

Под биогеоценозом понимается сообщество живых организмов (животных, растений, грибов и микроорганизмов), совместно проживающих на ограниченной территории и поддерживающих единство с окружающей средой посредством биологического круговорота и обмена веществ. В русскоязычной научной литературе термин «биогеоценоз» долгое время заменял понятие «экосистема», предложенное А. Тенсли (1935).

Экосистема – сложная самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система. Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотической частями.

8. Популяция как элемент экосистемы. Статические характеристики популяции: плотность, численность, возрастной, половой состав. Показатели состояния популяции: плотность, численность, рождаемость, смертность.

Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории. Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные. Специфические внутривидовые взаимосвязи– это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительским и дочерним поколениями.

Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они также через взаимоотношения особей.

Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельно взятой особи.

Основные характеристики популяций:

1) численность– общее количество особей на выделяемой территории;

2) плотность популяции – среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;

3) рождаемость– число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения;

4) смертность – показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;

5) прирост популяции– разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;

6) темп роста – средний прирост за единицу времени.

Популяция – это целостное явление, биомасса обладающая определенными биологическими свойствами присущими отдельным особям популяции и групповыми свойствами, присущими группе в целом. Биологические свойства включают: рост, развитие, самоподдержание, организацию, структуру. Групповые свойства: рождаемость, смертность, выживаемость, плотность, ареал и др. св-ва. Их невозможно выделить применительно к одной особи.

Популяция является генетической единицей вида, изменения которой осуществляет эволюция вида. Как группа совместно обитающих особей одного вида, популяция выступает первой над-организменной биологической макросистемой. У популяции приспособительные возможности значительно выше, чем у слагающих ее индивидов. Популяция как биологическая единица обладает определенной структурой и функцией. Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве. Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т. е. популяции обладают конкретными генетическими и экологическими характеристиками.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой – под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.

Если экосистема – основная функциональная единица экологии, предмет ее исследования, то популяция – основной элемент каждой экосистемы. Совокупность популяций разных видов на определенной территории называется биоценозом