Поиск по базе сайта:
Лекція для учнів 11 класів на тему icon

Лекція для учнів 11 класів на тему




Скачати 174.7 Kb.
НазваЛекція для учнів 11 класів на тему
Дата конвертації01.01.2013
Розмір174.7 Kb.
ТипЛекція

Лекція для учнів 11 класів на тему:

Угруповання та екосистеми. Склад і структура екосистем. Взаємодії організмів у екосистемах. Різноманітність екосис­тем. Розвиток і зміни екосистем. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемах. Продуктивність екосистем. Поняття біосфери.

Угруповання живих істот — це не хаотичне зібрання, а складна система, яка є результатом тривалого процесу еволюції. Живі організми групуються не будь-як, а лише за законами спільного, взаємопов’язаного існування в певних умовах довкілля.

Природні угруповання, у які об’єднуються для спільного життя рослини, тварини, гриби, мікроорганізми та їхнє середовище існування, називають екологічною системою, або екосистемою.

Наприклад, екосистемою можна вважати мішаний ліс, тому що його компоненти (рослини, тварини, гриби, мікроорганізми) співіснують у певному середовищі і тісно пов’язані між собою. Якщо подивитися на рослинне угруповання мішаного лісу, то стає помітно, що рослини мають різну висоту. Це пов’язане з їхніми різними вимогами до умов існування. Так, одним рослинам необхідно більше світла. Це високі дерева (дуби, ясени). Інші дерева потребують менше світла (клени, липи, берези). Під ними розташовуються кущі, невимогливі до світла (ліщина, шипшина, крушина). Найнижчий рівень утворюють трав’янисті рослини (конвалії, проліски, медунки), мохи, які задовольняються невеликою кількістю сонячного світла. Таке розміщення рослин залежно від вимог до умов існування називається ярусністю.

Обов’язковою умовою існування будь-якої екосистеми є забезпечення всіх організмів, що її утворюють, поживними речовинами.

Основу екосистем складають рослини, бо вони створюють органічні речовини з неорганічних, тобто стають харчовою базою для тварин. Рослинами живиться більшість комах, а також травоїдні тварини та гризуни. Комахи слугують їжею для птахів, якими у свою чергу живляться хижі птахи та звірі. Утворюється міцний ланцюг, в основі якого лежать харчові зв’язки.

Екосистема (біоценоз) — основна одиниця біосфери, яка є об’єктом вивчення екології. Цей термін запровадив англійський біолог А. Тенслі у 1935 році. Екосистема — складний природний комплекс живих істот, що взаємодіють з неорганічним середовищем та знаходяться в матеріально-енергетичній залежності від неї. Для зручності вчені розглядають екосистему як ізольовану одиницю (рілля, озеро, пасовище, струмок тощо), проте фактично різні компоненти постійно переміщуються з однієї екосистеми в іншу. По своїй суті це динамічно урівноважена система, що склалася в результаті тривалої та глибокої адаптації складових компонентів, в якій здійснюється кругообіг речовин. Екосистема — не проста сукупність живих організмів та навколишнього середовища, це діалектична єдність усіх екологічних ком­понентів, обумовлена взаємозалежністю та причинно-наслідко­вими зв’язками. У кожній екосистемі відбуваються кругообіг речовин та обмінні енергетичні процеси.

Кожна екосистема складається з біоценозу та біотопу.

^ Біотоп — це ділянка поверхні землі з більш-менш однотипними умовами існування (ґрунтом, мікрокліматом тощо).

Біоценоз — це історично сформована сукупність рослин, тварин та мікроорганізмів, що населяє біотоп. Відповідно до цього кожний біоценоз складається з фітоценозу (угрупування рослин), зооценозу (угрупування тварин) та мікроценозу (угрупування мік­роорганізмів).

Крім природних екосистем, існують також штучні екосистеми: космічна станція, акваріум, вазон із кімнатною рослиною тощо.

Біоценози земної кулі утворюють біоценотичний покрив, який вивчає біогеоценологія. Заснував цю науку видатний російський вчений В. М. Сукачов. Сукупність всіх біогеоценозів нашої планети утворює велетенську екосистему — біосферу (рис. 2.1). Біоценози можуть формуватися на будь-якій ділянці земної поверхні — на суші і на воді. Вони бувають степовими, болотними, луговими і т. д. Велике значення в функціонуванні біосфери мають гідробіоценози. Ділянки земної поверхні, покриті культурними рослинами, називаються агрофітоценозами.

^ В структурі кожної екосистеми можна виділити чотири функціональні компоненти:

абіотичне оточення, тобто весь комплекс неживої природи, звідки біоценоз черпає засоби для існування і куди виділяє продукти обміну;

комплекс автотрофних організмів, що забезпечують органіч­ними речовинами, а отже, й енергією всі інші організми, це первинні продуценти органічної речовини, які асимілюють сонячну енергію (фототрофні рослини, фотосинтезуючі бактерії);

3) комплекс гетеротрофних організмів — консументів, які живуть за рахунок поживних речовин, створених первинними продуцентами. Консументами є тварини та безхлорофільні рослини;

4) комплекс організмів, які розкладають органічні сполуки до мінерального стану. Це редуценти, представлені мікроорганізмами — бактеріями, грибами, найпростішими, а також організмами, які живляться мертвими органічними речовинами.



Рис. 2.1. Схема будови біоценозу (за В. М. Сукачовим)

Між усіма чотирма ланками існує закономірний зв’язок. Взаємодія організмів в екосистемі надзвичайно складна. Взаємодія біоценозів з біотопами відбувається через речовинно-енергетич­ний обмін. Для кожної екосистеми характерний свій біологічний кругообіг речовин, який здійснюється завдяки існуванню в екосистемах трофічних ланцюгів (ланцюгів живлення).

Пасовищний ланцюг живлення — це низка живих організмів, у якій кожний вид живиться попередниками в ланцюзі та в свою чергу служить їжею для видів, які посідають вищий рівень. Наприклад, у водоймах фітопланктон поїдається зоопланктоном, останній — дрібною рибою, що є здобиччю великих риб — хижаків, які в свою чергу споживаються людиною. Мова йде про певні угрупування рослин, тварин і мікроорганізмів, які взаємодіють один з одним і з навколишнім середовищем. Кожний живий організм або їх сукупність виконують певну біологічну функ­цію, яка або починає якийсь процес, або служить його проміж­ною ланкою, або завершує його. Така узгоджена та взаємозв’я­зана діяльність живих організмів Землі перебуває в тісному зв’яз­ку з навколишнім середовищем та його основними факторами і створює екологічну систему, цілісність якої утримується сталими потоками речовини та енергією між компонентами екосистеми.

Дуже великі наземні екосистеми називають біомами. Наприк­лад, ліси помірного поясу, пустелі, хвойні ліси, савани тощо. Кожний біом включає в себе цілу низку менших за розмірами взаємозв’язаних одна з одною екосистем. Одна з них може бути великою — площею декілька мільйонів квадратних кілометрів, інша може являти собою невелику галявину. Важливо те, що кож­ну екосистему можна визначити як більш-менш своєрідне угрупування рослин і тварин, які взаємодіють одне з одним і з довкіллям.

Щоб вияснити цілісність біосфери, необхідно з’ясувати, як вона функціонує. Оскільки вона складається з безлічі екосистем, необхідно знати їх структуру. У кожній екосистемі два основних компоненти: організми, з одного боку, і фактори неживої природи — з другого. Таку сукупність організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів) називають біотою (від лат. bio — життя) екосистеми. Шляхи взаємодії різних категорій організмів — це її біотична структура. Неживі (хімічні і фізичні) фактори навколишнього середовища називаються абіотичними.

Незважаючи на велику різноманітність екосистем — від пустель до тундри, всім їм, на думку екологів, властива приблизно однакова біотична структура, всі вони містять одні й ті ж категорії організмів, які подібно взаємодіють у всіх екосистемах. Це такі категорії: продуценти, консументи, редуценти.

^ Продуценти, або автотрофи — це організми, що створюють органічну речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води, вуглекислого газу та мінеральних солей.

