Материал: Рындевич. Основы экологии

146 

Раздел

 5 

ЭКОЛОГИЯ

БИОСФЕРЫ

  

5.1 

Биосфера

и

ее

строение

  

5.1.1 

Понятие

биосферы

, 

ее

состав

и

строение

Термин

  «

биосфера

», 

как

  «

область

жизни

», 

впервые

употребил

французский

биолог

Жан

-

Батист

Ламарк

в

начале

 XIX

в

. 

В

геоло

-

гию

это

понятие

впервые

ввел

австрийский

ученый

Э

. 

Зюсс

в

1875 

г

. 

Он

понимал

ее

как

тонкую

пленку

жизни

на

поверхности

планеты

, 

которая

определяет

так

называемый

 «

лик

земли

».   

В

 XX 

в

. 

понятие

 «

биосфера

» 

получает

совершенно

новое

пони

-

мание

и

рассматривается

как

планетарное

явление

. 

Это

связано

с

возникновением

учения

о

биосфере

, 

автором

которого

является

Владимир

Иванович

Вернадский

. 

В

. 

И

. 

Вернадский

назвал

биосферой

ту

оболочку

Земли

, 

в

форми

-

ровании

которой

живые

организмы

играли

и

играют

основную

роль

.  

«

Жизнь

захватывает

значительную

часть

атомов

, 

составляющих

материю

земной

поверхности

, — 

писал

Вернадский

. — 

Под

ее

влия

-

нием

эти

атомы

находятся

в

непрерывном

интенсивном

движении

. 

Из

них

все

время

создаются

миллионы

разнообразнейших

соедине

-

ний

. 

И

этот

процесс

длится

без

перерыва

десятки

миллионов

лет

, 

от

древнейших

археозойских

эр

до

нашего

времени

. 

На

земной

поверх

-

ности

нет

химической

силы

, 

более

постоянно

действующей

, 

а

по

-

тому

и

более

могущественной

по

своим

конечным

последствиям

, 

чем

живые

организмы

, 

взятые

в

целом

» (

курсив

наш

. — 

С

. 

Р

.

) [16].  

На

первый

взгляд

, 

ни

один

организм

не

может

сравниться

с

мо

-

гучими

геологическими

факторами

неживой

природы

 (

землетрясе

-

ние

, 

вулканическая

активность

, 

смерч

, 

наводнение

и

т

. 

п

.). 

Но

в

историческом

аспекте

данные

факторы

действуют

значительно

меньший

временной

промежуток

, 

чем

живые

организмы

. 

Именно

постоянством

воздействия

объясняется

мощное

влияние

живых

организмов

и

на

химический

состав

, 

и

на

климат

, 

и

на

физические

параметры

поверхности

нашей

планеты

. 

Живые

организмы

обла

-

Ре

по

зи

то

ри

й

Ба

рГ

У

147

дают

способностью

не

только

приспосабливаться

к

внешним

усло

-

виям

среды

, 

но

и

приспосабливать

, 

изменять

эти

условия

в

ходе

своей

жизни

под

свои

потребности

. 

Это

утверждение

касается

не

только

человека

, 

а

всех

организмов

, 

начиная

от

бактерий

и

закан

-

чивая

млекопитающими

. 

В

ходе

постоянной

деятельности

живых

организмов

изменялся

и

изменяется

лик

Земли

. 

Так

, 

благодаря

жи

-

вым

организмам

стал

другим

состав

атмосферы

  (

она

насытилась

кислородом

), 

на

планете

появилась

и

существует

почва

. 

Организмы

активно

влияют

на

химический

состав

всех

сред

жизни

в

биосфере

, 

на

климат

 (

это

в

особенности

касается

человека

) 

и

т

. 

п

.  

Вернадский

понимал

под

биосферой

все

части

земной

коры

, 

ко

-

торые

подвергались

в

течение

геологической

истории

влиянию

ор

-

ганизмов

. 

Некоторые

ученые

вкладывают

в

это

понятие

несколько

иной

смысл

, 

сужая

представление

о

биосфере

и

рассматривая

ее

лишь

как

ту

часть

поверхности

Земли

, 

которая

находится

под

влиянием

деятельности

живых

организмов

в

настоящее

время

. 

Од

-

нако

это

неверная

точка

зрения

, 

поскольку

состав

, 

структура

и

энергетика

современной

биосферы

в

существенных

чертах

обу

-

словлены

не

только

настоящей

, 

но

и

прошлой

деятельностью

жи

-

вых

организмов

 [16].  

Биосфера

— 

живая

оболочка

Земли

, 

включающая

верхнюю

часть

литосферы

, 

всю

гидросферу

, 

нижнюю

часть

атмосферы

, 

в

формировании

которой

живые

организмы

играли

и

играют

основ

-

ную

роль

, 

представляет

собой

совокупность

всех

экосистем

планеты

.  

