Діяльність живих організмів у біосфері. Рослинні ресурси, кількісна та якісна характеристика

Питання 1. У чому вплив живих організмів на біосферу?

Живі істоти сприяють перенесенню та кругообігу речовин у природі. Завдяки діяльності фотосинтетиків у атмосфері знизилася кількість вуглекислого газу, з'явився кисень та сформувався захисний озоновий шар. Діяльність живих організмів визначає склад та структуру ґрунту (переробка редуцентами органічних залишків), оберігає його від ерозії. Значною мірою тварини та рослини визначають також вміст різних речовин у гідросфері (особливо у невеликих за розміром водоймах). Деякі організми здатні вибірково поглинати та накопичувати певні хімічні елементи – кремній, кальцій, йод, сірку тощо. д. Результатом активності живих істот є відкладення вапняків, залізних та марганцевих руд, запасів нафти, вугілля, газу.

Питання 2. Розкажіть про кругообіг води в природі.

Кругообіг води має велике значення для існування біосфери. Вода випаровується насамперед із поверхні океанів. Далі вона як водяна пара частково переноситься вітрами і випадає у вигляді опадів над сушею. Назад в океан вода повертається через річки та ґрунтові води.

У кругообігу води беруть участь і живі істоти. Рослини поглинають велику кількість води з ґрунту та випаровують її з поверхні листя. У екваторіальних лісах подібне випаровування вологи значно пом'якшує клімат. У північних лісах відносно слабо випаровують воду хвойні дерева (особливо ялини), і мохи, що ростуть під ними, можуть сприяти перезволоженню та заболочуванню ґрунту.

Запитання 3. Які організми поглинають діоксид вуглецю з атмосфери?

Діоксид вуглецю з атмосфери поглинають фотосинтезуючі організми, які засвоюють його та запасають у вигляді органічних сполук (насамперед глюкози). Крім того, частина атмосферного вуглекислого газу розчиняється у воді морів та океанів, а потім у формі іонів вугільної кислоти може захоплюватися тваринами – молюсками, коралами, губками, що використовують карбонати для побудови раковин та скелетів. Результатом їхньої активності може бути утворення осадових порід (вапняків, крейди та ін.).

Запитання 4. Опишіть шлях повернення зв'язаного вуглецю в атмосферу.

У процесі дихання тварини, рослини та мікроорганізми окислюють органічні речовини до діоксиду вуглецю та виділяють його в атмосферу. Крім цього, поверненню вуглецю в атмосферу сприяє діяльність людини. Щорічно у повітря викидається близько 5 млрд т вуглецю внаслідок спалювання викопного палива та до 2 млрд. т. – при переробці деревини. Повернення вуглецю в атмосферу з гірських осадових порід залежить від вулканічної діяльності та геохімічних процесів.

Питання 5. Які чинники, крім діяльності живих організмів, впливають стан нашої планети?

Окрім діяльності живих організмів на стан нашої планети впливають абіотичні фактори: рух літосферних плит, вулканічна активність, річки та морський прибій, кліматичні явища, посухи, повені та інші природні процеси. Деякі їх діють дуже повільно; інші ж здатні практично миттєво змінити стан великої кількості екосистем (масштабне виверження вулкана; сильний землетрус, що супроводжується цунамі; лісові пожежі; падіння великого метеориту).

Запитання 6. Хто вперше ввів у науку термін "ноосфера"?

Ноосфера (від грец. noos - розум) - це поняття, що означає сферу взаємодії природи та людини; це еволюційно новий стан біосфери, у якому розумна діяльність людини стає вирішальним чинником розвитку. Вперше термін "ноосфера" у 1927 р. ввели в науку французькі вчені Едуард Лepya (1870-1954) та П'єр Тейяр де Шарден (1881-1955).

