Bokstavligt översatt betyder termen "biosfär" livets sfär och i denna mening introducerades den först i vetenskapen 1875 av den österrikiske geologen och paleontologen Eduard Suess (1831 - 1914). Långt innan dess, under andra namn, i synnerhet "livets rymd", "naturbild", "jordens levande skal" etc., övervägdes dess innehåll av många andra naturforskare.

Ursprungligen betydde alla dessa termer endast helheten av levande organismer som bebor vår planet, även om ibland deras koppling till geografiska, geologiska och kosmiska processer indikerades, men samtidigt uppmärksammades snarare den levande naturens beroende av krafter och ämnen i oorganisk natur. Även författaren till termen "biosfär" E. Suess i sin bok "Face of the Earth", publicerad nästan trettio år efter introduktionen av termen (1909), märkte inte den omvända effekten av biosfären och definierade den som " en uppsättning organismer, begränsade i rum och tid och som lever på jordens yta."

Den första biologen som tydligt påpekade den enorma roll som levande organismer spelar i bildandet av jordskorpan var JB Lamarck (1744 - 1829). Han betonade att alla ämnen som ligger på jordklotets yta och bildar dess skorpa bildades på grund av aktiviteten hos levande organismer.

Fakta och påståenden om biosfären ackumulerades successivt i samband med utvecklingen av botanik, markvetenskap, växtgeografi och andra övervägande biologiska vetenskaper, samt geologiska discipliner. De kunskapselement som blev nödvändiga för att förstå biosfären som helhet visade sig vara förknippade med framväxten av ekologi, en vetenskap som studerar förhållandet mellan organismer och miljön. Biosfären är ett visst naturligt system, och dess existens uttrycks främst i cirkulationen av energi och ämnen med deltagande av levande organismer.

Mycket viktigt för att förstå biosfären var etableringen av den tyske fysiologen Pfefer (1845 - 1920) av tre sätt att mata levande organismer:

• - autotrofisk - konstruktionen av kroppen genom användning av ämnen av oorganisk natur;
• - heterotrofisk - kroppens struktur genom användning av organiska föreningar med låg molekylvikt;
• - mykotrofisk - en blandad typ av kroppsstruktur (autotrofisk-heterotrofisk).

Biosfären (i modern mening) är ett slags skal av jorden, som innehåller hela helheten av levande organismer och den del av planetens materia som är i kontinuerligt utbyte med dessa organismer.

Biosfären omfattar den nedre atmosfären, hydrosfären och den övre litosfären.

Atmosfär. Atmosfären har flera lager:

• - troposfären - det nedre lagret i anslutning till jordens yta (höjd 9-17 km). Den innehåller cirka 80 % av atmosfärens gassammansättning och all vattenånga;
• - stratosfären;
• - jonosfären - "levande materia" saknas där.

De dominerande elementen i atmosfärens kemiska sammansättning: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

Atmosfärens tillstånd har stor inverkan på de fysiska, kemiska och biologiska processerna på jordens yta och i vattenmiljön. För biologiska processer är de viktigaste: syre, som används för andning och mineralisering av dött organiskt material, koldioxid involverad i fotosyntesen och ozon, som skyddar jordens yta från hård ultraviolett strålning. Kväve, koldioxid, vattenånga bildades till stor del på grund av vulkanisk aktivitet och syre - som ett resultat av fotosyntesen.

Hydrosfär. Vatten är en viktig komponent i biosfären och en av de nödvändiga faktorerna för existensen av levande organismer. Dess huvuddel (95 %) finns i världshavet, som upptar cirka 70 % av jordens yta och innehåller 1 300 miljoner km.

De dominerande elementen i hydrosfärens kemiska sammansättning: Na +, Mg2 +, Ca2 +, Cl-, S, C. Koncentrationen av det eller det elementet i vatten säger inget om hur viktigt det är för växt- och djurorganismer bor i den. I detta avseende tillhör den ledande rollen N, P, Si, som assimileras av levande organismer. Det huvudsakliga kännetecknet för havsvatten är att de viktigaste jonerna kännetecknas av ett konstant förhållande genom hela oceanens volym.

Gaser lösta i vatten har stor betydelse: syre och koldioxid. Deras innehåll varierar kraftigt beroende på temperatur och närvaron av levande organismer. Vatten innehåller 60 gånger mer koldioxid än atmosfären.

Hydrosfären bildades i samband med utvecklingen av litosfären, som släppte ut en stor mängd vattenånga under jordens geologiska historia.

Litosfären. Huvuddelen av de organismer som lever i litosfären är belägna i jordlagret, vars djup inte överstiger flera meter. Jorden innehåller mineralämnen som bildas under förstörelsen av stenar och organiskt material - avfallsprodukter från organismer.

Litosfären är jordens yttre fasta skal, bestående av sedimentära och magmatiska bergarter. För närvarande anses jordskorpan vara det övre lagret av planetens fasta kropp, belägen ovanför Mohorovichichs seismiska gräns. Ytskiktet av litosfären, där interaktionen mellan levande materia och mineral (oorganisk) materia äger rum, är jord. Resterna av organismer efter nedbrytning passerar in i humus (den bördiga delen av jorden). Jordens beståndsdelar är mineraler, organiskt material, levande organismer, vatten, gaser.

De dominerande elementen i den kemiska sammansättningen av litosfären: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Den ledande rollen spelas av syre, som står för halva massan av jordskorpan och 92% av dess volym, men syre är fast bundet till andra element i de viktigaste bergbildande mineralerna. De där. kvantitativt sett är jordskorpan "riket" av syre som är kemiskt bundet under den geologiska utvecklingen av jordskorpan.

Levande organismer (levande materia). Även om biosfärens gränser är ganska smala, är levande organismer väldigt ojämnt fördelade inom dem. På höga höjder och djup av hydrosfären och litosfären är organismer relativt sällsynta. Livet är huvudsakligen koncentrerat på jordens yta, i jorden och havets ytnära skikt.

En viktig regelbundenhet observeras i fördelningen av levande organismer efter artsammansättning. Växter står för 21 % av det totala antalet arter, men deras bidrag till den totala biomassan är 99 %. Bland djuren är 96 % av arterna ryggradslösa djur och endast 4 % ryggradsdjur, varav endast en tiondel är däggdjur.

Kvantitativt råder alltså de former som befinner sig på en relativt låg nivå av evolutionär utveckling.

Massan av levande materia är bara 0,01-0,02% av biosfärens inerta materia, den spelar ensam en ledande roll i geokemiska processer. Ämnen och energi som behövs för ämnesomsättningen hämtar organismer från miljön. Enorma mängder levande materia återskapas, omvandlas och bryts ned.

Årligen, på grund av den vitala aktiviteten hos växter och djur, reproduceras cirka 10 % av biomassan.

Förutom växter och djur inkluderar VI Vernadsky mänskligheten, vars inflytande på geokemiska processer skiljer sig från inflytandet från andra levande varelser, för det första i dess intensitet, som ökar med den geologiska tidens gång; för det andra genom den effekt som mänsklig aktivitet har på resten av levande materia.

Denna påverkan påverkar först och främst skapandet av många nya arter av odlade växter och husdjur. Sådana arter fanns inte tidigare och utan mänsklig hjälp dör de antingen eller förvandlas till vilda raser. Därför betraktar Vernadsky det geokemiska arbetet med levande materia i den oupplösliga kopplingen mellan djuret, växtriket och den odlade mänskligheten som ett verk av en enda helhet.

Biosfärens huvudsakliga funktion är att säkerställa cirkulationen av kemiska element, vilket uttrycks i cirkulationen av ämnen mellan atmosfären, marken, hydrosfären och levande organismer.

Introduktion

Djur och växter, svampar och bakterier existerar inte på egen hand, oberoende av varandra, utan i nära samverkan - de påverkar manifestationerna av den vitala aktiviteten hos vissa och själva är beroende av andra organismer.

Sedan starten, för cirka 3,5 miljarder år sedan, började levande organismer utöva ett betydande inflytande på utvecklingen av jordskorpan och atmosfären.

För cirka 60 år sedan, en framstående rysk vetenskapsman, akademiker V.I. Vernadsky utvecklade läran om biosfären - jordens skal som bebos av levande organismer. IN OCH. Vernadsky avslöjade den geologiska rollen för levande organismer och visade att deras aktivitet är den viktigaste faktorn i omvandlingen av planetens mineralskal. Det är mer korrekt att definiera biosfären som jordens skal, som bebos och omvandlas av levande organismer.

Ordagrant översatt betyder termen "biosfär" livets sfär och i denna mening introducerades den först i vetenskapen 1875 av den österrikiske geologen och paleontologen Eduard Suess (1831-1914). Men långt dessförinnan, under andra namn, i synnerhet "livets rymd", "naturbild", "jordens levande skal" etc., övervägdes dess innehåll av många andra naturforskare.

Ursprungligen betydde alla dessa termer endast helheten av levande organismer som bebor vår planet, även om ibland deras samband med geografiska, geologiska och kosmiska processer indikerades, men samtidigt uppmärksammades snarare den levande naturens beroende av krafter och ämnen i oorganisk natur.

Biosfärens struktur och funktion

Biosfären inkluderar:

· Levande materia som bildas av en uppsättning organismer;

· Biogen substans, som skapas under livsprocessen för organismer (atmosfäriska gaser, kol, olja, kalksten, etc.);

· Inert ämne som bildas utan deltagande av levande organismer (grundstenar, vulkanisk lava, meteoriter);

· Bioinert substans, som är det allmänna resultatet av den vitala aktiviteten hos organismer och abiogena processer, till exempel jord.

Biosfärens utveckling beror på tre nära sammankopplade grupper av faktorer: 1) utvecklingen av vår planet som en kosmisk kropp och de kemiska omvandlingar som äger rum i dess djup, 2) den biologiska utvecklingen av levande organismer, och 3) utvecklingen av det mänskliga samhället. Studiet av biosfären, dess egenskaper och utvecklingsmönster håller på att bli en angelägen uppgift för vår tid.

Biosfärens struktur

Biosfärens gränser bestäms av faktorerna i den terrestra miljön, som omöjliggör existensen av levande organismer (Fig. 1). Den övre gränsen går ungefär på en höjd av 20 km från planetens yta och avgränsas av ett ozonskikt, som fångar in den livsförstörande kortvågsdelen av solens ultravioletta strålning. Således kan levande organismer existera i troposfären och nedre stratosfären. I jordskorpans hydrosfär tränger organismer igenom hela världshavets djup - upp till 10-11 km. I litosfären uppstår liv på ett djup av 3,5-7,5 km, vilket beror på temperaturen i jordens inre och nivån av vatteninträngning i flytande tillstånd.

Atmosfär ... Gashöljet består huvudsakligen av kväve och syre. Den innehåller små mängder koldioxid (0,03%) och ozon. Atmosfärens tillstånd har stor inverkan på de fysiska, kemiska och biologiska processerna på jordens yta och i vattenmiljön. För biologiska processer är de viktigaste: syre, som används för andning och mineralisering av dött organiskt material, koldioxid som ingår i fotosyntesen och ozon, som skyddar jordens yta från hård ultraviolett strålning. Kväve, koldioxid, vattenånga bildades till stor del på grund av vulkanisk aktivitet och syre - som ett resultat av fotosyntesen.

Ris. 1.

1 - nivån på ozonskiktet, som fångar hård ultraviolett strålning; 2 - snögräns; 3- jord; 4 - djur som lever i grottor; 5 - bakterier i oljekällor; 6 - bottenorganismer

Hydrosfär ... Vatten är en viktig komponent i biosfären och en av de nödvändiga faktorerna för existensen av levande organismer. Dess huvuddel (95 %) finns i världshavet, som upptar cirka 70 % av jordens yta och innehåller 1300 miljoner km 3 vatten.

Ytvatten (sjöar, floder) omfattar endast 0,182 miljoner km 3, och mängden vatten i levande organismer är försumbar jämfört med dessa siffror - endast 0,001 miljoner km 3. Glaciärer innehåller betydande vattenreserver (24 miljoner km 3).

Gaser lösta i vatten har stor betydelse: syre och koldioxid. Deras innehåll varierar kraftigt beroende på temperaturen och närvaron av levande organismer. Vatten innehåller 60 gånger mer koldioxid än atmosfären.

Hydrosfären bildades i samband med utvecklingen av litosfären, som släppte ut en stor mängd vattenånga under jordens geologiska historia.

Litosfären ... Huvuddelen av de organismer som lever i litosfären ligger i jordlagret, vars djup inte överstiger flera meter. Jorden inkluderar mineraler som bildas under förstörelsen av stenar och organiskt material - avfallsprodukter från organismer.

Levande materia på jorden är strikt organiserad. För närvarande finns det flera nivåer av organisering av levande materia.

Molekyl. Varje levande system, oavsett hur komplext det är organiserat, manifesterar sig på funktionsnivån för biopolymerer (komplexa organiska föreningar, kännetecknade av stora molekyler), byggda av ett stort antal enheter - monomerer (initiala, upprepande, enklare arrangerade föreningar ). På denna nivå börjar de viktigaste vitala processerna i kroppen: metabolism och energiomvandling, överföring av ärftlig information, etc.

Cellulär. Cellen är en strukturell och funktionell enhet, såväl som en enhet för utveckling av levande organismer. Det är ett självreglerande, självreproducerande levande system. Frilevande icke-cellulära livsformer på jorden existerar inte.

Tyg. Vävnad är en samling celler och intercellulära substanser liknande struktur, förenade genom att utföra en gemensam funktion.

Organ. Organ är strukturella och funktionella associationer av flera typer av vävnader. Till exempel inkluderar den mänskliga levern som ett organ epitel och bindväv, som tillsammans utför ett antal funktioner, inklusive syntesen av blodproteiner, gallsyror, neutralisering av giftiga ämnen som kommer från tarmarna, ackumulering av animalisk stärkelse - glykogen.

Organisk. En flercellig organism är ett komplett system av organ specialiserade för att utföra olika funktioner. En encellig organism är ett integrerat levande system som kan existera oberoende.

Populationsspecifik. En samling av organismer av samma art, förenade av en gemensam livsmiljö, kallas en population. Populationen är ett system av supraorganismnivån. Det är här som de enklaste evolutionära omvandlingarna äger rum.

Biogeocenotisk (ekosystem). Biogeocenos är en uppsättning organismer av olika typer och faktorer i deras livsmiljö, förenade av metabolism och energi till ett enda naturligt komplex.

Biosfär. Biosfären är ett system av högre ordning. På denna nivå sker cirkulationen av ämnen och omvandlingen av energi, förknippad med den vitala aktiviteten hos alla levande organismer som lever på vår planet.

Biosfärens funktioner

Aktiviteten hos levande organismer fungerar som grunden för cirkulationen av ämnen i naturen. Biosfärens huvudsakliga funktion är att säkerställa cirkulationen av kemiska element, vilket uttrycks i cirkulationen av ämnen mellan atmosfären, marken, hydrosfären och levande organismer.

Vattnets kretslopp ... Vatten avdunstar och transporteras långa sträckor av luftströmmar. Faller på landytan i form av nederbörd, bidrar det till att förstöra stenar, gör dem tillgängliga för växter och mikroorganismer, eroderar det övre jordlagret och går tillsammans med lösta kemiska föreningar och suspenderade organiska partiklar ut i haven och oceanerna (Fig. . 2). Cirkulationen av vatten mellan havet och land är en viktig länk i upprätthållandet av liv på jorden. Tack vare denna process sker en gradvis förstörelse av litosfären, vars komponenter överförs till haven och oceanerna.

Ris. 2.

Kolets kretslopp ... Kol är en del av en mängd olika organiska ämnen som utgör allt levande. I processen för fotosyntes använder gröna växter kolet av koldioxid och väte i vatten för att syntetisera organiska föreningar, och det frigjorda syret kommer in i atmosfären. Olika djur och växter andas det, och slutprodukten av andningen - CO 2 - släpps ut i atmosfären.

Kvävets kretslopp ... Atmosfäriskt kväve ingår i kretsloppet på grund av aktiviteten hos kvävefixerande bakterier och alger, som syntetiserar nitrater som är lämpliga för användning av växter. En del av kvävet fixeras som ett resultat av bildandet av oxider vid elektriska urladdningar i atmosfären. Kväveföreningar från jorden kommer in i växter och används för att bygga proteiner. Efter levande organismers död sönderfaller förruttnande bakterier organiska rester till ammoniak. Kemosyntetiska bakterier omvandlar ammoniak till salpeter och sedan till salpetersyra. En viss mängd kväve, på grund av aktiviteten hos denitrifierande bakterier, kommer in i luften. En del av kvävet sedimenterar i djupvattensediment och stängs ur kretsloppet under lång tid; denna förlust kompenseras genom att kväve tränger in i luften med vulkaniska gaser.

Svavelcykeln ... Svavel finns i ett antal aminosyror och är också ett livsviktigt element. Finns djupt i marken och i marina sedimentära bergarter, omvandlas svavelföreningar med metaller - sulfider - av mikroorganismer till en tillgänglig form - sulfater, som absorberas av växter. Med hjälp av bakterier genomförs separata oxidations-reduktionsreaktioner. Djuptsittande sulfater reduceras till H 2 S, som stiger och oxideras av aeroba bakterier till sulfater.

Fosforcykeln ... Fosfor är koncentrerat i sediment som bildats under tidigare geologiska epoker. Gradvis sköljs det ur dem och kommer in i ekosystemen. Växter använder bara en bråkdel av denna fosfor; mycket av det förs bort av floder till haven och avsätts igen i sediment. Även om reserverna av fosforhaltiga bergarter är stora måste åtgärder vidtas för att återföra fosfor till ämnens cirkulation.

Boken presenterar en mängd material som återspeglar karaktären av förhållandet mellan biosfärens nuvarande tillstånd och ekonomisk politik. Baserat på generaliseringen av tillgängliga data i utländsk och inhemsk litteratur, samt med hjälp av material från sin egen forskning, visar författarna det verkliga läget på detta område. Detta gör att de kan ansluta sig till experternas varningar om att möjligheterna till biotisk reglering av vår miljö är nära utmattning.

Boken vänder sig till dig som är allvarligt oroad över problem inom ekologi och miljöpolitik. Materialet i boken kan användas som en lärobok för studenter vid biologiska fakulteter vid universitet, lärare i biologi, ekologi, samt för forskningsprojekt av doktorander och forskare som arbetar med biosfäriska fenomen.

