Vsi smo del žive lupine - biosfere. To je edinstven ekosistem ne le našega planeta, ampak galaksije kot celote. Seveda so nedavne študije potrdile, da so bile organske snovi najdene na Marsu in na različnih asteroidih, a takšna raznolikost življenjskih oblik je edinstvena za Zemljo. Če ste pripravljeni malo razširiti svoja obzorja in preseči šolski kurikulum, je čas, da se podrobneje pogovorimo o značilnostih biosfere, njeni zgradbi in glavnih funkcijah.
Pojem biosfere in njeno bistvo
Biosfera je pogojna lupina Zemlje, ki jo naseljujejo živi organizmi. Zakaj pogojno? Dejstvo je, da druge lupine planeta (zemeljske, vodne in zračne) uokvirjajo planet z neprekinjeno plastjo. Najprej pride zemeljska in oceanska skorja (litosfera), nato hidrosfera (združuje vsa vodna telesa), nato pa atmosfera(zračna ovojnica gladko prehaja v vesolje). Težko si je predstavljati biosfero kot posebno plast, saj so živi organizmi enakomerno razporejeni po celotni površini Zemlje in lahko živijo v vseh treh elementih.
Bistvene značilnosti biosfere segajo v antiko, a je še vedno "najmlajša" lupina našega planeta. Življenje na Zemlji je nastalo relativno nedavno, le pred 3,8 milijarde let, kar je v primerjavi s starostjo planeta zgolj malenkost. Obstajata dva koncepta biosfere:
- Prvi definira lupino kot celoto vseh organskih snovi na planetu. Prav to je služilo kot osnova za izraz, ki se uporablja še danes.
- Drugi koncept je predlagal V. I. Vernadsky, verjel je, da je biosfera neločljiva enotnost in interakcija žive in nežive narave v širšem pomenu teh definicij.
Vendar glavne značilnosti biosfere določa prav njena organska komponenta. Konec koncev je to njegova temeljna razlika od drugih lupin Zemlje.
Nauk o biosferi in izvor izraza
Koncept žive školjke je bil predlagan v 19. stoletju. Jean-Baptiste Lamarck je na kratko opisal biosfero, uradnega imena pa še ni bilo. Leta 1875 je avstrijski paleontolog in geolog Eduard Suess prvič skoval izraz "biosfera", ki se uporablja še danes.
Sovjetski filozof in biogeokemik V. I. Vernadsky je veliko prispeval k preučevanju vsega življenja na Zemlji, postal je znan po zaslugi ustvarjanja holistične doktrine o biosferi. ATv njegovih spisih živi organizmi delujejo kot močna sila, ki nenehno sodeluje pri preoblikovanju planeta Zemlje.
Meje živih organizmov
Splošni opis biosfere se začne z opisom meja, znotraj katerih lahko živijo organizmi. Nekateri od njih so precej vzdržljivi in lahko prenesejo tudi najbolj kritične pogoje.
Meje biosfere:
- Zgornja obroba. Določa ga atmosfera, natančneje ozonska plast Zemlje, približno 15-20 kilometrov. Bližje ekvatorju, močnejši je zaščitni zaslon planeta. Nad ozonsko plastjo je življenje preprosto nemogoče, ker ultravijolično sevanje ni združljivo z vitalno aktivnostjo celic organizma. Poleg tega se z višino znatno zmanjša količina kisika, kar škodi tudi živim bitjem.
- Spodnja meja. Največja možna globina, ki jo določa litosfera, ne presega 3,5 - 7,5 kilometra. Vse je odvisno od kritičnega zvišanja temperature, pri kateri pride do denaturacije beljakovinskih struktur. Vendar je večina živih organizmov skoncentrirana na globini le nekaj metrov, to je koreninski sistem rastlin, gliv, mikroorganizmov, žuželk in živali, ki živijo v luknjah.
- Meje v hidrosferi. Živi organizmi lahko obstajajo v popolnoma katerem koli delu oceana: od površine vode (plankton, alge) do dna globokomorskih jarkov. Znanstveniki so na primer dokazali, da življenje obstaja celo v Marianskem jarku na globini 11 kilometrov.
struktura žive lupine
Glavne značilnosti biosfere vključujejonjegovo strukturo. Vernadsky je izpostavil več vrst snovi, ki sestavljajo živo lupino. Poleg tega so lahko tako organskega kot anorganskega izvora:
- Živa snov. To vključuje vse, kar ima celično strukturo. Vendar je masa žive snovi v strukturi biosfere majhna in znaša dobesedno milijoninko celotne lupine. Značilnost žive snovi biosfere je, da je najpomembnejši del našega planeta. Navsezadnje so živi organizmi tisti, ki nenehno vplivajo na videz Zemlje in spreminjajo strukturo njene površine.
- Biogena snov. To so strukture, ki jih ustvarjajo in predelujejo živi organizmi. Presenetljivo je, da so živa bitja milijone let skozi sisteme svojih organov prešla skoraj ves svetovni ocean, ogromno atmosferskih plinov in veliko maso mineralov. Ti procesi proizvajajo minerale organskega izvora, kot so nafta, karbonatne kamnine in premog.
- Inertna snov. To so izdelki nežive narave, ki so nastali brez neposredne udeležbe živih organizmov. To vključuje kamnine, minerale in anorganski del tal.
- Bioinertna snov. Spomnimo se, da živi organizmi nenehno vplivajo na planet. Posledično nastanejo snovi, ki so produkti razpadanja in uničenja inertnih struktur. V to skupino spadajo tla, preperevalna skorja in sedimentne kamnine organskega izvora.
- Prav tako lahko struktura biosfere vključuje snovi, ki so vstanje radioaktivnega razpada.
- Atomi so ločena skupina, ki nenehno nastajajo v procesu ionizacije pod vplivom kozmičnega sevanja.
- V zadnjem času so bile v strukturo biosfere vključene snovi nezemeljskega (kozmičnega) izvora.
Živa snov v drugih lupinah Zemlje
Če se podrobno osredotočimo na značilnosti in sestavo biosfere, potem ne moremo le upoštevati značilnosti vitalne aktivnosti živih organizmov v drugih lupinah planeta:
Aerosfera. Živih organizmov ni mogoče suspendirati v atmosferskih plasteh, mikroskopske vodne kapljice služijo kot substrat za življenje aerobiontov, sončna aktivnost in aerosoli pa delujejo kot vir neizčrpne energije. Organizmi, ki živijo v ozračju, so razdeljeni v tri skupine. Trobobionti - so aktivni v vesolju od vrhov dreves do kumulusnih oblakov. Altobioti so organizmi, ki lahko preživijo v redkem zraku. Parabionti - po nesreči padejo v najvišje plasti ozračja. Na tej višini izgubijo sposobnost razmnoževanja in njihov življenjski cikel se znatno zmanjša
geobiosfera. Zemljina skorja služi kot substrat in habitat za geobionte. Ta lupina vključuje tudi več nivojev, na katerih živijo določene življenjske oblike. Terrabionti so organizmi, ki živijo neposredno na površini kopnega. Terabiosfera je razdeljena na več lupin: fitosfero (območje od vrhov dreves dozemeljsko površino) in ipedosfero (plast zemlje in vremensko skorja). Eolska cona - visokogorska območja, na katerih je življenje nemogoče tudi za višje rastline. Eolobioti so tipični predstavniki tega območja. Litobiosfera - globoke plasti zemeljske skorje. To območje je razdeljeno na hipoterabiosfero (kraj, kjer lahko živijo aerobne (kisik) oblike življenja) in telobiosfero (tu lahko preživijo samo anaerobni (brez kisika) organizmi). Poleg tega lahko v litobiosferi najdemo litobiote, ki živijo v porah podtalnice in kamnin
Hidrobiosfera. To območje pokriva vsa vodna telesa (razen podzemne vode in atmosferske vlage) našega planeta, vključno z ledeniki. Prebivalci morij in oceanov se imenujejo hidrobionti, ki pa jih delimo na: Akvabiote - prebivalce celinskih voda. Marinobionti so živi organizmi morij in oceanov. V vodnem stolpcu se razlikujejo tri stopnje življenja, odvisno od količine sončne svetlobe, ki prodre v notranjost: fotosfera je najbolj osvetljeno območje. Disfotosfera je vedno somračno območje oceana (ne več kot 1 % osončenosti). Afotosfera - območje absolutne teme
Od tundre do tropskih gozdov. Razvrstitev biomov planetov
Značilnosti biosfere so neločljivo povezane s konceptom bioma. Ta izraz se nanaša na velike biološke sisteme, ki imajo določeno prevladujočo vrsto vegetacije ali specifične krajinske značilnosti. Skupno jih je devet. Spodaj je kratek opis glavnegabiosfera biosfere:
- Tundra. Ogromno brezdrevesno prostranstvo, ki zaseda severne dele Evrazije in Severne Amerike. Vegetacija tega območja ni bogata, predvsem lišaji, sezonske trave in mahovi. Živalski svet je bolj raznolik, zlasti v toplih mesecih leta, ko se začne sezona selitve številnih vrst ptic in živali.
- Taiga. Glavna vrsta vegetacije na tem območju so iglavci. Biom zavzema približno 11% celotne površine kopnega. Kljub težkim vremenskim razmeram ima tajga izjemno raznoliko floro in favno.
- Določeni gozdovi. ki se nahajajo v zmernem pasu. Sezona podnebja in zadostna količina vlage sta omogočila razvoj določene vrste vegetacije v tem biomu. To so predvsem širokolistne drevesne vrste. Poleg tega so ti gozdovi dom številnih sesalcev, ptic in gliv, da ne omenjamo žuželk in mikroorganizmov.
- Stepe. Ta biom predstavljajo azijske stepe in klasične prerije Severne Amerike. Najpogosteje so to odprti prostori brez dreves, saj vpliva na občutno pomanjkanje vlage. Toda živalski svet je še vedno raznolik.
- sredozemsko območje. Za območje okoli istoimenskega morja so značilna vroča in precej suha poletja ter zelo udobne hladne zime. Tipično vegetacijo predstavljajo trdolistni gozdovi, trnato grmovje in trave.
- Puščave. Na žalost več kot 30 % zemljišča zavzemajo območja, ki sploh niso ugodna za bivanje živih organizmov. Območja puščav najdemo vzdolžpo vsej Afriki in Avstraliji, v Južni Ameriki, pa tudi na jugu, jugozahodu in v središču Evrazije. Flora in favna teh regij je precej redka.
- Savane. Ta biom je odprt prostor, ki je v celoti pokrit s travo in posameznimi drevesi. Kljub dejstvu, da so to precej slaba tla, je favna tega območja presenetljiva s svojo raznolikostjo. Savane so značilne za Afriko, Južno Ameriko in Avstralijo.
- Bodeči (tropski) gozdovi. To območje odlikujejo bizarne oblike trnatih grmov in stoletnih dreves - baobabi. Zaradi neenakomerne porazdelitve padavin je vegetacija tega bioma precej redka. Tropske gozdove je mogoče najti v jugozahodni Aziji in Afriki.
Tropski gozdovi. To je najbolj vlažno območje našega planeta. Vegetacija tega bioma je presenetljiva po svojem obsegu in raznolikosti. Širokolistni deževni gozdovi se nahajajo v porečjih velikih polnovodnih rek, kot so Amazonka, Orinoko, Niger, Zambezi, Kongo. Pokrivajo tudi polotoke in arhipelage jugovzhodne Azije
Osnovne funkcije žive školjke v naravi
Čas je, da razmislimo o glavnih funkcijah biosfere in njihovih značilnostih:
- Energija. To funkcijo izvajajo rastline, ki sodelujejo v procesu fotosinteze. Z akumuliranjem sončne energije jo bodisi razporedijo med druge komponente žive lupine ali pa jo kopičijo v odmrlih organskih delcih. Tako se pojavijo gorljivi minerali (premog, šota, nafta).
- Plin. Živi organizmi so vključeni v tekočo izmenjavo plinov.
- Koncentracija. Nekatere življenjske oblike imajo sposobnost selektivnega kopičenja biogenih elementov iz zunanjega okolja. Kasneje lahko služijo kot vir teh snovi.
- Destruktivno. Živi organizmi nenehno vplivajo na okolje, razgrajujejo in obdelujejo njegovo površino. Tako nastane inertna in bioinertna snov.
- Ustvarja okolje. Biosfera vzdržuje ravnovesje ugodnih in neugodnih okoljskih razmer, ki so nujne za polno življenje organizmov.
Lastnosti biosfere
Ker je živa lupina zelo zapleten sistem, značilnosti biosfere ne morejo brez osnovnih lastnosti, ki določajo njeno specifičnost:
- Centralizacija. Vsi procesi v živi lupini so koncentrirani okoli živih organizmov, zavzemajo osrednje mesto v nauku o biosferi.
- Odprtost. Biosfera lahko obstaja samo zaradi energije od zunaj, v tem primeru gre za sončno aktivnost.
- Samonastavitev. Biosfera je "holističen organizem", ki ima tako kot živo bitje sposobnost homeostaze.
- Različica. Na zemlji živi ogromno živali, rastlin, mikroorganizmov in gliv.
- Zagotavljanje kroženja snovi. Zaradi živih organizmov se izvaja fotosinteza in kroženje snovi. V značilnostih biosfere ta dva procesa zasedata eno glavnih mest.
Evolucija in zgodovinarazvoj žive lupine Zemlje
Če označujemo biosfero z vidika evolucije, lahko rečemo, da je to edina lupina, ki se nenehno razvija in izboljšuje. Gre za živo snov, ki se nenehno razvija. Anorganski del žive lupine nima sposobnosti razvoja. Če govorimo o značilnostih biosfere v prihodnosti, potem je vse nekoliko bolj zapleteno. Lupina postaja vse bolj nestabilna in nadaljnji razvoj dogodkov je zelo težko napovedati.
Umetna biosfera
Človek ne more obstajati zunaj žive lupine, zelo težko je reproducirati vse, kar nam lahko da. Značilnosti biosfere so tako edinstvene, da človeštvo še vedno ne more v celoti poustvariti svojih razmer v umetnem okolju. Vendar znanost ne miruje in morda bodo znanstveniki v prihodnosti dosegli nekaj uspeha v tej smeri.