Основну увагу у вченні про біосферу В. І. Вернадський приділяв ролі живої речовини. Вчений писав: «Живі організми є функцією біосфери і тісно матеріально і енергетично з нею пов'язані, є величезної геологічної силою, її визначальною». Завдяки здатності до зростання, розмноження та розселення, в результаті обміну речовин та перетворення енергії живі організми сприяють міграції хімічних елементів у біосфері. В. І. Вернадський порівнював масові міграції тварин, наприклад зграї сарани, за масштабами перенесення хімічних елементів із переміщенням цілого гірського масиву.

У живій природі виявлено близько 90 хімічних елементів, тобто більшість всіх відомих на сьогоднішній день. Немає жодних спеціальних елементів, характерних лише живих організмів, тому всю історію існування біосфери атоми більшості елементів, що входять до її складу, неодноразово пройшли через тіла живих організмів. Між органічною і неорганічною речовиною на планеті існує нерозривний зв'язок, відбуваються постійний кругообіг речовин і перетворення енергії.

Близько 2 млрд років тому завдяки діяльності фотосинтезуючих організмів в атмосфері Землі почалося накопичення вільного кисню, потім сформувався озоновий екран, який захищає живе від космічної та сонячної радіації. Протягом усієї біологічної історії Землі діяльність організмів визначала склад атмосфери (фотосинтез, дихання), склад та структуру ґрунтів (діяльність редуцентів), вміст різних речовин у водному середовищі. Продукти метаболізму одних організмів, потрапляючи у довкілля, використовувалися та перероблялися іншими організмами. Завдяки редуцентам у кругообіг речовин включалися рослинні та тваринні залишки.

Багато організмів здатні вибірково поглинати та накопичувати різні хімічні елементи у вигляді органічних та неорганічних сполук. Наприклад, хвощі акумулюють із навколишнього середовища кремній, губки та деякі водорості – йод. В результаті діяльності різних бактерій утворено багато родовищ сірки, залізних і марганцевих руд. З тіл викопних рослин та планктонних організмів сформувалися поклади кам'яного вугілля та запаси нафти. Скелети дрібних планктонних водоростей і раковин морських найпростіших склалися в гігантські товщі вапнякових порід (рис. 83).

Особливу роль біосфері грають мікроорганізми. Якби їх, кругообіг речовин та енергії не зміг би здійснюватися і поверхня планети була б покрита товстим шаром рослинних залишків і трупів тварин.

Лишайники, гриби та бактерії беруть активну участь у руйнуванні гірських порід. Їхню роботу підтримують рослини, чиї кореневі системи проростають у найдрібніші тріщини. Завершують цей процес вода та вітер.

Мал. 83. Раковини одноклітинних організмів під скануючим електронним мікроскопом (збільшено у 2000 разів)

Окрім діяльності живих організмів на стан нашої планети впливають інші процеси. Під час вулканічних вивержень в атмосферу викидається безліч різних газів, частинки вулканічного попелу, виливаються потоки розплавлених магматичних порід. В результаті тектонічних процесів утворюються нові острови, змінюють вигляд гірські райони, океан настає на сушу.

Кругообіг води.Особливе значення для існування біосфери має кругообіг води (рис. 84). З поверхні океанів випаровується величезна маса води, яка частково переноситься вітрами як пара і випадає як опадів над сушею. Назад в океан вода повертається через річки та ґрунтові води. Однак найважливішим учасником циркуляції води є жива речовина.

У процесі життєдіяльності рослини поглинають із ґрунту та випаровують в атмосферу величезну кількість води. Так, ділянка поля, яка за сезон дає врожай масою 2 т, споживає близько 200 т води. В екваторіальних районах земної кулі лісу, затримуючи та випаровуючи воду, значно пом'якшують клімат. Скорочення площі цих лісів може призвести до зміни клімату та посух у прилеглих районах.

Кругообіг вуглецю.Вуглець входить до складу всіх органічних речовин, тому його кругообіг повністю залежить від життєдіяльності організмів (рис. 85). У процесі фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ (СО 2) і включають вуглець до складу органічних сполук, що синтезуються. У процесі дихання тварини, рослини та мікроорганізми виділяють вуглекислий газ, і вуглець, що раніше входить до складу органічних речовин, знову повертається в атмосферу.

