Die Arbeit der lebenden Materie in der Biosphäre ist sehr vielfältig. Laut Vernadsky kann sich die Arbeit lebender Materie in der Biosphäre in zwei Hauptformen manifestieren:

a) chemisch (biochemisch) - I Art der geologischen Aktivität; b) mechanisch - II Art der Transporttätigkeit.

Die biogene Migration von Atomen der ersten Art manifestiert sich im ständigen Austausch von Materie zwischen Organismen und der Umwelt beim Aufbau des Körpers von Organismen und der Verdauung von Nahrung. Die biogene Migration von Atomen der zweiten Art besteht in der Bewegung von Materie durch Organismen während ihrer Lebensaktivität (beim Bau von Löchern, Nestern, wenn Organismen im Boden vergraben sind), der Bewegung lebender Materie selbst sowie dem Durchgang von anorganischen Stoffen durch Magen-Trakt Laufkäfer, Schluffkäfer, Filtrierer.

Um die Arbeit zu verstehen lebende Materie In der Biosphäre sind drei Hauptbestimmungen sehr wichtig, die V. I. Vernadsky biogeochemische Prinzipien nannte:

1. Die biogene Migration von Atomen chemischer Elemente in der Biosphäre tendiert immer zu ihrer maximalen Manifestation.
2. Die Evolution der Arten im Laufe der Erdzeit, die zur Entstehung von in der Biosphäre stabilen Lebensformen führt, geht in eine Richtung, die die biogene Wanderung von Atomen verstärkt.
3. Lebende Materie ist kontinuierlich chemischer Austausch mit der sie umgebenden Weltraumumgebung und wird auf unserem Planeten durch die Strahlungsenergie der Sonne erzeugt und aufrechterhalten.

Funktionen lebender Materie:

1. Energiefunktion

Absorption Solarenergie in der Photosynthese und chemische Energie beim Abbau energiereicher Substanzen, Energieübertragung durch Nahrungsketten.

Dadurch wird die Verbindung von biosphärisch-planetarischen Phänomenen mit kosmische Strahlung, hauptsächlich mit Sonnenstrahlung. Aufgrund der angesammelten Sonnenenergie laufen alle Lebensphänomene auf der Erde ab. Kein Wunder, dass Vernadsky grüne Chlorophyllorganismen als den Hauptmechanismus der Biosphäre bezeichnete.

Die aufgenommene Energie wird innerhalb des Ökosystems unter lebenden Organismen in Form von Nahrung verteilt. Ein Teil der Energie wird in Form von Wärme dissipiert, ein Teil wird in toter organischer Materie gespeichert und geht in einen fossilen Zustand über. So entstanden Lagerstätten von Torf, Kohle, Öl und anderen brennbaren Mineralien.

Aus den Gesteinen der Lithosphäre wird bei den darin ablaufenden geochemischen Prozessen Sauerstoff freigesetzt. Es enthält 2,8 1014 Tonnen.In den letzten 200 Millionen Jahren ist der Sauerstoffgehalt in der Luft aufgrund der pflanzlichen Photosynthese konstant geblieben. Das Auftreten von Sauerstoff hat viele Eigenschaften der Erde verändert. Die Ozonschicht begann, ultraviolette Strahlen zurückzuhalten, die für lebende Organismen schädlich sind. Die Prozesse der Gesteinsverwitterung haben sich intensiviert, da Sauerstoff ein starkes Oxidationsmittel ist. Ohne es in der Atmosphäre war die Zusammensetzung der Lithosphäre auf der Erde völlig anders. So entstanden im Präkambrium die eisenhaltigen KMA-Quarzite sowie die Eisenerzvorkommen Sibiriens. Dies sind eisenhaltige Formen von Eisen, die mit einer geringen Menge Sauerstoff gebildet werden. In späteren erdgeschichtlichen Epochen solcher Ansammlungen Eisenerz war nicht auf der Erde. Sauerstoff trat in die Atmosphäre auf und es begannen sich Oxidformen von Eisen zu bilden, die beweglicher sind und keine großen Ablagerungen bilden können9.

Atmosphärischer Stickstoff wird von Pflanzen aufgenommen und Tiere erhalten ihn aus pflanzlicher Nahrung. Aber Hauptrolle bei der Stickstofffixierung gehört zu den Bodenbakterien. Sein Gehalt in der Atmosphäre beträgt 3,8 1015 Tonnen Stickstoff wird aufgrund der Aktivität anderer Bakterien - Denitrifizierer - in die Atmosphäre zurückgeführt. Ohne sie Großer Teil Luftstickstoff wäre drin gebundener Zustand im Ozean und im Sediment Felsen Oh.

Kohlenstoff. Während der Existenz photosynthetischer Organismen auf der Erde ging ihre Atmosphäre in die Erdkruste über große Menge Kohlenstoff. In der modernen Atmosphäre enthält es 7 1011 Tonnen Das Kohlenstoffgleichgewicht hängt mit der Aktivität des Organismus zusammen, der Kohlendioxid absorbiert und freisetzt. Dieses Gleichgewicht wird jedoch stellenweise durch die wirtschaftliche Tätigkeit des Körpers und Emissionen gestört Umgebung große Mengen an Kohlenstoff.

Auf diese Weise, moderne Atmosphäre ist ein Produkt der lebenswichtigen Aktivität von Organismen, einschließlich des Menschen, die seine Zusammensetzung bestimmen, regulieren und verändern.

2. Destruktive Funktion

Diese Funktion besteht in Zersetzung, Mineralisierung abgestorbener organischer Materie, chemischer Gesteinszersetzung, Einbindung der gebildeten Mineralien in den Biokreislauf, d.h. bewirkt die Umwandlung von lebender Materie in leblose Materie. Dadurch entsteht auch die biogene und bioinerte Substanz der Biosphäre.

Besonders hervorzuheben ist der chemische Abbau von Gesteinen. „Wir haben auf der Erde keinen stärkeren Zerkleinerer von Materie als lebende Materie“, schrieb Wernadskij.

Die Pioniere des Lebens auf Felsen - Bakterien, Blaualgen, Pilze und Flechten - haben die stärkste chemische Wirkung auf Felsen mit Lösungen eines ganzen Komplexes von Säuren - Kohlensäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und verschiedene organische. Durch den Abbau bestimmter Mineralien mit ihrer Hilfe extrahieren Organismen selektiv die wichtigsten Nährstoffe und schließen sie in den biotischen Kreislauf ein - Kalzium, Kalium, Natrium, Phosphor, Silizium, Mikroelemente.

3. Konzentrationsfunktion

Dies ist die Bezeichnung für die selektive Anreicherung bestimmter Arten von Stoffen im Laufe der Lebenstätigkeit, um den Körper eines Organismus aufzubauen oder ihm während des Stoffwechsels zu entziehen. Infolge der Konzentrationsfunktion entziehen und akkumulieren lebende Organismen biogene Elemente der Umwelt. Die Zusammensetzung lebender Materie wird von Atomen leichter Elemente dominiert: Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Natrium, Magnesium, Silizium, Schwefel, Chlor, Kalium, Kalzium. Die Konzentration dieser Elemente im Körper lebender Organismen ist hundert- und tausendmal höher als in der äußeren Umgebung. Dies erklärt die Heterogenität der chemischen Zusammensetzung der Biosphäre und ihren signifikanten Unterschied zur Zusammensetzung der unbelebten Materie des Planeten. Zusammen mit der Konzentrationsfunktion eines lebenden Organismus wird eine ihm wirkungsmäßig entgegengesetzte Substanz freigesetzt - die Streuung. Es manifestiert sich durch die trophischen und Transportaktivitäten von Organismen. Zum Beispiel die Ausbreitung eines Stoffes während der Ausscheidung durch Organismen, das Absterben von Organismen während andere Art Bewegungen im Raum, Wechsel der Bezüge. Bluthämoglobin-Eisen wird beispielsweise durch blutsaugende Insekten verbreitet.

4. Umweltbildende Funktion

Umwandlung physikalischer und chemischer Parameter der Umwelt (Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre) als Ergebnis lebenswichtiger Prozesse unter Bedingungen, die für die Existenz von Organismen günstig sind. Diese Funktion ist ein gemeinsames Ergebnis der oben diskutierten Funktionen lebender Materie: Die Energiefunktion liefert Energie an alle Glieder des biologischen Kreislaufs; zerstörerisch und Konzentration tragen zur Extraktion bei natürlichen Umgebung und die Anhäufung von verstreuten, aber lebenswichtigen Elementen für lebende Organismen. Es ist sehr wichtig festzuhalten, dass infolge der umweltbildenden Funktion die folgenden wichtigen Ereignisse in der geografischen Hülle stattfanden: Die Gaszusammensetzung wurde verändert primäre Atmosphäre, die chemische Zusammensetzung des Wassers des Primärozeans verändert, eine Schicht aus Sedimentgestein in der Lithosphäre gebildet, eine fruchtbare Bodendecker. „Ein Organismus hat mit einer Umwelt zu tun, an die er nicht nur angepasst ist, sondern die an sie angepasst ist“, so charakterisiert Wernadskij die umweltbildende Funktion lebender Materie.

