Вещества биосферы: что такое косное вещество, и примеры его использования

Особенности косного вещества в организме человека

Во-первых, косное вещество имеет высокую плотность благодаря наличию минеральных солей, преимущественно кальция и фосфора. Это позволяет костям быть твердыми и устойчивыми к механическим воздействиям.

Во-вторых, косное вещество способно выдерживать значительные нагрузки благодаря своей структуре. Кости представляют собой комплексную систему, включающую в себя канальцы и остеоны, которые обеспечивают укрепление и поддержку.

Кроме того, косное вещество способно заменяться и восстанавливаться. Он постоянно подвергается ремоделированию, при котором старые клетки разрушаются, а новые образуются. Этот процесс позволяет костям адаптироваться к изменяющимся потребностям и условиям организма.

Косное вещество играет также важную роль в поддержании кислотно-щелочного баланса в организме. Благодаря своей щелочности, оно способно нейтрализовать избыток кислот и предотвращать развитие кислотозависимых заболеваний.

Наконец, косное вещество содержит костномозговую ткань, которая является источником кроветворения. Она вырабатывает новые кровяные клетки, необходимые для нормального функционирования организма.

В целом, косное вещество в организме человека обладает уникальными свойствами, которые обеспечивают его жизнедеятельность и защиту. Правильное питание, умеренные физические нагрузки и регулярные медицинские обследования способствуют поддержанию здоровья костных тканей и предотвращению различных заболеваний связанных с костями.

Живое, косное и биокосное вещество (по В.И.Вернадскому)

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО — совокупность всех живых существ, населяющих планету (от простейших вирусов и клеточных до человека).

Живое вещество характеризуется химическим составом, массой и энергией. Оно трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный кругооборот.

КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО — это не живое и не связанное с жизнью вещество.

К косному веществу относятся глубинные породы, выбрасываемые вулканами в процессе горообразования, газы и т.д. При контакте с живым веществом косное вещество постепенно превращается в биокосное.

БИОКОСНОЕ ВЕЩЕСТВО — вещество, имеющее минеральную основу, которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов.

К биокосному веществу относится почвенный покров, плодородие которого обусловлено наличием органических веществ, а также воздух и вода.

Вещества биокосного происхождения — это чаще всего трупы, отмершие части животных и растений, каменный уголь, нефть, торф и др.

Из космоса в биосферу поступает космическое вещество, например, в виде МЕТЕОРИТОВ. Космическое вещество также начинает участвовать в кругообороте веществ в биосфере.

Экосистема включает в себя следующие составные части:

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА — C(углерод), N(азот), CO2(диоксид углерода), Н2О(вода) и др.

они находятся в непрерывном круговороте веществ в природе (косное вещество),

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ — белки, углеводы, липиды и др.

Эти органические вещества связывают между собой живое и косное вещество (биокосное вещество).

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ — воздушная и водная среда, климатический режим и другие физические факторы (косное вещество).

ПРОДУЦЕНТЫ — например, зеленые растения, которые могут производить пищу из простых органических веществ.

КОНСУМЕНТЫ — микро- и макроконсументы — живые организмы, не относящиеся к продуцентам (живое вещество).

Биогеохимические функции живого вещества

Выделяют следующие важнейшие функции живого вещества на планете: энергетическую, газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную.

Энергетическая функция. Энергия является необходимым условием существования и развития биосферы. Энергетическая функция реализуется, прежде всего, зелеными растениями. Главным поставщиком энергии в биосферу является Солнце. Как вы уже знаете, растения в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в химических связях разнообразных органических соединений. После этого растительные организмы перераспределяют ее между всеми компонентами биосферы. Отметим, что из всей поступающей в биосферу солнечной энергии только около 1 % используется продуцентами для фотосинтеза и далее передается потребителям в составе органического вещества. Остальное поглощается атмосферой, гидросферой и литосферой, а также участвует в протекающих в биосфере физических и химических процессах, например: движение воздушных масс, выветривание горных пород и др.

