Краткое содержание: Параграф §24 / Биология 11 класс

Основные понятия и структура биосферы

Первые идеи о «всеобщей жизни» были высказаны Жаном Батистом Ламарком в начале XIX века. Термин биосфера (оболочка Земли, населенная живыми организмами) был введен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Он понимал под ней области взаимодействия основных оболочек Земли: атмосферы, гидросферы и литосферы.

В настоящее время в структуру биосферы включают:

• Атмосферу (нижнюю часть);
• Гидросферу (всю водную оболочку);
• Литосферу (верхние горизонты земной коры).

Верхняя граница биосферы определяется озоновым экраном на высоте 16–20 км, который задерживает губительные ультрафиолетовые лучи Солнца. Нижняя граница в океане проходит по его дну, достигая максимальной глубины в районе Марианского желоба (11 023 м). В литосфере жизнь сосредоточена в почвенном слое, но может проникать и глубже (до 7,5 км) по трещинам.

Учение В. И. Вернадского о биосфере

Заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит русскому ученому Владимиру Ивановичу Вернадскому (1863–1945). Он определил биосферу как общепланетарную оболочку Земли, где существует или существовала жизнь, которая подвергалась ее воздействию. Вернадский ввел понятие биомассы всех организмов, назвав ее живым веществом. Он указал, что на земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом.

Классификация вещества биосферы

Согласно учению Вернадского, биосфера включает в себя следующие типы вещества:

• Живое вещество: совокупность всех живых организмов (растений, животных, микроорганизмов).
• Биогенное вещество: органико-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть).
• Биокосное вещество: системы, созданные живыми организмами вместе с неживой природой (вода, атмосфера, горные породы), например, почвенный покров.
• Косное (мертвое) вещество: образуется в результате абиогенных процессов (изверженные горные породы, космическая пыль и т. п.).

Этапы развития биосферы

Вернадский выделил три этапа в эволюции биосферы:

1. Первый этап: возникновение жизни и первичной биосферы. Ведущими факторами были геохимические и климатические изменения на Земле.
2. Второй этап: усложнение структуры биосферы в результате появления многоклеточных и разнообразных эукариотических организмов. Движущим фактором выступила биологическая эволюция.
3. Третий этап: возникновение человека, человеческого общества и постепенное превращение биосферы в ноосферу. Движущим фактором стала биосоциальная эволюция.

Ноосфера

Термин ноосфера (от греч. \(\nu\omicron\omicron\sigma\) – разум и \(\sigma\phi\alpha\iota\rho\alpha\) – шар) – это новое состояние биосферы, при котором деятельность человека становится главным фактором, обусловливающим ее развитие. Понятие введено французским математиком Эдуардом Леруа и палеонтологом Пьером Тейяром де Шарденом. Вернадский рассматривал ноосферу как высшую стадию развития биосферы, где разумная деятельность человечества, ставшего геологической силой, определяет ее будущее. В ноосфере «лик планеты – биосфера – химически резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно».

Роль живого вещества

Живое вещество играет исключительную роль в развитии планеты, существенно преобразовав атмосферу, сформировав осадочные горные породы и почвенный покров, и стабилизировав круговороты важнейших химических элементов. Масса живого вещества в биосфере ничтожна (около 0,0001% массы земной коры). Ежегодно через организмы проходит масса вещества, равная массе земной коры. Однако, согласно данным, общая биомасса организмов оценивается в \( 2,43 \cdot 10^{12} \) т (для суши) и \( 3,03 \cdot 10^{10} \) т (для океана). На суше 99,2% биомассы приходится на растения. В океане же на растения и микроорганизмы приходится 93,7% биомассы. В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается закономерность: из общего числа видов 21% приходится на растения (их вклад в биомассу – 99%), а среди животных 96% видов – беспозвоночные, и только 4% – позвоночные. Масса живого вещества составляет 0,01–0,02% от косного вещества биосферы.