Какие условия для жизни предоставляет организмам биосфера

Обновлено: 14.05.2024

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Биосфера

Все экосистемы Земли являются только подразделениями, составными частями единой гигантской экосистемы, охватывающей всю поверхность планеты. Эту глобальную экосистему называют биосферой .

Учение о биосфере

Учение о биосфере создано русским геохимиком В. И. Вернадским. Он впервые оценил масштабы влияния жизни на физическую природу.

Биосфера, по В. И. Вернадскому, – это общепланетарная оболочка, та область Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию. Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов. В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном – тонким слоем газа озона на высоте 16–20 км. Он задерживает губительные ультрафиолетовые лучи солнца. Океан насыщен жизнью целиком, до дна самых глубоких впадин в 10–11 км. В глубину твердой части Земли активная жизнь проникает местами до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях). Результаты жизнедеятельности организмов в виде осадочных пород прослеживаются еще глубже.

Жизнь распределена на поверхности Земли неравномерно. Существуют области ее повышенной концентрации в биосфере – на границах раздела разных сред: воды, воздуха и горных пород. В. И. Вернадский назвал их "пленками жизни". В верхнем 100-метровом слое океанов сосредоточено 95% всего планктона, в 1 г почвы находится до 2,5 млрд. клеток микроорганизмов. Наиболее полно развита жизнь и наиболее активны биогеохимические процессы в местах контакта всех трех сред: воды, воздуха и твердого субстрата. Здесь в оптимуме находятся все факторы, необходимые для жизни. В устьях рек, на побережьях морей развиваются богатые сообщества, которые могут быть названы "сгущениями жизни". Дополнительная неравномерность распределения жизни на Земле обусловлена географической зональностью и масштабами поступления солнечной энергии на разные участки земной поверхности.

Размножение, рост, обмен веществ и активность живых организмов за миллиарды лет полностью преобразовали эту часть нашей планеты.

Всю массу организмов всех видов В. И. Вернадский назвал живым веществом Земли.


В химический состав живого вещества входят те же самые атомы, которые составляют неживую природу, но в ином соотношении. В ходе обмена веществ живые существа постоянно перераспределяют химические элементы в природе. Таким образом меняется химизм биосферы.

Первые растения суши (примерно 400 млн. лет назад)

На ранней Земле, когда не было растительного покрова, испарение воды с суши было понижено, а сток в реки и моря – повышен. Появление наземных растений и почв и постепенное увеличение занятых ими площадей сильно уменьшило сток. В воздух стало поступать значительно больше паров через испарение растительностью, что привело к увеличению количества осадков на суше. В свою очередь это способствовало продвижению растений в глубь континентов. Таким образом растительность изменяла климат в благоприятную для себя сторону. Это пример положительной обратной связи между организмами и окружающей средой, когда начавшийся процесс усиливает сам себя и ведет к направленным изменениям условий.

В. И. Вернадский писал, что на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. За миллиарды лет фотосинтезирующие организмы связали и превратили в химическую работу огромное количество солнечной энергии. Часть ее запасов в ходе геологической истории накопилась в виде залежей угля и других ископаемых органических веществ – нефти, торфа и др.

За счет фотосинтеза накоплен кислород атмосферы. На ранней Земле в атмосфере преобладали другие газы: водород, метан, аммиак, углекислый газ. За счет кислорода возник озоновый экран. Молекулы этого газа состоят из трех атомов кислорода и образуются при действии на молекулярный кислород ультрафиолетовых лучей. Таким образом, жизнь сама создала защитный слой в атмосфере, задерживающий большинство этих лучей. Большая часть углекислого газа современной атмосферы выделяется в процессах дыхания бесчисленных живых существ или сжигания органического топлива. Атмосферный азот тоже следствие деятельности жизни, он образуется в результате активности ряда почвенных бактерий.


Благодаря живым существам возникли многие горные породы на Земле. Организмы обладают способностью избирательно поглощать и накапливать в себе отдельные элементы в гораздо большем количестве, чем они есть в окружающей среде. Например, многие морские виды концентрируют в своих скелетах кальций, кремний или фосфор и, отмирая, создают на дне водоемов большие толщи осадочных пород: залежи известняков, мела, кремнистых сланцев, фосфоритов. Такие породы называются органогенными, так как они обязаны своим происхождением живым организмам.

Океанические грунты под микроскопом

Жизнью создан на поверхности суши почвенный слой. В почве так тесно связаны между собой минеральные компоненты, разлагающиеся органические вещества и многочисленные микро- и макроорганизмы, что В. И. Вернадский отнес ее к особым, биокосным телам природы. Такой же биокосный состав имеют и воды Мирового океана, насыщенные продуктами обмена веществ и населенные бесчисленными обитателями.

Живые организмы играют большую роль в разрушении и выветривании горных пород на суше. Они – главные разрушители мертвого органического вещества.

Таким образом, за период своего существования жизнь преобразовала атмосферу Земли, состав вод океана, создала озоновый экран, почвы, многие горные породы. Изменились условия выветривания пород, большую роль стал играть микроклимат, создаваемый растительностью, изменился и климат Земли.

Биологический круговорот веществ в биосфере

В составе живого вещества обнаружено больше половины элементов таблицы Менделеева, но преобладают 14 из них. Десятки процентов веса приходятся всего на два элемента – кислород и водород, проценты – на углерод, азот и кальций, десятые доли процента составляют фосфор, кремний, калий и сера, сотые доли – магний, железо, натрий, хлор и алюминий. Остальные элементы более редки, хотя часто бывают необходимы. Эти 14 элементов не случайная совокупность. На них приходится 99,9% общей массы живых организмов, и они же образуют 98,9% веса всей земной коры, хотя и находятся в ней в иных пропорциях. Таким образом, жизнь – "плоть от плоти" химическое производное нашей Земли.

Совершая гигантский биологический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования и существования в ней человека.


Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.).

Круговорот углерода. Источником его для фотосинтеза служит углекислый газ (диоксид углерода), находящийся в атмосфере или растворенный в воде. Углерод, связанный в горных породах, вовлекается в круговорот значительно медленнее. В составе синтезированных растением органических веществ углерод поступает затем в цепи питания через живые или мертвые ткани растений и возвращается в атмосферу снова в форме углекислого газа в результате дыхания, брожения или сгорания топлива (древесины, нефти, угля и т. п.). Продолжительность цикла углерода равна трем-четырем столетиям.

Круговорот азота. Растения получают азот в основном из разлагающегося мертвого органического вещества посредством деятельности бактерий, которые превращают азот белков в усваиваемую растениями форму. Другой источник – свободный азот атмосферы – растениям непосредственно недоступен. Но его связывают, т. е. переводят в другие химические формы, некоторые группы бактерий и сине-зеленые водоросли, они обогащают им почву. Многие растения находятся в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, образующими клубеньки на их корнях. Из отмерших растений или трупов животных часть азота, за счет деятельности других групп бактерий, превращается в свободную форму и вновь поступает в атмосферу.

Круговорот фосфора и серы. Фосфор и сера содержатся в горных породах. При их разрушении и эрозии они поступают в почву, оттуда используются растениями. Деятельность организмов-редуцентов снова возвращает их в почву. Часть соединений азота и фосфора смывается дождями в реки, а оттуда – в моря и океаны и используется водорослями. Но в конце концов в составе мертвого органического вещества они оседают на дно и снова включаются в состав горных пород.

Цикл кислорода. Цикл кислорода занимает на Земле около 2000 лет, воды – около 2 млн лет. Это значит, что атомы этих веществ за историю Земли многократно проходили через живое вещество, побывав в телах древних бактерий, водорослей, древовидных папоротников, динозавров и мамонтов.

Весь кислород, содержащийся в атмосфере, а также во многих поверхностных минералах, накоплен за счет фотосинтеза. При полностью замкнутом биологическом круговороте накопления кислорода не должно происходить, так как все его количество полностью расходовалось бы в процессах дыхания живых организмов и разложения мертвых остатков. Однако значительное количество органического вещества выпадало в прошлом из круговорота, превращаясь в каменный уголь, торф, горючие сланцы и др. Поэтому содержание кислорода в воздухе постепенно росло.

На суше ежегодно в круговорот веществ поступает около 150 млрд. т растительной продукции. Океаны создают вдвое меньше. Если принять общую первичную продукцию суши за 100%, то вклад разных континентов будет примерно следующим: Европа – 6%, Азия – 28, Африка – 22, Северная Америка – 13, Южная Америка – 26, Австралия с островами Океании – 5%. Если же сравнить продуктивность растений на единицу площади, например на гектар, то она составляет (в процентах от средней по всем континентам) в Европе 89, в Азии – 103, в Африке – 108, в Северной Америке – 86, в Южной Америке – 220, в Австралии – 90.

Биосфера прошла длительный период развития, в течение которого жизнь меняла формы, распространилась из воды на сушу, изменила систему круговоротов. Содержание кислорода в атмосфере постепенно росло.

За последние 600 млн. лет скорости и характер круговоротов приблизились к современным.

Вес живого вещества в биосфере ничтожен, он составляет примерно десятитысячную долю процента от веса земной коры. Ежегодно производится около 0,1 от существующей массы и столько же разрушается. Следовательно, за 10 млн. лет через живые организмы проходит масса вещества, равная весу земной коры. Если можно было бы собрать всю биомассу, произведенную на Земле за последние 600 млн. лет, то она покрыла бы Землю слоем 2000 км.

Биосфера функционирует как гигантская слаженная экосистема, где организмы не только приспосабливаются к среде, но и сами создают и поддерживают на Земле условия, благоприятные для жизни.