Биосфера

является

областью

существования

живого

вещества

В

. 

И

. 

Вернадский

выделил

в

ней

три

главных

компонента

:  



живые

организмы

 (

вся

их

совокупность

, 

так

называемое

жи

-

вое

вещество

);  



минеральные

вещества

, 

включенные

живым

веществом

в

биогенный

круговорот

;  



продукты

деятельности

живого

вещества

, 

временно

не

участ

-

вующие

в

биогенном

круговороте

.  

Таким

образом

, 

биосфера

состоит

из

компонентов

живой

  (

жи

-

вые

организмы

) 

и

неживой

 (

верхняя

часть

литосферы

, 

гидросфера

, 

нижняя

часть

атмосферы

) 

природы

. 

Элементарной

единицей

био

-

сферы

выступает

экосистема

.  

Обозначения

границ

биосферы

, 

как

глобальной

экосистемы

, 

в

разных

литературных

источниках

иногда

значительно

разнятся

. 

Ре

по

зи

то

ри

й

Ба

рГ

У

148 

Большинство

ученых

сходятся

во

мнении

, 

что

верхним

пределом

биосферы

является

озоновый

экран

Земли

, 

т

. 

е

. 

биосфера

простира

-

ется

на

высоту

 22—25 

км

. 

На

этой

высоте

еще

были

отмечены

спо

-

ры

грибов

и

бактерий

. 

Гидросфера

заселена

организмами

полно

-

стью

. 

Нижним

пределом

биосферы

принято

считать

в

гидросфере

дно

океана

, 

а

именно

самую

глубокую

его

точку

 — 11 045 

м

, 

а

в

литосфере

 — 

верхнюю

ее

часть

, 

ограничиваемую

изотермой

 100°

С

(

на

глубине

 5 000—6 000 

м

, 

где

еще

встречаются

следы

жизнедея

-

тельности

организмов

).  

 
 

5.1.2 

Основные

среды

жизни

в

биосфере

Основными

средами

жизни

в

биосфере

выступают

литосфера

, 

гидросфера

и

наземно

-

воздушная

среда

 (

атмосфера

).  

Кроме

того

, 

в

качестве

среды

жизни

рассматривают

и

живых

организмов

. 

Использование

живых

организмов

как

среды

обитания

широко

распространено

в

природе

и

базируется

на

явлениях

пара

-

зитизма

, 

квартиранства

и

симбиоза

.  

Основные

среды

жизни

отличаются

масштабностью

и

косвенно

вы

-

ступают

средами

обитания

организмов

, 

являющихся

симбионтами

, 

квартирантами

или

паразитами

других

видов

. 

Так

, 

ленточные

черви

 — 

внутренние

паразиты

рыб

 — 

не

смогут

существовать

вне

гидросферы

, 

хотя

непосредственно

не

контактируют

с

ней

, 

так

как

отсутствие

воды

приведет

к

гибели

рыбы

 — 

их

непосредственной

среды

обитания

.  

В

каждой

из

сред

жизни

имеются

свои

специфические

обитате

-

ли

 — 

монобионты

, 

т

. 

е

. 

организмы

, 

обитающие

в

одной

среде

жиз

-

ни

. 

К

таким

видам

относятся

, 

например

, 

рыбы

, 

обитающие

только

в

воде

или

дождевые

черви

, 

практические

не

покидающие

верхний

плодородный

слой

литосферы

. 

Но

есть

организмы

, 

которые

на

раз

-

ных

стадиях

развития

обитают

в

двух

(

дибионты

)

и

даже

в

трех

(

полибионты

)

средах

. 

Так

, 

водные

жуки

водолюбы

 (Hydrophilidae), 

плавунцы

 (Dytiscidae) (

рис

. 5.1.1) 

и

другие

на

стадии

яйца

и

личин

-

ки

живут

в

воде

, 

окукливаются

обычно

в

грунте

. 

Взрослые

жуки

основное

время

жизни

проводят

в

толще

или

на

поверхности

воды

, 

но

могут

хорошо

летать

, 

передвигаться

довольно

быстро

по

по

-

верхности

земли

и

даже

в

почве

. 

Они

могут

зарываться

в

землю

для

пережидания

неблагоприятных

условий

 (

засуха

, 

зима

).  