Газовая функция заключается в постоянно протекающем газообмене кислорода и углекислого газа между живыми организмами и окружающей средой в процессе фотосинтеза и дыхания. Такие газы, как азот, сероводород, метан, также могут являться продуктами жизнедеятельности живых организмов и иметь биогенное происхождение. Благодаря живым организмам в атмосфере нашей планеты поддерживается постоянство газового состава.

Окислительно-восстановительная функция заключается в многообразии химических реакций, протекающих в организме в процессе его жизнедеятельности. Она обусловлена наличием в составе живых организмов химических элементов с переменной степенью окисления (марганец, железо, хром). Благодаря им и обеспечивается многообразие протекающих в организме окислительновосстановительных процессов. В процессе синтеза органических веществ преобладают восстановительные реакции и происходят затраты энергии. А в процессе окисления и расщепления в присутствии кислорода преобладают окислительные реакции с выделением энергии. Таким образом, жизнь в биосфере представляет собой непрерывный синтез и распад органических веществ, которые объединяют все живые организмы на Земле.

Концентрационная функция — избирательное накопление живым веществом химических элементов, рассеянных в окружающей среде. Например, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных, раковины моллюсков — все это проявления концентрационной функции живого вещества. Образование биогенного вещества биосферы в виде залежей полезных ископаемых также является результатом концентрационной функции живого вещества.

Классификация веществ, входящих в состав биосферы

Основными компонентами биосферы являются: живое, косное, биокосное и биогенное вещества.

Живое вещество — важнейший компонент биосферы.

Живое вещество — совокупность всех живых организмов на Земле с их способностью к размножению и распространению на планете, к борьбе за пищу, воду, территорию, воздух.

На живое вещество (по массе) приходится ничтожная доля по сравнению с массой Земли. Для живого вещества характерны рост, активное перемещение, стремление заполнить все окружающее пространство. Кроме того, живому веществу присущи удивительное разнообразие форм, размеров и химического состава и, конечно же, эволюция.

Косное вещество представлено минералами (алмаз, изумруд, кварц) и горными породами (гранит, мрамор). Их образование происходило и происходит без участия живого вещества. Эти процессы связаны, например, с выветриванием горных пород, их механическим разрушением, извержениями вулканов. Между косным и живым веществами существует неразрывная взаимосвязь. Например, она осуществляется в процессе дыхания живого вещества. При этом происходит перемещение атомов из косных компонентов биосферы в живые и обратно. По массе косное вещество биосферы многократно превосходит массу живого вещества.

Биокосное вещество является особым веществом биосферы. Оно представлено почвой, всеми природными водами, корой выветривания. Данное вещество является результатом непрерывного взаимодействия живого вещества с косным.

Проявлением деятельности живого вещества по преобразованию земной коры является его участие в создании осадочных пород органического происхождения (каменный уголь, различные руды, известняки, нефть). Результат этой работы был назван В. И. Вернадским биогенным веществом биосферы. Биогенное вещество происходит от живого вещества в результате его жизнедеятельности или отмирания. Так на планете Земля создавались залежи многих полезных ископаемых: торфа, нефти, угля и др.

Эволюция косного вещества в биосфере

Процесс эволюции косного вещества

Эволюция косного вещества в биосфере происходила на протяжении многих миллионов лет. Изначально косное вещество развивалось у ранних представителей животных и имело простую структуру.

С течением времени, в процессе естественного отбора, косное вещество стало структурно сложнее и прочнее. Это позволило живым организмам выдерживать большие нагрузки и приспособиться к различным условиям среды обитания.

Формирование органов и систем

Эволюция косного вещества сопровождалась формированием органов и систем организма. Кости стали основой для образования скелета, который обеспечивает опору и защиту внутренних органов.

Появление косного вещества также позволило развитие двигательной системы. Мышцы и суставы стали связываться с костями, обеспечивая движение и поддержание позы организма.

