Глава 2. Биосфера Земли

§ 1. Общее понятие о биосфере

Биосфера — особая земная оболочка, в которой сосредо­точена жизнь. Учение о биосфере разработал наш соотечествен­ник, академик В. И. Вернадский.

Все живое вещество нашей планеты составляет биосферу. Это единственная оболочка Земли, куда проникает солнечная энер­гия, главным источником которой является Солнце. Границы биосферы определяются наличием условий, в которых возможна жизнь. Она охватывает верхнюю часть твердой оболочки Земли (на глубине свыше 2—3 км обнаружены микроорганизмы), всю гидросферу (живые организмы обитают на глубине около 11 км), нижние слои атмосферы (микроорганизмы встречаются на вы­соте до 20 км). Живое вещество представляет мощный глобаль­ный фактор, преобразующий всю земную поверхность, водную оболочку и атмосферу.

Живое вещество — это совокупность всех живых организ­мов. Как ни различны отдельные его представители (живот­ные, растения), все они обладают общими свойствами, которые дают основание считать их живыми. Этим они коренным образом отличаются от тел неживой природы (горные породы, минералы).

Живые тела — это открытые саморегулирующиеся и само­воспроизводящиеся системы. Организм как открытая система существует благодаря обмену веществ и энергии с окружающей средой. Обмен веществ выражается в непрерывно идущих про­цессах созидания и разрушения, т. е. ассимиляции и диссими­ляции. Организм усваивает из окружающей среды вещества и превращает их в собственное тело. В состав живого вещества входит много химических элементов, из которых главными и обязательными являются углерод, водород, кислород, азот, фос­фор, сера и т. д. Из обмена веществ с окружающей средой вытекают и другие основные свойства жизни — питание, дыха­ние, движение, рост, развитие, размножение, выделение, раз­дражимость, приспособляемость и т. д.

Способность к саморегуляции процессов жизнедеятельности позволяет организму сохранять свои свойства в условиях постоянно изменяющейся среды. Живой организм способен противо­стоять действию внешних физических сил.

Живой организм способен к самовоспроизведению клеток и целых организмов. Преемственность жизни происходит благо­даря наследственности, передающей и закрепляющей у потомков признаки родительских организмов. Движущим фактором исто­рического развития живой природы является естественный отбор наиболее приспособленных организмов. В многообразии живого мира обнаруживается единство их строения: в основе почти всех организмов лежит основная биологическая структурная едини­ца — клетка. Единство живого мира представлено и в химичес­ком составе, основу которого составляют белки и нуклеиновые кислоты.

Общая картина окружающей нас природы представляет собой не беспорядочное сочетание различных живых существ, а доста­точно устойчивую и организованную систему, в которой каждый организм занимает определенное место и тесно связан со средой обитания, вне которой он не может существовать.

Живая и неживая природа находятся в постоянном взаимодействии благодаря бесконечному круговороту веществ в природе. Из неживой природы химические элементы переходят в живые организмы, из одного организма в другой, затем снова возвращаются в неживую природу. В природе имеют место геологический (большой) круговорот веществ между океаном и сушей и биологический (малый) круговорот веществ между почвой и живыми организмами. Биологический круговорот состоит из нескольких циклов. В первом цикле благодаря деятельности микроорганизмов в почве образуются минеральные вещества. Во втором цикле эти минеральные вещества, растворенные в воде, усваиваются растениями, которые создают органические вещества в процессе фотосинтеза. В третьем - животные питаются этими органическими веществами. В четвертом — происходит отмирание растений и животных, органическое вещество которых поступает в почву, где под воздействием микроорганизмов подвергается глубокому преобразованию. Продукты распада живых организмов снова поступают в биологический круговорот. Центральное звено в биосфере образуют растения. Зеленый океан, являясь поставщиком кислорода, поддерживает постоянный газовый состав атмосферы. Растения, используя солнечную радиацию, углекислый газ и воду, создают органические вещества. Животные получают готовые органические веще­ства из растений, питаясь ими. Таким образом, зеленые растения благодаря фотосинтезу поставляют первичную биопродукцию — кислород и тем самым являются первоисточником существова­ния и развития жизни на Земле.

Бактерии, грибы, простейшие разрушают мертвых животных и растения, разлагают органические вещества, превращая их в минеральные соединения, в свою очередь потребляемые расте­ниями. Так замыкается цикл биологического круговорота ве­ществ — циркуляция веществ между почвой, растениями, жи­вотными и микроорганизмами.

Биологический круговорот — основа существования биосферы. Все живые организмы выполняют в биосфере определенную роль.

Биосфера, служащая средой жизни для всех существ нашей планеты, развивалась в течение миллиардов лет в результате взаимного приспособления и эволюции растительных и живот­ных организмов.

Вопросы. 1. Что такое биосфера? 2. В чем сущность един­ства и многообразия живого мира?