Мал. 84. Кругообіг води в біосфері

Мал. 85. Кругообіг вуглецю в біосфері

Вуглець, розчинений у морях і океанах у вигляді вугільної кислоти (Н2СО3) та її іонів, використовується організмами для формування скелета, що складається з карбонатів кальцію (губки, молюски, кишковопорожнинні). Причому щорічно величезна кількість вуглецю осідає у вигляді карбонатів на дно океанів.

На суші близько 1% вуглецю вилучається з кругообігу, відкладаючись у вигляді торфу. В атмосферу вуглець надходить також у результаті господарську діяльність людини. В даний час щорічно викидається в повітря близько 5 млрд т вуглецю при спалюванні викопного палива (газ, нафта, вугілля) та 1-2 млрд т - при переробці деревини. Щороку кількість вуглецю в атмосфері збільшується приблизно на 3 млрд. т, що може призвести до порушення стійкого стану біосфери.

Величезна кількість вуглецю міститься в гірських осадових породах. Його повернення у кругообіг залежить від вулканічної діяльності та геохімічних процесів.

Ноосфери.Спільна діяльність живих організмів протягом мільярдів років створювала, а надалі підтримувала певні умови, необхідні для життя, тобто забезпечувала гомеостаз біосфери. В. І. Вернадський писав: «На земній поверхні немає хімічної сили, більш постійно діючої, тому й більш могутньої за наслідками, ніж живі організми, узяті загалом».

Проте з появою людини у розвитку біосфери дедалі більшого значення поступово набував новий чинник – антропогенний.

У 1927 р. французькі вчені Едуард Леруа та П'єр Тейяр де Шарден запровадили поняття «ноосфера». Ноосфера– це новий еволюційний стан біосфери, у якому розумна діяльність людини стає вирішальним чинником розвитку.Надалі В. І. Вернадський розвинув уявлення про ноосферу як сферу розуму.

Ще 1922 р. В. І. Вернадський передбачав, що людство опанує атомну енергію. Він писав: «Недалеко той час, коли людина отримає до рук атомну енергію, таке джерело сили, яке дасть йому можливість будувати своє життя, як він захоче. Чи зуміє людина скористатися цією силою, спрямувати її на добро, а не на самознищення?

Питання для повторення та завдання

1. У чому полягає вплив живих організмів на біосферу?

2. Розкажіть про кругообіг води в природі.

3. Які організми поглинають діоксид вуглецю із атмосфери?

4. Опишіть шлях повернення вуглецю в атмосферу.

5. Які чинники, крім діяльності живих організмів, впливають стан нашої планети?

6. Хто вперше увів у науку термін «ноосфера»?

Подумайте! Виконайте!

1. Яка участь живих організмів у глобальних кругообігах речовин у природі?

2. Проведіть картування зелених насаджень у районі розташування школи (груповий проект).

Робота з комп'ютером

Зверніться до електронної програми. Вивчіть матеріал та виконайте завдання.

Кругообіг азоту.У газовому складі атмосфери азот становить близько 80%. Однак безпосередньо у вигляді газу живі організми не можуть використовувати його. Фіксація азоту та переведення його в сполуки, що поглинаються рослинами, здійснюється завдяки діяльності ґрунтових азотфіксуючих бактерій, що синтезують нітрати. Частина азоту фіксується внаслідок утворення оксидів під час електричних грозових розрядів в атмосфері. При розкладанні органічних залишків під впливом мікроорганізмів (гнильних бактерій) виділяється аміак. Хемосинтезуючі (нітрифікуючі) бактерії перетворюють аміак на азотисту, а потім на азотну кислоту. Деяка кількість азоту завдяки діяльності денітрифікуючих бактерій надходить у повітря. Частина з'єднань осідає в глибоководних відкладеннях і на тривалий термін вимикається з кругообігу.