Границы биосферы

biosphere-illustration

Каждую часть планеты, от полярных льдов до экватора, населяют живые организмы. Последние достижения в области микробиологии показали, что микроорганизмы обитают глубоко под земной поверхностью и возможно их общая биомасса превышает биомассу всего животного и растительного мира на поверхности Земли.

В настоящее время фактические границы биосферы измерить невозможно. Как правило, большинство видов птицы летают на высотах 650 – 1800 метров, а рыбы были обнаружены на глубине – до 8372 метров в океаническом Жёлобе Пуэрто-Рико. Но также есть более экстремальные примеры жизни на планете. Африканский сип, или гриф Рюппеля был замечен на высоте более 11000 метров, горные гуси обычно мигрируют на высоте не менее 8300 метров, дикие яки обитают в горных районах Тибета на высоте около 3200 – 5400 метров над уровнем моря, а горные козлы живут на высотах до 3000 метров.

Микроскопические организмы способны жить в более экстремальных условиях и если брать их во внимания, то толщина биосферы намного больше, чем мы себе представляли. Некоторые микроорганизмы были обнаружены в верхних слоях атмосферы Земли на высоте 41 км. Вряд ли микробы являются активными на таких высотах, где температура и давление воздуха являются чрезвычайно незначительными, а ультрафиолетовое излучение очень интенсивным. Скорее всего, они были доставлены в верхние слои атмосферы ветрами или извержением вулканов. Также одноклеточные формы жизни были найдены в самой глубокой части Марианской впадины на глубине 11034 метров.

Несмотря на все вышеперечисленные примеры крайностей существования жизни, в общем слой биосферы Земли настолько тонкий, что его можно сравнить с кожурой яблока.

Структура биосферы

экосистема

Биосфера организована в иерархическую структуру, в которой отдельные организмы образуют популяции. Несколько взаимодействующих популяции составляют биоценоз. Общины живых организмов (биоценоз), проживающие в определенных физических средах обитания (биотоп), образует экосистему. Экосистема – это группа животных, растений и микроорганизмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой таким образом, чтобы обеспечить свое существование. Поэтому экосистема функциональная единица устойчивости жизни на Земле.

Происхождение биосферы

первая-жизнь

Биосфера существует уже около 3,5-3,7 миллиарда лет. Первыми формами жизни были прокариоты – одноклеточные живые организмы, которые могли жить без кислорода. Некоторые прокариоты разработали уникальный химический процесс, который известен нам как фотосинтез. Они были в состоянии использовать солнечный свет, чтобы делать простой сахар и кислород из воды и углекислого газа. Эти фотосинтезирующие микроорганизмы были настолько многочисленны, что они кардинально преобразили биосферу. В течение длительного периода времени, сформировалась атмосфера из смеси кислорода и других газов, которая могла поддерживать новую жизнь.

Добавление кислорода в биосферу позволило стремительно развиваться более сложные формам жизни. Появились миллионы различных растений, животные, которые употребляли в пищу растения и других животных. Бактерии эволюционировали, для того, чтобы разлагать мертвых животных и растения.

Благодаря этой пищевой цепи – биосфера сделала огромный скачок в своем развитии. Разложенные останки отмерших растений и животных высвобождали в почву и океан питательные вещества, которые повторно поглощались растениями. Такой обмен энергией позволил биосфере стать самоподдерживающей и саморегулирующейся системой.

Роль фотосинтеза в развитии жизни

фотосинтез

Биосфера является уникальной в своем роде. До сих пор не было никаких научных фактов, подтверждающих существования жизни в других местах Вселенной. Жизнь на Земле существует благодаря Солнцу. При воздействии энергии солнечного света осуществляется процесс под названием фотосинтез. В результате фотосинтеза растения, некоторыми виды бактерий и простейших под воздействием света перерабатывают двуокись углерода в кислород и органические соединения, такие как сахар. Подавляющее большинство видов животных, грибов, растений и бактерий непосредственно или косвенно зависят от фотосинтеза.

Факторы влияющие на биосферу

obliquity_ecliptic

Существуют множество факторов, влияющих на биосферу и нашу жизнь на Земле. Есть глобальные факторы такие, как расстояние между Землей и Солнцем. Если бы наша планета находилась ближе или дальше по отношению к Солнцу, то на Земле было слишком жарко или холодно для зарождения жизни. Угол наклона земной оси также важный фактор, влияющий на климат планеты. Времена года и сезонные климатические изменения являются прямыми результатами наклона Земли.

Локальные факторы также оказывают важное воздействие на биосферу. Если посмотреть на определённый участок Земли, можно увидеть, влияние климата, ежедневной погоды, эрозии и самой жизни. Эти мелкие факторы постоянно меняют пространство и живые организмы должна реагировать соответствующим образом, адаптируясь к изменению среды обитания. Несмотря на то, что люди могут контролировать большую часть своего ближайшего окружения, они по-прежнему уязвимы природным катаклизмам.