Ре

по

зи

то

ри

й

Ба

рГ

У

149

1

 — 

плавунец

-

полоскун

Acilius

; 

2

 — 

плавунец

 Dytiscus

; 

3 

— 

большой

  

водолюб

Hydrophilus aterrimus 

Рисунок

 5.1.1 — 

Личинки

водных

жуков

Многие

организмы

существуют

одновременно

в

двух

и

даже

трех

средах

: 

наземные

растения

 — 

воздух

и

почва

, 

прибрежные

макрофиты

 (

частуха

, 

рогоз

, 

аир

) — 

воздух

, 

вода

и

грунт

.  

Литосфера

 — 

твердая

оболочка

Земли

. 

Толщина

этой

оболоч

-

ки

составляет

около

 200 

км

, 

включает

в

себя

земную

кору

и

верх

-

нюю

часть

мантии

. 

Толщина

земной

коры

различна

на

разных

уча

-

стках

. 

Так

, 

в

районе

континентальных

плит

она

составляет

до

  

35—40 

км

, 

в

некоторых

горных

регионах

 — 

до

 70 

км

, 

а

в

районе

океанических

впадин

 — 

всего

 3—5 

км

. 

Жизнь

в

литосфере

скон

-

центрирована

в

поверхностном

слое

земной

коры

. 

Живые

организ

-

мы

могут

жить

и

в

песчаном

, 

и

в

каменистом

грунте

, 

но

наиболее

благоприятной

средой

является

почва

.  

Почва

обладает

целым

рядом

физических

, 

химических

и

биологиче

-

ских

особенностей

. 

Она

характеризуется

плотностью

и

представляет

трех

-

1 

2 

3 

Ре

по

зи

то

ри

й

Ба

рГ

У

150 

фазную

систему

. 

Твердая

фаза

состоит

из

различных

по

величине

твердых

частиц

. 

Жидкая

фаза

представлена

почвенной

влагой

, 

а

газообразная

 — 

почвенным

воздухом

. 

В

целом

для

почвы

свойственна

рыхлая

структура

, 

определенная

водопроницаемость

и

аэрируемость

.   

Большую

роль

в

формировании

почвы

играет

рельеф

. 

В

преде

-

лах

почвенных

зон

  (

тундровые

почвы

, 

подзолистые

почвы

лесной

зоны

, 

каштановые

почвы

типчаково

-

полынных

степей

и

т

. 

п

.) 

фор

-

мируются

специфичные

группировки

организмов

, 

приуроченных

к

определенному

типу

почв

.  

Свойства

почвы

во

многом

зависят

не

только

от

климатических

факторов

, 

но

и

от

жизнедеятельности

почвенных

организмов

, 

которые

механически

перемешивают

ее

, 

влияют

на

физическую

структуру

и

аэрацию

, 

изменяют

или

поддерживают

химический

состав

почвы

, 

адаптируя

среду

обитания

под

необходимые

для

себя

экологические

требования

. 

При

участии

организмов

в

почве

происходит

постоянный

круговорот

веществ

и

миграция

энергии

.  

Биологические

особенности

почвы

обусловлены

тесной

связью

с

жизнедеятельностью

организмов

. 

Эта

субстанция

появилась

только

благодаря

деятельности

микроорганизмов

, 

грибов

, 

растений

и

животных

. 

Неудивительно

, 

что

она

достаточно

плотно

заселена

. 

Ее

верхние

слои

содержат

массу

корней

растений

. 

В

процессе

роста

, 

отмирания

и

разложения

они

разрыхляют

почву

и

формируют

ее

структуру

, 

а

вместе

с

тем

и

условия

для

жизни

других

организмов

. 

Почвенные

животные

перемешивают

почвенную

массу

, 

прокладывая

в

ней

ходы

, 

потребляют

растительную

пищу

и

мертвую

органику

, 

а

после

смерти

становятся

источником

органического

вещества

для

грибов

и

микроорганизмов

.   

Организмы

, 

обитающие

в

почве

, 

вынуждены

преодолевать

ряд

трудностей

, 

вызванных

свойствами

данной

среды

обитания

, 

в

част

-

ности

сильное

механическое

сопротивление

ее

твердой

фазы

. 

Они

существуют

в

темноте

, 

за

исключением

самого

поверхностного

слоя

. 

Кроме

того

, 

обитатели

почвы

испытывают

недостаток

возду

-

ха

, 

некоторые

колебания

температуры

, 

влияние

солей

почвенных

растворов

и

воздействие

других

экологических

факторов

.  

Организмы

, 

которые

являются

постоянными

обитателями

грун

-

та

, 

в

том

числе

и

почвы

, 

называются

геобионтами

. 

Весь

цикл

их

развития

протекает

в

литосфере

. 

К

ним

относятся

дождевые

черви

(Lumbricidae), 

многие

первичнобескрылые

насекомые

 (Apterygota). 

Ре

по

зи

то

ри

й

Ба

рГ

У