Биосфера

Биосфера Вернадский

Гордон — Диалоги (№ 266). Возникновение биосферы

Гордон — Диалоги (№ 179). Биосфера и ноосфера

Биосфера — концепция о единой системе всего живого на планете Земля.

Наряду с литосферой, гидросферой и атмосферой лежит в основе планетологической модели Земли.

Среди объединительных признаков:

• углеродно-водная основа,
• одинаковая пространственная симметрия (гомохиральность) исходных молекул: L-аминокисло́ты и D-сахара́,
• генетический код,
• механизм репликации — воспроизводства — макромолекул,
• композиционность метаболизма: продукты одних процессов/организмов становятся субстратом для прочих.

Общая информация

Термин «биосфера» был введён австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Целостное учение о биосфере создал российский и советский учёный Владимир Иванович Вернадский.

В 1926 году Вернадский опубликовал монографию «Биосфера». В ней он рассматривал биосферу как особую геологическую оболочку Земли, трансформируемую живыми организмами. Учёный выделил несколько ключевых идей:

• Живое вещество — совокупность всех живых организмов на планете. Несмотря на малую массу по сравнению с Землёй, живое вещество оказывает огромное влияние на её поверхность.
• Роль живых организмов — по Вернадскому, живые организмы являются мощной геологической силой, преобразующей облик Земли через биохимические процессы.
• Биологический круговорот веществ — непрерывный процесс обмена веществ между живыми организмами и окружающей средой, обеспечивающий поддержание жизни на планете.

Искуственная биосфера

При колонизации других планет человеку, наверное, станет необходимым создавать подобие земной биосферы как в замкнутой среде, так и на поверхности планет путём терраформирования). Предполагается, что искусственная жизнь будет возможна при достаточно высоком уровне развития биотехнологий.

История термина

Термин использовал Жан-Батист Ламарк в XIX веке. Официально введен геологом Эдвардом Зюссом в 1875 году со значением часть земной поверхности, заселённая жизнью. В 1920-е годы используется в экологическом контексте В. И. Вернадским (в 1935 году был введен термин экосистема).

Состав

Вернадский выделил четыре основных компонента биосферы:

1. Живое вещество — все живые организмы.

2. Биогенное вещество — вещества, созданные или переработанные живыми организмами (например, уголь, нефть, известняки).

3. Косное вещество — вещества, образованные без участия жизни (например, горные породы, минералы).

4. Биокосное вещество — смеси косных и биогенных веществ (например, почва, ил).

Границы

Биосфера проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. В биосфере обитает более 3 млн видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является её частью.

Границы биосферы:

Атмосфера Земли

• Верхняя граница в атмосфере: 16—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
• Нижняя граница в литосфере: 3,5—6 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами в почве и сотнями метров в подземных пещерах.
• Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.
  

  Вода на Земле

Области

К областям биосферы относятся:

• Арктические и антарктические пустыни. Отличаются суровым климатом, неразвитыми почвами, однообразием живых организмов. Арктика, Антарктика.
• Тундра. Отличается холодным климатом, наличием вечной (многолетней) мерзлоты, преобладанием мхов, лишайников, травянистых растений. Располагается южнее арктических пустынь. Северные части Евразии и Северной Америки.
• Пустыни. Обширная зона тропического пояса. Характеризуются изобилием галечных, песчаных, каменистых и солончаковых поверхностей; малым числом животных. Пакистан, Сахара, Аравийская пустыня и т. д.
• Субэкваториальные влажные леса. Одни из самых богатых по видовому составу леса. Активно произрастают быстрорастущие деревья. Долина Ганга, северное побережье Гвинейского залива и т. д.
• Экваториальный пояс. Распространены постоянно-влажные вечнозелёные и полувечнозелёные леса. Бассейн Амазонки, Центральная Африка, Индонезия.

Закономерности существования

Биосфера — открытая система

Биосфера не может существовать без энергии, поступающей извне. Главным источником энергии является Солнце. Изначально солнечную энергию потребляют автотрофы, а затем в ходе химических процессов делают её доступной для всех живых организмов.

Биогеохимический цикл

Круговорот веществ — это повторяющиеся процессы превращения и перемещения веществ в природе, имеющие относительно циклический характер. Выделяются большой (геологический) и малый (биотический) круги круговорота веществ. Первый длится миллионы лет на уровне суши и океана, второй — на уровне экосистем.

Биоразнообразие

Биологическое разнообразие — это разнообразие жизни во всех её проявлениях, а также показатель сложности биологической системы, разнокачественности её компонентов. Подразумевает, в том числе, генетическое, видовое, экосистемное разнообразие.

Устойчивость и динамика экосистем

Экосистемы обладают способностью к саморегуляции и восстановлению после внешних воздействий - например, лесных пожаров или техногенных аварий. Тем не менее, радикальные изменения, такие как изменение климата, могут нарушить эту устойчивость и привести к исчезновению биологических видов.

Экологические ниши и адаптации

Живые организмы занимают свои экологические ниши, что подразумевает их адаптацию к конкретным условиям среды, позволяющую видам выживать и размножаться, и выполнение определённых функций в экосистеме.

Эволюция и естественный отбор

Эволюционные процессы и механизмы естественного отбора способствуют формированию новых видов на планете и их адаптациям к условиям окружающей среды, что увеличивает биологическое разнообразие и усиливает сложность функционирования биосферы.

См.также

• Воздействие человека на биосферу

Литература

• В. В. Пасечник, А. А. Каменский, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк родителей/электронные учебники/9кл. Пасечник, Касенский Биология (Линия жизни).pdf Биология. 9 класс : учеб. для общеобразоват. организаций: издание в pdf-формате / В. В. Пасечник. — Москва: Просвещение, 2018.
• В. С. Рохлов, С. Б. Трофимов, А. В. Теремов Биология. 9-й класс: учебник: издание в pdf-формате. — Москва: Просвещение, 2022.
• В. В. Пасечник и др. Биология. 10 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : углубл. уровень / В. В. Пасечник. — М.: Просвещение, 2019.
• В. В. Пасечник и др. Биология. 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: углубл. уровень / В. В. Пасечник. — М.: Просвещение, 2019.
• А. В. Теремов, Р. А. Петросова Биология. Биологические системы и процессы: учебное пособие для общеобразовательных организаций (углублённый уровень). В 2 ч. Ч. 1. — М.: Мнемозина, 2018.
• А. В. Теремов, Р. А. Петросова Биология. Биологические системы и процессы: учебное пособие для общеобразовательных организаций (углублённый уровень). В 2 ч. Ч. 2. — М.: Мнемозина, 2018.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Биосфера», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Биосфера» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Закономерности существования биосферы», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Закономерности_существования_биосферы» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».