§ 49. Биосфера — земная оболочка

Особая земная оболочка, в которой существуют живые организмы и продукты их непрерывной жизнедеятельности (планетарное живое вещество), охватывающая нижние слои атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.

• 1. Происхождение и состав — термин образован от греческих слов «биос» (жизнь) и «сфера» (оболочка, шар); включает в себя совокупность всех живых существ планеты (растения, животные, грибы, микроорганизмы) и среду их обитания, глубоко преобразованную процессами жизнедеятельности.
• 2. Границы распространения жизни — верхняя граница проходит в стратосфере у озонового экрана (высота 20–25 км), защищающего живую клетку от губительного ультрафиолета; нижняя граница в гидросфере охватывает всю толщу вод Мирового океана до дна глубочайших желобов (до 11 км в Марианской впадине); нижняя граница в литосфере достигает глубин 3–4 км в земной коре, где в подземных водах обнаружены бактерии.
• 3. Геологическая роль — возникнув более 3 млрд лет назад, биосфера преобразовала остальные геосферы: растения создали современный кислородно-азотный состав атмосферы, микроорганизмы сформировали почву, а остатки отмерших организмов образовали мощные осадочные породы (известняк, мел, каменный уголь).

Биологические природные тела (растения, животные, грибы, бактерии), обладающие фундаментальными признаками жизни — обменом веществ и энергии с окружающей средой, дыханием, питанием, ростом, размножением и способностью активно изменять географическую оболочку.

• 1. Видовое богатство — на Земле обитает свыше 2,5 млн видов живых организмов, образующих органический мир планеты; при этом в природе соблюдается правило: чем проще анатомическое строение организма, тем выше его численность и шире географическое распространение.
• 2. Соотношение растений и животных — на долю растений приходится около 21% от общего числа видов организмов, однако по совокупной живой биомассе растительный мир почти в 100 раз превосходит массу всех животных планеты вместе взятых.
• 3. Особенности передвижения и организация — большинство растений малоподвижны и прикреплены к субстрату; животные активны и перемещаются в поисках пищи; среди животных преобладают беспозвоночные (особенно насекомые), а позвоночные составляют лишь 4% видов (из них млекопитающие — только десятая часть).

Экологическая группа активно плавающих водных животных, способных самостоятельно и быстро перемещаться в толще воды на большие расстояния, легко преодолевая морские течения.

• 1. Происхождение термина и представители — название происходит от греческого слова «нектос» (плавающий); к нектону принадлежат рыбы (акулы, тунцы, треска), морские млекопитающие (киты, дельфины, тюлени), морские черепахи и головоногие моллюски (кальмары).
• 2. Анатомические приспособления — животные обладают обтекаемой гидродинамической формой тела, мощной мускулатурой и специализированными органами передвижения (плавники, ласты, хвост, реактивный гидросифон).
• 3. Горизонт обитания — основная масса представителей нектона сосредоточена в верхнем прогреваемом и освещенном слое Мирового океана до глубины 200 метров, богатом кислородом и кормовыми ресурсами.

Совокупность микроскопических и мелких организмов, обитающих в толще воды, которые не обладают способностью к активному сопротивлению водным потокам и пассивно переносятся течениями.

• 1. Происхождение понятия и структура — происходит от греческого «планктос» (парящий, блуждающий); подразделяется на фитопланктон (одноклеточные водоросли — диатомеи, жгутиконосцы) и зоопланктон (мелкие рачки, медузы, икра и мальки рыб, одноклеточные простейшие).
• 2. Трофическая и планетарная функция — фитопланктон осуществляет фотосинтез в океане, поставляя кислород и служа первичной органической пищей для зоопланктона; планктон является ключевым источником питания для большинства рыб и колоссальных усатых китов.
• 3. Фотическая зона — наибольшие скопления планктона сосредоточены в поверхностном горизонте до 200 м, куда беспрепятственно проникает солнечный свет, необходимый для жизнедеятельности водорослей.

Совокупность растительных и животных организмов, всю или большую часть жизни обитающих на поверхности морского или озерного дна либо зарывающихся в толщу донного грунта.

