Понятие биосферы

Магматические горные породы в результате выветривания преобразуются в осадочные. В подвижных зонах земной коры они погружаются вглубь Земли. Там под влиянием высоких температур и давлений они переплавляются и образуют магму, которая, поднимаясь на поверхность и застывая, образует магматические породы.

Таким образом, геологический круговорот веществ протекает без участия живых организмов и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими слоями Земли.

2. Биологический (биогеохимический) круговорот (малый круговорот веществ в биосфере) - круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов. В отличие от большого геологического, малый биогеохимический круговорот веществ совершается в пределах биосферы.

Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез. В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. В результате выделения в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы для синтеза автотрофами органических веществ.

В биогеохимических круговоротах следует различать две части:

1. резервный фонд - это часть вещества, не связанная с живыми организмами;

2. обменный фонд - значительно меньшая часть вещества, которая связана прямым обменом между организмами и их непосредственным окружением.

В зависимости от расположения резервного фонда биогеохимические круговороты можно разделить на два типа:

1. Круговороты газового типа - с резервным фондом веществ в атмосфере и гидросфере (круговороты углерода, кислорода, азота).

2. Круговороты осадочного типа - с резервным фондом в земной коре (круговороты фосфора, кальция, железа и др.).

Круговороты газового типа более совершенны, так как обладают большим обменным фондом, а значит способны к быстрой саморегуляции. Круговороты осадочного типа менее совершенны, они более инертны, так как основная масса вещества содержится в резервном фонде земной коры в «недоступном» живым организмам виде. Такие круговороты легко нарушаются от различного рода воздействий и часть обмениваемого материала выходит из круговорота. Возвратиться опять в круговорот она может лишь в результате геологических процессов или путем извлечения живым веществом. Однако извлечь нужные живым организмам вещества из земной коры гораздо сложнее, чем из атмосферы.

Интенсивность биологического круговорота в первую очередь определяется температурой окружающей среды и количеством воды. Так, например, биологический круговорот интенсивнее протекает во влажных тропических лесах, чем в тундре. Кроме того, в тундре биологические процессы протекают только в теплое время года.

С появлением человека возник антропогенный круговорот или обмен веществ. Антропогенный круговорот (обмен) - круговорот (обмен) веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нем можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей (техногенный круговорот (обмен)).

Геологический и биологический круговороты в значительной степени замкнуты, чего нельзя сказать об антропогенном круговороте. Поэтому часто говорят не об антропогенном круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Незамкнутость антропогенного круговорота веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды - основным причинам всех экологических проблем человечества[6].

Отличия растений от животных.

Как считают большинство биологов, различия между растениями и животными можно разделить на три группы: по структуре клеток и их способности к росту; по способу питания; по способности к движению. Отнесение к одному из царств проводится не по каждому признаку, а по их совокупности. Так, кораллы, речная губка-бодяга всю жизнь остаются неподвижными и тем не менее по другим свойствам относятся к животным. Существуют насекомоядные растения, которые по способу питания относятся к животным. Выделяют и переходные типы. Так, «Евглена зеленая» питается как растение, а двигается, как животное. И все же три отмеченные группы различий помогают в подавляющем большинстве случаев для классификации видов жизни.
Кристаллы растут, но не воспроизводятся; растения воспроизводятся, но не двигаются; животные двигаются и воспроизводятся. В то же время некоторые клетки растений сохраняют способность к активному росту на протяжении всей жизни организма. В пластидах - белковых телах клеток растений заключен хлорофилл. Его наличие связано с основной космической функцией растений - улавливанием и превращением солнечной энергии. Эта функция определяет строение растений. «Свет лепит формы растений, как из пластического материала», - писал австрийский ботаник И. Визнер. По мнению И. В. Вернадского, «в биосфере видна неразрывная связь между освещающим ее световым солнечным излучением и находящимся в ней зеленым живым миром организованных существ»[1].
У животных клеток есть центриоли, но нет хлорофилла и клеточной стенки, мешающей изменению формы. Что касается различий в способе питания, то большинство растений получают необходимыt для жизни вещества в результате поглощения минеральных соединений. Животные же питаются готовыми органическими соединениями, которые создают растения в процессе фотосинтеза.

В ходе развития биосферы произошла дифференциация органов по функциям, которые они выполняли, и возникли двигательная, пищеварительная, дыхательная, кровеносная, нервная системы и органы чувств.

В ХVIII - ХIХ вв. ученые потратили много усилий для систематизации всего многообразия растительного и животного мира. Появилось направление в биологии, получившее название систематики, были созданы классификации растений и животных в соответствии с их отличительными признаками. Основной структурной единицей был признан вид, более высокие уровни составил и последовательно род, отряд, класс.
На Земле насчитывается 500 тыс., видов растений и 1,5 млн. видов животных, в том числе позвоночных - 70 000, птиц - 16000, млекопитающих - 12540 видов. Подробная систематизации различных форм жизни создала предпосылки для изучения живого вещества как целого - так и возникли учения о биосфере[4].

Заключение.

Биосфера, возникнув и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад, находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и веществ в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными[7].

Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету.

Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических сообществ, умножения числа видов и совершенствования их приспособленности. Эволюционный процесс сопровождался увеличением эффективности преобразования энергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями, сообществами.

Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который как биологический вид на основе многочисленных эволюционных изменений приобрел не только сознание (совершенную форму отражения окружающего мира), но и способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда.

Применяя орудия труда, человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.

Список литературы:

1.      Вернадский В.И. Биосфера // Избр. соч. : в 6 т. – М., 1960. – Т. 5. – С. 23.

2.      Гальперин М.В. Экологические основы природопользования: Учебник. 2-е изд., испр. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 256с.: ил. – (Профессиональное образование).

3.      Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. – М., 1989. – С. 233.

4.      Горелов А.А. Экология : учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.А. Горелов. – 3-е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия», 2009. – 400 с.

5.      Дарвин Ч. Соч. : в 9 т. – М.; Л., 1939. – Т. 3. – С. 666.

6.      Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2008. – 304 с.

7.      Криксунов Е.А. Экология.  10  (11)  класс: Учеб. для общеобразоват. Учреждений / Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. – 8-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2004. – 256 с.: ил.

8.      Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. – М., 1986. – С. 209.