3.3. Трансформація енергії у біосфері

Джерелом енергії для діяльності живих організмів біосфери є Сонце. Потік енергії має один напрямок: від Сонця через рослини (автотрофи) до тварин (гетеротрофи), або від продуцентів до консументів.

Автотрофи - (грец. autos - сам; trophe - їжа, живлення) - організми, які синтезують з неорганічної речовини , головним чином H₂O, CO₂, неорганічних з’єднань N₂ і Р усі необхідні для життя органічні речовини, використовуючи для цього енергію фотосинтезу (усі зелені рослини - фототрофи) або хемосинтезу - процесів окислення (деякі бактерії - хемотрофи). Це - зелені вищі рослини, лишайники, водорості, бактерії. Автотрофів в екології називають продуцентами (лат. producentis - виробляючий, утворюючий), тобто, це - організми, здатні до фото- і хемосинтезу, які у харчовому ланцюгу є першою ланкою, створювачем органічних речовин з неорганічних.

Гетеротрофи (грец. heteros - різний; trophe - їжа, живлення) - організми, що одержують енергію за рахунок харчування автотрофами або іншими організмами. Це рослиноїдні тварини, хижаки, паразити, гриби, хижі рослини. В екології гетеротрофів поділяють на консументів і редуцентів. Консументи (лат consumo - споживаю) - організми, які в харчовому ланцюгу є споживачами готової органічної речовини. Редуценти (лат. reducentis - той, хто повертає, відновлює) - організми - сапрофіти (грец. sapros - гнилий), що розкладають мертву органічну речовину (трупи, відброси) до простих хімічних сполук (води, мінеральних солей, вуглекислого газу), які здатні засвоювати інші організми-продуценти. Таким чином, ланцюг: продуценти - консументи - редуценти замикає колообіг речовин у біосфері.

3.4. Загальні властивості біосфери

3.4.1. Жива речовина

Сукупність усіх живих організмів на планеті, біомаса яких становить мізерну частку біосфери (~0,001%) В.Вернадський назвав “живою речовиною”. Планету населяє близько 500 тис. видів рослин і 1,5 млн. видів тварин. Якщо зрівняти поверхню Землі і рівномірно розподілити на ній існуючі рослини, тварини і мікроорганізми, то вони утворять шар завтовшки всього 2 см. Жива речовина - невід’ємна складова біосфери, розміщена на планеті дуже нерівномірно, що пов’язано з різними умовами існування; її кількісної оцінкою є біомаса, кількість якої становить на суші 6,510¹⁵ кг і 29,910¹² кг в океані.

Основна маса живої речовини зосереджена на межі літосфери й гідросфери та у верхній частині гідросфери. Є “згущення життя” і “розрідження життя”. Так, з наближенням до екватора від полюсів спостерігається збільшення кількості видів рослин і тварин, їх біомаси, висоти дерев, зростання потужності ґрунту.

Світовий океан біднішій на життя - його біомаса в 1000 разів менша від біомаси суші. Найбільша щільність життя в океані, як і на суходолі, - в екваторіальній зоні, особливо в коралових рифах.

3.4.2. Екологічні чинники середовища

Живі організми, що населяють нашу планету, освоїли 4 основні середовища, кожне з яких має свій склад і особливості: водне середовище, водно-повітряне, ґрунт, самі організми. За ставленням до них організмів екологічні чинники поділяють на

■ життєво необхідні для організмів (вода, температура);

■ не необхідні, але впливові (вітер, радіаційний фон);

■ нейтральні - байдужі для організмів (інертні гази).

Первинними чинниками середовища є вода, світло, температура, хімічні та механічні фактори; комплексні чинники - кліматичні, рельєф, ґрунти, біотичні.

Температура. Тепло розподіляється на Землі нерівномірно: найбільше сонячної енергії отримують тропічні зони, найменше - території біля полюсів. Для оцінки температурного режиму використовують характеристики: середньорічна температура; сума активних температур вище +10⁰С; радіаційний баланс.

При низьких температурах знижується активність біохімічних процесів, корені рослин погано засвоюють воду і поживні речовини, а охолодження ґрунту нижче за 10⁰С знижує надходження біофільних елементів (N, P); при високих - руйнується білок. Оптимальними температурами вважаються 23-25⁰С.

В залежності від потреб рослин у теплі їх поділяють на термофільні (теплолюбні); кріофільні (холодостійкі); мезотермні - рослини помірного клімату. Тварини за ставленням до тепла розподіляють на теплокровні, що регулюють і підтримують сталу температуру тіла (ссавці, птахи); холоднокровні, які змінюють температуру тіла відповідно до температури навколишнього середовища (земноводні, плазуни).

Найнижчі температури (-200⁰С) витримує насіння рослин.