• 1. Происхождение термина и группы — от греческого «бентос» (глубина); включает растительный фитобентос (бурые, красные и зеленые водоросли, морские травы) и животный зообентос (кораллы, губки, моллюски, ракообразные, морские звезды и ежи).
• 2. Образ жизни и адаптации — бентосные организмы делятся на прикрепленные к грунту (водоросли, коралловые полипы, мидии), медленно ползающие по субстрату (морские ежи, крабы, брюхоногие моллюски) и закапывающиеся в осадок (морские черви, двустворчатые ракушки).
• 3. Глубинное распределение — водоросли фитобентоса развиваются только на прибрежных мелководьях шельфа (до глубины 100–200 м), где есть свет; животный зообентос распространен по всему дну Мирового океана вплоть до ультраабиссальных глубин (до 11 км), питаясь опадающим органическим детритом.

Биосфера — это особая живая оболочка Земли, объединяющая все живые организмы планеты и среду их обитания:

• Время возникновения и эволюция: биосфера возникла гораздо позже других земных оболочек — более 3 млрд лет назад в древнем Океане зародились первые простейшие микроорганизмы и одноклеточные водоросли. Постепенно развились сложные многоклеточные организмы, состоялся выход растений и животных на сушу, а около 200 тыс. лет назад появился человек разумный;
• Границы оболочки: жизнь охватывает нижние слои атмосферы (до озонового экрана на высоте 20–25 км), всю толщу гидросферы (до 11 км в Марианском жёлобе) и верхнюю часть литосферы (до глубин 3–4 км в земной коре);
• Планетарная роль: живые организмы коренным образом преобразили планету — растения сформировали современную богатую кислородом атмосферу, микроорганизмы и растительность создали почвенный покров, а остатки отмерших организмов образовали мощные толщи осадочных пород (известняк, мел, уголь).

Биосферой называют земную оболочку, в которой существуют живые организмы и продукты их жизнедеятельности (живое вещество):

• Состав: включает в себя всю совокупность живых существ Земли (растения, животные, грибы, микроорганизмы) и освоенное ими жизненное пространство геосфер;
• Охват геосфер: жизнь проникает в нижние слои атмосферы (тропосферу и нижнюю стратосферу до озонового экрана), целиком охватывает гидросферу (океаны, моря, реки, озера) и распространяется в верхних слоях литосферы (почвенный покров, кору выветривания и пластовые трещинные воды);
• Роль в природе: биосфера функционирует как единая динамическая глобальная экосистема, преобразующая солнечную энергию в биохимические геологические процессы.

Биосфера обладает комплексом уникальных особенностей, принципиально отличающих её от остальных земных оболочек:

• Относительная молодость: возникла более 3 млрд лет назад, сформировавшись существенно позже неживых оболочек планеты;
• Проникающий характер: биосфера не имеет собственного обособленного минерального каркаса, а размещается на стыке и внутри трех основных геосфер — атмосферы, гидросферы и литосферы;
• Высочайшая геохимическая активность: несмотря на небольшую массу по сравнению с литосферой, биосфера «пропускает» через себя грандиозные объемы вещества и энергии благодаря бесконечной смене поколений, фотосинтезу, дыханию и питанию;
• Создание среды для человека: жизнедеятельность организмов переработала поверхность Земли, насытила атмосферу кислородом и сформировала почвенное плодородие, сделав возможным появление человека.

В биосфере обитают более 2,5 миллионов известных науке видов организмов, составляющих органический мир планеты:

• Растения: насчитывают около 21% от общего видового состава, но по массе почти в 100 раз превосходят всех животных. Являются автотрофами, синтезируя органическое вещество из углекислого газа и воды и выделяя кислород;
• Животные: подвижные гетеротрофные существа, подавляющая часть которых (свыше 95%) — беспозвоночные (преобладают насекомые). Позвоночные составляют всего 4% видов, а млекопитающие — десятую часть от этого числа;
• Экологические группы водного мира:
• нектон — свободно плавающие в толще воды рыбы, морские млекопитающие, кальмары;
• планктон — пассивно переносимые течениями водоросли, рачки, личинки и медузы;
• бентос — донные организмы (водоросли, моллюски, крабы, кораллы);
• Грибы и микроорганизмы: выполняют фундаментальную роль редуцентов, разлагая остатки погибших организмов и замыкая круговорот веществ.