Роль косного вещества в биосфере

Косное вещество играет важную роль в биосфере. Оно обеспечивает стабильность популяций животных и способствует сохранению видов.

Кроме того, косное вещество является ценным ресурсом в пищевой и медицинской промышленности. Кости могут быть использованы для производства удобрений и лекарственных препаратов.

Границы

Границы биосферы в км Чем определяются границы распространения биосферы?

Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни.

Где проходят границы биосферы?

Атмосфера – воздушный слой земного шара, состоит из азота, кислорода, диоксида углерода и др. Она защищает Землю от перегрева, действия космической радиации, ультрафиолета, метеоритов. В составе атмосферы выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера (озоновый слой земли) является верхней границей биосферы, находится на высоте 20 км.

Стратосфера – располагается на высоте 50 км над уровнем моря, воздух разжижается, нагревается, увеличивается концентрация озона, условия становятся непригодными для жизни.

Ионосфера – поверхностный слой атмосферы, поддается воздействию космического излучения, поэтому сильно ионизированный.

Литосфера – земная кора, твердый слой, который уходит на глубину 200км. К биосфере относится верхний шар, населенный живыми организмами. Нижняя граница по литосфере достигает 4км, глубина где были найдены бактерии. Опускаясь ниже, температура возрастает, достигая 100 градусов, что несовместимо с существованием живых организмов, происходит денатурация белка, все живое – гибнет.

Гидросфера – совокупность наземных и подземных вод. Это одна из оболочек нашей планеты, которая окружает материки и острова, составляет 70% поверхности земного шара. Нижняя граница биосферы расположена на глубине около 11 км. (в области Тихого океана).

Схема границ биосферы

Слои биосферы

Эубиосфера – основная прослойка биосфера. 99,9% живых существ постоянно населяют данный слой. Ширина эубиосферы 12-17км.

Парабиосфера, метабиосфера – соответственно верхний и нижний слои бисоферы, куда жизнь попадет случайно, заносится из эубиосферы.

Апобиосфера и абиосфера — самый верхний и самый нижний слои, куда жизнь не может попасть даже случайно.

В зависимости от среды обитания живых организмов выделяют:

• Аэробиосферу (жизнь осуществляется за счет атмосферной влаги и солнечной энергии, от верхушек деревьев до стратосферы);
• геобиосферу (организмы населяют почву, поверхность суши, деревья);
• гидробиосферу (все водные структуры заселенные гидробионтами, исключая подземные воды).

Биомасса поверхности суши, Мирового океана, почвы

Биомасса представляет собой общую массу животных, растений и микроорганизмов, присутствующих в биосфере. Полная биологическая масса Земли оценивается приблизительно в 2420 млрд т. Биомассы живого вещества (зеленых растений, животных и микроорганизмов) на суше материков и в Мировом океане существенно различаются:

Биомасса живого вещества планеты (в пересчете на сухое вещество)

Организмы	Биомасса живого вещества
Материковая часть	Мировой океан
млрд т	%	млрд т	%
Зеленые растения	2400	99,2	0,2	6,3
Животные и микроорганизмы	20	0,8	3,0	93,7
Всего	2420	100	3,2	100

Как видно из таблицы, наибольшая масса живых организмов биосферы сосредоточена на материках (более 98,7 %). Вклад океанической части в общую биомассу невелик (около 0,13 %). На суше значительно преобладает живое вещество растений (более 99 %), в океане — животных (более 93 %). В то же время при сравнении их абсолютных значений: 2400 млрд т растений и 3 млрд т животных — видно, что живое вещество на планете в подавляющем большинстве представлено наземными зелеными растениями. Биомасса гетеротрофных организмов составляет всего около 1 %.

Биомасса суши увеличивается от полюсов к экватору. Наибольшая биомасса живого вещества суши сконцентрирована в тропических лесах. Они являются наиболее продуктивными сообществами материковой части биосферы.