Кругообіг сірки.Сірка входить до складу білків і є життєво важливим елементом. З'єднання сірки з металами (сульфіди), що знаходяться глибоко в грунті і в морських осадових породах, переводяться хемосинтезуючими мікроорганізмами в доступну розчинну форму - сульфати, які і використовуються рослинами. Глибоко залягаючі сульфати залучаються до кругообігу іншою групою мікроорганізмів, що відновлюють сульфати до сірководню (H 2 S). При розкладанні трупів тварин або залишків рослин сірка повертається у кругообіг. Частина сірки у вигляді сірководню, сірчистого газу та газоподібної сірки надходить в атмосферу разом із вулканічними газами.

В результаті діяльності людини кругообіг багатьох елементів різко прискорюється, при цьому в одних місцях виникає їхній недолік, а в інших - надлишок. Оксид сірки (SO 2) потрапляє в атмосферу при спалюванні вугілля та нафти з високим вмістом сірки. Поруч із мідеплавильними заводами надлишок SО 2 повітря викликає загибель рослинності внаслідок порушення процесу фотосинтезу.

Кругообіг фосфору.Фосфор зосереджений у відкладах, що утворилися у минулі геологічні епохи. Він поступово вимивається та потрапляє до екосистем. Рослини використовують лише частину цього фосфору; багато його відноситься річками до моря і знову осідає у глибоководних відкладах. Разом із виловом риби на сушу повертається приблизно 60 тис. т елементарного фосфору на рік. Крім того, щорічно видобувається від 1 до 2 млн т фосфоровмісних порід. Хоча запаси фосфорсодержащих порід великі, у майбутньому будуть потрібні спеціальні заходи для повернення фосфору в кругообіг речовин.

<<< Назад

Вперед >>>

Біологія Загальна біологія. 11 клас. Базовий рівень Сивооков Владислав Іванович

29. Роль живих організмів у біосфері

Згадайте!

Яку речовину В. І. Вернадський називав живою; відсталим?

Що називають кругообігом речовин у природі?

Роль живої речовини у біосфері.Основну увагу у вченні про біосферу В. І. Вернадський приділяв ролі живої речовини. Вчений писав: «Живі організми є функцією біосфери і тісно матеріально і енергетично з нею пов'язані, є величезної геологічної силою, її визначальною». Завдяки здатності до зростання, розмноження та розселення, в результаті обміну речовин та перетворення енергії живі організми сприяють міграції хімічних елементів у біосфері. В. І. Вернадський порівнював масові міграції тварин, наприклад зграї сарани, за масштабами перенесення хімічних елементів із переміщенням цілого гірського масиву.

Мал. 83. Раковини одноклітинних організмів під скануючим електронним мікроскопом (збільшено у 2000 разів)

Мал. 84. Кругообіг води в біосфері

Мал. 85. Кругообіг вуглецю в біосфері

Питання для повторення та завдання

1. У чому полягає вплив живих організмів на біосферу?

2. Розкажіть про кругообіг води в природі.

3. Які організми поглинають діоксид вуглецю із атмосфери?

4. Опишіть шлях повернення вуглецю в атмосферу.

5. Які чинники, крім діяльності живих організмів, впливають стан нашої планети?

6. Хто вперше увів у науку термін «ноосфера»?

Подумайте! Виконайте!

1. Яка участь живих організмів у глобальних кругообігах речовин у природі?

2. Проведіть картування зелених насаджень у районі розташування школи (груповий проект).

Робота з комп'ютером

Зверніться до електронної програми. Вивчіть матеріал та виконайте завдання.

Дізнайтесь більше

З книги Загальна екологія автора Чернова Ніна Михайлівна

3.4. Основні шляхи пристосування живих організмів до умов середовища У всій різноманітності пристосувань живих організмів до несприятливих умов середовища можна виділити три основні шляхи.Активний шлях - це посилення опірності, розвиток регуляторних процесів,

З книги Людина в лабіринті еволюції автора Вишняцький Леонід Борисович

10.1. Поняття про біосферу Ідея вплив життя на природні процеси на величезних просторах Землі була вперше науково обґрунтована на рубежі XIX і XX століть у працях В. В. Докучаєва, який вказав на залежність типу ґрунтоутворення не тільки від клімату, а й від

З книги Тести з біології. 7 клас автора Бенуж Олена

10.1.1. Розподіл життя у біосфері На Землі нині повністю позбавлені живих істот лише області великих заледенінь і кратери вулканів. В. І. Вернадський вказував на всюди життя в біосфері. Про це свідчить історія нашої

З книги Біологія [Повний довідник для підготовки до ЄДІ] автора Лернер Георгій Ісаакович

Місце людини в системі живих організмів Будь-яка з живих істот, що мешкають на нашій планеті, може бути віднесена до того чи іншого таксону. Цим терміном називають значні для біологічної систематики групи організмів. Таксони вищого рангу, що не зводяться у великі

З книги Хімічна мова комах автора Балаян Валерій Михайлович

ТЕСТИ ДЛЯ ПІДСУМКОВОЇ ПЕРЕВІРКИ ПО КУРСУ «БАГАТООБРАЗ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ» Систематика 1. Виберіть правильну послідовність систематичних категорій.A. Вид, сімейство, рід, загін, клас, тип, підтип, царствоБ. Вид, рід, сімейство, загін, клас, підтип, тип, підцарство,

З книги Мозок, розум і поведінка автора Блум Флойд Е

З книги Дивовижна палеонтологія [Історія землі та життя на ній] автора Єськов Кирило Юрійович

З книги Сучасний стан біосфери та екологічна політика автора Колесник Ю. А.

З книги Антропологія та концепції біології автора Курчанов Микола Анатолійович

З книги автора

Абетка спілкування живих організмів Різноманітний світ тварин, і кожен вид у своєму житті користується досить складною і своєрідною сигналізацією. Серед різних способів передачі в тваринному світі значна роль відводиться запахам. Тварини та

З книги автора

СЛОВНИК НАЗВ ЖИВИХ І КОПАЛЬНИХ ОРГАНІЗМІВ Значком (†) відзначені вимерлі групи. Міоцен - нині.АВСТРАЛОПІТ?К (Australopithecus)

З книги автора

7.4. Вуглецевий обмін у біосфері На всій земній кулі, за оцінками вчених (Лархер, 1978, с. 128), рослини щорічно пов'язують близько 155 109 т вуглецю. З цієї кількості частку суші припадає 61 %, а гідросфери – 39 % від його загальної кількості. Дуже висока первинна продуктивність

З книги автора

2.1. Органічні сполуки у складі живих організмів Органічні сполуки характерні лише живих організмів. Можна сказати, що життя на Землі побудовано на основі вуглецю, який має низку унікальних властивостей. Основне значення для виконання ролі

Функції живої речовини в біосфері різноманітні, але вони служать однієї мети — руху хімічних елементів. Навіщо необхідний цей рух, і яким чином він відбувався 3,5 млрд. років тому, тобто до того, як на Землі з'явилося життя? З моменту своєї появи роль живої речовини в біосфері стала ключовою. Незважаючи на незначну масу, приблизно 10 -6 мас інших оболонок Землі, воно є носієм енергії, завдяки якій цей рух відбувається.

У поняття «жива речовина біосфери» входять усі живі організми планети. Незалежно від того якого класу, виду, роду тощо вони ставляться. Це не лише органічні речовини, а й неорганічні, а також мінерали. «Живе» воно у всіх шарах біосфери – у літосфері, гідросфері та атмосфері. Якщо умови існування непридатні, воно або впадає в стан анабіозу, тобто уповільнює всі свої процеси настільки, що видимі прояви життя практично відсутні або гине.

Відмінні риси та роль

Як відрізнити живу речовину біосфери від неживої?

По-п'яте, існує у всіх фазових станах. По-шосте, є індивідуальним організмом і при зміні поколінь, що характеризується наступністю чи спадковістю.

Жива речовина біосфери забезпечує міграцію хімічних елементів як від одного організму до іншого, так і між організмом та навколишнім середовищем. Переміщення відбувається, коли живі організми перетравлюють їжу, розвиваються та ростуть, а також пересуваючись у процесі життєдіяльності. Перше таке переміщення елементів називається хімічно чи біохімічним, а друге – механічним. Причому діяльність живих організмів прагне того, щоб ця міграція йшла максимально швидко, а енергія, що отримується від Сонця, використовувалася найбільш ефективно. Для цього вони постійно і безперервно пристосовуються, адаптуються та розвиваються.

Функції

Роль живих організмів у біосфері полягає у виконанні ними кількох функцій. Основними з них є: енергетична, деструктивна, концентраційна та середоутворююча.

Енергетична функція. Вона пов'язана із здатністю зелених хлорофільних організмів до фотосинтезу. За допомогою отриманої ними сонячної енергії, вони перетворюють найпростіші сполуки такі як вода, вуглекислий газ і мінерали в складні органічні речовини, які, у свою чергу, є необхідними для існування інших живих істот. Таку здатність мають рослини. Для процесу фотосинтезу вони використовують лише 1% сонячної енергії, що потрапляє на Землю. Щорічно вони виробляють близько 145 млрд тонн кисню, для чого споживають близько 200 млрд тонн вуглекислого газу. Органічної речовини у своїй виробляється понад 100 млрд. тонн. Так рослини поповнюють атмосферу вільним киснем. Якби рослини не робили це постійного, то кисень, як активний хімічний елемент, вступав у реакції та утворював різні сполуки і в результаті зник з атмосфери Землі. А з ним припинило б існування життя. Крім рослин, органічна речовина у дуже невеликій кількості – не більше 0,5% від загальної кількості, виробляють деякі бактерії. Цей процес називається хемосинтез. У ньому задіяна не сонячна енергія, а енергія, що виділяється у процесі реакцій окиснення сірчаних та азотних сполук.

Синтезовані таким чином органічні сполуки - білок, цукор і так далі - разом із укладеною в них енергією є їжею і поширюються по трофічному ланцюгу. Крім того, синтезована рослинами енергія розсіюється як тепло або накопичуватися у відмерлій органічній речовині, переходячи в викопний стан. І в цьому наступна функція деструктивна.

Ця роль живих організмів у біосфері ще зветься мінералізація органічних речовин. В результаті розкладання, відмерла органічна речовина перетворюється на прості неорганічні сполуки. У цьому беруть участь живі організми, виконують деструктивну чи руйнівну функцію. У трофічному ланцюзі вони отримали назву «редуценти». Це гриби, бактерії, черв'яки та мікроорганізми. Результатом розкладання є: вуглекислий газ, води, сірководень, метан, аміак тощо. Які, своєю чергою, є «їжею» для рослин. І процес розпочинається знову.

Важливу роль грає процес розкладання, що у літосфері. Завдяки йому з гірських порід вивільняються такі елементи, як кремній, алюміній, магній та залізо.

Редуценти, за допомогою наявних у їх розпорядженні кислот, «добувають» і «відправляють» у біотичний оборот такі найважливіші хімічні елементи, як кальцій, калій, натрій, фосфор, кремній та різні мікроелементи. Завдяки деструкторам, грунт знаходить свою родючість.

Ще одна функція живих організмів – концентраційна. Під нею мається на увазі процес, коли деякі їх види витягують, а потім накопичують у себе певні хімічні елементи. У цьому випадку концентрація таких елементів, як: вуглець, водень, азот, натрій, магній, кремній, сірка, хлор, калій, кальцій і кисень, може бути в сотні та тисячі разів вищою, ніж у навколишньому середовищі. Наприклад, марганцю у 1200000 разів, срібла – 240000, а заліза – у 65000. Яскравими прикладами такого накопичення можуть бути раковини, панцирі та скелети. З елементами «придатними» для накопичення, деякі види накопичують у собі отруйні, отруйні та радіоактивні речовини. І попадання їх у харчовий ланцюг явно не має позитивного характеру.

Протилежністю концентраційної функції є розсіювальна. Вона проявляється при різних виділеннях, переміщеннях тощо. Наприклад, відбувається розсіювання заліза з крові, при укусах різних комах або кровососних.

