Біотична частина біосфери

Біотична частина складається з живих організмів всіх таксонів. В даний час описано близько 300 тис. Видів рослин і більше 1,5 млн. Видів тварин. Сумарна біомаса організмів сухопутних видів утворена на 99.2% зеленими рослинами і на 0,8% тваринами і мікроорганізмами. В океані, навпаки, рослини складають 6,3% біомаси, а тварини і мікроорганізми - 93,7%. Незважаючи на те, що океан покриває більше 70% поверхні планети, в ньому міститься лише 0,13% біомаси всіх живих істот, що мешкають на Землі. Причому, слід зазначити, що в біосфері кількісно переважають форми, що мають низьку якість розвитку: серед тварин - 96% видів становлять безхребетні і тільки 4% - хребетні. Однак, жива речовина утворює мізерно тонкий шар в загальній масі геосфер Землі. Маса біосфери становить 2420 млрд т що більш ніж у дві тисячі разів менше маси найлегшою оболонки Землі - атмосфери.

Попри всю різноманітність жива речовина фізико-хімічно єдине, має одні й ті ж еволюційні корені. У природі немає такого виду, який би реагував на якесь хімічне або фізичний вплив якісно інакше, ніж організми інших видів. Існує лише кількісна різниця. З цієї єдності слід:

- немає такого фізико-хімічними агентами, який був би згубний для одних організмів і абсолютно нешкідливий для інших;

- кількість живої речовини в біосфері в межах розглянутого геологічного періоду є константа;

- загальне видове різноманіття в біосфері є константа (число народжуваних видів в середньому дорівнює числу вимираючих).

Жива речовина біосфери характеризується певними властивостями:

- прагнення заповнити собою весь навколишній простір (пов'язано як з інтенсивністю розмноження, так і зі здатністю організмів збільшувати поверхню свого тіла: наприклад - розмір листової пластинки);

- можливість довільного переміщення в просторі (навіть проти течії води, вітру і т.п.);

- наявність специфічних хімічних сполук (білків, ферментів) стійких при житті і швидко розкладаються після смерті;

- виключне різноманітність форм, розмірів, складів, а також висока здатність адаптуватися до умов існування;

-феноменально висока швидкість протікання реакцій: у сотні, тисячі, мільйони разів швидше, ніж в неживій природі;

- висока швидкість оновлення живої речовини.

Специфічною рисою біосфери, як особливої ​​оболонки Землі, є що відбувається в ній круговорот речовин, регульований діяльністю живих організмів. Всі хімічні елементи живої матерії циркулюють в біосфері за характерними шляхами, переходячи із зовнішнього середовища в організми, а потім повертаючись в зовнішнє середовище. Ці в більшій чи меншій мірі шляху називають биогеохимическими циклами або круговоротами.

Жива речовина виконує в біосфері ряд фундаментальних біогеохімічних функцій пла-нетарного масштабу.

Енергетична (біохімічна) - зв'язування і запасання сонячної енергії. Властивості живої речовини визначаються великою концентрацією (великим запасом) енергії в німецько робота спрямована на забезпечення умов життя всіх її членів, в тому числі і людини. Наземна і водна рослинність планети акумулює протягом 1 року 3х10 21 калорій енергії Сонця. Це приблизно в 100 разів більше виробляється в усьому світі енергії. При цьому зв'язується 35 млрд тонн вуглецю, перетворюється в усвояемое стан 44 млрд тонн азоту, виділяється кілька десятків млрд тонн кисню і проводиться інша хімічна робота, яка обумовлює сучасний стан природи Землі.

Газова функція. В процесі фотосинтезу і дихання расті-ня і тварини постійно обмінюються киснем і вуглекислим газом з навколишнім середовищем. Рослини зіграли реша-ющую роль в зміні відновлювальної середовища на окислювальну, в геохимической еволюції планети і формуванні складу сучасної атмосфери. Тільки після локалізації фотосинтезу в хлоропластах у різних груп водоростей і подальшої спеціалізації органів синтезу стало можливим зна-ве збільшення вмісту кисню в атмосфері.

Концентраційна функція. Пропускаючи через своє тіло біль-шие обсяги повітря і природних розчинів, живі організми здійснюють биогенную міграцію і концентрування хі-чеських елементів і їх з'єднань. Це відноситься не тільки до біосинтезу органіки, а й до таких явищ, як будівництво раковин і скелетів, освіта коралових островів, товщ оса-дочних вапняків, родовищ сірки, деяких металеві-чеських руд, скупчень залізо конкрецій на дні оці-ана і т. п. Ранні етапи біологічної еволюції проходили у водному середовищі. Фільтруючи колосальні обсяги води, організми навчи-лися витягати з розведеного водного розчину необхідні для них речовини, багаторазово збільшуючи їх концентрацію в своєму тілі. Ставлення концентрацій хімічних елементів між біотою і середовищем А. І. Перельман (1972) назвав біофільностио елементів.

Розсіюючої - функція, протилежна концентраційної - розсіювання речовин в навколишнє середовище. Вона проявляється через трофічну і транспортну діяльність організмів. Наприклад, розсіювання речовини при виділенні організмами екскрементів, зміні покривів і т.д. Залізо гемоглобіну крові розсіюється комахами.

Окислювально-відновна функція живої речовини тісно пов'язана з біогенної міграцією елементів і концентрує-ням речовин. Багато речовин в природі вкрай стійкі і не піддаються окисленню при звичайних умовах. Наприклад, молекулярний азот - один з найважливіших біогенних елементів. Але живі клітини мають у своєму розпорядженні настільки ефективними катали-заторами (ферментами), що здатні здійснювати багато окис-неністю-відновні реакції в мільйони разів швидше, ніж це може відбуватися в абиогенной середовищі.

Деструктивна функція - це руйнування організмами і продуктами їх життєдіяльності, в тому числі і після їх смерті, як залишків органічної речовини, так і кісткових речовин. Найбільш істотну роль в цьому відношенні виконують редуценти (сапротрофного гриби і бактерії).

Інформаційна функція живої речовини біосфери.Іменно з появою перших примітивних живих істот на планеті з'явилася і активна ( «жива») інформація, що відрізняється від тієї «мертвої» інформації, яка є простим отраже-ням структури. Організми виявилися здатними до отримання інформації шляхом з'єднання потоку енергії з активною молі-кулярной структурою, що грає роль програми.

Здатність сприймати, зберігати і переробляти молекулами-лярні інформацію зробила випереджальну еволюцію в при-роді і стала найважливішим екологічним системоутворюючим фак-тором.

Средообразующая функція. Перераховані функції живого речовини разом утворюють потужну средообразующую функцію біосфери, яка полягає в перетворенні фізико-химиче-ських параметрів середовища. Ця функція спрямована на забезпе-печення умов життя всіх її членів, в тому числі і людини. Слід чітко уявляти собі, що навколишнє середовище - це не що виникла колись і нев'януча фізична даність, а живе дихання природи, кожну мить створюване роботою безлічі живих речовин. Живі організми створили в минулому і підтримують мільйони років атмосферу нашої планети в результаті процесів життєдіяльності автотрофних фотосинтезуючих організмів. Збільшення концентрації кислоро-да в атмосфері планети вплинуло, зокрема, на швидкість і інтенсивність окисно-відновних реакцій в ли-тосфере.

Біота в глобальному масштабі здатна з великою точністю і тривалий час підтримувати на постійному рівні важливі параметри навколишнього середовища, незважаючи на виняткову складність і динамічність регульованої системи. Таким обра-зом, біота біосфери формує і контролює стан окру-лишнього середовища.

Транспортна функція - перенесення речовини і енергії в результаті активної форми руху організмів. Таке перенесення може здійснюватися на величезні відстані, наприклад, при міграціях і кочевках тварин.

Для хімічних процесів в біосфері характерні наступні особливості:

- участь в хімічних і біохімічних реакціях великого числа органічних і неорганічних речовин;

- протікання хімічних реакцій змішаного типу, часто без безпосереднього контакту взаємодіючих речовин (напри-заходів, окислювач і відновник в живих організмах в біль-шинстве випадків знаходяться в різних частинах тіла);

- участь в хімічних реакціях живих організмів.

Схожі статті