Мировой океан занимает более 2/3 поверхности планеты. Биомасса в нем распространена неравномерно и представлена преимущественно в верхней части планктоном. Биомасса наземных растений в 1000 раз превосходит общую массу океанических живых организмов. В то же время именно Мировой океан считается самой продуктивной средой по созданию биомассы. Это связано с интенсивными темпами размножения микроскопических представителей фито- и зоопланктона, их быстрым ростом и короткой продолжительностью жизни. Поэтому общий объем первичной годовой продукции, образуемой продуцентами Мирового океана, сопоставим с объемом продукции растений суши.

Почва как среда обитания характеризуется собственной биомассой, поскольку тесно связана с жизнедеятельностью многих организмов. Биомасса почвы — совокупность живых организмов, обитающих в почве и играющих ведущую роль в процессе ее формирования. В почве много микроорганизмов, протистов, червей, разлагающих органическое вещество. В поверхностных слоях живут зеленые водоросли и цианобактерии, снабжающие почву кислородом в процессе фотосинтеза. Кроме того, в почве обитают муравьи, клещи, кроты, сурки, суслики и др. Все они ведут большую почвообразовательную работу, создавая плодородие почвы, а после гибели становятся источником органического вещества для бактерий. Биомасса почвы, подобно растительной биомассе, имеет тенденцию к увеличению от полюсов к экватору.

Слои и оболочки биосферы

Чтобы понять масштабы обитаемой оболочки Земли, нужно знать, из чего состоит биосфера. Оболочка имеет сферическую форму и полностью окружает планету, создавая тесную связь экосистем. Морфологическая структура биосферы представлена следующими слоями:

• атмосфера;
• литосфера;
• гидросфера.

С биосферой соприкасаются внешние слои, в которые живые организмы попадают только лишь случайным образом. Под литосферой расположена метабиосфера, которая сформирована ранее существовавшими в ней живыми формами, но необитаемая в настоящем. Верхняя часть атмосферы – парабиосфера. В этом пространстве организмы могут существовать условно, не размножаясь и не доживая до естественной гибели.

В глобальном понимании, во всех этих слоях земного пространства происходит или когда-то происходило воздействие живой среды на неживую. Общее название всех оболочек – мегабиосфера. С учетом деятельности человека в околоземном пространстве (космической экспансии), конгломерат слоев называют панбиосферой.

Атмосфера (воздушная оболочка)

Газовая прослойка, в состав которой входят кислород, азот, двуокись углерода, является неотъемлемой частью биосферы. Химические соединения отвечают за дыхательные процессы и переход мертвой органики в минералы, формируют биомассу, участвуют в фотосинтезе. Атмосфера защищена озоном, слой которого защищает живые формы от воздействия губительного УФ излучения.

Литосфера (твердая оболочка)

Один из слоев биосферы – литосфера, которая объединяет земную кору и часть мантии. Жизненные формы распространены только в верхнем слое грунта. Бактерии обнаруживаются на глубине 2-3 м под поверхностью (в отдельных случаях обнаружены микроорганизмы на глубине до 4 км). Почвенный слой сформирован из минеральных и органических останков биомассы. В новом цикле роста жизненные формы получают питание из почвы, затем удобряют ее в течение жизни, а также после гибели.

Гидросфера (водная оболочка)

Гидросфера содержит в себе все водные запасы на планете, включая снеговой и ледяной покровы, водяной пар, донные отложения. Вода, из которой состоит этот слой биосферы – главное условие для существования углеродных форм жизни и растений. Большая часть животной органики поглощает и выделяет энергию именно в воде.

