6.3. складові біосфери
Можна виділити три оболонки Землі: атмосферу. гідросферу і літосферу. Вони визначають три сфери життя, три місця існування різноманітних організмів. Залежно від місця існування (або декількох середовищ) в процесі еволюції організмами була вироблена специфічна форма тіла, органи пересування, газообміну, способи розмноження і так далі. Живі організми пристосувалися до оболонок Землі, але вони їх значно змінили.
Специфічною особливістю біосфери є біогенний, тобто пов'язаний з життєдіяльністю живих організмів, круговорот речовин, у якому вони (організми) пов'язані в трофічні мережі (ланцюга споживання їжі). Тут кожен вид використовує певні джерела живлення і разом з тим сам служить харчовим об'єктом. Джерела живлення, кількість, властивості і доступність їжі значною мірою лімітують розподіл і чисельність будь-якої популяції і багато в чому визначають її еволюційну долю.
За оцінками ряду вчених, щорічно в біосфері утворюється приблизно 230 млрд. Т органічної речовини. У більшості випадків в кожному наступному ланці трофічного ланцюга біомаса організмів зменшується на один порядок величини. Поки організм живе, він підтримує гомеостаз "всупереч" законам неорганічного світу. Згасла життя організму (від примітивної амеби до ссавця), і починаються невідворотні физикохимические процеси розпаду. Щоб бути стійким явищем планетарного масштабу, Життя об'єктивно вимагає різноманітності видів організмів, різноманітності форм і рівнів живої природи. На це звертав особливу увагу геохімік В.І. Вернадський.
У чому біологічна роль різноманітності? Уявімо собі, що все життя представлена єдиним видом, що знайшли собі відповідний джерело корисних для його життя і підтримують її якихось речовин. Оскільки ресурси планети фізично обмежені, рано чи пізно цей вид витягне, вичерпає свій джерело живлення, а в навколишнє середовище виділить гори відходів життєдіяльності. На чому все і закінчиться. Тому рівновага між синтезом і розпадом живої речовини є необхідною умовою стійкого життя як біосфери Землі.
Продуценти, як правило, аутотрофи, тобто самі себе забезпечують їжею. Це в першу чергу водорості і рослини, вони використовують зовнішні джерела енергії (сонячну, геотермальну) і мінеральних речовин для побудови своїх організмів. Процеси їх життя йдуть з накопиченням розсіяного речовини і концентрацією перетвореної енергії сонця або тепла Землі в хімічну енергію біомаси.
Гетеротрофи - споживачі, вони використовують здебільшого вже вироблену органіку, тобто рослини, комах. тварин. У своїх клітинах вони перетворять старі і створюють нові органічні речовини (білки, ліпіди, ферменти та інші), а в навколишнє середовище виділяють шлаки.
Редуценти необхідні для зворотного процесу - деполімеризації білків та інших складних за структурою і складом органічних сполук в більш прості форми, які можуть бути використані продуцентами поряд з неорганічними матеріалами.
Кілька відволікаючись, можна сказати, що наведена тріада Продуценти- Гетеротрофи - Редуценти фактично відповідає тріадах богів Творення - Існування - Руйнування.
Іноді екологи кажуть, що в живій природі, буде утилізовано все, що екологічні системи безвідходних. Це явне перебільшення, при "стовідсоткової" утилізації не сформувалися б грунту, не відкладалися б трофей. Мели, вапняки, мармур, сланці, вугілля і нафта - це речовини, що вийшли з циклів обміну за попередні епохи існування біосфери. Здається, головне не в тому, щоб не було взагалі відходів, а в тому, щоб вони були в такій формі введені в природу, в якій вони чинять найменший вплив на складові біосфери. Реальними зонами, в яких відбувається біогенний круговорот речовин, є біоценози або екосистеми.
Біоценозом називають сукупність (набір) різних видів організмів, які співіснують в даних географічних та кліматичних умовах.
Різноманітності географічних умов Землі відповідають різні біоценози, з різними або схожими видовими складами організмів. У кожному з біоценозів існують варіації видів в межах біологічних пологів, в процесах конкуренції за харчові ресурси це забезпечує як внутрішньовидової природний відбір, так і міжвидової. Одночасно це забезпечує стійкість біоценозу: якщо щось трапиться з одним з видів і він зникне, його місце займе близькоспоріднений.
Безліч біоценозів - теж гарантія стійкості на рівні всієї біосфери. Геологічні або кліматичні катастрофічні зміни можуть вивести з ладу один або декілька з мільйонів біоценозів, але біофонд буде збережений в інших, це підтримає круговорот органічних речовин і допоможе відновити згодом рівновагу. Взагалі, в послід 146ніе роки все більше число природничників приходить до визнання принципу мінімально необхідної різноманітності в кожній з екосистем (на рівні біоценозів і на рівні всієї біосфери). Якщо число видів в біоценозі стає менше мінімально необхідного, то природну рівновагу порушиться з далекосяжними наслідками.
Кожна екосистема являє собою досить складну по взаємозв'язкам організмів систему. Оцінка складності за кількістю інформації, необхідної для її опису, дає приблизно такі цифри: для найпростішого виду і його довкілля потрібно 1060 біт інформації, складність людського організму оцінюється як 101000 біт інформації!
Вважати, що ми вже розібралися з питанням про «шкідливих» і «корисних» організмах в біоценозах, які нас оточують в природі, немає достатніх підстав. Мабуть, немає абсолютно шкідливих, як і абсолютно корисних, тварин, птахів, комах і бактерій. Все визначається кількісної співмірністю складових елементів, тобто оптимальністю екосистеми, яка підтримується в біосфері природним шляхом. Заміна біосфери подібної штучної середовищем, керованої технічними засобами, видається утопією: просто занадто великий той обсяг інформації, який буде потрібно переробляти одночасно.
Важливо ще відзначити ось що: будь-яка система розвивається за рахунок навколишнього її середовища. Вище зазначалося, що в основі біосфери знаходяться продуценти - рослини. Вони використовують енергію, джерелом якої є космічне середовище - сонячна система. Генофонд рослин є безцінним надбанням не окремої республіки або союзу держав, а всього сьогодення і майбутнього людства. Тому збереження ендеміків рослинного світу - не примха ботаніків, це турбота про збереження генофонду базису біоценозів і біосфери.
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.