Конспект урока: Биосфера – глобальная экосистема. Вернадский – учение о биосфере. Распространение и роль живого вещества в биосфере

Распространение живого вещества в биосфере

В биосфере живое вещество распределено очень неравномерно. В верхних слоях атмосферы, в глубинах океана, в многокилометровой толще литосферы живые организмы встречаются редко. Основная жизнь сосредоточена на поверхности Земли, в верхних слоях морей и океанов, в почве.

Биомасса Земли составляет 2 420 миллиардов тонн.

Биомасса на земном шаре увеличивается от полюсов к экватору, что связано в первую очередь с климатическими факторами. Места наибольшей концентрации жизни на планете — это тропические леса, дельты рек в районах с жарким климатом, мелководные зоны морей, коралловые рифы. Эти экосистемы оптимально обеспечены теплом и влагой, и в них обитает огромное количество всевозможных видов организмов.

Биомасса организмов, живущих на поверхности Земли, на 99,2 % представлена растениями и лишь на 0,8 % — животными, грибами и микроорганизмами. 

Качественно иная картина получается при рассмотрении живого вещества, обитающего в водной среде: на долю растений и микроорганизмов в Мировом океане приходится лишь 6,3 % биомассы, а 93,7 % обеспечивают животные. 

Видовое разнообразие биосферы имеет интересную особенность: 96 % видов животных — это беспозвоночные, 4 % — позвоночные, из которых лишь десятая часть — млекопитающие, т. е. в биосфере преобладают более примитивно устроенные формы.

Несмотря на относительно небольшую общую массу по сравнению с массой всей планеты, живые организмы играют ведущую роль в геохимических процессах, обеспечивая круговорот веществ в природе. 

Роль живого вещества в биосфере

Биосферу можно рассматривать как единую экосистему. В отличие от обычных экосистем, она обменивается с окружающей средой (внеземным пространством) только энергией, но не веществом. Отдельные метеориты и космическая пыль принципиальной роли в жизни биосферы не играют.

Рис. 1. Лишайник на горных породах

Однако живое вещество биосферы является мощнейшим геологическим фактором, ведущей силой развития нашей планеты. С его помощью происходит постоянный круговорот вещества и энергии, в ходе которого большинство химических элементов неоднократно проходит через живые организмы.

В учении о биосфере В. И. Вернадский основное внимание уделял именно роли живого вещества в биосфере. В результате их жизнедеятельности физические и химические свойства среды (газовый состав воздуха и воды, структура и свойства почвы, и даже климат местности) могут заметно меняться.

Самый простой и видимый невооружённым глазом способ влияния живых организмов на окружающую среду — это механическое воздействие. Например, роя норы, прокладывая подземные ходы, животные изменяют свойства грунта. А лишайники, грибы и бактерии активно участвуют в разрушении горных пород. Их работу поддерживают растения, чьи корневые системы прорастают в мельчайшие трещины. Под действием корней высших растений укрепляется плодородный слой почвы, он становится более защищённым от разрушения водой или ветром.

Многие организмы, живущие в воде, по типу питания являются фильтраторами. Пропуская через себя воду, они непрерывно отцеживают из неё органические частицы, мелкие организмы планктона. Выполняя работу биологических фильтров, эти организмы постоянно очищают природные воды.

Однако механическое воздействие организмов на биосферу не идёт ни в какое сравнение с их участием в физико-химических процессах. Так, например, многие газы, присутствующие в свободном виде в атмосфере и в связанном — в литосфере и гидросфере, имеют биогенное происхождение. 

Практически весь кислород в атмосфере был создан растениями.

Поглощая и испаряя воду, растения оказывают влияние на водный режим их местообитаний. Они увлажняют воздух, смягчают суточные колебания температуры и влажности, уменьшают порывы ветра, воздействуют на структуру и химический состав почв. Под пологом растительности формируется определённый микроклимат, комфортный для обитающих здесь организмов.

Рис. 2. Лосось, идущий на нерест

Благодаря силе земного притяжения движение неживого вещества на Земле происходит в основном только сверху вниз: так падают водопады, текут реки, сходят лавины. А вот живые организмы могут осуществлять обратные перемещения — снизу вверх. Растения поднимают снизу вверх из почвенного раствора в корни, стебли и листья воду и растворённые в ней вещества. Стаи морских рыб мигрируют на нерест вверх по рекам, перемещая против течения большие количества живого органического вещества.

Из тел ископаемых растений и планктонных организмов сформировались залежи каменного угля и запасы нефти. Скелеты мелких планктонных водорослей и раковинок морских простейших сложились в гигантские толщи известняковых пород.

Состав и плодородие почв тоже зависят от жизнедеятельности организмов. 

Бактерии, грибы, простейшие, почвенные клещи, дождевые черви, насекомые и их личинки, а также многие другие животные преобразуют в гумус животные и растительные остатки, перемешивают его с минеральными частицами, тем самым формируя почвенную структуру. Особая роль в биосфере принадлежит микроорганизмам. Не будь их, круговорот вещества и энергии не смог бы осуществляться и поверхность планеты была бы покрыта толстым слоем растительных остатков и трупов животных.