Продуцентами в екосистемі називають зелені рослини, оскільки вони самі утворюють для себе їжу. Їх на Землі є близько 350000 видів, а маса, за підрахунками В.Вернадського, становить близько 2,4∙1012 т. На перший погляд здається, що зелені рослини незалежні від інших організмів. Однак вчені стверджують, що якби на Землі існували тільки зелені рослини, то, кінець кінцем, усі мінеральні речовини виявилися б зв’язаними в цих рослинах (у багатьох випадках — в їхніх мертвих рештках) і ріст рослин припинився б. Цього не відбувається тому, що інші організми — редуценти (або мікроконсументи) використовують поживні речовини, що містяться у мертвих рослинах, і як джерело енергії, і як їжу, розкладаючи при цьому органічні сполуки на простіші неорганічні. У такому вигляді їх здатні поглинати й використовувати живі рослини.

Редуценти — мікроорганізми, що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук — води, вуг­лекислого газу й мінеральних солей. До редуцентів належать бактерії, гриби. Їх налічується 75 тис. видів, а сумарна маса становить 1,8∙108 т.

Енергія та елементи живлення, що містяться в організмах живих продуцентів, споживаються в більшості природних екосистем не тільки редуцентами, а й консументами, або фаготрофами.

Консументи — це гетеротрофічні організми, що одержують енергію за рахунок харчування автотрофами чи іншими консумен­тами. До них належать переважно тварини, які живляться іншими організмами або частинками органічної речовини. Серед них є травоїдні (тварини, що живляться рослинною їжею), усеїдні (тварини, що споживають як рослинну, так і тваринну їжу), м’ясоїдні, а також паразити. Кількість видів цієї групи найбільша — понад 1,5 млн, а їхня маса становить близько 2,3∙108 т.

Одна з причин, що викликає різноманітність екосистем (біоценозів) у природі, — це своєрідність абіотичних умов кожного регіону.

Таким чином, незважаючи на різноманітність екосистем, всі вони мають спільні риси. У кожній із них можна виділити фотосинтезуючі рослини — продуценти, різні типи консументів і редуцентів.

Види екосистем за масштабами поділяються на мікроекосистеми, мезоекосистеми і макроекосистеми.

У мікроекосистемах невеличкі, тимчасові біоценози, що називаються синузіями, перебувають у обмеженому просторі. До таких екосистем належать трухляві пеньки, мертві стовбури дерев, мурашники тощо.

Найбільш поширеними серед екосистем є мезоекосистеми, або біогеоценози, в яких біоценози займають однотипні ділянки земної поверхні з однаковими фізико-географічними умовами і межі яких, як правило, збігаються з межами відповідних фітоценозів.

Макроекосистеми охоплюють величезні території чи водні акваторії, що визначаються характерним для них макрокліматом і відповідають цілим природним зонам. Біоценози таких екосистем називаються біомами. До макроекосистем належать екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, савани, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, а також морські екосистеми. Прикладом глобальної екосистеми є біосфера нашої планети.

За ступенем трансформації людської діяльності екосистеми поділяються на природні, антропогенні та антропогенно-природні.

У промислово розвинутих країнах, на захоплених людською діяльністю територіях природних екосистем майже не залишилося, хіба що в заповідниках. Лісові насадження, луки, ниви — все це антропогенно-природні екосистеми, які хоча й складаються майже єдино з природних компонентів, але створені й регулюються людьми.

До антропогенних екосистем належать екосистеми, в яких переважають штучно створені антропогенні об’єкти і в яких, крім людей, можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом таких антропогенних екосистем є міста, промислові вузли, села (в межах забудови).

^ Ланцюг живлення — це послідовність організмів, у якій кожен попередній представник є їжею для наступного. Наприклад, рослини їсть заєць, на якого полює вовк; листя рослин їсть гусінь, якою живиться синиця тощо.


Екологічні системи. Історично утворену сукупність популяцій різних видів, що населяють певну територію або акваторікі характеризуються певними взаємозв'язками, називають біоценозом (наприклад, однорідна ділянка степу, лісу, озера тощо).

