Длительный период добиологического развития нашей планеты, определяющийся действием физико-химических факторов неживой природы, закончился качественным скачком – возникновением органической жизни. С момента своего появления организмы существуют и развиваются в тесном взаимодействии с неживой природой, причем процессы в живой природе на поверхности нашей планеты стали преобладающими. Под действием солнечной энергии развивается принципиально новая (планетарных масштабов) система – биосфера. В составе биосферы различают:

♦ живое вещество, образованное совокупностью организмов;

♦ биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др.);

♦ косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты);

♦ биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Эволюция биосферы обусловлена тесно взаимосвязанными между собой тремя группами факторов: развитием нашей планеты как космического тела и протекающих в ее недрах химических преобразований, биологической эволюцией живых организмов и развитием человеческого общества.

Границы жизни определяются факторами земной среды, которые препятствуют существованию живых организмов. Верхняя граница биосферы проходит на высоте около 20 км от поверхности Земли и отграничена озоновым слоем, который задерживает коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца, губительную для жизни. В гидросфере земной коры живые организмы населяют все воды Мирового океана – до 10–11 км в глубину. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5–7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.

Атмосфера. Газовая оболочка Земли состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержатся диоксид углерода (0,003 %) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для процессов жизнедеятельности особенно важны: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества; диоксид углерода, используемый зелеными растениями в фотосинтезе; озон, создающий экран, защищающий земную поверхность от ультрафиолетового излучения. Атмосфера образовалась в результате мощной вулканической и горообразовательной деятельности, кислород появился значительно позднее как продукт фотосинтеза.

Гидросфера. Вода – важный компонент биосферы и необходимое условие существования живых организмов. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их содержание широко варьируется в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. В воде содержится в 60 раз больше диоксида углерода, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием геологических процессов в литосфере, при которых выделялось большое количество водяного пара.

Литосфера. Основная масса организмов литосферы находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва состоит из неорганических веществ (песок, глина, минеральные соли), образующихся при разрушении горных пород, и органических веществ – продуктов жизнедеятельности организмов.

Экологическое сознание человечества растет. Это факт. Немного найдется людей, которые не знают, что такое биосфера. Из каких основных компонентов состоит, как развивается, каковы ее функции и будущее - все эти вопросы рассмотрим в статье.

Академические знания

Понятие «биосфера» ввел в 1875 году австрийский биолог Эдуард Зюсс (1831-1914). Развил теорию, выявил основные компоненты, из каких состоит биосфера, советский ученый и первый президент Украинской академии наук Владимир Иванович Вернадский (1863-1945). Его теории были очень революционными для начала 20-го века. За них его дважды арестовывали. Мировая же общественность отдала должное теориям ученого о единстве всего живого на планете, и именно благодаря поддержке мировой общественности Владимир Вернадский не умер в лагерях ГУЛАГа.

«Пленка жизни»

Сам термин происходит от двух греческих слов βιος и σφαῖρα, что означают "жизнь" и "сфера". В. Вернадский назвал эту оболочку Земли «хрупкой пленкой жизни». В более широком понимании биосфера - это область существования жизни на космическом теле. А как же другие планеты? И пока мы не знаем о существовании жизни на других телах Вселенной, понятие может быть применено и к ним. Астрофизики, например, рассматривают возможность существования биосферы в океане спутника Юпитера.

Биосфера Земли

Что такое биосфера, из каких компонентов состоит она на нашей планете? Ответы на эти вопросы даны современной наукой. На нашей планете биосфера, ее компоненты и границы уже определены. Эта оболочка планеты включает биотическую составляющую и абиотическую и охватывает все геофизические оболочки земли. Это та сфера планеты, где живут живые организмы, которая подвергается их воздействию, занята продуктами их жизнедеятельности. Это экосистема нашей Земли, где природные условия существования тесно связаны со всеми формами жизни.

Границы живой пленки

Верхней границей биосферы считают всю атмосферу до озонового слоя (15-20 км). Теоретически выше этого уровня жизнь должна погибнуть от ультрафиолетового излучения Солнца. Но в 2017 году на обшивке космической станции обнаружили жизнеспособные споры бактерий. Поэтому, по видимому, верхняя граница существования жизни может быть и 400 км, а может, и больше. Та же ситуация и с нижним уровнем, находящимся в литосфере и гидросфере. В почве найдены бактерии на глубине в 11 километров, а в водной среде в самой глубокой точке океана - бездне Челленджера Мариинского желоба - на глубине в почти 11 км найдены живые организмы. Но ведь никто не может пока точно сказать, что мы достигли самого дна океана. Все, что между этими границами, - место жизни организмов.

Масса биосферы

Несмотря на столь широкие границы, большинство живых существ занимает довольно тонкий слой в несколько километров вглубь и в высоту до нескольких десятков метров. В соотношении с массой всей планеты, масса биосферы всего 0,1%, а масса живых организмов и того меньше - одна миллиардная массы планеты. Если бы мы могли распределить все живое по поверхности планеты, то это был бы слой всего в 2 миллиметра. Но такие величины оказывают колоссальное влияние на Землю.

Так из каких основных компонентов состоит биосфера?

Коротко перечислим главные четыре вещества биосферы:

• Живое - все живые организмы, населяющие Землю.
• Биогенное - все, что создают или перерабатывают организмы.
• Косное - все продукты, к образованию которых живые организмы не причастны.
• Биокосное - все, что образуется при ведущем участии организмов, но в динамическом равновесии с косными процессами.

А есть еще вещества в радиоактивном распаде, атомы, рассеянные в пространстве, - и все это компоненты структуры биосферы. Функции ее определены составом.

Функции живой прослойки

Современная наука выделяет пять главных функций биосферы:

• Аккумулирование солнечной энергии автотрофами в процессе фотосинтеза и ее перераспределение.
• Миграция и превращение газов биогенного происхождения.
• Концентрация биогенных веществ живыми организмами.
• Деструкция мертвой органики и возвращение неорганических веществ в круговорот.
• Изменение химических показателей среды в условия, благоприятные для жизни.

Эволюция биосферы

Этапы развития компонентов биосферы называют биоэволюцией. Начался этот процесс с момента появления жизни на планете - с появления первых эукариотических (имеющих ядро) водорослей и бактерий 3,5 миллиарда лет назад. И эволюция продолжается, каждую секунду меняя облик планеты.

Биосфера, ноосфера, техносфера

Владимир Вернадский считал, что эволюция биосферы - это переход ее на новый уровень. И это - ноосфера (сфера разума). Это биосфера, которой разумно управляет человечество. Сегодня многие биологи вводят понятие техносфера, определяя ее как всю совокупность достижений научно-технического прогресса: от лопаты до космических летательных аппаратов. Считается, что техносфера пронизывает всю живую оболочку, кардинально меняя ее и разрывая природные веществ в природе. Именно поэтому с 1990-х годов прошлого столетия принят ряд международных документов, переводящих развитие нашей цивилизации на рельсы устойчивого развития и экологичности прогресса.

И совсем не важно, из каких основных компонентов состоит биосфера, для человечества единственный путь выживания - это попытаться сохранить живую пленку нашей планеты. Беречь и заботиться о ней - миссия человечества как самого быстрого фактора эволюции биосферы.

Вариант 1.

1.Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими:
1)литосфера 2)биосфера 3)гидросфера

2 .Учение о биосфере создано:
1)В.И. Вернадским 2)Ч. Дарвиным 3)С.Г. Навашиным

3.Структурными компонентами биосферы являются:
1) популяции 2)биогеоценозы 3)классы и типы животных

4.К косному веществу биосферы относится:

2)каменный уголь, нефть, газ
3) песок, глина, базальт, гранит

5. К биокосному веществу биосферы относится:
1) совокупность всех живых организмов
2) нефть, газ, воздух
3) почва, ил

6. К биогенному веществу биосферы относится:
1) совокупность всех живых организмов
2)каменный уголь, нефть, газ
3) почва, ил

7. В океанах с глубиной биомасса уменьшается, так как там:
1)мало кислорода 2) мало света 3) нет почвы

8. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается в:
1)верхних слоях атмосферы
2)в глубинах океанов
3) на стыке атмосферы, гидросферы, литосферы

9. Способность организмов поглощать одни газы и выделять другие в ходе фотосинтеза и дыхания – это функция живого вещества:

10. Способность организмов поглощать и накапливать в телах химические элементы – это функция живого вещества:
1)концентрационная 2) газовая 3) биохимическая

2. Продолжите предложение:

А. Автотрофы – это организмы, которые __

Б. Сторонники биогенеза считают, что__

В. Эукариоты – это_Г. Консументы -это_

Вариант 2.

11. «Парниковый эффект» на Земле наблюдается из-за:
1)запыленности 2)накопления кислорода 3)накопления углекислого газа

12.Озоновый экран расположен на высоте:
1)5-8 км. 2)8-10 км. 3)15-35 км.

13. Учение о ведущей роли живого вещества в существовании биосферы создал:
1)Н.И. Вавилов 2) В.И. Вернадский 3) И.П. Павлов

14.Кислород атмосферы представляет собой:
1)живое вещество 2) биогенное вещество 3) косное вещество

15.Благодаря растениям в атмосфере появился:
1)кислород 2) азот 3) углекислый газ

16.Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется :
1) разнообразием ее видового состава
2) конкуренцией между организмами
3) однообразием ее видового состава

17.К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести:
1)парниковый эффект 2) таяние ледников 3) расширение озоновых дыр

18. Верхняя граница жизни проходит в атмосфере на высоте:
1)20 км. 2)40 км 3) 100 км.

19. Биологический круговорот – непрерывное перемещение веществ между:
1)растениями и животными
2)животными и микроорганизмами
3)почвой, растениями, животными и микроорганизмами

20.Роль растений в круговороте веществ состоит в том, что они являются:
1)потребителями органических веществ
2)производителями органических веществ
3) разрушителями органических веществ

Продолжите предложение:

А. Гетеротрофы – это организмы, которые _

Б. Сторонники абиогенеза считают, что__.

В. Прокариоты – это_ Г. Редуценты -это___

Ответы

Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Основоположником учения о биосфере является В.И. Вернадский. Он подчеркивал, что биосфера — результат сложнейшего механизма геологического и биологического развития и взаимодействия косного и биогенного вещества. Живое вещество биосферы — совокупность всех ее живых организмов. Высшую стадию развития биосферы Вернадский назвал ноосферой, когда разумная деятельность человека является определяющим фактором развития жизни. Основа стабильности биосферы -биологическое разнообразие всего живого на Земле — от генов до экосистем.

Понятие и определение биосферы. Структура биосферы

Сложный природный процесс, протекавший и протекающий на Земле, непосредственно связан с взаимодействием трех оболочек планеты: литосферы, гидросферы и атмосферы. Именно эти оболочки и являются той сферой, той областью, где существуют живые организмы. Область существования живых организмов на Земле называется биосферой.

Впервые вплотную к понятию «биосфера» подошел французский естествоиспытатель Ж.Б. Ламарк в XVIII в. Выводы, сделанные им, позволяют говорить о том, что они содержат в себе зачатки понятия о биосфере. Работы Ламарка положили начало представлениям о существовании на нашей планете определенного пространства, заселенного живыми существами. Причем подчеркивалось, что это пространство организовано именно жизнедеятельностью организмов.

Австрийский геолог Э.-Ф. Зюсс в 1875 г. ввел в науку понятие и определение биосферы. Он писал: «В области взаимодействия верхних сфер и литосферы и на поверхности материков можно выделить самостоятельную биосферу. Она простирается теперь как над сухой, так и над влажной поверхностью, но ясно, что раньше она была ограничена только гидросферой».

(от греч. bios — жизнь и sphaira — шар) — оболочка Земли, населенная живыми организмами, область обитания живых организмов планеты. Именно живые организмы сформировали отложения известняков, залежи угля и нефти, накопили свободный кислород в атмосфере.

Структура биосферы

Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку жизни, населенную организмами, которые в совокупности составляют живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли — область системного взаимодействия живого и косного вещества.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана (рис. 1).

Ограничивают область распространения жизни слишком высокие или низкие температуры. Нижнюю границу биосферы на материках условно проводят по изотерме 100 °С. При более высокой температуре большинство бактерий существовать не может. В Европе эта изотерма находится на глубине 10-15 км, в молодых альпийских прогибах она поднимается до 1,5-2 км. Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км.

