Земля – это уникальная планета Солнечной системы. Только на нашей планете могут существовать живые организмы. Эти организмы обитают в водоемах, воздухе и даже в почвенных шарах.
Понятие биосферы
Как известно нам из предыдущих уроков географии, Земля состоит из таких оболочек как литосфера, атмосфера и гидросфера. Те части этих оболочек, в которых обитают живые организмы, называются биосферой.
На сегодняшний день биосфера представлена десятками тысяч разновидностей животных, растений и бактерий. Биосфера состоит из множества экосистем, которые беспрерывно взаимодействуют между собой, обеспечивая биологических круговорот в природе.
Впервые теория о биосфере была сформирована знаменитым французским ученым Жаном – Батистом Ламарком.
Распределение организмов
Живые организмы обитают в этих оболочках неравномерно. Существуют части биосферы, в которых сосредоточено большое количество необходимых для жизни веществ – тепла, воды, солнечного света.
В таких частях биосферы живых организмов очень много. Животные, растения и бактерии населяют нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, верхние части литосферы.
Биосфера имеет свои четкие границы: так она достигает 10 км в высоту, 8 км – в глубину океана, 2 км в толщу литосферы. Живые организмы физиологически адаптированы к своим местам обитания.
Так в толще океана, куда не попадают лучи солнца, сосредоточены преимущественно бактерии. Зеленые и даже бурые водоросли здесь расти не могут, так как осуществление фотосинтеза невозможно.
Воздействие организмов на оболочки
Главной особенностью живых организмов является их возможность постоянно взаимодействовать с земными оболочками. Так живые организмы значительно влияют на состояние литосферы.
Они участвуют в процессах выветривания, а также в создании таких горных пород как каменный уголь, известняк, мел и торф. Атолловые острова и коралловые рифы являются не чем иным как результатом жизнедеятельности водных организмов.
В процессе фотосинтеза, все растения поглощают углекислый газ и выделяют азот, который является основной составляющей атмосферы. После отмирания, живые организмы, которые обитают на верхних шарах литосферы, образовывают гумус.
Жизнедеятельность разнообразных видов водных организмов определяет химический состав океанических вод.
Биологический круговорот. Каждая группа организмов играет в биосфере определенную роль. Растения - посредники между Солнцем и Землей. С помощью фотосинтеза под действием солнечного света они создают первичные органические вещества. Следовательно, растения - это организмы-производители. Животные питаются растениями или другими животными, т. е. готовыми органическими веществами; это организмы-потребители. Поедая органические вещества, животные перемещают их по земной поверхности. Попутно они разносят споры, семена и тем самым способствуют расселению растений и грибов.
Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, которые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы - это организмы-разрушители. При разложении органических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли организмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты.
Таким образом, живые организмы переносят вещество и энергию из одних частей биосферы в другие. Такой перенос веществ и энергии образует биологический круговорот (рис. 157). Как и круговорот воды, он связывает в единое целое все части природы. Нарушение биологического круговорота человеком грозит катастрофическими последствиями.
Рис. 157. Схема биологического круговорота на примере широколиственного леса
Биосфера и жизнь Земли. Роль живых организмов как могучей природной силы долго недооценивалась. Это объясняется тем, что по сравнению с другими оболочками масса живого вещества кажется ничтожной. Если земную кору представить в виде каменной чаши весом 13 кг, то вся гидросфера, помещенная в эту чашу, весила бы 1 кг, атмосфера соответствовала бы весу медной монеты, а живое вещество - весу почтовой марки.
Однако миллиарды лет из поколения в поколение живые организмы перерабатывали вещество земных оболочек. Общее количество преобразованного ими вещества во много раз превысило массу самих организмов. Взаимодействие живых существ друг с другом и с неживыми телами формирует единый «организм» природы (рис. 158).
Рис. 158. Значение биосферы
Проанализируйте рисунок. Расскажите о связи биосферы с другими оболочками Земли.
Учение о биосфере как особой оболочке, населенной живыми организмами и изменяющейся под их влиянием, разработано гениальным русским ученым В. И. Вернадским. Именно он показал, что биосфера очень активная оболочка. Совокупная деятельность живых организмов, в том числе человека, формирует и преобразует географическую среду.
