Понятие о живой оболочке земли (биосфере) и ее границах

Что мы знаем о биосфере?

Биосфера возникла гораздо позже, чем другие земные оболочки. Более 3 млрд лет назад (возможно, и раньше) на нашей Земле в древнем Океане зародились простейшие микроорганизмы и одноклеточные водоросли, затем появились более сложные организмы. Постепенно растения и животные вышли на сушу (рис. 105). Около 40 тыс. лет назад появился Человек разумный. Прошли сотни миллионов лет, прежде чем в процессе эволюции сформировался тот разнообразный органический мир, который сегодня существует на Земле.

Живые организмы распространены очень широко — от верхних слоёв тропосферы (птицы, переносимые ветром микроорганизмы) до глубин Океана (глубоководные рыбы) и земных глубин в несколько километров (микроорганизмы, способные существовать без воздуха). Нынешний состав атмосферы — результат многовековой работы растений. Поглощая солнечный свет и углекислый газ, растения вырабатывают органические вещества и выделяют в атмосферу кислород.

Живые организмы на Земле исключительно разнообразны. Учёные лишь приблизительно подсчитали, что их больше 2,5 млн видов.

Все вместе они образуют органический мир нашей планеты. Из общего числа видов организмов 21% приходится на растения, но по своей массе они почти в 100 раз превосходят массу животных. Большинство растений малоподвижны, надолго прикреплены к одному месту. Животные же, напротив, подвижны — большинство активно передвигаются по суше, воде и в воздухе. Чем проще устроен организм, тем шире он распространён на нашей планете. Например, среди всех живых существ (кроме бактерий) преобладают насекомые. Среди животных всего 4% позвоночных, из которых лишь десятая часть — млекопитающие, в том числе и человек.

Биосфера — земная оболочка, в которой существуют живые организмы и продукты их жизнедеятельности (живое вещество).

Область обитания живых организмов на нашей планете охватывает верхние слои литосферы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

В Океане существуют свободно плавающие в толще воды организмы — рыбы, киты, морские черепахи (нектон). Некоторые организмы обитают на дне, как, например, водоросли, моллюски, крабы (бентос). Есть огромная группа мельчайших океанских обитателей — планктон, который переносится течениями. Планктон состоит из множества микроскопических водорослей, рачков, медуз, мальков и служит пищей большинству рыб. Основная масса организмов Океана обитает на малых глубинах — до 200 м, где больше света.

Биосфера возникла и расширила свои границы благодаря живым организмам. Они широко распространены на земле и исключительно разнообразны.

Жизнь в океане

В Мировом океане, так же как и на суше, есть живые организмы. Однако отличием является преобладание животных над растениями.

Вода обладает особыми свойствами, важными для существования организмов. Она обладает большой теплоемкостью, отсутствуют резкие перепады температур. В воде хорошо растворяются различные вещества, необходимые для жизни организмов.

В океане множество различных организмов, можно выделить три большие группы: планктон, нектон и бентос.

Большую часть всей массы живых существ составляет морской планктон. К данной группе относят мелких организмов, которые пребывают в воде как бы в парящем состоянии. Планктоном считаются мельчайшие водоросли, а также мелкие животные, которые служат пищей для других организмов. Очень интересное явление можно наблюдать в местах скопления планктона на море – эти организмы светятся! Они излучают свет при воздействии на них раздражителей, например, движения воды. Такими организмами являются мелкие представители ракообразных, одноклеточные водоросли.

Свечение океана в местах скопления планктона

В отличие от планктона, следующая группа организмов – нектон – являются свободноплавающими, способными преодолевать сопротивление воды. В связи с этим у них выработались определенные приспособления к условиям обитания: обтекаемая форма тела, плавники, ласты. Данная группа имеет большое количество видов организмов, которые составляют животный мир океана. К примеру, сюда относятся дельфины, киты, а также многие виды рыб.

Интересная группа организмов заселяет дно океана – бентос. Есть организмы, которые постоянно прикреплены ко дну, например, кораллы.

Кораллы

Некоторые организмы все свое время проводят в придонных водах, например, скаты или закапываются в грунт – черви, моллюски.

Электрический скат

Растительный мир океана представлен различными видами водорослей, которые могут прикрепляться ко дну либо свободно плавать в толще воды.

Красные водоросли

Распространение организмов в Мировом океане происходит в зависимости от нескольких факторов: глубины, климата, удаленности от берегов.

С глубиной изменяется количество света, кислорода, увеличивается давление. В связи с этим у поверхности воды находится большая часть живых организмов, число их с глубиной уменьшается.

Вы уже знаете, что климатические условия изменяются в зависимости от географической широты. Соответственно и масса организмов в разных климатических зонах будет различаться.

На севере находится Северный Ледовитый океан, животный и растительный мир которого очень беден. Представлен он небольшим количеством планктона, некоторыми видами рыб, а также моржами и тюленями.

В умеренном поясе расположены частично Атлантический и Тихий океаны. Эти районы не богаты видами, однако, количество животных значительное. Здесь производят лов основных промысловых видов рыб. Растительный мир Тихого океана в этом поясе представлен бурыми водорослями – ламинарией или морской капустой.

Ламинария

Тропический и экваториальный пояс характеризуется высокими температурами, соответственно теплыми водами. Большая часть Индийского океана размещена в этих зонах, а также частично Атлантический и Тихий.

Весьма обилен и многообразен растительный и животный мир Индийского океана. В этом месте встречается немало различных видов водорослей, многочисленный планктон является пищей другим организмам. Из животных водится достаточное количество рыб, в том числе и хищных, например, акулы. Много китов, дельфинов, морских котиков, черепах.

Подводный мир Индийского океана

В зависимости от удаленности от суши число видов живых организмов будет также различаться. В зонах мелководий благоприятные условия для организмов, поэтому здесь водится большая часть живых существ океана. Даже придонные организмы встречаются в основном именно здесь. На больших глубинах богатый животный мир только в местах выхода горячих подземных вод.

Границы распространения оболочки

Размеры оболочки ограничены зонами, в пределах которых может развиваться органическая жизнь (биомасса). Высота и глубина обитаемой зоны составляют:

• верхняя граница проходит в тропосфере, на высоте 15-20 км от уровня земной поверхности (ограничивается озоновым слоем на уровне начала стратосферы);
• нижняя граница углубляется в литосферу, на глубину от 3,5 до 7,5 км;
• в пределах между земной поверхностью и атмосферой глубина гидросферы доходит до 10 км.

Наибольшая концентрация биомассы на границе тропосферы и литосферы. Ее средний суммарный объем составляет 550 млрд тонн углерода.

«Биосфера. Ареал. Почва»

Биосфера – область активной жизни организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биохимическими процессами перераспределения вещества и энергии. Границы ее понимаются различно, в зависимости от подхода к ее изучению.

Наиболее полно значение этой оболочки выявлено в учении о биосфере, созданном В. И. Вернадским. Биосфера включает в себя не только область приповерхностного сосредоточения современной жизни, но и части других геосфер, в которые проникает живое вещество и которые преобразованы в результате его деятельности. Таким образом, биосфера объединяет не только живые организмы, но и всю среду их современного и былого обитания. По В. И. Вернадскому, эта «сфера жизни» объединена биогенной миграцией атомов. Живое вещество реально проявляется в виде отдельных (дискретных) живых организмов, различающихся составом, строением, образом жизни и принадлежащих к различным видам.

Функции биосферы:

• газовая — выделение кислорода, поглощение углекислого газа; восстановление азота;
• концентрационная — накопление организмами химических элементов, рассеянных во внешней среде;
• окислительно-восстановительная — окисление и восстановление веществ в ходе фотосинтеза и энергетического обмена;
• биохимическая — реализуется в процессе обмена веществ;
• энергетическая — связана с использованием и преобразованием энергии.