Biosfären innehåller ämnen som skiljer sig från varandra på ett antal sätt: naturliga substanser, levande substans, biogen substans, inert substans, bioinert substans, organisk substans, biologiskt aktiv substans, antropogen och skadligt ämne.

Följande komponenter är av särskild betydelse för levande system:

1) levande materia;

2) biogen substans;

3) inert substans;

4) bioinert substans;

5) radioaktivt ämne;

6) spridda atomer;

7) ämne av kosmiskt ursprung.

Här är det nödvändigt att förstå att "... biosfären är ett planetariskt koncept, ett brett, mycket större studieområde av en biolog, markforskare, etc., som är begränsat till" livets område ". Det är därför, för all ljusstyrka i termen "biosfär", för all originalitet och djup i den allmänna läran om biosfären, kan den inte helt identifieras vare sig med "livets område" eller med de discipliner som studerar det "(Tyuryukanov, 1990). Det är helt enkelt obegripligt, men fakta indikerar att alla atomer i det överväldigande antalet element i det periodiska systemet passerade genom tillståndet av levande materia i sin historia. Utöver dessa värden är en viktig egenskap hos biosfären dess biomassa, arternas mångfald av flora och fauna, produktionshastigheten, det vill säga artpopulationernas förmåga att skapa organiskt material. Enligt olika uppskattningar finns det i vår tid cirka 3,5 miljoner biologiska arter på jorden, varav cirka 500 000 arter är växter. Resten av den biologiska mångfalden representeras av djur och mikroorganismer, och bland de förstnämnda är klassen av insekter den största.

Vilka funktioner har biosfären??

1. Gasfunktion... Det ligger i det faktum att organismernas metabolism, deras andning och utbyte med omgivningen omfattar en omfattande uppsättning olika gasreaktioner, vilket i slutändan leder till absorption av syre och frigöring av koldioxid, ångvatten etc. atmosfären genom fotosyntes är tillräckligt för 300 år, och syre - 2000–2500 år, vatten genom avdunstning - cirka 1 miljon år. Det är tydligt att denna funktion för närvarande kan förändras genom intensiv avskogning och plöjning av stäpperna. Människans roll när det gäller att ändra formen på biosfären är betydande, vilket bekräftas av uppgifterna i tabellen. 2.

Tabell 2

Storleken på de viktigaste terrestra ekosystemen, erhållna från satellitobservationer (enligt Losev, 1985, s. 57)

2. Redox funktion... Levande materia bestämmer ett brett spektrum av kemiska omvandlingar av ämnen, inklusive atomer av element med variabel valens - föreningar av järn, mangan, spårämnen, etc. Ett exempel är processen för kvävecykeln.

Kom ihåg att införlivandet av kväve i föreningar som kan användas av organismer kallas fixering. Bland kvävefixare är mikroorganismer som lever i symbios med växter av största praktiska betydelse. Det finns 200 kända växtarter, på vars rötter knölbakterier kan utvecklas, som assimilerar kväve från luften. Bakterie Bact. Radicicola leva på rötterna av baljväxter - klöver, alfalfa, ärtor, sojabönor, lupin. Man fann att mängden kväve som tillförs växter från knölbakterier i vissa fall är upp till 50–80 % av den totala mängden kväve som assimilerats av växter. Cirka 10 miljoner ton kväve registreras årligen i hydrosfären.

Reaktionskedjan genom vilken organismer oxiderar en ammoniumjon till ett nitrat, eller nitrit, eller nitrit till ett nitrattillstånd kallas nitrifikation. Dessa processer utförs av bakterier Nitrosomonas, Nitrobacter. Initialt oxideras ammoniak till salpetersyrlighet: NH 3 + + 3O> HNO 2 + 66 kcal / mol. Vidare sker reaktionen av försurning av nitriter till nitrater: KNO 2 + O> KNO 3 + 15,5 kcal / mol.

Denitrifikation uppstår när mikroorganismer under anaeroba förhållanden använder syre från nitrater för att oxidera olika ämnen med frigöring av kväve från dem. Den största rollen i denitrifikationen tillhör bakterier Pseudomonas. I färskt, förorenat vatten spelar E. coli denna roll. Escherichia coli. Det är känt att "denitrifikation nästan inte sker under aeroba förhållanden, eftersom det i närvaro av fritt syre är energetiskt fördelaktigare för organismer att använda det som en elektronacceptor vid oxidation av organiska ämnen, snarare än syre bundet i nitrater. Det finns dock stora områden i hydrosfären med anaeroba förhållanden som är gynnsamma för denitrifikation - de observeras varhelst organiskt material tillförs mer än syre som krävs för deras biologiska oxidation. Dessa områden inkluderar hypolimnion av eutrofa sjöar, myrar och de platser där det finns ett stort inflöde av organiskt material” (Konstantinov, 1979: 336–337).

AmmonifieringÄr nedbrytning av organiskt material till ammoniakhaltiga kväveföreningar. Denna process sker till exempel i jorden under verkan av ammonifierande bakterier enligt schemat: Proteiner, humusämnen> Aminosyror> Amider> Ammoniak.

Ammonifiering utförs av aeroba och anaeroba bakterier. Ammonifiering producerar organiska syror, alkoholer, kolmonoxid och ammoniak. Sedan omvandlas dessa ämnen till vatten, väte, metan. Ammoniak reagerar delvis med organiska och mineraliska syror (kolsyra, salpeter, ättiksyra, etc.).

3. Koncentrationsfunktion... Det manifesterar sig i levande organismers förmåga att ackumulera olika kemiska element, inklusive spårämnen, från den yttre miljön (jord, vatten, atmosfär). Vanligtvis är den största andelen i sammansättningen av levande materia syre (65–70 %) och väte (10 %). De återstående 2025% representeras av olika grundämnen med ett totalt antal på mer än 70. Det finns organismer som har förmågan att företrädesvis ackumulera enskilda kemiska grundämnen i större mängder än jordskorpans och litosfärens sammansättning. Dessutom, i sammansättningen av animaliska organismer, finns en mycket högre halt av Na, Ca, P, N, S, F, Cl, Zn än i växter. Följaktligen har floran och faunans geokemiska roll sin egen specifika karaktär. Det finns kemiska element - biofiler, utan vilka den vitala aktiviteten hos organismer är omöjlig. Dessa är C, H, O, N, P, S, Cl, J, B, Cs, Mg, K, Na, V, Mn, Fe, Cu, Zn, Mo, Co, Se.

4. Destruktiv funktion... Kampen för mat som en källa till energi och näringsämnen är inte begränsad till ett tecken på det levande.

5. Utsöndrande och destruktivt- lika viktiga funktioner hos levande organismer. Det är möjligt att formulera en lag enligt vilken ingen organism kan existera i miljön av dess sekret (metaboliter) och deras förfäders lik. Om det inte vore för processerna för nedbrytning av organiska ämnen till mineraler, skulle organismerna ha gått under av förgiftning med sina sekret och från sina förfäders "kadaveriska gifter". Det är tack vare den enorma biologiska mångfalden av levande materia som denna funktion är balanserad, och där monokulturer (agrocenoser) introduceras kännetecknas denna del av utrymmet av extrem instabilitet. På grund av detta avvisar naturen monokultur. Det är därför som bevarandet av biogeocenoser i deras ursprungliga form är en viktig uppgift för en person som, genom att invadera samhällen (fiske, jakt, avskogning, etc.), ändrar sin balans inte till det bättre. Det är tydligt att miljön är befriad från metaboliter på grund av verkan av andra faktorer - temperaturer, kemiska medel. En del sköljs ur jorden och förs bort i havet av flodavrinning. Men den levande materiens roll i denna process är avgörande. Det kan antas att alkoholens aggressiva effekt på djurs och människors organismer förklaras av det faktum att vid gryningen av bildandet av levande varelser var alkohol det enda elementet för isolering av mikroorganismer som existerar i anaeroba processer (den effekt av jäsning). Därför kunde dessa avfallsprodukter från primära organismer inte i evolutionsprocessen bli en annan (nödvändig) energikälla för vår kropp. Därför är det (alkohol) gift för levande system. Förutom de tidigare nämnda funktionerna hos levande materia bör ytterligare en karakteriseras - det här är hastigheten för dess spridning över planeten. Vad menas?

Levande materia kännetecknas inte bara av biomassa, artmångfald, utan också av geokemisk energi, det vill säga förmågan att förflytta kemiska element i biosfären. Möjligheten att bedöma denna roll kvantitativt erbjöds av V.I.Vernadsky. Han föreslog att betrakta livsöverföringshastigheten, bestämd av reproduktionshastigheten, som en enhet av geokemisk energi. Så, hastigheten för spridning av livet (V) kan beräknas med formeln:

V= (13963,3?) / LgN max,

var? - en indikator på fortplantningen av en art, - ett stationärt antal individer av en art eller annan systematisk enhet, när den fyller jordens yta (5,1 108 km 2), 13963,3 är det värde som erhålls genom att dividera det stationära talet med 365.

Dessutom är det nödvändigt att ta hänsyn till det maximala avståndet över vilket liv kan fortplanta sig, lika med jordens ekvator (40 075 721 m). Man bör komma ihåg följande faktum: livets geokemiska energi beror på organismernas reproduktionshastighet - inte som en autonom biologisk process, utan i enlighet med biosfärens egenskaper - ett planetfenomen.

Till exempel kan en bakteries avkomma fånga ytan på hela planeten på bara 1,47 dagar och "sprida sig" med en hastighet av 33,1 m / s. För en indisk elefant kommer denna hastighet att vara 0,09 cm/s. För att reproducera massan av bakterier lika med massan av jordskorpan med obehindrad reproduktion behöver bakterier bara 1,6 dagar, grönalger - 24,5 dagar, elefanter - 1300 år (Chernov et al., 1997, s. 8-9).

Landets levande materia representeras av biomassan av växter, djur, bakterier och svampar. I sammansättningen av zoobiomassa står huvudandelen (90–99,5%) av ryggradslösa djur och kan nå 105 kg / km 2. Biomassan av ryggradslösa djur är särskilt hög i chernozem- och ängsjordar. Om vi ​​jämför växt- och ängssamhällenas fytomassor, så dominerar i termer av totalvärde de trädlevande, men i fråga om biologisk aktivitet, den största produktiviteten under året, den största effekten på bildandet av humus och markens bördighet tillhör inte fleråriga formationer av trädvegetation, men till formationer av örtvegetation. Det är örtartade samhällen, med sina snabbt strömmande livscykler och kraftfulla rotsystem, som ger bildandet av högt humusinnehåll i jordar och bildandet av jordar med hög bördighet, såsom chernozem, ängs- och översvämningsjordar. Mekanismen för detta fenomen kan förklaras av det faktum att en viktig regelbundenhet har bildats i biotan (genom evolution).

Så till exempel, ju större organismer är, desto färre är deras arter, desto färre är antalet individer och desto längre livslängd. Omvänt, med en minskning av storleken på organismer ökar antalet arter och antalet individer extremt, men enskilda individers livslängd minskar kraftigt.

Det räcker faktiskt att jämföra dynamiken för antalet kaluga, vitvit eller ansjovis, ansjovis och ansjovis bland vattenlevande organismer och bland landlevande djurpopulationer - tigrar och murina gnagare, etc., för att vara övertygad om giltigheten av denna regel.

Många funktioner är inneboende i biosfären, men energin är en av de centrala. Det är svårt att föreställa sig biotans utseende och sammansättning utan dessa mellanhänder mellan solen och andra representanter för den organiska världen. Det är växterna som spelar huvudrollen i "återutsläppet" av solenergi till slutkonsumenterna - heterotrofa djur. Emellertid, evolutionen, eller snarare, materiens rörelselagar (termodynamiska lagar) "ordnade" så att det på varje trofisk nivå (regel på tio procent) finns oundvikliga förluster av en del av dess del.

Vad är orsaken till detta fenomen?

Låt oss försöka svara på denna fråga i nästa kapitel.

<<< Назад

Vidarebefordra >>>

Den långa perioden av prebiologisk utveckling av vår planet, bestämd av verkan av fysikalisk-kemiska faktorer av livlös natur, slutade med ett kvalitativt språng - uppkomsten av organiskt liv. Från det ögonblick de uppträder existerar och utvecklas organismer i nära samverkan med den livlösa naturen, och processerna i den levande naturen på vår planets yta har blivit dominerande. Under påverkan av solenergi utvecklas ett fundamentalt nytt system (planetarisk skala) - biosfär. Biosfären inkluderar:

♦ levande materia som bildas av en uppsättning organismer;

♦ biogen substans, som skapas i organismers livsprocessen (atmosfäriska gaser, kol, kalksten, etc.);

♦ inert ämne bildat utan deltagande av levande organismer (grundstenar, vulkanisk lava, meteoriter);

♦ bioinert ämne, som är ett gemensamt resultat av organismers vitala aktivitet och abiogena processer (jord).

Biosfärens utveckling beror på tre nära sammankopplade grupper av faktorer: utvecklingen av vår planet som en kosmisk kropp och de kemiska omvandlingar som äger rum i dess djup, den biologiska utvecklingen av levande organismer och utvecklingen av det mänskliga samhället.

Livets gränser bestäms av faktorerna i jordens miljö, som hindrar existensen av levande organismer. Biosfärens övre gräns går på en höjd av cirka 20 km från jordens yta och avgränsas av ozonskiktet som fångar upp den kortvågiga delen av solens ultravioletta strålning, som är dödlig för liv. I jordskorpans hydrosfär bor levande organismer i alla vatten i världshavet - upp till 10–11 km djup. I litosfären uppstår liv på ett djup av 3,5–7,5 km, vilket beror på temperaturen i jordens inre och nivån av vattenträngning i flytande tillstånd.

Atmosfär. Jordens gashölje består huvudsakligen av kväve och syre. Den innehåller små mängder koldioxid (0,003%) och ozon. Atmosfärens tillstånd har stor inverkan på de fysiska, kemiska och biologiska processerna på jordens yta och i vattenmiljön. För vitala processer är följande särskilt viktiga: syre, används för andning och mineralisering av dött organiskt material; koldioxid, används av gröna växter i fotosyntesen; ozon, skapa en skärm som skyddar jordens yta från ultraviolett strålning. Atmosfären bildades som ett resultat av kraftfull vulkanisk och bergsbyggande aktivitet, syre dök upp mycket senare som en produkt av fotosyntes.

Hydrosfär. Vatten är en viktig komponent i biosfären och en nödvändig förutsättning för existensen av levande organismer. Gaser lösta i vatten har stor betydelse: syre och koldioxid. Deras innehåll varierar kraftigt beroende på temperatur och närvaron av levande organismer. Vatten innehåller 60 gånger mer koldioxid än atmosfären. Hydrosfären bildades i samband med utvecklingen av geologiska processer i litosfären, under vilka en stor mängd vattenånga frigjordes.

Litosfären. Huvuddelen av organismer i litosfären ligger i jordlagret, vars djup inte överstiger flera meter. Jorden består av oorganiska ämnen (sand, lera, mineralsalter), som bildas under förstörelsen av stenar, och organiska ämnen - avfallsprodukter från organismer.

Levande materia i biosfären uppfyller följande viktiga funktioner:

1. Energifunktion - absorption av solenergi och energi under kemosyntes, ytterligare överföring av energi längs näringskedjan.

2. Koncentrationsfunktion - selektiv ackumulering av vissa kemikalier.

3. Miljöbildande funktion - omvandling av fysikaliska och kemiska parametrar i miljön.

4. Transportfunktion - överföring av ämnen i vertikala och horisontella riktningar.

5. Destruktiv funktion - mineralisering av icke-biogent material, nedbrytning av icke-levande oorganiskt material.

Fråga nummer 2

Existensen av en levande organism är omöjlig utan uppfattningen och bearbetningen av information från den yttre och inre miljön. Båda dessa processer utförs på basis av sensoriska systems funktion. Sensoriska system omvandlar tillräcklig stimuli till nervimpulser och överför dem till det centrala nervsystemet. På olika nivåer i hjärnan filtreras, bearbetas och transformeras dessa signaler. Denna process slutar med medvetna förnimmelser, representationer, igenkänning av bilder, etc.

Baserad sensorisk information arbetet i alla inre organ är organiserat. Sensorisk information är en viktig faktor i beteende, mänsklig anpassning till levnadsförhållanden. Det är också en viktig förutsättning för aktiv mänsklig aktivitet och en förutsättning för bildning och utveckling av en person som person. Det sensoriska systemet består av tre sammankopplade avdelningar: perifer, konduktiv och central.

Den perifera delen av sensoriska systemet (analysatorn) bildas av receptorer. Receptorer är nervändar eller specialiserade nervceller som svarar på förändringar i den yttre eller inre världen och omvandlar dem till nervimpulser. Genom sin struktur kan receptorer vara enkla (receptorer för allmän känslighet - beröring, tryck, smärta, temperatur - det finns fler av dem i kroppen) och komplexa (svara på specifika stimuli som verkar på begränsade områden av människokroppen - smakreceptorer, lukt, syn, hörsel, balans) ...

Den trådbundna delen av sensoriska systemet bildas av nervceller som överför information från receptorer till hjärnbarken.

Centralavdelningen för sensoriska systemet bildar olika subkortikala områden i hjärnan som är underordnade områden i hjärnbarken (kortikala regioner) som tar emot information från receptorer.

Alla delar av analysatorn fungerar som en helhet, störningar av aktiviteten hos någon av delarna leder till störningar av analysatorns funktioner.

I människokroppen finns visuella, hörsel-, lukt-, smaks-, vestibulära sensoriska system, liksom det somatosensoriska systemet (vars receptorer huvudsakligen finns i huden och uppfattar beröring, tryck, värme, kyla, smärta, vibrationer, rörelser i leder och muskler) och visceralt ett sensoriskt system som tar emot information från receptorer som finns på inre organ (dvs förändringar i kroppens inre miljö).

Varje sensoriskt system har en känslighet och en irritationströskel. Hon kan anpassa sig till verkan av en konstant stimulans. Hon utför den primära analysen av information på receptornivå och väljer betydande stimuli. Efterföljande analyser av information kontrollerad i nervimpulser utförda av de centrala avdelningarna (subkortikala zoner och hjärnbarken). När man närmar sig cortex minskar mängden information kraftigt – falska eller oviktiga signaler förhindras att skickas till hjärnan).

För normal uppfattning av den yttre världen är det nödvändigt att information kommer in i alla typer av sensoriska system. Att ändra ett sensoriskt system kan förändra aktiviteten hos andra sensoriska system.

Olika sensoriska system börja fungera vid olika utvecklingsperioder. Som regel, vid födseln, är den perifera sektionen helt bildad. Efter födseln ändras ledningsavdelningen (myelinisering av nervfibrer sker under de första levnadsmånaderna). Senare mognar de kortikala delarna av sensoriska systemen. Det är deras mognad som bestämmer särdragen i sinnesorganens funktion.

Analysator koncept

Det representeras av den uppfattande avdelningen - receptorerna i ögats näthinna, synnerverna, det ledande systemet och motsvarande områden i cortex i hjärnans occipitallober.

En person ser inte med sina ögon, utan genom sina ögon, varifrån information överförs genom synnerven, chiasmen, synvägarna till vissa områden i hjärnbarkens occipitallober, där bilden av den yttre världen som vi ser är bildas. Alla dessa organ utgör vår visuella analysator eller visuella system.

Att ha två ögon gör att vi kan göra vår syn stereoskopisk (det vill säga att bilda en tredimensionell bild). Den högra sidan av näthinnan i varje öga överför genom synnerven den "högra sidan" av bilden till höger sida av hjärnan, på samma sätt som den vänstra sidan av näthinnan. Sedan kopplar hjärnan ihop de två delarna av bilden – höger och vänster.

Eftersom varje öga uppfattar "sin egen" bild, om ledrörelsen i höger och vänster ögon störs, kan binokulär syn försämras. Enkelt uttryckt kommer dina ögon att börja se dubbelt eller så kommer du att se två helt olika bilder samtidigt.

Ögonstruktur

Ögat kan kallas ett komplext optiskt instrument. Dess huvuduppgift är att "sända" den korrekta bilden till synnerven.

Ögats huvudfunktioner:

· Ett optiskt system som projicerar en bild;

· Ett system som uppfattar och "kodar" den mottagna informationen för hjärnan;

· "Service" livsuppehållande system.

Hornhinnan är den klara hinnan som täcker framsidan av ögat. Det finns inga blodkärl i den, den har en stor brytningskraft. Det ingår i ögats optiska system. Hornhinnan kantas av ögats ogenomskinliga yttre skal - skleran.

Ögats främre kammare är utrymmet mellan hornhinnan och iris. Den är fylld med intraokulär vätska.

Iris är formad som en cirkel med ett hål inuti (pupill). Iris består av muskler som, när de är sammandragna och avslappnade, ändrar storleken på pupillen. Det går in i åderhinnan. Iris är ansvarig för färgen på ögonen (om den är blå betyder det att det finns få pigmentceller i den, om det är mycket brunt). Utför samma funktion som bländaren i en kamera, justerar ljusflödet.

Pupillen är ett hål i iris. Dess dimensioner beror vanligtvis på belysningsnivån. Ju mer ljus, desto mindre pupill.

Linsen är ögats "naturliga lins". Det är transparent, elastiskt - det kan ändra sin form, nästan omedelbart "rikta fokus", på grund av vilket en person ser bra både nära och långt. Den ligger i en kapsel, som hålls av ett ciliärband. Linsen är liksom hornhinnan en del av ögats optiska system.

Glaskroppen är en gelliknande genomskinlig substans som finns på baksidan av ögat. Glaskroppen bibehåller formen på ögongloben, deltar i intraokulär metabolism. Det ingår i ögats optiska system.

Retina - består av fotoreceptorer (de är känsliga för ljus) och nervceller. Receptorcellerna i näthinnan är indelade i två typer: kottar och stavar. I dessa celler, som producerar enzymet rhodopsin, omvandlas ljusets energi (fotoner) till elektrisk energi i nervvävnaden, d.v.s. fotokemisk reaktion.

Stavarna har hög ljuskänslighet och låter dig se i svagt ljus, de ansvarar även för perifert syn. Koner, tvärtom, kräver mer ljus för sitt arbete, men det är de som gör det möjligt att se små detaljer (ansvarig för central vision), gör det möjligt att skilja färger. Den största ansamlingen av kottar finns i den centrala fossa (makula), som är ansvarig för den högsta synskärpan. Näthinnan ligger i anslutning till åderhinnan, men lös på många områden. Det är här som det tenderar att exfoliera vid olika sjukdomar i näthinnan.

Sclera är ögonglobens ogenomskinliga yttre skal, som passerar framtill på ögongloben in i den genomskinliga hornhinnan. 6 oculomotoriska muskler är fästa vid sclera. Den innehåller ett litet antal nervändar och blodkärl.

Choroid - kantar den bakre delen av sclera, näthinnan ligger intill den, med vilken den är nära förbunden. Åderhinnan är ansvarig för blodtillförseln till de intraokulära strukturerna. Vid sjukdomar i näthinnan är det mycket ofta involverat i den patologiska processen. Det finns inga nervändar i åderhinnan, därför uppstår inte smärta med sin sjukdom, vilket vanligtvis signalerar något fel.

Synnerven – Med hjälp av synnerven överförs signaler från nervändarna till hjärnan.

Ögon – synorganet – kan liknas vid ett fönster mot omvärlden. Ungefär 70 % av all information vi får med hjälp av synen, till exempel om form, storlek, färg på föremål, avstånd till dem, etc. Den visuella analysatorn styr en persons motoriska och arbetsaktivitet; tack vare synen kan vi studera den erfarenhet som mänskligheten samlat på sig genom böcker och datorskärmar.

Synorganet består av en ögonglob och en hjälpapparat. Hjälpapparaten är ögonbrynen, ögonlocken och ögonfransarna, tårkörteln, tårkanalerna, oculomotoriska muskler, nerver och blodkärl

Ögonbryn och ögonfransar skyddar ögonen från damm. Dessutom leder ögonbrynen bort svett från pannan. Alla vet att en person ständigt blinkar (2-5 rörelser i århundraden på 1 minut). Men vet de varför? Det visar sig att ögats yta i ögonblicket för blinkning är fuktad med tårvätska, vilket skyddar den från att torka ut, samtidigt som den rensas från damm. Tårvätskan produceras av tårkörteln. Den innehåller 99% vatten och 1% salt. Upp till 1 g tårvätska frigörs per dag, den samlas i det inre ögonvrån och går sedan in i tårkanalerna, som för den in i näshålan. Om en person gråter har tårvätskan inte tid att gå genom tubuli in i näshålan. Sedan rinner tårarna genom det nedre ögonlocket och droppar ner i ansiktet.

Ögongloben är belägen i skallens fördjupning - ögonhålan. Den har en sfärisk form och består av en inre kärna täckt med tre membran: yttre - fibrös, mellan - vaskulär och inre - retikulär. Det fibrösa membranet är uppdelat i den bakre ogenomskinliga delen - tunica albuginea, eller sclera, och den främre transparenta delen - hornhinnan. Hornhinnan är en konvex-konkav lins genom vilken ljus kommer in i ögats inre. Årehinnen ligger under skleran. Dess främre del kallas iris, och den innehåller pigmentet som bestämmer färgen på ögonen. I mitten av iris finns en liten öppning - pupillen, som reflexmässigt med hjälp av glatta muskler kan expandera eller dra ihop sig och släppa in den nödvändiga mängden ljus i ögat.

Åderhinnan i sig är genomsyrad av ett tätt nätverk av blodkärl som matar ögongloben. Från insidan finns ett lager av pigmentceller som absorberar ljus i anslutning till åderhinnan, därför, inuti ögongloben, sprids eller reflekteras ljuset inte.

Direkt bakom pupillen finns en bikonvex transparent lins. Den kan reflexmässigt ändra sin krökning, vilket ger en tydlig bild på näthinnan - ögats inre skal. Näthinnan innehåller receptorer: stavar (receptorer för skymningsljus, som skiljer ljus från mörker) och kottar (de är mindre känsliga för ljus, men skiljer färger). De flesta kottarna sitter på näthinnan, mittemot pupillen, i gula fläcken. Nära denna plats är utgångsplatsen för synnerven, det finns inga receptorer, därför kallas det en blind fläck.

Insidan av ögat är fylld med en transparent och färglös glaskropp.

Perception av visuella stimuli... Ljus kommer in i ögongloben genom pupillen. Linsen och glaskroppen används för att leda och fokusera ljusstrålar på näthinnan. Sex oculomotoriska muskler ger en sådan position av ögongloben så att bilden av föremålet skulle falla exakt på näthinnan, på dess gula fläck.

I näthinnans receptorer omvandlas ljus till nervimpulser, som överförs längs synnerven till hjärnan genom kärnorna i mellanhjärnan (övre tuberkler av fyrdubbla) och diencephalon (optiska kärnor i thalamus) - till visuell zon av hjärnbarken belägen i occipitalregionen. Uppfattningen av färg, form, belysning av ett föremål, dess detaljer, som började i näthinnan, slutar med en analys i den visuella cortex. All information samlas här, den är dechiffrerad och sammanfattad. Som ett resultat av detta bildas en uppfattning om ämnet.

Synskada. Människors syn förändras med åldern, eftersom linsen förlorar sin elasticitet, förmågan att ändra sin krökning. I det här fallet är bilden av nära placerade föremål suddig - hyperopi utvecklas. En annan synfel är närsynthet, när människor tvärtom har dålig syn på avlägsna föremål; det utvecklas efter långvarig stress, felaktig belysning. Närsynthet uppstår ofta hos barn i skolåldern på grund av felaktig arbetsregim, dålig belysning av arbetsplatsen. Med närsynthet fokuseras bilden av objektet framför näthinnan, och med översynthet - bakom näthinnan och upplevs därför som suddig. Medfödda förändringar i ögongloben kan också vara orsaken till dessa synfel.

Närsynthet och översynthet korrigeras med speciellt utvalda glasögon eller linser.

Fråga nummer 3

Anpassning till livsmiljön är av relativ karaktär, den är användbar endast under de förhållanden där den historiskt bildades: under moltning är kräftan hjälplös, simbaggen kan klara av det ytterligare. Kräftan har ett hårt kitinhölje, som huvudsakligen fungerar som ett yttre skelett.
På buken på kräftorna finns fem par tvådelade lemmar som tjänar till simning.
Hankräftor är mycket större än honor och är utrustade med mer skrymmande klor. Om det plötsligt sker en förlust av en lem,
vid cancer växer en ny - direkt efter molten. Klorna är designade för attack och försvar.

Biljett nummer 23

Fråga nummer 1

Rationell användning av naturresurser

Enorma reserver av naturresurser är av stor betydelse för republikens framtid. Men som ni vet hindras deras utveckling av svåra naturliga förhållanden. Problemet med utvecklingen av naturresurser aktualiserar frågorna om naturskydd. Fel som görs i utvecklingen av naturresurser är förknippade med den orimliga användningen av underjordisk underjord och resurser, förekomsten av den felaktiga uppfattningen att naturresurser är outtömliga. Allt detta tillsammans ledde till att den naturliga balansen stördes. Ta till exempel vattenresurser. För republiken är rationell användning av naturresurser av stor betydelse, eftersom nya företag och bevattnade grödor kräver betydande reserver av vattenresurser. Flodföroreningar, orimlig användning av vattenresurser, förändringar i flodernas hydrologiska regim som ett resultat av mänskliga ekonomiska aktiviteter har lett till förändringar i andra delar av naturen. Således, i de bevattnade risfälten i södra Kazakstan, förlorar jorden sitt bördiga lager och blir mycket salt. Markförändringar har påverkat mångfalden och fördelningen av vegetationstäcket. Detta gjorde hela regionen till en ekologisk katastrofzon. Under utvecklingen av jungfru- och trädamarker utsattes jorden för vind- och vattenerosion.

Tidigare var jordproduktiviteten mycket högre, men på senare år har denna indikator minskat. Som ett resultat av vinderosion tas det bördiga jordlagret bort. Funktionerna i markstrukturen i jungfruliga territorier beaktas inte. På sandiga och leriga marker blir jordarna efter 4-5 års användning salthaltiga och går ur jordbruksbruk. Det bördiga humusskiktet minskar. Republikens öknar och halvöknar upptar 167 miljoner hektar. Som ett resultat av bevattning kan dessa områden användas som betesmarker. Under de senaste åren har bra indikatorer uppnåtts här som ett resultat av bevattning i mynningen. En stor framtid hör till användningen av artesiska vatten för bevattning av betesmarker.

Naturliga resurser av vår republik är betydande. De tillhandahåller allt du behöver för att möta befolkningens behov och ekonomins utveckling. Men oavsett hur bra de är, om du inte tar hand om deras bevarande och korrekta användning, kan de utarmas med tiden. Därför är skyddet av naturresurser mycket viktigt.I enlighet med beslut från Internationella unionen för bevarande av natur och naturresurser, för varje land register över sällsynta och hotade arter av djur och växter. I vårt land grundades den "röda boken" 1974. Den listar 21 arter och underarter av sällsynta djur och 8 arter av sällsynta fåglar, som inte bara måste bevaras, utan också vidta alla åtgärder för att öka deras antal. Återställda arter av djur och växter är undantagna från den "röda boken". Naturskydd och rationell användning av naturresurser har två riktningar - statlig och nationell. Staten bestäms av lämpliga tecken av regeringsdekret, det rikstäckande utförs av personligt deltagande och genom offentliga organisationer. Nu är det omöjligt att rationellt driva den här eller den ekonomin, utan att ta hänsyn till sammankopplingarna av alla komponenter som finns i naturen , eftersom kränkningen av denna anslutning ofta leder till katastrofala konsekvenser ... Ett antal åtgärder har utvecklats för att återställa och berika naturresurser. Den mest massiva miljöorganisationen är Republican Society for the Conservation of Nature, som har cirka 2 miljoner medlemmar i sina led och har sina filialer i alla regioner i Kazakstan. En av de viktiga åtgärderna för att skydda naturen är skapandet av statliga reservat. De skyddar naturen, utför omfattande forskningsarbete om studier, restaurering och berikning av naturen.Kazakstan har för närvarande sju reservat: Aksu-Dzhabaglinsky, Naur-zumsky, Almaty, Barsakelmes, Kurgaldzhinsky, Markakolsky, Ustyurt. Utvecklingen av projektet för den första nationella naturparken i Kazakstan har börjat. Det kommer att ligga i Bayanaulbergen, en av de vackraste platserna i republiken. Här finns underbara sjöar, tallskogar, rik flora och fauna. Den framtida nationalparkens territorium bebos av över 40 djurarter och 50 fågelarter, varav några ingår i den "röda boken". Den centrala delen av parken blir ett naturvårdsområde. På stranden av sjöarna Dzhasybai och Sabyndykul kommer turist- och rekreationskomplex, pensionat och pionjärläger att finnas. Aksu-Dzhabaglinsky-reservatet organiserades 1962. Det är det äldsta reservatet i Kazakstan. Det sprider sig över ett område på över 74 tusen hektar på sluttningarna av Talas Alatau, Ugam-åsen i Tyulkubassky- och Sairam-distrikten i Chimkent-regionen. Reservnamnet täcker 4 landskapsbälten på hög höjd. Det lägsta bältet, upp till en höjd av 1500 m, är en stäpp med en slags stäppvegetation och fauna. På en höjd av 1500 - 2300 m finns ett bälte av ängs-stäpp och träd-buskvegetation. Archa, mandelbuskar, vilda druvor, vilda äppelträd och andra representanter för sydliga växter växer här. Av djuren bor här rådjur, grävlingar, vilda bröder, maraler och andra.

Över 2000 och 2300 m finns subalpina och alpina ängar. Det finns ingen trädbevuxen vegetation i detta bälte, med undantag för den krypande turkestanska enbären. Bergsgetter, snöleoparder, murmeldjur, pikas lever där, och från fåglar - ular, finkar, alpina kavar, skäggiga lamm. På reservatets territorium finns 238 fågelarter och 42 arter av däggdjur. De mest värdefulla skyddade däggdjuren är: argali, sibirisk bergsget (tau-teke), maral, ksul, köttätande - snöleopard, fläckig katt, grävling.

Det översta bältet är alpint med snöklädda toppar och glaciärer. Stormiga bergsfloder med skummande vattenfall, kaskader som störtar ner i dalen börjar därifrån.

organiserades 1934. Den är utspridda på låglandet i Se-miozerny-distriktet i Kostanay-regionen. Dess territorium täcker 83 tusen hektar. I reservatet har en ur fjädergrässtäpp med många sjöar bevarats och studerats, på vars stränder tallskogar har bevarats. Det inkluderar också tallskogen Naurzum-Karagai. Detta är det sydligaste utbredningsområdet för sällsynt salttall. I reservatet finns en mängd björkar som växer på gröna jordar. Äppelträdet "mamus bakata" växer, som bara finns i det vilda i Fjärran Östern.

Fråga nummer 2

Högre växter representerar ett nytt stadium i den evolutionära utvecklingen av växtvärlden. Högre växter, till skillnad från lägre, har uppdelningar av kroppen i vegetativa organ: rot, blad och stjälk. Strukturen hos vegetativa organ är baserad på en variation av vävnader.

Alla högre växter är i regel landbor, men bland dem finns det också invånare i vattendrag. Som matning är de flesta högre växter autotrofer.

Utvecklingen av högre växter kännetecknas av två faser som alternerar med varandra: gametofyt och sporofyt gametofyt- den sexuella generationen, på vilken flercelliga könsorgan bildas - antheridia "och archegonia of antheridia - ovala eller sfäriska kroppar, vars yttre vägg är täckt med en eller flera rader av sterila celler. I antheridia utvecklas spermiegenceller, från vilka manliga könsceller då uppstår - rörliga spermier -tozooner Under mognaden spricker antheridierna, och då kommer spermatozoerna ut och De rör sig aktivt i vattnet och simmar upp till arkegonien. archegonia - kolvformade kroppar, bestående av den nedre expanderade delen - buken och den övre avsmalnande - halsen Externt är arkegoniet omgivet av sterila celler som skyddar det från att torka ut spetsen öppnar sig. Genom slemmet passerar spermierna in i buken av archegonia, där den smälter samman med ägget, sker befruktning.