Die betrachteten vier Funktionen lebender Materie sind die wichtigsten definierenden Funktionen. Einige weitere Funktionen lebender Materie können herausgegriffen werden, zum Beispiel10:

Die Gasfunktion bestimmt die Wanderung von Gasen und deren Umwandlungen, liefert Gaszusammensetzung Biosphäre. Die überwiegende Masse der Gase auf der Erde ist biogenen Ursprungs. Beim Funktionieren lebender Materie entstehen die Hauptgase: Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Methan usw. Es ist deutlich zu sehen, dass die Gasfunktion eine Kombination aus zwei grundlegenden Funktionen ist - zerstörerisch und umweltbildend ;

Die Redoxfunktion besteht in der chemischen Umwandlung hauptsächlich von solchen Substanzen, die Atome mit unterschiedlichem Oxidationsgrad enthalten (Verbindungen von Eisen, Mangan, Stickstoff usw.). Gleichzeitig herrschen auf der Erdoberfläche biogene Oxidations- und Reduktionsprozesse. Üblicherweise manifestiert sich die oxidative Funktion lebender Materie in der Biosphäre in der Umwandlung relativ sauerstoffarmer Verbindungen in Boden, Verwitterungskruste und Hydrosphäre durch Bakterien und einige Pilze in sauerstoffreiche Verbindungen. Die reduzierende Funktion wird bei der Sulfatbildung direkt oder durch von verschiedenen Bakterien produzierten biogenen Schwefelwasserstoff ausgeübt. Und hier sehen wir, dass diese Funktion eine der Manifestationen der umweltbildenden Funktion der lebenden Materie ist;

Transportfunktion - die Übertragung von Materie gegen die Schwerkraft und in horizontaler Richtung. Seit Newton ist bekannt, dass die Bewegung der Materieströme auf unserem Planeten durch die Schwerkraft bestimmt wird. Unbelebte Materie selbst bewegt sich entlang einer schiefen Ebene ausschließlich von oben nach unten. Flüsse, Gletscher, Lawinen, Geröll bewegen sich nur in diese Richtung.

Die Biosphäre ist die Sphäre des Lebens, die von lebenden Organismen bewohnte Hülle der Erde. Das Verbreitungsgebiet lebender Organismen bestimmt die Grenzen der Biosphäre. Der Begriff „Biosphäre“ wurde vom österreichischen Geologen Eduard Suess vorgeschlagen, der darunter einen dünnen Film von Leben verstand Erdoberfläche. Die Doktrin der Biosphäre wurde von dem herausragenden russischen Wissenschaftler V.I. Wernadski.

Hinter obere Grenze Biosphäre erhalten eine Ozonschicht ( Ozon-Bildschirm), in einer Höhe von 20–25 km gelegen. Die untere Grenze der Biosphäre verläuft durch die Lithosphäre. Die Biosphäre umfasst unterer Teil Atmosphäre, die gesamte Hydrosphäre, oberer Teil die Erdkruste und lebende Materie. Die lebende Materie des Planeten wird durch Pflanzen, tierische Mikroorganismen und Menschen repräsentiert. Es wird angenommen, dass der Ursprung des Lebens auf der Erde vor über 3 Milliarden Jahren in seichten Gewässern in einem warmen und feuchten Klima stattfand.

Das Leben auf der Erde hat in einem geologisch absehbaren Zeitraum schon immer in Form von komplex organisierten Komplexen verschiedener Organismen (Biozönosen) existiert. Gleichzeitig sind lebende Organismen und ihr Lebensraum eng miteinander verbunden, interagieren miteinander und bilden ein Ganzes dynamische Systeme– Biogeozänosen . Ernährung, Atmung und Vermehrung von Organismen und die damit verbundenen Prozesse der Entstehung, Ansammlung und des Zerfalls organischer Materie sorgen für einen ständigen Stoff- und Energiekreislauf. Dieser Zyklus ist mit der Migration von Atomen verbunden chemische Elemente biogen - ihre biogeochemischen Kreisläufe. Im Laufe biogeochemischer Kreisläufe durchquerten die Atome der meisten chemischen Elemente unzählige Male lebende Materie. So wird der gesamte Sauerstoff der Atmosphäre in 2000 Jahren durch lebende Materie, Kohlendioxid in 200 (300) Jahren und das gesamte Wasser der Biosphäre in 2 Millionen Jahren umgewälzt.

Die weite Verbreitung lebender Organismen auf der Erde wurde durch ihre Anpassungsfähigkeit an die unterschiedlichsten Umweltbedingungen, die erstaunlich weiten physikalischen Grenzen des Lebens von Lebewesen und auch durch das hohe Reproduktionspotential begünstigt. Derzeit wird die Zusammensetzung der Biosphäre von Tieren über Pflanzen dominiert, und durch die Masse der Materie sind Pflanzen um ein Vielfaches größer als die Masse der Tiere. Die überwiegende Mehrheit der Biomasse konzentriert sich auf Land: Sie übersteigt die Biomasse des Ozeans um das 1000-fache. Lebewesen sind in der Biosphäre äußerst ungleich verteilt. Ihre größte Konzentration wird auf der Landoberfläche (einschließlich Boden und Oberflächenschichten der Atmosphäre), den Oberflächenschichten des Weltozeans sowie seinem Boden in der Flachwasserzone beobachtet. Die Masse der lebenden Materie im Vergleich zur Masse ihrer Geosphären ist sehr unbedeutend (0,01 % der Masse der gesamten Biosphäre). Die Rolle der lebenden Materie in der Biosphäre ist jedoch enorm.

In der Atmosphäre erheben sich die meisten Organismen nicht über einige hundert Meter. Bakterien wurden in der Lithosphäre in über 2000 m Tiefe gefunden, der Boden ist besonders reich an Leben. An Land nimmt die Biomasse im Allgemeinen von den Polen bis zum Äquator zu, und die Anzahl der Pflanzen- und Tierarten nimmt in die gleiche Richtung zu.

Die Ergebnisse der Aktivitäten lebender Organismen wirkten sich auf alle Schalen der Erde aus. Lebende Organismen bestimmen weitgehend die aktuelle Salzzusammensetzung des Ozeanwassers, zerstören, verändern und erschaffen Gesteine ​​sowie einige Landformen (Koralleninseln). Nahezu der gesamte Sauerstoff in der Atmosphäre ist biogenen Ursprungs, dank Organismen halten sich Zu- und Abfluss von Kohlendioxid die Waage.

Pflanzen sind Organismen, die im Prozess der Photosynthese aus anorganischen Stoffen organische Stoffe erzeugen, die Tiere als Nahrung verwenden. Derzeit überwiegen Tiere (1,5 Millionen) gegenüber Pflanzenarten (etwa 500.000) in der Biosphäre in Bezug auf die Artenzusammensetzung. Die pflanzliche Biomasse ist jedoch 1000-mal höher als die tierische Biomasse.

Tiere machen nur einen kleinen Teil der Biosphäre unseres Planeten aus; ihre Masse übersteigt nicht 2% aller Lebewesen. Ihre Rolle in der Biosphäre und der geografischen Hülle der Erde ist jedoch extrem groß: Tiere ernähren sich von Pflanzen und voneinander biologischen Kreislauf Stoffe und die Umwandlung von Energie - der Hauptprozess der Biosphäre. Die Rolle der Tiere bei der Bildung des Bodens, ihr vielseitiger Einfluss auf das Leben der Pflanzen, im menschlichen Leben ist groß.

Organismen spielen eine bedeutende Rolle bei der Bodenbildung.

Boden - die oberste dünne Schicht Erdkruste fruchtbar - die Fähigkeit, Pflanzen mit den Nährstoffen und Feuchtigkeit zu versorgen, die sie benötigen. Dies ist ein komplexer organomineralischer Komplex, der durch das Zusammenwirken von Bodenbildungsfaktoren gebildet wird: Muttergesteine, Relief, Klima, Wasser, Pflanzen und Tiere. Je nach Kombination dieser Faktoren entstehen unterschiedliche Böden.

Die Bildung der einen oder anderen Bodenart hängt vom Eintrag organischer Stoffe (hauptsächlich Pflanzenreste) in den Boden und von Feuchtigkeit ab. Je nach mechanischer Zusammensetzung (Verhältnis von Mineralpartikeln unterschiedlicher Größe) werden Böden in sandige, sandig-lehmige, lehmige und tonige Böden eingeteilt. Die Lage der Böden auf der Erde hängt in erster Linie vom Klima ab. In den Ebenen gibt es einen Wechsel der Böden von den Polen bis zum Äquator:

menschliches Eingreifen in natürliche Prozesse Biosphäre führt zu vielfältigen Konsequenzen. So schafft der Mensch neue Pflanzenarten und Tierrassen, beschleunigt die Evolution der Arten in der Natur, bereichert natürliche Gemeinschaften durch Akklimatisierung lebender Organismen, erhöht die Bodenfruchtbarkeit. Es findet eine intensive Nutzung natürlicher Ressourcen statt. Derzeit übersteigt die Verbrauchsrate von Bioressourcen die Rate ihrer Erholung, was zur Zerstörung der natürlichen Vegetation und der Tierwelt, zur Verschlechterung der Lebensbedingungen für lebende Organismen, zur Bodenzerstörung usw. führt.