Ареал и биомасса.

На Земле существует (по разным данным) от 1,2 до 2 млн. видов животных и растений. Из них на долю растений приходится примерно 1/3 общего числа видов. Из животных по числу первое место занимают насекомые (около 750 000), второе — моллюски (по разным данным, от 40 000 до 100 000), затем идут позвоночные (60 000—70 000 видов). Из растений на первом месте — покрытосеменные (по разным данным, от 150 000 до 300 000 видов), затем грибы (от 70 000 до 100 000 видов).

Числом видов растений и животных измеряется богатство флоры и фауны. Однако обилие видов еще не означает обилия особей, так же как и бедность флоры и фауны видами может сопровождаться чрезвычайным обилием особей. Поэтому для характеристики растительности и животного мира, в отличие от флоры и фауны, пользуются понятиями биомассы (общей массы организмов) и биологической продуктивности — способности организмов к воспроизводству биомассы в единицу времени (на единицу площади или объема местообитания). По биомассе организмы распределяются иначе, чем по числу видов: биомасса растений на суше значительно больше, чем животных.

Почва

Почва – особое природное образование, верхний слой земной коры, обладающий плодородием. Возникает в результате преобразования коры выветривания под воздействием воды, воздуха и организмов. На формирование почвы влияют многие факторы:

• свойства материнской породы, которые определяют физические свойства почвы и изначальное содержание в ней элементов питания;
• климат влияет на ход выветривания горных пород, на интенсивность процессов почвообразования, характер растительности и животного мира;
• растительность определяет количество и состав растительного опада, который потом превращается в гумус; одновременно она извлекает питательные элементы из почвы, рыхлит ее;
• животные и микроорганизмы влияют на разложение опада и формирование гумуса, рыхлят почву.

Мелиорация почв, вырубка лесов, внесение удобрений, производимые человеком, также играют определенную роль в почвообразовании.

Конспект урока «Биосфера. Ареал. Почва». Следующая тема: «»

Твердая оболочка Земли: литосфера

Это внешняя твердая сфера земного шара, заканчивается там, где минералы становятся вязкими или жидкими. Включает в себя земную кору со всеми горными рельефами, равнинами и океаническим дном. Потому условно делиться на континентальную и океаническую.

Условно данная сфера состоит из коры и части мантии, до астеносферы. Что до состава литосферы, то существует два слоя:

1. Верхний слой, состоит из гранита и осадочных пород. На той, части, которая принадлежит суше, литосфера покрыта тонким слоем плодородной почвы
2. Нижний слой, состоит из твердых базальтовых пород

Основа литосферы – это тектонические плиты, они не скреплены между собой, а больше похожи на кусочки пазлов, которые хоть и подходят друг к другу, но все являются отдельными элементами. Плиты постоянно находятся в движении, хоть и замедленном, что приводит к ряду процессов, которые неизбежно происходят из-за такой активности.

Процессы, которые происходят с литосферой:

• Тектонические. Сдвиги тектонических плит, являются причиной землетрясений
• Вулканические. Явление, при котором магма в виде лавы прорывается на поверхность, разрушая все на своем пути. Этот процесс не только разрушает, но созидает, лава формирует новый ландшафт
• Существует также ряд процессов, который происходит из-за влияния сил земного притяжения – сели, обвалы, осыпи, оползни. Некоторые из них также могут являться следствием воздействия человека.

Каждая область земного шара имеет свои особенности тектонических процессов. Это объясняется тем, что некоторые тектонические плиты активны чуть больше, чем другие. Например, острова Гавайского архипелага, Индонезии – самая активная вулканическая зона на планете, потому что там постоянно происходят активные тектонические процессы, плиты там нестабильны. В то время как другие области Земли так же наполнены вулканами, но они менее активны или находятся в спячке.

Значение биосферы

Биосферу изучали разные ученые во все исторические эпохи. Этой оболочке много внимания уделял В.И. Вернадский. Он считал, что биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество. Стоит отметить, что все ее компоненты связаны между собой, и изменения в одной сфере приведет к изменениям во всех оболочках. Биосфера играет важнейшую роль в распределении энергетических потоков планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. На нее значительное влияние оказывают люди. В биосфере происходит круговорот элементов природе, кипит жизнь и осуществляются важнейшие процессы.

Строение, жизненные формы и жизненный цикл растений

Те­ло боль­шин­ст­ва Р. с вы­ра­жен­ным рас­чле­не­ни­ем. Су­ще­ст­ву­ют 3 ти­па его ор­га­ни­за­ции: тал­лом­ный, при ко­то­ром отд. ор­га­ны не вы­де­ля­ют­ся и те­ло пред­став­ле­но зе­лё­ной пла­сти­ной (не­ко­то­рые мо­хо­вид­ные, за­ро­ст­ки па­по­рот­ни­ко­вид­ных); лис­то­сте­бель­ный, пред­став­ляю­щий со­бой по­бег с ли­сть­я­ми (кор­ни от­сут­ст­ву­ют; боль­шин­ст­во мо­хо­вид­ных), и кор­не­по­бе­го­вый, ко­гда те­ло со­сто­ит из кор­ней и сис­те­мы по­бе­гов (у боль­шин­ст­ва Р.). За­чаток по­бе­га при­ня­то на­зы­вать поч­кой (см. Поч­ка рас­те­ний).

Р. об­ла­да­ют не­ог­ра­нич. рос­том гл. обр. за счёт об­ра­зо­ва­тель­ных тка­ней – ме­ри­стем, клет­ки ко­то­рых со­хра­ня­ют по­сто­ян­ную спо­соб­ность к де­ле­нию. Бу­ду­чи за­кре­п­лён­ны­ми в суб­стра­те, Р. вы­ну­ж­де­ны быть био­мор­фо­ло­ги­че­ски пла­стич­ны­ми; они фор­ми­ру­ют разл. адап­тив­ные кор­не­по­бе­го­вые сис­те­мы – жиз­нен­ные фор­мы: де­ре­вья, кус­тар­ни­ки, кус­тар­нич­ки, стла­ни­ки, по­лу­кус­тар­ни­ки, лиа­ны, эпи­фи­ты и др. Их при­кре­п­лён­ным об­ра­зом жиз­ни оп­ре­де­ля­ют­ся мн. ана­то­мо-мор­фо­ло­гич. и эко­ло­го-био­ло­гич. свой­ст­ва. Ре­ак­ция Р. на воз­дей­ст­вие тех или иных эко­ло­гич. фак­то­ров про­яв­ля­ет­ся в ви­де на­прав­лен­но­го рос­та к ис­точ­ни­ку воз­дей­ст­вия (напр., по­ло­жи­тель­ный фо­то­тро­пизм) или от та­ко­во­го (напр., от­ри­ца­тель­ный ге­лио­тро­пизм). В жиз­нен­ном цик­ле Р. име­ют про­ме­жу­точ­ный тип ре­дук­ции (в ре­зуль­та­те мей­о­за об­ра­зу­ют­ся спо­ры), при ко­то­ром че­ре­ду­ют­ся га­п­ло­ид­ное по­ло­вое (га­ме­то­фит) и ди­п­ло­ид­ное бес­по­лое (спо­ро­фит) по­ко­ле­ния.

Связь биосферы с другими оболочками Земли

Все составляющие части биосферы находятся в тесной взаимосвязи с другими оболочками Земли. Это проявление можно увидеть в биологическом круговороте, когда животные и люди выделяют углекислый газ, он поглощается растениями, которые во время фотосинтеза выделяют кислород. Таким образом, эти два газа постоянно регулируются в атмосфере благодаря взаимосвязям различных сфер.

Одним из примеров является почва – результат взаимодействия биосферы с другими оболочками. В этом процессе принимают участие живые существа (насекомые, грызуны, пресмыкающиеся, микроорганизмы), растения, вода (подземные воды, атмосферные осадки, водоемы), воздушная масса (ветер), почвообразующие породы, солнечная энергия, климат. Все эти компоненты медленно взаимодействуют между собой, что способствует образованию почвы в среднем со скоростью 2 миллиметра в год.

Когда компоненты биосферы взаимодействуют с живыми оболочками, образуются горные породы. В результате влияния живых существ на литосферу образовываются залежи каменного угля, мел, торф и известняки. В ходе взаимовлияния живых существ, гидросферы, солей и минералов, определенной температуры образуются кораллы, а из них, в свою очередь, появляются коралловые рифы и острова. Также это позволяет регулировать солевой состав вод Мирового океана.

Различные виды рельефа являются прямым результатом связи биосферы с другими оболочками земли: атмосферой, гидросферой и литосферой. На ту или иную форму рельефа влияет водный режим местности и осадки, характер воздушных масс, солнечное излучение, температура воздуха, какие виды флоры здесь произрастают, какие животные населяют эту территорию.

Основные свойства биосферы

q Биосфера – централизованная система. Центральным звеном её выступают живые организмы (живое вещество). К сожалению, в настоящее время в центр биосферы или её звеньев ставится только один вид – человек (антропоцентризм

).

q Биосфера – открытая система. Её существование немыслимо без поступления энергии извне. Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего, солнечной активности.

Всё больше накапливается данных, свидетельствующих, что периодическое резкое увеличение численности отдельных видов или популяций («волны жизни») – результат изменения солнечной активности. Считают, что от солнечной активности зависят многие геологические процессы (катаклизмы, катастрофы) и даже социальная активность человеческого общества или отдельных его этносов.

q Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой характерна организованность. В настоящее время это свойство называют ГОМЕОСТА-ЗОМ, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов. В основе гомеостаза биосферы лежит принцип Ле Шателье-Брауна: при действии на систему сил, выводящих её из состояния устойчивого равновесия, последнее (равновесие) смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

Опасность современной экологической ситуации связана, прежде всего, с тем, что нарушаются многие механизмы гомеостаза и принцип Ле Шателье-Брауна, если не в планетарном, то в крупных региональных планах. Их следствие – региональные кризисы. В стадию глобального кризиса биосфера, к счастью, ещё, по-ви-димому, не вступила. Но отдельные крупные возмущения она уже гасить не в силах. Результатом этого является либо распад экосистем (например, расширяющиеся площади опустыненных земель), либо появление неустойчивых, практически лишённых свойств гомеостаза систем типа урбанизированных (городских) комплексов. Человечеству, к сожалению, отпущен крайне малый промежуток времени для недопущения глобального экологического кризиса и следующих за ним экологической катастрофы и коллапса (полного и необратимого распада системы).

q Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием.Это и разные среды жизни (водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная); и разнообразие природных зон, различающихся по климатическим, гидрологическим, почвенным, биотическим и др. свойствам; и наличие регионов, различающихся по химическому составу (геохимические провинции); и, самое главное, объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием.

В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн. животных и 0,5 млн. растений), но, полагают, однако, что число видов на Земле в 2-3 раза больше, чем их описано. Для любой природной системы разнообразие – одно из важнейших её свойств. С ним связана возможность дублирования, подстраховки, замены одних звеньев другими (например, на видовом или популяционном уровнях), степень сложности и прочности пищевых и других связей. Поэтому разнообразие есть основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом (закон У. Эшби).

