ბიოსფეროს კომპონენტების სტრუქტურა. ბიოსფეროს ფუნქციური სტრუქტურა

უსულო ბუნების ფიზიკურ-ქიმიური ფაქტორების მოქმედებით განსაზღვრული ჩვენი პლანეტის წინაბიოლოგიური განვითარების ხანგრძლივი პერიოდი ხარისხობრივი ნახტომით – ორგანული სიცოცხლის გაჩენით დასრულდა. მათი გამოჩენის დღიდან ორგანიზმები არსებობენ და ვითარდებიან უსულო ბუნებასთან მჭიდრო ურთიერთქმედებით და ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე ცოცხალ ბუნებაში მიმდინარე პროცესები დომინანტური გახდა. მზის ენერგიის გავლენით, ფუნდამენტურად ახალი (პლანეტარული მასშტაბის) სისტემა ვითარდება - ბიოსფერო.ბიოსფერო შედგება:

♦ ორგანიზმების კრებულით წარმოქმნილი ცოცხალი მატერია;

♦ ბიოგენური ნივთიერება, რომელიც იქმნება ორგანიზმების (ატმოსფერული აირები, ქვანახშირი, კირქვა და სხვ.) სიცოცხლის განმავლობაში;

♦ ინერტული ნივთიერება, წარმოიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების (ძირითადი ქანები, ვულკანური ლავა, მეტეორიტები) მონაწილეობის გარეშე;

♦ ბიოინერტული ნივთიერება, რომელიც წარმოადგენს ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობისა და აბიოგენური პროცესების (ნიადაგის) ერთობლივ შედეგს.

ბიოსფეროს ევოლუცია განისაზღვრება მჭიდროდ დაკავშირებული სამი ჯგუფის ფაქტორებით: ჩვენი პლანეტის, როგორც კოსმოსური სხეულის განვითარება და მის სიღრმეში მომხდარი ქიმიური გარდაქმნები, ცოცხალი ორგანიზმების ბიოლოგიური ევოლუცია და ადამიანის საზოგადოების განვითარება.

სიცოცხლის საზღვრები განისაზღვრება დედამიწის გარემოში არსებული ფაქტორებით, რომლებიც ხელს უშლიან ცოცხალი ორგანიზმების არსებობას. ბიოსფეროს ზედა საზღვარი გადის დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 20 კმ სიმაღლეზე და შემოიფარგლება ოზონის შრით, რომელიც ბლოკავს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების მოკლე ტალღის ნაწილს, რაც სიცოცხლისთვის დამღუპველია. დედამიწის ქერქის ჰიდროსფეროში ცოცხალი ორგანიზმები ბინადრობენ მსოფლიო ოკეანის ყველა წყალში - 10-11 კმ-მდე სიღრმეზე. ლითოსფეროში სიცოცხლე ხდება 3,5–7,5 კმ სიღრმეზე, რაც განისაზღვრება დედამიწის შიდა ტემპერატურით და თხევადი წყლის შეღწევის დონით.

ატმოსფერო.დედამიწის გაზის გარსი ძირითადად შედგება აზოტისა და ჟანგბადისგან. იგი შეიცავს მცირე რაოდენობით ნახშირორჟანგს (0,003%) და ოზონს. ატმოსფეროს მდგომარეობა დიდ გავლენას ახდენს ფიზიკურ, ქიმიურ და ბიოლოგიურ პროცესებზე დედამიწის ზედაპირზე და წყლის გარემოში. სიცოცხლის პროცესებისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია შემდეგი: ჟანგბადი,გამოიყენება მკვდარი ორგანული ნივთიერებების სუნთქვისა და მინერალიზაციისთვის; ნახშირორჟანგი,იყენებენ მწვანე მცენარეებს ფოტოსინთეზში; ოზონი,ქმნის ეკრანს, რომელიც იცავს დედამიწის ზედაპირს ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან. ატმოსფერო ჩამოყალიბდა ძლიერი ვულკანური და მთის მშენებლობითი აქტივობის შედეგად; ჟანგბადი გაცილებით გვიან გამოჩნდა, როგორც ფოტოსინთეზის პროდუქტი.

ჰიდროსფერო.წყალი ბიოსფეროს მნიშვნელოვანი კომპონენტი და ცოცხალი ორგანიზმების არსებობის აუცილებელი პირობაა. დიდი მნიშვნელობა აქვს წყალში გახსნილ გაზებს: ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს. მათი შემცველობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტემპერატურისა და ცოცხალი ორგანიზმების არსებობის მიხედვით. წყალი შეიცავს 60-ჯერ მეტ ნახშირორჟანგს, ვიდრე ატმოსფერო. ჰიდროსფერო წარმოიქმნა ლითოსფეროში გეოლოგიური პროცესების განვითარებასთან დაკავშირებით, რომლის დროსაც გამოიყოფა დიდი რაოდენობით წყლის ორთქლი.

ლითოსფერო.ლითოსფერული ორგანიზმების უმეტესი ნაწილი გვხვდება ნიადაგის ფენაში, რომლის სიღრმე არ აღემატება რამდენიმე მეტრს. ნიადაგი შედგება არაორგანული ნივთიერებებისგან (ქვიშა, თიხა, მინერალური მარილები), რომლებიც წარმოიქმნება ქანების განადგურების დროს, ხოლო ორგანული ნივთიერებები - ორგანიზმების ნარჩენები.

ბიოსფეროს ძირითადი კომპონენტებია: ცოცხალი, ინერტული, ბიოინერტული და ბიოგენური ნივთიერებები.

ცოცხალი მატერია ბიოსფეროს ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია.

ცოცხალი მატერია- დედამიწაზე არსებული ყველა ცოცხალი ორგანიზმის მთლიანობა მათი გამრავლებისა და პლანეტაზე გავრცელების უნარით, იბრძოლონ საკვების, წყლის, ტერიტორიის, ჰაერისთვის.

ცოცხალ მატერიას (მასით) უმნიშვნელო წილი უკავია დედამიწის მასასთან შედარებით. ცოცხალ მატერიას ახასიათებს ზრდა, აქტიური მოძრაობა და მთელი მიმდებარე სივრცის შევსების სურვილი. გარდა ამისა, ცოცხალ მატერიას ახასიათებს ფორმის, ზომისა და ქიმიური შემადგენლობის საოცარი მრავალფეროვნება და, რა თქმა უნდა, ევოლუცია.

ინერტული ნივთიერებაწარმოდგენილია მინერალებით (ბრილიანტი, ზურმუხტი, კვარცი) და ქანები (გრანიტი, მარმარილო). მათი ფორმირება მოხდა და ხდება ცოცხალი მატერიის მონაწილეობის გარეშე. ეს პროცესები დაკავშირებულია, მაგალითად, ქანების ამინდთან, მათ მექანიკურ განადგურებასთან და ვულკანურ ამოფრქვევებთან. ინერტულ და ცოცხალ მატერიას შორის განუყოფელი კავშირია. მაგალითად, იგი ხორციელდება ცოცხალი ნივთიერების სუნთქვის პროცესში. ამ შემთხვევაში, ატომები ბიოსფეროს ინერტული კომპონენტებიდან გადადიან ცოცხალზე და უკან. ბიოსფეროში ინერტული ნივთიერების მასა მრავალჯერ აღემატება ცოცხალი ნივთიერების მასას.

ბიოინერტული ნივთიერებაარის ბიოსფეროს განსაკუთრებული ნივთიერება. იგი წარმოდგენილია ნიადაგით, ყველა ბუნებრივი წყლებით და ამინდის ქერქით. ეს ნივთიერება ცოცხალი მატერიის ინერტული ნივთიერების უწყვეტი ურთიერთქმედების შედეგია.

დედამიწის ქერქის გარდაქმნაში ცოცხალი ნივთიერების აქტივობის გამოვლინებაა მისი მონაწილეობა ორგანული წარმოშობის დანალექი ქანების (ქვანახშირი, სხვადასხვა მადნები, კირქვები, ზეთი) შექმნაში. ამ სამუშაოს შედეგი დაასახელა V.I. ვერნადსკიმ მკვებავიბიოსფერო. ბიოგენური ნივთიერება წარმოიქმნება ცოცხალი ნივთიერებიდან მისი სასიცოცხლო აქტივობის ან სიკვდილის შედეგად. ასე შეიქმნა მრავალი მინერალის საბადოები დედამიწაზე: ტორფი, ნავთობი, ქვანახშირი და ა.შ.

მიწის ზედაპირის, ოკეანეების, ნიადაგის ბიომასა

ბიომასა არის ბიოსფეროში არსებული ცხოველების, მცენარეების და მიკროორგანიზმების მთლიანი მასა. დედამიწის მთლიანი ბიოლოგიური მასა შეფასებულია დაახლოებით 2420 მილიარდ ტონაზე. ცოცხალი ნივთიერების ბიომასები (მწვანე მცენარეები, ცხოველები და მიკროორგანიზმები) კონტინენტურ მიწაზე და მსოფლიო ოკეანეში მნიშვნელოვნად განსხვავდება:

როგორც ცხრილიდან ჩანს, ბიოსფეროში ცოცხალი ორგანიზმების უდიდესი მასა კონცენტრირებულია კონტინენტებზე (98,7%-ზე მეტი). ოკეანის ნაწილის წვლილი მთლიან ბიომასაში მცირეა (დაახლოებით 0,13%). ხმელეთზე მნიშვნელოვნად ჭარბობს მცენარეთა ცოცხალი მატერია (99%-ზე მეტი), ოკეანეში - ცხოველები (93%-ზე მეტი). ამავდროულად, მათი აბსოლუტური მნიშვნელობების შედარებისას: 2400 მილიარდი ტონა მცენარეები და 3 მილიარდი ტონა ცხოველები, ცხადია, რომ პლანეტაზე ცოცხალი მატერია უმეტესად წარმოდგენილია ხმელეთის მწვანე მცენარეებით. ჰეტეროტროფული ორგანიზმების ბიომასა მხოლოდ 1%-ს შეადგენს.

მიწის ბიომასაიზრდება პოლუსებიდან ეკვატორამდე. ხმელეთზე ცოცხალი ნივთიერების ყველაზე დიდი ბიომასია ტროპიკულ ტყეებშია თავმოყრილი. ისინი კონტინენტური ბიოსფეროს ყველაზე პროდუქტიული თემები არიან.

მსოფლიო ოკეანეები პლანეტის ზედაპირის 2/3-ზე მეტს იკავებს. მასში არსებული ბიომასა არათანაბრად არის განაწილებული და ძირითადად ზედა ნაწილში წარმოდგენილია პლანქტონით. ხმელეთის მცენარეების ბიომასა 1000-ჯერ აღემატება ოკეანის ცოცხალი ორგანიზმების მთლიან მასას. ამავე დროს, ეს არის მსოფლიო ოკეანე, რომელიც ითვლება ყველაზე პროდუქტიულ გარემოდ ბიომასის შესაქმნელად. ეს გამოწვეულია ფიტო- და ზოოპლანქტონის მიკროსკოპული წარმომადგენლების ინტენსიური გამრავლების სიჩქარით, მათი სწრაფი ზრდისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობით. ამრიგად, მსოფლიო ოკეანის მწარმოებლების მიერ წარმოქმნილი პირველადი წლიური წარმოების მთლიანი მოცულობა შედარებულია მიწის მცენარეების წარმოების მოცულობასთან.