Gleichzeitig Wirtschaftstätigkeit Menschen wirken auch auf Tiere. Der Einfluss kann direkt und indirekt, positiv und negativ sein, eine Zunahme der Anzahl einiger, eine Abnahme anderer und das vollständige Aussterben dritter Arten verursachen. Die negativen Auswirkungen sind so groß und nehmen zu, dass dringend Maßnahmen zum Schutz der Tiere erforderlich sind. Alle seltenen und gefährdeten Tier- und Pflanzenarten sind im 1976 veröffentlichten Internationalen Roten Buch aufgeführt.

In der modernen Welt Besondere Aufmerksamkeit Es wird auch bezahlt, um die Verschmutzung der Biosphäre gemäß den Dokumenten der UN-Konferenz über nachhaltige Entwicklung zu verringern, die 1992 in Rio de Janeiro stattfand. Schutzgebiete werden je nach Zweck in Reservate, Naturschutzgebiete, unterteilt , Natur(national)parks, Naturdenkmäler.

Reserve - Gesetzlich besonders geschützt natürliche Seite, vollständig von der wirtschaftlichen Tätigkeit zum Schutz und zur Erforschung typischer oder einzigartiger Naturkomplexe ausgeschlossen.

Ein Biosphärenreservat ist ein streng geschütztes bedeutendes Naturgebiet, das praktisch nicht erlebt wird anthropogene Einflüsse. Dies ist ein Gebiet, in dem eine ständige Überwachung (Monitoring) aller Veränderungen der biogenen Bestandteile des Naturschutzgebietes durchgeführt wird.

Konserven sind Gebiete, in denen bestimmte Typen und Formen der Wirtschaftstätigkeit (Pflügen, Holzeinschlag, Heuernte, Jagen, Fischen, Tourismus usw.). Innerhalb der Reservate wird nicht der gesamte Naturkomplex geschützt, sondern nur seine einzelnen Bestandteile (Tierarten, Pflanzen).

Nationalparks sind weitläufige Territorien, die den Schutz malerischer Landschaften mit ihrer intensiven touristischen Nutzung verbinden.

Naturdenkmäler sind einzigartige, seltene und herausragende Objekte sowohl der belebten als auch der unbelebten Natur, einschließlich der damit verbundenen historische Ereignisse oder Personen.

Zu den Erhaltungsmaßnahmen gehören auch die Entwicklung von Methoden zur Zucht seltener und gefährdeter Tier- und Pflanzenarten und deren Wiederansiedlung in Schutzgebieten, neuen Lebensräumen sowie in Zoos und Botanischen Gärten.

Generell ist der Schutz von Flora und Fauna ein Komplex internationaler, staatlicher, regionaler Verwaltungs- und Wirtschafts- und gesellschaftliche Veranstaltungen mit dem Ziel, die Populations- und Artenzusammensetzung zu erhalten und die Zahl der Pflanzen- und Tierarten auf einem Niveau zu halten, das ihre Existenz sichert.

Sicherheit u rationelle Nutzung Flora und Fauna in der Russischen Föderation wird durch die Verfassung der Russischen Föderation bestimmt, Bundesgesetze, Vorschriften und andere Gesetzgebungsakte, Ökologische Lehre der Russischen Föderation.

Biosphäre- die Hülle der Erde, in der das Leben existiert. Die Biosphäre umfasst den unteren Teil der Atmosphäre, den oberen Teil der Lithosphäre und die gesamte Hydrosphäre. Der Begriff „Biosphäre“ wurde in der Biologie von J.B. Lamarck ein frühes XIX Jahrhundert, und in der Geologie wurde es 1875 vom österreichischen Geologen E. Suess vorgeschlagen, während die Grundlagen der Lehre von der Biosphäre, die auch in relevant sind moderne Wissenschaft, wurden von V. I. Vernadsky entwickelt.

Die Grenzen der Biosphäre:

Obergrenze in der Atmosphäre: 15 - 20 km. Sie wird durch die Ozonschicht bestimmt, die kurzwellige UV-Strahlung blockiert, die für lebende Organismen schädlich ist;

Die untere Grenze in der Lithosphäre: 3,5 - 7,5 km. Es wird durch die Temperatur des Übergangs von Wasser in Dampf und die Temperatur der Proteindenaturierung bestimmt, jedoch ist die Ausbreitung lebender Organismen im Allgemeinen auf eine Tiefe von mehreren Metern begrenzt;

Die untere Grenze in der Hydrosphäre: 10 - 11 km. Sie wird durch den Boden des Weltozeans einschließlich Bodensedimenten bestimmt.

Biosphäre zusammengesetzt aus lebenden oder biotischen und nicht lebenden oder abiotischen Komponenten. Die biotische Komponente ist die Gesamtheit der lebenden Organismen (nach Vernadsky - "lebende Materie"). Eine abiotische Komponente ist eine Kombination aus Energie, Wasser, bestimmten chemischen Elementen und anderen anorganischen Bedingungen, in denen lebende Organismen existieren.

Die Hauptfaktoren bei der Bildung der Biosphäre sind lebende Organismen, Wasser und Wind. Die verallgemeinerten Eigenschaften der Biosphäre sind: das Vorhandensein von lebender Materie, das Vorhandensein von Wasser darin flüssigen Zustand, die Akkumulation von Sonnenenergie.

Ein wichtiges Merkmal Biosphäre ist, dass es kontinuierlich durchführt Zirkulation von Materie und Energie, indem aktive Rolle Organismen spielen (Produzenten, Konsumenten, Zersetzer). Die genaue Anzahl der in der Biosphäre lebenden Arten wurde nicht ermittelt. Nach Angaben einiger Autoren gibt es 10-15 Millionen davon, ungefähr 2,5 Millionen Tierarten, 400.000 Pflanzen, 100.000 Pilze wurden genau identifiziert und beschrieben.

In der Dynamik der Biosphäre werden kleine (biologische) und große (geologische) Stoffkreisläufe unterschieden. Gleichzeitig ist der Kreislauf der Materie immer mit dem Kreislauf der Energie verbunden.

An Land findet ein kleiner biologischer Kreislauf zwischen Organismen und Boden statt. In der Hydrosphäre ist ein erheblicher Teil der im Wasser gelösten Salze und Gase an kleinen Stoffkreisläufen beteiligt. Jeder biologische Kreislauf an Land und im Ozean ist nicht ausgewogen und stellt keinen Teufelskreis dar. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass das Einkommen eines Stoffes in keinem Komplex seinem Verbrauch entspricht, weil ein Teil der Substanz wird zu einem anderen getragen natürliche Komplexe, während der andere Teil der Substanz in diesem Komplex abgelagert und konserviert wird und den Kreislauf für lange Zeit verlässt.

Kleine Zyklen sind eng miteinander verbunden und treten vor dem Hintergrund eines großen auf geologischer Kreislauf. Im Gange großer Kreislauf Material wird durch Flüsse und Flüsse vom Land ins Meer transportiert Luftmassen, die Freisetzung von Meeressedimenten an Land nimmt zu Meeresgrund und Absinken von Landflächen.

Eines der Merkmale der Biosphäre ist, dass sie sich nur innerhalb ihrer Grenzen befindet Photosynthese-Prozess. Dies ist der Hauptprozess, bei dem organische Substanzen - Kohlenhydrate - aus anorganischen synthetisiert werden. Es wird nur in den hellen und grünen Pflanzen durchgeführt, die das Chlorophyll enthalten.

Der Prozess der Photosynthese ist eine Kette komplexe Reaktionen:

6CO 2 + 6H 2 O + 674.000 cal \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Bei der Photosynthese nehmen Pflanzen Sonnenenergie auf und halten sie für einige Zeit in der Biosphäre. Verbraucher wandeln die organischen Stoffe um, die sie von grünen Pflanzen erhalten, und nehmen zusammen mit diesen Stoffen Energie auf. Während der Aktivität von Zersetzern bei der Zersetzung und Mineralisierung von toter organischer Substanz wird Energie freigesetzt. So führen lebende Organismen den Kreislauf von Materie und Energie durch.

Der Begriff Biosphäre wurde 1875 vom österreichischen Geologen E. Suess vorgeschlagen. Und 1926 V. I. Wernadski schufen die Doktrin der Biosphäre als aktive Hülle der Erde, in der sich die kombinierte Aktivität lebender Organismen (einschließlich Menschen) als geochemischer Faktor von planetarer Größe und Bedeutung manifestiert. Und jetzt, nach Wernadski, die Biosphäre heißt Region aktives Leben, die von lebenden Organismen bewohnte Hülle der Erde, die den unteren Teil der Atmosphäre, die Hydrosphäre und den oberen Teil der Lithosphäre bedeckt.

Frage über vertikale Grenzen Biosphäre ist mehrdeutig gelöst. Nur die untere Schicht der Atmosphäre ist am stärksten mit lebenden Organismen gesättigt - weniger als 100 Meter über dem Boden, aber der Kondorvogel kann bis zu einer Höhe von 7 km aufsteigen, und Luftströmungen tragen Mikroorganismen, Bakterien und Pilzsporen bis zu 10 km. Und unter Berücksichtigung der grundsätzlichen Möglichkeit der Existenz von Lebewesen, Obergrenze der Biosphäre durchgeführt in einer Höhe von 20-25 km ( Ozonschicht) bis zu 30 km; niedriger von mehreren hundert Metern (Hypergenesezone) bis zu mehreren Kilometern (wo noch anaerobe Bakterien vorkommen) und im Weltozean - bis zu den tiefsten Vertiefungen. Dieses Verständnis des Begriffs Biosphäre kommt dem Konzept nahe geografische Hülle. Bei einer engeren Auslegung dieses Begriffs ist die Biosphäre die Gesamtheit aller lebenden Organismen, die die geografische Hülle, also die organische Welt oder lebende Materie, bewohnen.

Lebende Organismen und ihr Lebensraum sind organisch verbunden und interagieren miteinander und bilden dynamische Systeme auf globaler, regionaler und lokaler Ebene. Die Artenzusammensetzung von Pflanzen, die in einem bestimmten Gebiet wachsen, wird genannt Flora; Vegetation sind Pflanzengemeinschaften (Phytozönosen) eines bestimmten Territoriums oder der Erde als Ganzes. Ähnlich wird die Artenzusammensetzung der Tiere genannt Fauna, und alle Tiere, die in irgendeinem Gebiet leben - die Tierwelt.

Die Biosphäre als besondere Hülle der Erde ist im Laufe der Evolution entstanden. Milliarden Jahre geologische Geschichte die Vielfalt lebender Organismen nahm zu, ihre Organisation wurde komplizierter, ihre Gesamtgewicht und Einfluss auf alle Muscheln. Pflanzen veränderten die Zusammensetzung der Atmosphäre: Sie reicherten sie mit Sauerstoff an und reduzierten den Inhalt Kohlendioxid. Chemische Zusammensetzung Ozeanwasser gebildet und zu einem großen Teil bei der Filtration von Wasser durch lebende Organismen. Großer Einfluss lebende Organismen in die Lithosphäre gebracht. Sie akzeptieren Aktive Teilnahme bei Verwitterungsprozessen, bei der Entstehung von organogenen Gesteinen (Kalksteine, harte Kohle, Torf, nach einer der Theorien, Öl usw.), sowie einige Landformen, wie Koralleninseln (Atolle), Termitenhügel. Die Rolle lebender Organismen bei der Schaffung eines besonderen natürliche Erziehung- Boden.

Lebensentwicklung war ungleichmäßig. Einige Arten (z. B. Blaualgen) haben sich vom Archäikum bis heute erhalten; andere haben dazu geführt komplexe Formen lebendig, bis zur Person; Viele starben aus, weil sie sich nicht an veränderte Umweltbedingungen anpassen konnten. In der gesamten Geschichte der Biosphäre gab es etwa 500 Millionen Arten, und derzeit gibt es nur etwa 2 Millionen Arten. Überraschend hoch ist das Vermehrungspotential lebender Organismen und ihre Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen. Mikroorganismen wurden in isländischen Geysiren gefunden, die eine Temperatur von 93 °C haben. Sporen einiger Bakterien bleiben bei -253 °C lebensfähig. Um die gesamte Oberfläche des Planeten zu erfassen, das Cholera-Bakterium Bevorzugte Umstände 1,2 Tage würden ausreichen, eine Mücke - 203 Tage und eine Ratte - 8 Jahre; der Nachwuchs eines Löwenzahns in 10-12 Jahren würde das ganze Land bedecken.

Die maximale Dichte lebender Materie(über 90 % der gesamten Biomasse) befindet sich auf der Landoberfläche, hauptsächlich in Tropenwälder(bis zu 500 t/ha); Minimum - in Hochländern, Wüsten und Polarregionen; Innerhalb der Hydrosphäre konzentriert sich die Biomasse in der Oberflächenschicht (Plankton) der Meeresflachzone. Die Zahl der Tierarten (1,5 Millionen) ist viel größer als die der Pflanzen (ca. 500.000), aber die Masse der Pflanzen ist tausendmal größer als die der Tiere. An Land ist die pflanzliche Biomasse viel größer als die tierische Biomasse, während im Ozean Tiere massenmäßig überwiegen.

Je nach Lebensumständen in organische Welt Ozean absondern Plankton- Pflanzen (Phytoplankton - 70 % der Biomasse) und Tiere (Zooplankton), die passiv im Wasser schwimmen und keinen motorischen Apparat haben; Nekton- aktiv schwimmende Tiere (Fische, schwimmende Weichtiere, Wale usw.) und Benthos- Am Boden lebende Pflanzen und Tiere. Allgemeine Muster geografische Verteilung lebende Materie im Weltmeer sind wie folgt: In den Tropen ist die Biomasse gering (weniger als 0,01 kg / t 2), da in warmes Wasser enthalten eine unzureichende Menge Sauerstoff, aber die Artenvielfalt ist hoch. Erhöhte Bioproduktivität und Biomasse (bis zu 0,5 kg / m 2) sind charakteristisch für Aufstiegsgebiete von kaltem Tiefenwasser (Auftriebszonen). Westküsten Kontinente; Bereiche der Divergenz Oberflächenströmungen(Divergenzzonen) in östliche Teile Atlantik, Indien und Pazifik See in gemäßigten und subtropischen Breiten. In den kalten Gewässern des Nordpazifiks, am Zusammenfluss von Atlantik und Arktis, erreicht die Biomasse 2 kg/m 2 , aber die Artenvielfalt ist gering.

Verteilung von Biomasse an Land, im Allgemeinen umgekehrt zum Ozean, und die wichtigsten bestimmenden Faktoren sind hier die Menge der einfallenden Sonnenenergie und das Verhältnis von Wärme und Feuchtigkeit. Quantitativ wird dieses Verhältnis ausgedrückt verschiedene Koeffizienten, Zum Beispiel, Trockenheitsstrahlungsindex(Verhältnis Strahlungsbilanz auf die Wärmemenge, die benötigt wird, um die jährliche Niederschlagsmenge zu verdunsten). Die maximale Biomasse und Artenvielfalt treten im Nassen auf äquatoriale Wälder, wenn wir uns den Polen nähern, nehmen die Biomasse und die Artenvielfalt ab. Entlang des Weges gibt es jedoch zwei weitere Biomassegipfel (immergrüne subtropische Wälder sowie Misch- und Laubwälder). gemäßigte Zone), beschränkt auf Bereiche, in denen Wärme und Feuchtigkeit ausgeglichen sind, d. h. der Trockenheitsindex nahe bei eins liegt.

Die Biomasse der Erde beträgt 1,8 x 10 12 Tonnen Trockenmasse und ist im Vergleich zur Masse der Erde (ca. 6 x 10 27 Tonnen) unermesslich klein. Jedoch die Rolle der lebenden Materie enorm. Seine Hauptfunktionen sind die Nutzung der Sonnenenergie durch photosynthetische Organismen und der biologische Stoff- und Energiekreislauf, der die Dynamik aller Lebensprozesse sicherstellt. Die Essenz des Zyklus läuft auf zwei hinaus gegensätzliche Prozesse: die Schaffung von organischer Materie und ihre anschließende Umwandlung in einfach Mineralien. Diese Prozesse bestehen aus drei Hauptphasen: der Entstehung von organischem Material als Ergebnis der Photosynthese unter Verwendung von Sonnenenergie Primärproduktion(in diesem Fall wird Sauerstoff freigesetzt), die Umwandlung von primären (pflanzlichen) Produkten in sekundäre (tierische) Produkte, die Zerstörung von primären und sekundären biologischen Produkten. Nach der Art der Teilnahme am biologischen Kreislauf werden Organismen in 3 unterteilt große Gruppen: 1) Produzenten- Herstellung von organischem Material aus anorganischen Stoffen, hauptsächlich Pflanzen; 2) Verbraucher- Essen organische Materie- alle Tiere, Pilze, Teile von Schrotflinten; 3) Zersetzer- Mikroorganismen und Pilze, die die Abfallprodukte von Organismen und toten Organismen in einfache verwandeln Anorganische Verbindungen die aus dem Boden aufgenommen werden große Pflanzen. Reihen von Pflanzen-, Tier-, Mikroorganismen- und Pilzarten, gebundener Freund mit einer anderen Beziehung "Nahrung - Konsument" bilden Nahrungskette oder Stromkreise. Entlang dieser Ketten werden Stoffe und Energie übertragen, die teilweise schädlich und gefährlich sind Chemische Komponenten, deren Konzentration auf jeden nächste Ebene erhöht sich. Manchmal gibt es Anlass ökologische Probleme, und führt manchmal zum Tod von Menschen, die Organismen konsumieren, die Giftstoffe angesammelt haben.

Einfluss des Menschen auf die Biosphäre nimmt zu und wirkt sich erheblich auf alle seine Komponenten aus. Der Mensch hat Zehntausende neuer Pflanzenarten und Tierrassen geschaffen, beschleunigt die Evolution der Arten in der Natur, bereichert natürliche Gemeinschaften durch die Akklimatisierung lebender Organismen und erhöht die Bodenfruchtbarkeit. In den 30-40er Jahren des 20. Jahrhunderts stellte V. I. Vernadsky das Konzept der Noosphäre als neuen Zustand der Biosphäre vor, in dem der Hauptfaktor für ihre Entwicklung liegt vernünftige Tätigkeit Person. Die Folgen dieser Aktivität sind jedoch mehrdeutig und führen häufig zu einer intensiven Zerstörung der natürlichen Vegetation, der Tiere, der Verschlechterung der Lebensbedingungen für lebende Organismen, der Bodenzerstörung durch Erosion usw.

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