В чем заключается главная функция биосферы

Вопрос 1. В чем заключается главная функция биосферы?
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, зеленые растения за счет энергии Солнца создают органическое вещество, которое другими живыми существами (гетеротрофами-потребителями и деструкторами) разрушается, с тем чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов.

Вопрос 2. Расскажите о круговороте воды в природе.
Важная роль в глобальном круговороте веществ принадлежит циркуляции воды между океаном, атмосферой и верхними слоями литосферы. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на многие километры. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делая их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в океаны и моря. Подсчитано, что с поверхности Земли за 1 мин испаряется около 1 млрд. т воды (на образование 1 г водяного пара затрачивается 2,248 кДж). Энергия, затрачиваемая на испарение воды, возвращается в атмосферу (рис. 4.). Циркуляция воды между мировым океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле и основное условие взаимодействия растений и животных с неживой природой. Благодаря этому процессу происходит постепенное разрушение литосферы, перенос ее компонентов в глубины морей и океанов.

Рис. 4. Круговорот воды в биосфере

Рис. 5. Круговорот углерода в биосфере

Таким образом, замыкается круговорот азота, и запасы этого важнейшего биогенного элемента в живых системах не истощаются (Рис.6.).

Рис. 6. Круговорот азота в биосфере

Вопрос 6. Какую роль играют микроорганизмы в круговороте серы?
Сера попадает в почву в результате естественного разложения некоторых горных пород (серный колчедан FeS₂, медный колчедан CuFeS₂), а также как продукт разложения органических веществ (главным образом растительного происхождения). Через корневые системы сера поступает в растения, в организме которых синтезируются содержащие этот элемент аминокислоты цистин, цистеин, метионин. В организме животных сера содержится в очень малых количествах и попадает в них с кормом.
Сера из органических соединений попадает в почву благодаря разложению мертвых органических остатков микроорганизмами. В этом процессе органическая сера может быть восстановлена в S8 и минеральную серу или же окислена в сульфаты, которые поглощаются корнями растений, т.е. вновь вступают в круговорот. В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.

Вопрос 7. Как деятельность человека влияет на круговорот серы, фосфора?
Процесс естественного круговорота фосфора в современных условиях интенсифицируется применением в сельском хозяйстве фосфорных удобрений, источником которых служат залежи минеральных фосфатов.В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.
В результате деятельности человека биогенная миграция атомов резко ускоряется. При этом в одних местах возникает недостаток, а в других — избыток каких-то веществ. Примером служит повышенный выброс сернистого газа SО₂ в атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях медеплавильных заводов избыток SO₂ в воздухе вызывает гибель растительности вследствие нарушений процессов фотосинтеза. В процессах круговорота фосфора около 60 тыс. тонн фосфора возвращается ежегодно на сушу в связи с выловом рыбы в океане. Для изготовления фосфорных удобрений ежегодно добывают 1—2 млн тонн фосфорсодержащих пород.

Источник

в чем заключается главная функция биосферы?

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.

Биосфера, по Вернадскому, — это целостная биогеохимическая оболочка нашей планеты, развивающаяся по своим внутренним законам. Главным фактором, основной геологической силой, формирующей биосферу и ее системы, выступает живое вещество, осуществляющее многообразные геохимические и планетарно-космические функции. Сущность нового подхода к построению научной картины мира Вернадский сформулировал в двух фундаментальных обобщениях.

В первом из них (1917) говорится о сосуществовании в науке «двух синтезов Космоса» — физического и «натуралистического» (биосферного, по современной технологии) типов мировоззрения или научных картин мира. В физической картине мира живое практически не принимается во внимание или рассматривается как более сложное проявление физико-химических закономерностей. В биосферной же картине мира живое вещество понимается как основополагающая планетарно-космическая сила, способствующая организованности природных процессов.

Второе обобщение, сформулированное Вернадским в ходе разработки учения о ноосфере, указывает на существование трех раздельных пластов реальности: 1) космических просторов, 2) атомных явлений и 3) жизни человека, природных явлений ноосферы и нашей планеты, взятой как целое. Эти 3 пласта резко отличны по свойствам пространства-времени. Они проникают друг в друга, но вместе с тем отграничиваются друг от друга в содержании и методике изучаемых в них явлений. Вернадский показал, что развиваемые им понятия биосферы и ноосферы являются главным связующим звеном в построении многоплановой, многопластовой картины мира.

Однако в научной картине мира Вернадского отсутствует идея Бога, более того, ученый считал, что наука выше веры. Наивный и близорукий в реальной политике, Вернадский подпал под влияние масонской идеологии и даже вступил в масонскую ложу и кадетскую партию, хотя участия в их деятельности почти не принимал.

Источник

Биосфера. Биотический круговорот элементов

Вопрос 1.
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

Вопрос 2.
Под действием энергии Солнца вода испаряется с поверхности водоемов и воздушными течениями переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород и делает составляющие их минералы доступными для растений, микроорганизмов и животных. Она размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими и неорганическими частицами в моря и океаны. Циркуляция воды между океаном и сушей — важнейшее звено в поддержании жизни на Земле.
Растения участвуют в круговороте воды двояким способом: извлекают ее из почвы и испаряют в атмосферу; часть воды в клетках растений расщепляется в процессе фотосинтеза. При этом водород фиксируется в виде органических соединений, а кислород поступает в атмосферу. Животные потребляют воду для поддержания осмотического и солевого равновесия в организме и выделяют ее во внешнюю среду вместе с продуктами обмена веществ.

Вопрос 3.
Углекислый газ ассимилируется зелеными растениями и бактериями-фотосинтетиками и включается в состав органических веществ.

Вопрос 4.
Углерод возвращается в атмосферу:
1) в виде СО₂ в ходе процессов дыхания живых организмов;
2) при окислении (разложении) органических веществ, конечными продуктами которого являются СО₂ и вода;
3) при растворении известняков.

Таким же образом может происходить окисление аммиака нитрифицирующими бактериями, получающими энергию за счет окисления неорганического вещества, т.е. используя хемотрофный путь питания. Обратный процесс превращения связанного азота в инертный называется денитрификацией. Он происходит в бескислородных условиях под действием денитрифицирующих бактерий, использующих в качестве окислителя вместо кислорода нитрат-ион:

Эти бактерии активны в почвах, богатых азотом и углеродом. Благодаря их деятельности ежегодно с 1 га почвы улетучивается до 50—60 кг азота.
Таким образом замыкается круговорот азота, что позволяет запасам этого важнейшего биогенного элемента в живых системах не истощаться.
Азот может выключаться из круговорота путем аккумуляции в глубоководных осадках океана. В известной мере это компенсируется выделением молекулярного N₂ в составе вулканических газов.

Вопрос 6.
Сера входит в состав белков и также представляет собой жизненно важный элемент. В виде соединений с металлами — сульфидов — она залегает в виде руд на суше и входит в состав глубоководных отложений. В доступную для усвоения растворимую форму эти соединения переводятся хемосинтезирующими бактериями, способными получать энергию путем окисления восстановленных соединений серы. В результате образуются сульфаты, которые используются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовлекаются в круговорот другой группой микроорганизмов, восстанавливающих сульфаты до сероводорода (рис. 5), который поднимается вверх и окисляется аэробными бактериями до сульфатов. В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.

Рис. 5. Круговорот серы

Источник

Биосфера

Запомните, что наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред (к примеру, на границе литосферы и атмосферы).

Границы биосферы

Выше «озонового экрана» существование жизни в привычном для нас виде невозможно, так как губительное УФ (ультрафиолетовое) излучение уничтожает все живое. Возникновению жизни в недрах Земли препятствует высокая температура, оказывающая разрушительное воздействие.

Вещество биосферы

Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.

Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.

Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.

Функции живого вещества

Деятельность живых организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы. В ходе дыхания животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а растения в ходе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бактерии хемотрофы также выделяют в атмосферу некоторые газы, полученные окислением сероводорода, азота.

Я никогда не перестану восхищаться этой функцией живого вещества. Вы только вдумайтесь: на одной и той же почве, рядом друг с другом, растут совершенно разные растения по форме, размеру и окраске плодов, цветков! Каждый раз задумываешься: как это возможно?

Живые организмы способны окислять и восстанавливать различные химические вещества. На реакциях окисления и восстановления основан метаболизм (обмен веществ) любого живого существа, подобные реакции протекают постоянно в ходе фотосинтеза, энергетического обмена.

Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.

При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.

Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.

Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство всего живого.

Ноосфера

К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: «Пока не потеряешь, не осознаешь ценность». Неужели растения должны исчезнуть с лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного величия может сильно пострадать.

Круговорот веществ

Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек «вернул их в строй» вместе с выхлопными газами.

Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности микроорганизмов, бактерий и водорослей.

Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Понятие биосферы: определение, границы, свойства и основные функции

Что собой представляет биосфера, и какие функции биосферы можно выделить?

Понятие биосферы

Для начала пройдемся кратко по биосфере и ее появлении.

Формирование Земли происходило около 5-7 млрд лет назад. Изначально она представляла собой безжизненный объект, который появился из газопылевой туманности. Вещество Земли разогрелось и расплавилось в результате воздействия на него распада радиоактивных элементов. Постепенно остывая, «смесь» разделилась на отдельные оболочки. Так появились:

Химический их состав отличался от того, что мы имеем сейчас.

Возникновение жизни на нашей планете приблизительно произошло 3,5 млрд лет назад. Как происходило это возникновение ученые спорят и сегодня. За период с момента возникновения и до сегодня Землю стали населять разнообразные формы и виды живых организмов. Аналогично с указанными выше оболочками, новое образование стали называть биосферой.

Определение биосферы

Прежде чем перейти к свойствам биосферы, функциям и границам биосферы, приведем определение биосферы.

Биосфера — часть географической оболочки Земли, которую населяют живые организмы.

В 1875 году Э. Зюсс первым использовал термин «биосфера». После него В. И. Вернадский сформулировал учение о биосфере как особой части Земли и области, в которой распространяются живые организмы.

Границы биосферы

Вернадский считал, что ближе всего к пониманию биосферы был близок французский ученый Ж.-Б. Ламарк.

Биосфера не создает отдельной сплошной оболочки, чем отличается от других оболочек планеты Земля: литосферы, атмосферы и гидросферы. Под биосферой понимают совокупность всех биогеоценозов Земли, единую экосистему, принадлежащую к высшему порядку.

Границы биосферы — границы, до которых распространяются живые организмы.

Неудивительно, что многие считают, что биосфера распространяется почти на всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы.

Очевидно, что четкие границы определить довольно сложно. К примеру, отдельные группы бактерий можно обнаружить в толще литосферы — на глубине около 4 км. Проникнуть глубже живые организмы не могут: этому мешает высокая температура (свыше 100 градусов по Цельсию) горных пород и подземных вод на большой глубине.

Живые организмы не могут беспрепятственно распространяться: в этом они ограничены озоновым экраном. Именно он является защитой всего живого от воздействия космического излучения, в частности — ультрафиолетовых лучей.

Споры бактерий и грибов были найдены на высоте в 22 км. При этом бактерии, обнаруженные на остатках метеоритов, подтверждают гипотезы ученых о том, что споры отдельных живых организмов на протяжении определенного времени могут выдерживать воздействие открытого космического пространства. По этой причине можно говорить лишь про условные границы биосферы.

Набольшая плотность организмов фиксируется в самых благоприятных и разнообразных условиях существования организмов — в местах стыков земных оболочек.

Свойства биосферы

Живые организмы в совокупности были названы академиком Вернадским живым веществом. К свойствам этого вещества он причислил:

Основные функции биосферы

В чем заключается главная функция биосферы?

Живое вещество биосферы характеризуется как минимум тремя важными функциями:

Моллюски, десятиногие раки и фораминиферы накапливают в своем организме соединения кальция и фосфора.

Бурые водоросли накапливают соединения йода.

Таким образом, биосфера, ее структура и функции играют важную роль в существовании живых организмов.

Источник