زیست کره (از یونانی bios - زندگی، sphaira - توپ) یک اکوسیستم سیاره ای پویا است. این نوعی پوسته زمین است که شامل کل موجودات زنده و آن قسمت از ماده بی جان سیاره است که در تبادل مداوم با این موجودات است. همه بیوژئوسنوزها (اکوسیستم) سیاره را متحد می کند.

با توجه به شرایط طبیعی فیزیکی، بیوسفر به هوازی (لایه های زیرین جو)، هیدروبیوسفر (کل هیدروسفر) و لیتوبیوسفر (افق های بالایی لیتوسفر - پوسته جامد زمین) تقسیم می شود. زیست کره از سطح زمین و اقیانوس چندین کیلومتر بالا و پایین امتداد دارد. حد بالایی از نظر تئوری توسط لایه ازن، پایین تر توسط کف اقیانوس و عمق لیتوسفر حدود 6000 متر تعیین می شود (با دمای انتقال آب به بخار و دمای دناتوره شدن پروتئین ها تعیین می شود).

مفهوم "زیست کره" توسط دانشمند اتریشی E. Suess در سال 1875 معرفی شد. در و. ورنادسکی دکترین بیوسفر را ایجاد کرد. او مفهوم "ماده زنده" را معرفی کرد و نقش ترانسفورماتورهای اصلی سیاره را به موجودات زنده اختصاص داد.

تمام مواد زیست کره توسط V.I تقسیم می شود. ورنادسکی به چهار دسته بی‌اثر، زنده، بیوژنیک و بی‌اینرت تقسیم می‌شود.

ماده بی اثر (غیر زنده).- اشیایی که در نتیجه فرآیندهای غیر مرتبط با فعالیت موجودات زنده تشکیل شده اند (محصولات فعالیت تکتونیکی - سنگ های آذرین و دگرگونی، برخی از سنگ های رسوبی).

ماده زنده- توسط کل موجودات زنده ساکن سیاره ما تشکیل شده است.

ماده مغذی- در فرآیند زندگی توسط موجودات زنده (گازهای اتمسفر، زغال سنگ، نفت، شیل، سنگ آهک و غیره) ایجاد و پردازش می شود. انرژی پتانسیل قدرتمندی را متمرکز می کند. پس از تشکیل آن، موجودات زنده موجود در ماده بیوژن غیر فعال هستند.

ماده بیوانرت- یک ماده خاص که نتیجه فعالیت مشترک موجودات زنده و فرآیندهای زیستی (خاک، پوسته هوا، آبهای طبیعی) است. موجودات زنده نقش اصلی را در حفظ خواص مواد بیواینرت ایفا می کنند. بنابراین، آب بدون حیات و مشتقات آن (اکسیژن، دی اکسید کربن و غیره)، در شرایط سطح زمین، جسمی غیرفعال و بی اثر شیمیایی است.

امروزه ماده زنده شامل انواع دیگری از مواد مانند ماده رادیواکتیو -اتم های عناصر رادیواکتیو (اورانیوم، توریم، رادیوم، رادون و غیره)؛ اتم های مواد پراکنده در طبیعت -اتم های جداگانه عناصر موجود در طبیعت در حالت پراکنده (مولیبدن، کبالت، روی، مس، طلا و غیره)؛ ماده ای با منشأ کیهانی- موادی که از فضا به زمین می آیند (شهاب سنگ ها، غبار کیهانی).

زندگی در بیوسفر به صورت موزائیک به صورت نابرابر توزیع شده است. در بیابان های سرد و گرم، در ارتفاعات کوه ها و در مراکز اقیانوس ها ضعیف بیان می شود. غلظت بالا، غنا و تنوع حیات ذاتی در مناطقی است که رسانه های مختلف وجود دارد: گاز، مایع و جامد. زندگی بر تماس لیتوسفر و جو (زندگی زمینی و به ویژه در خاک)، جو و هیدروسفر (لایه های سطحی اقیانوس)، لیتوسفر و هیدروسفر (ته مخازن) متمرکز است. مناطقی که خاک، آب و هوا در مجاورت یکدیگر قرار دارند به ویژه غنی از زندگی هستند - سواحل و دریاهای کم عمق، مصب ها، مصب رودخانه ها. مکان هایی با بیشترین غلظت موجودات در بیوسفر V.I. ورنادسکی آنها را "فیلم های زندگی" نامید.

ماده زنده زیست کره با ویژگی های خاصی مشخص می شود:

میل به پر کردن کل فضای اطراف.

این خاصیت با تولید مثل شدید و توانایی موجودات زنده در افزایش شدید سطح بدن خود مرتبط است.

امکان حرکت خودسرانه در فضا.

به عنوان مثال، در برابر جریان آب، جاذبه، باد و غیره.

وجود ترکیبات شیمیایی خاص (پروتئین ها، آنزیم ها و ...) که در طول زندگی پایدار هستند و پس از مرگ به سرعت تجزیه می شوند. مواد آلی و معدنی حاصل در چرخه ها گنجانده شده است.

تنوع استثنایی از اشکال، اندازه ها، ترکیبات.

توانایی بالا برای انطباق با شرایط زندگی که به طور قابل توجهی بیش از کنتراست در ماده بی جان (بی اثر) است. سازگاری می تواند انجام شود

• 1) به روشی فعال - با تقویت مقاومت و توسعه فرآیندهای نظارتی که امکان انجام کلیه عملکردهای حیاتی را علی رغم انحراف عامل از حد مطلوب فراهم می کند.
• 2) منفعلانه، از طریق تبعیت از عملکردهای حیاتی بدن به تغییرات در عوامل محیطی، به عنوان مثال، افتادن به انیمیشن معلق.
• 3) از طریق اجتناب از اثرات نامطلوب، به عنوان مثال، استفاده از مهاجرت های فصلی.

سرعت فوق العاده بالای واکنش ها چندین مرتبه قدر (صدها، هزاران و حتی میلیون ها بار) سریعتر از طبیعت بی جان سیاره است.

سرعت بالای تجدید ماده زنده. برای بیوسفر به طور متوسط ​​8 سال و برای خشکی 14 سال و برای اقیانوس که موجودات با طول عمر کوتاه (مثلاً پلانکتون) غالب هستند 33 روز است.

ماده زنده به صورت تناوب مداوم نسل ها وجود دارد که به همین دلیل ماده زنده مدرن از نظر ژنتیکی با ماده زنده دوران گذشته مرتبط است. در عین حال، وجود یک فرآیند تکاملی مشخصه ماده زنده است، یعنی. بازتولید ماده زنده نه با کپی برداری مطلق از نسل های قبلی، بلکه با تغییرات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی اتفاق می افتد.

ویژگی های تعامل ماده زنده و غیر زنده در قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها توسط V.I. ورنادسکی، که بیان می کند: «کوچ عناصر شیمیایی در سطح زمین و در کل بیوسفر یا با مشارکت مستقیم ماده زنده (مهاجرت بیوژنیک)، یا در محیطی رخ می دهد که ویژگی های ژئوشیمیایی آن (O2، CO2، H2، و غیره)) توسط ماده زنده ایجاد می شود، هم آن چیزی که در حال حاضر در زیست کره ساکن است و هم آن چیزی که در طول تاریخ زمین شناسی روی زمین عمل کرده است. این قانون امکان مدیریت آگاهانه فرآیندهای بیوژئوشیمیایی را هم در کل زمین و هم در مناطق آن برای بشریت فراهم می کند.

فعالیت ماده زنده در بیوسفر تا حدی می تواند به طور مشروط به چندین عملکرد اساسی کاهش یابد که ایده فعالیت زیست کره-زمین شناسی دگرگون کننده آن را تکمیل می کند. در و. ورنادسکی برای اولین بار در کتاب خود "زیست کره" (1926) عملکردهای ماده زنده را مورد بررسی قرار داد: گاز، اکسیژن، اکسیداتیو، کلسیم، کاهش، توابع غلظت، عملکرد تخریب ترکیبات آلی، عملکرد تجزیه کاهشی، عملکرد متابولیسم و تنفس موجودات بعداً ، طبقه بندی کمی تغییر یافت ، برخی از توابع ترکیب شدند ، برخی تغییر نام دادند. از دیدگاه مدرن، عملکردهای زیر ماده زنده متمایز می شود: انرژی، گاز، ردوکس، تمرکز، مخرب، حمل و نقل، تشکیل محیط، اتلاف، اطلاعات، فعالیت بیوژئوشیمیایی انسان.

تابع انرژیاین است که در طول فرآیند فتوسنتز مواد آلی ایجاد می شود که انرژی را از طریق زنجیره های غذایی (شبکه ها) در اکوسیستم منتقل می کند. بنابراین، V.I. ورنادسکی ارگانیسم های کلروفیل سبز را مکانیسم اصلی بیوسفر نامید.

منبع اصلی انرژی برای بیوسفر خورشید است. 99 درصد انرژی آن توسط اتمسفر، هیدروسفر و لیتوسفر جذب می شود و همچنین در فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مانند حرکت هوا و آب، هوازدگی شرکت می کند. تنها حدود 1٪ در سطح اولیه تجمع می یابد و به صورت غذا در بین موجودات زنده توزیع می شود. بخشی از انرژی به صورت گرما پراکنده می شود، بخشی از آن در مواد آلی مرده تجمع می یابد و به حالت فسیلی تبدیل می شود.

عملکرد مخربشامل تجزیه و کانی سازی مواد آلی مرده توسط تجزیه کننده ها، تجزیه شیمیایی سنگ ها و کانی ها، و دخالت عناصر حاصل در چرخه زیستی، یعنی. باعث تبدیل ماده زنده به ماده بی اثر می شود. بنابراین، تجزیه شیمیایی سنگ ها با مشارکت فعال باکتری ها، جلبک های سبز آبی، قارچ ها و گلسنگ ها اتفاق می افتد. مواد آلی مرده به ترکیبات معدنی ساده (دی اکسید کربن، آب، سولفید هیدروژن، آمونیاک و غیره) تجزیه می شوند. ارگانیسم ها به طور انتخابی مهم ترین مواد مغذی را استخراج کرده و در چرخه زیستی قرار می دهند: کلسیم، پتاسیم، سدیم، فسفر، آهن و غیره. به موازات آن، فرآیند humification رخ می دهد: بخشی از محصولات تجزیه میانی در نتیجه فعالیت گروه های مختلف. موجودات وارد سنتز جدیدی می شوند و هوموس را تشکیل می دهند - مجموعه پیچیده ای از مواد، سرشار از انرژی. هوموس اساس حاصلخیزی خاک است. توسط میکروارگانیسم‌های خاص بسیار آهسته و تدریجی تجزیه می‌شود و ثبات و اطمینان را در تامین مواد مغذی گیاهان تضمین می‌کند. محصولات کانی سازی مواد آلی که در آب های طبیعی حل می شوند، فعالیت شیمیایی آنها را در تخریب سنگ ها بسیار افزایش می دهند.

تابع تمرکز (انباشتگی).شامل تجمع انتخابی عناصر شیمیایی خاص توسط موجودات از محیط است. برخی از این عناصر زیستی در بدن همه موجودات زنده وجود دارد و برخی فقط در گروه های خاصی یافت می شوند.

