Екологія – Потіш Л. А. – 7.1. Поняття про біосферу

Поняття про біосферу

Структура біосфери. Жива речовина. Розподіл життя у біосфері

Жива речовина. Геохімічна робота живої речовини

Енергетичний баланс біосфери. Зміни енергетичного балансу біосфери, пов’язані з діяльністю людини

Біогеохімічні цикли. Кругообіг важливих хімічних елементів у біосфері. Антропогенний вплив на природні цикли основних біогенних елементів

Стабільність біосфери. Ноосфера, управління біосферою

7.1. Поняття про біосферу

Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують Землю. Хімічний склад сучасних атмосфери та гідросфери зумовлений життєдіяльністю організмів. Мінеральна інертна речовина переробляється живими організмами, перетворюється в нову. Отже, жива та нежива речовини на Землі становлять гармонійне ціле.

Еволюція біосфери тривала понад 3 млрд років і відбувалася під впливом алогенних (зовнішніх) сил, таких, як геологічні та кліматичні зміни, й автогенних (внутрішніх) процесів, зумовлених активністю живих компонентів екосистеми. Перші екосистеми, які існували на початкових етапах розвитку біосфери, були населені надзвичайно дрібними анаеробними гетеротрофами, які живилися органічною речовиною, синтезованою в ході абіотичних процесів. Згодом стався, за образним висловом Ю. Одума, “популяційний вибух” автотрофних водоростей, який перетворив атмосферу із відновлюваної в кисневу. Вперше термін “біосфера” – “сфера життя” – був використаний австрійським вченим Едуардом Зюссом ще в XIX ст. (1875). Однак він не дав визначення цього поняття. Сучасне його тлумачення, яке прийняте у всьому світі, належить українському вченому В. І. Вернадському – першому президенту Української академії наук. Наукові уявлення про біосферу як “живу оболонку” Землі вчений виклав у своїх лекціях, прочитаних у Карловому університеті в Празі та Сорбоні в Парижі протягом 1923-1924 рр. Згодом ці положення були узагальнені та зведені в книзі “Біосфера” (1926). Життя – вища форма розвитку матерії на Землі. Живі організми перетворюють космічну сонячну енергію у земну і створюють нескінченну різноманітність нашого світу. Ці живі організми своїм диханням, своїм живленням, своїм метаболізмом, своєю смертю і розмноженням, постійним використанням своєї речовини, а головне – триваючою сотні мільйони років безперервною зміною поколінь, своїм народженням і розмноженням продовжують одне з найграндіозніших планетарних явищ, що не існує ніде, крім біосфери (В. І. Вернадський).

Отже, біосфера – це оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами. В. І. Вернадський підкреслив відмінні особливості біосфери, зокрема:

Біосфера становить оболонку життя – ділянку існування живої речовини;

Біосферу можна розглядати як ділянку Земної кори, зайнятої трансформаторами, які переводять космічні випромінювання в діяльну земну енергію – електричну, хімічну, механічну, теплову і т. д.

Біосфера в сучасному розумінні – це глобальна відкрита система зі своїм “входом” (потік сонячної енергії, який надходить з космосу) і “виходом” (утворені в процесі життєдіяльності організмів речовини, які з різних причин “випали” із біологічного кругообігу, так званий вихід “в геологію” – кам’яне вугілля, нафта, осадові породи тощо). З позицій кібернетики ця велетенська система, котра, як і її складові – біогеоценози, описується як “чорний ящик”. Процеси, що відбуваються всередині нього, закодовані природою. Можна із впевненістю стверджувати, що система в її основних рисах є саморегульованою, самоорганізованою.

Екологи пояснюють самоорганізацію системи інформацією, яка пронизує екосистему. Вона міститься в живих організмах, в їх генетичному коді і здатності адаптуватися до змін умов середовища. Отже, саморегулювання екосистеми забезпечується живими організмами. Такий підхід дає підстави вважати біосферу централізованою кібернетичною системою, оскільки в ній один елемент (підсистема) – живі організми – відіграє домінуючу, центральну роль у функціонуванні системи в цілому. Згідно із законом необхідної різноманітності Віннера – Шеннона – Ешбі, який вважають основним кібернетичним законом, кібернетична система лише тоді володіє стійкістю для блокування зовнішніх і внутрішніх збурень, коли вона має достатнє внутрішнє різноманіття. Це різноманіття в основному і створюється живими організмами. Варто нагадати, що сьогодні на Землі існує близько 2 млн видів організмів, з них

Частка рослин становить 500 тисяч видів, а тварин – 1,5 млн видів (табл. 7.1).

Таблиця 7.1. Чисельність різних груп організмів у біосфері

Група

Кількість видів (приблизно)

Група

Кількість видів (приблизно)

Усього

500000

Усього

1500000

В тому числі

В тому числі

Водорості

25000

Найпростіші

15000

Бактерії

100000

Губки

5000

Гриби

Кишковопорожнинні

9000

Лишайники

18000

Черв’яки

19000

Вищі

Молюски

105000

Мохоподібні

20000

Членистоногі

50000

Плавунові

800

(без комах)

Хвощові

30

Комахи

1000000

Папоротеподібні

6000

Голкошкірі

5000

Хордові

48000

Голонасінні

600

(включаючи хребетних)

Покритонасінні

200000

3 них

3000

Птахи

10000

Ссавці

6000

Виходячи з екосистемних уявлень можна стверджувати: видове різноманіття – це не просто якась арифметична величина, нижче якої не мав би опускатися живий світ, а реальна потреба буквально кожного сущого на планеті виду в трофічних ланках біогеоценозів і біосфери в цілому. Ці види необхідно зберегти заради нормального функціонування сучасної біосфери, яка й сьогодні еволюціонує, збагачуючи видове різноманіття.

За даними українського палеоботаніка О. П. Фесуненка, кількість родів вищих рослин становила: в силурі (близько 400 млн років тому) – 1 рід, в девоні (350 млн) – 36, в інтервалі від карбону до тріасу (200 млн) – 150-200, від юри до неогену (160 млн до нинішніх днів) – 250-330. Отже, збагачення видового різноманіття, що добре ілюструють наведені факти, – це загальна тенденція сучасного розвитку біосфери, яка сприяє усуненню зовнішніх і внутрішніх перешкод і підтримці системи в стані гомеостазу.

Ю. О дум (1986) наводить витяг із однієї з американських програм (програма збереження генетичних ресурсів, керівник Девід Кофтон, Каліфорнія), в якій викладена точка зору вчених з приводу Глобальної загрози втрати видового різноманіття: ” Біологічне різноманіття тварин, рослин і мікроорганізмів становить фактор фундаментальної важливості для виживання людства”.

Термін “генетичні ресурси” можна визначити як генетичне різноманіття, яке відіграє вирішальну роль у задоволенні всіх потреб суспільства.

Характерна особливість біосфери як “плівки життя” – це її гетерогенність, мозаїчність, причому кожна окрема однорідна ділянка (“біогеоценоз”, “екосистема”) здатна до саморегуляції і цілковитого самовідновлення біоти. Екосистеми перебувають у постійній взаємодії одна з одною, створюючи разом гігантський кругообіг речовин у межах біосфери.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5,00 out of 5)

Екологія – Потіш Л. А. – 7.1. Поняття про біосферу