Какие оболочки земли населенная живыми организмами: Проверочная работа «Основы учения о биосфере»

Задание А. Запишите номера вопросов, напротив них запишите буквы правильных ответов.

1. Биосфера это:

2.

а) Ж.-Б. Ламарк;
б) В.И. Вернадский;
в) Э. Зюсс;
г) Э. Леруа.

3. Границы биосферы в гидросфере находятся на глубине:

а) 1 км;
б) 2 км;
в) 10 км;
г) гидросфера полностью заселена живыми организмами.

4. Сгущение жизни на дне океанов называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.

5. В пустыне Уайт Сэндс (США) фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) концентрация солей свыше 270 г/л;
в) недостаток элементов минерального питания;
г) все перечисленные условия.

6.

а) жизнь;
б) биомасса;
в) живое вещество;
г) правильного ответа нет.

7. К биокосным веществам биосферы относятся:

а) нефть, уголь, известняк;
б) почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Газовая функция живого вещества заключается в способности:

а) живые организмы накапливают и передают энергию по пищевой цепи;
б) использовать СО 2 для зеленых насаждений и выбрасывать О 2 в атмосферу;
в) хемоавтотрофы окисляют химические элементы;
г) живые организмы накапливают различные химические элементы.

9. Биосфера — глобальная нерегулируемая система, имеющая вход, но не имеющая выхода:

а) да;
б) нет.

10. Юджин Лерой:

а) создал учение о биосфере;
б) предложил термин «биосфера»;
в) предложил термин «ноосфера»;
г) был другом В.И. Вернадский.

Ответы: 1 — г; 2 — в; 3 — д; 4 — в; 5 — а; 6 — в; 7 — б; 8 — б; 9 — б; 10 — в.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. Дайте несколько определений биосферы.

( Биосфера — живая оболочка Земли. Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами. Биосфера — открытая, глобальная, саморегулирующаяся система со своим входом и выходом. )

2. Какие факторы определяют границы биосферы в атмосфере?

( Жесткий ультрафиолет, низкая температура воздуха, отсутствие кислорода и углекислого газа, высокий уровень радиации и т.д. )

3. Каковы основные функции живого вещества в биосфере? Раскройте суть газовой функции.

( Энергия, редокс, газ, концентрация.

Газ заключается в способности живых организмов изменять газовый состав атмосферы, например, зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.)

4. Какое вещество биосферы является биогенным? Приведи примеры.

( Биогенные — вещества, созданные живыми организмами, например, нефть, уголь, известняк. )

5. Что такое почва? Какой опыт можно провести, чтобы доказать наличие полезных ископаемых в почве?

( Почва — верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Для доказательства наличия в почве минеральных веществ необходимо растворить небольшое количество почвы в воде, отфильтровать и выпарить фильтрата Небольшое количество минеральных солей останется на часовом стекле )

6. Каково значение калия в жизни растений?

( Ионы калия присутствуют в цитоплазме всех живых клеток и участвуют во многих биохимических процессах.Одной из функций калия в организме растения является влияние на формирование корневой системы. )

7. Приведите пример бентической пищевой цепи.

( Например: детрит —> двустворчатые моллюски —> морские звезды. )

( Биомасса редуцентов в океанах составляет незначительную часть общей биомассы, а продуктивность ниже. )

9. Какое значение возникновения городов для биосферы Земли?

( Негативное воздействие — концентрация населения и связанное с этим загрязнение окружающей среды бытовыми и промышленными отходами, исчезновение видов растений и животных и др. )

Опция 3

Задание А. Запишите номера вопросов, напротив них запишите буквы правильных ответов.

1. Живая оболочка Земли, населенная живыми организмами, называется:

а) гидросфера;
б) литосфера;
в) атмосфера;
г) биосфера.

2. Создано учение о биосфере:

а) Ж.-Б. Ламарк;
б) К. Дарвин;
в) Э. Зюсс;
г) правильного ответа нет.

3. Границы биосферы в литосфере на суше проходят на глубине:

а) 100-200 м;
б) 1-2 км;
в) 3-4 км;
г) 100-200 км.

4. Группа живых организмов, пассивно плавающих в толще Мирового океана, называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.

5. На склонах горы Мак-Кинли (Аляска) фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) концентрация солей свыше 270 г/л;
в) недостаток элементов минерального питания;
г) все перечисленные условия.

6. Совокупность всех живых организмов биосферы называется:

а) инертное вещество;
б) биоинертное вещество;
в) живое вещество;
г) биогенное вещество.

7. К биогенному веществу биосферы относятся:

а) нефть, уголь, известняк;
б) вода, почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Окислительно-восстановительная функция живого вещества заключается в способности:

а) живые организмы накапливают и передают энергию по пищевой цепи;
б) использовать СО 2 для зеленых насаждений и выбрасывать О 2 в атмосферу;
в) хемоавтотрофы окисляют химические элементы;
г) живые организмы накапливают различные химические элементы.

9. Биосфера — глобальная саморегулирующаяся система со своими входами и выходами:

а) да;
б) нет.

10. Учение о ноосфере разработал:

а) В.И. Вернадский;
б) Э. Леруа;
в) П. Тейяр де Шарден;
г) все ответы правильные.

Ответы: 1 — г; 2 — д; 3 — в; 4 — а; 5 — в; 6 — в; 7 — а; 8 — в; 9 — а; 10 — г.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. Кто первым создал стройное учение о биосфере?

( В И. Вернадского. )

2. Какие факторы определяют границы биосферы в гидросфере?

( Высокое давление, недостаток света, соленость водной среды выше 270 г/л. )

3. Перечислите основные функции живой материи.Раскройте понятие функции концентрации.

( Энергия, редокс, газ, концентрация.

Концентрация заключается в способности живых организмов накапливать в себе химические элементы, например кальций в раковинах моллюсков.)

4. Какое вещество биосферы является биокосным? Приведи примеры.

( Биокосное — вещество биосферы, возникающее при взаимодействии живых организмов и окружающей среды, — почвы. )

5. Что такое почва? Каким опытом можно доказать наличие гумуса в почве?

( Почва — верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Чтобы доказать наличие гумуса в почве, нужно поместить почву в пробирку и нагреть ее. Через некоторое время , появится характерный запах горящей органики )

6. Насколько важна аэрация почвы в жизни растений?

( Аэрация — степень насыщения почвы воздухом.Воздух необходим для дыхания корней растений. )

7. Как и почему меняется цвет водорослей при нырянии?

( При погружении в глубину окраска водорослей меняется с зеленой на коричневую и красную. Это связано с уменьшением количества солнечного света, достигающего более глубоких слоев воды и, соответственно, с уменьшением количества хлорофилла и увеличение количества каротиноидов )

8. Сравните биомассу поверхности суши с биомассой океанов.

( Биомасса поверхности суши примерно в 800 раз превышает биомассу Мирового океана. Однако на суше основную часть биомассы составляют продуценты, а в Мировом океане, наоборот, более 90% составляют консументы. )

9. Перечислите три основных этапа эволюции человека, которые оказали наибольшее влияние на биосферу.

( Использование огня, неолитическая революция (одомашнивание растений и животных) и научно-технический прогресс. )

Опция 4

Задание А. Запишите номера вопросов, напротив них запишите буквы правильных ответов.

1. Биосфера это:

а) водная оболочка Земли, населенная живыми организмами;
б) воздушная оболочка Земли, населенная живыми организмами;
в) твердая оболочка Земли, населенная живыми организмами;
г) часть всех оболочек Земли, населенная живыми организмами.

2. Термин «биосфера» был предложен:

а) Ж-Б. Ламарк;
б) В.И. Вернадский;
в) Э. Леруа;
г) правильного ответа нет.

3. Границы биосферы определяются:

а) наличие воды в жидкой фазе;
б) благоприятный температурный режим;
в) уровень радиации;
г) наличие кислорода и углекислого газа;
д) степень минерализации воды;
е) все вышеперечисленные факторы.

4. Группа живых организмов, активно плавающих в толще океанов, называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.

5. В арктических пустынях фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) недостаток элементов минерального питания;
в) неблагоприятный температурный режим;
г) все перечисленные условия.

6. Совокупность всех живых организмов биосферы В.И. Вернадский предложил звонить:

а) жизнь;
б) биомасса;
в) живое вещество;
г) правильного ответа нет.

7. К живому веществу биосферы относятся:

а) нефть, уголь, известняк;
б) вода, почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Энергетическая функция живого вещества заключается в способности:

а) живые организмы накапливают и передают энергию по пищевой цепи;
б) использовать СО 2 для зеленых насаждений и выбрасывать О 2 в атмосферу;
в) хемоавтотрофы окисляют химические элементы;
г) живые организмы накапливают различные химические элементы.

9. Биосфера – глобальная замкнутая саморегулирующаяся система, не имеющая входа и выхода:

а) да;
б) нет.

10. Ноосфера это:

а) стадия разумной жизни;
б) сфера разумной жизни;
в) стадия развития биосферы;
г) все ответы правильные.

Ответы: 1 — г; 2 — д; 3 — е; 4 — б; 5 — д; 6 — в; 7 — г; 8 — а; 9 — б; 10 — г.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. В И. Вернадский писал: «Живое вещество… как масса газа растекается по земной поверхности и оказывает определенное давление в окружающей среде». Как вы понимаете это утверждение?

( Живое вещество распространено почти по всей земной поверхности, где имеются подходящие условия для жизни. Живое вещество оказывает мощное давление на все оболочки Земли. Например, изменяет газовый состав атмосферы, способствует образованию горных пород (нефть, уголь, известняк), окисляет горные породы и др. )

2. Какие факторы определяют границы биосферы в литосфере?

( Наличие воды в жидкой фазе, наличие свободного кислорода и углекислого газа, определенный температурный режим, наличие минимума минерального питания и др. )

3. Что входит в понятие «живое вещество»?

( Совокупность всех живых организмов биосферы. )

4. Перечислите основные функции живой материи.Раскройте понятие окислительно-восстановительной функции.

( Энергия, окислительно-восстановительный потенциал, газ, концентрация.
Окислительно-восстановительный потенциал – это способность живых организмов окислять и восстанавливать химические элементы.)

5. Что такое почва? Какой опыт можно провести, чтобы доказать наличие воздуха в почве?

( Почва — верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Чтобы доказать наличие воздуха в почве, нужно бросить в воду небольшое количество почвы — будут заметны пузырьки. )

6. Какое влияние оказывает фосфор на жизнь растений?

( Атомы фосфора содержатся во многих органических молекулах. Недостаток этого вещества в растениях тормозит процессы цветения и плодоношения. )

7. Приведите пример планктонной пищевой цепи.

( Например: фитопланктон —> зоопланктон —> медузы. )

( По биомассе консументы составляют более 90% всей биомассы Мирового океана, но их продуктивность очень низка по сравнению с продуктивностью продуцентов. )

9. Какое значение одомашнивания растений и животных имеет для биосферы Земли?

( Отрицательно — изменение экосистем, исчезновение многих видов растений и животных .)

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов.

Верхняя граница биосферы простирается от поверхности Земли до озонового экрана.Выше этой границы организмы жить не могут, так как там для них будут губительны ультрафиолетовые лучи Солнца и низкие температуры. Нижняя граница проходит по дну гидросферы и на глубине 4-5 км в земной коре континентов (это зависит от глубины, на которой температура горных пород достигает +100°С). Наиболее многочисленная часть биосферы находится у поверхности земли и до глубины 200 м в гидросфере.

Однако жизнь не ограничивается исключительно границами биосферы.Микробы, споры и пыльца растений, органические молекулы находятся высоко в стратосфере. Не исключено, что они могут покинуть Землю и быть унесенными в космос… Но это не означает расширение биосферы, так как вне ее могут существовать лишь малоподвижные формы жизни, находящиеся в состоянии скрытой жизнедеятельности.

Относительно молодая оболочка Земли. Ее образование связано с зарождением жизни на нашей планете. Вопрос о происхождении жизни давно интересовал человека.Выдвигались различные предположения. В настоящее время ученые считают, что жизнь зародилась в воде, так как на суше в то время были сильные перепады температуры,. Первые существа, появившиеся в воде, были несравненно проще даже самых примитивных ныне живущих. Проходили миллионы лет, а живые организмы становились все более сложными и разнообразными. Около 500 миллионов лет назад организмы начали приспосабливаться к жизни на суше. Различные растения (еще очень примитивные) и животные (простейшие) постепенно расселились и освоили разные участки суши, развивая в них различные приспособления к жизни.Их участие в образовании начинается. Так постепенно создавались условия для появления на суше высокоорганизованных растений (хвойных и цветковых). При этом в атмосферу начинает выделяться кислород, необходимый для дыхания. Постепенно все живые организмы распространились по всем сферам Земли. Живые организмы существенно изменили облик нашей планеты, преобразовали земную кору, гидросферу и ниже. Важнейшим этапом изменения облика нашей планеты является появление человека на Земле.Это произошло около 500 тысяч лет назад. По словам академика, воздействие человека на природу превосходит многие естественные процессы. Совокупность всех живых организмов на планете называется биомассой (греч. bios — жизнь), или живым веществом. Эта величина огромна, но по сравнению с массой земной коры она ничтожна. Действительно, биомасса обладает замечательной способностью обновляться по мере размножения организмов.

Обновляясь, живое вещество планеты производит около 250 миллиардов тонн биологической массы в сухом весе в течение года.Такие показатели называются продуктивностью биомассы. В глобальном масштабе это значение относительно невелико. Но он способен обновляться из года в год. За время существования живого вещества (более 3 миллиардов лет) даже при меньшей его средней продуктивности, чем сейчас, общая биомасса, производимая живым веществом, превышала бы массу земной коры в десятки и сотни раз (ведь земная коре не свойственно самовоспроизведение). Такая активность жизни делает ее мощным геологическим фактором на планете.

Живое вещество движется, «пропускает через себя» огромные газы. Это постоянное движение веществ, точнее химических элементов и молекул называется биохимическим круговоротом. Наиболее активно в ней участвуют кислород, углерод (и их соединение — углекислый газ), азот, фосфор, сера, вода. И это понятно: ведь эти газы присутствуют в живом веществе (кислорода 70 %, углерода — 18 %, водорода — 10,5 %; на все остальные элементы приходится лишь 1,5 %). Биогеохимические циклы очень активны.Биомасса Земли пропускает через себя всю воду Земли за 2 миллиона лет, весь кислород атмосферы — за 2 тысячи лет, а углекислый газ из атмосферы — за 300. Это означает, что за длительное время геологической истории живое вещество (биомасса) неоднократно перерабатывало все основные газы атмосферы, все воды планеты и значительную часть горных пород земной коры.

Биогеохимический круговорот – важнейший процесс в биосфере.Благодаря ему происходит взаимосвязь всего населенного живыми существами.

Сила, движущая могучий биогеохимический круговорот в биосфере , — солнечная энергия… Ежегодно на Землю поступает столько ее, что во много раз превышает мощность любого другого источника энергии на Земле. Наземные растения улавливают эту энергию в процессе фотосинтеза, но менее 1% поступающей. Хотя это число очень велико. Это в 10 раз больше энергии ядерных реакций в недрах планеты.В результате фотосинтеза в растениях образуется органическое вещество, которое идет на их питание, а часть органического вещества откладывается. Вместе с зеленой массой эта отложившаяся часть может переходить в организм животных (сначала травоядных, а затем и плотоядных) и там частично распадаться на более простые химические соединения. После гибели растений и животных микроорганизмы заканчивают разрушение органического вещества , создающая питательную среду, в том числе почву, для возрождения и следующего цикла развития биомассы.

Охрана биосферы – комплекс мероприятий, приносящих пользу живому веществу и биосфере в целом. От успеха этих событий во многом зависит судьба жизни на Земле и будущее человечества.

Основоположником учения о биосфере был В.И. Вернадский.

Около 40 000 километров. Географические оболочки Земли – это системы планеты, где все компоненты взаимосвязаны и определены относительно друг друга. Различают четыре типа оболочек — атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу.Агрегатные состояния веществ в них встречаются всех типов — жидкие, твердые и газообразные.

Оболочки Земли: атмосфера

Атмосфера — внешняя оболочка… В нее входят различные газы:

• азот — 78,08%;
• кислород — 20,95%;
• аргон — 0,93%;
• углекислый газ — 0,03%.

Кроме них имеются озон, гелий, водород, инертные газы, но их доля в общем объеме не более 0,01%. Эта оболочка Земли также содержит пыль и водяной пар.

Атмосфера, в свою очередь, делится на 5 слоев:

• тропосфера — высота от 8 до 12 км, характеризующаяся наличием водяного пара, образованием осадков, движением воздушных масс;
• стратосфера — 8-55 км, содержит озоновый слой, поглощающий УФ-излучение;
• мезосфера — 55-80 км, низкая плотность воздуха по сравнению с нижней тропосферой;
• ионосфера — 80-1000 км, в нее входят ионизированные атомы кислорода, свободные электроны и другие заряженные молекулы газа;
• верхние слои атмосферы (рассеивающая сфера) — более 1000 км, молекулы движутся с огромными скоростями и могут проникать в космос.

Атмосфера поддерживает жизнь на планете, помогая сохранять тепло на Земле. Он также предотвращает попадание прямых солнечных лучей. А его осадки повлияли на почвообразовательный процесс и формирование климата.

Оболочки Земли: литосфера

Твердая оболочка, слагающая земную кору. Часть земного шара включает несколько концентрических слоев различной толщины и плотности. Они также имеют неоднородный состав.Среднее значение плотности Земли составляет 5,52 г/см 3 , а в верхних слоях — 2,7. Это свидетельствует о том, что внутри планеты находятся более тяжелые вещества, чем на поверхности.

Мощность верхних слоев литосферы 60-120 км. В них преобладают магматические породы – граниты, гнейсы, базальты. В течение миллионов лет большая их часть подверглась процессам разрушения, давления, температуры и превратилась в рыхлые породы — песок, глину, лесс и т. д.

Так называемая сигматическая оболочка расположена на высоте до 1200 км.Его основными составляющими являются магний и кремний.

На глубинах 1200-2900 км находится оболочка, называемая средней полуметаллической или рудной. В основном он содержит металлы, в частности железо.

Центральная часть Земли расположена ниже 2900 км.

Гидросфера

В состав этой оболочки Земли входят все воды планеты, будь то океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды. Гидросфера расположена на поверхности Земли и занимает 70 % всей площади — 361 млн км 2 .

В океане содержится 1375 млн км 3 воды, на поверхности суши и в ледниках — 25, в озерах — 0,25. По мнению академика Вернадского, большие запасы воды находятся в толще земной коры.

На поверхности суши воды находятся в постоянном водообмене. Испарение происходит в основном с поверхности океана, где вода соленая. Благодаря процессу конденсации в атмосфере суша обеспечивается пресной водой.

Биосфера

Строение, состав и энергетика этой оболочки Земли определяются процессами жизнедеятельности живых организмов. Границы биосферы — земная поверхность, почвенный слой, нижняя атмосфера и вся гидросфера.

Растения распределяют и хранят энергию Солнца в виде различных органических веществ. Живые организмы осуществляют процесс миграции химических веществ в почве, атмосфере, гидросфере, осадочных породах. Благодаря животным в этих мембранах происходят газообмен и окислительно-восстановительные реакции. Атмосфера также является результатом деятельности живых организмов.

Оболочка представлена ​​биогеоценозами, представляющими собой генетически однородные участки Земли с одним типом растительного покрова и населяющими их животными.Биогеоценозы имеют свои характерные почвы, рельеф и микроклимат.

Все оболочки Земли находятся в тесном непрерывном взаимодействии, которое выражается в обмене веществ и энергии. Исследования в области этого взаимодействия и выявление общих закономерностей важны для понимания процесса почвообразования. Географические оболочки Земли представляют собой уникальные системы, свойственные только нашей планете.

Биосфера — Энциклопедия Нового Света

Биосфера исторически и чаще всего определяется как часть Земли, в которой существуют живые организмы. Как таковая, она рассматривается как место или поддерживающий слой, перекрывающийся с внутренней частью атмосферы, верхней частью геосферы и почти всей гидросферой (Mayhew 2004; Margulis and Sagan 2002). Другая концепция биосферы — это просто «жизнь на земле», другими словами, совокупность всех живых существ на земле (Knight and Schlager 2002).Таким образом, биосфера является одной из четырех взаимоисключающих сфер, другими являются атмосфера, геосфера (или литосфера) и гидросфера. Тем не менее, другое определение биосферы включает как живые организмы, так и окружающую их среду (McGraw-Hill 2005).

Биосфера, рассматриваемая как место, занимает относительно небольшую часть земли, возможно, с общими размерами полой сферы шириной около двадцати трех километров, или около 0,0007 процента объема растения (радиус 6371 километр) (Маргулис и Саган, 2002). Если рассматривать биосферу как ограниченную только живыми организмами, она занимает около 0,00008% массы Земли (Knight and Schlager 2002).

Биосфера гармонично взаимодействует с другими крупными сферами Земли (литосферой, гидросферой и атмосферой), и, как бы мала ни была биосфера, живые организмы оказывают большое влияние на каждую из этих сфер, что проявляется в различных биогеохимических циклах (кислородный цикл , круговорот воды, круговорот углерода, круговорот азота и др.). Взаимодействие живых организмов и окружающей их среды настолько целостно, что некоторые рассматривают всю Землю как живой организм.(См. Гипотезу Гайи.)

Происхождение и использование термина

Термин «биосфера» был введен геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Он определил биосферу как (Seuss 1875):

Место на земной поверхности, где обитает жизнь.

Многие современные определения отражают эту историческую концепцию. Маргулис и Саган (2002) определяют биосферу как «место, где существует жизнь», а Мэйхью (2004) как «зону, где встречается жизнь».«Как особый слой земли он включает в себя часть атмосферы, большую часть гидросферы и часть геосферы или литосферы (твердой наружной оболочки Земли).

Хотя эта концепция имеет геологическое происхождение, она свидетельствует о влиянии Чарльза Дарвина (1809–1882 гг.) и американского океанографа и метеоролога Мэтью Мори (1806–1873 гг.) на науки о Земле.

Биосфера — это междисциплинарная концепция, объединяющая астрономию, геофизику, метеорологию, биогеографию, эволюцию, геологию, геохимию, гидрологию и вообще все науки о жизни и Земле.

Другие концепции биосферы

Биосфера как жизнь на Земле определение . Некоторые ученые-биологи и ученые-геологи используют биосфера в смысле «жизнь на Земле»; то есть общая сумма живых организмов («биомасса» или «биота», как называют их биологи и экологи). В этом смысле биосфера является лишь одним из четырех отдельных компонентов общей земной системы, а остальные три — это геосфера (или литосфера) , гидросфера и атмосфера . Биосфера работает во взаимодействии с этими другими основными земными системами (Knight and Schlager 2002).

Биосфера как жизнь и окружающая ее среда . Более широкое значение биосферы — это все живые организмы и их среда обитания. Включены все среды, способные поддерживать жизнь, а также все живые организмы (McGraw Hill 2005). В этом смысле биосфера перекрывает почти всю гидросферу, а также части атмосферы и литосферы (McGraw Hill, 2005). Характерной чертой этого значения термина является взаимосвязь живых существ и их окружения (McGraw Hill 2005).Кто-то может предпочесть слово экосфера , придуманное в 1960-х годах, как включающее в себя как биологические, так и физические компоненты планеты. Экологический контекст биосферы восходит к 1920-м годам, до введения в 1935 году сэром Артуром Тэнсли термина «экосистема». Советский минералог и геохимик Владимир Вернадский (1863 — 1945) определял экологию как науку о биосфере. Он наиболее известен своей книгой 1926 года «Биосфера », в которой он непреднамеренно работал над популяризацией термина Эдуарда Зюсса «биосфера», выдвигая гипотезу о том, что жизнь — это геологическая сила, формирующая Землю.

Биосфера Гайи . Представление о том, что биосфера сама по себе является живым организмом, фактически или метафорически, известно как гипотеза Гайи. Джеймс Лавлок, атмосферный ученый из Соединенного Королевства, предложил гипотезу Геи, чтобы объяснить, как биотические и абиотические факторы взаимодействуют в биосфере. Эта гипотеза рассматривает саму Землю как некий живой организм. Его атмосфера, геосфера и гидросфера представляют собой взаимодействующие системы, образующие биосферу, полную жизни.В начале 1970-х годов Линн Маргулис, микробиолог из США, дополнила гипотезу, особо отметив связи между биосферой и другими системами Земли. Например, когда уровень углекислого газа в атмосфере увеличивается, растения растут быстрее. По мере своего роста они удаляют из атмосферы все больше и больше углекислого газа.

Протяженность биосферы Земли

Почти каждая часть гидросферы, верхняя часть литосферы и нижняя часть атмосферы поддерживают ту или иную жизнь, от полярных ледяных шапок до экватора. Недавние достижения в области микробиологии продемонстрировали, что микробы живут глубоко под земной поверхностью и что общая масса микробной жизни в так называемых «необитаемых зонах» может по биомассе превышать всю животную и растительную жизнь на поверхности.

Фактическую толщину биосферы на Земле трудно измерить. Птицы обычно летают на высоте от 650 до 2000 метров, а рыба, живущая глубоко под водой, может быть найдена на глубине до -8 372 метров в желобе Пуэрто-Рико.

На планете есть более экстремальные примеры жизни.Стервятник Рюппеля был найден на высоте 11 300 метров над уровнем моря. Горные гуси мигрируют на высоте не менее 8300 метров (над Эверестом). Яки живут на высоте от 3200 до 5400 метров над уровнем моря. Горные козлы живут до 3050 метров. Травоядные животные на этих высотах питаются лишайниками, травами и травами, но самое большое дерево — пальма Тайн или горный кокос, произрастающая на высоте 3400 метров над уровнем моря.

Микроскопические организмы живут в таких экстремальных условиях, что, принимая их во внимание, толщина биосферы становится намного больше. Культивируемые микробы были обнаружены в верхних слоях атмосферы Земли на высоте 41 км (Wainwright et al, 2003). Однако маловероятно, что микробы активны на таких высотах, где температура и атмосферное давление чрезвычайно низки, а ультрафиолетовое излучение очень велико. Скорее всего, эти микробы были занесены в верхние слои атмосферы ветрами или, возможно, извержениями вулканов. Барофильные морские микробы были обнаружены на глубине более десяти километров (10 897 метров) в Марианской впадине (Takamia et al, 1997).

Микробы обитают не только в воздухе, воде или на поверхности Земли. Культивируемые термофильные микробы были извлечены из кернов, пробуренных более чем на пять километров в земной коре в Швеции (Gold 1992; Szewzyk 1994) из горных пород с температурой от 65 до 75 градусов по Цельсию. Температура быстро увеличивается с увеличением глубины земной коры. Скорость повышения температуры зависит от многих факторов, включая тип земной коры (континентальная или океаническая), тип породы, географическое положение и т. д.Верхний известный предел для микробов составляет 121 градус по Цельсию (Кашефи и Лавли, 2003), и вполне вероятно, что предел жизни в «глубокой биосфере» определяется температурой, а не абсолютной глубиной.

Основываясь на меньших размерах жизни, встречающейся от четырнадцати километров ниже уровня моря в океане до восьми километров над уровнем моря в самых высоких горах и не менее чем на три километра в литосфере Земли, Маргулис и Саган (2002) подсчитали, что биосфера имеет общий размер полой сферы около двадцати трех километров в ширину.Это дает около 0,0007 процента объема планеты, которая имеет радиус 6371 км.

Найт и Шлагер (2002) подсчитали, что на литосферу (крайний верхний слой Земли, не включая нижнюю мантию и ядро) приходится около 82 процентов совокупной массы четырех систем, на гидросферу немногим более восьми процентов, а в атмосфере менее одного процента. Масса биосферы, которую они считают только живыми организмами, составляет всего 0.00008 процентов этих четырех систем. При этом на животный мир приходится менее двух процентов.

Сама биомасса составляет около 3,7 кг углерода на квадратный метр земной поверхности в среднем по суше и морю, что в сумме составляет около 1900 гигатонн углерода.

Наша биосфера разделена на несколько биомов, населенных во многом сходной флорой и фауной. На суше биомы разделены прежде всего по широте. Наземные биомы, лежащие в пределах полярного и антарктического кругов, относительно бедны растительной и животной жизнью, в то время как большинство наиболее густонаселенных биомов расположены вблизи экватора.Наземные организмы в умеренных и арктических биомах имеют относительно небольшое количество общей биомассы, меньшие энергетические запасы и демонстрируют заметную адаптацию к холоду, включая мировые миграции, социальную адаптацию, гомеотермию, эстивацию и несколько слоев изоляции.

Конкретные биосферы

Когда за словом Биосфера следует число, это обычно относится к конкретной системе. Таким образом:

• Биосфера 1. Планета Земля
• Биосфера 2.Лаборатория в Аризоне, которая содержит 3,15 акра (13 000 м²) закрытой экосистемы.
• БИОС-3. Замкнутая экосистема, существовавшая в Институте биофизики в Красноярске, Сибирь, на территории тогдашнего Советского Союза.
• Биосфера J (CEEF, Закрытые установки для экологических экспериментов). Эксперимент в Японии (Накано и др., 1998).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

• Gold, T. 1992. Глубокая, горячая биосфера PNAS 89(13): 6045-6049.Проверено 9 августа 2008 г.
.
• Кашефи К. и Д. Р. Ловли. 2003. Расширение верхнего температурного предела на всю жизнь. Наука 301: 934.
• Найт, Дж. и Н. Шлагер. 2002. Наука о повседневных вещах . Детройт: Гейл Групп. ISBN 0787656313.
• Маргулис Л. и Д. Саган. 2002. Приобретение геномов: теория происхождения видов . Нью-Йорк: Основные книги. ISGN 0465043917.
• Mayhew, S. 2004. Географический словарь: более 3000 статей .Оксфорд: Оксфордский ун-т. Нажмите. OCLC 163502775.
• Краткая энциклопедия науки и технологий McGraw-Hill . 2005. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. 0071429573.
• Накано С., Т. Учида, И. Исигамури и др. 1998. Динамическое моделирование системы регулирования давления для закрытой установки экологического эксперимента Труды Японского общества инженеров-механиков 64: 107-114.
• Seuss, E. 1875. Die Entstehung Der Alpen [ Происхождение Альп ] Вена: W.Браунмюллер.
• Шевчик У., Р. Шевчик и Т. А. Стенстрём. 1994. Термофильные анаэробные бактерии, выделенные из глубокой скважины в граните в Швеции PNAS 91(5): 1810-1813. Проверено 9 августа 2008 г.
.
• Такамиа, Х., А. Иноуэа, Ф. Фудзиа и К. Хорикошиа. 2006. Микробная флора в самом глубоком морском иле Марианской впадины FEMS Microbiology Letters 152(2): 279-285.
• Уэйнрайт М., Н. К. Викрамасингхе, Дж. В. Нарликар и П. Раджаратнам.2003. Микроорганизмы, культивированные из проб стратосферного воздуха, полученных на высоте 41 км FEMS Micorbiology Letters 218: 161-165.

Кредиты

New World Encyclopedia писатели и редакторы переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства.Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Активная оболочка земли, населенная живыми организмами. Биосфера – это живая оболочка Земли. Границы биосферы и их лимитирующие факторы

Около 40 000 километров. Географические оболочки Земли – это системы планеты, где все компоненты взаимосвязаны и определены относительно друг друга. Различают четыре типа оболочек — атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу. Агрегатные состояния веществ в них встречаются всех типов — жидкие, твердые и газообразные.

Оболочки Земли: атмосфера

Атмосфера — внешняя оболочка. В него входят различные газы:

• азот — 78,08%;
• кислород — 20,95%;
• аргон — 0,93%;
• углекислый газ — 0,03%.

Кроме них имеются озон, гелий, водород, инертные газы, но их доля в общем объеме не более 0,01%. Эта оболочка Земли также содержит пыль и водяной пар.

Атмосфера, в свою очередь, делится на 5 слоев:

• тропосфера — высота от 8 до 12 км, характеризующаяся наличием водяного пара, образованием осадков, движением воздушных масс;
• стратосфера — 8-55 км, содержит озоновый слой, поглощающий УФ-излучение;
• мезосфера — 55-80 км, низкая плотность воздуха по сравнению с нижней тропосферой;
• ионосфера — 80-1000 км, в нее входят ионизированные атомы кислорода, свободные электроны и другие заряженные молекулы газа;
• верхние слои атмосферы (сфера рассеяния) — более 1000 км, молекулы движутся с большими скоростями и могут проникать в космос.

Атмосфера поддерживает жизнь на планете, помогая сохранять тепло на Земле. Он также предотвращает попадание прямых солнечных лучей. А его осадки повлияли на почвообразовательный процесс и формирование климата.

Оболочки Земли: литосфера

Твердая оболочка, слагающая земную кору… Земной шар состоит из нескольких концентрических слоев различной толщины и плотности. Они также имеют неоднородный состав. Средняя плотность Земли равна 5.52 г/см 3 , а в верхних слоях — 2,7. Это свидетельствует о том, что внутри планеты находятся более тяжелые вещества, чем на поверхности.

Мощность верхних слоев литосферы 60-120 км. В них преобладают магматические породы — гранит, гнейс, базальт. Большинство из них за миллионы лет подверглись процессам разрушения, давления, температуры и превратились в рыхлые горные породы — песок, глину, лесс и др.

Так называемая сигматическая оболочка расположена на высоте до 1200 км. Его основными составляющими являются магний и кремний.

На глубинах 1200-2900 км находится оболочка, называемая средней полуметаллической или рудной. В основном он содержит металлы, в частности железо.

Центральная часть Земли расположена ниже 2900 км.

Гидросфера

В состав этой оболочки Земли входят все воды планеты, будь то океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды. Гидросфера расположена на поверхности Земли и занимает 70 % всей площади — 361 млн км 2 .

В океане содержится 1375 млн км 3 воды, на поверхности суши и в ледниках — 25, в озерах — 0,25. По мнению академика Вернадского, большие запасы воды находятся в толще земной коры.

На поверхности суши воды находятся в постоянном водообмене. Испарение происходит в основном с поверхности океана, где вода соленая. Благодаря процессу конденсации в атмосфере суша обеспечивается пресной водой.

Биосфера

Строение, состав и энергетика этой оболочки Земли определяются процессами жизнедеятельности живых организмов. Границы биосферы — земная поверхность, почвенный слой, нижняя атмосфера и вся гидросфера.

Растения распределяют и хранят энергию Солнца в виде различных органических веществ. Живые организмы осуществляют процесс миграции химических веществ в почве, атмосфере, гидросфере, осадочных породах. Благодаря животным в этих мембранах происходят газообмен и окислительно-восстановительные реакции. Атмосфера также является результатом деятельности живых организмов.

Оболочка представлена ​​биогеоценозами, представляющими собой генетически однородные участки Земли с одним типом растительного покрова и населяющими их животными.Биогеоценозы имеют свои характерные почвы, рельеф и микроклимат.

Все оболочки Земли находятся в тесном непрерывном взаимодействии, которое выражается в обмене веществ и энергии. Исследования в области этого взаимодействия и выявление общих закономерностей важны для понимания процесса почвообразования. Географические оболочки Земли представляют собой уникальные системы, свойственные только нашей планете.

Крупнейшим обобщением в комплексе наук о Земле (геология, география, геохимия, биология) стало учение о биосфере, созданное русским ученым В.И.Вернадский. Начав свою научную деятельность (как геолога) с изучения осадочных пород земной коры, В. И. Вернадский выявил огромную роль живых организмов в сложных геохимических процессах нашей планеты. В 1926 г. вышла его книга «Биосфера». Эта работа глубоко анализирует сложные отношения между живыми организмами и неживой природой Земли. Его работа несколько опередила свое время. Только во второй половине ХХ века, на фоне обострения экологических проблем, его учение о биосфере получило широкое распространение.

Важным элементом учения В.И.Вернадского о биосфере является представление о тесной зависимости биосферы от деятельности человека и ее сохранении в результате разумного отношения человека и природы. Ученый написал:

Человечество в целом становится мощной геологической силой. Перед ним, перед его мыслью и работой стоит вопрос о перестройке биосферы в интересах свободомыслящего человечества в целом. Это новое состояние биосферы, к которому мы, сами того не замечая, приближаемся, и есть ноосфера.1

В настоящее время теория биосферы является важнейшей частью экологии, непосредственно связанной с проблемами регулирования взаимодействия человека и природы.

Впервые термин «биосфера» был использован Я. Б. Ламарком в начале XIX в. Позднее он упоминается в работе австрийского геолога Э. Зюсса в 1875 г. Однако это понятие не получило подробной разработки названными учеными. , а использовалось мимоходом для обозначения области жизни на Земле. Только в работах В.И. Вернадского подробно и всесторонне анализируется, и под ним понимается «оболочка жизни» на нашей планете.

Биосфера называют совокупность всех живых организмов на нашей планете и те области геологических оболочек Земли, которые населены живыми существами и подвергались их влиянию в течение геологической истории.

Границы биосферы. Живые организмы неравномерно распределены в геологических оболочках Земли: литосфера, гидросфера и атмосфера (рис. 1). Поэтому биосфера теперь включает в себя верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Рис. 1. Ареал распространения организмов в биосфере: 1 — уровень озонового слоя, который жестко задерживает ультрафиолетовое излучение; 2 — снежная граница; 3 — грунт; 4 — животные, живущие в пещерах; 5 — бактерии в масле скважин

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли.Его мощность колеблется в пределах 50-200 км. Распространение жизни в нем ограничено и резко уменьшается с глубиной. Подавляющее большинство видов сосредоточено в верхнем слое толщиной несколько десятков сантиметров. Некоторые виды проникают на глубину нескольких метров и десятков метров (роющие животные — кроты, черви; бактерии; корни растений). Наибольшая глубина, на которой обнаружены некоторые виды бактерий, составляет 3-4 км (в грунтовых водах и нефтеносных горизонтах). Распространению жизни вглубь литосферы препятствуют различные факторы. .. Проникновение растений невозможно из-за недостатка света. Для всех форм жизни существенными препятствиями служат также плотность среды и возрастающая с глубиной температура. В среднем повышение температуры составляет около 3 °С на каждые 100 м. Именно поэтому нижним пределом распространения жизни в литосфере считается трехкилометровая глубина (где температура достигает около +100°С).

Гидросфера — водная оболочка Земли, представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек.В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Еще на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены различные виды живых существ (животные, бактерии). Однако большая часть видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что свет проникает на такую ​​глубину. Следовательно, в нижних горизонтах невозможно существование растений и многих видов, питающихся растениями. Распространение организмов на большие глубины обеспечивается постоянным «дождем» экскрементов, падающими с верхних слоев остатками погибших организмов, а также хищничеством. Водные организмы обитают как в пресной, так и в соленой воде и по среде обитания делятся на 3 группы:

1) планктон — организмы, обитающие на поверхности водоемов и пассивно перемещающиеся за счет движения воды;

2) нектон — активно движущийся в толще воды;

3) бентос — организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.

Атмосфера — газовая оболочка Земли, имеющая определенный химический состав: около 78 % азота, 21 — кислорода, 1 — аргона и 0.03% углекислого газа. Биосфера включает только самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, располагая кроны вверх. Летающие животные — насекомые, птицы, летучие мыши — поднимаются на сотни метров. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3-5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу. Наконец, восходящие воздушные потоки пассивно переносят бактерии, споры растений, грибы и семена вверх на десятки километров. Однако все перечисленные летающие организмы или интродуцированные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Постоянно живущих в воздухе организмов нет.

Верхней границей биосферы считается озоновый слой, расположенный на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной степени поглощая эти лучи. Жизнь не может существовать выше озонового слоя.

Таким образом, основная масса видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.

Строение и функционирование биосферы. Биосфера — это глобальная экологическая система , состоящая из множества экосистем более низкого ранга, биогеоценозов, взаимодействие которых друг с другом определяет ее целостность. Ведь биогеоценозы не существуют обособленно — между ними существуют непосредственные связи и отношения. Например, в водных биогеоценозах минеральные и органические вещества выносятся из наземных экосистем ветром, дождями, талыми водами.Могут происходить перемещения организмов из одного биогеоценоза в другой (например, сезонные миграции животных). И, наконец, всех объединяет атмосфера Земли, которая служит общим резервуаром для живых существ. Он получает кислород (выделяется растениями при фотосинтезе) и углекислый газ (образуется при дыхании аэробных организмов). Растения всех экосистем вытягивают из атмосферы углекислый газ, необходимый им в процессе фотосинтеза, а все дышащие организмы получают кислород.

Существование биосферы основано на постоянно происходящем круговороте веществ, энергетической основой которого является солнечный свет (рис. 2).

Рис. 2. Схема биогеохимической цикличности в биосфере. Справа на схеме разрез дерново-подзолистой почвы под хвойными лес

Круговорот веществ в природе между живой и неживой материей является одной из наиболее характерных черт биосферы. Биологический круговорот – это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду… У биомассы есть и другие функции:

1) газ — постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений;

2) концентрация — постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их отмирания — в неживую природу;

3) окислительно-восстановительный — обмен веществом и энергией с внешней средой.При диссимиляции органическое вещество окисляется; при усвоении используется энергия АТФ;

4) биохимические — химические превращения веществ, составляющих основу жизнедеятельности организма.

Как называется оболочка Земли, населенная живыми организмами?

Живые организмы живут в воде. Они живут на суше. Они живут в воздухе. Для жизни нужны вода, почва, воздух. Это в биосфере. Живые организмы живут в биосфере. Оболочка планеты называется биосферой.Это — ответ на вопрос.

Оболочка Земли, населенная живыми организмами, называется биосферой. Все, что нас окружает, также является биосферой. И вода, и земля, и даже воздух — везде живут живые существа и живые организмы. Вместе их можно назвать биосферой.

Эта оболочка называется БИОСФЕРА, от слова Био — жизнь. То есть буквально это сфера жизни, оболочка, которая считается поверхностной, так как биосфера находится рядом и на самой поверхности Земли.Это относительно небольшая часть литосферы, то есть небольшие глубины и земная поверхность, это гидросфера, то есть водные пространства, а это нижние слои атмосферы — это среда обитания живых организмов на нашей планета. Следует также уточнить, что по современным представлениям биосфера включает в себя не только живые существа, но и продукты их жизнедеятельности, то есть, например, уголь или нефть. Толщина биосферы не превышает 30-40 километров.

Скорее всего вопрос касается биосферы. То есть это место, где живут живые организмы. К средам обитания относятся суша, жизнь в воде, а также в воздухе – организмы можно встретить во многих местах.

Биосфера – это так называемая земная оболочка, в которой живут живые организмы. Биосфера, в свою очередь, состоит из литосферы (собственно земли), атмосферы (воздушного пространства) и гидросферы – водного пространства.

Оболочка Земли, в которой живут живые организмы, называется биосферой.

Биосфера в переводе с древнегреческого означает quot; живая оболочкаquot; (биос — жизнь, сфера — собственно сфера, оболочка, шар).

Живые организмы обитают в этом слое (биосфера включает гидросферу, литосферу, атмосферу), воздействуют на него и преобразуют.

Биосфера состоит из растений, животных, грибов, бактерий. Человек также является частью биосферы, частью живой природы.

Это оболочка земли, включающая в себя как область распространения живого вещества, так и само живое существо — биосферу.

Все живое, в том числе и растения, живут в особой оболочке Земли, в которую входит не только литосфера — это твердая часть земли, но и гидросфера — водное пространство, а также отчасти атмосфера — воздух космос. В совокупности все эти пространства называются Биосферой.

Еще в школе, на уроках биологии, учительница рассказала нам, что биосферой называется вся оболочка земли, населенная живыми организмами во всем ее многообразии, в том числе и воздух, который нас окружает.

Это биосфера, о которой писал академик Вернадский. Именно ее населяют живые существа: животные, человек, растения. Сюда же относятся рыбы, птицы, растения, грибы и т.д. в общем — все живое.

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов.

Верхняя граница биосферы простирается от поверхности Земли до озонового экрана. Выше этой границы организмы жить не могут, так как там на них будут действовать губительно ультрафиолетовые лучи Солнца и низкая температура… Нижняя граница проходит по дну гидросферы и на глубине 4-5 км в земной коре материков (это зависит от глубины, на которой температура горных пород достигает +100°С). Наиболее многочисленная часть биосферы находится у поверхности земли и до глубины 200 м в гидросфере.

Однако жизнь не ограничивается исключительно границами биосферы. Микробы, споры и пыльца растений, органические молекулы находятся высоко в стратосфере.Не исключено, что они могут покинуть Землю и унестись в космос. Но это не означает расширения биосферы, так как вне ее могут существовать лишь малоподвижные формы жизни, находящиеся в состоянии скрытой жизнедеятельности.

Относительно молодая оболочка Земли. Ее образование связано с зарождением жизни на нашей планете. Вопрос о происхождении жизни давно интересовал человека. Выдвигались различные предположения. В настоящее время ученые считают, что жизнь зародилась в воде, так как на суше в то время были сильные перепады температуры,.Первые существа, появившиеся в воде, были несравненно проще даже самых примитивных ныне живущих. Проходили миллионы лет, а живые организмы становились все более сложными и разнообразными. Около 500 миллионов лет назад организмы начали приспосабливаться к жизни на суше. Различные растения (еще очень примитивные) и животные (простейшие) постепенно расселились и освоили разные участки суши, развивая в них различные приспособления к жизни. Их участие в образовании начинается. Так постепенно создавались условия для появления на суше высокоорганизованных растений (хвойных и цветковых).При этом в атмосферу начинает выделяться кислород, необходимый для дыхания. Постепенно все живые организмы распространились по всем сферам Земли. Живые организмы значительно изменили облик нашей планеты, преобразовали земную кору, гидросферу и нижние слои. Важнейшим этапом изменения облика нашей планеты является появление человека на Земле. Это произошло около 500 тысяч лет назад. По словам академика, воздействие человека на природу превосходит многие естественные процессы.Совокупность всех живых организмов на планете называется биомассой (греч. bios — жизнь), или живым веществом. Эта величина огромна, но по сравнению с массой земной коры она ничтожна. Действительно, биомасса обладает замечательной способностью обновляться по мере размножения организмов.

Обновляясь, живое вещество планеты производит около 250 миллиардов тонн биологической массы в сухом весе в течение года. Такие показатели называются продуктивностью биомассы. В глобальном масштабе это значение относительно невелико.Но он способен обновляться из года в год. За время существования живого вещества (более 3 миллиардов лет) даже при меньшей его средней продуктивности, чем сейчас, общая биомасса, производимая живым веществом, превышала бы массу земной коры в десятки и сотни раз (ведь земная коре не свойственно самовоспроизведение). Эта активность жизни делает ее мощным геологическим фактором на планете.

Живое вещество движется, «пропускает через себя» огромные газы.Это постоянное движение веществ, а точнее, химических элементов и молекул называется биохимическим круговоротом. Наиболее активно в ней участвуют кислород, углерод (и их соединение — углекислый газ), азот, фосфор, сера, вода. И это понятно: ведь эти газы присутствуют в живом веществе (кислорода 70 %, углерода — 18 %, водорода — 10,5 %; на все остальные элементы приходится лишь 1,5 %). Биогеохимические циклы очень активны. Биомасса Земли пропускает через себя всю воду Земли за 2 миллиона лет, весь кислород атмосферы — за 2 тысячи лет, а углекислый газ из атмосферы — за 300 лет. Это означает, что за долгое время геологической истории живое вещество (биомасса) многократно переработало все основные газы атмосферы, всю воду планеты и значительную часть горных пород земной коры.

Биогеохимический круговорот – важнейший процесс в биосфере. Благодаря ему происходит взаимосвязь всего населенного живыми существами.

Сила, движущая могучий биогеохимический круговорот в биосфере , — солнечная энергия.Ее ежегодно поступает на Землю столько, что она во много раз превышает мощность любого другого источника энергии на Земле. Наземные растения улавливают эту энергию в процессе фотосинтеза, но менее 1% поступающей. Хотя это число очень велико. Это в 10 раз больше энергии ядерных реакций в недрах планеты. В результате фотосинтеза в растениях образуются органические вещества, которые идут на их питание, а часть органических веществ депонируется.Вместе с зеленой массой эта отложившаяся часть может переходить в организм животных (сначала травоядных, а затем и плотоядных) и там частично распадаться на более простые химические соединения. После гибели растений и животных микроорганизмы заканчивают разрушение органического вещества, которое создает питательную среду, включая почву, для регенерации и следующего цикла развития биомассы.

Охрана биосферы – комплекс мероприятий, приносящих пользу живому веществу и биосфере в целом.От успеха этих событий во многом зависит судьба жизни на Земле и будущее человечества.

Основоположником учения о биосфере был В.И. Вернадский.

Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами, находящаяся под их влиянием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «Фильм жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера – оболочка Земли, населенная живыми организмами и трансформируемая ими. Биосфера начала формироваться не позднее 3.8 миллиардов лет назад, когда на нашей планете начали появляться первые организмы. Проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, т. е. обитает в экосфере. Биосфера – это совокупность всех живых организмов. Здесь обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек также является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой.

Французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале 19 века. был первым, кто предложил, по сути, понятие биосферы, даже не введя самого термина. Термин «биосфера» был введен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Целостную теорию биосферы создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отводил живым организмам роль главной преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Есть и другое, более широкое определение: Биосфера – это область распространения жизни на космическом теле. Пока неизвестно о существовании жизни на космических объектах, отличных от Земли, считается, что биосфера может распространиться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подледниковых океанах. Например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

Расположение биосферы

Биосфера включает верхние слои литосферы, в которых еще живут организмы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

Границы биосферы

• Верхний предел в атмосфере: 15-20 км. Он определяется озоновым слоем, который задерживает коротковолновое ультрафиолетовое излучение, вредное для живых организмов.
• Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км. Он определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в целом распространение живых организмов ограничено глубиной нескольких метров.
• Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-11 км. Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.

Состав биосферы

Структура биосферы:

• Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, независимо от их систематической принадлежности. Масса живого вещества относительно невелика и оценивается в 2.4…3,6×1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3×1018 т), что, в свою очередь, составляет менее одной тысячной массы Земли. А ведь это одна из «мощнейших геохимических сил нашей планеты», так как живые организмы не только заселяют земную кору, но и преображают лик Земли. Живые организмы заселяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.
• Биогенное вещество — вещество, созданное и перерабатываемое живым организмом.На протяжении органической эволюции живые организмы через свои органы, ткани, клетки, кровь тысячекратно прошли большую часть атмосферы, весь объем мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.
• Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.
• Биокосное вещество – вещество, создаваемое одновременно живыми организмами и косными процессами, представляющее собой динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и др. Ведущую роль в них играют организмы.
• Вещество в стадии радиоактивного распада.
• Рассеянные атомы, непрерывно создаваемые из всех видов земной материи под действием космического излучения.
• Вещество космического происхождения.

Слои биосферы

Весь пласт воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с арбиосферой — пространством гуманоидной экспансии в околоземное пространство — панбиосферой.

Аэробиосфера

Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) являются капли воды — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство представляет собой более тонкий слой, чем тропосфера) простирается примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков. Выше располагается слой чрезвычайно разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше находится пространство, куда организмы попадают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера.Выше находится апобиосфера.

Геобиосфера

Геобиосфера населена геобионтами, субстратом и отчасти жизненной средой, для которой служит земное твердое тело. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосферы (с террабионтами), делящейся на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и недра; иногда сюда входит вся кора выветривания) и жизнь в недрах Земли — литобиосфера (с литобионтами, обитающими в порах горных пород, преимущественно в подземных водах).На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, располагается высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с элобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна аэробная жизнь — гипотеррабиосферу и слой, где возможна только анаэробная жизнь — теллуровую биосферу. Жизнь в неактивной форме может проникнуть глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные горные породы. Абиосфера расположена глубже.

В недрах литосферы существует 2 теоретических уровня распространения жизни — изотерма 100°С, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении закипает, и изотерма 460°С, где при любом давлении вода превращается в пар, то есть в жидком состоянии он находиться не может.

Гидробиосфера

Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населенный гидробионтами, — распадается на слой материковых вод — аквабиосферу (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосферу (с маринобионтами).Различают 3 слоя — относительно ярко освещенную фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1% солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — аготосферу.

Между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферой лежит собственно биосфера — эубиосфера.

История развития биосферы

Развитие наблюдается только в живом веществе и связанной с ним био-сосне. В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется.

Происхождение жизни

Жизнь на Земле зародилась в архее — около 3,5 миллиардов лет назад в гидросфере. К этому возрасту относятся самые древние органические остатки, обнаруженные палеонтологами. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 миллиарда лет. Таким образом, можно предположить, что жизнь зародилась на юношеском этапе жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты – одноклеточные водоросли и простейшие. Начался процесс почвообразования на суше.В конце архея у животных организмов появился половой процесс и многоклеточность.

Будущее биосферы

Со временем биосфера становится все более нестабильной. Трагичны для человечества преждевременные изменения состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.

Некоторые философы, например, Дэвид Пирс, выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создания буквального рая на земле (см. одно из значений слова аболиционизм).

Искусственная биосфера

Человек не может существовать вне биосферы, но он стремится исследовать космическое пространство. Даже К.Е. Циолковский связывал освоение космоса с созданием искусственной биосферы.

В настоящее время идея его создания вновь становится актуальной в связи с планами исследования Луны и Марса. Однако на данный момент попытка создать полностью автономную искусственную биосферу не увенчалась успехом.

Рассматривается возможность создания (пока в отдаленном будущем) внеземной биосферы на других планетах с помощью терраформирования.

(Посетили 321 раз, сегодня посетили 1 раз)

Определение и примеры биосферы — Биологический онлайн-словарь

Биосфера
сущ., [ˈbaɪəˌsfɪə)]
Определение: часть земли, где существуют живые существа.

Что такое биосфера? Биосфера — это та часть Земли, где процветают и живут живые существа. Это та часть планеты, которая может поддерживать жизнь. На Земле есть еще три сферы: атмосфера, литосфера и гидросфера.Однако не все они населены живыми существами. Части или регионы, где встречаются организмы, в совокупности называются биосферой. Таким образом, можно также сказать, что биосфера представляет собой сумму всех экосистем на Земле.

Слово биосфера произошло от греческого « биос» , что означает « Жизнь » и « sphaira », что относится к форме Земли. Термин был впервые использован англо-австрийским ученым Эдуардом Зюссом в его четырехтомной книге под названием «Лицо Земли» .В этой книге он объяснил отношения живых существ, поддерживаемых Землей.

Определение биосферы

Биосфера — это термин, который охватывает все экосистемы на Земле. Следовательно, он включает в себя как неживые элементы (такие как солнечный свет и вода), так и живые организмы.

Что такое биосфера? Биосфера относится к областям или регионам Земли, на которых существует жизнь. Это одна из отличительных черт Земли от других планет.

Земля состоит из четырех сфер, а именно (1) биосферы, (2) атмосферы, (3) литосферы (геосферы) и (4) гидросферы. Биосфера – это часть Земли, включающая в себя все биологические сообщества и окружающую их среду. Это часть земли, где существует жизнь. Атмосфера Земли – это газообразная часть, окружающая литосферу. Литосфера, в свою очередь, представляет собой часть, состоящую из земной коры, и верхней мантии. В других источниках вместо литосферы наземная или наземная часть именуется геосферой , которая, в отличие от литосферы, помимо земной коры и мантии включает ядро.Гидросфера относится ко всем водам на поверхности Земли. В некоторых источниках термин считается синонимом экосферы , которая, строго говоря, относится ко всем этим сферам, взаимодействующим друг с другом в замкнутой системе.

Происхождение и эволюция биосферы

Около 3,8 миллиарда лет назад ранние прокариоты процветали в биосфере без кислорода. В конце концов, некоторые из этих организмов превратились в организмы, способные использовать свет, воду и углекислый газ для создания химических соединений, богатых энергией, при этом производя молекулы кислорода в качестве побочного продукта. Этот процесс производства пищи с использованием световой энергии теперь обычно называют фотосинтезом, а организмы, способные к этому, называются автотрофами.И так из одноклеточных, т.е. водорослей, многоклеточным автотрофам, таким как сосудистые растения, больше организмов, поэтому они были способны утилизировать углекислый газ в атмосфере и в конечном итоге снабжали атмосферу кислородом.

Вскоре увеличение содержания кислорода в атмосфере привело к увеличению биоразнообразия по мере существования и развития аэробных организмов. Это позволяет биосфере поддерживать более сложные жизни, такие как сосудистые растения, животные и люди, чтобы выжить в присутствии кислорода.И так, чтобы ответить на вопрос: «как биоразнообразие связано с биосферой» — ответ достаточно прост. Он создал « здоровых » биосферы, изобилующей различными группами организмов. Под здоровыми понимаются различные группы, способные занимать разные экологические ниши.

Автотрофы действуют как производители пищевой цепи. Гетеротрофы, которые представляют собой организмы, неспособные производить пищу так же, как автотрофы, и поэтому должны потреблять другие организмы , берут на себя роль естественных биологических средств контроля .Гетеротрофы, питающиеся исключительно растениями, называются травоядными. Те, кто питается исключительно мясом животных, называются плотоядными, тогда как те, кто питается либо растениями, либо мясом животных, называются всеядными. Еще одна важная экологическая ниша — редуценты. Эти организмы разлагают мертвые организмы или разлагающиеся ткани или превращают органические вещества в более простые соединения или вещества, питающие Землю. Например, грибы разлагают отмершие растительные или животные остатки. Они расщепляют клетки мертвых растений и животных на более простые вещества, которые становятся органическими питательными веществами, доступными для экосистемы.

Компоненты биосферы

Из чего состоит биосфера? Из каких 3 частей состоит биосфера? Биосфера состоит из трех компонентов: (1) литосферы, (2) атмосферы и (3) гидросферы. Однако не на всех из них есть живые существа, процветающие или населяющие их. Части, где жизнь обнаружена и поддерживается, являются единственными, которые считаются частями биосферы. Например, часть неба, где летают птицы, является частью биосферы. Напротив, более высокие слои атмосферы, которые не могут поддерживать жизнь, не считаются частью биосферы.

Абиотические компоненты

Ниже приводится описание этих трех абиотических компонентов биосферы:

Литосфера

Литосфера известна как наземный компонент биосферы. Например, он содержит твердые массивы суши, такие как наши континенты и острова.
Та часть, которая не поддерживает никакой жизни и, следовательно, не является частью биосферы, является ее нижней мантией и ядром. Все остальные части, кроме этой, поддерживают жизнь, от мельчайших бактерий до крупных млекопитающих и высоких деревьев, предоставляя им кров и пищу.

Атмосфера

Атмосфера – это газовая оболочка над Землей. Он содержит различные газы, такие как углекислый газ, кислород и другие газы, которые помогают живым организмам, таким как растения, животные и люди, поддерживать жизнь. Однако верхняя часть атмосферы имеет низкий состав кислорода; поэтому можно найти летающих птиц в районе 200 метров от Земли. Атмосфера, входящая в состав биосферы, играет особую роль в защите живых организмов от вредного солнечного ультрафиолетового излучения, помимо обеспечения их газами для дыхания.

Гидросфера

Гидросфера относится ко всем водам на Земле. Поэтому его еще называют водным регионом. Однако он также включает твердые формы, такие как ледника . Гидросфера, в которой поддерживается жизнь, играет важную роль в регулировании температуры на Земле. Более того, она поставляет воду, необходимую для всего живого.

Биотические компоненты

Что касается биотических компонентов, то к ним относятся растения, животные и микроорганизмы. Эти биологические компоненты также являются строителями пищевой цепи экосистемы.

Растения

Растения являются первичными производителями. Они производят пищу посредством фотосинтеза. Кроме того, они также известны как автотрофы. Они также принимают участие в переработке отходов. Однако они являются единственным первоисточником для каждого живого организма, включая животных и человека.

Животные

Это потребители. Они не могут производить пищу из неорганических источников.Они зависят от других источников, таких как растения или другие мелкие животные. Они также известны как гетеротрофы . Пища, которую они потребляют, используется для высвобождения энергии и сохранения ее для будущего использования. Энергия используется для роста и развития.

Микроорганизмы

Микроорганизмы составляют основную часть экосистемы. К ним относятся грибы, водоросли, бактерии, вирусы и т. д. Кроме того, они служат редуцентами, разлагая количество отходов или мертвых материалов. Они используют этот процесс разложения в качестве источника пищи.

Организационная структура биосферы

Биосфера в основном описывается ссылкой на всю жизнь и живые организмы вокруг Земли. Он состоит из пяти уровней организационной структуры:

(1) Биомы

Большая биосфера делится на большие части биомов. Ученые классифицировали биомы на пять разных типов: тундра, луга, леса, пустыни, и водные биомы . Реки, озера, моря, океаны и другие водные среды обитания населены большим разнообразием растений и животных.И наоборот, десерты — это самые засушливые районы Земли с наименьшим количеством осадков в год. Луга покрывают зеленые зоны Земли. Тем не менее, здесь выпадает умеренное количество осадков, но их недостаточно для выращивания больших деревьев. Леса – это участки, где преобладают большие деревья. Тундры — это обширный безлесный арктический регион, где недра вечной мерзлоты.

(2) Экосистема

Экосистема состоит из биологического сообщества и физической среды.Таким образом, он включает в себя как биотических , так и абиотических факторов. Живые существа и их физическая среда функционируют вместе как единое целое. Четыре типа экосистем: наземные, пресноводные, морские и искусственные . Наземная экосистема представляет собой экосистему, расположенную на суше, примером которой являются пастбищная экосистема и лесная экосистема. Пресноводная экосистема представляет собой водную экосистему, примером которой являются стоячие и лотические экосистемы. Морская экосистема представляет собой экосистему соленой воды и поэтому встречается в морях и океанах.Искусственная экосистема — это искусственная система, такая как террариум .

(3) Сообщество видов

Поскольку биосфера отличается большим разнообразием, разные виды составляют сообщество. Эти виды выживают в районах, где абиотические факторы, такие как температура, рН и питательные вещества, приемлемы или оптимальны. Однако биологическое сообщество определяется как совокупность взаимодействующих организмов (одного и того же или разных видов), сосуществующих в определенной области и в определенное время.

(4) Популяция

Все представители определенного вида, живущие в одном месте обитания, известны как популяция. Численность популяции может варьироваться от нескольких до тысяч человек. Перенаселенность — это состояние, при котором популяция вида превышает вместимость экологической ниши. Сокращение населения, наоборот, означает уменьшение размера. Сокращение численности населения в течение короткого периода времени называется узким местом населения .

Превышение численности населения может привести к борьбе за выживание. Виды будут конкурировать со всеми за ограниченные ресурсы. Таким образом, были установлены различные симбиотические отношения. Говорят, что те, кто склонен давать и брать в отношениях, находятся в мутуализме, тогда как те, кто имеет тенденцию причинять вред другим организмам, могут находиться в паразитическом или хищническом виде симбиоза. Здесь также вступает в действие естественный отбор. Виды, обладающие полезными или благотворными вариациями, называются « благоприятными » и, таким образом, способны процветать и размножаться по сравнению с видами, имеющими менее благоприятных признаков.

(5) Организмы

Организмы – живые существа биосферы. Некоторые из особенностей, которые отличают их от неживого материала, — это наличие клеточной организации и системы, которые обеспечивают различные жизненные процессы. Внутри клетки находится генетический материал, несущий код всех видов биологической активности и размножения. . Это могут быть эукариоты и прокариоты. Например, люди, растения и животные — эукариоты, а бактерии — прокариоты. Их можно идентифицировать по наличию эндомембранной системы и внутренней компартментализации, приводящей к образованию различных органелл.Эукариоты обладают такими свойствами, а прокариоты — нет.

Факторы, влияющие на биосферу

Биосфера вокруг Земли постоянно изменяется за счет живых и неживых существ. Различные факторы влияют на биосферу и деятельность живых организмов, охваченных экосистемой. Следующие три фактора по-разному влияют на биосферу:

• Наклон Земли . Наклон Земли сильно влияет на биосферу.Поскольку это делает одну сторону Земли более прохладной в течение некоторого времени, тогда как другая сторона остается более теплой в течение определенного периода времени. Времена года являются одним из физических факторов, определяющих типы видов, которые будут процветать в конкретном регионе.
• Стихийное бедствие с. Стихийные бедствия могут оказать огромное и долгосрочное воздействие на биосферу. Такие стихийные бедствия, как извержение вулкана, землетрясение, наводнение и т. д., разрушают биосферу. Камень, вода, лава и другие возможные вещи разрушают экосистему.
• Некоторые меньшие факторы . Другие более мелкие факторы, такие как изменение климата, воды, эрозия почвы или любые другие изменения, влияют на биосферу и нарушают жизнь различных видов.

Значение биосферы

Биосфера – это связь между здоровой жизнью живых организмов и их взаимодействием. Небольшие изменения в биосфере могут оказать большое влияние на жизнь живых организмов. Однако эта связь делает биосферу важной для всего живого.Некоторые из них перечислены ниже:

• Содействие жизни на Земле. Основная причина и значение биосферы в том, что она способствует жизни на Земле. Приспосабливаясь к различным изменениям окружающей среды, благоприятным климатическим условиям и источнику энергии в качестве пищи, все живые организмы на Земле поддерживают жизнь на земной поверхности:
  Органическое вещество:
• Биосфера помогает в переработке питательных веществ , таких как кислород и азота для поддержания жизни на Земле.
• Предоставление продуктов питания или сырья . Каждое живое существо нуждается в пище, чтобы выжить; таким образом, биосфера играет важную роль в обеспечении пищей различных животных и растений.

Факты о биосфере

Есть много интересных фактов и цифр о биосфере. Вот некоторые из них:

• Эволюция биосферы в процессе биопоэза и биогенеза. Биопоэз известен как процесс эволюции жизни из неживого, тогда как биогенез относится к процессу эволюции жизни из живой материи.
• Ученые подсчитали общее количество 8,7 млн ​​различных видов в биосфере. Около 2,2 миллиона живут под водой и 6,5 миллиона на суше.
• Фактическая глубина биосферы остается неясной. Подсчитано, что некоторые из рыб живут на глубине менее 8300 метров.
• Естественная биосфера Земли известна как биосфера 1. Однако некоторые искусственные или созданные человеком биосферы, такие как Биосфера 2 и Биосфера 3, были созданы в первую очередь для исследовательских целей.
• Гидросфера – самая большая часть биосферы. Она покрывает 71% поверхности Земли.
• По оценкам, биосфера простирается на 21 500 метров от поверхности Земли до глубин океана.

Биосферный заповедник

Жизнь и будущее биосферы зависят от деятельности и взаимодействия людей с окружающей средой или средой их обитания. Например, биосфера и жизнь видов могут нарушаться либо увеличением, либо уменьшением содержания кислорода или углекислого газа в атмосфере.Это также вызвано деятельностью человека, такой как сжигание лесов, загрязнение окружающей среды и другие.

Первая биосфера была обнаружена в Янгамби, Демократическая Республика Конго. Однако по всему миру насчитывается 563 различных биосферных заповедника. Более того, ученые обнаружили новую биосферу в Яю, Эфиопия. Кроме того, они будут использовать эти резервы для сельского хозяйства.

Некоторые примеры биосферных заповедников включают в себя:

• Gran Arenal в AUTRALIA
• Фуэртевентура в Испании
• Biospher Biespho (см. Видео ниже, чтобы узнать об этом и как это работает)

Естественная биосфера Земли называется биосферой 1 . Однако из-за человеческого любопытства они построили искусственную биосферу, известную как biosphere2 . Биосфера 2 известна как искусственная лаборатория в Оракуле, штат Аризона. Первоначальной целью проекта было изучение различных факторов и получение соответствующей информации. Это было сделано с 1991 по 1994 год. Они сделали его похожим на большую теплицу с точки зрения конструкции. Разные группы людей просто пытались жить под объектом и работать на нем.

Биосфера 2 должна была стать миссией на 100 лет, но, к сожалению, через четыре года провалилась.Однако за эти четыре года пять биомов рассеялись по биосфере, и ученым предстоит столкнуться с трудностями и, к сожалению, закрыть проект.

Кроме того, он по-прежнему открыт для исследовательской работы и экскурсий. Вы можете легко совершить экскурсию по местности и исследовать различные части и факторы биосферы.

Ссылки:

• Альфонс Дж. М. Стамс., (2017) Количественная оценка реакции пресноводной биосферы на органические загрязнители.Журналы Американского общества микробиологии. 10.1128/АЭМ.03321-16.
• Майкл Б. Томпсон, Дэвид М. Гейтс, Джон Н. Томпсон. (2020). Биосфера.Энциклопедия.Британника. Ссылка

©BiologyOnline.com. Контент предоставлен и модерируется редакторами BiologyOnline.

История жизни на Земле

В начале

Сегодня мы считаем само собой разумеющимся, что живем среди разнообразных сообществ животных, которые питаются друг другом.Наши экосистемы структурированы кормовыми отношениями, как косатки едят тюленей, которые едят кальмаров, которые питаются крилем. Этим и другим животным для извлечения энергии из пищи требуется кислород. Но раньше жизнь на Земле была не такой.

С окружающей средой, лишенной кислорода и богатой метаном, на протяжении большей части своей истории Земля не была благоприятным местом для животных. Самыми ранними известными нам формами жизни были микроскопические организмы (микробы), оставившие сигналы о своем присутствии в горных породах около 3 лет назад.7 миллиардов лет. Сигналы состояли из молекул углерода, которые производятся живыми существами.

Свидетельства существования микробов также сохранились в твердых структурах («строматолитах»), которые они создали, возраст которых составляет 3,5 миллиарда лет. Строматолиты создаются в виде липких матов из микробов, которые улавливают и связывают отложения слоями. Минералы осаждаются внутри слоев, создавая прочные структуры, даже когда микробы отмирают. Ученые изучают сегодняшние редкие живые строматолитовые рифы, чтобы лучше понять самые ранние формы жизни на Земле.

Кислородная атмосфера

Когда цианобактерии эволюционировали по крайней мере 2,4 миллиарда лет назад, они подготовили почву для замечательной трансформации. Они стали первыми на Земле фотосинтезаторами, производящими пищу с использованием воды и солнечной энергии и в результате выделяющими кислород. Это катализировало внезапное резкое увеличение содержания кислорода, что сделало окружающую среду менее благоприятной для других микробов, которые не могли переносить кислород.

Свидетельством этого Великого события окисления являются изменения в породах морского дна.При наличии кислорода железо вступает с ним в химическую реакцию (окисляется) и удаляется из организма. Скалы, построенные до этого события, покрыты полосами из железа. На камнях, датируемых после события, нет железных полос, что свидетельствует о том, что теперь на снимке был кислород.

После первоначального импульса кислорода он стабилизировался на более низких уровнях, где он останется еще на пару миллиардов лет. На самом деле, поскольку цианобактерии умирали и дрейфовали в воде, разложение их тел, вероятно, снижало уровень кислорода.Таким образом, океан по-прежнему не был подходящей средой для большинства форм жизни, нуждающихся в достаточном количестве кислорода.

Многоклеточная жизнь

Однако происходили и другие новшества. Хотя они могут перерабатывать множество химических веществ, у микробов не было специализированных клеток, необходимых для сложных тел. В телах животных есть различные клетки — кожа, кровь, кости, — которые содержат органеллы, каждая из которых выполняет свою работу. Микробы — это всего лишь отдельные клетки без органелл и ядер для упаковки их ДНК.

Произошло нечто революционное, когда микробы начали жить внутри других микробов, выступая для них в качестве органелл.Митохондрии, органеллы, которые перерабатывают пищу в энергию, развились из этих взаимовыгодных отношений. Кроме того, ДНК впервые была упакована в ядра. Новые сложные клетки («эукариотические клетки») имели специализированные части, играющие особые роли, поддерживающие всю клетку.

Клетки тоже стали жить вместе, вероятно, потому, что можно было получить определенные выгоды. Группы клеток могли бы питаться более эффективно или получать защиту от того, чтобы просто быть больше. Живя коллективно, клетки стали обеспечивать потребности группы, выполняя каждую ячейку определенную работу. Некоторым клеткам было поручено создавать соединения, чтобы удерживать группу вместе, в то время как другие клетки производили пищеварительные ферменты, которые могли расщеплять пищу.

Первые животные

Эти скопления специализированных взаимодействующих клеток в конечном итоге стали первыми животными, которые, согласно данным ДНК, эволюционировали около 800 миллионов лет назад. Губки были одними из первых животных. Хотя химические соединения губок сохранились в горных породах возрастом 700 миллионов лет, молекулярные данные указывают на то, что губки появились еще раньше.

Уровень кислорода в океане все еще был низким по сравнению с сегодняшним днем, но губки способны переносить условия с низким содержанием кислорода. Хотя, как и другим животным, им требуется кислород для метаболизма, им не нужно много, потому что они не очень активны. Они питаются, сидя на месте, извлекая частицы пищи из воды, которая прокачивается через их тела специализированными клетками.

Простой план тела губки состоит из слоев клеток вокруг заполненных водой полостей, поддерживаемых твердыми частями скелета. Эволюция все более сложных и разнообразных строений тела в конечном итоге привела к отдельным группам животных.

Инструкции по сборке тела животного находятся в его генах. Некоторые гены действуют как дирижеры оркестра, контролируя экспрессию многих других генов в определенных местах и ​​в определенное время, чтобы правильно собрать компоненты. Хотя они не были воспроизведены сразу, есть свидетельства того, что части инструкций для сложных тел присутствовали даже у самых ранних животных.

Благодаря своему твердому скелету губки стали первыми строителями рифов на Земле. Такие ученые, как доктор Клаус Рютцлер из Смитсоновского института, работают над тем, чтобы понять эволюцию тысяч видов губок, живущих сегодня на Земле.

Эдиакарская биота

Около 580 миллионов лет назад (эдиакарский период) помимо губок произошло распространение других организмов. Эти разнообразные обитатели морского дна с телами в форме листьев, лент и даже лоскутных одеял жили рядом с губками 80 миллионов лет. Их окаменелости можно найти в осадочных породах по всему миру.

Однако строение тела большинства эдиакарских животных не было похоже на современные группы. Доктор Дуглас Эрвин из Смитсоновского института, используя сравнительные данные о развитии, исследовал, были ли какие-либо из окаменелых эдиакарских животных родственниками современных животных.

К концу эдиакарского периода уровень кислорода вырос, приблизившись к уровню, достаточному для поддержания жизни на основе кислорода. Ранние губки, возможно, действительно помогали увеличить количество кислорода, поедая бактерии, выводя их из процесса разложения.Следы организма под названием Dickinsonia costata позволяют предположить, что он мог перемещаться по морскому дну, предположительно питаясь скоплениями микробов.

Конец эдиакарского вымирания

Однако около 541 миллиона лет назад большая часть эдиакарских существ исчезла, сигнализируя о серьезных изменениях в окружающей среде, которые Дуглас Эрвин и другие ученые все еще пытаются понять. Свою роль, возможно, сыграли развитие планов тела животных, отношения при кормлении и инженерия окружающей среды.

Норы, найденные в летописи окаменелостей, датируемые концом эдиакарского периода, показывают, что червеобразные животные начали раскапывать дно океана. Эти ранние инженеры-экологи потревожили и, возможно, аэрировали отложения, нарушив условия для других эдиакарских животных. По мере того как условия окружающей среды ухудшались для одних животных, они улучшались для других, потенциально катализируя смену видов.

Кембрийский взрыв

Кембрийский период (541-485 миллионов лет назад) стал свидетелем дикого взрыва новых форм жизни.Наряду с новым роющим образом жизни появились твердые части тела, такие как раковины и шипы. Твердые части тела позволяли животным более радикально изменять окружающую среду, например, копать норы. Также произошел сдвиг в сторону более активных животных с определенными головами и хвостами для направленного движения в погоне за добычей. Активное питание хорошо бронированных животных, таких как трилобиты, могло еще больше разрушить морское дно, на котором жили мягкие эдиакарские существа.

(Посмотрите видео «Кембрийский взрыв жизни с палеонтологом Кармой Нанглу.»)

Уникальные способы питания разделили окружающую среду, освободив место для большего разнообразия жизни. В 1909 году четвертый секретарь Смитсоновского института Чарльз Дулиттл Уолкотт обнаружил окаменелости сланцев Берджесс, которые показали беспрецедентное биоразнообразие кембрийской жизни. В то время как Waptia рыскал по дну океана, приапулидные черви зарывались в отложения, Wiwaxia прикреплялись к губкам, а Anomalocaris курсировали над ними.

Многие из этих странных организмов были эволюционными экспериментами, например, 5-глазая Opabinia. Однако некоторые группы, такие как трилобиты, процветали и господствовали на Земле в течение сотен миллионов лет, но в конце концов вымерли. Количество строматолитовых рифообразующих бактерий также уменьшилось, и по мере того, как условия на Земле продолжали меняться, возникли рифы, созданные организмами, называемыми брахиоподами. Сегодняшние доминирующие строители рифов, твердые кораллы, появились только спустя пару сотен миллионов лет

Однако, несмотря на все грядущие изменения, к концу кембрия почти все существовавшие типы или типы животных (моллюски, членистоногие, кольчатые черви и др.), и возникли пищевые сети, формирующие сегодня основу экосистем на Земле.

Экосистема | National Geographic Society

Экосистема — это географическая область, где растения, животные и другие организмы, а также погода и ландшафт работают вместе, чтобы сформировать пузырь жизни. Экосистемы содержат биотические или живые части, а также абиотические факторы или неживые части. К биотическим факторам относятся растения, животные и другие организмы. К абиотическим факторам относятся камни, температура и влажность.

Каждый фактор экосистемы прямо или косвенно зависит от всех остальных факторов. Например, изменение температуры экосистемы часто влияет на то, какие растения там будут расти. Животные, которые зависят от растений в качестве пищи и крова, должны будут адаптироваться к изменениям, перейти в другую экосистему или погибнуть.

Экосистемы могут быть очень большими или очень маленькими. Приливные бассейны, пруды, оставленные океаном после отлива, представляют собой полноценные крошечные экосистемы. Приливные бассейны содержат морские водоросли, своего рода водоросли, которые используют фотосинтез для создания пищи.Травоядные, такие как морские ушки, едят морские водоросли. Хищники, такие как морские звезды, поедают других животных в приливном бассейне, таких как моллюски или мидии. Приливные бассейны зависят от изменения уровня воды в океане. Некоторые организмы, такие как морские водоросли, процветают в водной среде, когда есть прилив и бассейн полон. Другие организмы, такие как крабы-отшельники, не могут жить под водой и зависят от мелких водоемов, оставленных отливами. Таким образом, биотические части экосистемы зависят от абиотических факторов.

Вся поверхность Земли представляет собой ряд взаимосвязанных экосистем.Экосистемы часто связаны в более крупный биом. Биомы — это большие участки земли, моря или атмосферы. Например, леса, пруды, рифы и тундра — это все типы биомов. Они организованы очень широко, в зависимости от типов растений и животных, которые в них живут. В каждом лесу, в каждом пруду, на каждом рифе или в каждой части тундры вы найдете множество различных экосистем.

Например, биом пустыни Сахара включает большое разнообразие экосистем. Засушливый климат и жаркая погода характеризуют биом.В Сахаре есть оазисные экосистемы с финиковыми пальмами, пресной водой и животными, такими как крокодилы. В Сахаре также есть экосистемы дюн, а изменение ландшафта определяется ветром. Организмы в этих экосистемах, такие как змеи или скорпионы, должны быть в состоянии выживать в песчаных дюнах в течение длительных периодов времени. Сахара включает в себя даже морскую среду, где Атлантический океан создает прохладные туманы на северо-западном побережье Африки. В этой экосистеме Сахары обитают кустарники и животные, питающиеся небольшими деревьями, например козы.

Даже похожие по звучанию биомы могут иметь совершенно разные экосистемы. Например, биом пустыни Сахара сильно отличается от биома пустыни Гоби в Монголии и Китае. Гоби — холодная пустыня с частыми снегопадами и морозами. В отличие от Сахары, в Гоби есть экосистемы, основанные не на песке, а на километрах голой скалы. Некоторые травы способны расти в холодном и сухом климате. В результате в этих экосистемах Гоби есть пасущиеся животные, такие как газели и даже тахи, исчезающий вид дикой лошади.

Даже экосистемы холодных пустынь Гоби отличаются от экосистем замерзающих пустынь Антарктиды. Толстый ледяной щит Антарктиды покрывает континент, почти полностью состоящий из сухих голых скал. В этой пустынной экосистеме растет всего несколько мхов, поддерживающих только несколько птиц, таких как поморники.

Угрозы экосистемам

На протяжении тысячелетий люди взаимодействовали с экосистемами. Многие культуры развивались вокруг близлежащих экосистем. Например, многие индейские племена Великих равнин Северной Америки разработали сложный образ жизни, основанный на местных растениях и животных равнинных экосистем. Бизон, крупное пастбищное животное, обитающее на Великих равнинах, стал самым важным биотическим фактором во многих культурах равнинных индейцев, таких как лакота или кайова. Бизона иногда ошибочно называют буйволом. Эти племена использовали шкуры буйвола для жилья и одежды, мясо буйвола для еды и рога буйвола для инструментов. Высокотравные прерии Великих равнин поддерживали стада бизонов, за которыми племена следовали в течение всего года.

Однако, по мере роста населения, люди захватили многие экосистемы.Высокотравные прерии Великих равнин, например, стали сельскохозяйственными угодьями. По мере того, как экосистема сокращалась, меньше бизонов могло выжить. Сегодня несколько стад выживают в охраняемых экосистемах, таких как Йеллоустонский национальный парк.

В экосистемах влажных тропических лесов, окружающих реку Амазонку в Южной Америке, наблюдается аналогичная ситуация. Тропический лес Амазонки включает в себя сотни экосистем, включая навесы, подлески и лесные подстилки. Эти экосистемы поддерживают обширные пищевые сети.

Навесы — это экосистемы в верхней части тропического леса, где в поисках солнечного света растут высокие тонкие деревья, такие как инжир.Экосистемы навеса также включают другие растения, называемые эпифитами, которые растут прямо на ветвях. Экосистемы нижнего яруса существуют под пологом. Они темнее и влажнее, чем навесы. Животные, такие как обезьяны, живут в экосистемах подлеска, поедая плоды с деревьев, а также более мелких животных, таких как жуки. Экосистемы лесной подстилки поддерживают большое разнообразие цветов, которыми питаются насекомые, такие как бабочки. Бабочки, в свою очередь, служат пищей для животных, таких как пауки, в лесных экосистемах.

Деятельность человека угрожает всем экосистемам тропических лесов Амазонки. Тысячи акров земли расчищаются под сельскохозяйственные угодья, жилье и промышленность. Страны тропических лесов Амазонки, такие как Бразилия, Венесуэла и Эквадор, слаборазвиты. Вырубка деревьев, чтобы освободить место для таких культур, как соя и кукуруза, приносит пользу многим бедным фермерам. Эти ресурсы дают им надежный источник дохода и пищи. Дети могут иметь возможность посещать школу, а семьи могут позволить себе более качественное медицинское обслуживание.

Однако разрушение экосистем тропических лесов имеет свою цену. Многие современные лекарства были разработаны из тропических лесных растений. Кураре, мышечный релаксант, и хинин, используемый для лечения малярии, — это лишь два из этих лекарств. Многие ученые опасаются, что разрушение экосистемы тропических лесов может помешать разработке новых лекарств.

Экосистемы тропических лесов также плохо подходят для сельскохозяйственных угодий. В отличие от богатых почв Великих равнин, где люди разрушили экосистему высокотравных прерий, почва тропических лесов Амазонки тонкая и содержит мало питательных веществ.Урожай может вырасти всего за несколько сезонов, прежде чем все питательные вещества будут поглощены. Фермер или агробизнес должен перейти к следующему участку земли, оставив позади пустую экосистему.

Восстанавливающиеся экосистемы

Однако экосистемы могут восстановиться после разрушения. Хрупкие экосистемы коралловых рифов в южной части Тихого океана находятся под угрозой из-за повышения температуры океана и снижения солености. Кораллы обесцвечиваются или теряют свою яркую окраску в слишком теплой воде. Они умирают в недостаточно соленой воде.Без рифовой структуры экосистема разрушается. Такие организмы, как водоросли, растения, такие как водоросли, и животные, такие как рыбы, змеи и креветки, исчезают.

Большинство экосистем коралловых рифов оправятся от коллапса. По мере того как температура океана понижается и в нем остается больше соли, ярко окрашенные кораллы возвращаются. Медленно они строят рифы. Также возвращаются водоросли, растения и животные.

Отдельные люди, культуры и правительства работают над сохранением важных для них экосистем.Например, правительство Эквадора признает права на экосистемы в конституции страны. Так называемые Права Природы говорят, что Природа или Пачамама [Земля], где жизнь воспроизводится и существует, имеет право на существование, сохранение, поддержание и регенерацию своих жизненных циклов, структуры, функций и своих процессов в эволюции. Каждый человек, народ, сообщество или национальность смогут требовать признания прав на природу перед государственными органами. Эквадор является домом не только для экосистем тропических лесов, но и для речных экосистем и замечательных экосистем Галапагосских островов.

Эволюционная теория рассматривает Землю как живой организм

Центральный вопрос, вытекающий из дебатов о Гайе, заключается в том, могут ли условия, благоприятные для каких-либо форм жизни, кроме самых примитивных, создаваться и поддерживаться только взаимодействием земных пород, воды и атмосферы , без влияния биоты. Одна школа более традиционно ориентированных ученых Земли, выступая против позиции Геи, говорит «да». Но им бросают вызов научные компромиссы по этому вопросу.Конкретный глобальный механизм занимает центральное место в обмене мнениями и предлагает показательный пример обратной связи, лежащей в основе пересмотренной теории Гайи.

Работая с математическими моделями, группа ученых, выступающих против позиции Геи, предположила, что температура Земли на протяжении тысячелетий регулировалась колебаниями уровня углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ задерживает солнечное тепло внутри атмосферы. Согласно этой формулировке, когда глобальная температура повышается, уровень углекислого газа снижается, что позволяет поверхности Земли охлаждаться.Когда поверхность охлаждается, количество углекислого газа увеличивается, и поверхность нагревается. Большинство ученых считают, что Солнце стало ярче с тех пор, как сформировалась Земля, и многие говорят, что термостат с углекислым газом удерживает температуру Земли в допустимых пределах по мере роста интенсивности Солнца.

Механизм этого термостатического эффекта, согласно Джеймсу К. Г. Уокеру и Полу Б. Хейсу из Мичиганского университета и Джеймсу Ф. Кастингу из Университета штата Пенсильвания, называется карбонатно-силикатным геохимическим циклом.По их словам, на этот процесс приходится около 80 процентов углекислого газа, обмениваемого между твердой землей и атмосферой. Остальное поступает от фотосинтезирующих растений. 500 000-летний цикл

Карбонатно-силикатный цикл, существование которого и его общая роль в стабилизации климата общепризнаны учеными, имеет место в течение более 500 000 лет. Он начинается, когда углекислый газ удаляется из атмосферы с дождевой водой и превращается в угольную кислоту. Дождь размывает или выветривает силикатные породы.Углекислота вступает в химическую реакцию с горными породами, высвобождая ионы кальция и бикарбоната в грунтовые воды. В конечном итоге они попадают в ручьи, реки и океан. Планктон в море включает ионы в свои раковины, состоящие из карбоната кальция. Планктон погибает и оседает на дно океана, образуя карбонатные отложения. По мере того, как морское дно скользит под континентальные массивы суши, отложения уносятся вглубь планеты. В конечном итоге они снова превращаются в углекислый газ и возвращаются в атмосферу в результате извержений вулканов и срединно-океанических хребтов.

Если бы температура Земли увеличилась, скорость испарения океанов также увеличилась бы. Это также приведет к увеличению количества осадков, что приведет к удалению большего количества углекислого газа. Выветривание горных пород также увеличится, и это приведет к тому, что через землю будет проходить больше углекислого газа. А поскольку в атмосфере меньше углекислого газа, Земля остынет.

Доктор Кастинг утверждает, что если бы планктон был удален из круговорота, карбонатные отложения все равно образовались бы.Он и его коллеги также подсчитали, что если исчезнут наземные растения, глобальная температура поднимется примерно на 18 градусов. Это привело бы к такому же теплому климату, как на Земле во времена динозавров. Он и его сотрудники пришли к выводу, писали они в журнале Scientific American в прошлом году, что «Земля по-прежнему оставалась бы пригодной для жизни, даже если бы она никогда не была заселена». в выпуске Nature от 10 августа предполагают, что в отсутствие жизни выветривание горных пород уменьшилось бы настолько, что Земля была бы на 80 градусов теплее, чем сегодня.Они писали, что это сделало бы планету «непригодной для жизни почти для всех, кроме самых примитивных микробов». Они пришли к выводу, что «жизнь могла иметь решающее значение для охлаждения ранней Земли и поддержания относительно прохладных условий».