Мешканці біоценозу тісно пов'язані з абіотичними факторами, їхня сукупність складає екологічну систему (екосистему), або біогеоценоз. Екосистема включає в себе певні угруповання популяцій різних видів, грунт, грунтові води, нижні шари атмосфери, а також температуру, світло тощо. Організми в біогеоценозі пов'язані міжвидовими і внутрішньовидовими відносинами .

Біогеоценоз і екосистема — поняття подібні, але не тотожні. Обидва поняття — це взаємодіючі сукупності живих організмів і середовища, але екосистема — поняття безмежне. Мурашник, болото, гірський хребет, біосфера загалом, кабіна космічного корабля — все це екосистеми. Біогеоценоз — це екосистема, межі якої визначені фітоценозами. Іншими словами, біогеоценоз — окремий випадок, певний ранг екосистеми.

Біогеоценоз — не проста сукупність живих організмів та інших природних тіл, а особлива, узгоджено організована форма існування організмів і навколишнього середовища, що здатна до саморегуляції і самовідтворення.

Людина своєю господарською діяльністю створює штучні біогеоценози — агроценози (поля, пасовища, сади, виноградники, парки). На відміну від природних біогеоценозів, до складу яких входять сотні і тисячі різноманітних видів, агроценози характеризуються однотипністю видового складу і не здатні до саморегуляції.

Розміри біогеоценозів (і агроценозів) можуть коливатися від незначних (пеньок, калюжа, город) до дуже великих, що вимірюються гектарами (ліс, озеро, поле). Кожний біогеоценоз характеризується власним колообігом речовин, трансформацією сонячної енергії і продуктивністю біомаси.

У вітчизняній літературі набуло поширення поняття про біогеоценоз, введене В. М. Сукачовим (1940 p.). У закордонній літературі в аналогічному значенні використовують термін "екосистема" (див. вище).

^ Взаємозв'язки в екологічних системах. Угруповання організмів, що входять до складу біогеоценозів, складаються з трьох груп компонентів: утворювачів органічної речовини (автотрофних організмів) — продуцентів; споживачів живої органічної речовини— консументів; руйнівників органічних решток — переважно мікроорганізмів, які розщеплюють органічні речовини до простих мінеральних сполук, — редуцентів. Всі вони пов'язані ланцюгами живлення.

^ Ланцюги живлення — це послідовності особин одного виду, їхніх решток або продуктів життєдіяльності, які є об'єктом живлення організмів іншого виду, тобто ряд видів організмів, пов'язаних між собою трофічними зв'язками, що складають певну послідовність у передаванні речовин і енергії. Розрізняють два типи ланцюгів живлення.

Перший ланцюг живлення (ланцюг виїдання, або пасовищний) розпочинається з рослин. Джерело енергії, за рахунок якої існують усі організми, — Сонце. В процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється ними (перша ланка таких ланцюгів живлення) на хімічну з утворенням органічних сполук. При цьому лише близько 1 % світлової енергії, що потрапляє на рослину, переходить у потенціальну енергію органічних речовин; решта розсіюється у вигляді теплоти та відбивається. Коли тварини поїдають рослини, то інша частина енергії, що міститься в кормах, витрачається на різні процеси життєдіяльності. У середньому в різних ланцюгах живлення лише 10 % енергії кормів переходить у новозбудовану речовину тіла тварин. Травоїдних тварин поїдають хижаки (на цьому і завершується ланцюг виїдання). Приклад такого типу ланцюга живлення: планктонні водорості — планктонні тварини — риби — рибоїдні птахи і м'ясоїдні ссавці. Інший приклад: рослини — комахи — комахоїдні птахи — хижі птахи.

Другий тип ланцюгів живлення розпочинається від рослинних і тваринних решток, екскрементів тварин і йде до дрібних тварин і мікроорганізмів, які ними живляться. В результаті діяльності мікроорганізмів утворюється на-піврозщеплена маса — детрит. Такий ланцюг живлення називають ланцюгом розщеплення (детритним).

Кожний ланцюг має розгалуження й ускладнюється наявністю в природі паразитів і надпаразитів. Наприклад, ховрах живиться рослинами, на ньому паразитують блохи, в кишках яких є бактерії, в бактеріях — віруси.

В угрупованні організмів (біоценозі) зазвичай буває низка паралельних ланцюгів живлення, між якими можуть існувати зв'язки, оскільки майже завжди різні компоненти живляться різними об'єктами і самі є поживою для різних членів екосистеми. Складна структура ланцюгів живлення забезпечує цілісність і динамічність біоценозу.

Кожний ланцюг живлення включає, як правило, не більше 4—5 ланок, оскільки внаслідок втрати енергії загальна маса кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша від попередньої. Цю закономірність називають правилом екологічної піраміди. Розрізняють кілька категорій "екологічних пірамід". Піраміда чисел відображає число особин у кожному рівні ланцюга живлення (у кожному наступному рівні число особин зменшується); піраміда біомаси — кількість органічної речовини (біомаса), піраміда енергії — кількість енергії в їжі у кожному рівні ланцюга живлення. Усі вони, хоч і відрізняються за абсолютними значеннями, мають однакову спрямованість, що відображає чисельність окремих організмів в угрупованнях, і разом з нею виявляють характерні особливості біоценозів.

Піраміди чисел і біомаси можуть бути оберненими (або частково оберненими), тобто основа може бути меншою, ніж один чи кілька верхніх рівнів. Так буває, якщо середня маса продуцентів менша від маси консументів або якщо швидкість метаболізму продуцентів більша, ніж кон-Ументів. Навпаки, енергетична піраміда завжди звужуватиметься догори за умови, що враховуються всі джерела трофічної енергії в системі. Екологічна піраміда енергії дає найповніше уявлення про функціональну організацію угруповання. Вона відображає картину швидкостей переміщення маси їжі через ланцюг живлення.

Концепція потоку енергії дає змогу не лише порівнювати екосистеми між собою, а й оцінювати відносну роль популяцій у їхніх біологічних угрупованнях.

Поїдання одних організмів іншими зазвичай не руйнує історично утворених взаємозв'язків, оскільки загибель членів угруповання компенсується їх розмноженням. Між хижаками та їхніми жертвами встановлюється певна рівновага. Якби було по-іншому, то хижаки, знищивши свої жертви, загинули б самі від відсутності їжі.

Продуктивність природного біогеоценозу набагато вища, ніж біоценозів, які зазнали впливу діяльності людини. Наприклад, можна стверджувати, що гектар лісу виділяє кисню в чотири рази більше, ніж така сама площа лісопарку. Пояснюють це тим, що видовий склад біоценозів міських парків набагато бідніший, ніж лісових. Різноманітність і стійкість видового складу рослинності у лісовому біогеоценозі тісно пов'язані не лише з вищими рослинами, що там ростуть, а й з грибами і тваринами, починаючи від мешканців грунту — круглих і кільчастих червів і ссавців-землериїв і закінчуючи комахами і птахами, які живуть на верхівках дерев.

З наведених прикладів зрозуміло, наскільки важливе і необхідне вивчення динаміки процесів у біогеоценозах для керування чисельністю популяцій корисних і шкідливих для людини рослин і тварин. Неоціненна допомога в цьому комп'ютерів. Завдяки великій швидкості роботи та здатності нагромаджувати і зберігати величезний обсяг інформації комп'ютери дають змогу моделювати можливі варіанти змін в екосистемах, що виникають у відповідь на природні зміни навколишнього середовища і господарську діяльність людини. Моделювання у найзагальнішому вигляді — це метод пізнання або вивчення якогось процесу, явища чи тіла шляхом відтворення його самого або істотних його властивостей у вигляді матеріальної чи теоретичної моделі. До останньої категорії належать і математичні моделі.

Прикладом класичної моделі, яка характеризує взаємодію двох видів, є модель Лотки — Волтера, відома як модель хижак — жертва. Модель складається з двох систем диференціальних рівнянь, які описують відповідно швидкість змін популяцій хижака і жертви. Недоліком цієї моделі е те, що вона побудована на багатьох припущеннях, які спрощують перебіг біологічних явищ. Проте і така модель дає більш-менш наочне уявлення про життя окремих компонентів біогеоценозів.