ნიადაგი, როგორც ჰაბიტატი, ხასიათდება საკუთარი ბიომასით, ვინაიდან იგი მჭიდრო კავშირშია მრავალი ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობასთან. ნიადაგის ბიომასა- ცოცხალი ორგანიზმების ერთობლიობა, რომლებიც ცხოვრობენ ნიადაგში და წამყვან როლს ასრულებენ მისი ფორმირების პროცესში. ნიადაგში არის მრავალი მიკროორგანიზმი, პროტისტები და ჭიები, რომლებიც ანადგურებენ ორგანულ ნივთიერებებს. ზედაპირულ ფენებში ცხოვრობენ მწვანე წყალმცენარეები და ციანობაქტერიები, რომლებიც ამარაგებენ ნიადაგს ჟანგბადით ფოტოსინთეზის პროცესის მეშვეობით. გარდა ამისა, ნიადაგში ბინადრობს ჭიანჭველები, ტკიპები, ხალიჩები, მარმოტები, გოფერები და ა.შ. ყველა მათგანი ახორციელებს ნიადაგწარმომქმნელ დიდ სამუშაოს, ქმნის ნიადაგის ნაყოფიერებას და სიკვდილის შემდეგ ხდება ბაქტერიების ორგანული ნივთიერებების წყარო. ნიადაგის ბიომასა, მცენარეთა ბიომასის მსგავსად, პოლუსებიდან ეკვატორამდე იზრდება.

ცოცხალი ნივთიერების ბიოგეოქიმიური ფუნქციები

პლანეტაზე ცოცხალი მატერიის შემდეგი უმნიშვნელოვანესი ფუნქციები გამოირჩევა: ენერგია, გაზი, კონცენტრაცია, რედოქსი.

ენერგიის ფუნქცია. ენერგია ბიოსფეროს არსებობისა და განვითარების აუცილებელი პირობაა. ენერგეტიკულ ფუნქციას ძირითადად მწვანე მცენარეები ახორციელებენ. ბიოსფეროს ენერგიის მთავარი მიმწოდებელი მზეა. როგორც უკვე იცით, მცენარეები, ფოტოსინთეზის პროცესში, მზის ენერგიას აგროვებენ სხვადასხვა ორგანული ნაერთების ქიმიურ ბმებში. ამის შემდეგ მცენარეული ორგანიზმები მას გადაანაწილებენ ბიოსფეროს ყველა კომპონენტს შორის. გაითვალისწინეთ, რომ ბიოსფეროში შემავალი მზის ენერგიის მხოლოდ დაახლოებით 1% გამოიყენება მწარმოებლების მიერ ფოტოსინთეზისთვის და შემდეგ გადაეცემა მომხმარებლებს, როგორც ორგანული ნივთიერებების ნაწილი. დანარჩენს შთანთქავს ატმოსფერო, ჰიდროსფერო და ლითოსფერო და ასევე მონაწილეობს ბიოსფეროში მიმდინარე ფიზიკურ და ქიმიურ პროცესებში, მაგალითად: ჰაერის მასების მოძრაობა, ქანების ამინდი და ა.შ.

გაზის ფუნქციამოიცავს ჟანგბადისა და ნახშირორჟანგის მუდმივად მიმდინარე გაზის გაცვლას ცოცხალ ორგანიზმებსა და გარემოს შორის ფოტოსინთეზისა და სუნთქვის პროცესში. აირები, როგორიცაა აზოტი, წყალბადის სულფიდი, მეთანი, ასევე შეიძლება იყოს ცოცხალი ორგანიზმების ნარჩენები და აქვთ ბიოგენური წარმოშობა. ცოცხალი ორგანიზმების წყალობით, ჩვენი პლანეტის ატმოსფეროში მუდმივი გაზის შემადგენლობა შენარჩუნებულია.

რედოქსის ფუნქციამდგომარეობს ქიმიურ რეაქციათა მრავალფეროვნებაში, რომელიც ხდება ორგანიზმში მისი სიცოცხლის განმავლობაში. ეს გამოწვეულია ცოცხალ ორგანიზმებში ქიმიური ელემენტების ცვლადი დაჟანგვის მდგომარეობით (მანგანუმი, რკინა, ქრომი) არსებობით. მათი წყალობით უზრუნველყოფილია ორგანიზმში მიმდინარე რედოქს პროცესების მრავალფეროვნება. ორგანული ნივთიერებების სინთეზის პროცესში ჭარბობს შემცირების რეაქციები და იხარჯება ენერგია. და ჟანგბადის თანდასწრებით დაჟანგვისა და დაშლის პროცესში ჭარბობს ჟანგვითი რეაქციები ენერგიის გამოყოფით. ამრიგად, სიცოცხლე ბიოსფეროში არის ორგანული ნივთიერებების უწყვეტი სინთეზი და დაშლა, რომელიც აერთიანებს დედამიწაზე არსებულ ყველა ცოცხალ ორგანიზმს.

კონცენტრაციის ფუნქცია- გარემოში გაფანტული ქიმიური ელემენტების ცოცხალი ნივთიერებით შერჩევითი დაგროვება. მაგალითად, დიატომების გარსები, ცხოველთა ჩონჩხები და მოლუსკების ჭურვი ცოცხალი ნივთიერების კონცენტრაციის ფუნქციის გამოვლინებაა. ბიოსფეროში ბიოგენური ნივთიერების წარმოქმნა მინერალური საბადოების სახით ასევე ცოცხალი ნივთიერების კონცენტრაციის ფუნქციის შედეგია.

ბიოსფეროს ძირითადი კომპონენტებია: ცოცხალი, ინერტული, ბიოინერტული და ბიოგენური ნივთიერებები. ცოცხალი ორგანიზმების უდიდესი მასა კონცენტრირებულია კონტინენტებზე და მნიშვნელოვნად ჭარბობს მიწის მწარმოებლების ბიომასა. ბიოსფეროს ოკეანურ ნაწილში მომხმარებლები აჭარბებენ ბიომასის მწარმოებლებს. პლანეტაზე ცოცხალი ორგანიზმები სიცოცხლის პროცესში ასრულებენ ენერგიის, გაზის, რედოქსის და კონცენტრაციის ფუნქციებს.

1875 წელს სამეცნიერო ლიტერატურაში გამოჩნდა ტერმინი "ბიოსფერო". იგი შემოგვთავაზა ცნობილმა ავსტრიელმა გეოლოგმა ედუარდ სუესმა (1831-1914). მეცნიერებაში ახალი ტერმინის შემოტანის შემდეგ, ე. სუესმა არ მისცა მას განმარტება, ამიტომ სიტყვა „ბიოსფერო“ დროდადრო გამოიყენებოდა გეოლოგიურ და გეოგრაფიულ ლიტერატურაში, ყოველ ჯერზე განსხვავებული მნიშვნელობით.

1926 წელს ლენინგრადში გამოიცა გამოჩენილი რუსი მეცნიერის V.I. ვერნადსკის წიგნი "ბიოსფერო". ეს წიგნი პირველია, რომელმაც წარმოადგინა დედამიწის ბიოსფერო, როგორც პლანეტარული გარსი, რომელიც ივსება, გარდაიქმნება და მუდმივად გარდაიქმნება ორგანიზმების მიერ. V.I. ვერნადსკიმ გაავრცელა "ბიოსფეროს" კონცეფცია არა მხოლოდ ორგანიზმებზე, არამედ ჰაბიტატზეც. ცოცხალი ორგანიზმების გეოლოგიურ როლზე ხაზგასმით, ვერნადსკი წერდა: „დედამიწის ზედაპირზე არ არსებობს ქიმიური ძალა, რომელიც მუდმივად აქტიურია და, შესაბამისად, უფრო ძლიერია მის საბოლოო შედეგებში, ვიდრე ცოცხალი ორგანიზმები მთლიანობაში“.

9.1. ბიოსფერო, მისი სტრუქტურა და ფუნქციები

უსულო ბუნების ფიზიკურ-ქიმიური ფაქტორების მოქმედებით განსაზღვრული ჩვენი პლანეტის წინაბიოლოგიური განვითარების ხანგრძლივი პერიოდი ხარისხობრივი ნახტომით – ორგანული სიცოცხლის გაჩენით დასრულდა. მათი გამოჩენის დღიდან ორგანიზმები არსებობენ და ვითარდებიან უსულო ბუნებასთან მჭიდრო ურთიერთქმედებით და ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე ცოცხალ ბუნებაში მიმდინარე პროცესები დომინანტური გახდა. მზის ენერგიის გავლენით, ფუნდამენტურად ახალი (პლანეტარული მასშტაბის) სისტემა ვითარდება - ბიოსფერო.ბიოსფერო შედგება:

♦ ორგანიზმების კრებულით წარმოქმნილი ცოცხალი მატერია;

♦ ბიოგენური ნივთიერება, რომელიც იქმნება ორგანიზმების (ატმოსფერული აირები, ქვანახშირი, კირქვა და სხვ.) სიცოცხლის განმავლობაში;

♦ ინერტული ნივთიერება, წარმოიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების (ძირითადი ქანები, ვულკანური ლავა, მეტეორიტები) მონაწილეობის გარეშე;

♦ ბიოინერტული ნივთიერება, რომელიც წარმოადგენს ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობისა და აბიოგენური პროცესების (ნიადაგის) ერთობლივ შედეგს.

ბიოსფეროს ევოლუცია განისაზღვრება მჭიდროდ დაკავშირებული სამი ჯგუფის ფაქტორებით: ჩვენი პლანეტის, როგორც კოსმოსური სხეულის განვითარება და მის სიღრმეში მომხდარი ქიმიური გარდაქმნები, ცოცხალი ორგანიზმების ბიოლოგიური ევოლუცია და ადამიანის საზოგადოების განვითარება.

სიცოცხლის საზღვრები განისაზღვრება დედამიწის გარემოში არსებული ფაქტორებით, რომლებიც ხელს უშლიან ცოცხალი ორგანიზმების არსებობას. ბიოსფეროს ზედა საზღვარი გადის დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 20 კმ სიმაღლეზე და შემოიფარგლება ოზონის შრით, რომელიც ბლოკავს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების მოკლე ტალღის ნაწილს, რაც სიცოცხლისთვის დამღუპველია. დედამიწის ქერქის ჰიდროსფეროში ცოცხალი ორგანიზმები ბინადრობენ მსოფლიო ოკეანის ყველა წყალში - 10-11 კმ-მდე სიღრმეზე. ლითოსფეროში სიცოცხლე გვხვდება 3,5-7,5 კმ სიღრმეზე, რაც განისაზღვრება დედამიწის შიდა ტემპერატურით და თხევადი წყლის შეღწევის დონით.

ატმოსფერო.დედამიწის გაზის გარსი ძირითადად შედგება აზოტისა და ჟანგბადისგან. იგი შეიცავს მცირე რაოდენობით ნახშირორჟანგს (0,003%) და ოზონს. ატმოსფეროს მდგომარეობა დიდ გავლენას ახდენს ფიზიკურ, ქიმიურ და ბიოლოგიურ პროცესებზე დედამიწის ზედაპირზე და წყლის გარემოში. სიცოცხლის პროცესებისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია შემდეგი: ჟანგბადი,გამოიყენება მკვდარი ორგანული ნივთიერებების სუნთქვისა და მინერალიზაციისთვის; ნახშირორჟანგი,იყენებენ მწვანე მცენარეებს ფოტოსინთეზში; ოზონი,ქმნის ეკრანს, რომელიც იცავს დედამიწის ზედაპირს ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან. ატმოსფერო ჩამოყალიბდა ძლიერი ვულკანური და მთის მშენებლობითი აქტივობის შედეგად; ჟანგბადი გაცილებით გვიან გამოჩნდა, როგორც ფოტოსინთეზის პროდუქტი.

ჰიდროსფერო.წყალი ბიოსფეროს მნიშვნელოვანი კომპონენტი და ცოცხალი ორგანიზმების არსებობის აუცილებელი პირობაა. დიდი მნიშვნელობა აქვს წყალში გახსნილ გაზებს: ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს. მათი შემცველობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტემპერატურისა და ცოცხალი ორგანიზმების არსებობის მიხედვით. წყალი შეიცავს 60-ჯერ მეტ ნახშირორჟანგს, ვიდრე ატმოსფერო. ჰიდროსფერო წარმოიქმნა ლითოსფეროში გეოლოგიური პროცესების განვითარებასთან დაკავშირებით, რომლის დროსაც გამოიყოფა დიდი რაოდენობით წყლის ორთქლი.

