Kita semua adalah sebahagian daripada cangkerang hidup - biosfera. Ini adalah ekosistem unik bukan sahaja planet kita, tetapi galaksi secara keseluruhan. Sudah tentu, kajian baru-baru ini telah mengesahkan bahawa organik telah ditemui di Marikh dan pada pelbagai asteroid, tetapi pelbagai bentuk hidupan adalah unik untuk Bumi. Jika anda sudah bersedia untuk mengembangkan sedikit pandangan anda dan melangkaui kurikulum sekolah, sudah tiba masanya untuk bercakap dengan lebih terperinci tentang ciri-ciri biosfera, struktur dan fungsi utamanya.
Konsep biosfera dan intipatinya
Biosfera ialah cangkang bersyarat Bumi yang didiami oleh organisma hidup. Kenapa bersyarat? Hakikatnya ialah cangkerang lain planet (daratan, air dan udara) membingkai planet dengan lapisan berterusan. Mula-mula datang bumi dan kerak lautan (litosfera), kemudian hidrosfera (ia menyatukan semua badan air), selepas - atmosfera(sampul udara mengalir lancar ke angkasa lepas). Sukar untuk membayangkan biosfera sebagai lapisan tertentu, kerana organisma hidup diagihkan sama rata di seluruh permukaan Bumi dan boleh hidup dalam ketiga-tiga unsur.
Ciri-ciri penting biosfera kembali ke zaman purba, tetapi tetap ia adalah cangkang "termuda" di planet kita. Kehidupan di Bumi bermula secara relatifnya baru-baru ini, hanya 3.8 bilion tahun yang lalu, yang, berbanding usia planet ini, hanyalah perkara kecil. Terdapat dua konsep biosfera:
- Yang pertama mentakrifkan cangkerang sebagai keseluruhan semua bahan organik di planet ini. Ialah yang menjadi asas untuk istilah itu, yang digunakan sehingga hari ini.
- Konsep kedua telah dicadangkan oleh V. I. Vernadsky, beliau percaya bahawa biosfera adalah kesatuan dan interaksi yang tidak dapat dipisahkan antara sifat bernyawa dan tidak bernyawa, dalam erti kata yang luas bagi definisi ini.
Walau bagaimanapun, ciri utama biosfera ditentukan dengan tepat oleh komponen organiknya. Lagipun, ini adalah perbezaan asasnya daripada cangkerang Bumi yang lain.
Doktrin biosfera dan asal usul istilah
Konsep cangkerang hidup telah dicadangkan pada abad ke-19. Jean-Baptiste Lamarck memberikan penerangan ringkas tentang biosfera, sementara nama rasminya belum wujud lagi. Pada tahun 1875, ahli paleontologi dan ahli geologi Austria Eduard Suess pertama kali mencipta istilah "biosfera", yang masih digunakan sehingga kini.
Ahli falsafah dan biogeokimia Soviet V. I. Vernadsky memberikan sumbangan besar kepada kajian semua kehidupan di Bumi, dia menjadi terkenal berkat penciptaan doktrin holistik biosfera. ATdalam tulisannya, organisma hidup bertindak sebagai kuasa yang kuat yang terus mengambil bahagian dalam transformasi planet Bumi.
Had organisma hidup
Penerangan am biosfera bermula dengan penerangan tentang sempadan di mana organisma hidup boleh hidup. Sesetengah daripada mereka agak tabah, dan boleh bertahan walaupun dalam keadaan yang paling kritikal.
Sempadan biosfera:
- Sempadan atas. Ia ditentukan oleh atmosfera, dan khususnya lapisan ozon Bumi, ia adalah kira-kira 15-20 kilometer. Lebih dekat dengan khatulistiwa, lebih kuat skrin pelindung planet ini. Di atas lapisan ozon, kehidupan adalah mustahil, kerana sinaran ultraungu tidak serasi dengan aktiviti penting sel organisma. Di samping itu, jumlah oksigen berkurangan dengan ketara dengan ketinggian, dan ini juga memudaratkan makhluk hidup.
- Sempadan bawah. Ditentukan oleh litosfera, kedalaman maksimum yang mungkin tidak melebihi 3.5 - 7.5 kilometer. Ia semua bergantung kepada peningkatan kritikal dalam suhu di mana denaturasi struktur protein berlaku. Walau bagaimanapun, kebanyakan organisma hidup tertumpu pada kedalaman hanya beberapa meter, ini adalah sistem akar tumbuhan, kulat, mikroorganisma, serangga dan haiwan yang hidup dalam lubang.
- Sempadan dalam hidrosfera. Organisma hidup boleh wujud sama sekali di mana-mana bahagian lautan: dari permukaan air (plankton, alga) ke dasar parit laut dalam. Sebagai contoh, saintis telah membuktikan bahawa hidupan wujud walaupun di Palung Mariana pada kedalaman 11 kilometer.
Struktur cangkerang hidup
Ciri utama biosfera termasukstrukturnya. Vernadsky memilih beberapa jenis bahan yang membentuk cangkang hidup. Selain itu, ia boleh mempunyai asal organik dan bukan organik:
- Bahan hidup. Ini termasuk semua yang mempunyai struktur selular. Walau bagaimanapun, jisim bahan hidup dalam struktur biosfera adalah kecil dan berjumlah satu perjuta daripada keseluruhan cangkang. Ciri-ciri bahan hidup biosfera ialah ia adalah bahagian paling penting di planet kita. Lagipun, organisma hidup yang sentiasa mempengaruhi rupa Bumi, mengubah struktur permukaannya.
- Bahan biogenik. Ini adalah struktur yang dicipta dan diproses oleh organisma hidup. Anehnya, selama berjuta-juta tahun, makhluk hidup telah melalui sistem organ mereka hampir seluruh lautan dunia, sejumlah besar gas atmosfera dan jisim mineral yang besar. Proses ini menghasilkan mineral asal organik, seperti minyak, batu karbonat dan arang batu.
- Bahan lengai. Ini adalah produk alam semula jadi yang tidak bernyawa, yang terbentuk tanpa penyertaan langsung organisma hidup. Ini termasuk batu, mineral dan bahagian tak organik tanah.
- Bahan bio lengai. Kami ingat bahawa organisma hidup sentiasa mempengaruhi planet ini. Akibatnya, bahan terbentuk yang merupakan hasil daripada pereputan dan pemusnahan struktur lengai. Kumpulan ini termasuk tanah, kerak luluhawa dan batuan sedimen yang berasal dari organik.
- Selain itu, struktur biosfera boleh termasuk bahan-bahan yang ada di dalamkeadaan pereputan radioaktif.
- Atom ialah kumpulan berasingan, yang tercipta secara berterusan dalam proses pengionan di bawah pengaruh sinaran kosmik.
- Baru-baru ini, bahan asal luar angkasa (kosmik) telah dimasukkan ke dalam struktur biosfera.
Benda hidup dalam cangkang lain di Bumi
Sekiranya kita memikirkan secara terperinci tentang ciri-ciri dan komposisi biosfera, maka kita tidak boleh tidak mempertimbangkan ciri-ciri aktiviti penting organisma hidup dalam cangkerang lain di planet ini:
Aerosfera. Organisma hidup tidak boleh terampai dalam lapisan atmosfera, titisan air mikroskopik berfungsi sebagai substrat untuk kehidupan aerobion, dan aktiviti suria dan aerosol bertindak sebagai sumber tenaga yang tidak habis-habis. Organisma yang hidup di atmosfera dibahagikan kepada tiga kumpulan. Trobobionts - aktif di angkasa dari puncak pokok hingga awan kumulus. Altobionts ialah organisma yang boleh hidup di udara nipis. Parabionts - secara tidak sengaja jatuh ke dalam lapisan tertinggi atmosfera. Pada ketinggian ini, mereka kehilangan keupayaan untuk membiak, dan kitaran hayat mereka berkurangan dengan ketara
Geobiosfera. Kerak bumi berfungsi sebagai substrat dan habitat untuk geobion. Cangkang ini juga termasuk beberapa peringkat di mana bentuk hidupan tertentu hidup. Terrabionts ialah organisma yang hidup terus di permukaan tanah. Sebaliknya, terrabiosfera dibahagikan kepada beberapa lagi cengkerang: fitosfera (zon dari puncak pokok kepermukaan bumi) dan ipedosfera (lapisan tanah dan kerak luluhawa). Zon Aeolian - kawasan altitud tinggi, yang mana kehidupan adalah mustahil walaupun untuk tumbuhan yang lebih tinggi. Eolobionts ialah wakil tipikal zon ini. Lithobiosfera - lapisan dalam kerak bumi. Zon ini dibahagikan kepada hypoterrabiosfera (tempat di mana bentuk hidupan aerobik (memerlukan oksigen) boleh hidup) dan tellurobiosphere (hanya organisma anaerobik (tanpa oksigen) boleh hidup di sini). Selain itu, lithobion boleh ditemui dalam lithobiosfera, yang hidup di dalam air bawah tanah dan liang batu
Hidrobiosfera. Kawasan ini meliputi semua badan air (kecuali air bawah tanah dan kelembapan atmosfera) planet kita, termasuk glasier. Penduduk laut dan lautan dipanggil hydrobionts, yang seterusnya dibahagikan kepada: Aquabionts - penduduk perairan benua. Marinobionts ialah organisma hidup di laut dan lautan. Tiga tahap kehidupan dibezakan dalam lajur air, bergantung kepada jumlah cahaya matahari yang menembusi ke dalam: Fotosfera ialah zon yang paling diterangi. Disfotosfera sentiasa kawasan senja lautan (tidak lebih daripada 1% insolasi). Afotosfera - zon kegelapan mutlak
Dari tundra ke hutan tropika. Pengelasan biom planet
Ciri-ciri biosfera berkait rapat dengan konsep biom. Istilah ini merujuk kepada sistem biologi besar yang mempunyai jenis tumbuh-tumbuhan atau ciri landskap tertentu yang dominan. Terdapat sembilan kesemuanya. Di bawah adalah penerangan ringkas tentang utamabiosfera biom:
- Tundra. Hamparan tanpa pokok yang luas yang menduduki bahagian utara Eurasia dan Amerika Utara. Tumbuhan di zon ini tidak kaya, terutamanya lichen, rumput bermusim dan lumut. Fauna lebih pelbagai, terutamanya semasa bulan-bulan panas dalam setahun, apabila musim penghijrahan banyak spesies burung dan haiwan bermula.
- Taiga. Jenis tumbuh-tumbuhan utama di kawasan ini ialah hutan konifer. Bioma itu menduduki kira-kira 11% daripada keseluruhan kawasan tanah. Walaupun keadaan cuaca yang teruk, taiga mempunyai flora dan fauna yang sangat pelbagai.
- Hutan yang diputuskan. terletak di zon sederhana. Iklim bermusim dan jumlah lembapan yang mencukupi membolehkan pembangunan jenis tumbuhan tertentu dalam bioma ini. Ini terutamanya spesies pokok berdaun lebar. Selain itu, hutan ini adalah rumah kepada banyak mamalia, burung dan kulat, apatah lagi serangga dan mikroorganisma.
- Steppes. Bioma ini diwakili oleh padang rumput Asia dan padang rumput klasik Amerika Utara. Selalunya, ini adalah ruang terbuka tanpa pokok, kerana defisit kelembapan yang ketara menjejaskan. Tetapi dunia haiwan masih pelbagai.
- zon Mediterania. Kawasan sekitar laut dengan nama yang sama dicirikan oleh musim panas yang panas dan agak kering dan musim sejuk yang sangat selesa. Tumbuhan biasa diwakili oleh hutan berdaun keras, semak berduri dan rumput.
- Padang pasir. Malangnya, lebih daripada 30% tanah diduduki oleh kawasan yang sama sekali tidak sesuai untuk kediaman organisma hidup. Zon gurun ditemui di sepanjangdi seluruh Afrika dan Australia, di Amerika Selatan, serta di Selatan, Barat Daya dan di Pusat Eurasia. Flora dan fauna di kawasan ini agak terhad.
- Savana. Bioma ini adalah kawasan lapang yang dilitupi sepenuhnya dengan rumput dan pokok tunggal. Walaupun fakta bahawa ini adalah tanah yang agak miskin, fauna zon ini sangat mencolok dalam kepelbagaiannya. Savannah adalah ciri Afrika, Amerika Selatan dan Australia.
- Hutan berduri (tropika). Zon ini dibezakan oleh bentuk pelik semak berduri dan pokok berabad-abad lamanya - baobab. Oleh kerana taburan hujan yang tidak sekata, tumbuh-tumbuhan bioma ini agak jarang. Hutan tropika boleh ditemui di Asia Barat Daya dan Afrika.
Hutan tropika. Ini adalah kawasan paling basah di planet kita. Tumbuhan bioma ini sangat menarik dalam skala dan kepelbagaiannya. Hutan hujan berdaun lebar terletak di lembangan sungai besar yang mengalir penuh, seperti Amazon, Orinoco, Niger, Zambezi, Congo. Mereka juga meliputi semenanjung dan kepulauan Asia Tenggara
Fungsi asas cengkerang hidup dalam alam semula jadi
Sudah tiba masanya untuk mempertimbangkan fungsi utama biosfera dan ciri-cirinya:
- Tenaga. Fungsi ini dijalankan oleh tumbuhan yang mengambil bahagian dalam proses fotosintesis. Dengan mengumpul tenaga suria, mereka sama ada mengedarkannya antara komponen lain cangkerang hidup, atau mengumpulnya dalam zarah organik mati. Beginilah cara mineral mudah terbakar (arang batu, gambut, minyak) muncul.
- Gas. Organisma hidup terlibat dalam pertukaran gas yang berterusan.
- Kepekatan. Sesetengah bentuk hidupan mempunyai keupayaan untuk mengumpul unsur biogenik secara selektif daripada persekitaran luaran. Selepas itu, ia boleh berfungsi sebagai sumber bahan ini.
- Merosakkan. Organisma hidup sentiasa menjejaskan alam sekitar, mereput dan memproses permukaannya. Beginilah cara jirim lengai dan bio-lengai terbentuk.
- Membentuk alam sekitar. Biosfera mengekalkan keseimbangan keadaan persekitaran yang menggalakkan dan tidak menggalakkan, yang diperlukan untuk kehidupan penuh organisma.
Sifat biosfera
Memandangkan cengkerang hidup ialah sistem yang sangat kompleks, ciri-ciri biosfera tidak boleh dilakukan tanpa sifat asas yang menentukan kekhususannya:
- Pemusatan. Semua proses dalam cangkerang hidup tertumpu di sekitar organisma hidup, mereka menduduki tempat utama dalam doktrin biosfera.
- Keterbukaan. Biosfera hanya boleh wujud kerana tenaga dari luar, dalam kes ini ia adalah aktiviti suria.
- Pelarasan diri. Biosfera ialah "organisma holistik", yang, seperti makhluk hidup, mempunyai keupayaan untuk homeostasis.
- Pelbagai. Sebilangan besar haiwan, tumbuhan, mikroorganisma dan kulat hidup di bumi.
- Memastikan peredaran bahan. Ia disebabkan oleh organisma hidup bahawa fotosintesis dan peredaran bahan dijalankan. Dalam ciri-ciri biosfera, kedua-dua proses ini menduduki salah satu tempat utama.
Evolusi dan sejarahperkembangan cangkerang hidup Bumi
Jika kita mencirikan biosfera dari sudut pandangan evolusi, kita boleh mengatakan bahawa ini adalah satu-satunya cangkang yang terus berkembang dan bertambah baik. Ini semua tentang bahan hidup, ia adalah yang sentiasa berkembang. Bahagian bukan organik cengkerang hidup tidak mempunyai keupayaan untuk berkembang. Jika kita bercakap tentang ciri-ciri biosfera pada masa akan datang, maka segala-galanya sedikit lebih rumit. Cangkangnya semakin tidak stabil dan amat sukar untuk meramalkan perkembangan selanjutnya.
Biosfera tiruan
Seseorang tidak boleh wujud di luar cangkerang hidup, sangat sukar untuk menghasilkan semula semua yang boleh diberikannya kepada kita. Ciri-ciri biosfera sangat unik sehingga manusia masih tidak dapat mencipta semula keadaannya sepenuhnya dalam persekitaran buatan. Walau bagaimanapun, sains tidak berdiam diri dan, mungkin, pada masa hadapan, saintis akan mencapai beberapa kejayaan ke arah ini.
