Понятие о биосфере
Биосфера - сфера Земли, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию организмов. Она является четвертым компонентом географической оболочки. В настоящее время распространены три основных взгляда на биосферу.
- Биосфера – представляет собой совокупность всех живых организмов на нашей планете.
- К биосфере относятся не только сами живые объекты, но и среда их обитания. Поскольку среды обитания организмов представляют собой самостоятельные природные образования, обладают специфическими свойствами и отличаются присущим только им вещественным составом, более правильно относить их не к биосфере, а к другим оболочкам Земли, компонентами которых они являются.
- В состав биосферы необходимо включать помимо организмов и среды их обитания также результаты жизнедеятельности организмов, существовавших ранее на Земле. Однако более 30 % пород земной коры имеют органогенное происхождение. Вряд ли можно все эти породы включать в биосферу.
Биосфера трактуется и как живая оболочка планеты или «пленка жизни».
Биосферу можно также понимать как наиболее крупную экосистему Земли, в состав которой, таким образом, входят все остальные экосистемы. Это понимание является логическим следствием концепции иерархичности организации экосистем, согласно которой более территориально обширные экосистемы состоят из более мелких (однако, вполне обособленных для их выделения в качестве самостоятельных природных образований), те – из еще более мелких и т.д.
К деятельности организмов относят:
- изменения состава атмосферы и гидросферы,
- континентальные и морские отложения,
- образование почв,
- разрушение горных пород,
- формирование климата,
- формирование биологического круговорота веществ, связанного с геологическим.
Понятие биосферы было предложено австрийским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 г. Он перечислил все четыре оболочки нашей планеты и в том числе назвал и биосферу. Содержание этого термина Зюсс подробно не раскрывал. Учение о биосфере было детально разработано почти полвека спустя – в 20-х годах ХХ в. академиком Вернадским. Он в монографии «Биосфера» (1926) дал определение этой оболочки Земли, рассмотрел принципы ее функционирования и ее значение. В дальнейшем учение о биосфере разрабатывалось Дж. Хатчинсоном, Э. Оортом, К. Делвич, Х. Брауном и др.
Закон системной организации биологических макросистем:
- Любой организм, популяция, сообщество, биоценоз, экосистема и биом представляют собой открытую, неравновесную, самовоспроизводящуюся, саморегулирующуюся и саморазвивающуюся активную систему. Все происходящие в ней биохимические процессы направлены на воспроизведение системы в целом.
- Вся структурно-функциональная организация любого уровня биологической макросистемы подконтрольна естественному отбору. Естественный отбор формирует сообщества разных типов, экологические ниши, пищевой спектр и т.д. и направлен на максимальное число видов и наибольшие потери энергии каждого звена тропической цепи экосистемы (биома), что ускоряет биологический круговорот веществ. В итоге повышается продуктивность и обусловливается самое главное качество экосистемы - это ее стабильность.
Такое понимание предполагает справедливость на биосферном уровне организации материи всех основных закономерностей, работающих в экосистемах более низкого ранга, и в то же время – существование некоторой специфики их проявления. Этими вопросами занимается отдельная наука – глобальная экология, занимающая видное место в структуре экологического знания.
Границы биосферы
Верхняя граница биосферы расположена в верхней части тропосферы и совпадает с озоновым слоем Земли. Считается, что выше озонового слоя жизнь невозможна, поэтому по границе этого слоя и проводят верхнюю границу биосферы. Однако известно, что споры бактерий способны переносить ультрафиолетовую радиацию, поэтому нередко верхнюю границу биосферы существенно расширяют в сторону космоса. Если считать входящими в состав биосферы и те части земных оболочек, где живые организмы пребывают в неактивном состоянии, то ее границы определяются распространением бактерий.
Бактерии занимают наиболее крайние высотные пределы:
- в атмосфере до высоты 45 и более км, в литосфере - более 4,5 км,
- в гидросфере - до 11 и более км.
Нижняя граница распространения жизни в литосфере определяется глубиной, на которой достигается температура перехода воды в пар и происходит денатурация белков. Однако на больших глубинах, даже тех, где эти факторы позволяют существовать организмам, живое вещество практически отсутствует, в основном распространение живых объектов ограничивается вглубь всего несколькими метрами.