К сожалению, практически вся без исключения деятельность человека подчинена упрощению экосистем любого ранга. Сюда следует отнести и уничтожение отдельных видов или резкое уменьшение их численности, и создание агроценозов (т.е. упрощённых агросистем) на месте сложных природных систем. Например, полностью исчезли с лица земли степи как тип экосистем и ландшафтов (распаханы!), резко уменьшились площади лесов (до появления человека они составляли 70% суши, а сейчас – не более 20-30%). В настоящее время идёт дальнейшее, невиданное по масштабам, уничтожение лесных экосистем, особенно наиболее ценных и сложных – тропических, спрямление русел рек, создание промышленных районов и т. п.

Экологическое разнообразие отнесено Конференцией ООН по окружающей среде и развитию (1992 г.) к числу трёх важнейших экологических проблем: сохранение биологического разнообразия, сохранение лесов и предотвращение изменений климата.

q Биосфера – система механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и, связанную с ним, неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого – углерод, который практически единственный способен образовывать межэлементные связи и создавать огромное количество органических соединений. Только благодаря круговоротам обеспечивается непрерывность процессов в биосфере.

Биосфера и ее границы

Биосфера — это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются прошлой и современной деятельностью живых организмов.

■ Термин «биосфера» ввел Э. Зюсс (Австрия, 1875 г.), учение о биосфере было создано В.И. Вернадским (Россия, 1926 г.).

■ Биосфера — наиболее крупная экосистема, объединяющая все биогеоценозы планеты и осуществляющая глобальный круговорот веществ.

Компоненты биосферы: живое вещество (см. ниже), биогенное вещество, биокосное вещество, косное вещество, радиоактивное вещество, космогенное вещество.

Биогенное вещество — соединения и полезные ископаемые, создаваемые и перерабатываемые живыми организмами в процессе их жизнедеятельности (нефть, газ, уголь, известняк и др.).

Биокосное вещество — вещество, образующееся в результате совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (почва, грунт водоемов).

Косное вещество — соединения, образующиеся без участия живых организмов (горные породы, минералы и др.).

Радиоактивное вещество — радиоактивные руды и конечные продукты их распада.

Космогенное вещество — метеориты, космическая пыль.

Область жизни определяется наличием условий, необходимых для существования тех или иных живых организмов.

Жизнь на Земле распространена в трех геологических оболочках — атмосфере, гидросфере и литосфере. Эти оболочки объединены в единую целостную систему посредством непрерывного обмена друг с другом веществом и энергией, обусловленного не только абиогенными процессами, но и деятельностью живых организмов.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Плотность воздуха быстро уменьшается с высотой: 75% массы атмосферы сосредоточено в слое ниже 10 км, 90% — ниже 15 км, 99% — ниже 30 км. Сухой воздух состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и примесей других газов.

Тропосфера — нижний слой атмосферы высотой от 8-10 км в полярных широтах до 16-18 км в экваториальной зоне. Выше тропосферы расположена стратосфера.

Озоновый слой — область с повышенным содержанием озона О₃ — находится в стратосфере на высотах 15-25 км. Он поглощает губительное для живых организмов коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца.

Водяной пар, присутствующий в атмосфере, участвует в природном круговороте воды;

■ конденсируясь, он выпадает в виде дождей, обеспечивая влажностный режим земных территорий;

■ вместе с СО₂ он вносит главный вклад в парниковый эффект: удерживает отраженные от поверхности планеты длинноволновые тепловые лучи, благодаря чему нижние слои атмосферы оказываются теплыми.

Гидросфера — это водная оболочка Земли, образованная водами ее океанов, морей, озер, рек, подземных и ледяных покровов.

■ Средняя глубина Мирового океана — 3,8 км, максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) — 11,034 км. 97% массы гидросферы составляют соленые океанические воды, 2,2% — воды ледников, 0,8% — подземные, озерные и речные пресные воды.

Литосфера — внешняя твердая оболочка (кора) планеты. Состоит из трех слоев: верхнего — слоя осадочных пород, среднего -гранитного и нижнего, наиболее плотного — базальтового.

Границы биосферы проходят там, где начинают преобладать природные факторы, делающие существование живых организмов невозможным.

Верхняя граница биосферы определяется высокой интенсивностью ультрафиолетового солнечного излучения, низкой температурой среды, дефицитом кислорода и воды и проходит в атмосфере на высоте 25-27 км (у нижней границы озонового слоя).

■ Отдельные споры бактерий и грибов найдены в тропосфере на высоте до 40 км.

Нижняя граница биосферы в литосфере для большинства форм жизни определяется высокой плотностью, прочностью и высокой сопротивляемостью среды, отсутствием света, недостатком кислорода и проходит на глубине нескольких десятков метров.

■ Неактивные формы жизни (споры, цисты) и нефтебактерии зарегистрированы на глубинах до 4 км. Эта граница, помимо перечисленных выше факторов, определяется также высокими давлением и температурой горных пород и подземных вод (на глубине 3 км температура около +100 °С).

В гидросфере жизнь простирается на всю глубину Мирового океана. Здесь ограничивающими факторами являются давление толщи воды и отсутствие света (температура воды на дне океанических впадин — около 0 °С).

■ По В.И. Вернадскому, нижняя граница биосферы проходит на 1-2 км глубже дна Мирового океана, в постепенно накапливающейся в океане толще осадочных пород, происхождение которых связано с деятельностью живых организмов.

Жизнь в лесу

В предыдущем пункте упоминалось, что на суше преобладает растительность. Распространение растений по территории планеты определяется климатическими условиями. Соответственно от растительности и климата будет зависеть видовой состав животного мира.

Масса живого вещества увеличивается от полюсов к экватору, где наблюдается максимальный видовой состав живых организмов.

Большую часть суши занимают леса, которые формируют огромные зоны, растянувшиеся в широтном направлении.

Выделяют несколько типов лесов, остановимся на них подробнее.

1. Зона влажных экваториальных лесов занимает пространство вдоль экватора. Здесь сосредоточена основная масса всей растительности суши.

Влажные экваториальные леса есть на материке Африка, Южная Америка и на островах Тихого океана.

Климат влажных экваториальных лесов теплый, с высоким количеством осадков. В таких условиях формируется определенный тип почв, богатый органическими веществами и обеспечивающий растительность влажных экваториальных лесов необходимыми элементами.

Леса очень густые, поэтому идет постоянная борьба за свет и растут они в несколько ярусов.

Эти леса славятся значимыми породами деревьев: красное, эбеновое, железное. Большое значение имеют масличная пальма, кофейное дерево, банановое дерево.

Животные влажных экваториальных лесов обитают главным образом на деревьях. Здесь большое количество птиц, насекомых, обезьян, ядовитых змей и всевозможных хищников.

Зона хвойных лесов размещена в пределах умеренного климата и протянута широкой полосой с запада на восток по территории Северной Америки и Евразии. Хвойные леса считаются самыми северными на планете. Здесь доминируют ель, сосна, пихта, лиственница. Это вечнозеленые деревья, имеющие хвою вместо листьев. Поэтому эти леса и получили название хвойные.

Тайга

В России такие леса именуют тайгой. В хвойных лесах России, Сибири встречается крупное дерево – кедровая сосна или сибирский кедр, дающее ценные орехи.

В тайге водятся различные животные: белка, лисица, горностай, бурые медведи, рыси.

Бурый медведь

Видовой состав здесь беднее по сравнению с влажными экваториальными лесами. Объясняется это более холодными климатическими условиями, небольшим количеством влаги, поэтому здесь произрастают только определенные растения, приспособленные к данным условиям.

1. Зона смешанных и широколиственных лесов расположена также в умеренном поясе. От тайги к югу размещаются смешанные леса, а за ними широколиственные. Смешанные леса сформированы многообразными растениями. Встречаются здесь породы деревьев с опадающей листвой, могут быть хвойные. Из лиственных деревьев могут быть березы, ольха, дуб, клен, липа.

Широколиственные леса представлены лиственными породами деревьев – бук, клен, дуб, липа.

В смешанных лесах можно встретить животных, характерных для тайги. Однако видовой состав более богатый, и встречаются различные виды копытных: кабаны, косули, олени, лоси. Животный мир во многом схож с широколиственными лесами.

Требования к жизни

Для жизни организмов должны существовать определенные условия окружающей среды (например, правильная температура и влажность), а организмы должны снабжаться энергией и питательными веществами (пищей). Все животные и минеральные вещества, необходимые для жизни, содержатся в биосфере Земли. Питательные вещества, содержащиеся в мертвых организмах или продуктах жизнедеятельности клеток, превращаются обратно в соединения, которые другие организмы могут повторно использовать в качестве пищи.Термины, которые следует знать, рассматривая биосферу:

• Разложение – распад сложных молекул, из которых состоят мертвые организмы, на простые питательные вещества, которые могут быть повторно использованы живыми организмами.
• Энергия – энергия, которая может быть использована для выполнения работы и жизнедеятельности, например, солнечная энергия.
• Глобальное потепление – потепление атмосферы в результате увеличения концентрации газов, которые накапливают тепло, например, таких как углекислый газ.
• Питательное вещество – молекулы, которые организмы получают из окружающей среды. Они используются для роста, энергии и различных других клеточных процессов.
• Цикл питания – цикл перехода биологически важных элементов из одной молекулярной формы в другую и обратно в исходную форму.
• Фотосинтез – процесс, при котором растения собирают световую энергию солнца и используют ее для преобразования углекислого газа и воды в кислород и органические молекулы, необходимые для жизнедеятельности организмов в биосфере.
• Дыхание – химическая реакция между органическими молекулами и кислородом, при которой производится углекислый газ, вода и энергия.

Основными элементами или химическими строительными блоками, составляющими все живые организмы, являются углерод, кислород, азот, фосфор и сера. Организмы способны усваивать эти элементы только в том случае, если они содержатся в полезных химических формах в качестве питательных веществ. В процессе, называемом круговоротом питательных веществ, элементы преобразуются из одной химической формы в другую, а затем обратно в первоначальную форму. Например, двуокись углерода извлекается растениями из воздуха и добавляется в органические соединения (такие как углеводы) путем фотосинтеза. Углекислый газ возвращается в атмосферу, когда растения и животные разрушают органические молекулы (процесс, известный как дыхание) и когда микроорганизмы разрушают отходы и ткани от мертвых организмов (процесс, известный как разложение).
Рис. 2. Геосфера Земли

Устройство живого мира

Живые организмы, составляющие биосферу, образуют сложную иерархию. В ее основе лежат неживые атомы. Они образуют молекулы, те формируют клетки, клетки образуют ткани, из которых состоят органы, а органы составляют организм. А уже организмы образуют сообщества, малые и большие, и крупнейшее из них — сама биосфера.

Биосистему принято разделять на различные уровни организации живой материи.

• Атом.
• Молекула. Любая система состоит из биологических акромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов. Они обеспечивают жизнедеятельность организма: передачу наследственной информации, структурное единство, защиту, обмен веществ, аккумуляцию энергии.
• Органоиды клетки — постоянные клеточные структуры, клеточные органы, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки — хранение и передачу генетической информации, перенос веществ, синтез и превращения веществ и энергии, деление, движение и др.
• Клетка — структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле.
• Ткань представляет собой совокупность сходных по происхождению и строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции.
• Органы — это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей.
• Системы органов — функционально единые группы органов.
• Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, приспособленных для выполнения различных функций.
• Популяция — совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания.
• Биоценоз — совокупность живых организмов разных видов.
• Экосистема, или биогеоценоз, — совокупность совместно обитающих организмов и среды их обитания.
• Биом — совокупность экосистем одной природно-климатической зоны.
• Биосфера — оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; глобальная экосистема Земли.