Наименьший из факторов, влияющих на облик биосферы – это изменения, происходящие на молекулярном уровне. Реакции окисления и восстановления способны менять состав горных пород и органических веществ. Существует также биологическое разрушение. Крошечные организмы, такие как бактерии и грибки, способны перерабатывать, как органические, так и неорганические материалы.

Биосферные заповедники

rio-platano-biosphere-forestreserve

Люди играют важную роль в поддержании энергообмена биосферы. К сожалению, наше воздействие на биосферу часто оказывается негативным. Например, уровень кислорода в атмосфере уменьшается, а уровень углекислого газа растет из-за того, что люди чрезмерно сжигают ископаемое топливо, а разливы нефти выбросы промышленных отходов в океан наносят огромный ущерб гидросфере. Будущее биосферы зависит от того, как люди будут взаимодействовать с другими живыми существами.

Внеземные биосферы

вселеная

До сих пор, биосфера не была обнаружена за пределами Земли. Поэтому существование внеземных биосфер остается гипотетическим. С одной стороны, многие ученые считают, что жизнь на других планетах маловероятна, а если где-то она существует, то скорей всего в форме микроорганизмов. С другой стороны аналогов Земли может быть очень много, даже в нашей галактике – Млечный Путь. Учитывая ограниченные возможности наших технологий, в настоящее время неизвестно, какой процент из этих планет способен иметь биосферу. Также нельзя исключить вариант, что искусственные биосферы будут созданы человеком в будущем, например, на Марсе.

Биосфера – это очень хрупкая система, в которой каждый живой организм является важным звеном в огромной цепи жизни. Мы должны осознать, что человек, как самое разумное существо на планете несет ответственность за сохранение чуда жизни на нашей планете.


Из данного видеоурока вы узнаете о границах биосферы, её структуре и особенностях организмов приспосабливаться к обитанию в определённой среде. Понятия урока: биосфера, атмосфера, литосфера, гидросфера


В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности




Конспект урока "Биосфера и её структура. Среды жизни"

Сообщества живых организмов со средами обитания объединённые между собой обменом веществ и энергией образуют биологические системы – экосистемы Земли.


Все природные экосистемы связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли, которую можно рассматривать как самую большую экосистему — биосферу.


Что значит оболочка Земли?

Это значит, что, суша, воды, воздушное пространство населённые живыми существами представляют собой оболочку, которая окутывает земной шар, образуя сферу жизни – биосферу.

Границы биосферы


Она захватывает нижнюю границу в атмосфере. Которая определяется озоновым слоем.

Верхнюю границу в литосфере до 7,5 км.

А также границу между атмосферой и литосферой ─ гидросферу.

Учение о биосфере создал советский биогеохимик и философ Владимир Иванович Вернадский.


Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Все живые организмы существуют в форме видов. Каждый вид каким-то образом взаимодействует с окружающей средой.


Эта деятельность создаёт удивительное природное разнообразие.

Для ослабления конкуренции за пищу и жилье, организмы расселяются по разным экологическим нишам.

Каждый вид приспособился к обитанию в определённой среде.

Выделяют четыре основные среды обитания. Водную среду обитания, наземно-воздушную, почвенную и организменную среду, то есть тело какого-либо живого организма, которое используется для жизни другим организмом (паразитом).

Приспособления обитателей гидросферы. Водная среда жизни

Она является самой древней средой, в которой возникла жизнь. Водную среду разделяют на пресноводную и морскую среду обитания. Если в воде на литр содержится менее 0,5 грамм растворенных солей, то вода считается пресной.


Если на один литр воды приходиться 35 грамм солей, то она считается морской. Морская вода отличается постоянной солёностью. Водой покрыто более 70% поверхности планеты.

Однако, разнообразие организмов в водной среде намного меньше, чем на суше. Это объясняется тем что плотность воды выше плотности воздуха в 800 раз.

Давление также намного выше, чем в наземных условиях: на каждый 10 м глубины оно возрастает на 1 атм. (атмосферу)

Содержание кислорода в воде примерно в 20 раз ниже, чем в атмосфере, и составляет 6–8 миллилитров на литр.

Вместе с этим есть и благоприятные факторы, например, теплоёмкость воды, то есть способность накапливать и удерживать тепло в воде намного выше чем на суше. Благодаря этому в воде не наблюдается резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше.

Содержание углекислого газа в морской воде в 150 раз выше, чем в атмосфере. Он потребляется фитопланктоном и водорослями. Концентрация ионов водорода в воде может меняться в пределах


От 3,7 до 7,8 pH. Нейтральными считаются воды с рН от 6,4 до 7,3.

С понижением рН биоразнообразие организмов, населяющих водную среду, быстро убывает.

Речной рак, многие виды моллюсков гибнут при рН ниже 6 (то есть в кислых водах). Окунь и щука могут выдержать рН до 5.

Угорь и арктический голец выживают при понижении рН до 5 – 4,4.

В более кислых водах, сохраняются лишь некоторые виды зоопланктона и фитопланктона.

Кислотные дожди, связанные с выбросами в атмосферу больших количеств оксидов серы и азота промышленными предприятиями, стали причиной подкисления вод и резкого обеднения их биологического разнообразия.

Как же водные организмы приспособились ко всем этим условиям?

Некоторые из них (такие как представители планктона – водоросли, простейшие, бактерии) могут парить в воде.


Мельчайшие рачки, дафнии и циклопы, живущие огромными колониями в самых различных водоёмах — от морей и океанов до лесных луж, и деревенских канав. Способны за счёт специальных придатков антенн, которые увеличивают поверхность тела, проводить всю жизнь в толще воды.

Необычными представителями морского планктона являются – одноклеточные панцирные жгутиконосцы – ночесветки.


Светятся они благодаря жировым внутриклеточным включениям, которые под влиянием механического или химического раздражения излучают свет. Испускаемый ночесветками свет по цвету голубоватый.

Медузы за счёт того, что их форма напоминает парашют, а также за счёт того, что плотность их тела близка к плотности воды, способны парить в водной толще.


Медузы используют реактивный способ движения. За счёт сокращения мускулатурных волокон, вода выбрасывается из полости купола. В результате чего медуза толчками поднимается и опускается в толще воды.

Некоторые водные обитатели способны активно перемещаться. К ним относят рыб и других представителей водной фауны, которые формируют нектон. Дельфинов, тюленей, водных черепах и других активно плавающих организмов. Быстрому передвижению в водной среде способствуют веретенообразная форма тела, наличие плавников и ласт, гладкая кожа или чешуя.

А выделение кожей слизи, снижает трение о воду. Некоторая часть организмов прикреплена к поверхности дна.

Мшанки, губки, актинии, асцидии и другие организмы, обитающие на грунте и в грунте дна водоёмов, образуют бентос.

Сидячий образ жизни ведут многощетинковые черви. Они питаются детритом, добывая его с помощью ловчих щупалец, выполняющих также функцию жабр.


Морские ежи пасутся в зарослях водорослей или собирают мелкие частицы пищи с поверхности дна.

Морские звезды ─ хищницы, их жертвой становятся моллюски. Медленно ползают по дну брюхоногие моллюски. Многие из них являются хищниками или трупоедами.

Широко распространённой бродячей формой являются крабы. Это настоящие санитары моря. Они подбирают и поедают всевозможные гниющие остатки растений и животных.

Но если животные могут выжить на огромных океанических глубинах, то растения выживают только в верхних слоях воды. Там, куда проникают лучи света (лучистая энергия) необходимая для фотосинтеза.

Проникновение солнечного света в толщу воды, зависит от её прозрачности.


В прозрачной воде океана луч света может достигнуть 200 м глубины.

В сильно взмученных пресноводных водоёмах слой, заселённый растениями, может составлять всего несколько десятков сантиметров.

Как и наземным организмам, так и водным необходим кислород. С увеличение температуры, количество растворенного кислорода в воде снижается.

Поэтому в открытых водоёмах тропического пояса гораздо меньше живых организмов, чем в водах субарктического пояса. Которые богаты мелкими рачками, рыбой и крупными китообразными.

Количество кислорода снижается также в стоячих водоёмах в зимнее время, когда вода изолирована от атмосферы слоем льда.

Происходит снижение концентрации кислорода, это может стать причиной гибели многих обитателей водных экосистем.

Однако и к этим условиям животные водной среды приспособились. Например, устойчивые к дефициту кислорода виды, подобные карасю или линю.


Наземно-воздушная среда обитания

Она разнообразна высокоорганизованными живыми организмами. Важным фактором для обитающих здесь организмов является плотность воздуха, она гораздо ниже, чем плотность воды.


По этой причине у животных, которые населяют данную среду обитания сильно развиты опорные ткани – внутренний или наружный скелет. Он позволяет организмам противостоять действию закона всемирного тяготения и ветра.


Организмы наземно-воздушной среды способны бегать, прыгать, лазать, летать.

Перемещение организмов по воздуху возможно за счёт специальных приспособлений – крыльев у птиц и насекомых, некоторых видов млекопитающих и даже рыб.

Так как воздушные массы постоянно находятся в движении температура воздуха меняется быстро. Поэтому организмы, которые обитают на суше имеют различные приспособления к таким переменам. Вы их знаете это и перьевой покров тела и волосяной, и роговой, который защищает от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Так же обитателям суши важен и химический состав воздуха. Однако он изменяется в различных частях земли в пределах от 1 до 3 % для каждого газа.

В горах, например, пониженное содержание кислорода, из-за того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее.

Пары воды, которые находиться в воздухе так же важный фактор, распределения видов. При температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов.

