Распространение живого вещества в биосфере и его влияние на свойства основных компонентов географической оболочки



Скачать 444.9 Kb.
страница1/3
Дата06.08.2019
Размер444.9 Kb.
ТипРеферат
  1   2   3

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «КубГУ»)

Кафедра биологии и экологии растений

Реферат
по дисциплине: «Учение о биосфере»

на тему: «Распространение живого вещества в биосфере и его влияние


на свойства основных компонентов географической оболочки»

Работу выполнила:

студентка 1 курса магистратуры

направление 06.04.01 «Биология»

Першина Ю.А.

Преподаватель: Букарева О.В.

Краснодар 2019

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение……………………………………………………………………....….3

1 Границы биосферы……………………………………………………….........4

2 Основные среды жизни…………………………...…………………………...7

2.1 Водная среда жизни………………...……………………………………8

2.2 Наземно-воздушная среда жизни………........………………………….8

2.2.1 Воздух как экологический фактор для наземных организмов….9

2.2.2 Почва как среда обитания……………………………………...….9

2.3 Живые организмы как среда обитания…………………..……………10

3 Функции живого вещества……………………………………………………11

Заключение…………………………………………...………………………….15

Список использованных источников……………….………………………….16


Введение

Представление о биосфере как об особой оболочке земной коры, охваченной жизнью, было впервые введено в естественные науки в 1875 г. известным геологом, профессором Венского университета Э. Зюссом.

Биосфера – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека.

Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие обусловливается многими факторами. Это и разные условия среды жизни, разнообразие географических зон, геохимических провинций и т.д., где существует около 2 млн. видов (1,5 млн. животных, 0,5 млн. растений). Многообразие видов возникло как результат присущей организмам изменчивости, микро- и макроэволюционных процессов. Это многообразие форм способствует дальнейшему усложнению компонентов биосферы и повышению целостности ее как системы. [5]

По В.И. Вернадскому, живое вещество является носителем свободной энергии биосферы и связано с неживым веществом биогенной миграцией атомов. Биомасса сухого вещества живых организмов Земли чрезвычайно велика и составляет, примерно, 2,4232*1012т. Ежегодный прирост живого вещества на Земле составляет около 8,8*1011т. Через эти живые организмы прошло большое количество элементов верхней части литосферы, атмосферы и гидросферы. [2]

1 Границы биосферы

Биосфера возникла около 4,5 млрд лет назад и прошла несколько этапов эволюционного развития: от первоначального круговорота органического вещества к биологическому круговороту — непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами и окружающей средой в течение всей жизни организмов и после их смерти. [2]



Биосферу как место современного обитания организмов вместе с самими организмами можно разделить на три подсферы: геобиосфера – как верхняя часть литосферы, населенная геобионтами; гидробиосфера – гидросфера без подземных вод, населенная гидробионтами; аэробиосфера – нижняя часть отмосферы, населенная аэробионтами.


Верхние границы жизни в атмосфере (аэробиосфере) находятся в нижней ее части (тропосфере) на высоте 20-25 км и определяются озоновым экраном – тонким слоем озона, задерживающего ультрафиолетовые лучи солнца. (Рис. 1)

Рис. 1 Строение биосферы (по В.И. Вернадскому) [2]


Выше аэробиосферы расположена парабиосфера – слой, куда жизнь проникает лишь случайно и не часто, где организмы не размножаются. Еще выше расположена апобиосфера или «надбиосфера», где сравнительно обильны биогенные вещества (ее верхняя граница трудно уловима). [4]

Нижняя граница биосферы простирается в литосферу и гидросферу. Проникновение жизни в глубь литосферы ограничено высокими температурами земных недр и наличием жидкой влаги. В глубинах литосферы есть два теоритических предела распространения жизни – изотерма 100оС, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении вода кипит, а белки свертываются, и изотерма 460 оС, где при любом давлении вода превращается в пар и жизнь принципиально невозможна (глубина 25 км).

Перегретая жидкая вода обнаружена в литосфере до глубин 10,5 км. Нижняя граница жизни по литосфере фактически не опускается глубже 3-4, максимум 6-7 км на суше и не более 1-2 км ниже дна океана.