Біосфера - це не тільки взаємодія між живими організмами та обмін між ними енергією. Істотна роль живих організмів у біосфері – це її перетворення. Живі організми змінюють фізико-хімічні параметри навколишнього середовища, а така їхня функція отримала назву «средоутворюючою». Вона, як наслідок всіх раніше розглянутих функцій разом. Вилучення хімічних елементів, накопичення їх, а потім, за допомогою отриманої енергії, «відправлення» в дорогу по біологічному кругообігу, призвело до суттєвих змін природного середовища. За мільярди років змінився газовий склад атмосфери, хімічний – вод, з'явилися осадові породи та донні відкладення, виник родючий ґрунтовий покрив. І зараз ми стикаємося з цим впливом.

Перетворюючи зовнішнє середовище, організми створюють оптимальний баланс енергії та «поживної» речовини для свого існування та всієї біосфери в цілому. Цей баланс внаслідок численних внутрішніх та зовнішніх впливів завжди знаходиться під загрозою руйнування. І речовина, за рахунок перерахованих своїх якостей, чинить опір такому впливу, відновлює порушене і приводить систему до стабільного стану.

Розглянуті функції живих організмів у біосфері стосувалися двох етапів перетворення органічної речовини на неорганічну і навпаки. На цих етапах свою роль відіграють рослини, як продуценти, і бактерії, гриби та мікроорганізми, як редуценти. Яка ж роль консументів чи споживачів, основними видами яких є тварини?

Тварини

Найбільш насиченим, з погляду кількості переходів від одного організму до іншого, є етап тим часом, як рослини виробили кисень і закінчується тим, коли загиблий організм потрапив «на стіл» руйнівників.

Наступний рівень використовує трохи більше 1% енергії попереднього. З загибеллю фітофагів та зоофагів, їхні тіла потрапляють до сапрофагів та бактерій. Сапрофаги – це самі руйнівники, редуценти чи могильники. На їхньому «столі» завершує свою подорож органічна речовина. Коло замкнулося. У процесі цього круговороту кількість речовини чи хімічних елементів залишилося колишнє. Яким воно й було мільйони років тому. Витрачено лише енергію. Вважається, що роль тварин у біосфері в тому, що вони сприяють переміщенню хімічних речовин, беруть участь у їхньому розподілі та в обміні енергією. Але їх роль видається дещо ширшою. Як жива самоорганізується біосфера прагнути до рівноваги і підтримки свого внутрішнього балансу. Маса її живої речовини повинна підтримуватись у певному обсязі і цю функцію виконують тварини. Прикладом може бути ті біосистеми, де тваринний світ зник чи межі того. Об'єм речовини в результаті падає, що неухильно призводить до руйнування балансу та загибелі системи.

Відео - Біосфера - обличчя планети

Для дослідження живої речовини планети В. Вернадський запропонував такі категорії, як "вага" та "обсяг", що дозволило надалі досить точно визначити параметри біомаси, а також продуктивність біосфери та її складових: суші та Світового океану. Завдяки працям В. Богорова (1969), М. Базилевича, Л. Батьківщина та М. Розова (1970), А. Рябчикова (1972), В. Степанова (1983) в даний час маємо хоч і розбіжності, але в межах одного порядку дані про біомасу та продуктивність живих організмів нашої планети (табл. 6.1).

Найбільшу біомасу має рослинність суші завдяки фітомасі лісів. Продуктивність фітомаси суші більш ніж удвічі перевищує продуктивність океану. І це за умови, що морські рослини не мають механічних тканин, деревини, а лише фотосинтезуючі клітини. Можна дійти невтішного висновку у тому, що й геохімічна робота (фотосинтез) значно продуктивніше, ніж наземних. Загалом зоомасу суші в п'ять, а продуктивність у десять разів вища, ніж океану. В океані біомаса тварин приблизно 20 разів перевищує біомасу рослин. Здавалося б, парадокс, адже рослини є кормом для тварин і як може бути, що їх маса менше маси тварин. Однак, виявляється, що основну масу рослин в океані складають фітопланктонні організми - мікроскопічні водорості, пасивно переміщуються в приповерхневій товщі води і дуже швидко розмножуються, даючи десятки-сотні тисяч "урожаїв" протягом року.