Недостаток воды — беда для всех обитателей пустыни и степи. В пустынях Северной Америки обитает каменистая белка — рекордсмен выносливости. Она может не пить в течение 100 дней!

Кенгуровая крыса питается лишь сухим кормом и совсем не пьёт: её организм сам вырабатывает воду.


Суслики (и не только они!) спят в самые жаркие месяцы, так же, как и медведь спит во время зимних холодов.

Большие уши слона необходимы для терморегуляции. Чем больше выступающие части тела, тем больше воды испаряется из организма.

Миниатюрная лисица фенек, так же имеет большие уши. Среди хищников планеты по отношению к величине головы, у фенька самые большие уши. Они так же не дают зверьку перегреваться в дневную жару.


Почвенная среда обитания

Почва — это важный и сложный компонент биосферы. Жизнь почвы необычайна богата.

Любая почва представляет собой многофазную систему, в состав которой входят: минеральные частицы, органическое вещество, газовая (воздушная) фаза и водная фаза

Многофазность почвы делает среду насыщенной жизнью.


В почвах сконцентрирована основная биомасса животных, бактерий, грибов, в ней расположены корни растений, живущих в наземно-воздушной среде.

Дождевые черви во время жары, впадают в особое состояние — анабиоз, в котором все жизненные процессы замедляются. Однако стоит пройти дождю, и они вновь оживают.

Организменная среда обитания

Тела многих организмов служат жизненной средой для других организмов, их называют эндопаразитами.

Тело для паразита практически не ограниченный ресурс пищи, условия обитания здесь не меняется, поэтому паразиты часто утрачивают некоторые органы (например, органы чувств) и системы (например, нервную), которые есть у свободноживущих организмов. Однако возникают различные приспособления, которые удерживают паразита в теле хозяина.


Например, такой паразит млекопитающих как Свино́й це́пень, или свино́й солитёр — вид ленточных, имеет на головной части в дополнение к четырём присоскам двойной венчик крючьев, который служит для лучшего закрепления червя в кишечнике хозяина.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Биосфера

Все экосистемы Земли являются только подразделениями, составными частями единой гигантской экосистемы, охватывающей всю поверхность планеты. Эту глобальную экосистему называют биосферой .

Учение о биосфере

Учение о биосфере создано русским геохимиком В. И. Вернадским. Он впервые оценил масштабы влияния жизни на физическую природу.

Биосфера, по В. И. Вернадскому, – это общепланетарная оболочка, та область Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию. Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов. В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном – тонким слоем газа озона на высоте 16–20 км. Он задерживает губительные ультрафиолетовые лучи солнца. Океан насыщен жизнью целиком, до дна самых глубоких впадин в 10–11 км. В глубину твердой части Земли активная жизнь проникает местами до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях). Результаты жизнедеятельности организмов в виде осадочных пород прослеживаются еще глубже.

Жизнь распределена на поверхности Земли неравномерно. Существуют области ее повышенной концентрации в биосфере – на границах раздела разных сред: воды, воздуха и горных пород. В. И. Вернадский назвал их "пленками жизни". В верхнем 100-метровом слое океанов сосредоточено 95% всего планктона, в 1 г почвы находится до 2,5 млрд. клеток микроорганизмов. Наиболее полно развита жизнь и наиболее активны биогеохимические процессы в местах контакта всех трех сред: воды, воздуха и твердого субстрата. Здесь в оптимуме находятся все факторы, необходимые для жизни. В устьях рек, на побережьях морей развиваются богатые сообщества, которые могут быть названы "сгущениями жизни". Дополнительная неравномерность распределения жизни на Земле обусловлена географической зональностью и масштабами поступления солнечной энергии на разные участки земной поверхности.

Размножение, рост, обмен веществ и активность живых организмов за миллиарды лет полностью преобразовали эту часть нашей планеты.

Всю массу организмов всех видов В. И. Вернадский назвал живым веществом Земли.


В химический состав живого вещества входят те же самые атомы, которые составляют неживую природу, но в ином соотношении. В ходе обмена веществ живые существа постоянно перераспределяют химические элементы в природе. Таким образом меняется химизм биосферы.

Первые растения суши (примерно 400 млн. лет назад)

На ранней Земле, когда не было растительного покрова, испарение воды с суши было понижено, а сток в реки и моря – повышен. Появление наземных растений и почв и постепенное увеличение занятых ими площадей сильно уменьшило сток. В воздух стало поступать значительно больше паров через испарение растительностью, что привело к увеличению количества осадков на суше. В свою очередь это способствовало продвижению растений в глубь континентов. Таким образом растительность изменяла климат в благоприятную для себя сторону. Это пример положительной обратной связи между организмами и окружающей средой, когда начавшийся процесс усиливает сам себя и ведет к направленным изменениям условий.

