Учение о биосфере Лекция 10 Анастасия Андреевна Асанова

Биосфера от греч. βιος жизнь и σφα ρα сфера, шар §В трудах Б. Варенниуса, Х. Гюйгенса, Ж. Бюффона появляются первые описания биосферы §Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829): Впервые указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры Э. Зюсс ввел термин Биосфера в 1875 г особая оболочка Земли, образованная совокупностью живых организмов

Биосфера - оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами В.И. Вернадский Создал «Учение о биосфере» впервые поставил вопрос об обратном влиянии жизни на окружающую среду

Возникновение и развитие Идеи В. И. Вернадского : §Вначале сформировалась литосфера, затем биосфера; §Живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох; §Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов; §Основным движущим фактором является биохимическая энергия живого вещества; §Количество организмов бесконечно и действуют они в течение бесконечно большого промежутка времени.

Уровни организации живого §Молекулярный; §Клеточный; §Организменный; §Популяционно-видовой; §Биогеоценотический; §Биосферный - самый высокий уровень организации жизни на нашей планете.

Границы биосферы Верхняя граница - озоновый слой >20 км над уровнем моря Нижняя граница - температура >11 км в гидросфере 3-7 км в литосфере

Типы вещества в биосфере живое вещество косное ( неживое ) вещество неживое биогенное вещество биокосное вещество

Типы вещества в биосфере

Живое вещество §Насчитывают до 30 млн. видов, но достоверно описано ~1,8 млн. видов §~ 74% обитает в областях тропического климата, на долю умеренного климата приходится 24%, полярного – 2% Живое вещество – совокупность живых организмов Земли

Живое вещество общую массу живых организмов оценивают в 2,43·10 12 т

Живое вещество Уникальная особенность – высокая средообразующая деятельность, стремление заполнить собой все окружающее пространство

Живое вещество Живое вещество является основным движущим фактором Функции: §Энергетическая §Концентрационная §Деструктивная §Транспортная §Средообразующая

Энергетическая функция Поглощение и передача по пищевой цепи солнечной и/или химической энергии ; Живые организмы, главным образом, зеленые растения, выполняют функцию трансформаторов, переводящими космические излучения в действенную земную энергию (электрическую, химическую, механическую, тепловую)

Концентрационная функция Избирательное накопление определенных видов вещества Захват живыми организмами биогенных химических элементов – углерода, кислорода, водорода, азота, калия, натрия и др.

Деструктивная функция Разложение органических остатков Минерализации отмерших организмов и возвращении химических элементов в неживую природу - образование биогенного и биокосного веществ биосферы

Транспортная функция Перемещение химических элементов и веществ в горизонтальном направлении Окислительно-восстановительная функция – химическое превращениями веществ – основа метаболизма

Средообразующая функция Изменение химических параметры среды в более благоприятные для живых организмов условия обитания §Фотосинтез, дыхание, деятельность азотфиксирующих и денитрифицирующих бактерий создали атмосферу Земли §Метан, сероводород - эти газы также биогенного происхождения

Биокосное вещество Биокосное вещество – комплексы, созданные смесью живого вещества с биогенными и косными веществами Фактически все поверхностные слои Земли, ил, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески

Неживое биогенное вещество Биогенное вещество – органо- минеральные или органические продукты, созданные живым веществом Биогенное вещество Палеобиогенное вещество продукты, созданные в прошедшие геологические эпохи и сохраненные в составе осадочных горных пород нефть, уголь, газ, осадочные породы – фосфориты, карбонаты, диатомиты и пр Необиогенное вещество органические продукты, созданные живым веществом в данную геологическую эпоху остатки отмерших организмов, : фекалии, мед, шелк, шерсть, зубы, листья, кора

Косное вещество – горные породы и минералы, никак не связанные с деятельностью живых организмов Газы, твердые частицы, водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами Косное вещество

Косное вещество: атмосфера от. греч. ατμός «пар» и σφα ρα «сфера» Газовая оболочка Земли

Косное вещество: гидросфера от. греч. Yδωρ вода и σφα ρα шар Водная оболочка Земли Преобладающие элементы химического состава: Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, S, С

Косное вещество: литосфера от. греч. λίθος камень и σφα ρα шар Твердая оболочка Земли Преобладающие элементы химического состава: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Живое и неживое Планеты, растения и животные состоят практически из одних и тех же элементов: углерода, водорода и кислорода

Ноосфера «В биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного» от. греч. νόος разум и σφα ρα шар Новая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества

Условия становления ноосферы по Вернадскому §Заселение человеком всей планеты (практически условие выполнено) §Резкое преобразование средств связи и обмена между разными странами (выполнено) §Усиление связей, в том числе политических, между всеми государствами Земли (выполнено) §Преобладание геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере (выполнено) §Расширение границ биосферы и выход в Космос (предсказание по отношению к человеку частично сбылось) §Открытие новых источников энергии (выполнено)

§Равенство людей всех рас и религий (выполняется) §Увеличение роли народных масс в решении вопросов и внутренней политики (не выполнено) §Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений (не выполнено) §Подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания, голода, нищеты и ослабить влияние болезней (не выполнено) §Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворять все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения (не выполнено) §Исключение войн из жизни человечества (не выполнено) Условия становления ноосферы

Сейчас все еще богатый и прекрасный мир разрушается из-за чрезмерной эксплуатации его хозяйственной деятельностью, колоссально возросшей в связи с произошедшим демографическим взрывом Поэтому «Ноосфера», мир где правит разум, еще не реализовалась Становление ноосферы

Биосфера-2 это конструкция из стекла и стали §площадь 1.27 гектара §объем воздуха в ней кубических метров §включает в себя около видов растений, мелких млекопитающих, птиц, рептилий, насекомых и почвенных микроорганизмов

БИОС-3 В подвале Института биофизики в красноярском Академгородке помещение размерами 14 × 9 × 2.5 м и объёмом около 315 м³ Корпус разделен на 4 равных отсека: § два – заняты фитотронами §Микроводорослевый культиватор §жилой, с каютами экипажа, бытовым и вспомогательным оборудованием

Тест к лекции 10 1.Нижняя граница биосферы, проходящая через литосферу, связана с таким жизненным фактором, как … A.свет B.вода C.температура D.кислород 2. По мнению В. И. Вернадского, высший тип целостности, управляемый за счет тесной взаимосвязи законов природы, мышления и социально- экономических законов общества, является … A.биосферой B.ноосферой C.экзосферой D.биогеосферой

Тест к лекции 10 3.Элементарный состав живого вещества биосферы отличается от состава литосферы и гидросферы высоким содержанием … A.железа B.кислорода C.кремния D.углерода 4.В общей массе живого вещества биосферы животные составляют … A.1,4% B.0,8% C. 93,7% D.98,0%

Тест к лекции 10 5.Вещество биосферы, которое создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов, В. И. Вернадский характеризовал как _________ вещество. A.биогенное B.биокосное C. живое D.косное 6.Важнейшей частью учения В. И. Вернадского о биосфере являются представления о ее … A.возникновении и развитии B.хаотичности и бессистемности C.уникальности в Космосе D. бесконечности в пространстве и времени

Тест к лекции Наиболее широко распространенными организмами биосферы являются … A.растения B.бактерии C.насекомые D.грибы 8.Вещество, которое создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя силы динамического равновесия тех и других, В. И. Вернадский характеризовал как _________ вещество. A.биокосное B. живое C.косное D.биогенное

Тест к лекции 10 9.Уровень организации живого вещества, на котором сформировалась природная система высокого ранга, охватывающая все проявления жизни на Земле, называется … A.биосферным B.экосистемным C.антропосферным D.популяционно- видовым 10.Часть биосферы, где сконцентрировано практически все живое вещество A.аэробиосфера B.биогеосфера C. педосфера D. гидросфера

Тест к лекции Функция живого вещества биосферы, заключающаяся в изменении химических параметров среды в благоприятные для существования организмов условия, называется … A.параметрической B.транспортной C.средообразующей D. концентрационной 12.Биосфера как глобальная экосистема Земли состоит из ___________ и __________ частей. A.абиотической и биотической B.планетарной и космической C.вещественной и энергетической D.физической и химической

Тест к лекции Одним из основных свойств живого вещества, обусловливающих его высокую средообразующую деятельность, является … A.стремление к использованию готового органического вещества B.способность к запасанию лучистой энергии Солнца в процессе фотосинтеза C.способность к сохранению и передаче наследственной информации D.стремление заполнить собой все окружающее пространство

Тест к лекции Биосфера является глобальной экосистемой и характеризуется таким свойством, как … A.урбанизация B.саморегуляция C.регенерация D.глобализация 15.Самым низким уровнем организации живого вещества, на котором проявляется функционирование биологических систем, является … A.атомарный B.молекулярный C.клеточный D.организменный

Тест к лекции Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в … A.определении верхней и нижней границ биосферы в пределах планеты B. выявлении гомеостатических механизмов устойчивости биосферы C. установлении закона обратной связи взаимодействия в системе «человек– биосфера» D.признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты