Реферати українською » Биология » Біосфера як система взаємодії живого і неживого


Реферат Біосфера як система взаємодії живого і неживого

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Запровадження

Біосфера грає ключову роль існуванні життя Землі. Завдяки взаємодії біотичної іабиотической частини, утворюється унікальне середовище – екосистема, у якій відбувається круговорот речовини, який би підтримку балансу біоценозів.

Людина є сам що з біосферою. Він може залишити цю оболонку, потребуючи постійному вступі енергії від усієї продукції, виробленої продуцентами екосистем, захисту від космічного випромінювання та придатному не для життя мікрокліматі. Тому життєво важливою завданням сучасного людства є збереження середовища їхнього життя може рівноваги (перехід від техносфери до ноосферу – розумно керованої сфері). Цілісне уявлення про механізм роботи складових біосферу компонентів дає розуміння важливості збереження кожного компонента, що особливо на часі зараз, коли нераціональне використання ресурсів біосфери порушує баланс, наводячи до необоротних процесів руйнації тонкої «оболонки життя».

Мета курсової роботи – показати й обгрунтувати твердження у тому, що біосфера є глобальноїекосистемой, що дозволить розуміння те, що біосфера, як і кожну систему існує поза рахуноквзаимополезного взаємодії її складових, і необачне видалення чи зміну будь-якого компонента тягне зміну інших, що мати негативні наслідки для біосфери, зокрема для людства.

Досягнення поставленої мети необхідні ряд завдань, яке у поетапному описі біосфери з місця погляду неї, як у екосистему:

- Показати значимість теми: вузький діапазон умов організмів, їх розповсюдження не більше біосфери.

- Історія вивчення біосфери, поява нових поглядів їхньому сутність.

- Розповісти про біосфері як системі взаємодії живої і неживого.

- Описати біосферу в розумінні системи взаємодії організмів: потоки енергії, трофічні зв'язку в біосфері.

- Зробити висновок з проведеного дослідження властивостей біосфери.


1.  Біосфера

Біосфера в сучасному розумінні – це оболонка Землі, яка містить живе речовина ту частинуабиотической середовища, у безперервному обміні з яким перебуваєбиовещество [2]. Під живим речовиною мається на увазі сукупність всіх організмів, які населяють Землю. Біосфера поширюється на нижню частина атмосфери, гідросферу і тонку верхню смугу літосфери і поверхню грунту. Проте, поділ тут щось умовно, оскільки окремі «острівці життя», зумовленітехногенезом, могли трапитися поза шару життя [2], наприклад, космічні кораблі, бурові свердловини.

1.1 Структурні рівні біосфери

У біосфері виділяють такі структурні рівні (рис. 1):

>Рис. 1. Структурні рівні біосфери

>Аеробиосфера.Расположена не більше атмосфери (газової оболонки планети). Речовина у атмосфері розподілено нерівномірно, що обумовлюється зменшенням щільності повітря з видаленням від поверхні. Зазвичай атмосферу ділять втричі великих сукупності верств:тропосферу (від поверхні до висоти 8–10 км), стратосферу (8–10 км до озонового шару) і іоносферу (вище озонового шару). У докладному розгляді, підрозділяється на >тропобиосферу (відповідає тропосфері – 8–10 км.), у якій зосереджено майже всіаеробионти (організми, постійно що у шарі повітря, нужденні у вологості і зважених частинках – аерозолях; переважно – бактерії), і >альтобиосферу (від 8–10 км. До озонового шару, після якого жорстке ультрафіолетове випромінювання передбачає існування життєвих форм.

- Нині іноді також виділяють >парабиосферу (вище озонового шару, куди деякі організми можуть випадково потрапляти, але з можуть нормально існувати), >апобиосферу (шар вище 60–80 км., куди живі організми будь-коли піднімаються, алебиовещество може заноситися на вельми незначних кількостях) і >артебиосферу [5] (космічний простір, у якому біологічні істоти існують створених людиною обмежених просторах, тобто. космічних супутниках, космічних станціях тощо.).

>Гидробиосфера. Водна оболонка планети, представлена океанами, морях, і наземними водами (гідросфера).Простирается від поверхні водойм до глибини 11 км. (>Марианская западина).Подразделяется на >марианобиосферу (чиокеанобиосферу), і >аквабиосферу, що у своє чергу деякими вченими [5] ділиться на >лимноаквабиосферу (біосфера озер; зокрема >галолимнобиосферу – біосферу солоних озер) і >реаквабиосферу (річки).

>Геобиосфера. Найбільш населена організмами оболонка [3], поширювана від поверхні грунту за українсько-словацьким кордоном з атмосферою ігидросферой до глибини кількох кілометрів (верхня частина літосфери).Геобиосфера підрозділяється на поверхневу частина – >террабиосферу, і підземну частина – >литобиосферу (див. рис. 2). Остання немає остаточно встановлених нижніх меж упорядкування і теоретично воно може поширюватися до 20–25 км., де внаслідок температур близько 450проЗ незалежно від тиску вода перетворюється на пар, роблячи існування будь-яких організмів неможливим [5]. Сьогодні глибини поширення мікроорганізмів, підтверджені досвідчено, становлять близько двох км [2].

>Рис. 2. Співвідношення верств біосфери з висотами їх поширення

1.2Абиотические компоненти біосфери

Доабиотическим (неживим, відсталим) компонентами належить речовина, у якого не брало участь живе речовина [9]: земна кора (крім найвищого шару – грунту, і навіть продуктівфоссилизации, тобто. поховання органічного речовини), мінерали і ті речовини, які у біосферу через її меж (космосу, глибин планети). Досить складно виділити абсолютно «чисте» відстале речовина, оскільки вплив живих організмів у біосфері відчувають усі неживі речовини. Тому, відстале речовина, утворене іперерабативаемое живими організмами, називається >биокосним [4] (наприклад: грунт, мул).

>Биогенное речовина – це хімічна речовина, створюване іперерабативаемое живим речовиною. Протягом органічної еволюції живі організми тисячоразово пропустили через свої органи, тканини, клітини, кров всю атмосферу, весь обсяг Світового океану, величезну масу мінеральних речовин (наприклад, так утворилися вугілля, нафту, мінеральні породи, кисень).

1.3 Живе речовина біосфери

Живе речовина, чи біомаса – сукупність всіх живих організмів Землі, талановитими в відтворення, поширенню на планеті, боротьбі їжу, воду, територію України й т.д. Живе речовина пов'язані з відсталим речовиною – атмосферою (рівня озонового екрана), цілком згодна згидросферой і літосферою, головним чином межах грунту, але лише.

Живе речовина біосфери неоднорідне й володіє трьома типами трофічних взаємодій:автотрофностью,гетеротрофностью,миксотрофностью.

>Трофические екологічні взаємодії сприяють перетворенню неорганічної (відсталого) речовини в органічне і зворотної перебудові органічних речовин, у мінеральні.

Живе речовина характеризується певні властивості: це велика вільна енергія; хімічні реакції, які у тисячі і навіть мільйони раз швидше, ніж у сусідніх речовинах планети; специфічні хімічні сполуки – білки, ферменти та інші сполуки, стійкі у складі живого; можливість довільного руху – зріст чи активне переміщення; прагнення заповнити навколо простір; різноманітні форми, розмірів, хімічних варіантів тощо., значно що перевищує багато контрасти в неживому, відсталому речовині.

Кількість живого речовини біосфери не більше окремо аналізованого геологічного періоду постійне. Відповідно до Законубиогенной міграції атомів [10], живе речовина виявляється енергетичним і хімічним посередником між Сонцем і поверхнею Землі.

1.4 Історія розвитку біосфери

Біосфера не розвивалася рівномірно протягом усього історії Землі. Найбільше її формування зовнішності планети можна помітити лише останні 600–700 млн. років, коли з заселенням материків різко зросла роль фотосинтезу [2], що призвело до багаторазовому збільшення частки кисню в древньої атмосфері.

У розвитку біосфери умовно можна виокремити декілька етапів, кожен із яких відзначений важливим прогресивним просуванням; які наприкінці призвели до утворення сучасного стану біосфери (рис. 3).

>Рис. 3. Основні етапи розвитку біосфери

>Хемогенез (хімічна еволюція). Більшість гіпотез про походження життя Землі припускають, що довго після формування придатної для виживання живих організмів температурної середовища, планета була неживої. Саме тоді їхньому поверхні, у атмосфері і океані під впливом короткохвильового сонячного вивчення відбувалося повільне абіогенний синтез органічних сполук (метан, водень, аміак, водяну пару), який привів до формування перших, найпримітивніших організмів [9]. Тривалість етапу оцінюється щонайменше ніж у 1 млрд. років.

>Биогенез. Ключовим чинником, який зумовив поява складних організмів з простих, стало насичення атмосфери киснем, котрий за збільшення концентрації у верхніх шарах атмосфери, під впливом ультрафіолетового проміння утворював газ озон, мав властивість затримувати короткохвильову радіацію, згубну для життєвих форм. На на початкових етапах біогенезу концентрація кисню становила трохи більше 0,1% від сучасного; зміна атмосфери почалося приблизно 2 млрд. років як розв'язано, коли з'явилися першіфотосинтезирующие організми (очевидно були синьо-зелені водорості – прокаріоти) [2]. А значне збільшення частки кисню почалося близько 1,5 млрд. років тому вони разом із появою хлорофілових клітин, поглинаючих вуглекислий на газ і які виділяють кисень у великих обсягах. Близько 600 млн. років як розв'язано відбулося один різкий збільшення частки кисню у атмосфері (з 3% від сучасного значення 700 млн. років як розв'язано до 50% – в крейдовому періоді 140 млн. років як розв'язано). Причиною цього став вихід і розселення по материках спочатку нижчих, потім вищихавтотрофов.

>Социогенез. Поява людини її розселення на планеті (1,5 – 3 млн. років як розв'язано).

>Техногенез. Біосфера сильно піддалася зміни [10] під час активного формування технічної оболонки – техногенних іприродно-технических комплексів (результатів виробничої діяльності), якої оточив себе людина. Початок етапу пов'язані з появою 10–15 тис. років тому я міських поселень.

>Ноогенез. Остання, вища стадія розвитку біосфери, пов'язана насамперед із перетворенням одностороннього використання природних ресурсів (притаманнотехногенеза) вразумно-управляемуюсоциально-природную систему (ноосферу). Її особливістю євзаимополезное взаємодія природи й людського співтовариства, де людська діяльність стає визначального чинника глобального розвитку, зокрема зовнішності оточуючої його середовища [4]. У цьому, оскільки людство може існувати лише у сприятливому не для життя шарі – біосфері, то основна мета побудови ноосфери є збереження того типу біосфери, що забезпечує виживання та розвитку людини її взаємодії з довкіллям. Термін вперше введено ще й описаний радянським ученим У. Вернадським.


2.  Вчення про біосфері

Сучасне розуміння терміна «біосфера» і виділення її, як області поширення живого речовини можливим завдяки трудамЖ.-Б. Ламарка, Еге.Зюсса, У. Вернадського та інших вчених, внаслідок чого біосфера стала центральним об'єктом вивчення нової науки – екології. Вивчення біосфери і планування її розвитку неспроможна відокремлюватися вивчення історії її становлення.

2.1 Історія вивчення біосфери

«Біосфера» як поняття, що відбиває сфера поширення живих організмів, вперше увів у свої роботи французький натуралістЖ.-Б.Ламарк (1802) [2]. Він підкреслював, що це речовини, що перебувають у поверхні земної кулі і що утворюють його кору, сформувалися завдяки діяльності живих організмів.

Факти й положення про біосфері накопичувалися поступово у зв'язку з розвитком ботаніки, ґрунтознавства, географії рослин i інших переважно біології, і навіть геологічних дисциплін. Однак те час швидке розшарування наук про природу призвела до того, термін не прижився. Лише через понад 70 відсотків років, в 1875 австрійський геолог Еге.Зюсс знову згадав цей термін. Спочатку під «біосферою» мовити лише сукупність живих організмів, які живуть планеті, хоча часом і вказувалося їх зв'язку з географічними, геологічними і космічними процесами, та заодно скоріш звертали увагу на залежність живої природи від зусиль і речовин неорганічної природи. Навіть автор сам термін «біосфера» Еге.Зюсс у своїй книжці «Лик Землі», опублікованій через тридцять років після введення терміна (1909 р.), не помічав зворотного впливу біосфери визначав її як «сукупність організмів, обмежену у просторі та у часі іобитающую лежить на поверхні Землі».

А третє і остаточне відновлення поняття став можливим завдяки радянському геологу В.І. Вернадського, хто у 20-х роках ХХ століття сучасне вчення про біосфері (1926).Должного уваги приділити науковому праці Вернадського спочатку надала був, тільки після Другий Світовий Війни наслідки радіоактивного та хімічного забруднення повітря, води та грунтів змусило учених повернутися до досліджень Вернадського.

2.2 Вчення Вернадського

Відповідно до поглядам Вернадського вся суть Землі, її ландшафти, атмосфера, хімічний склад вод, товща осадових порід зобов'язані своїм походженням живому речовини [10]. Життя – це з'єднувальної ланки між Космосом і Землею, яке використовуючи енергію, яка зі космосу, трансформує відстале речовина, утворює нові форми матеріального світу. Так, живі організми створили грунт, наповнили атмосферу киснем, залишили по собі кілометрові товщі осадових порід і паливні багатства надр, багаторазово пропустили через себе всю обсяг Світового океану. Вернадський не займався проблемою виникнення життя, розумів її як природний етап самоорганізації матерії у частині космосу, що призводить до виникнення нових форм її існування.

У структурі біосфери Вернадський виділяв сім видів речовини:

1. Живе.

2.Биогенное (що виник з живого чи піддане переробці).

3.Косное (>абиотическое, освічене поза життя).

4.Биокосное (що виник з кінця живої і неживого; добиокосному, по Вернадського, належить грунт).

5. Речовина на стадії радіоактивного розпаду.

6. Розсіяні атоми.

7. Речовина космічного походження.

Вернадський схилявся гіпотезипанспермии [10] (занесення життя на Землю з космосу). Методи і кристалографії Вернадський поширював на речовина живих організмів. Він вважає, що живе речовина розвивається у реальному просторі, яке має певній структурою, симетрією ідисимметрией. Будова речовини відповідає якомусь простору, які розмаїтість свідчить про розмаїтті просторів. Отже, живе і відстале що неспроможні мати загальне походження, вони тривають із різних просторів, споконвіку що є поруч, у Космосі. Певний час Вернадський пов'язував особливості простору живого речовини з його ймовірнимнеевклидовим характером, але з незрозумілим причин відмовився від цього трактування і став пояснювати простір живого як єдність простору-часу.

Важливим етапом необоротною еволюції біосфери Вернадський вважав її перехід у стадіюноосфери[1].


3.  Біосфера як глобальна екосистема

3.1 Поняття «екосистема»

>Экосистема – система, що складається з співтовариства живих організмів (біоценоз), середовища їхнього життя (>биотоп), системи зв'язків, здійснює обмін речовиною і енергією з-поміж них [2].

Суттєвою рисою екосистеми служить наявність щодо замкнутих, стабільних у просторі і часу потоків речовини і між біотичної іабиотической частинами екосистеми [6], тому кожна система взаємовідносин, природна чи штучна, може називатисяекосистемой.

3.2 Класифікація екосистем

Оскільки екосистеми є складними системами, їх класифікують з кількох ознаками.

За розміром виділяють:

>Микроекосистеми. Екосистеми найнижчого рангу, за величиною подібні до невеликими компонентами середовища: невеличкий водойму, який гниє стовбур який упав дерева тощо.

>Мезоекосистеми. Прикладами можуть бути ліс, ріка тощо.

>Макроекосистеми. Мають дуже великий поширення (не більше морів, океанів, материків), наприклад, гори Анд, материк Австралія.

Глобальну екосистему, що є

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація