Vi er alle en del af en levende skal - biosfæren. Dette er et unikt økosystem, ikke kun for vores planet, men for galaksen som helhed. Naturligvis har nyere undersøgelser bekræftet, at der er fundet organiske stoffer på Mars og på forskellige asteroider, men sådan en række forskellige livsformer er unikke for Jorden. Hvis du er klar til at udvide din horisont lidt og gå ud over skolens læseplan, er det tid til at tale mere detaljeret om biosfærens karakteristika, dens struktur og hovedfunktioner.
Begrebet biosfæren og dens essens
Biosfæren er en betinget skal af Jorden, der er beboet af levende organismer. Hvorfor betinget? Faktum er, at andre skaller på planeten (terrestrisk, vand og luft) rammer planeten med et kontinuerligt lag. Først kommer jorden og havskorpen (lithosfæren), derefter hydrosfæren (den forener alle vandområder), efter - atmosfæren(luftkonvolut passerer jævnt ud i det ydre rum). Det er svært at forestille sig biosfæren som et specifikt lag, fordi levende organismer er jævnt fordelt over hele Jordens overflade og kan leve i alle tre elementer.
De væsentlige egenskaber ved biosfæren går tilbage til antikken, men det er stadig den "yngste" skal på vores planet. Livet på Jorden opstod relativt for nylig, for kun 3,8 milliarder år siden, hvilket sammenlignet med planetens alder er en bagatel. Der er to begreber i biosfæren:
- Den første definerer skallen som helheden af alt organisk stof på planeten. Det var det, der tjente som grundlag for udtrykket, som bruges den dag i dag.
- Det andet koncept blev foreslået af V. I. Vernadsky, han mente, at biosfæren er en uadskillelig enhed og interaktion mellem levende og livløs natur, i den brede betydning af disse definitioner.
Men biosfærens hovedkarakteristika bestemmes præcist af dens organiske komponent. Det er trods alt dens grundlæggende forskel fra andre jordskaller.
Læren om biosfæren og oprindelsen af udtrykket
Begrebet en levende skal blev foreslået i det 19. århundrede. Jean-Baptiste Lamarck gav en kort beskrivelse af biosfæren, mens det officielle navn ikke engang eksisterede endnu. I 1875 opfandt den østrigske palæontolog og geolog Eduard Suess for første gang udtrykket "biosfære", som stadig bruges i dag.
Den sovjetiske filosof og biogeokemiker V. I. Vernadsky ydede et stort bidrag til studiet af alt liv på Jorden, han blev berømt takket være skabelsen af en holistisk doktrin om biosfæren. PÅi hans skrifter fungerer levende organismer som en stærk kraft, der kontinuerligt deltager i transformationen af planeten Jorden.
Grænser for levende organismer
Generel beskrivelse af biosfæren begynder med en beskrivelse af de grænser, inden for hvilke levende organismer kan leve. Nogle af dem er ret ihærdige og kan modstå selv de mest kritiske forhold.
Biosfærens grænser:
- Øvre kant. Det er bestemt af atmosfæren, og specifikt Jordens ozonlag, det er omkring 15-20 kilometer. Jo tættere på ækvator, jo stærkere er planetens beskyttende skærm. Over ozonlaget er livet simpelthen umuligt, fordi ultraviolet stråling er uforenelig med organismecellernes vitale aktivitet. Derudover reduceres mængden af ilt betydeligt med højden, og det er også til skade for levende væsener.
- Nedre grænse. Bestemt af litosfæren overstiger den maksim alt mulige dybde ikke 3,5 - 7,5 kilometer. Det hele afhænger af den kritiske stigning i temperatur, ved hvilken denaturering af proteinstrukturer sker. De fleste af de levende organismer er dog koncentreret i en dybde af kun få meter, dette er rodsystemet af planter, svampe, mikroorganismer, insekter og dyr, der lever i huller.
- Grænser i hydrosfæren. Levende organismer kan eksistere i absolut enhver del af havet: fra vandoverfladen (plankton, alger) til bunden af dybhavsgrave. For eksempel har videnskabsmænd bevist, at der findes liv selv i Marianergraven i en dybde på 11 kilometer.
Live shell-struktur
De vigtigste egenskaber ved biosfæren omfatterdens struktur. Vernadsky udpegede flere typer stoffer, der udgør den levende skal. Desuden kunne de have både organisk og uorganisk oprindelse:
- Levende stof. Dette inkluderer alt, der har en cellulær struktur. Imidlertid er massen af levende stof i biosfærens struktur lille og udgør bogstaveligt t alt en milliontedel af hele skallen. Det kendetegnende for det levende stof i biosfæren er, at det er den vigtigste del af vores planet. Det er trods alt levende organismer, der konstant påvirker Jordens udseende og ændrer strukturen af dens overflade.