توانایی تغلیظ عناصر از محلول های رقیق یکی از ویژگی های بارز ماده زنده است. فعال ترین متمرکز کننده بسیاری از عناصر میکروارگانیسم ها هستند. موجودات دریایی برای ساختن اسکلت یا پوشش خود، به طور فعال مواد معدنی پراکنده را متمرکز می کنند. در برخی از موجودات، غلظت عناصر منفرد بیش از 10٪ وزن بدن است. چنین موجوداتی V.I. ورنادسکی نامگذاری را بر اساس عنصر پیشنهاد کرد: سیلیسی (دیاتومه ها، رادیولارها، بسیاری از اسفنج ها، و غیره)، آهن (باکتری های آهن)، منیزیم (جلبک لیتوتانیم)، کلسیم ( نرم تنان، جلبک های آهکی، مرجان ها، برخی سخت پوستان)، فسفر (استخوان های مهره داران) هنگامی که آنها می میرند و به طور دسته جمعی دفن می شوند، تجمعاتی از این مواد تشکیل می دهند و سنگ ها را تشکیل می دهند. بسیاری از آنها توسط انسان به عنوان مواد معدنی استفاده می شود: سنگ آهن، بوکسیت، فسفریت، سنگ آهک و بسیاری دیگر.

توانایی موجودات دریایی در انباشته شدن ریز عناصر، فلزات سنگین، از جمله فلزات سمی (جیوه، سرب، آرسنیک) و عناصر رادیواکتیو شایسته توجه ویژه است. در بدن بی مهرگان و ماهی ها، غلظت آنها می تواند صدها هزار برابر بیشتر از محتوای موجود در آب دریا باشد که در صورت مصرف می تواند منجر به مسمومیت با فلزات سنگین شود یا به دلیل افزایش رادیواکتیویته خطرناک باشد.

تابع پراکندگیشامل حرکت بیوژنیک اتم ها است و خود را از طریق فعالیت های تغذیه ای و حمل و نقل موجودات نشان می دهد.

مواد علاوه بر درگیر شدن در واکنش های شیمیایی، توسط موجودات زنده و در فضا منتقل می شوند. به عنوان مثال، پراکندگی ماده هنگام دفع مدفوع موجودات، مرگ موجودات، انواع مختلف حرکات در فضا، و تغییر در پوشش. گیاهان عناصر شیمیایی را از خاک به سطح آن حمل می کنند و گاهی اوقات ارتفاع آنها به ده ها متر می رسد. حیوانات حفاری توده های زیادی از خاک و رسوبات را جابجا می کنند. موجودات پرنده این ماده را در فواصل طولانی حمل می کنند. آهن موجود در هموگلوبین خون، به عنوان مثال، از طریق حشرات مکنده خون پراکنده می شود.

عملکرد تشکیل دهنده محیطبر اساس ایجاد یک زیستگاه توسط برخی ارگانیسم ها برای دیگران است و شامل تبدیل پارامترهای فیزیکوشیمیایی محیط (لیتوسفر، هیدروسفر، جو) به شرایط مساعد برای وجود موجودات است. به عنوان مثال، جنگل ها رواناب سطحی را تنظیم می کنند، رطوبت هوا را افزایش می دهند و جو را با اکسیژن غنی می کنند.

این تابع یک نتیجه مشترک از عملکردهای ماده زنده است که در بالا مورد بحث قرار گرفت: تابع انرژی انرژی را برای تمام بخش های چرخه زیستی تامین می کند. مخرب و غلظت به استخراج از محیط طبیعی و تجمع عناصر پراکنده، اما حیاتی برای موجودات زنده کمک می کند. توجه به این نکته بسیار مهم است که در نتیجه عملکرد تشکیل دهنده محیط در پوسته جغرافیایی، ترکیب گاز جو اولیه تغییر کرده است، ترکیب شیمیایی آب های اقیانوس اولیه تغییر کرده و لایه ای از سنگ های رسوبی تشکیل شده است. در لیتوسفر، و یک پوشش خاک حاصلخیز در سطح زمین ظاهر شد.

توابع تشکیل دهنده محیط زیست ماده زنده تعادل ماده و انرژی را در بیوسفر ایجاد کرده و حفظ کرده است و ثبات شرایط زندگی موجودات از جمله انسان را تضمین می کند. در عین حال، ماده زنده قادر است شرایط زندگی به هم ریخته در نتیجه بلایای طبیعی یا تأثیرات انسانی را بازیابی کند.

تابع ردوکسشامل تبدیل شیمیایی عمدتاً آن دسته از موادی است که حاوی اتم هایی با حالت اکسیداسیون متغیر هستند (ترکیبات آهن، منگنز، نیتروژن و غیره). در همان زمان، فرآیندهای بیوژنیک اکسیداسیون و کاهش بر سطح زمین غالب است. به طور معمول، عملکرد اکسیداتیو ماده زنده در بیوسفر در تغییر شکل توسط باکتری ها و برخی قارچ ها از ترکیبات نسبتاً فقیر از اکسیژن در خاک، هوازدگی پوسته و هیدروسفر به ترکیبات غنی تر از اکسیژن آشکار می شود. عملکرد احیا از طریق تشکیل سولفات ها به طور مستقیم یا از طریق سولفید هیدروژن بیوژن تولید شده توسط باکتری های مختلف انجام می شود.

عملکرد گازتوانایی تغییر و حفظ ترکیب گاز معینی از زیستگاه و جو به عنوان یک کل نهفته است. توده غالب گازهای روی زمین منشأ بیوژنیک دارند. در طول عملکرد ماده زنده، گازهای اصلی ایجاد می شود: نیتروژن، اکسیژن، دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن، متان و غیره.

بسته به اینکه در مورد چه گازهایی صحبت می کنیم، چندین عملکرد گاز متمایز می شود:

• Ш اکسیژن-دی اکسید کربن - ایجاد بخش عمده ای از اکسیژن آزاد در این سیاره. هر موجود سبز این عملکرد را بر عهده دارد. اکسیژن تنها در نور خورشید در شب آزاد می شود، این فرآیند فتوشیمیایی با انتشار دی اکسید کربن توسط گیاهان سبز جایگزین می شود.
• Ш دی اکسید کربن مستقل از اکسیژن است - تشکیل اسید کربنیک بیوژنیک در نتیجه تنفس حیوانات، قارچ ها و باکتری ها. مقدار تابع در ناحیه تروپوسفر زیرزمینی که اکسیژن ندارد افزایش می یابد.
• ازن و پراکسید هیدروژن - تشکیل ازن (و احتمالاً پراکسید هیدروژن). اکسیژن بیوژنیک با تبدیل شدن به ازن، زندگی را از اثرات مخرب تابش خورشید محافظت می کند. انجام این عملکرد باعث تشکیل یک سپر محافظ ازن شد.
• نیتروژن III - ایجاد بخش عمده ای از نیتروژن آزاد در تروپوسفر به دلیل آزاد شدن آن توسط باکتری های تولید کننده نیتروژن در طی تجزیه مواد آلی. واکنش در هر دو شرایط خشکی و اقیانوسی رخ می دهد.
• Ш هیدروکربن - اجرای تبدیل بسیاری از گازهای بیوژنیک که نقش آنها در بیوسفر بسیار زیاد است. اینها شامل، به عنوان مثال، گاز طبیعی، ترپن های موجود در اسانس، سقز و ایجاد عطر گل و بوی مخروطیان است.

با توجه به انجام توابع بیوژئوشیمیایی گازی توسط ماده زنده در طول توسعه زمین شناسی زمین، ترکیب شیمیایی مدرن جو با محتوای منحصر به فرد اکسیژن بالا و محتوای دی اکسید کربن کم و همچنین شرایط دمایی متوسط ​​ایجاد شد. به وضوح مشاهده می شود که عملکرد گاز ترکیبی از دو عملکرد اساسی - مخرب و تشکیل دهنده محیط است.

عملکرد حمل و نقلانتقال ماده بر خلاف جاذبه و در جهت افقی است. ماده زنده تنها عاملی است که حرکت معکوس ماده - از پایین به بالا، از اقیانوس - به قاره ها را تعیین می کند. از زمان نیوتن، مشخص شده است که حرکت ماده در سیاره ما توسط نیروی گرانش تعیین می شود. خود ماده غیر زنده در امتداد یک صفحه شیبدار منحصراً از بالا به پایین حرکت می کند. فقط در این راستا رودخانه ها، یخچال ها، بهمن ها و اسکله ها حرکت می کنند. به دلیل حرکت فعال، موجودات زنده می توانند مواد یا اتم های مختلف را در جهت افقی حرکت دهند، به عنوان مثال، از طریق انواع مهاجرت. حرکت یا مهاجرت مواد شیمیایی توسط ماده زنده V.I. ورنادسکی آن را مهاجرت بیوژنیک اتم ها یا ماده نامید.

تابع اطلاعات -انباشته شدن اطلاعات توسط موجودات زنده که در ساختارهای ارثی رمزگذاری شده اند: DNA و RNA و انتقال به نسل های بعدی.

فعالیت بیوژئوشیمیایی انسان- تبدیل، استخراج و جابجایی مواد در فواصل از محل تولید یا استخراج آنها.

مقدار فزاینده ای از ماده در پوسته زمین برای نیازهای صنعت، حمل و نقل و کشاورزی را پوشش می دهد. این عملکرد جایگاه ویژه ای در تاریخ جهان دارد و شایسته توجه و مطالعه دقیق است.

بنابراین، کل جمعیت زنده سیاره ما - ماده زنده - در یک چرخه ثابت از عناصر شیمیایی بیوفیلیک هستند. چرخه بیولوژیکی مواد در بیوسفر با یک چرخه زمین شناسی بزرگ همراه است.

دنیای موجودات زنده در بیوسفری که ما را احاطه کرده است ترکیبی از سیستم های بیولوژیکی مختلف با نظم ساختاری مختلف و موقعیت های سازمانی متفاوت است. در این راستا، سطوح مختلف وجود ماده زنده متمایز می شود - از مولکول های بزرگ گرفته تا گیاهان و حیوانات سازمان های مختلف.

• 1. مولکولی (ژنتیکی) - پایین ترین سطحی که در آن سیستم بیولوژیکی خود را به شکل عملکرد مولکول های بزرگ فعال بیولوژیکی - پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها نشان می دهد. از این سطح، ویژگی های منحصراً برای ماده زنده مشاهده می شود: متابولیسم که در طول تبدیل انرژی تابشی و شیمیایی رخ می دهد، انتقال وراثت با استفاده از DNA و RNA. این سطح با پایداری سازه ها در طول نسل مشخص می شود.
• 2. سلولی - سطحی که در آن مولکول های فعال بیولوژیکی در یک سیستم واحد ترکیب می شوند. با توجه به سازماندهی سلولی، همه موجودات به تک سلولی و چند سلولی تقسیم می شوند.
• 3. بافت - سطحی که در آن ترکیب سلول های همگن بافت را تشکیل می دهد. مجموعه ای از سلول ها را پوشش می دهد که با یک منشاء و عملکرد مشترک متحد شده اند.
• 4. اندام - سطحی که در آن چندین نوع بافت به طور عملکردی با هم تعامل دارند و یک اندام خاص را تشکیل می دهند.
• 5. ارگانیسمال - سطحی که در آن تعامل تعدادی از اندام ها به یک سیستم واحد از ارگانیسم منفرد کاهش می یابد. توسط انواع خاصی از موجودات نشان داده شده است.
• 6. جمعیت-گونه، که در آن مجموعه ای از ارگانیسم های همگن خاص وجود دارد که با یک منشاء، شیوه زندگی و زیستگاه مشترک به هم متصل شده اند. در این سطح، تغییرات اولیه تکاملی به طور کلی رخ می دهد.
• 7. Biocenosis و biogeocenosis (اکوسیستم) - سطح بالاتری از سازماندهی ماده زنده که ارگانیسم های ترکیب گونه های مختلف را متحد می کند. در بیوژئوسنوز، آنها در ناحیه خاصی از سطح زمین با عوامل غیرزیست همگن با یکدیگر تعامل دارند.
• 8. بیوسفر - سطحی که در آن سیستم طبیعی بالاترین رتبه شکل گرفت که تمام مظاهر حیات در سیاره ما را پوشش می دهد. در این سطح، تمام چرخه های ماده در مقیاس جهانی مرتبط با فعالیت حیاتی موجودات زنده رخ می دهد.

