І. Поняття про біосферу.

Термін “біосфера” з’явився у 1875 році. Його автором був австрійський геолог Е. Зюсс. Під біосферою розуміють все те, що нас оточує, ту природу, в якій ми живемо. Сам Вернадський дав наступне визначення біосфері:

Біосфера є оболонкою життя – область існування живої речовини.

Струнке вчення про біосферу було розроблене у 1926 році. Вчений виділив шість головних компоненти біосфери:

жива речовина– сукупність усіх існуючих на планеті рослин, тварин, мікроорганізмів, грибів;

біогенна речовина- продукти життєдіяльності організмів ( торф, крейда, кам'яне вугілля

біокосна речовина– продукт взаємодії живої речовини і неживої матерії (ґрунт) ;

косна речовина - в утворенні якої організми не брали участі (гірські породи магматичного, неорганічного походження) ;

космічна речовина- космічний пил, метеорити;

радіоактивна речовина – радіонукліди, які зумовлюють існування радіогенної теплоти, та продукти їх розпаду.

Таким чином, вся сукупність організмів на планеті називається живою речовиною.

Жива речовина як біогенний фактор характеризується елементарним хімічним складом, масою і енергією. Жива речовина створила склад атмосфери, гідросфери, ґрунтів. Жива речовина акамулює енергію космосу, трансформує її в енергію земних процесів.

Вчення про ноосферу також створене Вернадським В.І. Ноосфера – це біосфера, яка розумно керується людиною. Вернадський під ноосферою розумів новий план розвитку біосфери і закликав до розумного регулювання взаємовідносин людини та природи, що ноосфера – це біосфера, перероблена науковою думкою. При переході біосфери в ноосферу перед людством виникає велика за своїми масштабами задача – навчитись свідомо регулювати взаємовідносини між суспільством і природою, тільки тоді можна досягти гармонійного співіснування.

2. Межі біосфери.

Біосфера утворилась в результаті виникнення життя як прямий результат загального розвитку нашої планети. Тривалість існування життя на Землі визначається часом від 2 до 4,5 млрд. років.

Біосфера включає нижню частину газової оболонки – тропосферу, всю водну оболонку та верхню частину твердої оболонки – літосфери. Межі біосфери визначаються наявністю умов необхідних для існування живих організмів:

Літосфера.

В глибину Землі живі організми проникають на невелику відстань. В літосфері життя обмежене температурою підземних вод та гірських порід, яка поступово зростає і на глибині 10 – 15 км вже перевищує 100 градусів. Найбільша глибина, на якій знайдені бактерії становить 4 км. У нафтових родовищах на глибині 2-2,5км бактерії знаходяться в значній кількості.

Гідросфера.

В океані життя розповсюджене до більш значних глибин і зустрічається навіть на дні океанських западин (Маріанська западина 11км в Тихому океані), де температура близько 0 градусів.

Атмосфера.

Верхня межа життя в атмосфері визначається збільшенням з висотою ультрафіолетового випромінювання. На висоті 25 – 30км більшу частину УФ-випромінювання поглинає озоновий шар. Все живе, що піднімається вище – гине. Атмосфера над поверхнею Землі насичена різноманітними живими організмами. Спори бактерій, грибів знаходять на висоті 20-22км.Це верхня межа біосфери. Основна ж частина живих істот концентрується на висоті 1-1,5 км.

Отже, загальна протяжність біосфери – до 40 км.

3. Поняття про живу речовину.

Сукупність усіх живих організмів на планеті – біомаса, Вернадський назвав “живою речовиною”. Якщо зрівняти поверхню Землі і рівномірно розподілити на ній існуючих рослин, тварин і мікроорганізмів, то вони утворять шар завтовшки всього 2 см. Жива речовина - невіддільна складова біосфери, що об'єднує всі її компоненти в єдине ціле, є її функцією і одночасно “однією з наймогутніших геохімічних сил на нашій планеті” (В.Вернадський)

Біомаса – це кількісна оцінка живої речовини. Біомаса- виражена в одиницях маси чи енергії кількість живої речовини тих чи інших організмів, яка припадає на одиницю площі чи об'єму.

Суха маса живої речовини оцінюється в 2-3 трлн т – приблизно в мільярд разів менше за масу Землі. Проте жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю, зокрема дуже швидким кругообігом речовин. Життєдіяльність рослин, тварин, мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між біотою та зовнішнім середовищем, унаслідок чого всі атоми земної кори, атмосфери і гідросфери протягом історії Землі багаторазово входили до складу живих організмів.

Функції, які виконує жива речовина (біомаса) в кругообігу речовин:

1. Газова функціяздійснюється зеленими рослинами в процесі фотосинтезу – при цьому атмосфера поповнюється киснем; також рослинами і тваринами при диханні. Відбувається також кругообіг азоту, який тісно пов’язаний з життєдіяльністю організмів.

2. Концентраційна функція проявляється у здатності живих організмів накопичувати хімічні елементи. Так, морські водорості концентрують йод, діатомові водорості і злаки – кремній, молюски – мідь тощо.

3. Окислювально-відновна виражається у хімічних перетвореннях речовин у процесі життєдіяльності організмів. Утворюються солі, оксиди, різноманітні нові речовини як результат окисно-відновних реакцій.

4. Геохімічна функція здійснюється у процесі обміну речовин у живих організмах (живлення, дихання, виділення), розкладу відмерлих організмів і продуктів їх життєдіяльності до простих вихідних речовин.

Основні властивості живої речовини:

 високоорганізована внутрішня структура;

 здатність уловлювати із зовнішнього середовища й трансформувати речовини та енергію, забезпечуючи цим процеси своєї життєдіяльності;

 здатність підтримувати сталість власного внутрішнього середовища, незважаючи на коливання умов середовища зовнішнього, якщо ці коливання сумісні з життям;

здатність до само відтворення шляхом розмноження.