Живое вещество биосферы

Влияние человека на биосферу

Влияние человека на биосферу является неоднозначным. С каждым столетием антропогенная деятельность становится более интенсивной, разрушительной и масштабной, поэтому люди способствуют возникновению не только локальных экологических проблем, но и глобальных.

Одним из результатов влияния человека на биосферу является сокращение численности флоры и фауны на планете, а также исчезновение многих видов с лица земли. Например, ареалы растений уменьшаются в связи с земледельческой деятельностью и вырубкой лесов. Множество деревьев, кустарников, трав являются вторичными, то есть вместо первичного растительного покрова были посажены новые виды. В свою очередь, популяции животных уничтожаются охотниками не только ради добычи пропитания, но и с целью продажи ценных шкур, костей, плавников акул, бивней слонов, рогов носорогов, различных частей тела на черном рынке.

Довольно сильно антропогенная деятельность влияет на процесс почвообразования. Так, вырубка деревьев и распашка полей приводит к ветровой и водной эрозии. Изменение состава растительного покрова приводит к тому, что другие виды участвуют в процессе образования почв, а, значит, образуется иной тип грунта. Из-за использования в земледелии различных удобрений, сброса в землю твердых и жидких отходов, изменяется физико-химический состав почвы.

Демографические процессы оказывают негативное влияние на биосферу:

• возрастает численность населения планеты, которое все больше потребляет природных ресурсов;
• увеличиваются масштабы промышленного производства;
• появляется больше отходов;
• увеличиваются площади сельскохозяйственных угодий.

Стоит отметить, что люди способствуют загрязнению всех слоев биосферы. Источников загрязнения на сегодняшний день существует огромное многообразие:

• выхлопные газы автотранспорта;
• частицы, выделяющиеся при сгорании топлива;
• радиоактивные вещества;
• нефтепродукты;
• выбросы химических соединений в воздушную среду;
• твердые бытовые отходы;
• пестициды, минеральные удобрения и агрохимия;
• грязные стоки как промышленных, так и коммунальных предприятий;
• электромагнитные приборы;
• ядерное топливо;
• вирусы, бактерии и чужеродные микроорганизмы.

Все это приводит не только к изменению экосистем и сокращению биоразнообразия на земле, но и к климатическим изменениям. Из-за влияния человеческого рода на биосферу происходит парниковый эффект и образование озоновых дыр, таяние ледников и глобальное потепление, изменение уровня океанов и морей, выпадение кислотных осадков и т.п.

Со временем биосфера становится все более неустойчивой, что приводит к разрушению многих экосистем планеты. Многие ученые и общественные деятели выступают за то, чтобы снизить влияние человеческого сообщества на природу, с целью сохранить биосферу Земли от уничтожения.

Границы распространения оболочки

Размеры оболочки ограничены зонами, в пределах которых может развиваться органическая жизнь (биомасса). Высота и глубина обитаемой зоны составляют:

• верхняя граница проходит в тропосфере, на высоте 15-20 км от уровня земной поверхности (ограничивается озоновым слоем на уровне начала стратосферы);
• нижняя граница углубляется в литосферу, на глубину от 3,5 до 7,5 км;
• в пределах между земной поверхностью и атмосферой глубина гидросферы доходит до 10 км.

Наибольшая концентрация биомассы на границе тропосферы и литосферы. Ее средний суммарный объем составляет 550 млрд тонн углерода.

Животные виды и адаптации к среде обитания

Животные представляют огромное разнообразие видов, каждый из которых обладает своими уникальными адаптациями к среде обитания. Эти адаптации позволяют животным выживать и процветать в различных условиях.

Одной из основных адаптаций животных является их морфология, то есть физическая структура и форма тела. Например, длинные ноги угандий позволяют им эффективно передвигаться по высокой траве на своей саванне и бегать быстро от хищников. В то же время, бревноеды имеют широкую и плоскую голову, которая помогает им разбивать кору деревьев для поиска пищи.

Другой важной адаптацией животных является их поведение. Например, многие животные образуют социальные группы, которые помогают им защищаться от хищников и поиска пищи

Животные также могут развивать определенные стратегии охоты или способы размножения, чтобы максимизировать свои шансы на выживание и размножение.

Животные также имеют адаптации к различным климатическим условиям. Например, животные в субарктических регионах могут иметь плотную шерсть или слой подкожного жира, чтобы защитить их от холода. Некоторые животные также способны изменять цвет своей кожи или меха для скрытия от хищников или привлечения партнера.