Ниже геобиосферы расположена гипобиосфера («подбиосфера» аналог парабиосферы в атмосфере) – слой куда жизнь проникает лишь случайно и в неактивных формах. Еще ниже залегает метабиосфера – слой биогенных (преобразованных жизнью) пород, в котором ныне живые организмы не присутствуют. Образно выражаясь, это «следы былых биосфер». В ее нижней части процессы метаболизма горных пород стирают признаки жизни.

Океан насыщен жизнью целиком. Живые организмы встречаются даже на глубине более 11 км, где температура воды около 200 оС, но из-за высокого давления вода не кипит. Ниже, в базальтах, жизнь едва ли возможна. Здесь обнаружены бактерии.

Жизнь распределена на поверхности Земли не равномерно. Наибольшая концентрация жизни в биосфере наблюдается на границах соприкосновения земных оболочек: атмосферы и литосферы (поверхность суши), атмосферы и гидросферы (поверхность океана), гидросферы и литосферы (дно океана), и особенно на границе трех оболочек атмосферы, литосфера и гидросферы (прибрежные зоны). Эти места наибольшей концентрации жизни В.И. Вернадский назвал «пленками жизни».

Так в верхнем 100-метровом слое океанов сосредоточено до 95% всего планктона, в 1 г почвы находится до 2,5 млрд клеток микроорганизмов. Вверх и вниз от этих поверхностей концентрация живой материи уменьшается.

Дополнительная неравномерность распределения жизни на Земле обусловлена географической зональностью и масштабами поступления солнечной энергии на разные участки. [4]

Крайние пределы температур, которые выносят некоторые формы жизни (в латентном состоянии), – от практически абсолютного нуля до +180°C. Давление, при котором существует жизнь, – от долей атмосферы на большой высоте до тысячи и более атмосфер на больших глубинах. С другой стороны, семена и споры растений, мелкие животные в анабиозе сохраняют жизнеспособность в полном вакууме.

Живые организмы могут существовать в широком диапазоне химических условий среды. Первые живые существа Земли жили в бескислородной атмосфере. Анаэробный обмен свойствен и многим современным организмам, в том числе многоклеточным.

Уксусные угрицы (нематоды) обитают в чанах с бродящим уксусом. Ряд микроорганизмов живет в концентрированных растворах солей, в том числе медного купороса, фторида натрия, в насыщенном растворе поваренной соли. Серные бактерии выдерживают децимолярные растворы серной кислоты.

Некоторые особо устойчивые формы могут существовать даже при действии ионизирующей радиации. Например, ряд инфузорий выдерживает излучение, по дозе в 3 млн раз превышающее естественный радиоактивный фон на поверхности Земли, а некоторые бактерии обнаружены даже в котлах ядерных реакторов. [6]

2 Основные среды жизни

Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь (рис.2). В дальнейшем в ходе исторического развития организмы начали заселять наземно-воздушную среду. Появились наземные растения и животные, которые бурно эволюционируя, адаптировались к новым условиям жизни. Функционирование живого вещества на суше привело к постепенному преобразованию поверхностного слоя литосферы в почву, по выражению В.И. Вернадского, в своеобразное биокосное тело планеты. Почву заселили как водные, так и наземные организмы, создав специфический комплекс ее обитателей.



Четвертой средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых является целым миром для населяющих его паразитов и симбионтов. [3]

Рис. 2 – Распределение основных классов животных по средам обитания


(по Г.В. Войткевич и В.А. Вронскому, 1989)

2.1 Водная среда жизни

Гидросфера, как водная среда жизни занимает около 71% площади и 1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды (более 94%) сосредоточено в морях и океанах.

В пресных водах рек и озер количество воды не превышает 0,016% общего объема пресной воды.

В водной среде обитаем примерно 150000 видов животных, или около 7% от общего их количества и 10000 видов растений (8%).

Следует обратить внимание, что число видов большинства групп растений и животных, оставшихся в водной среде, значительно меньше, чем наземных. Следовательно, эволюция на суше происходила гораздо быстрее.

Разнообразием и богатством растительного и животного мира отличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, в первую очередь Тихого и Атлантического океанов. На север и юг от этих поясов качественный состав постепенно обедняется. Например, в районе Ост-Индийского архипелага распространено не менее 40000 видов животных, тогда как в море Лаптевых всего 400. Основная масса организмов мирового океана сосредоточена на относительно небольшой по площади зоне морских побережий умеренного пояса и среди мангровых зарослей тропических стран.

Удельный вес рек, озер и болот, как уже было отмечено ранее, по сравнению с морями и океанами незначителен. Однако они создают необходимый для растений, животных и человека запас пресной воды. [3]


2.2 Наземно-воздушная среда жизни

Наземно-воздушная среда – самая населенная и вместе с тем сложная по экологическим условиям. Жизнь на суше потребовала таких приспособлений, которые оказались возможными лишь при достаточно высоком уровне организации растений и животных.


2.2.1 Воздух как экологический фактор для наземных организмов

Низкая плотность воздуха определяет его малую подъемную силу и незначительную спорность. Обитатели воздушной среды должны обладать собственной опорной системой, поддерживающей тело: растения – разнообразными механическими тканями, животные – твердым или, значительно реже, гидростатическим скелетом. Кроме того, все обитатели воздушной среды тесно связаны с поверхностью земли, которая служит им для прикрепления и опоры. Жизнь во взвешенном состоянии в воздухе невозможна.

К активному полету способны 75% видов всех наземных животных, преимущественно насекомые и птицы, но встречаются летуны и среди млекопитающих и рептилий. Летают наземные животные в основном с помощью мускульных усилий, но некоторые могут и планировать за счет воздушных течений.

В расселении многих микроорганизмов, животных и растений основную роль играют вертикальные конвекционные потоки воздуха и слабые ветры. Сильные ветры, бури и ураганы также оказывают существенное экологическое воздействие на наземные организмы. Ветром опыляются все голосеменные, а среди покрытосеменных анемофильные растения составляют примерно 10% всех видов. [6]


2.2.2 Почва как среда обитания

Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Несмотря на незначительную толщину, эта оболочка Земли играет важнейшую роль в распространении жизни. Почва представляет собой не просто твердое тело, как большинство пород литосферы, а сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и поэтому в ней складываются чрезвычайно разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро– и макроорганизмов.

В среднем на 1 м2 почвенного слоя приходится более 100 млрд клеток простейших, миллионы коловраток и тихоходок, десятки миллионов нематод, десятки и сотни тысяч клещей и коллембол, тысячи других членистоногих, десятки тысяч энхитреид, десятки и сотни дождевых червей, моллюсков и прочих беспозвоночных. Кроме того, 1 см2 почвы содержит десятки и сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов, актиномицетов и других микроорганизмов. В освещенных поверхностных слоях в каждом грамме обитают сотни тысяч фотосинтезирующих клеток зеленых, желто-зеленых, диатомовых и сине-зеленых водорослей.

Ряд видов млекопитающих проводит в почве всю жизнь (слепыши, слепушонки, цокоры, кроты Евразии, златокроты Африки, сумчатые кроты Австралии и др.). Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Кроме постоянных обитателей почвы, среди крупных животных можно выделить большую экологическую группу обитателей нор (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки и т. п.). Они кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Целый ряд других животных использует их норы, находя в них благоприятный микроклимат и укрытие от врагов. [6]


2.3 Живые организмы как среда обитания

Использование одними живыми организмами других в качестве среды обитания – очень древнее и широко распространенное в природе явление. Даже прокариотические организмы (бактерии, актиномицеты и сине-зеленые водоросли) имеют сожителей.

Внутриклеточные паразиты и симбионты обнаружены у большого числа одноклеточных эукариотических форм (красных, зеленых и диатомовых водорослей, амеб, радиолярий, инфузорий и др.). Практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющих внутренних обитателей. Чем выше организация хозяев, чем больше степень дифференцированности их тканей и органов, тем более разнообразные условия они могут предоставить своим сожителям. С другой стороны, способность использовать другие организмы как среду обитания хотя и характерна для представителей большинства крупных таксономических групп, но в целом уменьшается с усложнением их организации. Таким образом, паразитов больше всего среди микроорганизмов и относительно примитивных многоклеточных, а подверженность заражению паразитами наиболее высока у позвоночных животных и цветковых растений. [6]
3 Функции живого вещества



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница