Структура и состав биосферы. Функции живого вещества

Структура биосферы:

1. Нижняя часть воздушной оболочки (атмосфера). Верхняя граница биосферы: примерно на высоте 15 км находится озоновый слой, являющийся своего рода экраном, задерживающим вредное УФ излучение, губительное для живых организмов.

2. Практически вся водная оболочка (гидросфера). Основная масса живого вещества находится в океане.

3. Верхняя часть твёрдой оболочки (литосфера). Нижняя граница биосферы: примерно на глубине 3,5 км (нижним пределом распространения жизни является высокая температура в недрах Земли).

Всё это области распространения живого вещества.

В биосфере обитают живые организмы, находятся минеральные вещества, а также продукты деятельности живого вещества. К биосфере относится и любое общество с его производством.

Состав биосферы:

1. Живое вещество (организмы).

2. Биогенное вещество (органические и органо-минеральные продукты жизнедеятельности организмов, к примеру, каменный уголь, торф, плодородный слой почвы…).

3. Биокосное вещество (создаётся живыми организмами при участии неживой природы, к примеру, приземная атмосфера, осадочные породы, глинистые материалы…).

Основные признаки биосферы:

1. Биосфера ─ это открытая термодинамическая система (обмен энергией: поступает солнечная энергия).

2. Биосфера ─ саморегулирующаяся система.

Функции живого вещества.

Сущность процессов, протекающих в биосфере, заключается в основных функциях живого вещества (энергетической, деструктивной, концентрационной, средообразующей).

А. В. Лаппо (1987 г.).

1. Энергетическая функция выполняется растениями. Зелёные растения улавливают солнечные лучи. В процессе фотосинтеза энергия в виде пищи распределяется между животными. Растения ─ главные механизмы биосферы.

Пример: образование залежей торфа, нефти, каменного угля и других горючих полезных ископаемых (частично энергия переходит в ископаемое состояние).

2. Деструктивная функция состоит в разложении мёртвого органического вещества, химическом разложении горных пород, вовлечении образовавшихся минералов в круговорот живого вещества.

Мёртвое орг. вещество → CO₂, H₂O, H₂S, CH₄, NH₃…→ круговорот

деструкторы

(специальные организмы)

Ежегодно в круговорот вовлекаются 8 млрд. т веществ. Эта функция способствует увеличению плодородия почвы.

3. Концентрационная функция заключается в избирательном поглощении атомов веществ, рассеянных в природе, живыми организмами. Наиболее активные концентраторы многих элементов ─ микроорганизмы.

Пример: кальциевые организмы (моллюски, кораллы…) используют минералы для образования своего скелета; многие морские организмы способны накапливать тяжёлые металлы, радиоактивные элементы.

4. Средообразующая функция состоит в организации благоприятных для организмов условий жизни. Происходит преобразование параметров среды (литосферы, гидросферы, атмосферы). Включает в себя другие функции живого вещества.

Выполнение всех функций поддерживают устойчивое развитие живых организмов; равновесие баланса вещества и энергии в биосфере.

Способность живого вещества восстанавливать условия существования организмов выражает принцип Ле Шателье: изменение любых параметров системы в результате внешних воздействий на неё происходит в направлении компенсации производимых воздействий.

В любой системе способность к сохранению устойчивости параметров называется гомеостазом.

Примеры выполнения функций живым веществом:

─ преобразование газового состава;

─ образование осадочных пород;

─ ослабление «парникового эффекта»;

─ самоочищение и т. д.

Важное место в учении о биосфере занимает закон сохранения (бережливости) К. Бэра (этот закон касается использования живым веществом химических элементов): атомы живой материи всё время находятся в движении, перемещении и не выходят (назад) в неживую материю.

Таким образом, основа функционирования живого вещества состоит в круговороте веществ живой природы (биотический круговорот веществ).