Важную часть экологии, тесно связанную с проблемами взаимодействия человека и природы, составляет учение о биосфере. Именно биосфера делает Землю уникальной планетой. Поэтому следует подробно рассмотреть суть представленного понятия, учение о глобальной экосистеме, оболочки и границы биосферы, населяющее ее организмы и основные функции.

Что такое биосфера?

Биосфера – особая среда, где обитают разнообразные живые организмы (люди, растения, животные, насекомые и др.). Эта среда постепенно меняется из-за влияния обитателей, которые наполняют ее продуктами жизнедеятельности.

Также биосфера – это единство организмов, населяющих планету. Количество организмов настолько велико, что даже после группирования по видам их общее число превышает два миллиона.

Следовательно, биосфера является уникальной оболочкой, которая различается с другими оболочками (жидкой, твердой и газообразной) наличием живой материи, отсутствием точно определенных границ, структурной разнородностью и способностью к изменению планеты.

Учение о биосфере В. Вернадского

Учение о биосфере как отдельное научное направление сформировалось благодаря работам академика В. Вернадского. Он сформулировал общее представление о биосфере Земли и в 1926 году изложил его в своей работе «Биосфера».

Академик доказал, что жизнь – это планетарное явление, а геологические объекты и живое вещество связаны между собой.

Под живым веществом подразумевались все живые организмы, представленные на планете. Ученый заявлял, что на развитие биосферы и ее границы воздействуют разнообразные факторы:

  • вода,
  • кислород,
  • углекислый газ,
  • живое вещество.

Среду, концентрирующую в себе жизнь, ограничивают низкие температуры воздуха, слишком соленая вода и минералы.

В целом, суть учения академика сводилась к утверждению, что живые организмы играют ключевую роль в преобразовании оболочки Земли, ведь они оказывают влияние на формирование особого облика планеты.

Границы и оболочки биосферы

Три оболочки Земли входят в состав биосферы: гидросфера, атмосфера (нижняя часть) и литосфера (верхняя часть).

  1. Гидросфера – включает в себя акваторию мирового океана, подземные воды, озера и реки. Гидросфера заполнена организмами, которые могут жить даже на огромных глубинах под сильнейшим давлением.
  2. Атмосфера – эта оболочка населена лишь до озонового слоя (высота – примерно 25 км). Тем не менее, даже в стратосфере (высота – около 80 км) были выявлены микроорганизмы, находящиеся в спящем состоянии.
  3. Литосфера – оболочка Земли, где возможна жизнь на глубине не более 3-4 км. На большей глубине температура достигает +100 °C, при которой живые организмы не могут выжить.

Организмы и круговорот в биосфере

Согласно мнению В. Вернадского, все вещества биосферы разделяются на семь типов:

  • живое – основной элемент, состоящий из комплекса животных, растений и прочих организмов;
  • биогенное – материал, сформированный жизнедеятельностью различных организмов в биосфере (уголь, нефть, газы);
  • косное – вещество неорганического происхождения, не связанное с какими-либо организмами (горные породы, вода);
  • биокосное – вещество, сочетающее в себе живую и неживую материю (ил, почва);
  • соединения рассеянных атомов (цезий, рубидий);
  • радиоактивные элементы (радий, полоний);
  • вещества неземного происхождения (части метеоритов).

Ключевая роль отводится именно живому веществу, которое разделяется на следующие типы:

  1. Продуценты (производители) – организмы, которые применяют для своей жизнедеятельности неорганические материалы и одновременно создают органические вещества при помощи поглощения энергии Солнца (фотосинтез). К их числу можно отнести сине-зеленые водоросли, растения, ряд бактерий.
  2. Консументы (потребители) – организмы, потребляющие органику. Представлены траво- и плотоядными животными, растениями-хищниками и паразитами.
  3. Деструкторы (разрушители) – специфические организмы, которые разлагают вещества органического происхождения и обращают их в неорганические продукты. К числу таких организмов относятся низшие грибы и бактерии.

Благодаря наличию разных веществ и функционированию описанных организмов происходит круговорот в биосфере, состоящий в постоянном обмене всевозможными веществами между средой и организмами. Живые существа появляются, растут, осуществляют программу жизни и умирают.

Функции биосферы

К числу основных функций биосферы относятся:

  1. Газовая – заключается в том, что дыхание и метаболизм организмов, а также обмен с внешней средой затрагивает комплекс газовых реакций, ведущих к выделению углекислого газа, пары и поглощению кислорода.
  2. Окислительно-восстановительная – живое вещество влияет на целый спектр химических видоизменений веществ, которые включают и атомы элементов с изменчивой валентностью (марганца, соединений железа, микроэлементов и пр.).
  3. Концентрационная – выражается в способности организмов вбирать химические элементы из окружающей среды (атмосферы, воды, почвы). Как правило, наибольшую долю живого вещества составляет кислород (65–70 %). Примерно 10 % приходится на водород, а остальные 20-25 % представлены различными элементами.
  4. Деструкционная – предполагает борьбу за пищу, являющуюся источником питательных веществ и энергии.
  5. Выделительная и деструктивная – обеспечивают процессы выделения и разложения органики до минеральных веществ, благодаря которым организмы в биосфере не погибают от отравления своими выделениями и «трупными ядами».

Заключение

Следовательно, биосфера – это уникальная экосистема, в которой сосуществуют миллионы видов организмов. Но перед человечеством стоит важная задача по уменьшению негативного антропогенного влияния на указанную глобальную систему и обеспечению баланса, необходимого для сохранения всего живого.