Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Границы биосферы

Расположение границ биосферы и лимитирующие факторы

Замечание 1

Вопрос о расположении границ биосферы впервые поставил в 1926 г. В.И. Вернадский. Затем он дополнительно вернулся к этому вопросу в специальной статье "О пределах биосферы" (1937). Однако однозначного ответа на этот вопрос до сих пор нет.

Для ответа на него необходимо точно сформулировать условия задачи, для чего ответить на несколько дополнительных вопросов:

  1. Каковы пределы распространения жизни на Земле, особенно верхняя и нижняя граница ее распространения в основных абиотических средах.
  2. Следует ли проводить границу распространения жизни по лимитам абиотических условий для активных стадий существования организмов (поскольку в основном именно они выполняют различные биосферные функции) или же включать стадии переживания (споры, цисты и т.д.).
  3. Поскольку биосферные функции способны выполнять не отдельные организмы, а лишь полноценные экосистемы, не следует ли сузить границы биосферы до пределов распространения экосистем, хотя бы с обедненным видовым составом.

Абиотические факторы возможности существования жизни

Какие же абиотические факторы определяют возможность существования жизни?

  1. Обеспеченность углекислым газом (для фотосинтетиков) и кислородом (для аэробов). Первые живые организмы Земли обитали в условиях отсутствия кислорода. Анаэробный обмен свойственен и многим современным организмам, причем не только прокариотам, но даже некоторым многоклеточным.
  2. Достаточное количество воды (непременно - в жидком агрегатном состоянии).
  3. Температурные границы между температурой, вызывающей свертывание белков, и прекращающей работу ферментов (для гомойотермных организмов в течение некоторого времени температурные границы могут быть расширены). Крайние лимиты температур, которые выносят некоторые организмы, - от практически абсолютного нуля до +180°С.
  4. Наличие минимально необходимого количества элементов минерального питания.
  5. Определенная минерализация водной среды.

Жизнь в целом может существовать в широчайшем диапазоне химических условий среды. Уксусные угрицы (нематоды) живут в толще бродящего уксуса. Некоторые микроорганизмы обитают в концентрированных растворах различных солей, в том числе медного купороса, фторида натрия, некоторые водоросли и ракообразные могут обитать в насыщенном растворе поваренной соли. Серные бактерии выдерживают концентрацию 0,1 М растворов серной кислоты.

«Границы биосферы» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Найти

Давление в целом не является лимитирующим фактором для жизни. Она может существовать в очень широком диапазоне от долей атмосферы на большой высоте до тысячи и более атмосфер в придонных слоях океанов и толще литосферы. Для некоторых прокариот лимитирующим уровнем давления является 12 000 атм. Стадии переживания (анабиоза) многих растений и беспозвоночных сохраняют жизнеспособность в условиях полного вакуума.

Некоторые организмы способны существовать даже в условиях воздействия ионизирующей радиации. К ним относятся прокариоты и некоторые одноклеточные эукариоты. Для некоторых инфузорий допустимым является излучение, в 3 млн. раз более интенсивное, чем естественный радиационный фон на поверхности Земли, специфические бактерии были обнаружены даже в котлах ядерных реакторов.

Замечание 2

Живые организмы могут быть встречены в верхней части литосферы, нижней части атмосферы Земли (фактически вся тропосфера) и по всей толще водной оболочки Земли (гидросфере).

В литосфере основным лимитирующим фактором для организмов служит температура горных пород и подземных вод, которая закономерно возрастает с глубиной и на расстоянии от поверхности 1,5-15 км превышает +100°С. Максимальная глубина, на которой в литосфере были обнаружены бактерии, достигает 4 км. В месторождениях нефти на глубине 2-2,5 км бактерии обитают в большом количестве. Однако большинство бактерий, как и все более крупные организмы, проникают в литосферу всего на глубину в несколько метров, а наиболее велика их концентрация в гумусовом слое почвы, т.е. на глубине менее метра.

В океане жизнь распространена по всей глубине океана, даже на дне самой глубокой океанической впадины (более 11 км) существуют гетеротрофные экосистемы. Наибольшая высота в атмосфере, на которой могут быть встречены организмы в активной жизненной фазе, не превышает области озонового экрана, т.е. 22-25 км от поверхности Земли. Споры и цисты могут подниматься и выше, однако их концентрация на значительных высотах крайне мала. Основная доля воздушного планктона находится в приземном слое, не выше 1-1,5 км.

Немаловажным аспектом при определении границ жизни в атмосфере является тот факт, что не существует живых организмов, которые могли бы проходить в атмосфере весь жизненный цикл. Они поднимаются над землей в основном при расселении (некоторые имеют к этому специальные приспособления), для сезонных перемещений, питания, либо оказываются в атмосфере случайно.

Тем более, атмосфера не является отдельной экосистемой, даже в самом широком понимании этого термина. Поэтому можно сказать, что более правильным термином будет не «воздушная среда жизни», а «наземно-воздушная».

В горах верхняя граница распространения экосистем проходит на высоте не более 6 км над уровнем моря, хотя отдельные живые организмы могут встречаться и выше.

Замечание 3

Распределение организмов в биосфере весьма неравномерно. Наиболее велика биомасса живого вещества на границах раздела неорганических сред:

  • в почве,
  • в поверхностных водах океана,
  • на дне водоемов (бентос),
  • на литорали (прибрежные территории, то затопляемые, то осушаемые при приливно-отливных явлениях),
  • в речных дельтах, лиманах и эстуариях.

Такие места, где живое вещество достигает наибольшей концентрации, В. И. Вернадский называл "пленками жизни".

Вернадский указывал как на одно из основных свойств живого вещества "всюдность" жизни в пределах биосферы. Хотя жизнь появилась локально в водоемах, она относительно быстро распространилась, заняв все пригодные для существования каких-либо организмов условия.

Дата последнего обновления статьи: 07.12.2024
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot