Функції та структура біосфери стисло

Планета Земля поєднує в собі унікальні компоненти, які дозволили колись зародитися і з тих пір отримати широке поширення і різноманітність життя. У межах нашої Сонячної системи більше ні на одній планеті поки існування такої кількості біомаси в усьому її складному і багатогранному прояві не виявлено. Це зайвий раз підтверджує те, наскільки незвичайна, прекрасна і унікальна наша Земля. Такими якостями її наділяє оболонка - біосфера. Її і розглянемо більш детально в даній статті.

Поняття про біосферу

У загальному розумінні даним терміном прийнято позначати все різноманіття живих істот на нашій планеті і продуктів, ними вироблених. Однак структура біосфери суворо розмежовано, вона має свої складові компоненти, межі і виконує певні функції.

Дослівно перекласти термін можна як "сфера життя". Це точно відбиває суть. Взагалі біосфера, її структура і функції є предметом вивчення вже не одного покоління вчених. Але цілісну теорію, вчення зумів створити тільки В. І. Вернадський, який і визначив дане поняття як сукупність всіх існуючих екосистем та продуктів їх переробки.

Історія терміна

Найпершим вченим, що висловили думку про те, що живі істоти взаємодіють один з одним, виробляють продукти і тим самим впливають на навколишнє середовище і планету в цілому, став Жан Батіст Ламарк. Ще в XVIII столітті він вказав на те, що біомаса бере активну участь у формуванні земної кори.

Після нього багато вчених, натуралісти займалися вивченням цього питання і підтверджували це висловлювання. Так, наприклад, поняття біосфери, її структура були описані Едуардом Зюссом в XIX столітті. Однак багатьох фактів їм враховано не було, тому цілісної картини не вийшло.

А ось наш російський вчений В. І. Вернадський і француз Тейяр де Шарден зуміли створити справжнє об'ємне вчення, яке дало повну характеристику даного поняття, пояснивши, що таке біосфера, її структура і кордони. Основоположну роль зіграв все ж Вернадський.

Структура біосфери

До основних елементів, що становлять суть оболонки Землі, можна віднести різні типи речовин, що знаходяться в ній. Вернадським виділяється горизонтальна і вертикальна структура біосфери. Перша включає в себе охоплення живими істотами всіх можливих оболонок Землі. Можна розглянути структуру горизонтальної біосфери наступним чином:

• Верхня межа - нижній шар атмосфери (озоновий). Від поверхні Землі приблизно 10 кілометрів. Вище жоден організм не життєздатний, так як діють суворі обмежують межі по концентрації кисню і ультрафіолетового випромінювання. На подібній висоті здатні до розвитку і життя тільки спори грибів і бактерій, що потрапляють туди з літосфери, гідросфери і так далі.
• Нижня межа - різна для літосфери і гідросфери. Грунт (літосфера) може бути заселена представниками живої природи до глибини 7,5 км. Тут зустрічаються такі організми, як бактерії, спори грибів, найпростіші. Лімітують факторами виступають тиск, відсутність кисню і світла, обмеження вмісту води.
• Склад і структура біосфери також включає в себе гідросферу, причому до глибини 11 км. Всі шари мають важливе значення, так як густо заселені живими істотами.

Типи мешканців водної оболонки

Гідросфера - це структура біосфери, яка включає в себе абсолютно всі водні джерела: океани, моря, річки, озера, болота і так далі. Організми за місцем розподілу у водному середовищі поділяються на:

• планктонні - заселяють поверхневі води, рух здійснюється без витрат енергії струмом води;
• нектон - серединна частина водойм;
• бентосними частина - її складають ті істоти, які живуть на дні і зариваються в мул.

Структура біосфери, за Вернадським, у нижній частині земної кори обмежується слідами так званих колишніх біосфер. Це викопні рештки, накопичені в масі, і сформували гірські і осадові породи.

Жива речовина

Володимир Іванович Вернадський виділяв кілька типів речовини, що становить загальну масу біосфери в цілому. В першу чергу це живу речовину. Воно складається з усієї біомаси. Тобто до цієї групи можна віднести представника абсолютно будь-якого царства живої природи, в тому числі і віруси.

Елементарної структурою біосфери є біоценоз, який також включається до складу живої речовини. Людина і вся його діяльність, яка спрямована на взаємозв'язок з тваринами, рослинами, мікроорганізмами, також є частиною живої речовини.

Еволюція і структура біосфери складаються таким чином, що розподіл біомаси на планеті нерівномірно. Головна переважна частина живих істот перебуває у верхньому шарі грунту, наземної середовищі життя і приповерхневому океанському шарі. Глибини гідро- і літосфери залишаються малозаселеними місцями.

Жива речовина, кількість якого відображає структура біосфери, коротко можна розподілити за масою наступним чином:

1. Переважна більшість припадає на безхребетних тварин, найпростіших і мікроорганізми.
2. Друге місце за поширеністю займають рослини.
3. Вищі хребетні тварини - сама нечисленна група.
4. Людина і вся його діяльність займає особливе становище в складі живої речовини біосфери.

При такому розподілі продукція біомаси проте різними групами виробляється в неоднакове кількості. Так, основну частину необхідних речовин дають рослини (близько 92%). Найменше корисної продукції приносять безхребетні, хоча за чисельністю і стоять на першому місці.

Вернадський зазначав, що біоценози - це важлива структурна частина біосфери, а всі процеси, що відбуваються всередині них, - визначальні в живій природі та еволюції. Дивлячись на кількісний розподіл біомаси, стає очевидним, що переважають недосконалі види, ті, які знаходяться на більш низькому ступені еволюції, більш просто організовані і найкраще пристосовані.

В цілому ж жива речовина біосфери відіграє певну роль, яку можна виразити кількома пунктами.

Функції живої речовини

Постійна циркуляція атомів, молекул, з'єднань між елементами живої та неживої природи - це одна з основоположних характеристик біосфери в цілому. Перетворення енергії, збереження сталості складу, геологічні нововведення і перетворення - все це робиться біомасою і в підсумку є необхідною умовою існування і формування біосфери. Саме біомаса виконує також і ряд інших важливих функцій.

1. Функція газообміну. Структура біосфери зачіпає досить значну частину атмосфери. А вона, в свою чергу, формується під впливом кількості вуглекислого газу і кисню. Відомо, що газ, що підтримує життя, виробляють для всіх живих істот, у тому числі і для себе, зелені друзі нашої планети - рослини. Інші живі організми є лише споживачами та продуцентами вуглекислого газу. Проте спільно біомаса значно впливає на зміну компонентного складу атмосферного повітря, тобто здійснює газову функцію.
2. Концентраційна роль біомаси. Полягає в накопиченні тих чи інших сполук, атомів і молекул і передачі їх у вигляді продуктів життєдіяльності або після відмирання в неживу середу.
3. Біохімічна функція. Сучасна наука в структурі біосфери важливе місце приділяє ролі ноосфери. І вона тісно пов'язана з біохімічними перетвореннями, що відбуваються усередині живих організмів. Сам Вернадський визначав її як сферу розуму і людських можливостей при дії на живу природу, її склад і функціонування. Те, що людина має можливість втручатися практично в усі біохімічні перетворення в живих системах, може керувати ними, підлаштовувати під себе і отримувати від цього вигоду, є вище досягнення розуму людини. Це і включають в себе ноосфера, а також будь-які механічні, технічні, генетичні та мутагенетіческіе впливу, які здатні надати люди на живий світ. Особливе місце вчений відводив здібності людей охороняти і оберігати живе, знаходити виходи зі складних ситуацій зникнення і забруднення навколишнього середовища.

Енергетична, або окислювально-відновна функція

Основні продуценти енергії - це рослини. Адже саме вони в процесі фотосинтезу здатні поглинати сонячну енергію і переводити її в іншу форму, легкотравну для інших живих організмів - хімічні зв'язки в з'єднаннях запасного живильного речовини.

Далі для перетворення енергії підключаються тварини, починають працювати екологічні ланцюги живлення, піраміди. Підсумком є накопичення в геологічних породах таких корисних копалин, багатих енергією хімічних сполук, як нафта, газ, вугілля, торф та інші. Також частина енергії розсіюється в навколишнє середовище, створюючи певний атмосферне фон. Визначення та структура біосфери зводяться до того, що саме ця функція є найбільш значущою і важливою.

Відсталу речовину

Ще один елемент, яким характеризуються біосфера, її структура та функції, - це відстале речовина. До такого відносяться всі з'єднання, предмети, матеріали і так далі, у створенні яких не брали участь живі організми. Типовим прикладом можуть служити:

• вулканічні виверження (магма і її продукти);
• руху підземних плит і утворені в результаті речовини;
• метеорити і інші космічні знахідки на поверхні Землі.

У сукупності з живими істотами відстале впливає на те, як формується структура біосфери.

Биокосное речовина

До такого продукту слід відносити спільний гармонійний результат виробництва живого і відсталого речовини. Наприклад, грунт, верхній родючий шар землі, і більш глибокі підгрунтові шари. Грунт є середовищем життя для величезної кількості живих істот, але при цьому в її формуванні беруть участь і гірські породи, і тектонічні рухи плит, метеоритні залишки, хімічні сполуки та інші компоненти.

Також до таких речовин можна віднести і воду, атмосферу, кору вивітрювання. Термін "биокосное речовина" ввів в ужиток сам Вернадський у 1926 році. Сьогодні створено багато моделей, на яких відображена структура біосфери. Картинки на цю тему широко поширені.

Неживе біогенна речовина

За назвою стає зрозуміло, що у формуванні даного матеріалу брали участь живі організми, проте згодом він став неживим. До таких біогенних речовин відносяться:

• нафту;
• вугілля;
• торф;
• сапропель;
• різні руди;
• крейда і вапняк та інші.

Таким чином, функціональна структура біосфери представлена не тільки оболонками планети, а й основними типами речовин в межах Землі.

Еволюція біосфери по Вернадському

Звичайно, розглянута нами структура біосфери коротко. Наприклад, у Вернадського на опис основних ключових моментів пішов не один рік. Тому ми розглянули лише загальні риси.

Варто ще зауважити, що еволюційний розвиток і формування біосфери Вернадський описував як процес, що триває з самого виникнення життя на Землі. Тому і вік її такою ж, як і геологічний вік нашої планети.

Статті за темою "Функції та структура біосфери стисло"

Рівні організації живої матерії та властивості живого

Хімічний склад клітини - який він?

Що таке білки, який у них склад, навіщо вони потрібні?

Органічні речовини. Класи органічних речовин