با وجود همه تنوع، ماده زنده از نظر فیزیکوشیمیایی متحد است و ریشه های تکاملی یکسانی دارد. هیچ گونه ای در طبیعت وجود ندارد که به برخی از تأثیرات شیمیایی یا فیزیکی به روشی کیفی متفاوت از موجودات دیگر گونه ها واکنش نشان دهد. قانون وحدت فیزیکی و شیمیایی ماده زنده برای انسان اهمیت عملی مهمی دارد. از این مطلب چنین بر می آید که:

• Ш هیچ عامل فیزیکی یا شیمیایی (عامل غیرزیست) وجود ندارد که برای برخی ارگانیسم ها کشنده و برای برخی دیگر کاملاً بی ضرر باشد. تفاوت فقط کمی است - برخی از موجودات حساس تر، برخی دیگر کمتر، برخی سریعتر در طول انتخاب و برخی دیگر آهسته تر (انطباق در جریان انتخاب طبیعی رخ می دهد، یعنی به دلیل آنهایی که قادر به انطباق با شرایط جدید نیستند).
• Ш مقدار ماده زنده (زیست توده) بیوسفر در دوره زمین شناسی مورد بررسی ثابت است - این قانون ثبات مقدار ماده زنده V.I. است. ورنادسکی. طبق قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها، ماده زنده واسطه بین خورشید و زمین است. اگر مقدار ماده زنده در نوسان باشد، وضعیت انرژی سیاره ناپایدار خواهد بود.
• Ш تنوع کلی گونه ها در بیوسفر ثابت است - تعداد گونه های در حال ظهور به طور متوسط ​​برابر با تعداد گونه های منقرض شده است. روند انقراض گونه ها به دلیل تغییر شرایط زندگی در این سیاره اجتناب ناپذیر بود. علاوه بر این، یک گونه هرگز به تنهایی ناپدید نمی شود. به جای آنها، طبق قوانین تکراری اکولوژیکی، گونه های دیگر می آیند، به ویژه در پیوند مدیریت اکوسیستم ها - در بین مصرف کنندگان. بنابراین، در تمام دوره های زمین شناسی انقراض دسته جمعی موجودات، گونه زایی سریع نیز مشاهده شد.

زیست کره، مانند سایر اکوسیستم های درجه پایین تر، دارای ویژگی هایی است که عملکرد، خودتنظیمی، پایداری و سایر پارامترهای آن را تضمین می کند:

بیوسفر یک سیستم متمرکز است. عنصر مرکزی آن موجودات زنده (ماده زنده) است.

بیوسفر یک سیستم باز است. وجود آن بدون تامین انرژی از خارج غیرممکن است. تأثیر نیروهای کیهانی، در درجه اول فعالیت خورشیدی را تجربه می کند.

بیوسفر یک سیستم خودتنظیمی است که، همانطور که V.I. Vernadsky اشاره کرد، با سازماندهی مشخص می شود. در حال حاضر، این خاصیت هومئوستاز نامیده می شود، یعنی توانایی بازگشت به حالت اولیه و سرکوب اختلالات در حال ظهور با روشن کردن تعدادی مکانیسم. مکانیسم های هموستاتیک عمدتاً با ماده زنده، خواص و عملکردهای آن مرتبط است.

بیوسفر سیستمی است که با تنوع زیاد مشخص می شود. تنوع مهمترین ویژگی همه اکوسیستم هاست. بیوسفر به عنوان یک اکوسیستم جهانی با بیشترین تنوع در میان سایر سیستم ها مشخص می شود. با آن امکان تکرار، پشتیبان گیری، جایگزینی برخی پیوندها با دیگران (به عنوان مثال، در سطح گونه یا جمعیت)، میزان پیچیدگی و قدرت غذا و سایر اتصالات مرتبط است.

یکی از ویژگی های مهم زیست کره وجود مکانیسم هایی در آن است که گردش مواد و پایان ناپذیری عناصر شیمیایی فردی و ترکیبات آنها را تضمین می کند. تنها به لطف چرخه ها و وجود منبع پایان ناپذیر انرژی خورشیدی، تداوم فرآیندها در بیوسفر و جاودانگی بالقوه آن تضمین می شود.

همه تنوع فعالیت های انسان در زیست کره با تغییراتی در ترکیب آن، تعادل انرژی، چرخه مواد تشکیل دهنده آن و غیره همراه است. جهت و وسعت این تغییرات منجر به ظهور یک بحران زیست محیطی می شود که با ویژگی های زیر مشخص می شود:

تغییر تدریجی آب و هوای سیاره به دلیل تغییر در تعادل گازهای موجود در جو؛

تخریب عمومی و موضعی (بر روی قطب ها، مناطق جداگانه زمین) صفحه ازن بیوسفر.

آلودگی اقیانوس جهانی با فلزات سنگین، ترکیبات آلی پیچیده، محصولات نفتی، مواد رادیواکتیو، اشباع آب با دی اکسید کربن؛

اختلال در ارتباطات اکولوژیکی طبیعی بین آبهای اقیانوس و خشکی در نتیجه ساخت سدها بر روی رودخانه ها، منجر به تغییر رواناب جامد، مسیرهای تخم ریزی و غیره می شود.

آلودگی اتمسفر با تشکیل رسوب اسیدی، مواد بسیار سمی در نتیجه واکنش های شیمیایی و فتوشیمیایی؛

آلودگی آب‌های خشکی، از جمله آب‌های رودخانه‌ای که برای تامین آب آشامیدنی استفاده می‌شود، با مواد بسیار سمی، از جمله دیوکسین‌ها، فلزات سنگین، فنل‌ها.

بیابان زایی سیاره زمین؛

تخریب لایه خاک، کاهش مساحت زمین حاصلخیز مناسب برای کشاورزی؛

آلودگی رادیواکتیو مناطق خاص به دلیل دفع زباله های رادیواکتیو، حوادث مصنوعی و غیره؛ انباشت زباله های خانگی و زباله های صنعتی در سطح زمین، به ویژه پلاستیک های عملاً تجزیه ناپذیر؛ کاهش در مساحت جنگل های استوایی و شمالی، منجر به عدم تعادل گازهای جوی، از جمله کاهش غلظت اکسیژن در جو سیاره.

آلودگی فضای زیرزمینی از جمله آب های زیرزمینی که آن را برای تامین آب نامناسب می کند.

ناپدید شدن عظیم و سریع بهمن گونه گونه های ماده زنده؛

وخامت محیط زندگی در مناطق پرجمعیت به ویژه مناطق شهری؛

تهی شدن و کمبود عمومی منابع طبیعی برای توسعه انسانی؛

تغییر در اندازه، نقش پرانرژی و بیوژئوشیمیایی موجودات، اصلاح زنجیره های غذایی، تولید مثل انبوه گونه های خاصی از موجودات.

افزودن به نشانک ها:

بیوسفر یک اکوسیستم جهانی است. همانطور که قبلا ذکر شد، بیوسفر به ژئوبیوسفر، هیدروبیوسفر و هوازی تقسیم می شود. ژئوبیوسفر مطابق با عوامل اصلی تشکیل دهنده محیط تقسیم بندی می شود: زمین بیوسفر و لیتوبیوسفر - در ژئوبیوسفر، مارینوبیوسفر (اقیانوس-نوبیوسفر) و آب-زیست کره - به عنوان بخشی از هیدروبیوسفر. به این تشکیلات زیرکره می گویند. عامل اصلی تشکیل دهنده محیط در شکل گیری آنها فاز فیزیکی محیط زندگی است: هوا-آب در ایروبیوسفر، آب (آب شیرین و آب شور) در هیدروبیوسفر، هوا جامد در ترابیوسفر و آب جامد در لیتوبیوسفر. .

به نوبه خود، همه آنها در لایه ها قرار می گیرند: هوازیان به تروپوبیوسفر و آلتوبیوسفر. هیدروبیوسفر - به فوتوسفر، دیفوتوسفر و آفتوسفر.

عوامل سازنده ساختار در اینجا، علاوه بر محیط فیزیکی، انرژی (نور و گرما)، شرایط ویژه برای شکل گیری و تکامل حیات - جهت های تکاملی نفوذ موجودات زنده به زمین، به اعماق آن، به فضاهای بالای زمین زمین، پرتگاه اقیانوس، بدون شک متفاوت هستند. آنها همراه با آپوبیوسفر، پارابیوسفر و دیگر لایه‌های زیر و فرازیست‌کره، به اصطلاح «کیک لایه‌ای حیات» و ژئوسفر (اکوسفر) وجود آن را در محدوده‌های مگابیوسفر تشکیل می‌دهند.

گستره عمودی بیوسفر و نسبت سطوح اشغال شده توسط واحدهای ساختاری اصلی (طبق نظر F. Ramad, 1981)

در یک مفهوم سیستمی، سازندهای فهرست شده بخش های عملکردی بزرگی هستند که تقریباً ابعاد جهانی یا زیرسیاره ای دارند. سلسله مراتب کلی زیرسیستم های بیوسفر در شکل 1 ارائه شده است.

سلسله مراتب اکوسیستم های زیست کره (طبق نظر N.F. Reimers، 1994

دانشمندان معتقدند؛ که در بیوسفر هشت تا نه سطح از چرخه‌های نسبتاً مستقل از مواد در ارتباط متقابل هفت جزء اصلی اکولوژیکی ماده-انرژی و هشتم - اطلاعات وجود دارد.

اجزای اکولوژیکی (طبق نظر N.F. Reimers، 1994)

چرخه های جهانی، منطقه ای و محلی مواد بسته نیستند و تا حدی در سلسله مراتب اکوسیستم "تقاطع" دارند. این "همبستگی" ماده-انرژی و تا حدی اطلاعاتی یکپارچگی ابرسیستم های اکولوژیکی را تا کل بیوسفر تضمین می کند.

الگوهای کلی سازماندهی بیوسفر.

بیوسفر تا حد زیادی نه توسط عوامل خارجی، بلکه توسط الگوهای داخلی شکل می گیرد. مهمترین ویژگی بیوسفر، برهمکنش موجودات زنده و غیر زنده است که در قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها توسط V.I. Vernadsky منعکس شده است و توسط ما در بخش 12.6 مورد بحث قرار گرفته است.

قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها این امکان را برای بشریت فراهم می کند تا فرآیندهای بیوژئوشیمیایی را هم در کل زمین و هم در مناطق آن به طور آگاهانه کنترل کند.

مقدار ماده زنده موجود در بیوسفر، همانطور که مشخص است، دستخوش تغییرات محسوسی نیست. این الگو در قالب قانون ثبات مقدار ماده زنده توسط V.I. Vernadsky فرموله شد: مقدار ماده زنده در بیوسفر برای یک دوره زمین شناسی معین ثابت است. در عمل، این قانون نتیجه کمی قانون تعادل دینامیکی داخلی برای اکوسیستم جهانی - زیست کره است. از آنجایی که ماده زنده، مطابق قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها، یک واسطه انرژی بین خورشید و زمین است، پس یا باید کمیت آن ثابت باشد یا ویژگی های انرژی آن باید تغییر کند. قانون وحدت فیزیکی و شیمیایی ماده زنده (تمام مواد زنده زمین از نظر فیزیکی و شیمیایی متحد هستند) تغییرات قابل توجهی را در آخرین ویژگی استثنا نمی کند. از این رو، ثبات کمی برای ماده زنده سیاره اجتناب ناپذیر است. این کاملاً مشخصه تعداد گونه ها است.

ماده زنده، به عنوان یک انباشت کننده انرژی خورشیدی، باید به طور همزمان هم به تأثیرات خارجی (کیهانی) و هم به تغییرات درونی پاسخ دهد. کاهش یا افزایش مقدار ماده زنده در یک مکان از بیوسفر باید منجر به فرآیندی دقیقاً برعکس در مکان دیگر شود، زیرا مواد مغذی آزاد شده می توانند توسط بقیه مواد زنده جذب شوند یا کمبود آنها مشاهده می شود. در اینجا باید سرعت فرآیند را در نظر بگیریم که در مورد تغییرات انسانی بسیار کمتر از اختلال مستقیم طبیعت توسط انسان است.

علاوه بر ثبات و ثبات مقدار ماده زنده که در قانون وحدت فیزیکی و شیمیایی ماده زنده منعکس شده است، در طبیعت زنده ساختار اطلاعاتی و جسمی علیرغم اینکه تغییر می کند، به طور مداوم حفظ می شود. تا حدودی با سیر تکامل. این ویژگی توسط یو گلداسمیت (1981) مورد توجه قرار گرفت و قانون حفاظت از ساختار بیوسفر - اطلاعاتی و جسمی یا قانون اول اکودینامیک نامیده شد. . برای حفظ ساختار بیوسفر، موجودات زنده برای رسیدن به حالت بلوغ یا تعادل اکولوژیکی تلاش می کنند. قانون میل به یائسگی - قانون دوم اکودینامیک توسط یو گلداسمیت، در مورد بیوسفر و سایر سطوح سیستم های اکولوژیکی اعمال می شود، اگرچه ویژگی هایی وجود دارد - بیوسفر یک سیستم بسته تر از زیربخش های آن است. وحدت ماده زنده زیست کره و همسانی ساختار زیرسیستم های آن به این واقعیت منجر می شود که عناصر زنده از سنین مختلف زمین شناسی و خاستگاه های جغرافیایی اصلی که بر روی آن پدید آمده اند به طور پیچیده ای در هم تنیده شده اند. در هم تنیدگی عناصر پیدایش فضایی و زمانی مختلف در تمام سطوح اکولوژیکی بیوسفر نشان دهنده قاعده یا اصل ناهمگنی ماده زنده است. این اضافه هرج و مرج نیست، اما تابع اصول مکمل زیست محیطی، انطباق اکولوژیکی (همخوانی) و قوانین دیگر است. در چارچوب اکودینامیک یو گلداسمیت، این قانون سوم آن است - اصل نظم اکولوژیکی، یا متقابل زیست محیطی، که به دلیل تأثیر کل بر اجزای آن، تأثیر معکوس اجزای متمایز بر روی آن، یک ویژگی جهانی را نشان می دهد. توسعه کل و غیره، که در مجموع منجر به پایداری حفاظت از بیوسفر به عنوان یک کل می شود.

کمک متقابل در چارچوب نظم بوم شناختی یا متقابل گرایی سیستمی، توسط قانون نظم پر کردن فضا و یقین مکانی-زمانی تأیید می شود: پر شدن فضای درون یک سیستم طبیعی، به دلیل تعامل بین زیرسیستم های آن، در دستور کار قرار می گیرد. به گونه ای که اجازه می دهد تا ویژگی های هموستاتیک سیستم با حداقل تضاد بین قطعات درون آن تحقق یابد. از این قانون چنین استنباط می شود که وجود طولانی مدت حوادث «غیرضروری» برای طبیعت، از جمله حوادث بیگانه با آن، که توسط انسان ایجاد شده است، غیرممکن است. قواعد نظم سیستم متقابل در بیوسفر همچنین شامل اصل مکمل بودن سیستم است که بیان می کند که زیرسیستم های یک سیستم طبیعی در توسعه خود پیش نیازی را برای توسعه موفقیت آمیز و خود تنظیمی سایر زیر سیستم های موجود در همان سیستم فراهم می کنند.

قانون چهارم اکودینامیک توسط یو گلداسمیت شامل قانون خودکنترلی و خودتنظیمی موجودات زنده است: سیستم ها و سیستم های زنده تحت تأثیر کنترل کننده موجودات زنده قادر به کنترل و خودتنظیمی در فرآیند خود هستند. سازگاری با تغییرات محیطی در بیوسفر، خودکنترلی و خودتنظیمی در طول فرآیندهای زنجیره ای و زنجیره ای تعامل عمومی رخ می دهد - در طول مبارزه برای وجود انتخاب طبیعی (به معنای گسترده این مفهوم)، انطباق سیستم ها و زیرسیستم ها، تکامل مشترک گسترده. ، و غیره. علاوه بر این، همه این فرآیندها منجر به نتایج مثبت "از دیدگاه طبیعت" می شود - حفظ و توسعه اکوسیستم های زیست کره و آن به عنوان یک کل.

حلقه اتصال بین تعمیم‌های ماهیت ساختاری و تکاملی، قاعده نگهداری خودکار زیستگاه جهانی است: ماده زنده در جریان خود تنظیمی و تعامل با عوامل غیرزیست، به طور خودکار محیط زندگی مناسب برای توسعه خود را حفظ می‌کند. این فرآیند با تغییرات در مقیاس کیهانی و اکوسفر جهانی محدود می‌شود و در تمام اکوسیستم‌ها و بیوسیستم‌های سیاره رخ می‌دهد، به عنوان یک آبشار از خود تنظیمی که به مقیاس جهانی می‌رسد. قاعده نگهداری خودکار زیستگاه جهانی از اصول بیوژئوشیمیایی V.I. Vernadsky، قوانین حفاظت از زیستگاه گونه ها، قوام داخلی نسبی پیروی می کند و به عنوان یک ثابت برای حضور مکانیسم های محافظه کار در بیوسفر عمل می کند و در عین حال تایید می کند. قانون مکمل بودن دینامیک سیستم

تأثیر کیهانی بر بیوسفر توسط قانون شکست ضربه های کیهانی اثبات می شود: عوامل کیهانی که بر زیست کره و به ویژه تقسیمات فرعی آن تأثیر می گذارند، توسط اکوسفر سیاره و بنابراین از نظر قدرت و زمان در معرض تغییر هستند. ، تظاهرات می توانند ضعیف و جابجا شوند یا حتی کاملاً تأثیر خود را از دست بدهند. تعمیم در اینجا به دلیل این واقعیت مهم است که اغلب جریانی از اثرات همزمان فعالیت خورشیدی و سایر عوامل کیهانی بر روی اکوسیستم های زمین و موجودات ساکن در آن وجود دارد.

لازم به ذکر است که بسیاری از فرآیندهای روی زمین و در بیوسفر آن، اگرچه تحت تأثیر فضا قرار دارند، چرخه های فعالیت خورشیدی با فاصله زمانی 1850، 600،400، 178، 169،88،83،33،22،16 فرض می شوند. 11.5 (11.1)، 6.5 و 4.3 سال، خود بیوسفر و تقسیمات آن لزوماً نباید در همه موارد با چرخه یکسان واکنش نشان دهند. تأثیرات کیهانی سیستم بیوسفر را می توان به طور کامل یا جزئی مسدود کرد

مسیرهای نفوذ کیهانی در بیوسفر

در صورت مشاهده خطایی، متن مورد نیاز را انتخاب کنید و Ctrl+Enter را فشار دهید تا به ویرایشگرها گزارش شود.

اکولوژی (از یونانی Οικος - خانه، خانه، اقتصاد، مسکن، زیستگاه، وطن و λόγος - مفهوم، آموزه، علم) علمی است که به بررسی روابط بین طبیعت زنده و بی جان می پردازد. این اصطلاح اولین بار در کتاب "مورفولوژی عمومی ارگانیسم ها" در سال 1866 توسط زیست شناس آلمانی ارنست هکل مطرح شد. اکثریت قریب به اتفاق محققان مدرن بر این باورند که بوم شناسی علمی است که به مطالعه شرایط وجود موجودات زنده و روابط بین موجودات و محیطی که در آن زندگی می کنند می پردازد. تعریف کلی تری توسط بوم شناس آمریکایی Odum ارائه شده است: "اکولوژی یک حوزه بین رشته ای دانش است، علم ساختار سیستم های چند سطحی در طبیعت، جامعه و روابط متقابل آنها."

اکولوژی به عنوان یک علم مشکلات زیر را حل می کند:

· قوانین و الگوهای تعامل موجودات با محیط خود را مطالعه می کند.

· شکل گیری، ساختار و عملکرد سیستم های بیولوژیکی فوق ارگانیسمی (جمعیت، بیوسنوز، بیوژئوسنوز (اکوسیستم)، بیوم، بیوسفر را مطالعه می کند.

· قوانین و الگوهای تعامل سیستم های بیولوژیکی فوق ارگانیسمی (جمعیت، بیوسنوز، بیوژئوسنوز (اکوسیستم)، بیوم، بیوسفر) با محیط را مطالعه می کند.

حل مشکلات محیط زیست به ما این امکان را می دهد که به اهداف تعیین شده برای آن دست یابیم:

· توسعه روشهای بهینه تعامل بین جامعه و طبیعت با در نظر گرفتن قوانین وجودی طبیعت.

· پیش بینی پیامدهای تأثیر جامعه بر طبیعت به منظور جلوگیری از نتایج منفی.

او برای حل مشکلات هم از روش های خودش و هم از روش های علوم دیگر استفاده می کند. روش های خود اکولوژی را می توان به سه گروه میدانی، آزمایشگاهی و تجربی تقسیم کرد.

اکولوژی ارتباط نزدیکی با علومی مانند زیست شناسی، شیمی، ریاضیات، جغرافیا، فیزیک و اپیدمیولوژی دارد. اخیراً، حوزه‌های پژوهشی پیچیده میان‌رشته‌ای به طور فعال خود را شناخته شده‌اند.

بر اساس اندازه موضوعات مورد مطالعه، اکولوژی به رشته های زیر تقسیم می شود: اتواکولوژی، بوم شناسی جمعیت، سینکولوژی، بوم شناسی چشم انداز، اکولوژی جهانی (مگاکولوژی، مطالعه بیوسفر زمین)

در رابطه با موضوعات مورد مطالعه، به اکولوژی میکروارگانیسم ها، قارچ ها، گیاهان، حیوانات و انسان ها تقسیم می شود. و همچنین کشاورزی، صنعتی (مهندسی) و عمومی (به عنوان یک رشته نظری تعمیم دهنده).

با در نظر گرفتن محیط و اجزاء، اکولوژی زمین، آب شیرین، دریاها، شمال دور، کوه های مرتفع و شیمیایی (ژئوشیمیایی، بیوشیمیایی) متمایز می شود.

با توجه به رویکردهای موضوع، اکولوژی تحلیلی و پویا متمایز می شود.

از نظر عامل زمان، بوم شناسی تاریخی و تکاملی (از جمله باستان شناسی) مورد توجه قرار می گیرد.