Предел протяженности биосферы — 39-40 км. Однако жизнь в биосфере сконцентрирована в значительно более узких пределах, охватывающих всего несколько десятков метров. По сравнению с диаметром Земли (13 000 км) биосфера — это тонкая пленка на ее поверхности.

Что касается границы биосферы в морях и океанах, то английский натуралист Э. Форбс в 1841 г. по результатам своих наблюдений в Средиземном море категорически заявил, что глубже 540 м жизнь в океанических водах невозможна. Однако уже спустя 20 лет с глубины 2160 м с затонувшего судна был поднят кабель: он оказался весь усеян кораллами, устрицами, двустворчатыми и брюхоногими моллюсками, яйцами кальмаров.

23 января 1960 г. исследователи-океанологи Ж. Пикар и Д. Уолш опустились в батискафе в Марианскую впадину Тихого океана. На глубине 10 525 м они разглядели рыбу и креветку. Так было доказано существование живых организмов в самых глубоких местах океана. Следует только отметить, что плотность организмов в океане крайне неравномерна. Примерно 5/6 его обитателей предпочитают верхние, освещаемые солнцем слои. По мере спуска на глубину количество видов резко уменьшается.

Относительно верхней границы существования жизни следует заметить, что ученые обычно проводят ее на высоте 20-25 км, где находится спасительный для всего живого озоновый экран. Здесь та же ситуация с расселением организмов, что и в океане, только наоборот. Уже на высоте 8-9 км низкие температуры сильно ограничивают существование животных и растений.

Рис. 1. Общая структура оболочек Земли, формирующих биосферу

Биосферу населяют около 2-2,5 млн видов живых существ. Особое место отводится растениям — производителям органического вещества. Их общий сухой вес (вес фитомассы) оценивается примерно в 2,42 х 10 12 т. Это составляет 99 % всего живого вещества на планете. Оставшийся 1 % приходится на гетеротрофные организмы.

Ноосфера

Впервые термин «ноосфера» (буквально — сфера разума) использовал в 1927 г. французский исследователь Э. Леруа. В. И. Вернадский начал разрабатывать и высказывать основные идеи учения о ноосфере в начале XX в. Уже тогда им были осмыслены возможности человеческого разума в глобальном преобразовании мира, перспективы влияния человека на природу, необходимость скорейшей гармонизации их взаимоотношений.

Вернадский представлял биосферу как геологическое тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли (планеты Солнечной системы) и космоса. Живые организмы, популяции, виды и все живое вещество — это формы, уровни и организации биосферы. Человека он рассматривал как закономерное звено эволюции живого в направлении его «интеллектуализации» и как новую разумную силу, творящую особую ситуацию эволюции биосферы — стадию ноосферы.

Ноосфера означает новое состояние биосферы и всей планеты в целом, при котором сознательная активность человека, человеческого разума становится не только решающим фактором эволюции биосферы, но и важным условием ее сохранения.

Ноосфера — это сфера разумной активности людей по преобразованию окружающей среды. При этом общество выходит на уровень сознательного регулирования развития промышленности, адекватного вмешательства в природные процессы. В состоянии ноосферы потребности общества должны стать соизмеримы с возможностями гео- и биосферы. Расширение ноосферы будет означать наступление ноогенного периода в истории взаимодействия общества и природы.

Молекула – любая живая система проявляется на уровне функционирования
биополимеров (сложных органических соединений), построенных из
большого количества единиц – мономеров (просто устроенные соединения)
Клетка – клетка является единицей развития живых организмов. Она
представляет саморегулирующуюся, самовоспроизводящуюся живую
систему.
Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного
вещества, объединенных выполнением общей функции
Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей
Организм – представляет собой целостную систему органов,
специализированных для выполнения различных функций
Популяция – совокупность организмов одного и того же вида, объединенных
общим местом обитания
Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и факторов среды их
обитания, объединенных обменом веществ

Биосфера.

10.

11.

12. В составе биосферы различают: - 1. живое вещество, образованное совокупностью организмов; - 2. биогенное вещество, которое

13.

14.

15. Границы биосферы

16.

17.

18. Живые организмы (живое вещество)

19.

20.

21.

22.

23.

24.

Вернадскому. Учение о ноосфере
изучает проблему взаимоотношений
человеческого общества и природы.

31.

32.