ლითოსფერო.ლითოსფერული ორგანიზმების უმეტესი ნაწილი გვხვდება ნიადაგის ფენაში, რომლის სიღრმე არ აღემატება რამდენიმე მეტრს. ნიადაგი შედგება არაორგანული ნივთიერებებისგან (ქვიშა, თიხა, მინერალური მარილები), რომლებიც წარმოიქმნება ქანების განადგურების დროს, ხოლო ორგანული ნივთიერებები - ორგანიზმების ნარჩენები.

9.2. ცოცხალი მატერია, როგორც ბიოსფეროს სისტემური ფაქტორი

V.I. ვერნადსკის უზარმაზარი დამსახურებაა ცოცხალი მატერიის შესახებ იდეების ახალი შინაარსის დასაბუთება. ვერნადსკიმ ცოცხალ მატერიას უწოდა "ორგანიზმების ერთობლიობა, რომლებიც შემცირებულია მათი წონის, ქიმიური შემადგენლობისა და ენერგიის მიხედვით". ცოცხალი მატერია თავის მასაში წარმოადგენს ბიოსფეროს უმნიშვნელო ნაწილს. თუ დედამიწის მთელი ცოცხალი მატერია თანაბრად არის განაწილებული მის ზედაპირზე, მაშინ ის ჩვენს პლანეტას დაფარავს 2 სმ სისქის ფენას, თუმცა ეს ცოცხალი მატერიაა, ვი.ი. ვერნადსკის აზრით, რომელიც ასრულებს წამყვან ფუნქციებს დედამიწის ფორმირებაში. ქერქი.

ცოცხალ ნივთიერებას აქვს რამდენიმე სპეციფიკური თვისება:

1. ცოცხალ მატერიას ახასიათებს უზარმაზარი თავისუფალი ენერგია.

2. ცოცხალ მატერიაში ქიმიური რეაქციები ათასობით (ზოგჯერ მილიონობით) ჯერ უფრო სწრაფად მიმდინარეობს, ვიდრე არაცოცხალ მატერიაში. ამიტომ, ცოცხალი მატერიის ცვლილებების დასახასიათებლად ისინი იყენებენ კონცეფციას ისტორიული,და ინერტულ საკითხში - გეოლოგიურიდრო.

3. ქიმიური ნაერთები, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ ნივთიერებას (ფერმენტები, ცილები და სხვ.) სტაბილურია მხოლოდ ცოცხალ ორგანიზმებში.

4. ცოცხალ ნივთიერებას ახასიათებს ნებაყოფლობითი მოძრაობა - პასიური, ზრდისა და გამრავლების გამო და აქტიური - ორგანიზმების მიმართული მოძრაობის სახით. პირველი ყველა ცოცხალი ორგანიზმის საკუთრებაა, მეორე კი ცხოველებისთვის და იშვიათ შემთხვევებში მცენარეებისთვის.

5. ცოცხალ ნივთიერებას ახასიათებს გაცილებით დიდი ქიმიური და მორფოლოგიური მრავალფეროვნება, ვიდრე არაცოცხალი მატერია.

6. ცოცხალი მატერია დედამიწის ბიოსფეროში გვხვდება გაფანტული სხეულების – ცალკეული ორგანიზმების სახით. ცოცხალი ორგანიზმების ზომა და მასა მკვეთრად იცვლება (დიაპაზონი 10 9-ზე მეტი).

7. ცოცხალი მატერია წარმოიქმნება მხოლოდ ცოცხალი მატერიისგან და არსებობს დედამიწაზე თაობათა უწყვეტი მონაცვლეობის სახით.

ბიოსფეროში ცოცხალი ორგანიზმები ძალიან არათანაბრად არის განაწილებული. ჰიდროსფეროსა და ლითოსფეროს მაღალ სიმაღლეებზე და სიღრმეებზე ორგანიზმები საკმაოდ იშვიათია. სიცოცხლე კონცენტრირებულია ძირითადად დედამიწის ზედაპირზე, ნიადაგში და მსოფლიო ოკეანის ზედაპირულ ფენაში.

V.I. ვერნადსკიმ გამოავლინა ცოცხალი ნივთიერების კონცენტრაციის ორი ფორმა: ცხოვრებისეული ფილმები,უზარმაზარი ტერიტორიების დაკავება და სიცოცხლის კონდენსაცია,წარმოდგენილია მცირე ფართობებით (მაგალითად, აუზით). დანარჩენი ბიოსფერო არის ცოცხალი ნივთიერების გამონადენის ზონა.

ოკეანეში შეიძლება განვასხვავოთ სიცოცხლის ორი ფილმი - პლანქტონურიდა ქვედა,რომლებიც განლაგებულია ფაზის ინტერფეისზე. პლანქტონი დევს ატმოსფეროსა და ჰიდროსფეროს საზღვარზე, ფსკერი - ჰიდროსფეროსა და ლითოსფეროს საზღვარზე. ოკეანეში სიცოცხლის კონცენტრაცია იყოფა სამ ტიპად: სანაპირო, სარგასუმი და რიფი.

ხმელეთზე ასევე არსებობს სიცოცხლის კონცენტრაციის სხვადასხვა ფორმა. სიცოცხლის ზედა ფენა ხმელეთზეა, რომელიც მდებარეობს ატმოსფეროსა და ლითოსფეროს საზღვარზე. მის ქვეშ დევს სიცოცხლის ნიადაგის ფილმი, რომელიც წარმოადგენს კომპლექსურ სისტემას, სადაც ბინადრობს დიდი რაოდენობით ბაქტერიები, პროტოზოები და ცოცხალი ორგანიზმების სხვა წარმომადგენლები.

სიცოცხლის კონცენტრაცია ხმელეთზე წარმოდგენილია სანაპირო, ჭალის და ტროპიკული ფორმებით.

მნიშვნელოვანი ნიმუში შეინიშნება დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების სახეობრივი შემადგენლობის თანაფარდობაში. მცენარეები შეადგენენ სახეობების მთლიანი რაოდენობის 21%-ს, რაც შეადგენს მთლიანი ბიომასის 99%-ს. ცხოველებს შორის სახეობების 96% არის უხერხემლოები და მხოლოდ 4% ხერხემლიანები, რომელთაგან მხოლოდ 10% არის ძუძუმწოვრები.

ამრიგად, ევოლუციური განვითარების შედარებით დაბალ დონეზე მყოფი ორგანიზმები მნიშვნელოვნად ჭარბობენ რაოდენობრივად.

ცოცხალი ნივთიერების მასა ძალიან მცირეა არაცოცხალი ნივთიერების მასასთან შედარებით და შეადგენს ბიოსფეროს ინერტული ნივთიერების მხოლოდ 0,01-0,02%-ს. ამავდროულად, ცოცხალი მატერია დომინანტურ როლს ასრულებს გეოქიმიურ პროცესებში. ყოველწლიურად, მცენარეებისა და ცხოველების სასიცოცხლო აქტივობის წყალობით, ბიომასის დაახლოებით 10% რეპროდუცირებულია.

ბიოსფეროში ცოცხალი მატერია ასრულებს მნიშვნელოვან ფუნქციებს:

1. ენერგეტიკული ფუნქცია - მზის ენერგიისა და ენერგიის შთანთქმა ქიმიოსინთეზის დროს, ენერგიის შემდგომი გადატანა კვებითი ჯაჭვის მეშვეობით.

2. კონცენტრაციის ფუნქცია - გარკვეული ქიმიკატების შერჩევითი დაგროვება.

3. გარემოს ფორმირების ფუნქცია - გარემოს ფიზიკური და ქიმიური პარამეტრების ტრანსფორმაცია.

4. სატრანსპორტო ფუნქცია - ნივთიერებების გადატანა ვერტიკალური და ჰორიზონტალური მიმართულებით.

5. დამღუპველი ფუნქცია - არაბიოგენური ნივთიერების მინერალიზაცია, არაცოცხალი არაორგანული ნივთიერების დაშლა.

ცოცხალი ორგანიზმები ბიოსფეროში ქიმიურ ელემენტებს სუნთქვის, კვების, მეტაბოლიზმისა და ენერგიის პროცესში მიგრირებენ.

ბიოსფეროს მთავარი ფუნქციაა ქიმიური ელემენტების მიმოქცევის უზრუნველყოფა, რაც გამოიხატება ატმოსფეროს, ნიადაგის, ჰიდროსფეროსა და ცოცხალ ორგანიზმებს შორის ნივთიერებების მიმოქცევაში.

9.3. ბიოსფერო - ეკოსისტემა პლანეტარული მასშტაბით

სამეცნიერო და ტექნოლოგიური პროგრესის პირობებში კაცობრიობა სულ უფრო მეტად ეწინააღმდეგება ბუნებას. ადამიანის აქტიური საქმიანობა არა მხოლოდ მნიშვნელოვნად ცვლის არა მხოლოდ ჩვენი პლანეტის გარეგნობას, არამედ გავლენას ახდენს ბიოსფეროში მიმდინარე პროცესების ბუნებაზე. ადამიანის აქტივობა იწვევს ნივთიერებების ბიოტური ციკლის დარღვევას, ბუნებრივი რესურსების ამოწურვას, თერმოდინამიკური წონასწორობის დარღვევას და ა.შ. ამ კონფლიქტის შემდგომ გაღრმავებამ შეიძლება გამოიწვიოს გლობალური კატასტროფა, რომელიც საფრთხეს უქმნის პლანეტაზე მთელი სიცოცხლის სიკვდილს, მათ შორის ადამიანებს. ამ მხრივ რადიკალურად უნდა გადაიხედოს ადამიანისა და მისი გარემოს ურთიერთობა და ბუნებაში მისი ადგილი. კაცობრიობის არსებობა და განვითარება უნდა შეესაბამებოდეს ბიოსფეროს განვითარების კანონებს.

ორგანული ნივთიერებების ბიოტური ციკლი არის ბიოსფეროს არსებობის საფუძველი და პირობა. მისი უწყვეტობა არის დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარებისა და არსებობის გასაღები. თითოეული სახეობა არის ბიოტური ციკლის რგოლი. სიცოცხლის უწყვეტობას უზრუნველყოფს სინთეზისა და დაშლის პროცესები. ბიოსფეროში შემავალი მზის ენერგია ნაწილობრივ იხარჯება მაღალი მოლეკულური ენერგიით მდიდარი ორგანული ნივთიერებების სინთეზზე. როდესაც ენერგია გადადის ერთი ტროფიკული დონიდან მეორეზე, ის თანდათან იშლება. ციკლში განსაკუთრებული როლი ეკუთვნის მიკროორგანიზმებს, რომლებიც გარდაქმნიან მცენარეთა და ცხოველთა მკვდარ ნაშთებს არაორგანულ ნივთიერებებად, რომლებსაც შემდგომში იყენებენ მწვანე მცენარეები ფოტოსინთეზისთვის. დედამიწის ბიოსფეროში მთელი ცოცხალი მატერიის განახლება ხდება დაახლოებით 8 წელიწადში. ხმელეთის მცენარეების მატერია 14 წელიწადში განახლდება, ხოლო ოკეანის მთელი ბიომასა – 33 დღეში.

ვერნადსკიმ ბიოტიკური ციკლი განიხილა, როგორც სიცოცხლის ორგანიზების საფუძველი პლანეტარული მასშტაბით.

9.4. ბიოსფეროს სტრუქტურის პრინციპები

ასე რომ, ბიოსფერო არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის მთლიანობა მათ ჰაბიტატთან ერთად. ჰაბიტატებში შედის წყალი, ქვედა ატმოსფერო და ზედა ქერქი. ბიოსფეროს ცოცხალი და არაცოცხალი ნივთიერებები მუდმივ ურთიერთქმედებასა და ერთიანობაში არიან და ქმნიან ინტეგრალურ სისტემას. ვ.ი. ვერნადსკის მრავალწლიანი მუშაობა დედამიწაზე ცოცხალი მატერიისა და გეოქიმიური პროცესების ურთიერთქმედების პრობლემებზე დასრულდა ბიოსფეროს დოქტრინის შექმნით, რომლის ძირითადი დებულებები შემდეგია.

1. ბიოსფეროს მთლიანობას განსაზღვრავს ბიოსფეროში ყველა პროცესის თვითშეთანხმებულობა, შეზღუდული ფიზიკური მუდმივებით, რადიაციის დონეებით და ა.შ.

2. ატომური მოძრაობისა და ენერგიის გარდაქმნის მიწიერი კანონები კოსმოსის ჰარმონიის ანარეკლია, რომელიც უზრუნველყოფს ბიოსფეროს ჰარმონიასა და ორგანიზაციას. მზე, როგორც ენერგიის მთავარი წყარო ბიოსფეროში, არეგულირებს დედამიწაზე სასიცოცხლო პროცესებს.

3. უძველესი გეოლოგიური დროიდან ცოცხალი მატერია ბიოსფეროში აქტიურად გარდაქმნის მზის ენერგიას რთული ორგანული ნივთიერებების ქიმიური ბმების ენერგიად. ამავდროულად, ცოცხალი არსების არსი მუდმივია, იცვლება მხოლოდ ცოცხალი ნივთიერების არსებობის ფორმა. ცოცხალი მატერია თავისთავად არ არის შემთხვევითი ქმნილება, არამედ არის მზის სინათლის ენერგიის დედამიწის რეალურ ენერგიად გარდაქმნის შედეგი.

4. რაც უფრო პატარაა ორგანიზმები, მით უფრო სწრაფად მრავლდებიან ისინი. გამრავლების სიჩქარე დამოკიდებულია ცოცხალი ნივთიერების სიმკვრივეზე. სიცოცხლის გავრცელება მისი გეოქიმიური ენერგიის გამოვლინების შედეგია.

5. ავტოტროფული ორგანიზმები სიცოცხლისთვის აუცილებელ ყველა ნივთიერებას მიმდებარე ინერტული ნივთიერებიდან იღებენ. ჰეტეროტროფების სიცოცხლისთვის აუცილებელია მზა ორგანული ნაერთები. ფოტოსინთეზური ორგანიზმების (ავტოტროფების) განაწილება შეზღუდულია მზის ენერგიის შეღწევით.

6. ცოცხალი მატერიით კოსმოსური ენერგიის აქტიურ ტრანსფორმაციას თან ახლავს მაქსიმალური გაფართოების სურვილი, ყველა შესაძლო სივრცის შევსების სურვილი. ვერნადსკიმ ამ პროცესს "სიცოცხლის წნევა" უწოდა.

7. ქიმიური ელემენტების გაჩენის ფორმებია ქანები, მინერალები, მაგმა, მიკროელემენტები და ცოცხალი მატერია. დედამიწის ქერქში ხდება ნივთიერებების მუდმივი ტრანსფორმაციები, ციკლები და ატომებისა და მოლეკულების მოძრაობა.

8. ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის განაწილებას მწვანე მცენარეების მდგრადობის სფერო განსაზღვრავს. სიცოცხლის მაქსიმალური ველი შემოიფარგლება ორგანიზმების გადარჩენის უკიდურესი საზღვრებით, რაც დამოკიდებულია ქიმიური ნაერთების სტაბილურობაზე, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ ნივთიერებას გარკვეულ გარემო პირობებთან.

9. ბიოსფეროში ცოცხალი ნივთიერების რაოდენობა მუდმივია და შეესაბამება ატმოსფეროში არსებული აირების რაოდენობას, პირველ რიგში ჟანგბადს.

10. ყველა სისტემა აღწევს სტაბილურ წონასწორობას, რომლის დროსაც სისტემის თავისუფალი ენერგია უახლოვდება ნულს.

ბიოსფეროს ევოლუციის კონცეფციას განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს V.I. ვერნადსკის შემოქმედებაში. ის გამოყოფს ბიოსფეროს განვითარების სამ ეტაპს. პირველი არის პირველადი ბიოსფეროს გაჩენა ნივთიერებების ბიოტური ციკლით. ამ ეტაპზე წამყვანი ფაქტორები არის გეოლოგიური და კლიმატური ცვლილებები დედამიწაზე. მეორე ეტაპი არის ბიოსფეროს სტრუქტურის გართულება უჯრედული და მრავალუჯრედიანი ევკარიოტული ორგანიზმების გაჩენის შედეგად. მამოძრავებელი ფაქტორი ბიოლოგიური ევოლუციაა. და ბოლოს, მესამე ეტაპი არის ადამიანური საზოგადოების გაჩენა და ბიოსფეროს თანდათანობითი გარდაქმნა ნოოსფეროში. ამ პროცესში წამყვანი ფაქტორია ადამიანის ინტელექტუალური საქმიანობა, რომელიც ხასიათდება ადამიანისა და ბუნების ურთიერთობის რაციონალური რეგულირებით.

9.5. ბიოსფეროს ტრანსფორმაცია ნოოსფეროში

თანამედროვე ბიოსფერო გაჩნდა ჩვენი პლანეტის ცოცხალი და ინერტული ნივთიერების ხანგრძლივი ევოლუციური პროცესის შედეგად. ადამიანის როლი ბიოსფეროს განვითარებაში, უპირველეს ყოვლისა, განისაზღვრება მისი ბიოსოციალური ბუნებით. ადამიანის, როგორც ჰეტეროტროფული ორგანიზმის არსებობა დამოკიდებულია ორგანული საკვების, ჰაერის, წყლის და ა.შ. ხელმისაწვდომობაზე. ამავდროულად, ადამიანს აქვს მნიშვნელოვანი თვისებები, რომლებიც განასხვავებს მას ცოცხალი ბუნებისაგან - ინტელექტი, მუშაობის უნარი, შემოქმედებითი აქტივობა და წარმოება. ურთიერთობები. ადამიანის არსებობის ადრეულ ეტაპზე მისმა საქმიანობამ არ დაარღვია წონასწორობა ბიოსფეროში. კაცობრიობის მიერ მოხმარებული ბუნებრივი რესურსები და მისი სასიცოცხლო აქტივობის პროდუქტები ცირკულირებს ნივთიერებების ზოგად ციკლში, ისევე როგორც ცოცხალი არსებების სხვა სახეობების აქტივობის პროდუქტები. თანდათანობით, ადამიანის საქმიანობა გახდა არა მხოლოდ გარემო პირობებისადმი ადაპტაცია, არამედ შეიძინა რაციონალური, მიზანმიმართული ხასიათი, შეცვალა მიმდებარე ბუნება. ადამიანმა შექმნა მცენარეთა და ცხოველთა მრავალი ახალი სახეობა, გაზარდა ბუნებრივი სახეობების მრავალფეროვნება, მაგრამ ამავდროულად, მრავალი სახეობა გაქრა ან განადგურების პირასაა (დოდო, სტელერის ძროხა, სამგზავრო მტრედი და ა.შ.). ადამიანის საქმიანობა ხდება ძლიერი გარემო ფაქტორი, რომელიც არღვევს ბალანსს ბუნებასა და ბიოსფეროში. ადამიანის ზემოქმედებამ გარემოზე ახლა მიაღწია პლანეტის მასშტაბებს. ადამიანის საქმიანობის შედეგად ხდება ცვლილებები კლიმატის, ლანდშაფტების, ატმოსფერული შემადგენლობის, სახეობებისა და ცოცხალი არსებების რაოდენობაში. ტყეების ფართო განადგურება იწვევს ატმოსფეროში ჟანგბადის გამოყოფის შემცირებას და ნახშირორჟანგის გამოყენებას, ნიადაგის ეროზიას, კლიმატის ცვლილებას და წყლის რეჟიმის მოშლას. ორგანული საწვავის წვა ამცირებს ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობას (მაგალითად, როცა მანქანა 100 კმ-ს გარბის, ერთი ადამიანისთვის ჟანგბადის წლიური ნორმა მოიხმარება). ბოლო წლებში ატმოსფეროში გაიზარდა ნახშირორჟანგის შემცველობა და სამრეწველო მტვრის დაგროვება. ეს იწვევს "სათბურის ეფექტის" გაჩენას - დედამიწის ზედაპირიდან კოსმოსში სითბოს გაფრქვევის დარღვევას, რაც იწვევს პლანეტის კლიმატის თანდათანობით დათბობას. ყოველწლიურად მილიონობით ტონა დამაბინძურებლები შემოდის ატმოსფეროში. განსაკუთრებით საშიშია გოგირდის დიოქსიდი, რომელიც ერწყმის წყლის ორთქლს და იწვევს მჟავე წვიმას. ჩვენს პლანეტაზე ყველგან არის წყლის სისტემების მდგომარეობის გაუარესება სარწყავი და სამელიორაციო ღონისძიებების შედეგად. მიწისქვეშა წყლები იწურება, პატარა მდინარეები მასიური მასშტაბით კვდებიან, დიდი მდინარეები იკუმშება, წყლის დიდი ობიექტები შრება (მაგალითად, არალის ზღვა-ტბა გაქრა დედამიწის სახიდან). ადამიანის გავლენა ლითოსფეროზე მნიშვნელოვანია - სასოფლო-სამეურნეო საჭიროებისთვის მიწების ხვნა (დღეს მიწის 30% უკავია მიწას) იწვევს ნიადაგის ეროზიას, დამლაშებას და მიწისქვეშა წყლების მატებას. ადამიანი ქმნის ტექნოსფერო,არ ქმნის ბიოსფეროს ინტეგრალურ სისტემას, არ ქმნის ახალ ენერგეტიკულ რეზერვებს. ადამიანის საქმიანობა საფრთხეს უქმნის ეკოლოგიურ ბალანსს და ბიოსფეროს არსებობას.

ეკოლოგიური კრიზისიდან გამოსავალი დედამიწაზე შექმნა უნდა იყოს ნოოსფერო.ნოოსფეროს კონცეფცია იყო V.I. ვერნადსკის სამეცნიერო მუშაობის ლოგიკური შედეგი, რომელმაც თქვა, რომ ”ბიოსფერო ერთ დღეს გადავა გონების სფეროში - ნოოსფეროში. მოხდება დიდი გაერთიანება, რის შედეგადაც პლანეტის განვითარება გონების ძალით იქნება მიმართული“. მან ყველაზე დეტალურად დაწერა დედამიწაზე ნოოსფეროს ფორმირების შესახებ თავის დაუმთავრებელ ნაშრომში "მეცნიერული აზროვნება, როგორც პლანეტარული ფენომენი". ბიოსფეროს ნოოსფეროზე ("გონების სფერო") გადასვლის გათვალისწინებით, ვ.ი. ვერნადსკიმ მიუთითა ნოოსფეროს ფორმირებისა და არსებობისთვის აუცილებელი რიგი სპეციფიკური პირობები. საჭიროა:

♦ კაცობრიობა გახდა ერთი, დასახლებული და გარდაქმნის მთელ პლანეტას;

♦ ქვეყნებს შორის კომუნიკაციისა და ინფორმაციის გაცვლის საშუალებები მკვეთრად გარდაიქმნა - ისინი მობილური გახდა;

♦ გაძლიერდა კავშირები, მათ შორის პოლიტიკური, დედამიწის ყველა ქვეყანას შორის;

♦ გაფართოვდა ბიოსფეროს საზღვრები, ჩატარდა კოსმოსური კვლევა;

♦ აღმოჩენილი და აქტიური გამოყენება დაიწყო ენერგიის ახალი წყაროები, განვითარდა ენერგეტიკის სექტორი;

♦ დამყარდა ყველა რასისა და რელიგიის ადამიანთა რეალური თანასწორობა;

♦ შეიქმნა დედამიწის პირველადი ბუნების გონივრული ტრანსფორმაცია, რათა მას შეეძლოს დააკმაყოფილოს რიცხობრივად მზარდი მოსახლეობის ყველა მატერიალური, ესთეტიკური და სულიერი მოთხოვნილება;

♦ ომები გამორიცხული იყო საზოგადოების ცხოვრებიდან;

♦ აღინიშნა ცხოვრების ზოგადი დონის მატება, დამარცხდა შიმშილი და დაავადება.

ნოოსფერო არის ბიოსფეროს განვითარების უმაღლესი საფეხური, როდესაც ადამიანის ტრანსფორმაციული საქმიანობა ეფუძნება ბუნებრივი და სოციალური პროცესების მეცნიერულ გაგებას, ბუნებრივი განვითარების ზოგადი კანონების გათვალისწინებით. ნოოსფერო არ შეიძლება სპონტანურად ჩამოყალიბდეს; მისი ფორმირება მოითხოვს ადამიანების ცნობიერ საქმიანობას, გონების აქტიურ ჩარევას ბუნების ბედში. ბიოსფეროში ცვლილებები კაცობრიობის ინტერესებიდან გამომდინარე უნდა მოხდეს, მაგრამ თავად ბიოსფეროს დაზიანების გარეშე. ადამიანისა და ბიოსფეროს ამ ურთიერთობას ე.წ კოევოლუცია.

ნოოსფეროს სტრუქტურა მოიცავს შემდეგ კომპონენტებს: კაცობრიობა, მეცნიერული ცოდნის მთლიანობა, აღჭურვილობისა და ტექნოლოგიების ჯამი ბიოსფეროს ერთიანობაში.

ნოოსფერო არ გულისხმობს კაცობრიობის გადარჩენას, არამედ ეკოსფეროს შენარჩუნებას ცოცხალი და უსულო ბუნების ჰარმონიაში, ბუნების კონსერვაცია ბიოგეოცენოზებში ორგანული სამყაროს რესურსის შენარჩუნებით.

V.I. ვერნადსკის იდეები აისახება თანამედროვეში მდგრადი განვითარების კონცეფციები.კაცობრიობის ცივილიზაციამ მიაღწია კრიტიკულ დონეს, რის შემდეგაც ერთნაირად შესაძლებელია როგორც თვისობრივად ახალი ხარისხის განვითარება, ისე კატასტროფა. მდგრადი განვითარება გულისხმობს როგორც ბალანსის დამყარებას ბუნებრივი რესურსების მოხმარებასა და რეპროდუქციას შორის, ასევე კეთილდღეობის, სოციალური უსაფრთხოების და ჰარმონიული პიროვნული განვითარების შესაძლებლობის მდგრადი ზრდის უზრუნველყოფას. მდგრადი განვითარება არის ეკონომიკური ზრდის ტემპების პროგრესული მოძრაობა, რომლის დროსაც გარემოზე ზეწოლა კომპენსირდება მისი თვისებების აღდგენით. ნოოსფერული გარდაქმნები კაცობრიობისგან მოითხოვს რაციონალური აზროვნების უნარს, მეცნიერულ განჭვრეტას და ეკოლოგიის, ეკონომიკისა და პოლიტიკის ერთიანობას.

თვითტესტის კითხვები

1. რა არის ბიოსფერო?

2. როგორია ბიოსფეროს აგებულება?

3. დაასახელეთ ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან ბიოსფეროს.

4. როგორ დგინდება ცხოვრების საზღვრები?

5. რა თვისებები აქვს ცოცხალ მატერიას?

6. დაასახელეთ ბიოსფეროში ცოცხალი ნივთიერების კონცენტრაციის ფორმები.

7. როგორია ბიოსფეროს კოსმიური როლი?

8. რა არის ბიოგეოცენოზი?

9. დაასახელეთ ბიოგეოცენოზის ორგანიზმების ჯგუფები, გაერთიანებული ტროფიკული რგოლებით.

10. რა არის კოევოლუცია?

საგანმანათლებლო მიზნები:გააცნოს სტუდენტებს კონცეფცია "ბიოსფერო", როგორც დედამიწის გიგანტური ეკოლოგიური სისტემა, განიხილოს ბიოსფეროს სტრუქტურა, დაადგინოს მისი ფუნქციები, ხაზი გაუსვას ბიოსფეროს საზღვრებს, ცოცხალი მატერიის როლს ბიოსფეროში.

განმავითარებელი ამოცანები: გააგრძელეთ ბიოსფეროს ძირითადი კომპონენტების იდენტიფიცირების უნარ-ჩვევების გამომუშავება, ბიოსფეროს კომპონენტებს შორის კავშირის დამყარებისა და დასკვნების გამოტანის უნარი.

საგანმანათლებლო მიზნები: გააგრძელოს პატრიოტული განათლება V.I.-ს ცხოვრებისა და მოღვაწეობის მაგალითის გამოყენებით. ვერნადსკიმ, მოსწავლეებში ჩაუნერგოს ბუნებისადმი მზრუნველი დამოკიდებულება, გამოავლინოს ჩვენი ქვეყნის მთავრობის საქმიანობა ბუნებრივი გარემოს დასაცავად.

აღჭურვილობა: V.I.-ს პორტრეტი. ვერნადსკი, ცხრილი "ბიოსფეროს სტრუქტურა", რუკა "დედამიწის ფაუნა".

გაკვეთილების დროს

1. საორგანიზაციო მომენტი.

მისალმებები;

სამუშაოსთვის მომზადება;

სტუდენტების ხელმისაწვდომობა.

2. სასწავლო აქტივობების მოტივაცია.

თემის მესიჯი, გაკვეთილის მიზანი.

ორგანიზმისა და გარემოს ურთიერთობა ყოველთვის მეცნიერულ ინტერესს იწვევდა და დღესაც აქტუალურია ჩვენს დროში.

3. ახლის სწავლა.

თემა: ბიოსფეროს სტრუქტურა.

1. ბიოსფერო, მისი შემადგენლობა.

2. ბიოსფეროს სტრუქტურა.

3. ბიოსფეროს საზღვრები.

4. ცოცხალი მატერიის როლი.

5. საშინაო დავალების შეტყობინება.

6. გაკვეთილის შეჯამება.

შეაფასეთ მიზნების მიღწევის ხარისხი.

შეაფასეთ მოსწავლეთა ნამუშევარი.

7. შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია. ტესტირება.

გაკვეთილების დროს

1. ყოველი ცოცხალი ორგანიზმი მის სხეულში გამავალი მატერიისა და ენერგიის ნაკადებით არის დაკავშირებული თავის გარემოსთან. მატერიისა და ენერგიის მოხმარებითა და განთავისუფლებით, ცოცხალი ორგანიზმები გავლენას ახდენენ მათ გარემოზე. თითოეული ცალკეული არსების ცხოვრებისეული აქტივობის შედეგები შეიძლება იყოს მცირე და შეუმჩნეველი. მაგრამ ისინი ყველა ერთად ერწყმის ძლიერ ძალას, რომელიც გარდაქმნის დედამიწის ზედაპირს. იდეა, რომ ჩვენს პლანეტაზე ცოცხალი არსებები ურთიერთქმედებენ გარე გარემოსთან და ცვლიან მას, დიდი ხნის წინ გაჩნდა ბუნებრივ მოვლენებზე დაკვირვების საფუძველზე.

თავად ტერმინი "ბიოსფერო"შემოთავაზებული 1875 წელს ავსტრიელი გეოლოგის ედვარდ სუესის მიერ, რომელმაც შეისწავლა პლანეტა დედამიწის გეოლოგიური ჭურვები. თუმცა, მას არ განუვითარებია იდეები ბიოსფეროს შესახებ და არ მისცა ტერმინის დასაბუთება.

ბიოსფეროს დოქტრინა შექმნა რუსმა მეცნიერმა გეოქიმიკოსმა, ფილოსოფოსმა, მინერალოგი ვლადიმერ ივანოვიჩ ვერნადსკიმ (1863-1945).

სტუდენტის შეტყობინება „ბიოგრაფიული ინფორმაცია V.I. ვერნადსკი“.

V.I. ვერნადსკიმ დაწერა მრავალი წიგნი. პირველი წიგნი ფრანგულ ენაზე გეოქიმია 1927 წელს გამოიცა. ჩვენს ქვეყანაში წიგნი "ბიოსფერო" გამოიცა ლენინგრადში 1926 წელს. 1927 წელს V.I. ვერნადსკიმ გახსნა ლაბორატორია ბიოგეოქიმიური პროცესების შესასწავლად.

1949 წელს მიენიჭა I ხარისხის სახელმწიფო პრემია ბიოქიმიური პროცესების შესწავლის დარგში.

გახსოვთ როდის გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე? (3-5 მილიარდი წლის წინ).

რა გეოგრაფიული კონვერტები ქმნიან ბიოსფეროს?

რა არის სიცოცხლის გავრცელების შემზღუდველი ფაქტორი?

(სახელმძღვანელო ნახატთან მუშაობა 217 გვერდზე).

(შემზღუდავი ფაქტორია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის პირობების არსებობის შესაძლებლობა).

განსაზღვრეთ „ბიოგეოცენოზის“ ცნება. (სხვადასხვა სახეობის პოპულაციების ერთობლიობა, რომლებიც ბინადრობენ გარკვეულ ტერიტორიაზე და არაორგანული კომპონენტები, რომლებშიც შეიძლება შენარჩუნდეს ნივთიერებების მიმოქცევა).

რა სტრუქტურული კომპონენტები ქმნიან ბიოგეოცენოზს? (მწარმოებლები, მომხმარებლები, დამშლელები).

რა თვისებები აქვთ ბიოგეოცენოზებს? (მთლიანობა, სტაბილურობა, თვითრეგულირება).

შეადარეთ ორი ცნება "ბიოგეოცენოზი" და "ბიოსფერო". რა დასკვნის გაკეთება შეიძლება?

დასკვნა: ბიოსფერო არის გიგანტური ბიოგეოცენოზი, რომელიც არსებობს მისი ყველა სტრუქტურული კომპონენტის მჭიდრო ურთიერთკავშირის გამო და არის ინტეგრალური და სტაბილური სისტემა, რომელმაც გაიარა ისტორიული განვითარების გრძელი გზა.

რა არის ბიოსფეროს საზღვრები? აჩვენე მაგიდაზე. ეს არის 20-40 კმ. შეადარეთ ბიოსფეროს სისქე დედამიწის დიამეტრს - 14 ათასი კმ, ეს არის თხელი ფილმი.

განსაზღვრეთ შემზღუდველი ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ ბიოსფეროში სიცოცხლის საზღვრებს: ბიოსფეროს ზედა ზღვარი შეზღუდულია ულტრაიისფერი სხივების ინტენსიური კონცენტრაციით; ქვედა განპირობებულია დედამიწის შიდა მაღალი ტემპერატურით (100 გრადუსზე მეტი). 20 კმ სიმაღლეზე გვხვდება ბაქტერიული სპორები, ხოლო 3 კმ სიღრმეზე ანაერობული ბაქტერიები წყლებში.

ატმოსფეროს რომელ ნაწილშია კონცენტრირებული სიცოცხლე? - ტროპოსფეროში და ქვედა სტრატოსფეროში.

ჰიდროსფეროს რომელ ნაწილშია კონცენტრირებული სიცოცხლე? – აღწევს მსოფლიო ოკეანის მთელ სიღრმეში 10-11 კმ სიღრმეზე.

ლითოსფეროს რომელ ნაწილშია კონცენტრირებული სიცოცხლე? – აღწევს 3 – ზოგჯერ 7 კმ სიღრმემდე.

ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც გარდაქმნიან მზის ენერგიას, წარმოადგენენ ძლიერ ძალას, რომელიც გავლენას ახდენს გეოლოგიურ პროცესებზე. ბიოსფეროს, როგორც დედამიწის გარსის სპეციფიკური მახასიათებელია მასში არსებული ნივთიერებების ციკლი, რომელიც რეგულირდება ცოცხალი ორგანიზმების აქტივობით. ვინაიდან ბიოსფერო ენერგიას გარედან – მზიდან იღებს, მას ე.წ ღია სისტემა.

ბიოსფერო მოიცავს:

1)ცოცხალი მატერია– „პლანეტაზე არსებული ყველა ცოცხალი ორგანიზმის მთლიანობა, რომელიც რიცხობრივად გამოიხატება ელემენტარულ ქიმიურ შემადგენლობაში, წონაში, ენერგიაში“ (ვ.ი. ვერნადსკის მიხედვით).

ეს ნივთიერება გეოქიმიურად უკიდურესად აქტიურია, რადგან დაკავშირებულია გარემოსთან ატომების ბიოგენური ნაკადით სუნთქვის, კვების და გამრავლების პროცესების დროს. ამ ნაკადის წყალობით, თითქმის ყველა ქიმიური ელემენტი გადის ტრანსფორმაციების საერთო ჯაჭვის ბიოგეოქიმიურ რგოლში. ამრიგად, ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობა ღრმა და ძლიერი გეოლოგიური პროცესია პლანეტარულიპერსონაჟი. ქიმიური ელემენტების მიგრაცია ორგანიზმიდან გარემოში და უკან ერთი წამითაც არ ჩერდება. ეს მიგრაცია შეუძლებელი იქნებოდა, ორგანიზმების ელემენტარული ქიმიური შემადგენლობა რომ არ ყოფილიყო დედამიწის ქერქის ქიმიურ შემადგენლობასთან ახლოს.

V.I. ვერნადსკი წერდა: ”ორგანიზმი ეხება გარემოს, რომელსაც ის არა მხოლოდ ადაპტირებულია, არამედ ადაპტირებულია მასზე”.

მწვანე ქლოროფილის შემცველი მცენარეების წყალობით ხდება ფოტოსინთეზის პროცესი; ბიოსფეროში იქმნება რთული სტრუქტურის მოლეკულები, მათში შემავალი ენერგიის დიდი რეზერვებით. ცოცხალი მატერიის გარეშე, მზის სხივების მუშაობა შემცირდება მხოლოდ აირისებრი, თხევადი და მყარი სხეულების პლანეტის ზედაპირზე გადაადგილებაზე და მათ დროებით გაცხელებაზე. ცოცხალი მატერიაიქცევა როგორც ბატარეადა უნიკალური ტრანსფორმატორიშეკრული მზის ენერგია. მზის ენერგიის აღება ძირითადად მცენარეული სამყაროს მიერ ხდება. მაგრამ შიგნით შეკავებადა ტრანსფორმაციამთელი ცოცხალი მატერია მონაწილეობს მის გადატანაში დედამიწის ზედაპირის გასწვრივ, ასევე მის გადატანაში პლანეტის გარედან ღრმა ფენებში. ეს პროცესი ხორციელდება ორგანიზმების გამრავლებისა და შემდგომი ზრდის გზით. რეპროდუქციის მაჩვენებელიმათი (V.I. ვერნადსკის მიხედვით) "არის ბიოსფეროში გეოქიმიური ენერგიის გადაცემის სიჩქარე". ელემენტარული და სტრუქტურული ერთეულიბიოსფერო არის ბიოგეოცენოზი. ცოცხალი მატერია ასრულებს შემდეგ ბიოგეოქიმიურ ფუნქციებს ბიოსფეროში:

ენერგია;

გაზი;

რედოქსი;

კონცენტრაცია.

კონცენტრატორი მცენარეები - ჯიში და ცხენის კუდი - ქსოვილებში სილიციუმის დაგროვება, კომბოსტო და მჟავე - იოდის და კალციუმის წყაროები.

ცხოველთა კონცენტრატორები - ოკეანის თევზის ჩონჩხსა და კუნთებში - კალციუმი და ფოსფორი; მოლუსკის ჭურვი შეიცავს კალციუმს. შემნახველი ორგანიზმები დიდი ხნით აჩერებენ რიგი ელემენტების მიგრაციას, აშორებენ მათ ცირკულაციის ციკლიდან და ამცირებენ ცოცხალ ნივთიერებას.

დასკვნა: დედამიწაზე მცხოვრები ცოცხალი ორგანიზმები წარმოადგენენ მზის სხივების ენერგიის გეოქიმიური პროცესების ენერგიად გადაქცევის რთულ სისტემას.

ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც არეგულირებენ ნივთიერებების ციკლს, ემსახურებიან როგორც ძლიერ ფაქტორს, რომელიც გარდაქმნის ჩვენი პლანეტის ზედაპირს.

2) ნუტრიენტი– იქმნება ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის პროცესში (ბუნებრივი აირი, ნავთობი, საპროპელი, ქვანახშირი და ყავისფერი ქვანახშირი, ტორფი, ცარცი, კირქვა, ნავთობის ფიქალი, რკინისა და მანგანუმის მადნები).

3)ინერტული ნივთიერება- წარმოიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების მონაწილეობის გარეშე (დედამიწის ქერქის მოძრაობის შედეგები, ვულკანების აქტივობა, მეტეორიტები).

4) ბიოინერტული ნივთიერება– ეს არის ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობისა და არაბიოლოგიური პროცესების (ნიადაგის) ერთობლივი შედეგი.

მიუხედავად იმისა, რომ ბიოსფეროს საზღვრები საკმაოდ ვიწროა, მათში ცოცხალი ორგანიზმები ძალიან არათანაბრად არის განაწილებული. მაღალ სიმაღლეებზე და ჰიდროსფეროსა და ლითოსფეროს სიღრმეებში ორგანიზმები შედარებით იშვიათია. სიცოცხლე ძირითადად კონცენტრირებულია დედამიწის ზედაპირზე, ნიადაგში და ოკეანის ზედაპირულ ფენაში.

ცოცხალი ორგანიზმების ბიომასა სუშიწარმოდგენილია 99,2% მწვანე მცენარეებით, ხოლო 0,8% ცხოველებითა და მიკროორგანიზმებით. ბიომასა ოკეანისასეთია: მცენარეების წილი 6,3%, ცხოველების წილი 93,7%. ბიომასის რაოდენობა მთელ პლანეტაზე შეადგენს 3 – 1012 ტონას, მცენარეები 95%-ს შეადგენს, ცხოველები კი 5%-ს. ზოგადად, ბიომასა მთელი ბიოსფეროს მასის მხოლოდ 0,01%-ს შეადგენს.

წონით, ცოცხალი ნივთიერების წილი არის ინერტული ნივთიერების მასის 0,01 - 0,02%.

სახელმძღვანელოსთან მუშაობა: წაიკითხეთ ტექსტი 219 გვერდზე. უპასუხეთ კითხვას: რა წვლილი შეაქვს მცენარეებს ბიომასაში და რა წვლილი შეაქვს ცხოველებს?

ჩამოთვალეთ ცოცხალი მატერიის ორგანიზების დონეები და მიეცით მათ მოკლე აღწერა. ორგანიზაციის დონეები: მოლეკულური, უჯრედული, ქსოვილოვანი, ორგანო, ორგანიზმი, პოპულაცია-სახეობა, ბიოგენოცენური, ბიოსფერო.

5. გაკვეთილის შეჯამება, პასუხების შეფასება.

ბიოსფეროს დოქტრინა კაცობრიობის მნიშვნელოვანი მიღწევაა. პირველად ცოცხალი ბუნება მთლიანობაში იქნა აღებული და განიხილება მისი მთლიანი ღირებულებისა და გარემოზე ზემოქმედების პერსპექტივიდან. ბიოსფერო არის ზოგადი პლანეტარული გარსი, რომლის შემადგენლობა, სტრუქტურა და ენერგია განისაზღვრება ცოცხალი მატერიის წარსული და აწმყო საქმიანობით. ბიოსფეროს ცოცხალი მატერია, რომელიც ასრულებს გეოქიმიურ ფუნქციებს (გაზი, კონცენტრაცია, ენერგია, რედოქსი), ქმნის და ინარჩუნებს ბიოსფეროს კომპონენტებს.

6. კონსოლიდაცია.

შეარჩიეთ შემოთავაზებული გადაწყვეტილებებიდან ის, რაც სწორად მიგაჩნიათ:

1. ბიოსფერო არის ყველა ბიოგეოცენოზის მთლიანობა.
2. ბიოსფერო ღია სისტემაა.
3. ბიოსფეროში ცოცხალი მატერია ასრულებს ბიოგეოქიმიურ და კონცენტრაციის ფუნქციებს.
4. დედამიწაზე სიცოცხლის ორგანიზების უმაღლესი დონე ბიოგეოცენოტიკურია.
5. ცოცხალი არსებების ჰაბიტატის ქვედა საზღვარი მდებარეობს ლითოსფეროში 2-3 კმ სიღრმეზე.
6. ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც არეგულირებენ ნივთიერებების ციკლს, ემსახურებიან როგორც ძლიერ გეოლოგიურ ფაქტორს, რომელიც გარდაქმნის ჩვენი პლანეტის ზედაპირს.
7. ატმოსფეროში მთელი ჟანგბადი იქმნება ავტოტროფული ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის შედეგად.

მეორადი წიგნები

1. ს.გ.მამონტოვი, ვ.ბ.ზახაროვი. ზოგადი ბიოლოგია. სახელმძღვანელო საშუალო სპეციალიზებული საგანმანათლებლო დაწესებულებებისათვის. – მ., უმაღლესი სკოლა, 1986 წ., გვ.224-227.
2. ს.გ.მამონტოვი, ვ.ბ.ზახაროვი, ნ.ი.სონინი. ბიოლოგია. ზოგადი ნიმუშები. მე-9 კლასი. სახელმძღვანელო ზოგადი განათლებისთვის ინსტიტუტები - M., Bustard, 2003, გვ.216-221.
3. ნიგენ გრინი, უილფ სტაუტი, დენი და ტეილორი. ბიოლოგია სამ ტომად, რედაქტორი R. Soper. გამომცემლობა „მირ“, 1993, ტომი 2, გვ.79-81.
4. ვ.ნ.გუტინა. კიდევ ერთხელ V.I. ვერნადსკის სწავლებების შესახებ. ბიოლოგია სკოლაში. 1997, No3, გვ.13-16.
5. V.S. ჩესნოკოვი. ვლადიმერ ივანოვიჩ ვერნადსკი. ბიოლოგია სკოლაში. 2004, No3, გვ.19-22.

ბიოსფერო,აკადემიკოს ვ.ი.-ს სწავლებით. ვერნადსკი არის დედამიწის გარე გარსი, ყველა ცოცხალი მატერიის ჩათვლით და მისი გავრცელების არეალი (ჰაბიტატი). ბიოსფეროს ზედა ზღვარი არის ატმოსფეროში 20-25 კმ სიმაღლეზე არსებული ოზონის დამცავი შრე, რომლის ზემოთაც სიცოცხლე შეუძლებელია ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედების გამო. ბიოსფეროს ქვედა საზღვარი არის: ლითოსფერო 3-5 კმ სიღრმეზე და ჰიდროსფერო 11-12 კმ სიღრმეზე. (ნახ. 1.3).

ბიოსფეროს კომპონენტები: ატმოსფერო, ჰიდროსფერო, ლითოსფერო - ასრულებენ ყველაზე მნიშვნელოვან ფუნქციებს დედამიწაზე სიცოცხლის უზრუნველსაყოფად.

ბიოსფერო წარმოიშვა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ და გაიარა ევოლუციური განვითარების რამდენიმე ეტაპი: ორგანული ნივთიერების საწყისი ციკლიდან ბიოლოგიურ ციკლამდე - მატერიისა და ენერგიის უწყვეტი გაცვლა ცოცხალ ორგანიზმებსა და გარემოს შორის ორგანიზმების სიცოცხლის განმავლობაში და შემდეგ. მათი სიკვდილი.

ბიოსფეროს ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტებია:

ცოცხალი ნივთიერებები (მცენარეები, ცხოველები, მიკროორგანიზმები);

ორგანული წარმოშობის ბიოგენური ნივთიერება (ქვანახშირი, ტორფი, ნიადაგის ნეშომპალა, ზეთი, ცარცი, კირქვა და სხვ.);

ინერტული ნივთიერებები (არაორგანული წარმოშობის ქანები);

ბიოინერტული ნივთიერება (ცოცხალი ორგანიზმების მიერ ქანების დაშლისა და დამუშავების პროდუქტები).

ვ.ი. ვერნადსკი, ცოცხალი მატერია არის ბიოსფეროს თავისუფალი ენერგიის მატარებელი და დაკავშირებულია არაცოცხალ მატერიასთან ატომების ბიოგენური მიგრაციით. დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების მშრალი ნივთიერების ბიომასა, მათ შორის დაახლოებით 500 ათასი სახეობის მცენარე და 1,5 მილიონი სახეობის ცხოველი, უკიდურესად დიდია და შეადგენს დაახლოებით 2,4232 * 10 12 ტონას. დედამიწაზე ცოცხალი ნივთიერების წლიური ზრდა დაახლოებით 8,8-ია. * 10 11 ტონა.ამ ცოცხალ ორგანიზმებში გაიარა ლითოსფეროს ზედა ნაწილის, ატმოსფეროსა და ჰიდროსფეროს ელემენტების დიდი რაოდენობა.

ორგანიზმებს შორის ურთიერთობისას მნიშვნელოვანია საკვები— ტროფიკული ფაქტორი(ბერძნულიდან ტროფი- საკვები). პირველადი ორგანული ნივთიერებები იქმნება მწვანე მცენარეებით (პროდიუსერები -მწარმოებლები) მზის ენერგიის გამოყენებით. ისინი მოიხმარენ ნახშირორჟანგს, წყალს, მარილებს და გამოყოფენ ჟანგბადს.

მომხმარებლები (მომხმარებლები)შეიძლება დაიყოს ორ წესრიგად:

I - ორგანიზმები, რომლებიც იკვებებიან მცენარეული საკვებით;

II - ორგანიზმები, რომლებიც იკვებებიან ცხოველური საკვებით.

დამშლელები(შემცირების აგენტები) - ორგანიზმები, რომლებიც იკვებებიან დაშლის ორგანიზმებით, ბაქტერიებითა და სოკოებით. აქ განსაკუთრებით დიდია მიკროორგანიზმების როლი, რომლებიც მთლიანად ანადგურებენ ორგანულ ნარჩენებს და გარდაქმნიან მათ საბოლოო პროდუქტებად (მინერალური მარილები, ნახშირორჟანგი, წყალი, მარტივი ორგანული ნივთიერებები), რომლებიც შედიან ნიადაგში და ხელახლა მოიხმარენ მცენარეებს.

ყველა ცხოველი და მცენარე შერჩევითია საკვების შემადგენლობაში, გარკვეული მინერალური ელემენტების საჭიროებიდან გამომდინარე. ცხოველები და მცენარეები აუცილებელი გარემო ფაქტორებია სხვა ცხოველებთან და მცენარეებთან მიმართებაში; ისინი ურთიერთსაჭიროა.

ნებისმიერი ორგანიზმი ადაპტირებულია არსებობისთვის გარემო პირობების ცვლილების საკმაოდ ვიწრო საზღვრებში, ხოლო გარემოს პარამეტრების გასვლა დადგენილ საზღვრებს მიღმა იწვევს მოცემული სახეობის სასიცოცხლო აქტივობის ჩახშობას ან მის სიკვდილს. ორგანიზმის (ტერიტორიის) გავრცელების საზღვრები განისაზღვრება მოცემული ორგანიზმის აუცილებელი მოთხოვნების გარემოს პირობების (ფაქტორების) დაცვით. თითოეულ სახეობას იკავებს ადგილი, რომელიც განისაზღვრება მისი მოთხოვნებით ტერიტორიის, საკვების, გამრავლებისა და სხეულის სხვა ფუნქციების მიმართ. გარემოსდაცვითი პარამეტრების ეს ნაკრები სახეობის ჰაბიტატისთვის, ადგილი, რომელსაც იგი იკავებს ბიოსფეროში, ე.წ. ეკოლოგიური ნიშა.ეკოლოგიურ ნიშაში ყველა ფაქტორი ურთიერთდაკავშირებულია: ერთ-ერთი მათგანის ცვლილება იწვევს სხვების ცვლილებას.

ცოცხალი ორგანიზმების გარემო ფაქტორებთან ადაპტაციის უნარი ხასიათდება ეკოლოგიური ვალენტობა,ან პლასტიურობა.

ცოცხალი ორგანიზმები მუდმივ ურთიერთქმედებაში იმყოფებიან გარემოსთან, რომელიც შედგება მრავალი ფენომენისგან, პირობებისგან, ელემენტებისაგან, რომლებიც იცვლება დროსა და სივრცეში, ე.წ. გარემო გარემო ფაქტორები.ეს არის ნებისმიერი გარემო პირობები, რომლებსაც აქვთ გრძელვადიანი ან მოკლევადიანი გავლენა ცოცხალ ორგანიზმებზე, რომლებიც რეაგირებენ ამ გავლენებზე ადაპტაციური რეაქციებით. ისინი იყოფა აბიოტიკური(უსიცოცხლო ბუნების ფაქტორები) და ბიოტიკური(ცოცხალი ბუნების ფაქტორები). წარმოდგენილია გარემოსდაცვითი გარემო ფაქტორების კლასიფიკაციის ამჟამად მიღებული ვერსია მაგიდა 1.2.

ძირითადი აბიოტური ფაქტორების მახასიათებლები, რომლებიც გასათვალისწინებელია არქიტექტურული ძეგლების აღდგენისას, მოცემულია დანართი 1.1.ეს არის ატმოსფეროს შემადგენლობა; 12-ბალიანი სეისმური შკალის წერტილების შეფარდება მიწისძვრების სიდიდესთან; სეისმური მასშტაბი; ქარის ძალის მასშტაბი.

ბიოტიკური გარემო ფაქტორები განსაზღვრავენ ორგანიზმებს შორის ურთიერთობას. ამ ფაქტორებს ამ შემთხვევაში ტროფიკულს უწოდებენ, ე.ი. საკვები.

გარემო ფაქტორები ახლად მიღებული ქიმიკატების, რომლებიც ბუნებაში არ არსებობს და ადამიანის მიერ შექმნილი ადამიანის მიერ შექმნილი კომპონენტების გავლენით, დიდად იცვლება. ჩნდება დამაბინძურებლები, რაც იწვევს ბუნებრივ გარემოში საპროფიტული (ეკოსისტემაში ბალანსის შენარჩუნება) ურთიერთქმედების დარღვევას. ამას ხშირად თან ახლავს ცხოველებისა და მცენარეების სიკვდილი, იწვევს ფუნქციების დარღვევას, ყველა ცოცხალი არსების სიკვდილს და დედამიწის გაუდაბნოებას. მიკრობიოტაში დომინანტური სახეობებია პათოგენური მიკროორგანიზმები, რომლებიც შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ბიოლოგიური დამაბინძურებლები. ატმოსფეროს შემადგენლობა იცვლება უარყოფითად და იზრდება მიწისქვეშა და მიწისქვეშა წყლების აგრესიულობა. პლანეტა განიცდის დათბობას, ოზონის შრის დაშლას და მჟავე წვიმა სულ უფრო ხშირია.

ყველა ეს ფაქტორი გავლენას ახდენს არა მხოლოდ ცოცხალ ორგანიზმებზე (მათ შორის ადამიანებზე), არამედ ძეგლებზეც და თუნდაც ერთი მათგანის გათვალისწინებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს რესტავრაციის ხარისხზე და მონუმენტის სიკვდილამდეც კი გამოიწვიოს.

ბუნებაში ცოცხალი ორგანიზმები ფორმაში არსებობენ პოპულაციები -მოცემული სახეობის ინდივიდების ისტორიულად განვითარებული ბუნებრივი პოპულაციები, რომლებიც დაკავშირებულია გარკვეული ტერიტორიის ან სხვა ჰაბიტატის (ბიოტოპის) პირობებში ურთიერთობებითა და ადაპტაციით. ბუნებრივ პირობებში მოსახლეობის რაოდენობა და სიმჭიდროვე შემთხვევითი არ არის, ისინი განისაზღვრება გარემო ფაქტორების მარეგულირებელი (მარეგულირებელი) ფაქტორებით. გარემოს უნარი, ხელი შეუწყოს ორგანიზმის ან მოსახლეობის ნორმალურ ფუნქციონირებას, ეწოდება ეკოსის ტევადობაღეროები.

ეკოლოგიური სისტემა (ეკოსისტემა)არის ურთიერთდაკავშირებული და ურთიერთდამოკიდებული სხვადასხვა ტიპის ერთად მცხოვრები ორგანიზმების ერთობლიობა და მათი არსებობის პირობები. დაკავშირებულია ეკოსისტემაში ბიოცენოზი(ცოცხალი ორგანიზმების საზოგადოება ერთად) და ბიოტოპი(ჰაბიტატი). ჩამოთვლილია დედამიწის ბუნებრივი ეკოსისტემების ძირითადი ტიპები ბრინჯი. 1.4.

აკადემიკოსი ვ.ნ. სუკაჩოვმა შემოგვთავაზა კონცეფცია ბიოგეოცენოზი(ბერძნულიდან ბიოსი- სიცოცხლე, გაია -Დედამიწა, ცენოზი -ზოგადი) არის ცოცხალი ორგანიზმებისა და მათი მიმდებარე აბიოტიკური გარემოს ბუნებრივი სისტემა, რომელიც დაკავშირებულია ნივთიერებების, ენერგიისა და ინფორმაციის გაცვლით. ახლა ტერმინები "ეკოსისტემა" და "ბიოგეოცენოზი" თითქმის სინონიმად ითვლება.

ბიოგეოცენოზი მოიცავს:

მცენარეული კომპონენტი (ფიტოცენოზი);

ცხოველური კომპონენტი (ზოოცენოზი);

მიკროორგანიზმები (მიკრობიოცენოზი);

ნიადაგი და ნიადაგი-მიწისქვეშა წყლები მცენარეულ, ცხოველურ კომპონენტებთან და ედაფოტოპის წარმომქმნელ მიკროორგანიზმებთან ურთიერთქმედებისას;

ატმოსფერო, რომელიც სხვა კომპონენტებთან ურთიერთქმედებით ქმნის კლიმატს;

უსულო ბუნება, რომელიც ინერტული ნივთიერებაა, არის ეკოტოპი.

ამრიგად, ბიოგეოცენოზი არის ბიოსფეროს სივრცით იზოლირებული, განუყოფელი ელემენტარული ერთეული, რომლის ყველა კომპონენტი ერთმანეთთან მჭიდროდ არის დაკავშირებული. ბიოგეოცენოზის ძირითადი კომპონენტებია ორგანიზმების სამი ჯგუფი - მცენარეები, ცხოველები და მიკრობები, რომელთა დახმარებით ნივთიერებები გადადიან ერთი კომპონენტიდან მეორეზე, რაც ასახავს ცნობილ ზოგად ნიმუშს. ნივთიერებების ციკლი ბუნებაში.

ბიოგეოცენოზის ეკოლოგიური კომპონენტები(ან ლანდშაფტი, ან გარემოს შემქმნელი კომპონენტები) ეკოლოგიაში განიხილება ეკოლოგიური სისტემების ძირითად მატერიალურ და ენერგეტიკულ კომპონენტებად. მათ, ნ.ფ. რეიმერსი (სურათი 1.5.),მოიცავს: ენერგიას, აირის შემადგენლობას (ატმოსფერო), წყალს (თხევადი კომპონენტი), ნიადაგის სუბსტრატს, ავტოტროფულ მწარმოებლებს (მცენარეებს) და ჰეტეროტროფულ ორგანიზმებს (მომხმარებლები და დამშლელები). დღეს გარემოსდაცვითი კომპონენტების ამ სიას ემატება ინფორმაცია.

ამავდროულად, გარემოს ყველა კომპონენტი არის ბუნებრივი რესურსი, რომლის ხარისხი განსაზღვრავს ადამიანის ცხოვრების ხარისხს და მათ შორის ურთიერთქმედების ანთროპოგენურმა დარღვევამ შეიძლება შეამციროს ეს ხარისხი.

რეალურ ეკოსისტემებში ციკლი ჩვეულებრივ ღიაა, რადგან ზოგიერთი ნივთიერება ტოვებს ეკოსისტემას, ზოგი კი გარედან მოდის. მაგრამ ზოგადად, ბუნებაში ციკლის პრინციპი იგივე რჩება. უფრო მარტივი ეკოსისტემები გაერთიანებულია საერთო პლანეტურ ეკოსისტემაში (ბიოსფერო), რომელშიც ნივთიერებების ციკლი სრულად ვლინდება - დედამიწაზე სიცოცხლე წარმოიშვა მილიარდობით წლის წინ და რომ არ ყოფილიყო სიცოცხლისთვის აუცილებელი ნივთიერებების დახურული ნაკადი, მათი რეზერვები იქნებოდა. დიდი ხნის წინ ამოწურა და სიცოცხლე შეწყდებოდა.

ადამიანის ჩარევა უარყოფითად მოქმედებს სისხლის მიმოქცევის პროცესებზე. მაგალითად, დაბინძურების შედეგად მცენარეების მიერ ტყის გაჩეხვა ან ნივთიერებების ათვისების პროცესების დარღვევა იწვევს ნახშირბადის ასიმილაციის ინტენსივობის შემცირებას. წყალში ორგანული ელემენტების სიჭარბე, რომელიც წარმოიქმნება სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გავლენის ქვეშ, იწვევს რეზერვუარების გაფუჭებას და წყალში გახსნილი ჟანგბადის ჭარბ მოხმარებას, რაც გამორიცხავს აქ აერობული (ჟანგბადის მომხმარებელი) ბაქტერიების განვითარების შესაძლებლობას. წიაღისეული საწვავის წვით, სამრეწველო პროდუქტებში ატმოსფერული აზოტის დაფიქსირებით და სინთეზურ სარეცხ საშუალებებში ფოსფორის შეერთებით, ადამიანები არღვევენ ამ ელემენტების ციკლს.

ბუნებაში ნივთიერებების მიმოქცევა გულისხმობს სხვადასხვა დონეზე მიმდინარე პროცესების ადგილის, დროისა და სიჩქარის ზოგად თანმიმდევრულობას - პოპულაციიდან ბიოსფერომდე. ბუნებრივი მოვლენების ამ თანმიმდევრულობას ე.წ ეკოლოგიური ბალანსი;ეს წონასწორობა არის მობილური, დინამიური.

ეკოლოგიურ სისტემაში (ადამიანის ჩარევის გარეშე) შენარჩუნებულია ბალანსი, რომელიც გამორიცხავს ტროფიკულ ჯაჭვებში გარკვეული რგოლების შეუქცევად განადგურებას. ადამიანი თავისი საქმიანობის პროცესში მუდმივად ახდენს გავლენას ეკოსისტემაზე როგორც მთლიანზე, ასევე მის ცალკეულ რგოლებზე. ეს შეიძლება გამოიხატოს ეკოსისტემაში ახალი კომპონენტების, მათ შორის დამაბინძურებლების, ან ცალკეული კომპონენტების განადგურების სახით (ცხოველების სროლა, ტყეების განადგურება და ა.შ.). ეს გავლენები ყოველთვის და არა დაუყოვნებლივ იწვევს მთელი სისტემის დაშლას და მისი სტაბილურობის დარღვევას. მაგრამ სისტემის შენარჩუნება არ ნიშნავს, რომ ის უცვლელი დარჩა. სისტემა გარდაიქმნება და ძალზე რთულია მომხდარი ცვლილებების რაოდენობისა და მიმართულების შეფასება.

ადამიანის საწარმოო საქმიანობის შედეგად ბუნებასა და საზოგადოებას შორის წარმოიშვა მეტაბოლიზმისა და ენერგიის ახალი პროცესი (ბიოლოგიური გაცვლის შენარჩუნებისას) - ანთროპოგენური გაცვლა,რაც მნიშვნელოვნად ცვლის ნივთიერებების პლანეტარული ციკლს, მკვეთრად აჩქარებს მას. ანთროპოგენური გაცვლა განსხვავდება ბიოტიკური ციკლისგან იმით, რომ ის არ არის დახურული, ის ღიაა ბუნებით. ანთროპოგენური გაცვლის შეყვანა არის ბუნებრივი რესურსები, ხოლო გამომავალი სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო ნარჩენები. ანთროპოგენური გაცვლის ეკოლოგიური არასრულყოფილება მდგომარეობს იმაში, რომ ბუნებრივი რესურსების სასარგებლო გამოყენების კოეფიციენტი, როგორც წესი, უკიდურესად დაბალია და წარმოების ნარჩენები აბინძურებს ბუნებრივ გარემოს. უფრო მეტიც, ბევრი მათგანი არ იშლება ბუნებრივ მდგომარეობამდე. ანთროპოგენური გაცვლის მასშტაბები და სიჩქარე მკვეთრად იზრდება, რაც იწვევს შესამჩნევ დაძაბულობას ბიოსფეროში.

ბიოსფეროს განვითარების ბოლო საფეხურზე ადამიანის საქმიანობა გახდა ძლიერი ძალა, შეუქცევად და მიზანმიმართულად ცვლის ბუნებრივ გარემოს. ჩამოყალიბდა ბიოტექნოსფერო -კაცობრიობის სოციალური და სამეცნიერო-ტექნიკური განვითარების შედეგი. ბუნებასა და ადამიანს შორის ურთიერთობა ხშირ შემთხვევაში გაუწონასწორებელია, რაც იწვევს გარემოს დეპრესიას (კერძოდ, არქიტექტურული და ისტორიული გარემოს განადგურებას), რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ბიოსფეროს დეგრადაცია.

მშენებლების მიერ ჩამოყალიბებულ ახალ სისტემას შეიძლება ეწოდოს ბუნებრივ-ტექნოგენური (NTS). მისი ფორმირების პროცესი, თუ ის არ არის მორგებული გარემოს კომპონენტების შესაბამისად (სხვა სიტყვებით, ეკოსისტემის განვითარების კანონების შესაბამისად), როგორც წესი, იწვევს ბუნების დარღვევას.

ურთიერთქმედება ბუნებრივ სისტემაში, ძირითადად მასში „უცხო“ კომპონენტების შეყვანის გამო, რომლებიც ეკოსისტემამ შეიძლება აღიქვას, როგორც დამაბინძურებლებს. სამშენებლო საქმიანობისას ამ ურთიერთქმედების არასაკმარისი შეფასება მიუღებელია, რადგან ეს იწვევს მშენებლობის ხარისხის დაქვეითებას და აუარესებს საცხოვრებელი გარემოს ხარისხს.

მშენებლებისა და რესტავრატორების ეკოლოგიურად არაჯანსაღი საქმიანობა ბუნებრივ ლანდშაფტსა და ეკოსისტემის საინფორმაციო კომპონენტს გამოუსწორებელ ზიანს აყენებს. როგორც Prutsyn O.I. აღნიშნავს, ნადგურდება არქიტექტურული და ისტორიული გარემო*: „ირღვევა სივრცითი კომპოზიციების სილუეტი, მთელი სტრუქტურის ჰარმონიული დაქვემდებარება და ანსამბლის ერთიანობა. ისტორიულ პერიოდში მიღწეული სილუეტი და პროპორციულობა სრულად უნდა იყოს დაცული, რადგან, კლასიკური პროპორციების წყალობით, ისინი ადვილად შერწყმულია ნებისმიერ მომავალ განვითარებასთან“.

არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ლანდშაფტი არის ყოვლისმომცველი და დროული რეალობა, რომელშიც ადამიანი არსებობდა ქალაქამდელ ხანაში. სწორედ ლანდშაფტის უნაკლო გრძნობა იყო თანდაყოლილი ადამიანებში გასულ საუკუნეებში, როდესაც შენობები ერწყმოდა ბუნებრივ გარემოს. წარსულისა და დღევანდელი არქიტექტურა წარმოადგენს ბრწყინვალე სკოლას არქიტექტურასა და ქალაქგეგმარებაში რუსეთში. უკვე მე-11 საუკუნიდან. ქალაქის ხელისუფლებამ დაავალდებულა დეველოპერები დაეცვა ურბანული დაგეგმარების წესები და კანონები, რომლებიც არეგულირებს არქიტექტურასა და ბუნებას შორის ურთიერთობას. რუსეთში XI საუკუნიდან. მოქმედებდა ბიზანტიური „საქალაქო კანონი“, რომელიც ჩაწერილი იყო მესაჭეების წიგნებში**. მის დებულებებს შორის იყო, მაგალითად, შემდეგი: „მხოლოდ მაშინ შეიძლება შენობის ჭეშმარიტად დანახვა, როცა ის კარგად მოწესრიგებულ ადგილას მდებარეობს. აშენებამდე, ყურადღებით შეამოწმეთ ტერიტორია. შეარჩიეთ ადგილი ისე, რომ შენობამ ბუნებაში ხელი არ შეუშალა“. ან ესენი: „...ვბრძანებთ, ვინც დანგრეულ ეზოს განაახლებს, მეზობელს სინათლე არ წაართვას და გარეგნობა არ მოაკლოს, ორიგინალური გამოსახულება არ შეცვალოს“; ”... ძალით ნუ გადაკეტავ მეზობლის ხედს, თუ ის პირდაპირ ხედავს ზღვას, როცა ეზოში დგას.” დღეს კი სამშენებლო და სარესტავრაციო საქმიანობაში „ბუნებრივი“ ლოგიკა ფუნდამენტური უნდა გახდეს.

ბუნების დაცვისადმი გონივრული დამოკიდებულების შემუშავების ეტაპზე უნდა მოხდეს ბიოტექნოსფეროს ეტაპობრივი ტრანსფორმაცია. ნოოსფერო -გონების სფერო, რომელიც, V.I. ვერნადსკის აზრით, გარდაუვალი და ბუნებრივი ეტაპია ბიოსფეროს განვითარებაში.

ასეთი ტრანსფორმაციის დაწყების დასტურია გაეროს მიერ მიღებული „მდგრადი განვითარების“, „მდგრადი მშენებლობის“, „მდგრადი აღდგენის“ კონცეფცია, რომელიც პირდაპირ კავშირშია „ეკოლოგიური მდგრადობის“ კონცეფციასთან. ეს უკანასკნელი გულისხმობს ეკოსისტემის უნარს შეინარჩუნოს სტრუქტურა და ფუნქციური მახასიათებლები გარე ფაქტორების ზემოქმედებისას. ხშირად „გარემოს მდგრადობა“ განიხილება, როგორც გარემოსდაცვითი სტაბილურობის სინონიმი.

ქვემოთ მოცემულია ძირითადი ცნებები და მოთხოვნები, რომლებიც დაკავშირებულია გარემოს მდგრადობის კატეგორიასთან. მათი გაგება აუცილებელია სამშენებლო და აღდგენითი საქმიანობის სფეროებში გარემოს მენეჯმენტის აქტუალური პრობლემების გადასაჭრელად, კომფორტული საცხოვრებელი გარემოს შესაქმნელად და „მდგრადი განვითარების“, „მდგრადი მშენებლობის“, „მდგრადი აღდგენის“ სფეროში საქმიანობის სტრატეგიის განსაზღვრისათვის.

* პრუცინი ო., რიმაშევსკი ბ., ბორუსევიჩ ვ.არქიტექტურული და ისტორიული გარემო. - მ.: სტროიზდატი, 1990 წ.

** ალფეროვა გ.ვ.მესაჭის წიგნი, როგორც უძველესი რუსული ქალაქგეგმარებითი ხელოვნების ყველაზე ღირებული წყარო // ბიზანტიური დროებითი წიგნი, 1973. - T. 35.