В. И. Вернадский писал, что на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. За миллиарды лет фотосинтезирующие организмы связали и превратили в химическую работу огромное количество солнечной энергии. Часть ее запасов в ходе геологической истории накопилась в виде залежей угля и других ископаемых органических веществ – нефти, торфа и др.

За счет фотосинтеза накоплен кислород атмосферы. На ранней Земле в атмосфере преобладали другие газы: водород, метан, аммиак, углекислый газ. За счет кислорода возник озоновый экран. Молекулы этого газа состоят из трех атомов кислорода и образуются при действии на молекулярный кислород ультрафиолетовых лучей. Таким образом, жизнь сама создала защитный слой в атмосфере, задерживающий большинство этих лучей. Большая часть углекислого газа современной атмосферы выделяется в процессах дыхания бесчисленных живых существ или сжигания органического топлива. Атмосферный азот тоже следствие деятельности жизни, он образуется в результате активности ряда почвенных бактерий.


Благодаря живым существам возникли многие горные породы на Земле. Организмы обладают способностью избирательно поглощать и накапливать в себе отдельные элементы в гораздо большем количестве, чем они есть в окружающей среде. Например, многие морские виды концентрируют в своих скелетах кальций, кремний или фосфор и, отмирая, создают на дне водоемов большие толщи осадочных пород: залежи известняков, мела, кремнистых сланцев, фосфоритов. Такие породы называются органогенными, так как они обязаны своим происхождением живым организмам.

Океанические грунты под микроскопом

Жизнью создан на поверхности суши почвенный слой. В почве так тесно связаны между собой минеральные компоненты, разлагающиеся органические вещества и многочисленные микро- и макроорганизмы, что В. И. Вернадский отнес ее к особым, биокосным телам природы. Такой же биокосный состав имеют и воды Мирового океана, насыщенные продуктами обмена веществ и населенные бесчисленными обитателями.

Живые организмы играют большую роль в разрушении и выветривании горных пород на суше. Они – главные разрушители мертвого органического вещества.

Таким образом, за период своего существования жизнь преобразовала атмосферу Земли, состав вод океана, создала озоновый экран, почвы, многие горные породы. Изменились условия выветривания пород, большую роль стал играть микроклимат, создаваемый растительностью, изменился и климат Земли.

Биологический круговорот веществ в биосфере

В составе живого вещества обнаружено больше половины элементов таблицы Менделеева, но преобладают 14 из них. Десятки процентов веса приходятся всего на два элемента – кислород и водород, проценты – на углерод, азот и кальций, десятые доли процента составляют фосфор, кремний, калий и сера, сотые доли – магний, железо, натрий, хлор и алюминий. Остальные элементы более редки, хотя часто бывают необходимы. Эти 14 элементов не случайная совокупность. На них приходится 99,9% общей массы живых организмов, и они же образуют 98,9% веса всей земной коры, хотя и находятся в ней в иных пропорциях. Таким образом, жизнь – "плоть от плоти" химическое производное нашей Земли.

Совершая гигантский биологический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования и существования в ней человека.


Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.).

Круговорот углерода. Источником его для фотосинтеза служит углекислый газ (диоксид углерода), находящийся в атмосфере или растворенный в воде. Углерод, связанный в горных породах, вовлекается в круговорот значительно медленнее. В составе синтезированных растением органических веществ углерод поступает затем в цепи питания через живые или мертвые ткани растений и возвращается в атмосферу снова в форме углекислого газа в результате дыхания, брожения или сгорания топлива (древесины, нефти, угля и т. п.). Продолжительность цикла углерода равна трем-четырем столетиям.

Круговорот азота. Растения получают азот в основном из разлагающегося мертвого органического вещества посредством деятельности бактерий, которые превращают азот белков в усваиваемую растениями форму. Другой источник – свободный азот атмосферы – растениям непосредственно недоступен. Но его связывают, т. е. переводят в другие химические формы, некоторые группы бактерий и сине-зеленые водоросли, они обогащают им почву. Многие растения находятся в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, образующими клубеньки на их корнях. Из отмерших растений или трупов животных часть азота, за счет деятельности других групп бактерий, превращается в свободную форму и вновь поступает в атмосферу.

Круговорот фосфора и серы. Фосфор и сера содержатся в горных породах. При их разрушении и эрозии они поступают в почву, оттуда используются растениями. Деятельность организмов-редуцентов снова возвращает их в почву. Часть соединений азота и фосфора смывается дождями в реки, а оттуда – в моря и океаны и используется водорослями. Но в конце концов в составе мертвого органического вещества они оседают на дно и снова включаются в состав горных пород.

Цикл кислорода. Цикл кислорода занимает на Земле около 2000 лет, воды – около 2 млн лет. Это значит, что атомы этих веществ за историю Земли многократно проходили через живое вещество, побывав в телах древних бактерий, водорослей, древовидных папоротников, динозавров и мамонтов.

Весь кислород, содержащийся в атмосфере, а также во многих поверхностных минералах, накоплен за счет фотосинтеза. При полностью замкнутом биологическом круговороте накопления кислорода не должно происходить, так как все его количество полностью расходовалось бы в процессах дыхания живых организмов и разложения мертвых остатков. Однако значительное количество органического вещества выпадало в прошлом из круговорота, превращаясь в каменный уголь, торф, горючие сланцы и др. Поэтому содержание кислорода в воздухе постепенно росло.

На суше ежегодно в круговорот веществ поступает около 150 млрд. т растительной продукции. Океаны создают вдвое меньше. Если принять общую первичную продукцию суши за 100%, то вклад разных континентов будет примерно следующим: Европа – 6%, Азия – 28, Африка – 22, Северная Америка – 13, Южная Америка – 26, Австралия с островами Океании – 5%. Если же сравнить продуктивность растений на единицу площади, например на гектар, то она составляет (в процентах от средней по всем континентам) в Европе 89, в Азии – 103, в Африке – 108, в Северной Америке – 86, в Южной Америке – 220, в Австралии – 90.

Биосфера прошла длительный период развития, в течение которого жизнь меняла формы, распространилась из воды на сушу, изменила систему круговоротов. Содержание кислорода в атмосфере постепенно росло.

За последние 600 млн. лет скорости и характер круговоротов приблизились к современным.

Вес живого вещества в биосфере ничтожен, он составляет примерно десятитысячную долю процента от веса земной коры. Ежегодно производится около 0,1 от существующей массы и столько же разрушается. Следовательно, за 10 млн. лет через живые организмы проходит масса вещества, равная весу земной коры. Если можно было бы собрать всю биомассу, произведенную на Земле за последние 600 млн. лет, то она покрыла бы Землю слоем 2000 км.

Биосфера функционирует как гигантская слаженная экосистема, где организмы не только приспосабливаются к среде, но и сами создают и поддерживают на Земле условия, благоприятные для жизни.

Помогите пожалуйста)Какие условия для жизни предоставляет организмам биосфера?


Биосфера — это оболочка Земли, заселенная живыми организмами и преобразованная ими.

Она включает почти всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть земной коры.

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов.

Верхняя граница биосферы простирается от поверхности Земли до озонового экрана.

Выше этой границы организмы жить не могут, так как там на них будут губительно действовать ультрафиолетовые лучи Солнца и низкая температура.

Нижняя граница проходит по дну гидросферы и на глубине 4 - 5 км в земной коре материков (это зависит от того, на какой глубине температура горных пород достигает + 100°С) .

Наиболее обильна жизнью часть биосферы у земной поверхности и до глубины 200 м в гидросфере.


Помогите?

Объяснил, как организмы с течением времени изменяются, приспосабливаясь к различным условиям жизни на Земле, _______________________

Создал учение о биосфере.


Как живые организмы переносят неблагоприятные для жизни условия?

Как живые организмы переносят неблагоприятные для жизни условия.


Помогите сделать схему : роль живых организмов в биосфере?

Помогите сделать схему : роль живых организмов в биосфере.


Охарактеризуйте условия жизни организмов в почвенной среде обитания?

Охарактеризуйте условия жизни организмов в почвенной среде обитания.


Раскрыть роль живых организмов в биосфере?

Раскрыть роль живых организмов в биосфере.


Охарактеризуйте условия жизни организмов в почвенной среде жизни?

Охарактеризуйте условия жизни организмов в почвенной среде жизни.


Какие условия жизни организмов в почвеной среде жизни?

Какие условия жизни организмов в почвеной среде жизни.


На каком материке самые благополучные для жизни организмов условия?

На каком материке самые благополучные для жизни организмов условия.


Какие приспособления к условиям жизни в организме хозяина имеют паразиты?

Какие приспособления к условиям жизни в организме хозяина имеют паразиты?


Какие условия нужны растительным организмам для жизни?

Какие условия нужны растительным организмам для жизни.


Колониальные и многоклеточные организмы сходны тем, что каждая клетка выполняет свою функцию. Это помогает огранизму выжить.


То, что это организмы))) колониальные не разделяются с материнской клеткой, а одиночные. Ну понятно))).


Имеют вместо ризоидов корни Зародышевые листики в виде улиток Ситовидный Размножаются спорами, споры созревают на нижней стороне листа.


1. а) 2. А) 3. Может а) ( а вообще бредовый вопрос).


Цитология - наука , которая изучает функции, строение и развитие клеток живых организмов ; ).


Цитология - наука , которая изучает функции, строение и развитие клеток любых живых организмов, в том числе и одноклеточных.


Так как они помогают друг другу образуя лишайники. Грибы дают водорослям воду и минеральные вещества, а водоросли грибам органические вещества.


Клубнями, лукавицами, черенками, отводками.


Животные эуметозои хордовые птицы пингвиновые императорские пингвины инператлрский пингвин.


© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Читайте также: