7.4 Биосфера - глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его функции

Видеоурок 1: Биосфера

Лекция: Биосфера - глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его функции

Учение В.И. Вернадского о биосфере

Впервые термин «биосфера» был введен в обиход Жаном-Батистом Ламарком. Но целостное учение о биосфере создал российский ученый Владимир Иванович Вернадский. Именно он сформулировал определение взаимоотношений между компонентами глобальной экосистемы, как  непрерывную взаимосвязь.

В ее состав входят поверхностные оболочки планеты, где существует жизнь. В состав биосферы входят:

• нижний слой атмосферы в котором существует жизнь;
• верхний слой литосферы, включая почву и нижележащие горные породы, где существуют бактерии;
• большинство слоев гидросферы.

Биосфера питается энергией Солнца, которая необходима для производства органики продуцентами.

Живое вещество 

Вернадский отмечал, что массовая доля живого вещества составляет ничтожно маленькую часть от общей массы планеты, но оказывает огромное влияние на процесс преобразования Земли. В частности, он оценивал деятельность человека по изменению поверхности планеты, как, зачастую, бессознательную.

Из всей массы живого вещества большая часть приходится на долю наземных зеленых растений – свыше 90%. География распространения растений неоднородна – основные запасы продуцирующей зеленой фитомассы располагаются в тропиках – более 55%, в полярных областях их всего 1-2%.

Сухопутные гетеротрофы составляют 2-3% биомассы в среднем. При этом, больше всего среди них почвенных микроорганизмов и беспозвоночных, а наземные позвоночные от общей зоомассы составляют всего около 3%, то есть их в сотни раз меньше.

В океанах наблюдается обратное соотношение – там зоомассы в 20 раз больше, чем фитомассы.

Круговорот веществ

В его составе рассматриваются различные более или менее связанные между собой круговороты, в том числе:

• углерода;

• азота;

• воды.

Круговорот воды совершается с участием живых организмов и без него. Ее испарение и перенос обусловлены физическими законами природы. Но используют воду все живые организмы, она является средой, поддерживающей жизненные процессы. В разных клетках ее может содержаться от 90 до 50%.

В круговороте углерода огромную роль играют зеленые растения – они забирают его из углекислого газа и превращают в углеводы. Животные, наоборот, извлекают его из органических соединений и выдыхают в атмосферу. Многие виды животных используют его для создания собственных раковин. Такой фиксированный углерод затем переходит в область геосферы – таким образом были созданы все известняковые породы планеты – доломиты, мраморы и многие другие. Человек, сжигая ископаемые виды топлива, возвращает в атмосферу большое количество этого элемента – за ХХ век его количество в ней выросло на четверть.

Круговорот азота. Этот элемент входит в состав самых важных органических соединений. Единственные организмы, способные переводить его из атмосферной формы в органическую – азотфиксирующие бактерии. Также, он поступает в почву и усваивается растениями при разложении органических остатков.

Эволюция биосферы

Биосфера стала результатом долгих эволюционных процессов. Исследователями обнаружены и изучены палеонтологические доказательства этого, определены основные этапы эволюции:

• насыщение атмосферы кислородом;

• становление озонового экрана;

• появление наземных организмов;

• появление человека.

В настоящее время, с развитием человека и его активностью, последствия антропогенного влияния стали по своей мощности сравнимы с действием самых мощных геологических сил.