در بوم شناسی انسانی، بوم شناسی اجتماعی متمایز می شود. مشکل اصلی اکولوژی مدرن جستجو برای تعامل بهینه در سیستم "انسان-محیط" است. بوم شناسی ویژگی های یک جهان بینی بسیار رایج را به دست می آورد و به آموزه ای در مورد انتخاب راه هایی برای بقای جمعیت انسانی تبدیل می شود.

اکولوژی مدرن در ساختار خود دارای بخش های زیر است: اکولوژی عمومی، ژئواکولوژی، زیست بوم شناسی، اکولوژی انسانی، بوم شناسی اجتماعی، بوم شناسی کاربردی.

هر بخش دارای تقسیمات و ارتباطات خاص خود با سایر بخش های اکولوژی و علوم مرتبط است. بوم شناسی و حفاظت از طبیعت ارتباط نزدیکی با هم دارند، اما اگر بوم شناسی یک علم اساسی است، پس حفاظت از طبیعت مستقیماً به عمل مربوط می شود.

اکوسیستم مجموعه‌ای از تولیدکنندگان، مصرف‌کننده‌ها و مواد زائد است که از طریق تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با یکدیگر و با محیط اطراف خود در تعامل هستند، به گونه‌ای که این سیستم واحد در مدت زمان طولانی پایدار بماند.

یک اکوسیستم طبیعی با سه ویژگی مشخص می شود:

· یک اکوسیستم لزوما مجموعه ای از اجزای زنده و غیر زنده است.

· در داخل اکوسیستم، یک چرخه کامل انجام می شود که با ایجاد ماده آلی شروع می شود و با تجزیه آن به اجزای معدنی پایان می یابد.

· اکوسیستم برای مدتی پایدار می ماند که توسط ساختار خاصی از اجزای زنده و غیر زنده تضمین می شود.

اکوسیستم های اصلی زمین، اکوسیستم های زمینی یا بیوم نامیده می شوند. اکوسیستم های هیدروسفر را اکوسیستم های آبی می نامند. یک اکوسیستم از اجزای مختلف غیرزیستی و زیستی تشکیل شده است.

اجزای غیرزیست یک اکوسیستم شامل عوامل مختلف فیزیکی (نور خورشید، سایه، تبخیر، باد، دما، جریان های آب) و شیمیایی (کلان عناصر - C، O، H، N، P، S، Ca، Mg، K، Na و ریز عناصر - آهن، مس، روی، کلر).

اجزای زیستی یک اکوسیستم بر اساس روش تغذیه به تولیدکننده (جاندارانی که ترکیبات آلی را از غیر آلی تولید می کنند)، مصرف کننده (جاندارانی که با تغذیه از موجودات زنده - تولیدکننده یا مصرف کننده دیگر مواد مغذی و انرژی لازم را دریافت می کنند) و تجزیه کننده تقسیم می شوند. (جاندارانی که مواد مغذی و انرژی لازم را با تغذیه از بقایای موجودات مرده دریافت می کنند).

تولیدکنندگان (گیاهان سبز) در این فرآیند مواد آلی ایجاد می کنند فتوسنتز(یک فرآیند شیمیایی که در گیاهان سبز، جلبک ها و بسیاری از باکتری ها اتفاق می افتد که در آن آب و دی اکسید کربن با استفاده از انرژی نور خورشید به اکسیژن و غذا تبدیل می شوند) یا شیمی سنتز(فرایند تبدیل ترکیبات معدنی به مواد آلی مغذی با استفاده از انرژی واکنش های شیمیایی). این مواد آلی توسط تولیدکنندگان به عنوان منبع انرژی و به عنوان ماده ساختمانی برای سلول ها و بافت های بدن استفاده می شود.

مصرف کنندگان به این موارد تقسیم می شوند: فیتوفاژها - مرتبه 1 که منحصراً از گیاهان زنده تغذیه می کنند. شکارچیان (گوشتخواران) - مرتبه دوم، که منحصراً از فیتوفاژها تغذیه می کنند، مرتبه سوم، فقط از گوشتخواران تغذیه می کنند. یوریفاژهایی که می توانند هم غذای گیاهی و هم حیوانی بخورند.

تجزیه کننده ها به دو دسته تقسیم می شوند: ریزخواران - مستقیماً موجودات مرده یا بقایای آلی را مصرف می کنند. و تخریب کننده ها - مواد آلی مرده را به ترکیبات معدنی ساده تجزیه می کنند (فرایند پوسیدگی و تجزیه).

مفهوم بیوسفر بیش از صد سال پیش پدید آمد. ادوارد سوس، زمین شناس اتریشی، در مورد پوسته های مختلف کره زمین، برای اولین بار از این اصطلاح استفاده کرد. در سال 1926، سخنرانی های V.I. ورنادسکی که با اصطلاح آن لایه‌هایی از پوسته زمین را که در طول تاریخ زمین‌شناسی در معرض تأثیر موجودات زنده بودند تعریف کرد و برای اولین بار با در نظر گرفتن فعالیت‌های موجودات زنده، نقش نیروی دگرگون‌کننده اصلی سیاره زمین را به آنها اختصاص داد. نه تنها در زمان حال، بلکه در گذشته.

بیوسفر شامل لایه های بالایی لیتوسفر، لایه زیرین جو (تروپوسفر) و کل هیدروسفر است که توسط چرخه های پیچیده ماده و انرژی به هم مرتبط هستند.

حد پایین زندگی روی زمین (3 کیلومتر) توسط دمای بالای درون زمین، حد بالایی (20 کیلومتر) توسط تابش سخت پرتوهای فرابنفش (همه چیز زیر توسط لایه ازن محافظت می شود) محدود می شود. با این حال، تنها میکروارگانیسم‌ها را می‌توان در مرزهای زیست‌کره یافت. موجوداتی که بیوسفر را تشکیل می دهند، توانایی تولید مثل و انتشار در سراسر سیاره را دارند.

زیست توده کل زمین حدود 0.01٪ از جرم کل بیوسفر است. 97 درصد این مقدار را گیاهان و 3 درصد را حیوانات اشغال می کنند. زیست توده موجودات زنده در خشکی 99.2٪ توسط گیاهان سبز و 0.8٪ توسط حیوانات و میکروارگانیسم ها نشان داده شده است. در مقابل، در اقیانوس، گیاهان 6.3٪ و حیوانات و میکروارگانیسم ها 93.7٪ از کل زیست توده را تشکیل می دهند. کل زیست توده اقیانوس تنها 0.13 درصد از زیست توده موجودات زنده روی زمین است.

موجودات زنده مواد و انرژی لازم برای متابولیسم را از محیط دریافت می کنند. مقدار محدودی از ماده زنده بازآفرینی، تبدیل و تجزیه می شود. هر ساله به لطف فعالیت حیاتی گیاهان و جانوران، حدود 10 درصد از زیست توده تکثیر می شود.

چندین سطح از سازماندهی ماده زنده وجود دارد:

· مولکولی. هر سیستم زنده ای خود را در سطح برهمکنش ماکرومولکول های بیولوژیکی نشان می دهد: اسیدهای نوکلئیک، پلی ساکاریدها و سایر مواد آلی مهم.

· سلولی. سلول واحد ساختاری و عملکردی تولید مثل و رشد همه موجودات زنده ساکن روی زمین است. هیچ گونه غیر سلولی حیات وجود ندارد و وجود ویروس ها تنها این قاعده را تایید می کند، زیرا آنها می توانند خواص سیستم های زنده را فقط در سلول ها نشان دهند.

· ارگانیک. آلی. ارگانیسم یک سیستم زنده تک سلولی یا چند سلولی است که قادر به وجود مستقل است. یک ارگانیسم چند سلولی توسط مجموعه ای از بافت ها و اندام های تخصصی برای انجام وظایف مختلف تشکیل می شود.

· جمعیت خاص. گونه به مجموعه‌ای از افراد گفته می‌شود که از نظر ساختاری و عملکردی مشابه هستند، کاریوتیپ یکسان و منشأ واحد دارند و زیستگاه خاصی را اشغال می‌کنند، آزادانه با یکدیگر آمیخته می‌شوند و فرزندان بارور تولید می‌کنند که با رفتار مشابه و روابط مشخص با یکدیگر مشخص می‌شود. سایر گونه ها و عوامل طبیعت بی جان.

· مجموعه ای از ارگانیسم های یک گونه، که توسط یک زیستگاه مشترک متحد شده اند، جمعیتی را به عنوان سیستمی از نظم فوق ارگانیسمی ایجاد می کنند. در این سیستم، ساده ترین و ابتدایی ترین دگرگونی های تکاملی انجام می شود.

· بیوژئوسنوتیک. Biogeocenosis یک جامعه است، مجموعه ای از موجودات از گونه های مختلف و پیچیدگی های مختلف سازمان با تمام عوامل زیستگاه خاص آنها - اجزای جو، هیدروسفر و لیتوسفر.

طرح

1. معرفی.

2. ماده زنده جزئی از بیوسفر است.

3. اجزای غیر زنده (غیر زنده) زیست کره.

4. خاک جزء منحصر به فرد زیست کره است.

5. زیست کره و فضا.

6. فعل و انفعالات اکولوژیکی ماده زنده: چه کسی چه می خورد.

7. مهاجرت بیوژنیک اتم ها یکی از ویژگی های اکوسیستمی زیست کره است.

8. زیست کره چگونه توسعه یافت: پنج فاجعه زیست محیطی.

9. پایداری بیوسفر.

10. بیوسفر و انسان: خطر زیست محیطی.

12. نتیجه گیری.

1. معرفی

امروزه یکی از سخت ترین مشکلات پیش روی مردم است، فارغ از اینکه در آفریقا زندگی می کنند یا اروپا، در شهرهای بزرگ یا در جنگل. این به هر یک از ما مربوط می شود و هیچ کس نمی تواند از آن اجتناب کند.

راه حل این مشکل بستگی به این دارد که هر یک از ما و همه بشریت با هم «خط ممنوع» را که بشریت تحت هیچ شرایطی نباید از آن عبور کند، درک کنیم. این "خصلت ممنوع" قوانین زندگی در این سیاره است.

انسان ساکن زیست کره است. این بیوسفر است که پوسته زمین است که زندگی کل بشریت و هر یک از ما در آن جریان دارد.

اصطلاح بیوسفر توسط زمین شناس استرالیایی ادوارد سوس (1881-1914) ابداع شد. مفهوم مدرن زیست کره با نام Academician V.I. ورنادسکی.

بیوسفر منطقه ای است که موجودات زنده در آن زندگی می کنند. پوسته زمین که ترکیب، ساختار و انرژی آن توسط کل فعالیت موجودات زنده تعیین می شود. مرز بالایی تا ارتفاع صفحه ازن (20-25 کیلومتر) گسترش می یابد، مرز پایینی 1-2 کیلومتر زیر کف اقیانوس و به طور متوسط ​​2-3 کیلومتر در خشکی می افتد. بیوسفر قسمت پایینی جو، هیدروسفر، پدوسفر (خاک) و قسمت بالایی لیتوسفر (سنگ ها) را می پوشاند. ).

2. ماده زنده جزئی از بیوسفر است

بیوسفر شامل تمام قسمت های سیاره است که زندگی در آن زندگی می کند. این شامل اتمسفر، اقیانوس و تمام بخش‌هایی از سطح زمین می‌شود که زندگی در همه اشکال آن در آن جا مستقر شده است. جزء اصلی بیوسفر ماده زنده آن است.

"... در سطح زمین هیچ نیروی شیمیایی فعال تر و در نتیجه در نتایج نهایی آن قوی تر از موجودات زنده به عنوان یک کل وجود ندارد" (V.I. Vernadsky).

