3.2.5 Живые организмы в биосфере

Живой мир Земли, ее биосфера, состоят из организмов трех таких основных типов.

1. Продуценты или автотрофы (питающиеся самостоятельно) – это организмы, создающие органические вещества за счет утилизации солнечной энергии, углекислого газа, воды и минеральных солей. Это зеленые (хлорофилловые) растения, создающие биомассу за счет фотосинтеза.Реакцию фотосинтеза можно записать в виде:

В перерасчете на глюкозу, реакцию фотосинтеза можно записать в виде:

Численность видов этой группы составляет около 350000, а их суммарная масса составляет около 2,4 · 10¹² т .

2. Консументы или гетеротрофы – организмы, получающие энергию за счет питания продуцентами или другими консументами.

К ним относятся плотоядные животные, хищники и паразиты, а также хищные растения и грибы.

Численность видов этой группы наибольшая – свыше 1,5 млн., а их масса составляет около 2,3·10¹⁰ т.

3. Редуценты (или микроконсументы) – микроорганизмы которые разлагают органические вещества (остатки продуцентов и консументов) до простых химических соединений – воды, углекислого газа, минеральных солей. Их масса приблизительно т., 75 тысяч видов.

Реакция разложения в перерасчете на глюкозу имеет вид:

Все это огромное количество живых существ находится в чрезвычайно сложных взаимоотношениях между собою и с неживым окружающем веществом.

3.3 Структура биосферы предложенная Реймерсом

Н. Ф. Реймерс предложил схему современного строения биосферы. Соответственно этой схеме, биосферу можно разбить на 3 подсферы:

1.Аэробиосферу, населенную аэробионтами;

2. Гидробиосферу, населенную гидробионтами;

3. Геобиосферу, населенную геобионтами.

В свою очередь, аэробиосфера состоит из:

1а) тропобиосферы – нижняя прослойка;

1б) альтабиосферы – разреженная прослойка, населенная

микробионтами;

1в) парабиосферы – высокие слои, туда организмы заносятся, но не размножаются.

Гидросфера состоит из:

2а) сферы морей и океанов – моренобиосферы;

2б) сферы пресных вод – аквабиосферы. В свою очередь любая из подсистем делится на:

фотосферу – область, куда хорошо попадает свет;

дисфотосферу – область, куда свет попадает плохо;

афотосферу – область, куда свет не попадает.

Геобиосфера делится на:

3а) террибиосферу – поверхностные и почвенные прослойки Земли;

3б) литобиосферу – ниже почв.

3.4 Функционирование биосферы

3.4.1 Функции живого вещества в биосфере

Определяющей характеристикой жизни является обмен веществ. Обмен веществ живых организмов с окружающей средой осуществляется в процессе дыхания, питания, разнообразных выделений. В более общем случае кругооборот в экосистемах и биосфере в целом возможен лишь в процессе использования и передачи энергии.

Потоки энергии и кругообороты вещества – основные составляющие, необходимые для функционирования биосферы.

Живые организмы играют основную роль в процессах, поддерживающих функционирование биосферы. Основные функции живого вещества следующие: энергетическая, деструктивная, концентрационная и формирование состава окружающей среды.

Неживой частью биосферы, ее неживым веществом управляют продуценты, ими – консументы, деятельность которых определяют обратные связи, идущие от продуцентов. В результате осуществляется биотический кругооборот вещества в биосфере приблизительно по такой схеме:

1. Продуценты (растения) с помощью механизма фотосинтеза вырабатывают органическое вещество, потребляя солнечную энергию, воду, углекислый газ и минеральные соли.

2. Консументы (животные) питаются биомассой растений и других животных.

3. Редуценты, потребляют часть питательных веществ, разлагают мертвые тела растений и животных до простых химических соединений (воды, углекислого газа и минеральных солей), замыкая,таким образом, кругооборот веществ в биосфере.

Следовательно, энергетическая функция выполняется, прежде всего растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде химической энергии разнообразных органических соединений.

Деструктивная функция выполняется редуцентами. Она заключается в разложении, минерализации мертвого органического вещества, химическом разложении горных пород, вовлечении возникающих минералов в биотический кругооборот.

Концентрационная функция состоит в избирательном накоплении, при жизнедеятельности организмов, атомов вещества, рассеянных в природе.

Средообразующая функция (формирование состояния окружающей среды) состоит в трансформации физико-химических параметров среды (атмосферы, гидросферы, литосферы) в условия, благоприятные для существования живых организмов.

Кроме энергетических, пищевых и химических связей, огромную роль в биосфере играют информационные. Живые организмы Земли освоили все виды информации – зрительную, звуковую, химическую, электромагнитную. Русский биолог О. Пресман определил биосферу как систему, в которой взаимодействия вещества и энергии подчинены информационным.

Все функции живых организмов в биосфере не могут выполняться организмами какого-либо одного вида, а лишь их комплексом. Отсюда вытекает чрезвычайно важное положение, разработанное

В. И. Вернадским: биосфера Земли сформировалась с самого начала как сложная система с большим количеством видов организмов, каждый из которых выполняет свою роль в общей системе. Без этого биосфера вообще не могла бы существовать.