Животное	Адаптации
Гепард	Высокая скорость бега, острые когти для охоты
Каменный краб	Хорошо маскируется среди камней, сильные клешни для защиты
Камуфляжный бабочка	Разноцветные крылья, которые сливаются с окружающей средой

Важно отметить, что адаптации животных являются результатом длительного процесса естественного отбора. Только те особи, которые наиболее успешно приспосабливаются к среде обитания, имеют больше шансов передать свои гены следующему поколению

Другие адаптации могут быть связаны с пищевыми предпочтениями, образом жизни, способами передвижения и многими другими факторами. Каждый вид имеет свои особенности, которые позволяют ему выживать в своей уникальной среде обитания.

Охрана биосферы. Красная книга

Человек и биосфера неотделимы друг от друга. Функции биосферы обеспечивают человека необходимыми для жизни веществами и энергией. Человек заботится о биосфере: проявляет заботу о ее жителях, охраняет среду их обитания. Сейчас вопросы охраны биосферы волнует всех людей на Земле.

Международное сотрудничество по охране биосферы проявляется в создании таких организаций, как Гринпис, Общества по охране природы, Всемирного фонда охраны природы и других. Ученые обнаруживают виды и группировки организмов, которым угрожает опасность, выясняют, сколько их осталось в природе и где, разрабатывают мероприятия по охране окружающей среды. В 1948 при ООН была создана Комиссия по охране видов растений и животных, которые исчезают, а впоследствии — Международная Красная книга, в которую вошли данные о живых существах, которые оказались на грани вымирания.

В России первую Красную книгу выпустили в 1983 г. — это был том «Животные», а в 1988 г. к нему добавился том «Растения». Позже книга была переиздана в 2001 и в 2017 гг., каждый раз дополняясь. В Красную книгу занесено 8 видов земноводных, 21 вид пресмыкающихся, 128 видов птиц и 74 вида млекопитающих, всего вместе с беспозвоночными животными — 434 вида. Красная книга является государственным документом, который содержит сведения об исчезающих видах растений, животных, грибов и советы по приумножению их популяции.

Важный шаг на пути защиты и спасения природы — выделение территорий, где растения и животные сохраняются в неприкосновенности. Это создание заповедников, заказников, национальных парков. Сегодня в мире существует около 350 биосферных заповедников, 37 из которых расположены в России, крупнейшие это: Алтайский государственный природный биосферный заповедник, Кавказский государственный биосферный заповедник, Байкальский заповедник, Баргузинский заповедник, Брянский лес — государственный природный биосферный заповедник.

Заповедники — это территории, на которых запрещена любая хозяйственная деятельность человека; в них охраняются не только живые организмы, но и условия их существования.

Национальные природные парки — территории, которые охраняет государство, но здесь разрешен организованный туризм и учебные экскурсии.

Заказники — территории, на которых охраняются определенные виды животных и растений. Они создаются на определенный срок, пока не исчезнет угроза для организмов, взятых под охрану.

Образование в области окружающей среды рассматривается ныне педагогической общественностью как непрерывный процесс, охватывающий все возрастные, социальные и профессиональные группы населения. Однако ее центральным звеном является школа, так как именно в школьные годы формирования личности происходит наиболее интенсивно.

Принципы стабильности биосферы

Биосфера представляет собой огромную экосистему, поэтому ее устойчивость и стабильность определяется рядом принципов.

В первую очередь, стабильность биосферы определяется биологическим разнообразием живых существ. Высокое разнообразие биосферы обеспечивает ее свойства как сложной системы. К примеру, живые организмы способны дополнять друг друга. В лесу каждое растение занимает свой ярус, в зависимости от потребности к свету. Так, деревья получают большее количество энергии Солнца, так как возвышаются над другими растениями. На кустарники приходится до 20% излучения, а на травянистые растения и того меньше – около 1%. Дополняя друг друга, растительные организмы наиболее полно используют солнечную энергию.

Ярусность в лесу Источник

В биосфере экосистемы могут заменяться похожими сообществами, однако разнообразие организмов может различаться. Например, в тайге одни виды хвойных растений могут заменять другие. Часто это происходит в результате конкуренции.

Основным принципом функционирования биосферы является способность к саморегуляции. Если система по каким-то причинам отклоняется от нормального функционирования, то приводятся в действие силы, которые ее возвращают к исходному состоянию. Так, увеличение числа грызунов способствует повышению численности хищников, которые ими питаются.

Соответственно, разнообразие природы обеспечивает существование жизни на планете.

Стабильность биосферы обеспечивается круговоротом веществ и энергии.

Живое вещество находится в непрерывном обмене с космической средой. Создание веществ и поддержание их постоянного состава происходит благодаря энергии Солнца.

Благодаря растительному покрову, происходит процесс фотосинтеза, а в биосфере формируются сложные молекулы,содержащие значительный запас энергии. Именно живое вещество способствует открытости системы. Оно принимает, накапливает и преобразовывает лучистую энергию Солнца. Растительные организмы улавливают энергию. Все остальные существа способствуют удержанию, а также трансформации солнечной энергии. Этот процесс осуществляется благодаря размножению и росту организмов. Таким образом, благодаря этим свойствам поддерживается открытость биосферы как системы.

Словарь

1. Биогенные элементы – это минеральные элементы, являющиеся составной частью организмов и играющие значительную роль в их жизнедеятельности. К таким элементам относят кислород, углерод, водород, азот.

Биосферные заповедники

Люди играют важную роль в поддержании энергообмена биосферы. К сожалению, наше воздействие на биосферу часто оказывается негативным. Например, уровень кислорода в атмосфере уменьшается, а уровень углекислого газа растет из-за того, что люди чрезмерно сжигают ископаемое топливо, а разливы нефти выбросы промышленных отходов в океан наносят огромный ущерб гидросфере. Будущее биосферы зависит от того, как люди будут взаимодействовать с другими живыми существами.

В начале 1970-х годов, Организация Объединенных Наций учредила проект под названием «Человек и биосфера» (MAB), который способствует устойчивому развитию сбалансированных взаимоотношений между человеком и природой. В настоящее время существует сотни биосферных резерватов по всему миру. Первый биосферный заповедник был создан в Янгамби, Демократическая Республика Конго. Янгамби расположен, в плодородном бассейне реки Конго и насчитывает около 32000 видов деревьев и животных, среди которых присутствуют такие эндемичные виды, как лесной слон и кистеухая свинья. Биосферный резерват Янгамби поддерживает такие важные мероприятия, как развитие рационального сельского хозяйства, охоты и добычи.

Определение живого вещества

Живые организмы включают в себя клетки, ткани, органы и системы, которые обеспечивают их жизнедеятельность. Все живые вещества на Земле связаны между собой и образуют сложные экосистемы, где каждый организм выполняет свою роль в цепи питания и обмене веществами.

Особенности живого вещества
1. Способность к саморегуляции и самовоспроизводству.
2. Наличие генетического материала, который определяет наследственность и развитие организма.
3. Обмен веществами для получения энергии и построения новых клеток и тканей.
4. Реакции на изменения внешней среды и адаптация к ним.
5. Способность к размножению и передаче наследственных характеристик потомству.

Живое вещество является основой живых систем и играет важную роль в поддержании биоразнообразия и стабильности биосферы. Изучение его особенностей позволяет лучше понять природу жизни и развитие живых организмов.

Взаимодействие живого вещества в биосфере

Живое вещество в биосфере обладает способностью взаимодействовать с окружающей средой и другими организмами. Эти взаимодействия имеют существенное значение для поддержания жизни и развития биологических систем.

Одной из основных форм взаимодействия в биосфере является пищевая цепь и пищевая паутина. Организмы взаимодействуют друг с другом в процессе передачи энергии и вещества по пищевым цепям. Например, растения фотосинтезируют и преобразуют солнечную энергию в химическую энергию, которую потом получают животные, питаясь этими растениями. В свою очередь, животные служат пищей для других животных, создавая пищевую паутину.

Взаимодействие также происходит путем симбиоза, когда два или более организма сосуществуют взаимовыгодно. Например, связь между пчелами и цветами. Пчелы получают пыльцу и нектар от цветов, которые используют для производства меда, а цветы получают опыление благодаря передвижению пчел.

Живое вещество также взаимодействует с неорганическими компонентами биосферы, такими как атмосфера, вода и почва. Растения через корни поглощают воду и минеральные вещества из почвы, а также поглощают углекислый газ из атмосферы для фотосинтеза. С другой стороны, организмы выделяют вещества и продукты обмена веществ в окружающую среду, также влияя на биохимические процессы в биосфере.

Примеры взаимодействия в биосфере	Описание
Хищник-жертва	Одни животные охотятся на других, получая пищу и энергию.
Поллинаторы-растения	Некоторые животные переносят пыльцу между цветами, способствуя опылению и размножению растений.
Микроорганизмы-растения	Некоторые микроорганизмы образуют симбиотические отношения с корнями растений, помогая им ассимилировать питательные вещества.

Таким образом, взаимодействие живого вещества в биосфере является ключевым фактором в поддержании баланса и устойчивости экосистем. Эти взаимодействия помогают превратить биосферу в сложную и разнообразную среду, где все организмы тесно связаны друг с другом.

Характеристика и свойства

• Наличие огромной свободной энергии. Все живое накапливает и сохраняет солнечную энергию, перенаправляя её в неживую среду в виде различных химических соединений (уголь и пр.), при распаде которых энергия высвобождается.
• Давление жизни, характеризующееся неизбежным распространением живого вещества по всей поверхности Земли. Если на каком-то участке жизнь отсутствует, то это явление временное, вызванное разрушением или сдерживанием внешними силами. Такое свойство всего живого заполнять собой свободное пространство связано с размножением организмов и их умением увеличивать поверхность собственных тел или сообществ, которые они образуют.
• Способность к адаптации в самых различных условиях. Благодаря этому свойству живые существа “захватывают” почвенную, водную и наземно-воздушную среды. Кроме того, существуют организмы (экстремофилы), приспособившиеся к жизни в экстремальных условиях: при экстремально низких или крайне высоких показателях температуры, кислотности, давления, кислорода и т. д.
• Произвольное движение. Только живые существа обладают способностью и пассивного, и активного перемещения. Примером пассивного движения может служить падение с высоты вниз, однако, это может сделать и неживой предмет под влиянием посторонних факторов. Но активное произвольное перемещение – движение против ветра или течения реки, подъем на высоту и т. д. – доступно только живым организмам.
• Саморегуляция в период с рождения до смерти, а затем быстрое разложение органических остатков. Способность всего живого к саморегуляции обеспечивает его жизнеспособность в изменяющихся условиях внешней окружающей среды. Это происходит за счёт поддержания баланса внутренней среды организма. Когда организм умирает, он теряет это свойство, и происходит распад на органические и неорганические вещества, которые включаются в биологический круговорот.
• Высокая скорость превращения одних веществ в другие. Химические реакции в организмах происходят с огромной скоростью. К примеру, в мозге человека ежесекундно одновременно происходят около 100 000 химических реакций. Птица колибри ежедневно потребляет нектар массой, сопоставимой с её собственной массой, умноженной на 2.
• Постоянное обновление совокупности организмов. Средняя скорость обновления для биосферы равна 8 годам. При этом лишь небольшая часть остатков организмов (менее 1 %) уходит в геологию, основная же масса включается в биологический круговорот.
• Многообразие (морфологическое и химическое), нехарактерное для неживого. При этом все живое материализуется в биосфере в виде уникальных индивидуумов, существующих на Земле в единственном экземпляре.

Определение «Живое Вещество» по БСЭ:

Живое вещество — 1) совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии. Термин введён В. И. Вернадским. Ж. в. связано с биосферой материально и энергетически посредством биогенной миграции атомов в результате дыхания, питания, роста и размножения организмов. Представлено Ж. в. автотрофными организмами (зелёные растения и автотрофные микроорганизмы), гетеротрофными организмами (бесхлорофильные растения, все животные, человек), миксотрофными организмами, которые питаются готовыми органическими соединениями, хотя и способны их синтезировать.Ж. в. чрезвычайно химически и геологически активно. Рассеянное в мириадах особей, непрерывно умирающих и рождающихся, обладающих колоссальной действенной энергией, Ж. в. выполняет в биосфере огромную работу и является могучей геологической силой планетарного характера, определяющей лик Земли. Одно из проявлений геологической работы Ж. в. — его участие в создании органогенных осадочных пород (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.), названных Вернадским биогенным веществом биосферы. При участии Ж. в. образуются и биокосные вещества: почти вся вода биосферы, почва, кора выветривания и т. д. Роль Ж. в. как геологического фактора проявляется в контролировании им всех основных химических превращений в биосфере. Биогеохимические функции Ж. в. могут быть разделены на 5 групп: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и, наконец, биогеохимические функции человечества.Все функции осуществляются во внешней среде, кроме биохимических, которые протекают внутри организмов. Газовые функции Ж. в. определяют газовый состав атмосферы: преобладающая масса газов на планете биогенна. в результате действия Ж. в. создаются её основные газы (N₂, O₂, CO₂, H₂S, CH₄ и др.). Концентрационные функции Ж. в. заключаются в накоплении организмами биогенных элементов из окружающей среды. Состав Ж. в. резко отличен от состава косного вещества планеты. в нём преобладают лёгкие атомы (Н, С, N, О, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca). Эти элементы содержатся во всех живых организмах и образуют в них химические соединения, встречающиеся преимущественно в Ж. в. определённых элементов в некоторых организмах в десятки, сотни и даже тысячи раз больше, чем во внешней среде. Так создаётся неоднородность химического состава биосферы. Окислительно-восстановительные функции Ж. в. приводят к химическим превращениям большинства соединений. Биогенные процессы окисления и восстановления преобладают на поверхности Земли. Биохимические функции связаны с ростом и размножением организмов, что приводит к увеличению их числа и массы Ж. в. Давление Ж. в. на окружающую среду, которое Вернадский назвал«напором жизни», является выражением энергии роста и размножения и неодинаково у разных групп организмов. Др. проявление биохимической функции Ж. в. — процессы, связанные с разложением организмов после их смерти, т. е. превращением Ж. в. в косное. В результате этих процессов образуются биогенные и биокосные вещества биосферы. Биогеохимические функции человечества, обусловленные преимущественно технической деятельностью человека (техногенез), — форма созидания и превращения веществ в биосфере, связанная с её переходом в новое состояние — ноосферу, когда человек становится новой геологической силой на планете.Лит. см. при ст. Биосфера.А. Н. Тюрюканов.2) Термин, предложенный в 1950-е гг. советским биологом О. Б. Лепешинской для обозначения неклеточной субстанции, из которой якобы поныне могут формироваться клетки животных, растений и микроорганизмов. В этом значении понятие Ж. в. ненаучно. оно вытеснено более точным термином — «доклеточные (или неклеточные) формы жизни».

Микроорганизмы и их значимость для биосферы

Микроорганизмы выполняют невероятно важные функции в биосфере. Они являются первичными производителями и фотосинтезаторами, которые перерабатывают солнечную энергию в органическую материю. Благодаря этому они обеспечивают питание для остальных организмов, захватывая углекислый газ и выделяя кислород в процессе фотосинтеза.

Кроме того, микроорганизмы являются важными декомпозерами, разлагая органические вещества и переводя их в неорганическую форму. Этот процесс освобождает питательные вещества, которые могут быть использованы другими организмами для роста и развития.

Микроорганизмы также играют роль в циклах питательных веществ, таких как азот и фосфор. Бактерии, например, способны фиксировать атмосферный азот и преобразовывать его в форму, доступную для других организмов. Они также способны бороться с патогенными микроорганизмами, помогая поддерживать здоровье растений и животных.

Кроме экологической роли, микроорганизмы имеют огромное значение для человечества. Они используются в производстве пищевых продуктов, лекарств, биотехнологий и водоочистке, а также играют важную роль в медицине как патогены и в качестве пробиотиков.

В целом, микроорганизмы являются неотъемлемой частью биосферы и имеют огромную значимость для ее функционирования.

Угрозы биоразнообразию

Изменение климата

Глобальное изменение климата является серьезной угрозой для биоразнообразия. Резкие изменения температур, увеличение количества осадков, затопление прибрежных зон и другие последствия климатических изменений оказывают негативное воздействие на многие виды животных и растений, что может привести к их исчезновению.

Разрушение природных сред

Хищническое использование природных ресурсов, отсутствие контроля за загрязнением окружающей среды и разрушением природных экосистем приводят к исчезновению многих видов животных и растений. В результате человеческой деятельности многие природные экосистемы становятся неспособными поддерживать биоразнообразие в исходном объёме, из-за чего оно сокращается.

Незаконный оборот животных и растительных видов

Незаконный оборот животных и растительных видов является непосредственной угрозой для их сохранения. Охота, ловля, незаконный сбор и транспортировка живых существ и растений, а также продуктов их жизнедеятельности, ведут к нарушению целостности экосистем и снижению биоразнообразия.

Генетические изменения

Генетические изменения, вызванные технологическим прогрессом и биотехнологиями, также могут оказывать отрицательное воздействие на биоразнообразие. Имеющиеся и развивающиеся технологии могут привести к необратимым изменениям в генетическом коде живых организмов и их окружении, что может негативно сказаться на биоразнообразии в целом.

Степень угрозы: Угрозы биоразнообразию являются серьезными и охватывают многие аспекты жизни нашей планеты. Масштабы угрозы требуют принятия срочных мер по сохранению природных ресурсов и баланса экосистем.