Р. Уіттекер (1980) підрахував, що біомаса зелених рослин на одиницю площі в океані в 400 разів менше, ніж на суші, а їхня загальна щорічна продуктивність (щорічний приріст) лише вдвічі менша.

Організми протягом року використовують близько 55 ккал/см2 енергії видимої частини сонячного спектру. Здатність накопичувати (акумулювати) енергію сонячного світла в органічній речовині називають продуктивністю живих організмів.

в океані загальна біомаса організмів значно нижча, ніж суші;
основна біомаса рослин зосереджена на суші;
біомаса тварин в океані менша від біомаси тварин суші;
на суші біомаса рослин на кілька порядків перевищує біомасу тварин;
в океані біомаса тварин значно перевищує біомасу рослин.

У географічній оболонці біомаса становить дуже малу частку

від її загальної маси. Норвезький геохімік В. Гольдшмідт (1889-1945) так порівнював співвідношення компонентів географічної оболонки: якщо уявити літосферу у вигляді кам'яної чаші вагою 10,5 фунтів (~ 5 кг), то вода в ній вагою 1 фунт (~ 0,5 кг) буде еквівалентна гідросфері Землі, вага мідної монети – вазі атмосфери, а вага поштової марки – вазі біосфери.

Незважаючи на таку мізерну вагу біосфери, організми у географічній оболонці виконують надзвичайно продуктивну роботу. Насамперед вони акумулюють енергію сонячних променів, яку перетворюють на хімічну, електричну, теплову та інші види. Біогенна міграція речовини та енергії також здійснюється завдяки життєдіяльності організмів. Така міграція відбувається внаслідок розмноження та розселення живих істот та проникнення життя у віддалені екологічні ніші.

Живі організми відрізняються різними швидкостями передачі життя. Максимальна швидкість розмноження, що наближається до швидкості звуку в атмосфері (330 м/с), характерна для найменших організмів (мікро- та ультрамікроорганізмів). Найменша швидкість розмноження, тобто передача геохімічної енергії, простежується у найбільших організмів. З сухопутних істот це слони, з морських кити. У них найбільша тривалість вагітності становить від 12 до 18 місяців.

Мікроорганізми мають необмежені можливості у збільшенні біомаси за сприятливих умов. Зокрема, водорость діатомеї, розмножуючись за ідеальних умов, може дати кількість біомаси, еквівалентну нашій планеті протягом восьми діб, а за наступну годину її подвоїти. Інфузорія за 30 діб здатна дати потомство, біомаса якого перевищувала б масу Сонця в мільйон разів. Академік Вернадський (1934) із цього приводу зазначав: “… якщо бактерія холери може покрити суцільним покривом поверхню планети одну з чвертю діб, то слон, розмножується повільніше, може зробити це 3-3,5 тис. років. Але в неосяжності геологічної тривалості земного життя геохімічний ефект обох морфологічних форм – слона та бактерії – практично буде однаковим. Організм, що розмножується в біосфері повільніше, буде величезною силою, що змінює навколишнє середовище так, як і те, що розмножується швидше. Але це величезна сила організми не проявляється тому, що немає стільки їжі та повітря, а також багато організмів гинуть, не досягнувши статевої зрілості. На земній поверхні немає більшої хімічної сили, постійно діє, а тому й більш потужної за своїми кінцевими наслідками, ніж живі організми разом узяті ”

Наука стверджує, що життя Землі виникла понад 3500000000 років тому. За біогенним періодом розвитку нашої планети живі організми значно змінили його поверхню ("обличчя"), створили сучасну географічну оболонку, або біосферу, в широкому її розумінні. Сучасні літосфера, гідросфера, атмосфера, педосфера утворилися завдяки активному впливу живих організмів упродовж мільярдів років.

ПІДІЛИТИСЯ: