144

Біосфера Поняття про біосферу. Походження та поширення життя на Землі. Рослинність суходолу і океану. Тваринний світ суходолу і океану

Поняття «біосфера» має широке і вузьке трактування. У широкому розу­мінні – це сфера життя, тобто оболонка Землі, населена живими організмами (охоплює нижню частину атмосфери до висоти 25–30 км, усю гідросферу і верхню частину земної кори глибиною до декількох кілометрів, де зустріча­ються ще анаеробні бактерії).

У вузькому розумінні, яке зазвичай використовується у географії, біосфера – це сукуп­ність живих організмів, що живуть у географічній оболонці. До біосфери планети належать рослини, тварини, гриби, мікроорганізми (дроб’янки) і людина.

В важають, що зародження життя на Землі відбулося понад 3 млрд років тому в мілководних водоймах в умовах теплого і вологого клімату (у Півден­ній Африці виявлені сліди існування синьо-зелених водоростей віком 3,5–3,8 млрд років). З міл­ководь життя поширилося на океан, а потім і на сушу.

Впродовж геологічної історії збільшувалася видова різноманітність живих організмів, усклад­нювалася їхня організація, зростала їхня біомаса. Окремі види їх збереглися з архею до наших днів. За всю історію біосфери існувало приблизно 500 млн різних видів живих організмів. У даний час на Землі нараховується лише близько 2 млн видів (царство тварин — 1,5 млн та царство рослин — близько 500 тис. видів, ще два царства, які виділяють у сучасній біології, нараховують: дроб’янки — 100 тис. видів та гриби — 4,5 тис. видів).

Здатність пристосовуватися до найрізноманітніших умов середовища, а також висока потенційна можливість до розмноження сприяли широкому поширенню живих організмів на Землі (мікроорганізми живуть в ісландських гейзерах, що мають температуру +93° С, а спори деяких бактерій зберігають життєздатність при температурі –253° С; потомство однієї бактерії, при безпе­решкодному розмноженні та наявності живильних речовин, могло б за 108 годин заповнити увесь Світовий океан, а водорості – діатомеї заповнити за 8 діб кулю рівну розмірам Землі, конюшини за 11 років – покрити всю її поверхню).

Для узагальненого уявлення про щільність поширення живих організмів на Землі можна порівнювати їхні маси (біомаси). Біомаса рослин у багато разів перевищує масу тварин, а біомаса зосереджена на суші в 1000 разів перевищує біомасу океану. Однак в самому океані біомаса тварин є більшою, ніж рослин. Загальна біомаса Землі становить близько 6 трильйонів тонн. Найбільша концентрація живих організмів є в зоні контакту між літосферою, атмосферою та гідросферою.

У Світовому океані поширення живих організмів визначається температу­рою вод, вмістом у них розчинених газів, що поглинаються з атмосфери, і також наявністю живильних для організмів речовин. В океані живе близько 160 тис. видів тварин і понад 10 тис. видів водоростей.

За умовами проживання та способом життя морські організми об’єднують у три групи: 1) планктон – пасивні одноклітинні водорості, що переміщуються з водою (фітопланктон) і одноклітинні тварини, рачки, медузи (зоопланктон); 2) нектон – тварини (риби, китоподібні, черепахи, головоногі молюски та ін.), що активно переміщуються у товщі води; 3) бентос – організми, що живуть на дні (бурі і червоні водорості, молюски, ракоподібні, морські зірки та ін.).

Рослинні організми найбільше сконцентровані у поверхневому шарі вод океану глибиною до 400 м. Це зумовлено перш за все тим, що на такі глибини проникає світло, а отже є можливим процес фотосинтезу. Тварини поширені в усіх шарах океану, хоч найбільше їх також у поверхневих шарах, де створю­ється первинна рослинна біомаса. Тварини у глибинних шарах живляться залиш­ками відмерлих організмів, що занурюються зверху, або поїдають один одного.

Розподіл життя в поверхневому шарі води Світового океану має чітко виражений зональний характер. Найбільшою біомасою, продуктивністю живих організмів виділяються помірні широти. Це обумовлено перш за все тим, що тут відбувається інтенсивне перемішування води і гарне забезпечення глибин киснем, а також є достатня кількість тепла і світла. Велика маса планк­тону обумовлює багатство риб, що харчуються ним.

У тропічних широтах біомаса живих організмів найменша, оскільки вода біля поверхні має підвищену солоність, а через високу температуру містить кисню у 2 рази менше, ніж у помірних широтах.

В екваторіальних широтах у районах зустрічі пасатних течій і міжпасат­них протитечій відбувається перемішування води, тому район відносно багатий на живильні речовини і кисень. Менша солоність, висока температура вод впродовж року, поряд з вищезазначеними сприятливими умовами, спри­яють великому різноманіттю видового складу органічного світу.

В арктичних (антарктичних) широтах через суворість умов органічний світ океану характеризується малою різноманітністю видового складу, але порівняно великою біомасою завдяки високому вмісту кисню у воді.

На суші біомаса в цілому збільшується від полюсів до екватора, у цьому самому напрямку зростає і кількість видів рослин і тварин. Тобто, характер рослин­ності на суходолі насамперед залежить від кліматичних умов – тепло­вого режиму, зволоження, освітленості. Так, у північній частині помірного поясу при достатній кількості тепла і великому зволоженні розташовуються лісові зони тайги і широколистяних лісів. А на півдні при недостатньому зво­ложенні – безлісні напівпустелі і пустелі. Вологі екваторіальні ліси відріз­няються від лісів тайги великою розмаїтістю рослинного світу. Це зумовлю­ється достатком сонячного світла, тепла і вологи в екваторіальному поясі порівняно з помірним.

Тваринний світ тісно пов’язаний із рослинним покривом та особливостями клімату, а тому має таке саме зональне поширення.

Маса живої речовини порівняно з масою інших геосфер дуже незначна, однак вплив її на земні оболонки є дуже важливим. Особливістю всіх живих організмів є постійний обмін з природним середовищем. Він здійснюється у формі біологічного кругообігу, сутність якого зводиться до двох протилежних процесів: створення органічної речовини за рахунок сонячної енергії в процесі фотосинтезу рослин і її перетворенні у подальшому на прості мінеральні речовини за участю мікроорганізмів.

У процесі обміну з природним середовищем кожен організм, яким би він не був за розмірами і складністю організації, пропускаючи через своє тіло частки середовища, виділяє іншу речовину. Тобто він повертає її у середовище хімічно переробленою, до того ж у кількості, що у багато разів перевищує масу самого організму. Цей процес протікає впродовж мільйонів років, постійно зроста­ючи в міру розвитку органічного життя. Основоположник вчення про біо­сферу академік В. І. Вернадський вважав, що на земній поверхні немає хімічної сили більш постійно діючої, а тому і більш могутньої за кінцевими наслідками, ніж живі організми, узяті в цілому.

Так, вони зробили великий вплив на літосферу, беручи активну участь у проце­сах вивітрювання, у створенні органогенних гірських порід (крейди, вапняків, кам’яного вугілля, торфу й ін.). Результати життєдіяльності орга­нізмів призво­дять до виникнення деяких форм рельєфу – коралових рифів, островів (атолів).

Рослини, поглинаючи у процесі фотосинтезу вуглекислий газ, виділяють вільний кисень. У результаті відбувається збільшення вмісту кисню в повітрі і зменшення кількості оксиду вуглецю. Вважають, що велика частина кисню атмо­сфери має саме біогенне походження. У кінцевому рахунку життєдіяль­ність рослин й призвела до сучасного співвідношення кисню й вуглекислого газу в атмосфері.

Пропускаючи через себе воду, живі організми значною мірою визначили хімічний склад океанських вод.