Всички ние сме част от жива обвивка - биосферата. Това е уникална екосистема не само на нашата планета, но и на галактиката като цяло. Разбира се, последните проучвания потвърдиха, че органичните вещества са открити на Марс и на различни астероиди, но такова разнообразие от форми на живот е уникално за Земята. Ако сте готови да разширите малко кръгозора си и да надхвърлите училищната програма, е време да поговорим по-подробно за характеристиките на биосферата, нейната структура и основни функции.
Концепцията за биосферата и нейната същност
Биосферата е условна обвивка на Земята, обитавана от живи организми. Защо условно? Факт е, че други обвивки на планетата (земни, водни и въздушни) оформят планетата с непрекъснат слой. Първо идва земната и океанската кора (литосфера), след това хидросферата (тя обединява всички водни тела), след - атмосферата(въздушна обвивка плавно преминаваща в космическото пространство). Трудно е да си представим биосферата като специфичен слой, тъй като живите организми са равномерно разпределени по цялата повърхност на Земята и могат да живеят и в трите елемента.
Основните характеристики на биосферата датират от древността, но все пак тя е "най-младата" обвивка на нашата планета. Животът на Земята възниква сравнително наскоро, само преди 3,8 милиарда години, което в сравнение с възрастта на планетата е дреболия. Има две концепции за биосферата:
- Първата дефинира черупката като съвкупността от цялата органична материя на планетата. Именно той послужи като основа за термина, който се използва и до днес.
- Втората концепция е предложена от V. I. Вернадски, той вярва, че биосферата е неразделно единство и взаимодействие на живата и неживата природа, в широкия смисъл на тези дефиниции.
Основните характеристики на биосферата обаче се определят именно от нейния органичен компонент. В крайна сметка, това е неговата основна разлика от другите черупки на Земята.
Учението за биосферата и произхода на термина
Концепцията за жива черупка е предложена през 19-ти век. Жан-Батист Ламарк даде кратко описание на биосферата, докато официалното име дори не съществуваше. През 1875 г. австрийският палеонтолог и геолог Едуард Зюс за първи път въвежда термина "биосфера", който се използва и до днес.
Съветският философ и биогеохимик В. И. Вернадски направи огромен принос в изучаването на целия живот на Земята, той стана известен благодарение на създаването на холистична доктрина за биосферата. ATв неговите писания живите организми действат като мощна сила, която непрекъснато участва в трансформацията на планетата Земя.
Граници на живите организми
Общото описание на биосферата започва с описание на границите, в които могат да живеят живите организми. Някои от тях са доста издръжливи и могат да издържат дори на най-критичните условия.
Граници на биосферата:
- Горна граница. Определя се от атмосферата и по-точно от озоновия слой на Земята, той е около 15-20 километра. Колкото по-близо до екватора, толкова по-мощен е защитният екран на планетата. Над озоновия слой животът е просто невъзможен, тъй като ултравиолетовото лъчение е несъвместимо с жизнената активност на клетките на организма. Освен това количеството кислород намалява значително с височината, а това също е пагубно за живите същества.
- Долна граница. Определена от литосферата, максималната възможна дълбочина не надвишава 3,5 - 7,5 километра. Всичко зависи от критичното повишаване на температурата, при което настъпва денатурация на протеиновите структури. Въпреки това, повечето от живите организми са концентрирани на дълбочина само няколко метра, това е кореновата система на растения, гъби, микроорганизми, насекоми и животни, които живеят в дупки.
- Граници в хидросферата. Живите организми могат да съществуват в абсолютно всяка част на океана: от повърхността на водата (планктон, водорасли) до дъното на дълбоководни окопи. Например учените са доказали, че животът съществува дори в Марианската падина на дълбочина от 11 километра.
Жива структура на черупката
Основните характеристики на биосферата включватнеговата структура. Вернадски открои няколко вида вещества, които съставляват живата черупка. Освен това те могат да имат както органичен, така и неорганичен произход:
- Живо вещество. Това включва всичко, което има клетъчна структура. Въпреки това, масата на живата материя в структурата на биосферата е малка и възлиза буквално на една милионна част от цялата черупка. Характеристиката на живата материя на биосферата е, че тя е най-важната част от нашата планета. В крайна сметка живите организми постоянно влияят на външния вид на Земята, променяйки структурата на нейната повърхност.
- Биогенно вещество. Това са структури, които се създават и обработват от живи организми. Изненадващо, в продължение на милиони години живите същества са преминали през системите на своите органи почти целия световен океан, огромно количество атмосферни газове и голяма маса минерали. Тези процеси произвеждат минерали от органичен произход, като петрол, карбонатни скали и въглища.
- Инертно вещество. Това са продукти от нежива природа, които са се образували без прякото участие на живи организми. Това включва скали, минерали и неорганичната част на почвата.
- Биоинертно вещество. Ние помним, че живите организми непрекъснато влияят на планетата. В резултат на това се образуват вещества, които са продукти на разпадането и разрушаването на инертните структури. Тази група включва почва, кора на изветряне и седиментни скали от органичен произход.
- Също така, структурата на биосферата може да включва вещества, които са всъстояние на радиоактивен разпад.
- Атомите са отделна група, които непрекъснато се създават в процеса на йонизация под въздействието на космическата радиация.
- Напоследък вещества от извънземен (космически) произход бяха включени в структурата на биосферата.
Жива материя в други черупки на Земята
Ако се спрем подробно на характеристиките и състава на биосферата, тогава не може да не разгледаме особеностите на жизнената дейност на живите организми в други черупки на планетата:
Аеросфера. Живите организми не могат да бъдат суспендирани в атмосферните слоеве, микроскопичните водни капки служат като субстрат за живота на аеробионтите, а слънчевата активност и аерозолите действат като източник на неизчерпаема енергия. Организмите, живеещи в атмосферата, са разделени на три групи. Тробобионтите - са активни в космоса от върховете на дърветата до купесто-дъждовите облаци. Алтобионтите са организми, които могат да оцелеят във въздуха. Парабионти - случайно попадат в най-високите слоеве на атмосферата. На тази височина те губят способността си да се размножават и жизненият им цикъл е значително намален
Геобиосфера. Земната кора служи като субстрат и местообитание за геобионти. Тази обвивка включва и няколко нива, на които живеят специфични форми на живот. Терабионтите са организми, които живеят директно върху земната повърхност. От своя страна терабиосферата е разделена на още няколко черупки: фитосферата (зоната от върховете на дърветата доповърхността на земята) и ипедосферата (почвен слой и кора за изветряне). Еолийска зона - райони с голяма надморска височина, в които животът е невъзможен дори за по-високи растения. Еолобионтите са типични представители на тази зона. Литобиосфера - дълбоки слоеве на земната кора. Тази зона е разделена на хипотерабиосферата (място, където могат да живеят аеробни (изискващи кислород) форми на живот) и телуробиосфера (тук могат да оцелеят само анаеробни (без кислород) организми). Освен това в литобиосферата могат да бъдат намерени литобионти, които живеят в подземните води и скалните пори
Хидробиосфера. Тази област обхваща всички водни тела (с изключение на подземните води и атмосферната влага) на нашата планета, включително ледниците. Жителите на моретата и океаните се наричат хидробионти, които от своя страна се делят на: Аквабионти – обитатели на континенталните води. Маринобионтите са живи организми на моретата и океаните. Във водния стълб се разграничават три нива на живот в зависимост от количеството слънчева светлина, която прониква вътре: Фотосферата е най-осветената зона. Дисфотосферата винаги е зоната на здрача на океана (не повече от 1% от инсолацията). Афотосферата - зона на абсолютен мрак
От тундрата до тропическите гори. Класификация на биоми на планетата
Характеристиките на биосферата са неразривно свързани с концепцията за биома. Този термин се отнася до големи биологични системи, които имат определен преобладаващ вид растителност или специфични характеристики на ландшафта. Общо са девет. По-долу е дадено кратко описание на основнитебиосфера биосфера:
- Тундра. Огромна безлесна шир, която заема северните части на Евразия и Северна Америка. Растителността в тази зона не е богата, предимно лишеи, сезонни треви и мъхове. Фауната е по-разнообразна, особено през топлите месеци на годината, когато започва сезонът на миграция на много видове птици и животни.
- Тайга. Основният вид растителност в този район са иглолистните гори. Биомът заема около 11% от цялата земна площ. Въпреки суровите метеорологични условия, тайгата има изключително разнообразна флора и фауна.
- Установени гори. разположени в умерения пояс. Сезонността на климата и достатъчното количество влага позволиха развитието на определен вид растителност в този биом. Това са предимно широколистни дървесни видове. Освен това тези гори са дом на много бозайници, птици и гъби, да не говорим за насекоми и микроорганизми.
- Степи. Този биом е представен от азиатските степи и класическите прерии на Северна Америка. Най-често това са безлесни открити пространства, тъй като се отразява значителен дефицит на влага. Но животинският свят все още е разнообразен.
- Средиземноморска зона. Районът около едноименното море се характеризира с горещо и доста сухо лято и много комфортни прохладни зими. Типичната растителност е представена от твърдолистни гори, бодливи храсти и треви.
- Пустини. За съжаление, повече от 30% от земята е заета от територии, които изобщо не са благоприятни за обитаване на живи организми. По протежение се намират пустинни зонив цяла Африка и Австралия, в Южна Америка, както и в Южна, Югозападна и в центъра на Евразия. Флората и фауната на тези региони е доста оскъдна.
- Савана. Този биом е открито пространство, което е изцяло покрито с трева и единични дървета. Въпреки факта, че това са доста бедни почви, фауната на тази зона е поразителна със своето разнообразие. Саваните са характерни за Африка, Южна Америка и Австралия.
- Бодливи (тропически) гори. Тази зона се отличава с причудливи форми на бодливи храсти и вековни дървета - баобаби. Поради неравномерното разпределение на валежите, растителността на този биом е доста оскъдна. Тропически гори могат да бъдат намерени в Югозападна Азия и Африка.
Тропически гори. Това е най-влажната зона на нашата планета. Растителността на този биом е поразителна със своя мащаб и разнообразие. Широколистните тропически гори са разположени в басейните на големи пълноводни реки, като Амазонка, Ориноко, Нигер, Замбези, Конго. Те също така покриват полуостровите и архипелагите на Югоизточна Азия
Основни функции на жива черупка в природата
Време е да разгледаме основните функции на биосферата и техните характеристики:
- Енергия. Тази функция се изпълнява от растения, които участват в процеса на фотосинтеза. Натрупвайки слънчева енергия, те или я разпределят между други компоненти на живата обвивка, или я натрупват в мъртви органични частици. Ето как се появяват горими минерали (въглища, торф, нефт).
- Газ. Живите организми участват в текущия газообмен.
- Концентрация. Някои форми на живот имат способността селективно да натрупват биогенни елементи от външната среда. Впоследствие те могат да послужат като източник на тези вещества.
- Разрушителен. Живите организми непрекъснато влияят върху околната среда, разлагайки и обработвайки нейната повърхност. Ето как се образува инертна и биоинертна материя.
- Образуване на околната среда. Биосферата поддържа баланс между благоприятни и неблагоприятни условия на околната среда, които са необходими за пълноценния живот на организмите.
Свойства на биосферата
Тъй като живата обвивка е много сложна система, характеристиките на биосферата не могат без основните свойства, които определят нейната специфика:
- Централизация. Всички процеси в живата обвивка са концентрирани около живите организми, те заемат централно място в учението за биосферата.
- Отвореност. Биосферата може да съществува само благодарение на енергията отвън, в този случай това е слънчева активност.
- Саморегулиране. Биосферата е "холистичен организъм", който като живо същество има способността да хомеостаза.
- Разнообразие. Огромен брой животни, растения, микроорганизми и гъби живеят на земята.
- Осигуряване на циркулацията на веществата. Благодарение на живите организми се осъществява фотосинтезата и циркулацията на веществата. В характеристиките на биосферата тези два процеса заемат едно от основните места.
Еволюция и историяразвитие на живата обвивка на Земята
Ако характеризираме биосферата от гледна точка на еволюцията, можем да кажем, че това е единствената обвивка, която непрекъснато се развива и подобрява. Всичко е за живата материя, тя е, която непрекъснато се развива. Неорганичната част на живата черупка няма способността да се развива. Ако говорим за характеристиките на биосферата в бъдеще, тогава всичко е малко по-сложно. Черупката става все по-нестабилна и е много трудно да се предскаже по-нататъшно развитие.
Изкуствена биосфера
Човек не може да съществува извън жива обвивка, много е трудно да възпроизведем всичко, което тя може да ни даде. Характеристиките на биосферата са толкова уникални, че човечеството все още не може напълно да пресъздаде нейните условия в изкуствена среда. Науката обаче не стои на едно място и може би в бъдеще учените ще постигнат известен успех в тази посока.
