7.1. Общая характеристика биосферы

Биосфера охватывает атмосферу до высоты 25-35 км (до озонового слоя), земную кору суши до глубины 3 км (здесь расположены нефтегазоносные воды с бактериальным населением), всю толщу океанов (до глубины 11 км).

Первым о существовании слоя жизни говорил Ж.-Б.Ламарк (1802), автором термина “биосфера” является Э.Зюсс (1875), однако учение о биосфере было создано выдающимся русским ученым В.И.Вернадским (1926). Вернадский связал с жизнедеятельностью организмов формирование атмосферы, всего комплекса органических и неорганических веществ, включающих углерод и т.д.

Биомасса биосферы оценивается в 2,5 триллиона т сухого вещества, причем на суше расположено 99% этой биомассы. Соотношение числа морских и сухопутных видов организмов составляет 1 : 5.

Разнообразие органических соединений в биосфере неизмеримо выше, чем неорганических (примерно 2 миллиона и 20 тысяч!). “Лаборатории” биосферы по эффективности намного превосходят лаборатории химиков. Поражает способность живого вещества связывать азот. На предприятии для этого требуется затрачивать огромное количество энергии, чтобы обеспечить давление 300 атмосфер и температуру 500о С. Прокариоты решают такую задачу при обычном давлении и обычной температуре.

Биологическое разнообразие планеты объединено в пять главных царств живых организмов.

Царство Архебактерии – прокариоты (безъядерные организмы), резко отличающиеся по некоторым физиологическим свойствам от бактерий (по химическому составу мембран, клеточных стенок, более сложной структурой ферментов и др.). Архебактерии способны окислять и восстанавливать серу, образовывать метан, некоторые обладают способностью к фотосинтезу (но хлорофилла не имеют).

Царство Бактерии – прокариоты (безъядерные организмы организмы) микроскопически малых размеров, преимущественно с гетеротрофным типом питания, которые играют важную роль в функционировании естественных и искусственных экосистем (редуценты, биологические азотфиксаторы, продуценты – хемотрофы и фототрофы). В состав царства входят цианобактерии (сине-зеленые водоросли) – микроскопические одноклеточные и многоклеточные организмы, которые обитают в воде и в почве и являются одновременно фотоавтотрофами и биологическими азотфиксаторами (т.е. выполняют функцию и растений, и бактерий). При “растекании жизни” (выражение В.И.Вернадского) цианобактерии являются пионерами, заселяющими самые бедные и холодные субстраты Севера при таянии ледников.

Организмы трех других царств являются эукариотическими, т.е. имеющими ядро.

Царство Растения – фотоавтотрофные организмы с разной сложностью организации: водоросли (обитающие в воде и в почве), наземные растения, размножающиеся спорами (мхи, плауны, хвощи, папоротники) или семенами (голосеменные, цветковые).

Царство Животные – разнообразнейшее царство гетеротрофных организмов. Животные населяют все среды жизни – водную, почвенную, наземно-воздушную и являются фитофагами, зоофагами (хищниками разных порядков), паразитами, детритофагами.

Царство Грибы – совокупность гетеротрофных организмов, ведущих прикрепленный образ жизни и имеющих неограниченный рост. Грибы входят в несколько функциональных групп: сапротрофы (редуценты, разрушающие мертвое органическое вещество), симбиотрофы (входящие в симбиоз с корнями высших растений), паразиты (регулирующие плотность популяций растений и животных).

Тест для самоконтроля к разделу 7.1

1. Каково в биосфере соотношение числа морских и сухопутных видов?

А) 1:1; Б) 1:2; В) 1:5; Г) 1:10.

2. Какую часть от общей биомассы биосферы составляет биомасса экосистем суши?

А) 99%; Б) 80%; В) 70%; Г) 60%.

3. Признаками цианобактерий являются:

А) наличие ядра, гетеротрофное питание, способность к азотфиксации;

Б) отсутствие ядра, гетеротрофное питание, способность к азотфиксации;

В) отсутствие ядра, фотоавтотрофное питание, способность к азотфиксации;

Г) отсутствие ядра, сапротрофное питание, способность к фотосинтезу.

4. Грибы могут входить в состав следующих функциональных групп:

А) сапротрофы, симбиотрофы, паразиты; Б) сапротрофы, симбиотрофы, хищники;

В) симбиотрофы, хищники, автотрофы; Г) автотрофы, паразиты, симбиотрофы.