Поняття “Біосфера”. Навчання Вернадського про біосферу

Основоположниками вчення про біосферу є В. І. Вернадський та Тейяр де Шарден. Існує декілька визначень біосфери. Більшість сучасних екологів (Ю.Одум, В. Д. Федоров, Т. Г. Гільманов, М. Ф. Реймерс, К. М.Ситник)

розуміють біосферу як об’єднання усіх живих організмів, що знаходяться у взаємозв’язку з фізичним середовищем Землі. З цього погляду біосфера становить собою сукупність екосистем нашої планети.

Вернадський назвав біосферою ту область нашої планети, в якій існує або будь коли існувало життя і котра постійно піддається або піддавалася впливу живих організмів.

Або: Біосфера - сфера життя або область існування живих організмів на Землі

Основні положення учення І. Вернадського про біосферу такі:

1. Біосфера - планетарне явище космічного характеру, тобто

В.І.Вернадський пов’язував її утворення та еволюцію з організованістю Космосу. "Для нас є зрозумілим,- писав він,- що життя є явище космічне, а не суто земне". Цю думку В. І. Вернадський повторював багаторазово: "початку життя в тому Космосі, який ми спостерігаємо, не було, оскільки не було початку цього Космосу. Життя вічне, оскільки вічний Космос”.

2. В.І.Вернадським було розроблено уявлення про біосферу як глобальну єдину систему Землі, де основний хід геохімічних перетворень визначається життям. В. І. Вернадський довів, що живі організми, відіграють дуже важливу роль у формуванні образу Землі. Хімічний склад атмосфери,гідросфери й літосфери обумовлений життєдіяльністю організмів. "Якби на Землі не було живих організмів, писав В. І. Вернадський, її образ був би таким само незмінним і хімічно інертним, як незмінний образ Місяця". Мінеральні інертні речовини переробляються живими організмами й одержують нові якості.

В. І. Вернадський першим указав на існування біокосних тіл, які є продуктом взаємодії неживої та живої матерії. Живі організми, володіючи величезною спроможністю пристосовуватися до умов існування, самі активно їх змінюють. Таким чином, жива й нежива матерія на Землі складають єдине ціле, що власне і зветься біосферою.

3. В.І. Вернадський показав, що стабільність біосфери виявляється в сталості її загальної маси (), енергії пов’язаної з живими речовинами () і середнього хімічного складу всього живого. Стабільність біосфери В. І. Вернадський зв’язував із тим, що функції життя в біосфері - біохімічні функції незмінні протягом геологічного часу, і жодна з них не з’явилася знову.

Усі функції живих організмів (створення газового середовища, окисні процеси, концентрація хімічних елементів і т. д.) не можуть виконуватися організмами будь-якого одного виду, а тільки їх комплексом. Звідси В. І. Вернадський робить важливий висновок: біосфера Землі сформувалася із самого початку як складна система з величезною кількістю видів, кожний з яких виконує свою роль у загальній системі.

 

Структура біосфери

Основні типи речовини у біосфері

Загальна протяжність біосфери за радіусом Землі складає близько 40 км. Вона простягається від нижньої частини озонового екрана атмосфери, що розташований на висоті 20-25 км над рівнем моря до верхньої частини гірських порід та дна Світового океану. Нижня межа простягання біосфери лежить на 23 км углиб суші та на 1-2 км нижче дна океану.

Основна маса живої речовини, наявність якої відрізняє біосферу від інших геосфер, зосереджена в порівняно невеликому прошарку - біостромі. Біострома лежить на поверхні суходолу та охоплює верхні шари водоймищ. У цій зоні знаходиться 98% всієї живої речовини планети.

Біосфера сформована з різних видів речовини. За В. І. Вернадським виділяють шість головних типів речовини біосфери.

Жива речовина, що представлена організмами різних видів.

Біогенна речовина, що є продуктом життєдіяльності організмів (наприклад, кам’яне вугілля, торф).

3. Нежива речовина (кісна), в утворенні якої живі організми не брали участі.

Біокосна речовина, що сформована за рахунок взаємодії живої та кісної речовин. Основним видом біокосної речовини є ґрунт.

Радіоактивна речовина.

Космічна речовина (наприклад, метеорит).

Склад абіотичної частини нашої планети приблизно такий: Fe ≈36%, O₂ ≈ 25%,

Si ≈ 23%, Mg ≈ 10%, S ≈ 3%, Ni ≈ 2%, інші ≈ 15%;

склад біотичної частини нашої планети приблизно такий: O₂ ≈ 70%, C ≈ 15%, H ≈ 11%, інші ≈ 4%;

У структурному плані, основними складовими компонентами біосфери Землі є живі організми й середовище їхнього існування – атмосфера, гідросфера, і літосфера.

 

Живі організми в біосфері

 

Живий світ Землі, її біосфера, складається з організмів трьох таких основних типів.

1. Продуценти або автотрофи (які харчуються самостійно) – це зелені (хлорофілові) рослини, що створюють біомасу за рахунок фотосинтезу.

Фотосинтез - це синтез органічної речовини з неорганічної за рахунок енергії світла. Реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

У перерахунку на глюкозу, реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

Кількість видів цієї групи становить близько 350000, а їхня сумарна маса становить близько 2,4 · 10¹² т.

2. Консументи або гетеротрофи – організми, що одержують енергію за рахунок харчування продуцентами або іншими консументами.

До них належать рослиноїдні тварини, хижаки й паразити, а також хижі рослини та гриби. Кількість видів цієї групи найбільша – понад 1,5 млн., а їхня маса становить близько 2,3·10¹⁰ т.

3. Редуценти – мікроорганізми, які розкладають органічні речовини (залишки продуцентів і консументів) до простих хімічних сполук – води, вуглекислого газу, мінеральних солей. Їхня маса приблизно т., 75 тисяч видів. Реакція розкладання в перерахунку на глюкозу має вигляд:

Уся ця величезна кількість живих істот знаходиться в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою й з неживою речовиною.

Атмосфера