Практично використовують так звані апріорні моделі. Вони грунтуються на значному обсязі експериментального матеріалу щодо структури популяцій, їхньої динаміки, екології і біології виду, а також на емпіричних зв'язках між різними параметрами моделі організм — середовище.

Потреба у таких моделях найчастіше виникає ході, коли з певною ймовірністю необхідно встановити, як поводитиметься та чи інша популяція тварин чи рослин у разі проведення, наприклад, будівництва гребель, висушування боліт, тобто для прогнозування розвитку екосистеми.


Між всіма організмами діють строго визначені відношення, що сприяють утворенню певних угрупувань, їх складних екологічних систем з певною структурою. В цьому важливою є так звана пірамі­да енергій або трофічних (речовинно-енергетичних) зв'язків:
1. Споживачі або консументи першого порядку існують тільки за рахунок продуцентів (рослин), наприклад травоїдні тварини.
2. Консументи другого порядку харчуються консументами першо­го порядку, наприклад м'ясоїдні, що поїдають рослиноїдних тва­рин.
3. Консументи третього порядку живуть за рахунок консументів другого порядку. Це м'ясоїдні, що харчуються іншими м'ясоїдними, травоїдними тваринами (хижаки, людина).
При переході з нижчого ступеня на верхній передається в серед­ньому 10% накопиченої енергії в речовині, а повертається в серед­овище близько 90% накопиченої енергії. Тому рослиноїдні засвою­ють тільки 10% енергії. Хижак, що харчується травоїдними, засвоює - вже тільки 1%, хижак другого порядку - 0,1%, консумент третього (наприклад людина ) - 0,01% енергії, накопиченої рослинами. Зво­ротна її передача від верхнього на нижній ступінь складає не більше 0,1% енергії. Таким чином, існують певні трофічні, або живильні, ланцюги, що утворюють екологічні, харчові або енергетичні зв'язки, характеризують витрати речовини, енергії на кожному щаблі тро­фічної піраміди. В цьому виявляється один із законів природи - за­кон Ліндемана.
За Вернадським, двигуном кругообігів різноманітних речовин є процеси життя, могутні геохімічні сили планети, біогенна мігра­ція атомів, що «є формою організованості першорядного значення в структурі біосфери».
В результаті кругообігу речовин, енергії за час існування біо­сфери було створено 3,5* 1021 т біомаси, що майже вдвічі перевищує масу земної кори (1,7* 1021 т). Завдяки кругообігам речовин - вугле­цю, кисню, азоту, фосфору, сульфуру, води сформувалися живі сис­теми високого рівня впорядкованості та складності - екосистеми.
Безупинний кругообіг всіх речовин утворю є планетарні цикли. Так, повний цикл вуглецю атмосфери у вигляді вуглекислого газу складає 300 років, при цьому вищі наземні рослини і водорості асимі­люють в процесі фотосинтезу близько 200 млрд т вуглецю у вигляді органічних сполук.
Загальний запас вуглецю в біосфері складає 12 тис. млрд (12х1012) тонн. Цикл кисню атмосфери, який проходить через живу речовину біосфери, складає майже 2000 років, при його загальному запасі 1015 тонн. Людство, за всю свою історію існуван­ня, безповоротно перевело близько 300 млрд т кисню в такі сполуки, з яких він не може знову вивільнитися в атмосферу.
Негативно впливають на екосистеми сучасні кругообіги азоту, фосфору та сірки, в які втрутилася людська діяльність, швидко ви­вільнюючи ці елементи з їх природних покладів. Це сприяє процесу евтрофікації - надживлення і бурхливе розмноження мікроорганіз­мів., негативно впливає на концентрацію кисню у водоймах, сприяє загибелі водних організмів, руйнуванню водних екосистем, у повітрі утворюються кислотні опади, які містять азотну, сірчану кислоти.
Важливим є кругообіг води - за одну хвилину з поверхні во­дойм випаровується один мільярд тонн - утворюються хмари, опа­ди. Швидкість циркуляції води залежить від виду її джерела: вода океанів поновлюється за 2 млн. років, ґрунтова - за один рік, річ­кові води - за 12 діб, атмосферна - за 9 діб. Двигуном кругообігу є енергія Сонця. Отже кругообіги найважливіших речовий біосфери є причиною і наслідком існування складних екосистем.

БІОСФЕРА. До поняття "біосфера" (від грец. bios — життя + sphairo — сфера, куля) близько підійшов французький біолог Ж.Б.Ламарк (1802). Але сам термін "біосфера" вперше застосував австрійський геолог Е.Зюсс (1875). Він же виділив біосферу як окрему оболонку Землі, охоплену життям, яка включає частини атмосфери, гігросфери і літосфери. Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері та верхній частині літосфери, в цілому складаючи плівку життя (сферу)на нашій планеті. Верхня межа біосфери сягає 85 км над поверхнею Землі. На таких висотах ( у стратосфері) під час запусків геофізичних ракет у пробах повітря виявлено спори мікроорганізмів. Нижня межа біосфери сягає глибини літосфери, де температура становить 100 град. С (у молодих складчастих областях — це приблизно 1,5 — 2 км і на кристалічних щитах — 7.— 8 км).

Область існування живих організмів на Землі називають біосферою (сферою життя).
^

Загальні властивості біосфери


Bce живе в біосфері утворює живу речовину. Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують обличчя Землі. Хімічний склад сучасних атмосфери та гідросфери зумовлений життєдіяльністю організмів. Велике значення мають організми також для формування літосфери — більшість порід, і не лише осадових, а й таких, як граніти, так чи інакше пов'язані своїм походженням з біосферою.

Мінеральна інертна речовина переробляється життям, перетворюється на нову якість. Живі організми не лише пристосовуються до умов зовнішнього середовища, а й активно їх змінюють. Таким чином, жива та нежива речовини на Землі становлять гармонійне ціле.

Суть вчення В.І.Вернадського полягає в тому, що вища форма розвитку матерії на Землі — життя — усереднює інші планетарні процеси.

"Можна без перебільшення твердити, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети, біосфери, цілком перебуває під впливом життя, тобто визначається живими організмами. Незаперечно енергія, що надає біосфері її звичайного вигляду, має космічне походження. Її випромінює Сонце у формі променистої енергії. Але саме живі організми, тобто совокупність життя, перетворюють цю космічну променисту енергію у земну, хімічну і створюють нескінченну різноманітність нашого світу. Це живі організми, які своїм диханням, своїм живленням, своїм метаболізмом, своєю смертю і своїм розмноженням, постійним використанням своєї речовини, а головне — триваючою сотні мільйонів років безперервною зміною поколінь, своїм походженням розмноженням породжують одне з найграндіозніших планетарних явищ, що не існують ніде, крім біосфери".

Одним з проявів біологічної активності організмів швидкість їх розмноження. Одноклітинна водорость діатоме теоретично здатна за вісім днів утворити масу живої матерії що дорівнює земній, протягом наступного дня подвоїти її.

Згідно з сучасними оцінками, суха маса живої речовини на Землі становить 2 — 3 трильйони тон. Це порівняно з основними сферами Землі дуже мала величина. Жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю зокрема, дуже швидким кругообігом речовин. Вся жива речовина біосфери оновлюється в середньому за вісім років Життєдіяльність тварин, рослин і мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між організмами та середовищем, внаслідок чого всі хімічні елементи земної кори, атмосфери й гідросфери багаторазово входили до складу тих чи інших організмів.

Живі організми відіграють величезну роль в акумуляції сонячної енергії. Наприклад, поклади кам'яного вугілля — це не що інше, як сонячна енергія, накопичена зеленим рослинами минулих геологічних епох. Так само можна визначити й природу багатьох мінералів, зокрема вуглекислота кальцію, який утворює величезні маси вапняків і майже на 10 % має біогенне походження. Важливу роль живі організми відіграють у накопиченні багатьох металів, таких, як залізо мідь, марганець. Велике значення для біосфери господарської діяльності людини має кругообіг азоту, сірки фосфору та інших елементів.

Жива речовина значно прискорила й змінила кругообіги біосфері різних речовин — води, кисню, азоту, вуглекислот газу тощо.



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації