Hepimiz yaşayan bir kabuğun parçasıyız - biyosfer. Bu sadece gezegenimizin değil, bir bütün olarak galaksinin eşsiz bir ekosistemidir. Tabii ki, son araştırmalar Mars'ta ve çeşitli asteroitlerde organiklerin bulunduğunu doğruladı, ancak bu kadar çeşitli yaşam formları Dünya'ya özgü. Ufkunuzu biraz genişletmeye ve okul müfredatının ötesine geçmeye hazırsanız, biyosferin özellikleri, yapısı ve ana işlevleri hakkında daha ayrıntılı konuşmanın zamanı geldi.
Biyosfer kavramı ve özü
Biyosfer, Dünya'nın canlı organizmaların yaşadığı koşullu bir kabuğudur. Neden koşullu? Gerçek şu ki, gezegenin diğer kabukları (karasal, su ve hava) gezegeni sürekli bir katmanla çerçeveliyor. Önce dünya ve okyanus kabuğu (litosfer), sonra hidrosfer (tüm su kütlelerini birleştirir), sonra - atmosfer gelir.(hava zarfı sorunsuz bir şekilde dış uzaya geçer). Biyosferi belirli bir katman olarak hayal etmek zordur, çünkü canlı organizmalar Dünya'nın tüm yüzeyine eşit olarak dağılmıştır ve her üç elementte de yaşayabilir.
Biyosferin temel özellikleri antik çağlara kadar uzanır, ancak yine de gezegenimizin "en genç" kabuğudur. Dünya'daki yaşam nispeten yakın bir zamanda, sadece 3,8 milyar yıl önce ortaya çıktı ve bu, gezegenin yaşıyla karşılaştırıldığında sadece önemsiz bir şey. Biyosferin iki kavramı vardır:
- Birincisi, kabuğu gezegendeki tüm organik maddelerin toplamı olarak tanımlar. Bu güne kadar kullanılan terimin temeli buydu.
- İkinci kavram V. I. Vernadsky tarafından önerildi, biyosferin bu tanımların geniş anlamıyla, canlı ve cansız doğanın ayrılmaz bir birliği ve etkileşimi olduğuna inanıyordu.
Ancak, biyosferin temel özellikleri tam olarak organik bileşeni tarafından belirlenir. Sonuçta, bu onun Dünya'nın diğer kabuklarından temel farkıdır.
Biyosfer doktrini ve terimin kökeni
Yaşayan bir kabuk kavramı 19. yüzyılda önerildi. Jean-Baptiste Lamarck, biyosferin kısa bir tanımını yaparken, resmi adı henüz mevcut değildi. 1875'te Avusturyalı paleontolog ve jeolog Eduard Suess, bugün hala kullanılan "biyosfer" terimini ilk kez kullandı.
Sovyet filozof ve biyojeokimyacı V. I. Vernadsky, Dünyadaki tüm yaşamın araştırılmasına büyük katkı sağladı, biyosferin bütünsel bir doktrininin yaratılması sayesinde ünlendi. ATyazılarında canlı organizmalar, Dünya gezegeninin dönüşümüne sürekli olarak katılan güçlü bir güç olarak hareket eder.
Canlı organizmaların sınırları
Biyosferin genel tanımı, canlı organizmaların yaşayabileceği sınırların tanımıyla başlar. Bazıları oldukça inatçıdır ve en kritik koşullara bile dayanabilir.
Biyosferin sınırları:
- Üst sınır. Atmosfer ve özellikle Dünya'nın ozon tabakası tarafından belirlenir, yaklaşık 15-20 kilometredir. Ekvatora ne kadar yakınsa, gezegenin koruyucu ekranı o kadar güçlü olur. Ozon tabakasının üzerinde yaşam imkansızdır, çünkü ultraviyole radyasyon organizma hücrelerinin hayati aktivitesi ile uyumsuzdur. Ayrıca oksijen miktarı yükseklikle önemli ölçüde azalır ve bu da canlılar için zararlıdır.
- Alt sınır. Litosfer tarafından belirlenen maksimum olası derinlik 3.5 - 7.5 kilometreyi geçmez. Her şey, protein yapılarının denatürasyonunun meydana geldiği sıcaklıktaki kritik artışa bağlıdır. Bununla birlikte, canlı organizmaların çoğu sadece birkaç metre derinlikte yoğunlaşmıştır, bu bitkilerin, mantarların, mikroorganizmaların, böceklerin ve deliklerde yaşayan hayvanların kök sistemidir.
- Hidrosferdeki sınırlar. Canlı organizmalar kesinlikle okyanusun herhangi bir yerinde bulunabilir: su yüzeyinden (plankton, algler) derin deniz hendeklerinin dibine kadar. Örneğin bilim adamları, 11 kilometre derinlikteki Mariana Çukuru'nda bile yaşamın var olduğunu kanıtladılar.
Canlı kabuk yapısı
Biyosferin ana özellikleri şunlardır:onun yapısı. Vernadsky, canlı kabuğu oluşturan çeşitli madde türlerini seçti. Üstelik hem organik hem de inorganik kökenli olabilirler:
- Canlı madde. Bu, hücresel bir yapıya sahip olan her şeyi içerir. Bununla birlikte, biyosferin yapısındaki canlı madde kütlesi küçüktür ve kelimenin tam anlamıyla tüm kabuğun milyonda biri kadardır. Biyosferin canlı maddesinin özelliği, gezegenimizin en önemli parçası olmasıdır. Sonuçta, Dünya'nın görünümünü sürekli olarak etkileyen, yüzeyinin yapısını değiştiren canlı organizmalardır.
- Biyojenik madde. Bunlar canlı organizmalar tarafından yaratılan ve işlenen yapılardır. Şaşırtıcı bir şekilde, milyonlarca yıl boyunca canlılar, neredeyse tüm dünya okyanusu, büyük miktarda atmosferik gaz ve büyük miktarda mineral organlarının sistemlerinden geçti. Bu işlemler, yağ, karbonat kayaları ve kömür gibi organik kökenli mineraller üretir.
- Atıl madde. Bunlar, canlı organizmaların doğrudan katılımı olmadan oluşan cansız doğanın ürünleridir. Buna kayalar, mineraller ve toprağın inorganik kısmı dahildir.
- Biyo-inert madde. Canlı organizmaların sürekli olarak gezegeni etkilediğini hatırlıyoruz. Sonuç olarak, inert yapıların çürümesi ve yok edilmesinin ürünleri olan maddeler oluşur. Bu grup toprak, ayrışma kabuğu ve organik kökenli tortul kayaçları içerir.
- Ayrıca, biyosferin yapısı içinde bulunan maddeleri içerebilir.radyoaktif bozunma durumu.
- Atomlar, kozmik radyasyonun etkisi altında iyonlaşma sürecinde sürekli olarak oluşturulan ayrı bir gruptur.
- Son zamanlarda dünya dışı (kozmik) kökenli maddeler biyosferin yapısına dahil edildi.
Dünyanın diğer kabuklarında yaşayan madde
Biyosferin özellikleri ve bileşimi üzerinde ayrıntılı olarak durursak, gezegenin diğer kabuklarındaki canlı organizmaların hayati aktivitesinin özelliklerini düşünmekten başka bir şey yapamayız:
Aerosfer. Canlı organizmalar atmosferik katmanlarda asılı kalamazlar, mikroskobik su damlaları aerobiyonların yaşamı için bir substrat görevi görür ve güneş aktivitesi ve aerosoller tükenmez bir enerji kaynağı olarak işlev görür. Atmosferde yaşayan organizmalar üç gruba ayrılır. Trobobiyontlar - ağaçların tepelerinden kümülüs bulutlarına kadar uzayda aktifler. Altobiontlar, ince havada hayatta kalabilen organizmalardır. Parabiyontlar - yanlışlıkla atmosferin en yüksek katmanlarına düşer. Bu yükseklikte üreme yeteneklerini kaybederler ve yaşam döngüleri önemli ölçüde azalır
Geobiyosfer. Yerkabuğu, jeobiyontlar için bir substrat ve habitat görevi görür. Bu kabuk ayrıca belirli yaşam formlarının üzerinde yaşadığı birkaç seviyeyi içerir. Terrabiontlar, doğrudan kara yüzeyinde yaşayan organizmalardır. Buna karşılık, terrabiyosfer birkaç kabuğa daha bölünmüştür: fitosfer (ağaçların tepelerinden tepelere kadar olan bölge).yeryüzünün yüzeyi) ve ipedosfer (toprak tabakası ve ayrışma kabuğu). Aeolian bölgesi - daha yüksek bitkiler için bile yaşamın imkansız olduğu yüksek irtifa alanları. Eolobiyontlar bu bölgenin tipik temsilcileridir. Litobiyosfer - yer kabuğunun derin katmanları. Bu bölge hipoterrabiyosfer (aerobik (oksijen gerektiren) yaşam formlarının yaşayabileceği bir yer) ve tellurobiyosfer (burada sadece anaerobik (oksijensiz) organizmalar yaşayabilir) olarak ikiye ayrılır. Ek olarak, litobiyosferde yer altı sularında ve kaya gözeneklerinde yaşayan litobiyontlar bulunabilir
Hidrobiyosfer. Bu alan, buzullar da dahil olmak üzere gezegenimizin tüm su kütlelerini (yer altı suyu ve atmosferik nem hariç) kapsar. Denizlerin ve okyanusların sakinlerine hidrobiyontlar denir ve bunlar sırayla ayrılır: Aquabionts - kıta sularının sakinleri. Marinobiontlar, denizlerin ve okyanusların yaşayan organizmalarıdır. İçeri giren güneş ışığının miktarına bağlı olarak su sütununda üç yaşam seviyesi ayırt edilir: Fotosfer en çok aydınlatılan bölgedir. Disfotosfer her zaman okyanusun alacakaranlık bölgesidir (güneşlenmenin %1'inden fazla değil). Afotosfer - mutlak karanlık bölgesi
Tundradan tropikal ormanlara. Gezegen biyomlarının sınıflandırılması
Biyosferin özellikleri, biyom kavramıyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu terim, belirli bir baskın bitki örtüsü tipine veya belirli peyzaj özelliklerine sahip büyük biyolojik sistemleri ifade eder. Toplamda dokuz tane var. Aşağıda ana kısa bir açıklamabiyomlar biyosfer:
- Tundra. Avrasya ve Kuzey Amerika'nın kuzey kısımlarını kaplayan ağaçsız geniş bir alan. Bu bölgenin bitki örtüsü zengin değildir, çoğunlukla likenler, mevsimlik otlar ve yosunlar. Fauna, özellikle birçok kuş ve hayvan türünün göç mevsiminin başladığı yılın sıcak aylarında daha çeşitlidir.
- Tayga. Bu alandaki ana bitki örtüsü türü iğne yapraklı ormanlardır. Biyom, tüm arazi alanının yaklaşık %11'ini kaplar. Zorlu hava koşullarına rağmen, tayga son derece çeşitli bir flora ve faunaya sahiptir.
- Kararlı ormanlar. ılıman bölgede bulunur. İklimin mevsimselliği ve yeterli miktarda nem, bu biyomda belirli bir bitki örtüsünün gelişmesine izin verdi. Bunlar esas olarak geniş yapraklı ağaç türleridir. Ayrıca bu ormanlar, böcekler ve mikroorganizmaların yanı sıra birçok memeli, kuş ve mantara da ev sahipliği yapmaktadır.
- Bozkırlar. Bu biyom, Asya bozkırları ve Kuzey Amerika'nın klasik kırlarıyla temsil edilir. Çoğu zaman, bunlar önemli bir nem eksikliği etkilediği için ağaçsız açık alanlardır. Ancak hayvanlar dünyası hala çeşitlidir.
- Akdeniz bölgesi. Aynı adı taşıyan denizin etrafındaki alan, sıcak ve oldukça kuru yazlar ve çok rahat serin kışlar ile karakterizedir. Tipik bitki örtüsü sert yapraklı ormanlar, dikenli çalılar ve otlarla temsil edilir.
- Çöller. Ne yazık ki, arazinin %30'undan fazlası, canlı organizmaların yaşaması için hiç uygun olmayan alanlar tarafından işgal edilmiştir. Çöl bölgeleri boyunca bulunurAfrika ve Avustralya genelinde, Güney Amerika'da ve ayrıca Güney, Güneybatı ve Avrasya'nın merkezinde. Bu bölgelerin flora ve faunası oldukça azdır.
- Savannalar. Bu biyom, tamamen çim ve tek ağaçlarla kaplı açık bir alandır. Bunların oldukça fakir topraklar olmasına rağmen, bu bölgenin faunası çeşitliliği bakımından dikkat çekicidir. Savannahlar Afrika, Güney Amerika ve Avustralya'nın karakteristiğidir.
- Dikenli (tropikal) ormanlık alanlar. Bu bölge, tuhaf dikenli çalılar ve asırlık ağaçlar - baobablar ile ayırt edilir. Yağışların düzensiz dağılımı nedeniyle, bu biyomun bitki örtüsü oldukça seyrektir. Tropikal ormanlık alanlar Güneybatı Asya ve Afrika'da bulunabilir.
Tropikal ormanlar. Bu, gezegenimizin en yağışlı bölgesidir. Bu biyomun bitki örtüsü, ölçeği ve çeşitliliği açısından dikkat çekicidir. Geniş yapraklı yağmur ormanları, Amazon, Orinoco, Nijer, Zambezi, Kongo gibi tam akan büyük nehirlerin havzalarında bulunur. Güneydoğu Asya'nın yarımadalarını ve takımadalarını da kapsarlar
Doğada canlı bir kabuğun temel işlevleri
Biyosferin ana işlevlerini ve özelliklerini düşünmenin zamanı geldi:
- Enerji. Bu işlev, fotosentez sürecine katılan bitkiler tarafından gerçekleştirilir. Güneş enerjisini biriktirerek ya canlı kabuğun diğer bileşenleri arasında dağıtırlar ya da ölü organik parçacıklarda biriktirirler. Yanıcı mineraller (kömür, turba, yağ) bu şekilde ortaya çıkar.
- Gaz. Canlı organizmalar devam eden gaz alışverişinde yer alır.
- Konsantrasyon. Bazı yaşam formları, biyojenik elementleri dış ortamdan seçici olarak biriktirme yeteneğine sahiptir. Daha sonra, bu maddelerin kaynağı olarak hizmet edebilirler.
- Yıkıcı. Canlı organizmalar sürekli olarak çevreyi etkiler, yüzeyini ayrıştırır ve işler. İnert ve bio-inert madde bu şekilde oluşur.
- Çevre oluşturan. Biyosfer, organizmaların tam yaşamı için gerekli olan elverişli ve elverişsiz çevre koşulları dengesini korur.
Biyosferin özellikleri
Canlı kabuk çok karmaşık bir sistem olduğundan, biyosferin özellikleri, özgünlüğünü belirleyen temel özellikler olmadan yapamaz:
- Merkezileştirme. Canlı kabuktaki tüm süreçler canlı organizmalar etrafında yoğunlaşmıştır, biyosfer doktrininde merkezi bir yer işgal ederler.
- Açıklık. Biyosfer sadece dışarıdan gelen enerji sayesinde var olabilir, bu durumda güneş aktivitesidir.
- Kendini ayarlama. Biyosfer, yaşayan bir varlık gibi homeostaz yeteneğine sahip "bütünsel bir organizma"dır.
- Çeşit. Yeryüzünde çok sayıda hayvan, bitki, mikroorganizma ve mantar yaşar.
- Maddelerin dolaşımını sağlamak. Fotosentez ve maddelerin dolaşımının gerçekleşmesi canlı organizmalardan kaynaklanmaktadır. Biyosferin özelliklerinde bu iki süreç ana yerlerden birini işgal eder.
Evrim ve tarihDünyanın yaşayan kabuğunun gelişimi
Biyosferi evrim açısından karakterize edersek, bunun sürekli gelişen ve gelişen tek kabuk olduğunu söyleyebiliriz. Her şey canlı maddeyle ilgili, sürekli gelişen odur. Canlı kabuğun inorganik kısmı gelişme yeteneğine sahip değildir. Gelecekte biyosferin özellikleri hakkında konuşursak, her şey biraz daha karmaşıktır. Kabuk giderek daha kararsız hale geliyor ve daha fazla gelişmeyi tahmin etmek çok zor.
Yapay biyosfer
Bir insan yaşayan bir kabuğun dışında var olamaz, bize verebileceği her şeyi yeniden üretmek çok zordur. Biyosferin özellikleri o kadar benzersizdir ki, insanlık hala koşullarını yapay bir ortamda tam olarak yeniden oluşturamaz. Ancak bilim durmuyor ve belki gelecekte bilim adamları bu yönde bir miktar başarı elde edecekler.
