Современное состояние биосферы

вещества
Функции живого вещества

раскрыто В. И. Вернадским, но часто недооценивается, и в центр биосфры ставится только один вид - человек (антропоцентризм).

Биосфера испытывает воздействие космических сил, прежде всего солнечной активности.

Многие явления в биосфере тесно связаны с активностью Солнца. Накоплено множество данных, свидетельствующих, что резкое увеличение численности отдельных видов (волны жизни) – результат изменения солнечной активности. Высказываются мнения, что активность Солнца воздействует на многие геологические процессы, а также на социальную активность человека.

настоящее время это свойство называется гомеостазом, механизмы которого связаны в основном с живым веществом.

За свою историю биосфера пережила ряд сильных возмущений –
извержения вулканов,
столкновения с
астероидами,
землетрясения,
и справлялась с
ними благодаря
гомеостатическим
механизмам.

Принцип Ле Шателье-Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

максимальным среди систем
разнообразием.
Это разнообразие обусловлено
многими причинами и факторами.

К сожалению, деятельность
человека подчинена упрощению
экосистем любого ранга. Сюда следует
отнести и уничтожение отдельных видов
или уменьшение их численности, и
создание агроценозов на месте сложных
природных систем.

ним неисчерпаемость отдельных
химических элементов и их соединений

При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого – углерод.
Только благодаря круговоротам обеспечивается непрерывность процессов в биосфере и ее потенциальное бессмертие.
Как отмечал академик-почвовед В. Р. Видьямс, есть единственный способ сделать какой-то процесс бесконечным – пустить его по пути круговоротов.

– необиосфера, а древние биосферы относят к палеобиосферам.
По современных представлениям необиосфера в атмосфере простирается до озонового экрана (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над Землей в среднем - 20-25 км).

За пределами озонового слоя жизнь невозможна вследствие наличия губительных ультрафиолетовых лучей.

Мирового океана) занята жизнью.
В литосферу жизнь проникает на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но по отдельным трещинам она распространяется довольно глубоко.

Таким образом, границы биосферы определяются наличием живых организмов или следами их жизнедеятельности. Насыщенность жизнью в биосфере неравномерна.
На ее границах встречаются лишь случайно занесенные организмы (поле устойчивости жизни). В пределах основной части биосферы они присутствуют постоянно (поле существования жизни). Очаги повышенной концентрации живых организмов – пленки жизни.

различных условиях.
Крайние пределы температуры, которые выдерживают споры некоторых микроорганизмов, колеблются от – 273 до +180 0 С.
Давление – от полного вакуума до 12 тысяч атмосфер.
Анаэробные организмы способны существовать в бескислородной среде.

Некоторые микробы сохраняют жизнеспособность в концентрированных растворах кислот и щелочей.
Ряд бактерий и инфузорий выдерживают радиоактивное излучение.

стадии. У
высших же организмов экологическая валентность
невелика. Поэтому основная масса организмов
сосредоточена в атмосфере и в приземном слое на
высоте 50-1000 метров. В гидросфере большое
разнообразие и численность организмов отмечена
на глубине до 200-300 метров. В почве основная
масса организмов сосредоточена на глубине 1-1,5
метров.

он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав.

Биогенное вещество

продукты жизнедеятельности живых организмов, каменный уголь, битумы, нефть

Биокосное вещество

продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами, почвы, коры выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества

Косное вещество

совокупность тех образований в биосфере, в создании которых живые организмы не участвуют (горные породы магматического и неорганического происхождения, вода, космическая пыль, метеориты)

ее часть.
Причина высокой химической активности и
геологической роли живого вещества в том, что
живые организмы, благодаря ферментам,
совершают, с физико-химической точки зрения, что-то
невероятное. Например, они способны фиксировать в
своем теле молекулярный азот атмосферы при
обычных для природной среды значениях
температуры и давления. В промышленных условиях
связывание атмосферного азота до аммиака требует
температуры около 500 0 С и давления 300-500
атмосфер.

освоения пространства связана с интенсивным размножением и со способностю интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ.

Движени не только пассивное, но и активное.

Пассивная форма движения определяется ростом и размножением организмов, а активная – осуществляется за счет направленного перемещения. Первая из них характерна для всех организмов, вторая – в основном для животных.

Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты)

Высокая приспособительная способность к различным условиям (не только разным средам жизни, но и крайне трудным физико-химическим условиям

Феноменально высокая скорость протекания реакций, на несколько порядков выше, чем в неживом веществе

которое в 100-200 раз больше веса их тела. Особенно активны организмы – трупоеды. Дождевые черви за 150 лет пропускают через свои организмы весь однометровый слой почвы.
Впечатляют также примеры чисто механической деятельности некоторых организмов, например, роющих животных, которые в результате переработки больших масс грунта создают своеобразный ландшафт.

результате высокой скорости обновления за всю историю существования жизни общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли.
Все перечисленные свойства обуславливаются концентрацией в живом веществе больших запасов энергии.

рассеиванием. В основе энергетической функции лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений. В результате фотосинтеза происходит аккумуляция солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной энергии происходят все жизненные явления на Земле.

атмосферы в целом. Например, включение углерода в процессы фотосинтеза и в цепи питания обусловило его аккумуляцию в биогенном веществе, в результате чего произошло постепенное уменьшение содержания углерода и его соединений в атмосфере.

С газовой функцией связывают два переломных периода в развитии биосферы.
1) Первая точка Пастера. Содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 1% от современного уровня, что обусловило появление первых аэробов.
2) Вторая точка Пастера. Содержание кислорода в атмосфере достигло 10% от современного уровня, что создало условия для синтеза озона и образования озонового экрана, обусловившего возможность освоения организмами суши.

среды кислородом;
восстановления, прежде всего в случаях разложения органики при дефиците кислорода.
В качестве примера можно привести круговорот азота.

реакций, с помощью которых организмы окисляют ион аммония или нитритный ион до нитратного состояния – нитрификация.

Денитрификация происходит, когда в анаэробных условиях микроорганизмы используют для окисления веществ кислород нитратов с высвобождением из них азота.
В почве под действием аммонифицирующих бактерий происходит аммонификация – разложение органического вещества до аммиачных соединений азота по схеме:

Белки, гуминовые вещества
Аминокислоты
Амиды
Аммиак

их содержание по сравнению с окружающей средой на несколько порядков. Результат концентрационной деятельности – залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т. д.

органического вещества и превращение его в косное вещество.
Кроме того, в почве часть вещества под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов превращается в гумус.

такой перенос осуществляется на значительные расстояния, например, при миграциях животных.
С этой функцией значительно связана концентрационная роль сообществ организмов, например, в местах их скопления.

преобразование физико-химических параметров среды.
Эту функцию можно рассматривать в широком и узком смыслах.

В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда.

Она создана живыми организмами,они же и поддерживают в относительной стабильности ее параметры.

в образовании почв.
Локальная средообразующая деятельность живых организмов проявляется также в трансформации ими метеорологических параметров среды. Это прежде всего относится к сообществам с большой биомассой.

определенную информацию, закрепляют ее в наследственных структурах и затем передают последующим поколениям.
Это одно из проявлений адаптационных механизмов.