Основные типы косных веществ

Основные типы косных веществ включают:

Тип косного вещества	Описание	Примеры
Коллаген	Основной строительный материал костей, обеспечивает их прочность и эластичность	Коллаген типа I, II, III
Гидроксиапатит	Минеральная составляющая костей, придающая им жесткость и твердость	Кальцийфосфат
Остеоид	Органическая матрица, содержащая коллаген и другие белки, обеспечивающая костям форму и структуру	Базовый вещество матрикса костей
Остеоциты	Клетки, населяющие костную ткань, выполняющие различные функции, в том числе участие в обмене веществ и ремоделировании костей	Остеоциты типа I, II, III

Знание основных типов косных веществ позволяет лучше понять структуру и функции костей и зубов, а также различные аспекты их развития и заболеваний.

Косное вещество у животных

Косное вещество представляет собой основную составляющую костей и зубов у животных. Оно обеспечивает им прочность и жесткость, а также защищает внутренние органы.

Костные клетки, называемые остеоцитами, находятся в косном веществе и связаны между собой с помощью протоплазматических мостиков. Остеоциты активно обмениваются питательными веществами и информацией, обеспечивая жизнедеятельность костной ткани.

Косное вещество состоит из органических и неорганических компонентов. Органическими компонентами являются коллагеновые волокна, которые придают костям гибкость, а также клетки остеоциты и остеобласты, отвечающие за образование новых костей. Неорганическими компонентами являются минералы, такие как кальций и фосфор, которые обеспечивают костям жесткость.

Косное вещество у животных может иметь разную структуру и состав в зависимости от их вида и адаптаций. Например, у птиц косное вещество имеет меньшую плотность, чтобы снизить их вес и облегчить полет. У китов, наоборот, косное вещество имеет высокую плотность, что позволяет им погружаться на большую глубину.

• Примеры косного вещества у животных:
• Костная ткань у человека состоит из органической матрицы (коллагена) и минералов (кальция и фосфора).
• Карбонатная жестковатость у раков, которая состоит в основном из кальция.
• Кораллы, которые представляют собой склерохитовые конструкции, образованные полипами и содержащие кальций и другие минералы.

Периоды развития биосферы

Следы обитаемой оболочки, окружающей Землю, обнаружены в осадочных породах архейского эона (около 3,5 млрд лет назад). Археологические находки той эпохи свидетельствуют о существовании древнейших органических остатков. Зарождение многогранной жизни на Земле началось с первых представителей биомассы, которыми можно считать:

• одноклеточные водоросли;
• простейшие прокариоты.

Простейшие органические формы обрели половое размножение только к концу архея, дав начало эволюционным процессам.

Мел-палеогеновое вымирание

Для эволюции биомассы характерна временная дестабилизация в результате масштабных катастроф (вымирание динозавров).

Непрерывное возобновление биомассы сформировало видовое разнообразие. Многочисленные животные и растения способствовали расширению биогенного круговорота и формированию геологического облика планеты. В процессе развития биосферы сложился основной принцип биомассы – в бионическом круговороте задействуются только живое и биокосное вещества.

Современное состояние и прогнозируемое будущее

Появление человека не сказывалось на развитии биосферы на ранних этапах. Деятельность человеческих существ и потребляемые ими ресурсы гармонично вписывались в круговорот веществ. С наступлением периода, когда люди научились менять условия среды обитания, равновесие в биосфере нарушилось. Стремление человека приспосабливать обитаемую оболочку под свои нужды постоянно дестабилизирует экосистему.

Негативными факторами для баланса обитаемой оболочки являются:

• техногенное влияние на животный и растительный мир (вымирание растений, животных);
• чрезмерное потребление биокосных и косных веществ.

Губительный подход человечества к экологии и условиям потребления ресурсов ведет к разрушению среды обитания жизненных форм. Биосфера не успевает восстанавливать компоненты, необходимые для поддержания жизненных процессов. Положение усугубляют загрязнение атмосферы, парниковые газы.

Биосферные заповедники

Группа конгони в саванне заповедника Мореми в Африке, Ботсвана

Сохранение биосферы – одна из важнейших экологических задач человечества. С этой целью в различных уголках планеты создаются резерваты глобальной экосферы – особо охраняемые природные зоны. Биосферные заповедники призваны решать следующие проблемы:

• сохранение уникальных растений и животного генофонда при согласованном потреблении ресурсов;
• мониторинг среды, изучение собранных данных.

Заповедные территории создаются под эгидой ЮНЕСКО. В список всемирного охраняемого наследия внесен 701 заповедник в 124 странах мира.

Функции живого вещества в биосфере

Остановимся подробнее на функциях живого вещества в биосфере:

1. Энергетическая функция выражается в улавливании живым веществом энергии, а также передача ее внутри пищевой цепи.Примером этой функции живого вещества в биосфере может служить фотосинтетическая деятельность растений. Результатом является первичная продукция, составляющая 98%, которая потребляется животными.

2. Осуществление предыдущей функции живого вещества сопровождается трансформацией газов. В процессе деятельности организмов происходит выделение и поглощение кислорода, углекислого газа и некоторых других соединений. Благодаря газовой функции живого вещества сформировался современный состав атмосферы, сильно отличающийся от добиосферного периода.
3. Концентрационная функция проявляется в извлечении и избирательном накоплении организмами химических элементов окружающей среды. Примером этой функции живого вещества в биосфере могут служить накопления соединений кальция в раковинах моллюсков, минеральных включений в тканях растений, кремнезема в панцирях диатомовых одноклеточных существ.

Раковины моллюсков Источник

В результате трансформации органических веществ произошло накопление залежей полезных ископаемых. К примеру, известняк, торф, каменный уголь представляют собой концентрацию различных соединений в телах отмерших организмов. Доказательством этому служат находки окаменелостей в осадочных породах.

Окаменелости в известняке Источник

4. Окислительно-восстановительная функция тесно связана с биологическим круговоротом веществ. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях.Например, молекулярный азот – один из важнейших биогенных элементов. Усваивается он живыми организмами в виде различных соединений. В клетках расщепление соединений происходит очень быстро под влиянием ферментов, и молекулярный азот используется для процессов жизнедеятельности. В природе же образование свободного азота происходит очень медленно.

Если бы живые организмы не могли осуществлять данные процессы, то они ощутили бы нехватку многих элементов.

5. Одной из важнейших функций является средообразующая. Деятельность живых существ преобразует среду обитания. Живое вещество в биосфере способствовало формированию современного состава атмосферы, благодаря организмам создается почва и поддерживается ее плодородие.

Растительный покров определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности территории. Благодаря трансформации веществ и энергии происходит поддержание на постоянном уровне основных параметров окружающей среды, например, содержание газов в атмосфере.

6. Деструкционная функция обусловливает процессы разложения организмов после их смерти. Редуценты разрушают отмершее органическое вещество до минеральных соединений. Далее эти вещества вновь включаются в биологический круговорот.

Выполняя все эти функции, живые организмы являются важной составной частью в биологическом круговороте веществ

Косные ткани у животных

У животных костная ткань выполняет несколько важных функций. Во-первых, она обеспечивает поддержку и защиту организма, образуя скелет. Во-вторых, костная ткань участвует в образовании крови путем процесса гемопоэза, который происходит в костном мозге. Кроме того, кости являются резервуаром для минералов, участвуют в регуляции обмена кальция и фосфора в организме.

Косные ткани у животных различаются по структуре и функциям. Основные типы костной ткани – компактная и губчатая. Компактная кость представляет собой плотный слой, который образует внешнюю поверхность костей. Губчатая кость имеет более пористую структуру и находится внутри костей. Она образует сеть трабекул, которые создают жесткую и легкую конструкцию.

Некоторые виды животных, такие как рыбы и рептилии, имеют костную ткань, которая содержит больше минералов и менее органических веществ. У птиц и млекопитающих костная ткань более плотная и состоит из равного количества минералов и органической матрицы.

Структура и состав костного вещества

Компонент
Органические соединения	Коллаген Протеогликаны Гликопротеины Фосфопротеины Остеокальцин
Неорганические соединения	Гидроксиапатит Карбонаты Фториды Ионы кальция

Костное вещество представляет собой жесткую и прочную матрицу, образующую кость. Оно состоит из органических и неорганических компонентов.

Органические соединения, такие как коллаген, протеогликаны, гликопротеины, фосфопротеины и остеокальцин, обеспечивают гибкость и упругость костной ткани. Коллаген является основным компонентом органической матрицы и формирует сеть волокон, которые придают кости прочность. Протеогликаны, гликопротеины и фосфопротеины также играют важную роль в поддержании структуры кости.

Неорганические соединения, такие как гидроксиапатит, карбонаты, фториды и ионы кальция, обеспечивают твердость и минерализацию костной ткани. Гидроксиапатит является основным минералом костной ткани и составляет примерно 70% массы костного вещества. Он включает в себя кристаллическую структуру, состоящую из кальция и фосфата, которая придает кости твердость и позволяет ей выдерживать механическое напряжение.

Изучение структуры и состава костного вещества позволяет лучше понять его функции и свойства. Знание этих особенностей помогает в диагностике и лечении различных заболеваний костей, а также в разработке новых методов и материалов для регенерации костной ткани.

Законы В.И.Вернадского

В.И. Вернадский (1863-1945гг.), основатель геохимии, биогеохимии, автор многочисленных трудов по философии естествознания, изучая эволюцию биосферы Земли, сформулировал следующие законы, занимающие важнейшее место в современной экологии.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН: масса вещества, вовлекаемого в жизненные процессы, постепенно увеличивается в процессе эволюции биосферы.

ВТОРОЙ ЗАКОН: скорость оборачиваемости вещества увеличивается в процессе эволюции биосферы.

Каждая экосистема находится в непрерывном развитии, которое обозначают термином СУКЦЕССИЯ (от лат. сукцессио -преемственность, наследование).

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СУКЦЕССИЯ — это упорядоченный процесс развития сообщества животных, который происходит вместе с изменением окружающей среды.

В этом упорядоченном процессе развития сообщество изменяет окружающую среду так, что в новых условиях постепенно вместо старых видов образуются другие популяции, другие виды.

Этот упорядоченный процесс развития на определенной стадии выходит на равновесное состояние.

Имеется ввиду равновесие между живым веществом и биокосным и косным веществом. Это равновесие — зрелая стадия экологической системы.

В естественных условиях в экологической системе Земли — биосфере имеет место УСТОЙЧИВОЕ РАВНОВЕСИЕ: жизнь создает необходимый для жизни состав земной атмосферы, воды и почвы.

Антропогенное воздействие на биосферу приводит к нарушению этого равновесия, изменяя состав атмосферы, воды и почвы. Из атмосферы все больше потребляется кислорода на нужды промышленности и транспорта, сокращаются площади лесов, загрязняются воды Мирового океана, уменьшается количество морского фитопланктона, который как и растения на суше, поставляет кислород в атмосферу.

Общее содержание кислорода в атмосфере уменьшается.

Одновременно увеличивается содержание углекислого газа.

За последнее столетие значительно возросло производство электроэнергии, 80% которой вырабатывается на тепловых электростанциях за счет энергии ископаемого углерода.

То есть человеческая цивилизация невольно стремится нарушить сложившееся в процессе экологической сукцессии равновесие в биосфере.

Биосфера Земли обладает определенным запасом устойчивости, но он не беспределен.

Поэтому такое большое значение имеет рациональное использование ресурсов биосферы.

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ

Эрозия почв

6. Загрязнение почв радиоактивными веществами( регионы Бетпакдалы, Балхаша, Мугоджар, Мангистау, Каспия, Иртыша, район Семипалатинского ядерного полигона)

Загрязнение почв тяжелыми металлами(свинцом – Риддер, Усть-Каменогорск, Заряновск), ядовитыми веществами (Павлодар, Экибастуз, Тараз, Каратау), гептилом ( Атырауская область, район озера Балхаш)

Мероприятия по охране природы в Казахстане:

1. Красная книга Казахстана (1981 год, переиздана в 1991 и 1996 годах.)
2. Государственные природные заповедники ( Территория на которой полностью запрещена хозяйственная деятельность человека) :

Название	Место расположения	Объект охраны
1.Аксу — Жабаглы	Южно – Казахстанская область	Ландшафт Таласского Алатау
2. Алматинский	Алматинская область	Заилийский Алатау
3. Барсакельмес	Кызылординская область	Озеро Барсакельмес
4. Наурызум	Костанайская область	Сосновые леса, степи, озера.
5. Коргалджын	Акмолинская и Карагандинская области	Экосистема озёр
6.Маркаколь	Восточно-Казахстанская область	Ландшафт Южного Алтая, озеро Маркаколь.
7. Устюртский	Мангистауская область	Степной ландшафт
8. Западно – Алтайский	Восточно-Казахстанская область	Горный ландшафт Западного Алтая
9. Алаколь	Алматинская область	Водная экосистема
10 .Каратау	Южно – Казахстанская область	Эндемики Каратау

1. Государственные природные заказники ( Территория на которой ограничена хозяйственная деятельность человека)- 49
2. Государственные природные парки — 12
3. Природные памятники ( территория имеющая научное, историческое, культурное и эстетическое значение) — 26

Впервые ввёл термин «биосфера» в неуку – Ж.Б. Ламарк ( 1802)

Создал учение о биосфере — В.И. Вернадский

Косное вещество у растений

Основным компонентом косного вещества у растений является целлюлоза. Она образует основу клеточной стенки и придает ей прочность и упругость. Вместе с целлюлозой, в состав косного вещества входят также линозеллюлоза, пектин, лигнин и другие вещества.

Косное вещество у растений выполняет несколько важных функций. Во-первых, оно обеспечивает поддержку растения, позволяя ему стоять прямо и не прогибаться под воздействием тяжести. Во-вторых, косное вещество защищает растение от внешних повреждений, например, от ветра или хищников. Кроме того, оно играет роль проводника, позволяя передвигать питательные вещества по всему растению.

В разных частях растения косное вещество имеет различное строение. Например, у древесных растений, таких как деревья, косное вещество образует древесину, которая является основной составляющей ствола и ветвей. У травянистых растений косное вещество образует ткани, которые придают им прочность и упругость.

Таким образом, косное вещество является важным компонентом растительной клетки и выполняет несколько важных функций. Благодаря ему растения могут расти и развиваться, а также выдерживать внешние воздействия.

Косное вещество биосферы: примеры и особенности

Примеры косного вещества:

1. Кости человека и животных. Кости служат опорным и защитным органом в организме, а также являются резервуаром для кальция и фосфора.

2. Рога животных. Рога выполняют различные функции, такие как защита, половой отбор и передача звуковых сигналов.

3. Твердые оболочки улиток. Оболочки улиток состоят из косного вещества и защищают их от внешних воздействий.

4. Скипидарные кости у птиц. Скипидарные кости расположены в груди птиц и позволяют им летать.

Особенности косного вещества:

1. Жесткость и прочность. Косное вещество обладает высокой жесткостью и прочностью благодаря своей структуре и компонентам.

2. Регенерация. Косное вещество способно регенерироваться и восстанавливаться при повреждениях.

3. Резервуар для минералов. Косное вещество хранит и регулирует содержание минеральных веществ, таких как кальций и фосфор, в организме.

4. Участие в обмене веществ. Косное вещество участвует в обмене веществ, осуществляя постоянное обновление костной ткани и ремонт повреждений.

Косное вещество биосферы является важной частью организмов, обеспечивая им опору, защиту и участвуя в обмене веществ. Его особенности позволяют организмам успешно функционировать в окружающей среде