Распределение живого вещества в биосфере. Жизнь размещается в биосфере очень неравномерно. Основная часть живых организмов сосредоточена на границах соприкосновения воздуха, воды и горных пород. Поэтому более густо заселена поверхность суши и верхние слои вод морей и океанов. Это связано с тем, что здесь наиболее благоприятные условия: много кислорода, влаги, света, питательных веществ. Толщина наиболее насыщенного организмами слоя всего несколько десятков метров. Чем дальше вверх и вниз от него, тем разреженнее и однообразнее жизнь. Самое большое сгущение жизни отмечается в почве - особом природном теле биосферы.
Рис. 159. Масса живых организмов на суше и в океане
Живое вещество распределяется неравномерно не только по вертикали, но и по площади. Большинство организмов сосредоточено на суше. Их масса в 750 раз больше массы обитателей гидросферы (рис. 159). По количеству живого вещества на единицу площади океан близок к континентальным пустыням.
Вопросы и задания
- Расскажите о роли в природе каждой группы живых организмов: растений, животных, бактерий, грибов.
- Какую роль в природе играет биологический круговорот?
- Равномерно ли распределены организмы в биосфере?
- Какие участки биосферы заселены живыми организмами наиболее густо?
Совокупность частей земных оболочек (литосферы, гидросферы и атмосферы) формируют биосферу, которая заселена живыми организмами, участвующими в процессах жизнедеятельности на Земле.
Биосфера — одна из оболочек Земли, которая заселена разнообразными живыми организмами. Биосфера развилась в процессе эволюции, она находится под воздействием живых организмов, преобразуется ими.
Биосфера проникает в литосферу, гидросферу, атмосферу. Всего в биосфере насчитывается примерно 3 000 000 видов животных, растений, бактерий, грибов. Организмы, входящие в биосферу, обнаруживают необыкновенную способность к распространению по планете, к размножению. На Земле насчитывается несколько миллионов видов организмов. Энергетические потоки распределяются на земле в соответствии с состоянием биосферы. Растения выделяют кислород (11,5 ∙ 107 т в год) и поглощают CO2 (1,7 ∙ 108 т), если бы растения исчезли, жизнь на земле погибла бы из-за накопления в атмосфере CO2.
Животные - экосистемы
Экосистема - это биосистема, которую составляют живые организмы, их среда обитания, связи в системе. Виды животных составляют природные сообщества. Экосистема располагается на некоторой территории, ее составляют определенные виды, она отличается определенным строением, биопродуктивностью.
Взаимодействие производителей, потребителей гарантирует благополучное существование любой экосистемы. Животные не могут жить без растительной питательной массы, хищники не могут существовать без травоядных. Многие виды потребляют другие виды, сами становятся питательной средой для других членов экосообщества. Птицы-хищники едят зайцев, мышей, лягушек, змей, ящериц. В свою очередь змеи поедают лягушек, мышей, маленьких птиц. Хищник медведь одновременно питается медом, падалью и растениями. Лиса как хищник ловит зайцев, но может питаться и плодами. Цепи питания очень сложны, они могут легко разрушиться, если будет нарушено хоть одно звено в этой цепи.
Экосистема тем прочнее, чем богаче биоценоз. Если в цепи питания, которую составляют растения, лисы и зайцы, зайцы пропадут, то лисы смогут выжить, потому что будут питаться птицами и мышами.
Растения - экостистемы
Растительность в первую очередь обусловливает любую экосистему. Тропические леса, степи, полупустыни и пустыни характеризуются сообществами растений. В лесах тропиков особые деревья, трава, подлесок, которые населяются грибами, микроорганизмами, животными.
Экосистема леса характеризуется сочетанием растений, приспособленных к существованию друг с другом. Верхний ярус занимают высокие светолюбивые деревья, ниже идут небольшие деревья, менее светолюбивые, подлесок образуют кустарники, следующий ярус - травы. Еще один ярус составляют мхи.
Ярусность экосистемы леса - важнейший фактор, позволяющий существовать растениям с разной потребностью солнечного света.
Микроорганизмы
Микроорганизмы - важнее звено круговорота разнообразных веществ (азота, углерода, фосфора) в природе. Они разлагают остатки растений, животных, способствуя очищению почвы, воды. Баланс микроорганизмов в организме человека определяет его самочувствие и здоровье.
Способность любой экосистемы поддерживать свои связи, структуру, функции определяет ее устойчивость в любых неблагоприятных условиях.