ماده زنده در بیوسفر به چه شکلی ارائه می شود؟ ماده زنده در بیوسفر به شکل اجسام جداگانه - ارگانیسم های فردی ارائه می شود.

ماده زنده توسط موجوداتی با اندازه های مختلف نشان داده می شود. بزرگترین آنها نهنگ ها هستند. طول بدن نهنگ های مدرن از 1.1 تا 33 متر، وزن از 30 کیلوگرم تا 150 تن است.

بر اساس یک تخمین تقریبی، در طول حیات روی زمین، بیش از یک میلیارد گونه در بیوسفر وجود داشته است.

در میان موجودات زنده، حشرات غالب هستند (حدود یک میلیون گونه وجود دارد). مهره داران تنها 2 درصد را تشکیل می دهند. . دنیای زندگی که برای ما شناخته شده است از بیش از 70٪ حیوانات، 225٪ گیاهان و قارچ ها، 5٪ موجودات تک سلولی تشکیل شده است.

ماده زنده به طور نابرابر در بیوسفر توزیع می شود و غلظت آن را در مرزهای لیتوسفر-هیدروسفر-اتمسفر تشکیل می دهد: در مخازن نزدیک به سطح، در کف دریاها و اقیانوس ها، در سطح زمین. در قاره ها، سواحل، دشت سیلابی، دریاچه، گرمسیری و نیمه گرمسیری غلظت حیات مشاهده می شود. گیاهان در خشکی و حیوانات در اقیانوس ها غالب هستند.

جرم مواد زنده را زیست توده می نامند. این در واحدهای جرم ماده خشک یا مرطوب، تقسیم بر واحدهای مساحت یا حجم زیستگاه بیان می شود. تداوم حیات در بیوسفر چگونه حفظ می شود؟ موجودات زنده که به طور مداوم در حال تولید مثل هستند، جریانی از نسل های متناوب را تشکیل می دهند: به نظر می رسد موجودات جدیدی جایگزین موجوداتی می شوند که می میرند. بنابراین، یک موجود زنده مدرن از نظر منشأ با ماده زنده دوران های زمین شناسی گذشته مرتبط است.

هزاران موجود زنده در زیست کره زندگی می کنند و ماده زنده بیوسفر را تشکیل می دهند. ترکیب شیمیایی ماده زنده شبیه ترکیب ستارگان و خورشید است که موید وحدت طبیعت است. روش های مدرن می توانند جرم یک ماده زنده، مقدار انرژی موجود در آن و ماهیت فضای مربوط به آن را اندازه گیری کنند. ماده زنده مدرن با تنوع شیمیایی زیاد مشخص می شود.

3. اجزای غیر زنده (غیر زنده) زیست کره

آب، هوا، خاک، ترکیب شیمیایی آنها، خواص فیزیکی، در درجه اول دما، تابش کیهانی، گرانش، مغناطیس - اینها اجزای غیر زنده زیست کره هستند.

بیوسفر در درجه اول شامل مناطقی از سیاره است که در آن شرایط نه تنها برای بقا، بلکه برای تولید مثل موجودات زنده نیز وجود دارد - این زمینه وجود زندگی است. در مجاورت آن سرزمین هایی قرار دارد که موجودات زنده در آن رنج می برند و فقط زنده می مانند، اما نمی توانند تولید مثل کنند - زمینه پایداری زندگی.

شرایط غیر زنده زمینی که زمینه وجود حیات را تعیین می کند:

مقادیر کافی اکسیژن و دی اکسید کربن،

مقدار کافی آب مایع، نه یخ یا بخار،

درجه حرارت مطلوب: نه خیلی بالا به طوری که پروتئین منعقد نشود و نه خیلی کم به طوری که آنزیم هایی که واکنش های بیوشیمیایی را تسریع می کنند به طور معمول کار کنند.

یک موجود زنده به حداقل مواد معدنی نیاز دارد.

بیوسفر یک اکوسیستم جهانی است، پوسته خاصی از زمین، حوزه توزیع حیات، که مرزهای آن با وجود شرایط غیر زنده مناسب برای موجودات تعیین می شود: دما، آب مایع، ترکیب گاز، عناصر غذایی معدنی.

4. خاک جزء منحصر به فرد زیست کره است

در پایان قرن نوزدهم. وی. توزیع آنها در سطح زمین تابع الگوهای جغرافیایی دقیق است.

تنوع خاک بسیار زیاد است. این به دلیل تنوع ترکیبی از عوامل تشکیل خاک است: سنگ ها، سن سطح، جمعیت گیاهی و جانوری و تسکین.

خاک یک جسم طبیعی و محیط زیست ویژه است که در نتیجه دگرگونی سنگ های سطح زمین در اثر فعالیت مشترک موجودات زنده، آب و هوا به وجود می آید.

فرآیندهای تشکیل خاک در زمین از نظر مقیاس سیاره ای و فرآیندهای مدت زمان ایجاد مواد آلی خاک، تجمع بیولوژیکی آنها و ظهور باروری بسیار بزرگ هستند.

5. زیست کره و فضا

زمین یک سیاره منحصر به فرد است که در تنها فاصله ممکن از خورشید قرار دارد که تعیین کننده دمای سطح زمین است که در آن آب می تواند در حالت مایع باشد.

زمین مقدار زیادی انرژی از خورشید دریافت می کند و در عین حال دمای تقریباً ثابتی را حفظ می کند. این بدان معنی است که سیاره ما تقریباً همان مقدار انرژی را که از فضا دریافت می کند به فضا منتشر می کند: جریان ورودی و خروجی باید متعادل باشد، در غیر این صورت سیستم روزی ثبات خود را از دست خواهد داد. زمین یا گرم می شود یا یخ می زند و به جسمی بی جان تبدیل می شود.

بیوسفر ارتباط نزدیکی با فضا دارد. جریان های انرژی که وارد زمین می شوند شرایطی را ایجاد می کنند که حیات را پشتیبانی می کند. میدان مغناطیسی و سپر اوزون از سیاره در برابر تشعشعات بیش از حد کیهانی و تشعشعات شدید خورشید محافظت می کند. تابش کیهانی که به بیوسفر می رسد فتوسنتز را فراهم می کند و بر فعالیت موجودات زنده تأثیر می گذارد.

6. فعل و انفعالات اکولوژیکی ماده زنده: چه کسی چه چیزی می خورد

سیاره زمین با سایر سیارات از این جهت متفاوت است که زیست کره آن حاوی ماده حساس به جریان تابش خورشیدی - کلروفیل است. این کلروفیل است که تبدیل انرژی الکترومغناطیسی از تابش خورشیدی به انرژی شیمیایی را تضمین می کند و با کمک آن فرآیند کاهش اکسیدهای کربن و نیتروژن در واکنش های بیوسنتز اتفاق می افتد.

در یک گیاه سبز، فتوسنتز اتفاق می افتد - فرآیند تولید کربوهیدرات از آب و دی اکسید اکسیژن (که در هوا یا آب است). در این حالت، اکسیژن به عنوان یک محصول جانبی آزاد می شود. گیاهان سبز به عنوان اتوتروف طبقه بندی می شوند - ارگانیسم هایی که تمام عناصر شیمیایی مورد نیاز برای زندگی را از ماده بی اثر اطراف خود می گیرند و برای ساختن بدن خود به ترکیبات آلی آماده ارگانیسم دیگری نیاز ندارند. منبع اصلی انرژی مورد استفاده توسط اتوتروف ها، خورشید است. هتروتروف ها به تدریج ماده آلی تشکیل شده توسط اتوتروف ها را تغییر می دهند و آن را به حالت معدنی اولیه خود می رسانند.

عملکرد مخرب (مخرب) توسط نمایندگان هر یک از پادشاهی های ماده زنده انجام می شود. پوسیدگی، تجزیه یک ویژگی جدایی ناپذیر از متابولیسم هر موجود زنده است. گیاهان ماده آلی را تشکیل می دهند و بزرگترین تولید کننده کربوهیدرات روی زمین هستند. اما آنها همچنین اکسیژن لازم برای زندگی را به عنوان محصول جانبی فتوسنتز آزاد می کنند.

در طول فرآیند تنفس، دی اکسید کربن در بدن همه گونه های زنده تشکیل می شود که گیاهان دوباره از آن برای فتوسنتز استفاده می کنند یک نوع ترکیبی از تغذیه، آنها میکسوتروف نامیده می شوند.

در بیوسفر، فرآیندهایی رخ می دهد که ماده معدنی و بی اثر را به ماده آلی تبدیل می کند و بازآرایی مجدد مواد آلی را به ماده معدنی معکوس می کند. جابجایی و تبدیل مواد در بیوسفر با مشارکت مستقیم مواد زنده انجام می شود که همه انواع آنها در روش های مختلف تغذیه تخصص دارند.

7. مهاجرت بیوژنیک اتم ها - یک ویژگی اکوسیستمی زیست کره

مقدار متناهی ماده ای که در بیوسفر وجود دارد از طریق چرخه مواد خاصیت بی نهایت را به دست آورده است.

تصویر چرخه ماده در بیوسفر توسط چرخ یک آسیاب آبی ایجاد می شود. با این حال، برای چرخش چرخ، جریان ثابت آب مورد نیاز است. به طور مشابه، جریان انرژی خورشیدی که از فضا می آید، "چرخ زندگی" را در سیاره ما می چرخاند. چرخ با چه سرعتی می چرخد؟ در طول چرخه های بیوژئوشیمیایی، اتم های اکثر عناصر شیمیایی بارها از یک موجود زنده عبور کردند. به عنوان مثال، تمام اکسیژن موجود در جو از طریق ماده زنده در 2000 سال، دی اکسید کربن در 200-300 سال و تمام آب موجود در بیوسفر در 2 میلیون سال "دور می‌شود".

ماده زنده دریافت کننده کامل انرژی خورشیدی است.

انرژی جذب شده و مصرف شده در واکنش فتوسنتز و سپس ذخیره شده به عنوان انرژی شیمیایی کربوهیدرات ها بسیار زیاد است، گزارش شده است که با انرژی مصرف شده توسط 100 هزار شهر بزرگ در طول 100 سال قابل مقایسه است. هتروتروف ها از مواد آلی گیاهان به عنوان غذا استفاده می کنند: ماده آلی توسط اکسیژن اکسید می شود که توسط اندام های تنفسی به بدن می رسد و با تشکیل دی اکسید کربن واکنش در جهت مخالف رخ می دهد. بنابراین، آنچه زندگی را «ابدی» می کند، وجود همزمان اتوتروف ها و هتروتروف ها است.

حقایق و بحث ها در مورد "چرخ زندگی" در بیوسفر این حق را می دهد که در مورد قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها که توسط V.I. ورنادسکی: مهاجرت عناصر شیمیایی در سطح زمین و در کل بیوسفر یا با مشارکت مستقیم ماده زنده انجام می شود، یا در محیطی رخ می دهد که ویژگی های ژئوشیمیایی آن توسط ماده زنده تعیین می شود، هر دو چیزی که اکنون در آن ساکن است. زیست کره و آنچه که در طول تاریخ زمین شناسی بر روی زمین عمل کرده است.

ماده زنده پادشاهی های مختلف و انواع مختلف گردش مداوم مواد و تبدیل انرژی را تضمین می کند. این قانون مهاجرت بیوژنیک اتم های V.I را نشان می دهد. ورنادسکی: در زیست کره، مهاجرت عناصر شیمیایی با مشارکت مستقیم موجودات زنده اتفاق می افتد. مهاجرت بیوژنیک اتم ها تداوم حیات در بیوسفر با مقدار محدود ماده و جریان ثابت انرژی را تضمین می کند.

8. زیست کره چگونه توسعه یافت؟ پنج فاجعه زیست محیطی

از آنجایی که بنیانگذاران دیرینه شناسی مدرن کشف کردند که رسوبات فسیل شده به ما امکان می دهد مسیر توسعه حیات را بخوانیم، آموخته ایم که جهان ارگانیک روی زمین بیش از یک بار حوادث غم انگیزی را تجربه کرده است که منجر به نابودی تقریباً کامل حیات در این سیاره شده است. در طول 500 میلیون سال گذشته، زمین به طور غیرمنتظره چندین بار به شدت بیمار شده است و یک بار - این 250 میلیون سال پیش بود - تقریباً زندگی روی زمین متوقف شد.

کارشناسان پنج فاجعه بزرگی را که زیست کره تجربه کرده است شناسایی می کنند: دوره کربنیفر، دوره پرمین، تریاس، دوره ژوراسیک و دوره کرتاسه. هر یک از فجایع منجر به توسعه ماده زنده شد: سازگاری کامل تر با محیط. ظهور گونه های بیشتر؛ نفوذ آنها به شرایط زندگی جدید.

با هر فاجعه ای که در بیوسفر رخ می دهد، همراه با انبوه گونه های شکست خورده، ما برندگان را نیز می بینیم. در ابتدا تعداد بسیار کمی از آنها وجود داشت ، اما آنها می دانستند چگونه میوه های پیروزی خود را "درو" کنند و فضای خالی را با هم نوعان خود پر کنند. با این حال، حتی یک گونه جدید را نمی توان متهم کرد که به خاطر سعادت گونه یا خانواده خود درگیر این فاجعه است. فاجعه ها به دلایل کیهانی یا کاملاً زمینی به دلیل ویژگی های توسعه ماده زنده رخ می دهد، زمانی که برخی از بخش های آن تحت ظلم و ستم قرار گرفتند یا به طور کامل از روی کره زمین توسط برخی دیگر که قادر به انطباق با شرایط تغییر یافته طبیعی نبودند، محو شدند.

توسعه ماده زنده در بیوسفر - افزایش سطح سازماندهی و درجه سازگاری آن با محیط - از طریق فجایع رخ داده است - تغییرات شدید در محیط غیر زنده. تناقضات بین اجزای غیرزیستی و زنده زیستی موجود در بیوسفر در طول تغییرات محیطی که برای زمان زمین شناسی ناگهانی بود، هر بار به دلیل تنوع و تنوع ماده زنده زیست کره حل شد. ماده زنده به دلیل بقای گونه های سازگارتر، همیشه حیات را در بیوسفر حفظ کرده است.

9. پایداری زیست کره

غنای جهان زنده از زمان های بسیار قدیم انسان را مجذوب و مسرور کرده است. ملوانان و بازرگانان، مبلغان و ماجراجویان، مسافران و درمانگران و سپس دانشمندان نمونه هایی از گیاهان و حیوانات شگفت انگیز را از سراسر جهان به خانه آوردند. حجم دانش علوم طبیعی قبلاً در تمدن های باستانی نیل، بین النهرین، هند و چین قابل توجه بود.

تنوع گونه ای همه تنوع زیستی را از بین نمی برد. در هر گونه، جمعیت ها و افراد آن، از جمله انسان، از نظر ژنتیکی بسیار بیشتر از آنچه قبلا تصور می شد متفاوت است. دو فرد به طور تصادفی انتخاب شده در صدها، شاید هزاران تفاوت کروموزومی متفاوت خواهند بود. چنین تفاوت هایی بسیار مهم هستند، بسیاری از آنها با حساسیت به تغییرات در پارامترهای محیطی مرتبط هستند، سازگاری یا حتی امکان بقای ارگانیسم های فردی را تعیین می کنند و یادآوری می کنند که انتخاب طبیعی ادامه دارد.

چگونه تنوع زیستی پایداری زیست کره را تضمین می کند؟ پاسخ ساده است: از طریق بسیاری از روابط و تعاملات، هم بین خود و هم با ماده غیر مستقیم. زیست کره دارای مجموعه وسیعی از فرآیندهای تنظیم بازخورد و در نتیجه مجموعه ای از فرآیندهای چرخه ای است که به آن اجازه می دهد شرایط متغیر را جبران کند. بنابراین، زیست کره نسبتاً به راحتی با وظایف تنظیم خودکار شرایط زندگی مورد نیاز خود کنار می آید.

ثبات اکوسیستم جهانی با افزونگی اجزای عملکردی آن تضمین می شود. اگر چندین نوع اتوتروف در یک اکوسیستم وجود داشته باشد که هر کدام از آنها شرایط دمایی بهینه خود را برای فتوسنتز دارند، در آن صورت ممکن است نرخ کل فتوسنتز بدون تغییر در زمان نوسان دما باقی بماند.

سازگاری زیست کره با تغییرات در شرایط خارجی یک فرآیند منظم است که در آن یک گونه می تواند با گونه دیگر جایگزین شود و در عین حال جریانی از تغییر تعادل های دینامیکی است. تنوع بیولوژیکی بیوسفر یک چرخه بیوشیمیایی مداوم از جریان های ماده و انرژی را تضمین می کند، اتصالات همه ژئوسفرها را حفظ می کند: جو، لیتوسفر، هیدروسفر، ایجاد یکپارچگی محیط طبیعی.

10. بیوسفر و انسان: خطر زیست محیطی

جهان از قبل از خطری که آن را تهدید می کند می داند. و این بار موجود زنده مسئول فاجعه نزدیک شناخته شده است - یک پستاندار آفریقایی که در طول 5 میلیون سال بسیار زیاد شده است و اکنون تعادل را در بیوسفر به هم می زند. این مزاحم است انسان . قبل از ظهور آن دوره طولانی ای وجود داشت که در آن اجداد هوموساپینس - هومینیدها به وجود آمدند، تکامل یافتند و جای خود را به یکدیگر دادند. آنها در جریان عمومی زندگی رشد کردند و در آن زندگی کردند، شرکت کنندگان آن بودند و طیف وسیعی از نیازها و غرایز کاملاً ضروری برای زندگی و تکامل را داشتند. همه اینها باعث شد که جریان زندگی از یک طرف کل نگر باشد، به راحتی در پیوندهای فردی آسیب پذیر شود، و از سوی دیگر، به خوبی از خود محافظت و توسط سیستم محافظت شود.

هزاره ها گذشته است، تمدن های بزرگی که توسط انسان ایجاد شده اند پدید آمده اند و مرده اند. تمام شکوه تمدن مدرن - فراوانی و تنوع کالاها، حمل و نقل، پروازهای فضایی، فرصت برای عده زیادی از مردم برای پرداختن به علم، هنر، و در نهایت، یک پیری مطمئن - همه اینها پیامدهای عظیم است. مقدار انرژی مصنوعی که بشر اکنون شروع به تولید کرده است. ما مانند گیاهان و جانوران با انرژی خورشید زندگی نمی‌کنیم، بلکه از ذخایر کربن استفاده می‌کنیم - نفت، زغال سنگ، گاز، شیل که توسط زیست‌کره‌های گذشته در طی صدها میلیون سال انباشته شده‌اند.

اما برای تعادل حرارتی سیاره چه اتفاقی می افتد؟ انرژی مصنوعی تلف می شود و برای گرم کردن زمین، سطح جامد آن، اقیانوس و جو استفاده می شود. زمانی فرا می رسد که انرژی مصنوعی بر ساختار تعادل حرارتی سیاره تأثیر می گذارد.

بنابراین، این ایده گسترده که افزایش مقدار انرژی تولید شده توسط مردم همیشه خوب است نیز نیاز به تجدید نظر دارد: افزایش متوسط ​​دمای سیاره به میزان 4-5 درجه، بشریت را با یک فاجعه زیست محیطی تهدید می کند. و در اینجا خطی وجود دارد که نمی توان از آن عبور کرد.

به هیچ وجه نمی توان از قبل، حتی در کلی ترین شرایط، نتایج چنین گرمایشی را پیش بینی کرد. با افزایش میانگین دما، اختلاف دمای بین استوا و قطب کاهش می یابد. و این موتور اصلی است که به لطف آن جو حرکت می کند و گرما را از مناطق استوایی به مناطق قطبی منتقل می کند. اگر اختلاف دما افزایش یابد، شدت گردش اتمسفر افزایش می یابد. اگر کاهش یابد، گردش اتمسفر کندتر می شود، انتقال رطوبت کاهش می یابد. این بدان معنی است که مناطق خشک حتی خشک تر می شوند و بهره وری موجودات زنده کاهش می یابد.

در قرن گذشته، جغرافیدان مشهور، اقلیم شناس، ژئوفیزیکدان پروفسور A.I Voikov، موسس اولین رصدخانه ژئوفیزیک در روسیه، قانون شناخته شده ای را تدوین کرد: گرم در شمال، خشک در جنوب. این قانون که اکنون قانون وویکوف نامیده می شود، مشاهدات چندین ساله را خلاصه می کند. هر زمان که در طول یک تغییر چرخه ای در دمای متوسط ​​در شمال، شروع به گرم شدن می کند، تعداد سال های خشک در منطقه ولگا، قزاقستان و سایر مناطق جنوب شرقی اوراسیا افزایش می یابد. پوشش گیاهی بیابان ها و نیمه بیابانی ها به ویژه به تغییرات بارندگی واکنش نشان می دهد.

انسان به دنبال راه هایی برای محدود کردن تأثیرات مضر خود بر طبیعت است، زیرا به وابستگی خود به وضعیت زیست کره پی برده است. مردم متوجه شدند که فعالیت های آنها باید به طور اساسی تغییر کند و با قوانین طبیعی زیست کره مطابقت داشته باشد، که در محدوده آن فقط تمام فعالیت های زندگی می تواند انجام شود.

ما فقط یک پدیده را ردیابی کرده ایم که تأیید می کند که یک فرد اکنون می تواند به راحتی از آن "خط کشنده" عبور کند، آن خطی که فراتر از آن فرآیندهای برگشت ناپذیر تغییر شرایط وجودی او آغاز می شود. زیست کره شروع به گذار به حالت جدید خواهد کرد و ممکن است جایی برای انسان در حالت جدید آن وجود نداشته باشد. به همین دلیل است که بشریت باید بتواند نتایج اقدامات خود را پیش بینی کند و بداند که «خط ممنوعه» که امکان توسعه بیشتر تمدن را از انقراض کم و بیش سریع آن جدا می کند، کجاست.

هر گونه بیولوژیکی (و انسان نیز از این قاعده مستثنی نیست) می تواند در محدوده نسبتاً باریک محیطی که از نظر ژنتیکی با آن سازگار است زندگی کند. اگر محیط زندگی سریعتر از انطباق یا سازماندهی مجدد گونه به شکلی جدید تغییر کند، ارگانیسم ناگزیر از بین می رود.

پوشش ماده زنده روی این سیاره به شدت در حال تغییر است. مانند چرم شاگرین بالزاک جمع می شود. و خود پوست در حال نازک شدن است، حتی به معنای صرفاً مکانیکی - جنگل ها ناپدید می شوند، خاک های سیاه در حال تخریب هستند، و غیره. پایه و اساس محیط زندگی و توسعه اقتصادی آن از زیر پای بشریت ناپدید می شود.

در حال حاضر، روند کاهش مواد زنده و ناپدید شدن گونه های زنده ده و در برخی موارد حتی صد برابر شدیدتر از انقراض دایناسورها در 65 میلیون سال پیش است. گونه ها فقط ناپدید نمی شوند، کل ساختار ماده زنده تغییر می کند. جانوران و گیاهان بزرگ با حیوانات کوچکتر جایگزین می شوند: ونگل ها - جوندگان، جوندگان - حشرات گیاهخوار.

تلفات در ترکیب ماده زنده می تواند منجر به تخریب اضطراری سیستم بیوژئوشیمیایی سیاره شود، تحریف جهانی چرخه های بیوژئوشیمیایی، طبیعت را تهدید می کند، نه آن چیزی که اقتصاد مدرن با آن سازگار شده است. یک تعمیر اساسی مورد نیاز خواهد بود. در نتیجه تأثیرات انسانی فعلی، فرزندان با فقر منابع طبیعی و کاهش منابع طبیعی تهدید می شوند.

بشریت باید تنوع زیستی زیست کره را حفظ کند، زیرا کاهش آن منجر به اختلال در فرآیندهای زیست کره و فاجعه‌بار می‌شود.

تغییرات فیزیکی در شرایط زندگی در کره زمین.

12. نتیجه گیری

بشریت متوجه شده است که زمین ما چقدر کوچک است و دریافته است که باید با احتیاط شدید در فرآیندهایی که در طبیعت رخ می دهد مداخله کرد.

سیاره ما منحصر به فرد است زیرا حیات در آن وجود دارد. زندگی نه تنها در عناصر آب و هوا، بلکه در سطح زمین نیز نفوذ می کند. زندگی بر روی زمین توسط ماده زنده نشان داده می شود که توسط میلیون ها گونه و میلیاردها فرد تشکیل شده است. ماده زنده، کل تنوع زیستی زمین، توسط میدان ژئومغناطیسی و سپر ازن در برابر پرتوهای کیهانی محافظت می شود. همه اشکال و مظاهر زندگی به خودی خود وجود ندارند، آنها با روابط پیچیده به یک مجموعه زندگی متصل می شوند. اکوسیستم جهانی (زیست کره) . این روابط و ارتباطات در طبیعت زنده شگفت انگیز است! هر گروه از گونه های مرتبط که یک پادشاهی را تشکیل می دهند، نقش خاصی را در چرخه مواد ایفا می کنند: ایجاد، تبدیل، تخریب مواد آلی.

منبع اصلی انرژی در بیوسفر خورشید است. چرخه بیوژنیک مواد اجازه نمی دهد زندگی در سیاره زمین قطع شود. موجودات زنده بیوسفر ترکیب شیمیایی هوا، آب، خاک را تغییر دادند، ترکیب مدرن خود را تعیین کردند، بر تشکیل مواد معدنی و سنگ‌ها و برجستگی زمین تأثیر گذاشتند. بیوسفر محیط زندگی و نتیجه فعالیت زندگی است.

یکی از وظایف اصلی قرن بیست و یکم که بوم شناسی باید سهم بسزایی در آن داشته باشد، دستیابی به هماهنگی بین انسان و طبیعت است.

ادبیات

1. Brodsky A.K. یک دوره کوتاه در بوم شناسی عمومی: کتاب درسی - سن پترزبورگ، 2001.

2. Vladimirov V.A., Izmalkov V.I. بلایا و بوم شناسی - M., 2000.

3. Danilov-Danilyan V.I., Losev K.S. چالش های زیست محیطی و توسعه پایدار - م.، 2000.

4. ممدوف ن.م. مبانی بوم شناسی عمومی: کتاب درسی.-م.، 1377.

پانوسکیخ /.- م.، 2001.

6. محیط: فرهنگ لغت دایره المعارفی-کتاب مرجع:-ت.1.-م.، 1378.

7. هوانگ T.A.، هوانگ P.A. ایمنی زندگی.-

1. مفهوم بیوسفر.

2. ماده زنده زیست کره.

3. کار ژئوشیمیایی مواد زنده.

مفهوم بیوسفر.

ایده بیوسفر به عنوان یک پوسته سیاره ای عمومی که ضخامت تروپوسفر، هیدروسفر، سنگ های رسوبی (و احتمالاً گرانیتی) لیتوسفر را در سراسر تاریخ زمین شناسی زمین می پوشاند. به عنوان یک سیستم یکپارچه جهانی از زمین، که در آن کل مسیر اصلی تحولات ژئوشیمیایی و انرژی توسط زندگی تعیین می شود، در آثار V.I. ورنادسکی اولین کسی بود که به فعالیت دگرگون کننده فعال موجودات باستانی و مدرن در تغییر ظاهر سیاره ما اشاره کرد. مقیاس عظیم این فرآیند به او اجازه داد تا دکترین نقش کیهانی حیات در تاریخ زمین شناسی زمین را توسعه دهد، که بدون شک این حق را به او می دهد که او را بنیانگذار دکترین بیوسفر بداند.

ورنادسکی بیوسفر را آن ناحیه از سیاره ما نامید که در آن حیات وجود داشته یا وجود داشته است و دائماً در معرض یا در معرض تأثیر موجودات زنده قرار گرفته است.

مشارکت هر موجود زنده در تاریخ زمین شناسی زمین ناچیز است. با این حال، تعداد نامحدودی از موجودات زنده روی زمین وجود دارد، آنها پتانسیل تولید مثل بالایی دارند، به طور فعال با محیط خود تعامل دارند و در نهایت، در مجموع یک عامل ویژه و در مقیاس جهانی را نشان می دهند که پوسته های بالایی زمین را تغییر می دهد. اهمیت موجودات به دلیل تنوع زیاد، پراکندگی در همه جا، مدت زمان وجود در تاریخ زمین، طبیعت انتخابی فعالیت بیوشیمیایی و فعالیت شیمیایی فوق العاده بالا در مقایسه با سایر اجزای طبیعت است. بنابراین، بیوسفر، ناحیه ای از زمین است که تحت تأثیر ماده زنده قرار گرفته است. از دیدگاه مدرن، بیوسفر به عنوان بزرگترین اکوسیستم روی سیاره در نظر گرفته می شود که از گردش جهانی مواد حمایت می کند.

زندگی مدرن در قسمت بالایی پوسته زمین (لیتوسفر)، در لایه های پایینی پوشش هوای زمین (اتمسفر) و در پوشش آب زمین (هیدروسفر) گسترده است. برای نشان دادن کلیت تمام حیات روی زمین، همراه با محیط و منابع نزدیک آن، اصطلاح "زیست کره مدرن" یا "اکوسفر" را معرفی می کنیم.

اکوسفر کره زمین را با پوسته ای پیوسته پوشانده است و وسعت عمودی آن از کسری از متر - در مناطقی با زندگی بسیار ضعیف (بیابان های قطب شمال و قطب جنوب) - تا هزاران متر متغیر است. مرز پایین اکوسفر در درجه اول توسط دمای سنگ ها و آب های زیرزمینی محدود می شود که به تدریج با عمق افزایش می یابد و در سطح 1.5 - 15 کیلومتر در حال حاضر از 100 درجه سانتیگراد فراتر می رود. بنابراین، موجودات زنده در فاصله کوتاهی به عمق زمین نفوذ می کنند. بیشترین عمقی که باکتری ها در سنگ های پوسته زمین کشف شده اند 4 کیلومتر است. در میادین نفتی در عمق 2 تا 2.5 کیلومتری، باکتری ها به مقدار قابل توجهی ثبت می شوند. در اقیانوس ها، حیات تا اعماق بیشتر گسترده است و حتی در پایین فرورفتگی های اقیانوسی در فاصله 10 تا 11 کیلومتری از سطح، وجود دارد، زیرا دمای آنجا حدود 0 درجه سانتیگراد است. با این حال، به گفته ورنادسکی، مرز پایین بیوسفر باید حتی عمیق تر ترسیم شود. لایه های غول پیکر سنگ های رسوبی که به تدریج در اقیانوس جمع می شوند و منشا آنها با فعالیت موجودات زنده مرتبط است نیز بخشی از بیوسفر است. مطابق با فرآیندهای دینامیکی در پوسته زمین، سنگ‌های رسوبی به تدریج به اعماق آن کشیده می‌شوند و تحت تأثیر دما و فشار بالا دگرگون می‌شوند. سنگ های دگرگونی پوسته زمین که از سنگ های رسوبی به دست می آیند، در نهایت نیز مشتقات حیات هستند.

حد بالایی حیات در جو با افزایش تابش فرابنفش با ارتفاع تعیین می شود. در ارتفاع 25 تا 27 کیلومتری، بیشتر تابش فرابنفش خورشید توسط لایه نازکی از ازن که در اینجا قرار دارد جذب می شود - صفحه ازن. تمام موجودات زنده ای که از لایه محافظ اوزون بالا می روند می میرند. جو بالای سطح زمین از موجودات زنده متنوع اشباع شده است. اسپور باکتری ها و قارچ ها تا ارتفاع 20 تا 22 کیلومتری یافت می شود، اما بخش عمده ای از آئروپلانکتون ها در یک لایه تا 1-1.5 کیلومتر متمرکز شده است. اگرچه فرآیندهای حیاتی موجودات مدرن فقط در اکوسفر متمرکز شده است، تأثیر ماده زنده (مدرن یا موجود در گذشته) بسیار فراتر از مرزهای آن احساس می شود. به همین دلیل است که زیست کره ورنادسکی (به عنوان منطقه وجود همه اکوسفرهای سابق) بسیار فراتر از مرزهای اکوسفر مدرن گسترش می یابد و یک لایه عمودی به ضخامت 40 تا 50 کیلومتر را می پوشاند.

جرم تقریبی بیوسفر 0.05٪ از جرم زمین و حجم آن 0.4٪ از حجم سیاره است.

ساختار بیوسفر یک سیستم چند جزئی پیچیده است - ترکیبی از سازمان های گازی، مایع، جامد و بیولوژیکی. با سازماندهی دقیق، تعادل بیولوژیکی اعداد و سازگاری متقابل ارگانیسم های تشکیل دهنده آن مشخص می شود. ورنادسکی تاکید کرد که زیست کره باید به عنوان یک پوسته زمین شناسی جدایی ناپذیر از زمین در نظر گرفته شود، یک سیستم بسیار پیچیده خود تنظیمی متشکل از ماده زنده و ماده بی جان. ورنادسکی کل مجموعه موجودات روی این سیاره را ماده زنده نامید. ماده بی اثر، به گفته ورنادسکی، مجموعه ای از مواد موجود در بیوسفر است که موجودات زنده در تشکیل آنها شرکت نمی کنند - یعنی. سنگ های آذرین، غیر آلی، مواد با منشاء کیهانی اصلاح شده توسط موجودات زنده، غبار کیهانی، شهاب سنگ ها. ماده بیوژنیک توسط زندگی، توسط مجموعه‌ای از موجودات زنده ایجاد و پردازش می‌شود. این منبع انرژی بالقوه بسیار قدرتمند (زغال سنگ، هوموس خاک، روغن، قیر، ذغال سنگ نارس و غیره) است. پس از تشکیل یک ماده بیوژنیک، موجودات زنده موجود در آن غیر فعال هستند. یک دسته خاص، ماده بیوانرت است. ورنادسکی تشخیص داد که "در زیست کره به طور همزمان توسط موجودات زنده و فرآیندهای بی اثر ایجاد می شود، که نشان دهنده سیستم های تعادل دینامیکی هر دو است." موجودات موجود در ماده بیوانرت نقش اصلی را ایفا می کنند. ماده بیوانرت سیاره خاک، پوسته هوازدگی، تمام آبهای طبیعی است که خواص آنها به فعالیت ماده زنده روی زمین بستگی دارد.