3. Экосистемы, примеры. Биосфера. Ноосфера. Модели экосистем.
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам.
Экосистема - совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена в-твом, энергией и информацией Т.о., что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.
Т.о., для естественной экосистемы характерны три признака:
1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;
2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического в-тва и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;
3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.
Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.
Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные
Биосфера - это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами и активно преобразующаяся ими, самая большая экосистема. Границы биосферы определяются областью распространения живых организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере. Верхняя граница биосферы проходит примерно на высоте 20 км, т.е. живые организмы расселены в тропосфере и нижних слоях стратосферы. Лимитирующим фактором расселения в атмосфере является нарастающая с высотой интенсивность ультрафиолетовой радиации. Все живое, проникающее выше границы озонового слоя, погибает. В гидросферу биосфера проникает на всю глубину, Мирового океана, что подтверждается обнаружением живых организмов и органических отложений до глубины 10 — 11 км. В литосфере живые организмы обнаруживаются на глубине примерно 7,5 км. В настоящее время наиболее актуально разработанное В.И. Вернадским учение о биосфере и неизбежности ее эволюционного превращения в принципиально новую оболочку Земли, управляемую человечеством - ноосферу.
Эволюция органического мира прошла несколько этапов. Первый из них — возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом, второй - усложнение структуры биосферы и появление многоклеточных организмов. Эти два этапа, осуществляющиеся в соответствии с чисто биологическими закономерностями жизнедеятельности и развития, могут быть объединены в период биогенеза.
Третий этап связан с появлением человеческого общества. Разумная по своим намерениям деятельность людей в масштабе биосферы способствует превращению последней в ноосферу. На этом этапе эволюция происходит под определяющим воздействием человеческого сознания в процессе трудовой деятельности людей, что переводит биосферу на новый этап эволюции — период ноогенеза.
4. Иерархия уровней организации биосферы.
Биосфера - это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами и активно преобразующаяся ими. Для биосферы характерно: во-первых, в биосфере весьма значительно количество жидкой воды. Во-вторых, на нее воздействует поток энергии Солнца. В-третьих, для биосферы характерны поверхности раздела между в-твами, находящимися в жидком, твердом и газообразном состояниях.
Поскольку источником энергии на Земле является Солнце, то все живые организмы распределены в верхних слоях двух земных оболочек: литосферы и гидросферы. Чем лучше та или иная земная оболочка пропускает солнечные лучи, тем на большую глубину она заселена живыми организмами. Однако биосфера не кончается там, куда не доходит свет. Благодаря силе тяжести поток энергии распространяется еще дальше: из освещенных слоев в глубину моря непрестанно падают комочки экскрементов, мертвые и живые организмы.
В литосферу живые организмы проникают на ничтожную глубину. Основная их масса сосредоточена в верхнем слое почвы мощностью в несколько десятков сантиметров и редко кто проникает на несколько метров или десятков метров вглубь (корни растений и дождевые черви). По трещинам земной коры, колодцам, шахтам и буровым скважинам животные и бактерии могут опускаться на гораздо большую глубину - до 2,5-3 км. Нефть, часто залегающая глубоко от поверхности земли, имеет своеобразную бактериальную флору. Проникновение зеленых растений в глубь литосферы невозможно из-за отсутствия света. Животные не находят там питания. Механические свойства горных пород, слагающих литосферу, также препятствуют распространению в них жизни. Наконец, с продвижением в недра Земли температура возрастает и на глубине 3 км достигает 100 °С. Значит, на глубине более 3 км от земной поверхности живые организмы существовать не могут. С поверхности литосферы живые организмы проникают в нижние слои атмосферы - на высоту от нескольких сантиметров до нескольких метров. А растения возносят свои высокие кроны иногда на несколько десятков метров. На несколько сотен метров в атмосферу проникают насекомые, летучие мыши и птицы. Восходящие токи воздуха могут поднимать на несколько километров покоящиеся стадии (споры, цисты, семена) животных и растений. Однако организмы, проводящие всю свою жизнь в воздухе, т. е. связанные с ним как с основной средой обитания, не известны.
Гидросфера в отличие от атмосферы и литосферы заполнена жизнью по всей своей толще. Повсюду, куда проникали орудия сбора, исследователи находили живые организмы. Из этого мы можем заключить, что жидкая вода является более важным лимитирующим фактором в расселении организмов, чем свет. Так, самые жаркие пустыни формально находятся вне биосферы. Однако фактически они могут считаться околобиосферными, так как живые организмы там все же есть. Пр., в пустынях Намиб и Калахари под слоем сухого песка встречаются насекомые (жуки-чернотелки), существующие за счет приносимых ветром сухих пылевидных остатков растений; питаясь ими, насекомые получают метаболическую воду. Протяженность биосферы ввысь ограничена в основном недостатком жидкой воды и низким парциальным давлением углекислого газа. Высокогорную область биосферы называют эоловой зоной.
