Тема 22. Биосферный уровень организации живой материи

I. Понятие биосферы, ее границы и состав

Начало представлений о существовании на нашей планете особого пространства, заселенного живыми организмами и преобразуемого ими, заложил французский естествоиспытатель. Жан Батист Ламарк (1744-1829).

Он отмечал, что «Все живые организмы, бесконечно разнообразные и многочисленные, с непрерывно сменяющимися поколениями, в результате своей жизнедеятельности принимают активное участие в формировании поверхности Земли».

Термин «биосфера» (от греч. bios - жизнь и sphaira - шар) был предложен в 1875 году австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914).

Учение о биосфере разработал в 1926 году русский геохимик Владимир Иванович Вернадский (1863—1945 г.г.).

Биосфера  сложная наружная оболочка Земли состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов

Границы биосферы: определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов. На Земле имеются три геосферы, в пределах которых существует жизнь:

1) Атмосфера - воздушная оболочка Земли. Состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и незначительного количества других газов. Подразделяется на: тропосферу (до 20 км), стратосферу (до 100 км) и ионосферу (выше 100 км).

Живыми организмами заселена только тропосфера. Высота слоя тропосферы изменяется от 8—10 км в полярных широтах до 16— 18 км в экваториальной зоне. Верхней границей биосферы считают зону 15 км, над которой располагается озоновый слой стратосферы в области 15—25 км.

2) Гидросфера - представляет собой совокупность вод океанов, морей, озер, рек, подземных, ледяных покровов планеты. Мировой океан занимает 71 % поверхности земного шара, средняя глубина – 3,8 км, максимальная – 11,034 км (Марианская впадина). Около 97% массы гидросферы составляют соленые океанические воды, 2,2% — воды ледников, остальная часть приходится на подземные, озерные и речные пресные воды.

Область биосферы в гидросфере представлена во всей ее толще, однако наибольшая плотность живого вещества приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые лучами солнца слои, а также прибрежные зоны.

Водная оболочка заселена живыми органзмами по всей толще. Это:

- бентос – организмы, обитающие на дне (фито и зообентос);

- планктон – обитатели толщи воды, не способные самостоятельно перемещаться на значительные растояния (бактерио-фито- и зоопланктон);

- нектон – организмы, способные активно перемещаться в толще воды на значительные растояния (рыбы, кальмары, дельфины и т.д.)

3). Литосфера (греч. lithos — камень) — внешняя твердая оболочка (кора) планеты. В ней различают три слоя: верхний — слой осадочных пород, средний — гранитный и нижний — базальтовый. Толщина слоев неравномерная, поэтому в некоторых местах гранит выходит на поверхность.

Живое вещество в литосфере в основном сосредоточено в ее верхних нескольких десятках метров. Однако неактивные формы жизни (споры, цисты) и нефтебактерии зарегистрированы и на глубинах 3—4 км. Распространение жизни в более глубокие области литосферы ограничено высокими температурами земных недр (свыше 100°С). Наибольшая же плотность живого вещества литосферы отмечается в поверхностном слое земной коры — в почве.

Зоны непосредственного контакта и активного взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы плотнее всего заселены живыми организмами, так как в этих областях создаются наиболее благоприятные условия для жизни — оптимальные температура, влажность, освещенность, содержание кислорода и необходимых химических соединений, нужных для питания организмов.

К верхним слоям атмосферы, вглубь океана и недр литосферы концентрация живого вещества уменьшается.

Состав биосферы: выделяют четыре типа вещества биосферы

1. Живое вещество – совокупность всех живых организмов (микроорганизмы, грибы, растения, животные);

2. Биогенное вещество – вещество, создаваемое живыми организмами в результате их жизнедеятельности (газ, нефть, каменный уголь, известняк и т.д.);

3. Костное вещество – вещество неживой природы, формирующееся без участия живых организмов (вулканические породы, метеориты и т.д.);

4. Биокостное вещество - создается при взаимодействии живого и неживого вещества (почва, ил, кора выветривания и т.д.)