- Biogent stof. Det er strukturer, der er skabt og bearbejdet af levende organismer. Overraskende nok har levende væsener i millioner af år passeret gennem systemerne i deres organer næsten hele verdenshavet, en enorm mængde atmosfæriske gasser og en stor masse mineraler. Disse processer producerer mineraler af organisk oprindelse, såsom olie, karbonatsten og kul.
- Inert stof. Disse er produkter af livløs natur, som blev dannet uden direkte deltagelse af levende organismer. Dette omfatter sten, mineraler og den uorganiske del af jorden.
- Bio-inert stof. Vi husker, at levende organismer konstant påvirker planeten. Som følge heraf dannes stoffer, der er produkter af henfald og ødelæggelse af inerte strukturer. Denne gruppe omfatter jord, vejrlig skorpe og sedimentære bjergarter af organisk oprindelse.
- Biosfærens struktur kan også omfatte stoffer, der er itilstand af radioaktivt henfald.
- Atomer er en separat gruppe, som kontinuerligt skabes i ioniseringsprocessen under påvirkning af kosmisk stråling.
- For nylig er stoffer af udenjordisk (kosmisk) oprindelse blevet inkluderet i biosfærens struktur.
Levende stof i andre jordskaller
Hvis vi dvæler i detaljer ved biosfærens egenskaber og sammensætning, så kan man ikke andet end at overveje træk ved den vitale aktivitet af levende organismer i andre skaller på planeten:
Aerosphere. Levende organismer kan ikke suspenderes i de atmosfæriske lag, mikroskopiske vanddråber tjener som et substrat for aerobionternes liv, og solaktivitet og aerosoler fungerer som en kilde til uudtømmelig energi. Organismer, der lever i atmosfæren, er opdelt i tre grupper. Trobobionts - er aktive i rummet fra toppen af træer til cumulusskyer. Altobionter er organismer, der kan overleve i tynd luft. Parabioner - falder ved et uheld ned i de højeste lag af atmosfæren. I denne højde mister de deres evne til at formere sig, og deres livscyklus reduceres betydeligt
Geobiosfære. Jordskorpen fungerer som et substrat og levested for geobioter. Denne skal indeholder også flere niveauer, hvor specifikke livsformer lever. Terrabionter er organismer, der lever direkte på jordoverfladen. Til gengæld er terrabiosfæren opdelt i flere skaller: phytosfæren (zonen fra trætoppene tiljordens overflade) og ipedosfæren (jordlag og forvitringsskorpe). Æolisk zone - områder i høj højde, hvor livet er umuligt selv for højere planter. Eolobionts er typiske repræsentanter for denne zone. Lithobiosfære - dybe lag af jordskorpen. Denne zone er opdelt i hypoterrabiosfæren (et sted hvor aerobe (iltkrævende) livsformer kan leve) og tellurobiosfæren (kun anaerobe (iltfri) organismer kan overleve her). Derudover kan der findes lithobionter i lithobiosfæren, som lever i grundvands- og stenporer
Hydrobiosfære. Dette område dækker alle vandområder (undtagen grundvand og atmosfærisk fugt) på vores planet, inklusive gletsjere. Indbyggerne i havene og oceanerne kaldes hydrobionter, som igen er opdelt i: Akvabionter - indbyggere i kontinentale farvande. Marinobionter er levende organismer i havene og oceanerne. Der skelnes mellem tre niveauer af liv i vandsøjlen, afhængigt af mængden af sollys, der trænger ind i: Fotosfæren er den mest oplyste zone. Disfotosfæren er altid havets tusmørkeområde (ikke mere end 1% af solstrålingen). En fotosfære - en zone med absolut mørke
Fra tundra til tropiske skove. Klassificering af planetbiomer
Biosfærens egenskaber er uløseligt forbundet med begrebet biom. Dette udtryk refererer til store biologiske systemer, der har en bestemt fremherskende type vegetation eller specifikke landskabstræk. Der er ni i alt. Nedenfor er en kort beskrivelse af det vigtigstebiomer biosfære:
- Tundra. En stor træløs flade, der optager de nordlige dele af Eurasien og Nordamerika. Vegetationen i denne zone er ikke rig, hovedsageligt lav, sæsonbestemte græsser og mosser. Faunaen er mere mangfoldig, især i de varme måneder af året, hvor træksæsonen for mange fugle- og dyrearter begynder.
- Taiga. Hovedtypen for vegetation i dette område er nåleskove. Biomet optager omkring 11% af hele landarealet. På trods af de barske vejrforhold har taigaen en ekstremt mangfoldig flora og fauna.
- Besluttede skove. placeret i den tempererede zone. Årstidsvariationen af klimaet og en tilstrækkelig mængde fugt muliggjorde udviklingen af en bestemt type vegetation i dette biom. Disse er hovedsageligt bredbladet træarter. Derudover er disse skove hjemsted for mange pattedyr, fugle og svampe, for ikke at nævne insekter og mikroorganismer.
- Stepper. Dette biom er repræsenteret af de asiatiske stepper og de klassiske prærier i Nordamerika. Oftest er der tale om træløse friarealer, da et betydeligt fugtunderskud påvirker. Men dyreverdenen er stadig mangfoldig.
- Middelhavszone. Området omkring havet af samme navn er præget af varme og ret tørre somre og meget behagelige kølige vintre. Typisk vegetation er repræsenteret af hårdbladede skove, tornede buske og græsser.
- ørkener. Desværre er mere end 30% af jorden besat af områder, der slet ikke er gunstige for beboelse af levende organismer. Ørkenzoner findes langsi hele Afrika og Australien, i Sydamerika, samt i Syd, sydvest og i Eurasiens centrum. Floraen og faunaen i disse regioner er temmelig sparsom.
- Savanner. Dette biom er et åbent rum, der er fuldstændig dækket af græs og enkelte træer. På trods af, at disse er ret dårlige jorder, er faunaen i denne zone slående i sin mangfoldighed. Savanne er karakteristisk for Afrika, Sydamerika og Australien.
- stikkende (tropiske) skove. Denne zone er kendetegnet ved bizarre former for tornede buske og århundreder gamle træer - baobabs. På grund af den ujævne fordeling af nedbør er vegetationen i dette biom ret sparsom. Tropiske skove kan findes i det sydvestlige Asien og Afrika.
Tropiske skove. Dette er det vådeste område på vores planet. Vegetationen af dette biom er slående i dets omfang og mangfoldighed. Bredbladet regnskove er placeret i bassinerne af store fuldstrømmende floder, såsom Amazonas, Orinoco, Niger, Zambezi, Congo. De dækker også halvøerne og øgrupperne i Sydøstasien
Grundlæggende funktioner i en levende skal i naturen
Det er tid til at overveje biosfærens hovedfunktioner og deres egenskaber:
- Energi. Denne funktion udføres af planter, der deltager i fotosynteseprocessen. Ved at akkumulere solenergi fordeler de den enten mellem andre komponenter i den levende skal eller akkumulerer den i døde organiske partikler. Sådan fremstår brændbare mineraler (kul, tørv, olie).
- Gas. Levende organismer er involveret i den igangværende gasudveksling.
- Koncentration. Nogle livsformer har evnen til selektivt at akkumulere biogene elementer fra det ydre miljø. Efterfølgende kan de tjene som kilde til disse stoffer.
- Destruktivt. Levende organismer påvirker konstant miljøet, nedbrydes og behandler dets overflade. Sådan dannes inert og bio-inert stof.
- Miljødannende. Biosfæren opretholder en balance mellem gunstige og ugunstige miljøforhold, som er nødvendige for organismers fulde liv.
Biosfærens egenskaber
Da den levende skal er et meget komplekst system, kan biosfærens egenskaber ikke undvære de grundlæggende egenskaber, der bestemmer dens specificitet:
- Centralisering. Alle processer i den levende skal er koncentreret omkring levende organismer, de indtager en central plads i doktrinen om biosfæren.
- Åbenhed. Biosfæren kan kun eksistere på grund af energi udefra, i dette tilfælde er det solaktivitet.
- Selvjustering. Biosfæren er en "holistisk organisme", der ligesom et levende væsen har evnen til homeostase.
- Variety. Et stort antal dyr, planter, mikroorganismer og svampe lever på jorden.
- Sikring af stoffers cirkulation. Det er på grund af levende organismer, at fotosyntesen og cirkulationen af stoffer udføres. I biosfærens karakteristika indtager disse to processer en af hovedpladserne.
Evolution og historieudvikling af jordens levende skal
Hvis vi karakteriserer biosfæren ud fra evolutionens synspunkt, kan vi sige, at dette er den eneste skal, der løbende udvikler og forbedres. Det hele handler om levende stof, det er det, der hele tiden udvikler sig. Den uorganiske del af den levende skal har ikke evnen til at udvikle sig. Hvis vi taler om biosfærens egenskaber i fremtiden, så er alt lidt mere kompliceret. Skallen bliver mere og mere ustabil, og det er meget svært at forudsige den videre udvikling.
Kunstig biosfære
En person kan ikke eksistere uden for en levende skal, det er meget svært at gengive alt det, det kan give os. Biosfærens egenskaber er så unikke, at menneskeheden stadig ikke fuldt ud kan genskabe sine forhold i et kunstigt miljø. Videnskaben står dog ikke stille, og måske i fremtiden vil videnskabsmænd opnå en vis succes i denne retning.
