Wir alle sind Teil einer lebendigen Hülle - der Biosphäre. Dies ist ein einzigartiges Ökosystem nicht nur unseres Planeten, sondern der Galaxie als Ganzes. Natürlich haben neuere Studien bestätigt, dass auf dem Mars und auf verschiedenen Asteroiden organische Stoffe gefunden wurden, aber eine solche Vielf alt an Lebensformen ist einzigartig auf der Erde. Wenn Sie bereit sind, Ihren Horizont ein wenig zu erweitern und über den Schullehrplan hinauszugehen, ist es an der Zeit, ausführlicher über die Eigenschaften der Biosphäre, ihre Struktur und ihre Hauptfunktionen zu sprechen.
Das Konzept der Biosphäre und ihr Wesen
Die Biosphäre ist eine bedingte Hülle der Erde, die von lebenden Organismen bewohnt wird. Warum bedingt? Tatsache ist, dass andere Hüllen des Planeten (terrestrisch, Wasser und Luft) den Planeten mit einer durchgehenden Schicht umrahmen. Zuerst kommt die Erd- und Ozeankruste (Lithosphäre), dann die Hydrosphäre (sie vereint alle Gewässer), danach die Atmosphäre(Lufthülle, die sanft in den Weltraum übergeht). Es ist schwierig, sich die Biosphäre als eine bestimmte Schicht vorzustellen, da lebende Organismen gleichmäßig über die gesamte Erdoberfläche verteilt sind und in allen drei Elementen leben können.
Die wesentlichen Merkmale der Biosphäre reichen bis in die Antike zurück, dennoch ist sie die "jüngste" Hülle unseres Planeten. Das Leben auf der Erde entstand vor relativ kurzer Zeit, vor nur 3,8 Milliarden Jahren, was im Vergleich zum Alter des Planeten nur eine Kleinigkeit ist. Es gibt zwei Konzepte der Biosphäre:
- Die erste definiert die Hülle als die Gesamtheit aller organischen Materie auf dem Planeten. Es war die Grundlage für den Begriff, der bis heute verwendet wird.
- Das zweite Konzept wurde von V. I. Vernadsky vorgeschlagen, er glaubte, dass die Biosphäre eine untrennbare Einheit und Wechselwirkung von belebter und unbelebter Natur im weitesten Sinne dieser Definitionen ist.
Die Hauptmerkmale der Biosphäre werden jedoch gerade durch ihre organische Komponente bestimmt. Immerhin ist dies der grundlegende Unterschied zu anderen Hüllen der Erde.
Die Biosphärenlehre und die Herkunft des Begriffs
Das Konzept einer lebenden Muschel wurde im 19. Jahrhundert vorgeschlagen. Jean-Baptiste Lamarck gab eine kurze Beschreibung der Biosphäre, während der offizielle Name noch nicht einmal existierte. 1875 prägte der österreichische Paläontologe und Geologe Eduard Suess erstmals den Begriff „Biosphäre“, der noch heute verwendet wird.
Der sowjetische Philosoph und Biogeochemiker V. I. Vernadsky leistete einen großen Beitrag zur Erforschung allen Lebens auf der Erde, er wurde berühmt durch die Schaffung einer ganzheitlichen Doktrin der Biosphäre. BEIMIn seinen Schriften wirken lebende Organismen als mächtige Kraft, die kontinuierlich an der Transformation des Planeten Erde teilnimmt.
Grenzen lebender Organismen
Die allgemeine Beschreibung der Biosphäre beginnt mit einer Beschreibung der Grenzen, innerhalb derer Lebewesen leben können. Einige von ihnen sind ziemlich hartnäckig und können selbst den kritischsten Bedingungen standh alten.
Grenzen der Biosphäre:
- Oberer Rand. Sie wird durch die Atmosphäre und speziell die Ozonschicht der Erde bestimmt, sie beträgt etwa 15-20 Kilometer. Je näher am Äquator, desto stärker der Schutzschirm des Planeten. Oberhalb der Ozonschicht ist Leben einfach unmöglich, weil ultraviolette Strahlung mit der lebenswichtigen Aktivität von Organismuszellen nicht vereinbar ist. Außerdem nimmt die Sauerstoffmenge mit zunehmender Höhe deutlich ab, was auch für Lebewesen schädlich ist.
- Untere Grenze. Durch die Lithosphäre bestimmt, überschreitet die maximal mögliche Tiefe 3,5 - 7,5 Kilometer nicht. Es hängt alles von der kritischen Temperaturerhöhung ab, bei der es zur Denaturierung von Proteinstrukturen kommt. Die meisten lebenden Organismen sind jedoch in einer Tiefe von nur wenigen Metern konzentriert, dies ist das Wurzelsystem von Pflanzen, Pilzen, Mikroorganismen, Insekten und Tieren, die in Löchern leben.
- Grenzen in der Hydrosphäre. Lebende Organismen können in absolut jedem Teil des Ozeans existieren: von der Wasseroberfläche (Plankton, Algen) bis zum Boden von Tiefseegräben. Wissenschaftler haben zum Beispiel bewiesen, dass sogar im Marianengraben in 11 Kilometern Tiefe Leben existiert.
Live-Shell-Struktur
Die Hauptmerkmale der Biosphäre umfassenseine Struktur. Vernadsky hat mehrere Arten von Substanzen herausgegriffen, aus denen die lebende Hülle besteht. Außerdem könnten sie sowohl organischen als auch anorganischen Ursprungs sein:
- Lebende Substanz. Dazu gehört alles, was eine Zellstruktur hat. Die Masse der lebenden Materie in der Struktur der Biosphäre ist jedoch gering und beträgt buchstäblich ein Millionstel der gesamten Hülle. Die lebende Materie der Biosphäre zeichnet sich dadurch aus, dass sie der wichtigste Teil unseres Planeten ist. Schließlich sind es lebende Organismen, die das Erscheinungsbild der Erde ständig beeinflussen und die Struktur ihrer Oberfläche verändern.
- biogene Substanz. Das sind Strukturen, die von lebenden Organismen geschaffen und verarbeitet werden. Überraschenderweise haben Lebewesen seit Millionen von Jahren fast den gesamten Weltozean, eine riesige Menge atmosphärischer Gase und eine große Masse an Mineralien durch die Systeme ihrer Organe geführt. Bei diesen Prozessen entstehen Mineralien organischen Ursprungs wie Öl, Karbonatgestein und Kohle.
- Inerte Substanz. Dies sind Produkte der unbelebten Natur, die ohne direkte Beteiligung lebender Organismen entstanden sind. Dazu gehören Gesteine, Mineralien und der anorganische Teil des Bodens.
- Bioinerter Stoff. Wir erinnern uns, dass lebende Organismen den Planeten ständig beeinflussen. Als Ergebnis werden Substanzen gebildet, die Produkte des Zerfalls und der Zerstörung inerter Strukturen sind. Zu dieser Gruppe gehören Erdreich, Verwitterungskruste und Sedimentgesteine organischen Ursprungs.
- Außerdem kann die Struktur der Biosphäre Substanzen enth alten, die darin enth alten sindZustand des radioaktiven Zerfalls.
- Atome sind eine eigene Gruppe, die im Prozess der Ionisation unter dem Einfluss der kosmischen Strahlung kontinuierlich erzeugt werden.
- In letzter Zeit wurden Substanzen außerirdischen (kosmischen) Ursprungs in die Struktur der Biosphäre aufgenommen.
Lebende Materie in anderen Hüllen der Erde
Wenn wir uns im Detail mit den Eigenschaften und der Zusammensetzung der Biosphäre befassen, kann man nur die Merkmale der lebenswichtigen Aktivität lebender Organismen in anderen Hüllen des Planeten berücksichtigen:
Aerosphäre. Lebende Organismen können nicht in den atmosphärischen Schichten schweben, mikroskopisch kleine Wassertropfen dienen als Substrat für das Leben von Aerobionten, und Sonnenaktivität und Aerosole dienen als Quelle unerschöpflicher Energie. In der Atmosphäre lebende Organismen werden in drei Gruppen eingeteilt. Trobobionten - sind im Weltraum von den Baumwipfeln bis zu Kumuluswolken aktiv. Altobionten sind Organismen, die in Luft überleben können. Parabionten - fallen versehentlich in die höchsten Schichten der Atmosphäre. In dieser Höhe verlieren sie ihre Fortpflanzungsfähigkeit und ihr Lebenszyklus wird erheblich verkürzt
Geobiosphäre. Die Erdkruste dient Geobionten als Substrat und Lebensraum. Diese Hülle umfasst auch mehrere Ebenen, auf denen bestimmte Lebensformen leben. Terrabionten sind Organismen, die direkt auf der Landoberfläche leben. Die Terrabiosphäre wiederum ist in mehrere weitere Schalen unterteilt: die Phytosphäre (die Zone von den Baumkronen bisErdoberfläche) und der Idosphäre (Bodenschicht und Verwitterungskruste). Äolische Zone - hochgelegene Gebiete, in denen das Leben selbst für höhere Pflanzen unmöglich ist. Eolobionten sind typische Vertreter dieser Zone. Lithobiosphäre - tiefe Schichten der Erdkruste. Diese Zone wird in die Hypoterrabiosphäre (ein Ort, an dem aerobe (sauerstoffbedürftige) Lebensformen leben können) und die Tellurobiosphäre (hier können nur anaerobe (sauerstofffreie) Organismen überleben) unterteilt. Außerdem kommen in der Lithobiosphäre Lithobionten vor, die im Grundwasser und in Gesteinsporen leben
Hydrobiosphäre. Dieser Bereich umfasst alle Gewässer (außer Grundwasser und Luftfeuchtigkeit) unseres Planeten, einschließlich Gletscher. Die Bewohner der Meere und Ozeane werden als Hydrobionten bezeichnet, die wiederum unterteilt werden in: Aquabionten - Bewohner kontinentaler Gewässer. Marinobionten sind lebende Organismen der Meere und Ozeane. In der Wassersäule werden drei Lebensebenen unterschieden, je nachdem wie viel Sonnenlicht ins Innere dringt: Die Photosphäre ist die am stärksten beleuchtete Zone. Die Disphotosphäre ist immer die Dämmerungsregion des Ozeans (nicht mehr als 1 % der Sonneneinstrahlung). Eine Photosphäre - eine Zone absoluter Dunkelheit
Von der Tundra bis zu den Tropenwäldern. Klassifizierung von Planetenbiomen
Eigenschaften der Biosphäre sind untrennbar mit dem Konzept des Bioms verbunden. Dieser Begriff bezieht sich auf große biologische Systeme, die eine bestimmte vorherrschende Vegetationsart oder spezifische Landschaftsmerkmale aufweisen. Insgesamt sind es neun. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung der wichtigstenBiome Biosphäre:
- Tundra. Eine riesige baumlose Weite, die die nördlichen Teile Eurasiens und Nordamerikas einnimmt. Die Vegetation dieser Zone ist nicht reich, hauptsächlich Flechten, saisonale Gräser und Moose. Die Fauna ist vielfältiger, besonders in den warmen Monaten des Jahres, wenn die Zugsaison vieler Vogel- und Tierarten beginnt.
- Taiga. Die Hauptvegetation in diesem Gebiet sind Nadelwälder. Das Biom nimmt etwa 11 % der gesamten Landfläche ein. Trotz der rauen Wetterbedingungen weist die Taiga eine äußerst vielfältige Flora und Fauna auf.
- Dezidierte Wälder. in der gemäßigten Zone angesiedelt. Die Saisonalität des Klimas und eine ausreichende Menge an Feuchtigkeit ermöglichten die Entwicklung einer bestimmten Art von Vegetation in diesem Biom. Dies sind hauptsächlich breitblättrige Baumarten. Darüber hinaus beherbergen diese Wälder viele Säugetiere, Vögel und Pilze, ganz zu schweigen von Insekten und Mikroorganismen.
- Steppen. Dieses Biom wird durch die asiatischen Steppen und die klassischen Prärien Nordamerikas repräsentiert. Meistens handelt es sich dabei um baumlose Freiflächen, da sich ein erhebliches Feuchtigkeitsdefizit auswirkt. Aber die Tierwelt ist immer noch vielfältig.
- Mittelmeerzone. Das Gebiet um das gleichnamige Meer ist geprägt von heißen und eher trockenen Sommern und sehr angenehm kühlen Wintern. Die typische Vegetation wird durch Laubwälder, Dornenbüsche und Gräser repräsentiert.
- Wüsten. Leider sind mehr als 30% des Landes von Gebieten besetzt, die für die Besiedlung lebender Organismen überhaupt nicht günstig sind. Entlang finden sich Wüstenzonenin ganz Afrika und Australien, in Südamerika sowie im Süden, Südwesten und in der Mitte Eurasiens. Die Flora und Fauna dieser Regionen ist eher spärlich.
- Savannen. Dieses Biom ist eine offene Fläche, die vollständig mit Gras und einzelnen Bäumen bedeckt ist. Trotz der Tatsache, dass es sich um eher karge Böden handelt, ist die Fauna dieser Zone in ihrer Vielf alt bemerkenswert. Savannen sind charakteristisch für Afrika, Südamerika und Australien.
- Stachelige (tropische) Wälder. Diese Zone zeichnet sich durch bizarre Formen von Dornbüschen und jahrhunderte alten Bäumen aus - Baobabs. Aufgrund der ungleichmäßigen Niederschlagsverteilung ist die Vegetation dieses Bioms recht spärlich. Tropenwälder sind in Südwestasien und Afrika zu finden.
Tropische Wälder. Dies ist das feuchteste Gebiet unseres Planeten. Die Vegetation dieses Bioms ist beeindruckend in ihrer Größe und Vielf alt. Laubregenwälder befinden sich in den Einzugsgebieten großer, voll fließender Flüsse wie Amazonas, Orinoco, Niger, Sambesi, Kongo. Sie bedecken auch die Halbinseln und Archipele Südostasiens
Grundfunktionen einer lebenden Muschel in der Natur
Es ist an der Zeit, die Hauptfunktionen der Biosphäre und ihre Eigenschaften zu betrachten:
- Energie. Diese Funktion wird von Pflanzen ausgeführt, die am Prozess der Photosynthese beteiligt sind. Indem sie Sonnenenergie speichern, verteilen sie diese entweder auf andere Bestandteile der lebenden Hülle oder akkumulieren sie in toten organischen Partikeln. So sehen brennbare Mineralien (Kohle, Torf, Öl) aus.
- Gas. Am laufenden Gasaustausch sind lebende Organismen beteiligt.
- Konzentration. Einige Lebensformen haben die Fähigkeit, biogene Elemente aus der äußeren Umgebung selektiv anzureichern. Anschließend können sie als Quelle dieser Stoffe dienen.
- Destruktiv. Lebende Organismen beeinflussen ständig die Umwelt, indem sie ihre Oberfläche zersetzen und verarbeiten. So entsteht inerte und bioinerte Materie.
- Umweltbildend. Die Biosphäre hält ein Gleichgewicht von günstigen und ungünstigen Umweltbedingungen aufrecht, die für das volle Leben von Organismen notwendig sind.
Eigenschaften der Biosphäre
Da die lebende Hülle ein sehr komplexes System ist, können die Eigenschaften der Biosphäre nicht ohne die grundlegenden Eigenschaften auskommen, die ihre Spezifität bestimmen:
- Zentralisierung. Alle Prozesse in der lebenden Hülle konzentrieren sich um lebende Organismen, sie nehmen einen zentralen Platz in der Lehre von der Biosphäre ein.
- Offenheit. Die Biosphäre kann nur durch Energie von außen existieren, in diesem Fall ist es Sonnenaktivität.
- Selbstanpassung. Die Biosphäre ist ein "ganzheitlicher Organismus", der wie ein Lebewesen die Fähigkeit zur Homöostase besitzt.
- Vielf alt. Auf der Erde leben unzählige Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen und Pilze.
- Stoffkreisläufe sicherstellen. Es ist lebenden Organismen zu verdanken, dass die Photosynthese und der Stoffkreislauf durchgeführt werden. In den Eigenschaften der Biosphäre nehmen diese beiden Prozesse einen der Hauptplätze ein.
Evolution und GeschichteEntwicklung der lebendigen Hülle der Erde
Wenn wir die Biosphäre aus Sicht der Evolution charakterisieren, können wir sagen, dass sie die einzige Hülle ist, die sich ständig weiterentwickelt und verbessert. Es dreht sich alles um lebende Materie, sie entwickelt sich ständig weiter. Der anorganische Teil der lebenden Hülle ist nicht entwicklungsfähig. Wenn wir in Zukunft über die Eigenschaften der Biosphäre sprechen, ist alles etwas komplizierter. Die Hülle wird immer instabiler und die weitere Entwicklung lässt sich nur schwer vorhersagen.
Künstliche Biosphäre
Eine Person kann nicht außerhalb einer lebenden Hülle existieren, es ist sehr schwierig, alles zu reproduzieren, was sie uns geben kann. Die Eigenschaften der Biosphäre sind so einzigartig, dass die Menschheit ihre Bedingungen in einer künstlichen Umgebung noch immer nicht vollständig nachbilden kann. Die Wissenschaft steht jedoch nicht still und vielleicht werden Wissenschaftler in Zukunft einige Erfolge in dieser Richtung erzielen.