I evolutionsprocessen av högre växter skedde en gradvis förenkling (reduktion) av antheridia och archegonia. Till exempel i angiospermer (blommande växter) återstod bara ett ägg från archegonia, som utvecklas i embryosäcken (kvinnlig gametofyt).

Sporofyt- asexuell generation, på vilken organen för asexuell reproduktion bildas - sporogoni, där haploida sporer bildas genom reduktionsdelning Sporer i högre växter kan morfologiskt ingå i samma eller olika små sporer som kallas mikrosporer, och stora - megasporer C mikrosporer utvecklar manlig gametofyt, och från megaspor - kvinnlig haploid gametofyt Övergången från aploid tillstånd till diploid tillstånd sker under befruktning och bildandet av en diploid zygot, från vilken sporofyterofyt utvecklas.

Utvecklingen av högre växter, förutom mossor, kännetecknas av en tendens till övervikt och förbättring av sporofyten med en samtidig reduktion av gametofyten

Högre växter indelade i:

Högre sporväxter(bild 50):

o avdelning Bryophytes, eller mossor (25 tusen arter; i Ukraina - cirka 800 arter);

o avdelning Plauniformes eller Plaunas (400 arter);

o avdelning åkerfräken eller åkerfräken (32 arter);

o avdelningsormbunkar, eller ormbunkar (10 tusen arter) Växter med högre fröer:

o avdelning Blommande, eller blommig (250 tusen arter)

Egenskaper hos högre sporväxter. När du gick genom skogen såg du utan tvekan rotrosetter av stora ormbunksblad och ömtåliga gröna stjälkar av mossa på ytan av den fuktiga jorden. I grönsaksträdgårdar, bland annat ogräs, växer ofta åkerfräken, liknande små tallar. Nära vattendrag eller i kärr bland gräset kan du hitta krypande stjälkar av lykoper, täckta med små löv.

Om man tittar på ormbunksbladen underifrån kan man se små bruna knölar. De innehåller organ av asexuell reproduktion - sporangia (från grekiskan. Tvist och angeion - en behållare). Sporer bildas och mognar där. Hos mossor bildas sporer i en låda på ett ben, och i åkerfräken och lymfoider är sporangier belägna på modifierade blad av speciella sporbärande skott, som liknar spikelets. Förmågan hos dessa växter att föröka sig med sporer och bestämde deras namn - "högre sporväxter" (du kommer ihåg att alger också kan föröka sig med sporer). De högre sporliknande växterna inkluderar representanter för de mossliknande, plauniforma, åkerfräkenliknande och ormbunksliknande avdelningarna.

Funktioner för reproduktion och distribution. I livscykeln för högre sporväxter, som vissa grupper av alger, sker en växling av representanter för olika generationer, som reproducerar sig asexuellt och sexuellt. Livscykeln är perioden mellan samma utvecklingsfaser av två eller flera identiska generationer. Livscykeln säkerställer kontinuiteten i existensen av en viss typ av organism.

Individer av den asexuella generationen bildar sporer. Ur sporerna utvecklas i sin tur individer av den sexuella generationen, som bildar de kvinnliga och manliga könsorganen. Hos dem utvecklas kvinnliga respektive manliga gameter - ägg och spermier. Under befruktning i högre sporväxter tränger rörliga spermier in i orörliga äggceller. I detta fall släpps spermierna ut i den yttre miljön. De rör sig, använder vatten för detta, och tränger in i det kvinnliga könsorganet, där ägget finns. Ett embryo utvecklas från ett befruktat ägg. Den gror och förvandlas till en asexuell generation som förökar sig med sporer. Titta på figurerna 37 och 41. Som du kan se skiljer sig individer av den sexuella och asexuella generationen avsevärt från varandra.

Således sprids mossor, ormbunkar, åkerfräken och mossor, kallade högre sporväxter, av sporer och kännetecknas av alternering i sin livscykel av asexuella och sexuella generationer.

Högre sporväxter är vanliga under olika klimatförhållanden, men de flesta växer i våta områden på land, eftersom de behöver vatten för sexuell reproduktion. Vissa arter av dessa växter finns dock även i öknar.

Underriket av högre växter förenar flercelliga växtorganismer, vars kropp är uppdelad i organ - rot, stam, löv. Deras celler är differentierade till vävnader, specialiserade och utför specifika funktioner.

Enligt reproduktionsmetoden delas högre växter in i sporer och fröer. Sporväxter inkluderar mossor, mossa, åkerfräken, ormbunkar.

Mossor är en av de äldsta grupperna av högre växter. Representanter för denna grupp är enklast arrangerade, deras kropp är styckad i en stam och löv. De har inte rötter, och i de enklaste - levermossorna, finns det inte ens någon uppdelning i stam och löv, kroppen ser ut som en tallus. Mossor fäster vid substratet och suger in vatten med mineraler lösta i det med hjälp av rhizoider - utväxter av det yttre lagret av celler. Dessa är huvudsakligen fleråriga växter av liten storlek: från några millimeter till tiotals centimeter (fig. 74).

Ris. 74. Mossar: 1 - marscherande; 2 - göklin;
3 - sphagnum

Alla mossor kännetecknas av växling mellan generationer av sexuella (gametofyter) och asexuella (sporofyter), och den haploida gametofyten råder över den diploida sporofyten. Denna funktion skiljer dem skarpt från andra högre växter.
På en lummig växt eller tallus utvecklas könsceller i könsorganen: spermier och ägg.
Befruktning sker endast i närvaro av vatten (efter regn eller högt vatten), längs vilket spermier rör sig. Från den resulterande zygoten utvecklas en sporofyt - en sporogon med en låda på ett ben, där sporer bildas. Efter mognad öppnas kapseln och sporerna sprids med vinden. När den är i våt jord gror sporen och ger upphov till en ny växt.
Mossor är ganska vanliga växter. För närvarande finns det cirka 30 tusen arter av dem. De är opretentiösa, tål svår frost och långvarig värme, men växer bara på fuktiga skuggiga platser.
Levermossornas kropp förgrenar sig sällan och representeras vanligtvis av en lövliknande tallus, från vars baksida rhizoider sträcker sig. De slår sig ner på stenar, stenar, trädstammar.
I barrskogar och träsk kan du hitta mossa - göklin. Dess stjälkar, täckta med smala löv, växer mycket tätt och bildar fasta gröna mattor på jorden. Göklin fästs i jorden av rhizoider.
Kukushkin-lin är en tvåboväxt, det vill säga vissa individer utvecklar manliga könsceller, medan andra utvecklar kvinnliga könsceller.
På kvinnliga växter, efter befruktning, bildas kapslar med sporer.

Vit- eller sphagnummossor är mycket utbredda.
Genom att ackumulera en stor mängd vatten i kroppen bidrar de till vattenförsämring av jorden. Detta beror på det faktum att bladen och stjälken av sphagnum, tillsammans med gröna celler som innehåller kloroplaster, har döda, färglösa celler med porer.
Det är de som absorberar vatten 20 gånger mer än deras massa. Sphagnum rhizoider är frånvarande. Den är fäst vid jorden av de nedre delarna av stammen, som gradvis dör av och förvandlas till sphagnumtorv. Syretillgången till torven är begränsad, dessutom frigör spagnum speciella ämnen som förhindrar tillväxt av bakterier. Därför ruttnar olika föremål instängda i en torvmosse, döda djur, växter ofta inte, utan är välbevarade i torven.
Till skillnad från mossor har andra spormossor ett välutvecklat rotsystem, stjälkar och blad. För mer än 400 miljoner år sedan dominerade de bland vedartade organismer på jorden och bildade täta skogar. För närvarande är det några få grupper av främst örtartade växter. I livscykeln är den dominerande generationen den diploida sporofyten, på vilken sporer bildas. Sporer bärs av vinden och gror under gynnsamma förhållanden och bildar en liten överväxt - gametofyt. Detta är en grön platta som mäter från 2 mm till 1 cm. Manliga och kvinnliga könsceller bildas på utväxten - spermier och ett ägg. Efter befruktningen utvecklas en ny vuxen växt, sporofyt, från zygoten.
Plaunas är mycket gamla växter. Forskare tror att de dök upp för cirka 350-400 miljoner år sedan och bildade täta skogar av träd upp till 30 m höga. För närvarande finns det väldigt få av dem, och dessa är fleråriga örtartade växter. På våra breddgrader är den mest kända den klubbformade lyran (bild 75). Den finns i barr- och blandskogar. Lymfoidens stjälk som kryper längs marken är fäst vid jorden med oavsiktliga rötter.
Små sylformade blad täcker tätt stammen. Plaunas förökar sig vegetativt - genom områden med skott och rhizomer.

Ris. 75. Ormbunkeliknande: 1 - åkerfräken; 2 - plog;
3 - ormbunke

Sporangia utvecklas på upprättstående skott, samlade i form av spikelets. Mogna små sporer bärs av vinden och låter växten föröka sig och spridas.
Åkerfräken är små fleråriga örtartade växter. De har en välutvecklad rhizom, från vilken många oavsiktliga rötter sträcker sig.
Ledade stjälkar, i motsats till stammar av lymfoider, växer vertikalt uppåt, sidoskott sträcker sig från huvudstammen.
Virvlarna av mycket små fjällande blad är belägna på stjälken. På våren, på de övervintrade rhizomen, växer bruna vårskott med sporbärande spikelets, som dör av efter mognad av sporerna. Sommarskott är gröna, förgrenar sig, fotosyntetiserar och lagrar näring i rhizomer, som övervintrar, och på våren bildar de nya skott (se fig. 74).
Stjälkarna och bladen på åkerfräken är sega, mättade med kiseldioxid, så djur äter dem inte. Åkerfräken växer huvudsakligen på fält, ängar, träsk, längs stranden av vattendrag, mer sällan i tallskogar. Åkerfräken, ett svårt att utrota åkergröda ogräs, används som medicinalväxt. På grund av närvaron av kiseldioxid används stjälkarna av olika typer av åkerfräken som ett polermaterial. Marsh horsetail är giftigt för djur.
Ormbunkar, som åkerfräken och baluns, var en blomstrande grupp av växter under karbonperioden. Nu finns det cirka 10 tusen arter av dem, varav de flesta är vanliga i tropiska regnskogar. Storleken på moderna ormbunkar sträcker sig från några centimeter (gräs) till tiotals meter (träd i de fuktiga tropikerna). Ormbunkar på våra breddgrader är örtartade växter med en förkortad stjälk och fjäderliknande löv.
Det finns en rhizom under jorden - ett underjordiskt skott. Från dess knoppar ovanför ytan utvecklas långa, komplexa fjäderlöv - blad.
De har apikala tillväxt. Många adventitious rötter sträcker sig från rhizomen.
Blad av tropiska ormbunkar når en längd på 10 m.
I vårt område är de vanligaste ormbunkarna brack, hanormbunkar mm På våren, så snart jorden tinar, växer en förkortad stjälk med en rosett av vackra löv från rhizomen. På sommaren uppträder bruna knölar på undersidan av bladen - sori, som är kluster av sporangier. Tvister bildas i dem.
Hanormbunkens unga blad används av människor som mat, som medicinalväxt. Brackenblad används för att dekorera buketter. I tropiska länder föds vissa ormbunkearter upp i risfält för att berika jorden med kväve. Några av dem har blivit prydnadsväxter, växthusväxter och krukväxter, som nephrolepis.

Fråga nr 3 Svar i biljett nr 5 Fråga nr 3

Biljett nummer 24

Fråga nummer 1

Fråga nummer 2

Fåglar är mycket organiserade ryggradsdjur, vars kropp är täckt med fjädrar, och de främre extremiteterna förvandlas till vingar. Förmågan att röra sig i luften, varmblodighet och andra egenskaper hos strukturen och vital aktivitet gav dem möjlighet att i stor utsträckning bosätta sig på jorden. Fågelarterna är särskilt olika i tropiska skogar. Totalt finns det cirka 9000 arter.

Det är en mycket specialiserad och utbredd klass av högre ryggradsdjur, som är en progressiv reptillinje anpassad för att flyga.

Likheten mellan fåglar och reptiler bevisas av vanliga tecken:

1) tunn hud, fattig på körtlar;

2) stark utveckling av kåta formationer på kroppen;

3) närvaron av cloaca och andra.

Några av de progressiva egenskaperna som skiljer dem från reptiler inkluderar:

a) en högre utvecklingsnivå av det centrala nervsystemet, vilket bestämmer det adaptiva beteendet hos fåglar;

b) hög (41-42 grader) och konstant kroppstemperatur, stödd av ett komplext termoregleringssystem;

c) perfekta reproduktionsorgan (häckning, ruvning av ägg och matning av kycklingar).

På grund av förmågan att ackumulera solenergi och omvandla den till energin av kemiska bindningar av organiska ämnen i växter och andra egenskaper, utför biosfären ett antal grundläggande biogeokemiska funktioner på planetarisk skala, varav de viktigaste är energi och miljö.

1. Energifunktion biosfären består i absorptionen av den spridda strålande solenergin av elektromagnetisk natur. Denna funktion är förknippad med näring, andning, reproduktion och andra vitala processer hos organismer. Biosfären är kapabel att förändra och upprätthålla en viss gassammansättning av livsmiljön och atmosfären som helhet. Nästan 99% av denna energi absorberas av atmosfären, hydrosfären och litosfären, och endast cirka 1% absorberas av växter i fotosyntesprocessen och omvandlas till koncentrerad energi av kemiska bindningar av organiska ämnen. Denna energi överförs till andra organismer längs näringskedjan.

Reaktionen av fotosyntes med hjälp av koldioxid, vatten i allmän form uttrycks av ekvationen

I processen för fotosyntes, samtidigt med ackumulering av organiskt material och produktion av syre, absorberar växter en del av solenergin och håller den kvar i biosfären. Varje år binder växter på vår planet cirka 3 x 10 18 kJ solenergi, vilket är cirka 10 gånger mer än den energi som människor använder.

Växter äts av växtätande djur, som i sin tur blir offer för rovdjur etc. Detta konsekventa och ordnade energiflöde är en konsekvens av den levande materiens energiska funktion i biosfären.

2. Miljöbildande funktion. Biosfären är ett integrerat system där alla element är sammankopplade och interagerar. I detta system spelar levande organismer en central roll, som är genetiskt besläktade och bildar alla strukturella delar av biosfären på grund av deras tidigare eller nuvarande aktiviteter. Den fysiska och kemiska miljön som omger levande organismer har förändrats på grund av deras funktion i en sådan utsträckning att biokemiska och abiotiska processer är oskiljaktiga. Som ett resultat av deras ömsesidiga inflytande omvandlar levande organismer livsmiljön och upprätthåller den i ett sådant tillstånd som säkerställer deras existens i den globala cirkulationen av biogena kemiska element.

Den globala biotiska cirkulationen utförs med deltagande av alla organismer som bor på planeten. Den består i cirkulationen av ämnen mellan marken, atmosfären, hydrosfären och levande organismer. På grund av den biotiska cirkulationen är en lång existens och utveckling av biosfären möjlig med ett begränsat utbud av kemiska grundämnen. När biotans reglerande interaktion upphör, kommer den fysiskt instabila miljön snabbt (efter cirka 10 tusen år) att övergå till ett stabilt tillstånd där liv är omöjligt (som på Mars eller Venus).

Utför miljöbildande funktioner, levande organismer kontrollerar miljöns tillstånd och utför följande biokemiska funktioner: gas, koncentration, redox, destruktiv.

Gasfunktion består i att levande organismer deltar i migrationen av gaser och deras omvandlingar. Beroende på gaserna i fråga särskiljs flera gasfunktioner:

a) syre-koldioxid funktion- Skapandet av huvuddelen av fritt syre på planeten som ett resultat av fotosyntesprocessen som utförs av gröna växter i solljus. Som ett resultat av fotosyntesen släpper den gröna världens vegetation årligen ut cirka 145 miljarder ton fritt syre i atmosfären och absorberar cirka 200 miljarder ton koldioxid från atmosfären, samtidigt som mer än 100 miljarder ton organiskt material bildas;

b ) koldioxidfunktion- bildning av koldioxid som ett resultat av andning av djur, växter, svampar och bakterier:

v) ozonfunktion- bildning av ozonskiktet från biogent syre under inverkan av kort UV-strålning:

Uppfyllelsen av denna funktion ledde till bildandet av ett skyddande ozonskikt, som skyddar levande organismer från solstrålningens destruktiva verkan;

G) kvävefunktion- Skapande av huvuddelen av fritt kväve i troposfären på grund av dess frisättning av kväve-denitrofierande bakterier under nedbrytningen av organiskt material.

Som ett resultat av detta skedde en gradvis minskning av halten av kol och dess föreningar, främst koldioxid, i atmosfären från tiotals procent till moderna 0,03 %. Detsamma gäller ansamling av syre i atmosfären, bildning av ozon och andra processer.

Gasfunktionen hos levande materia är förknippad med två kritiska perioder i biosfärens utveckling. Den första perioden avser den tidpunkt då syrehalten i atmosfären nådde 1 % av den nuvarande nivån. Detta ledde till uppkomsten av de första aeroba organismerna som bara kan leva i en syrehaltig miljö. Sedan dess började reduktionsprocesserna kompletteras med oxidativa. Detta hände för cirka 1,2 miljarder år sedan.

Den andra vändpunkten är förknippad med den tidpunkt då syrekoncentrationen nådde cirka 10 % av den nuvarande nivån. Detta skapade förutsättningar för syntesen av ozon och bildandet av ozonskiktet i den övre atmosfären, vilket gjorde det möjligt för organismer att assimilera land. Dessförinnan utfördes funktionen att skydda organismer från skadliga ultravioletta strålar av vatten, under vilket liv var möjligt.

På grund av att levande materia utför gasfunktioner under jordens geologiska utveckling har en modern atmosfär med hög syrehalt och låg koldioxidhalt samt måttliga temperaturförhållanden utvecklats (tabell 2.5).

Tabell 2.5

Jämförande egenskaper hos Mars, Venus och jorden och den hypotetiska jorden utan levande materia

Koncentrationsfunktion. När de passerar genom sin kropp stora volymer luft och naturliga lösningar, utför levande organismer biogen migration och koncentrerar kemiska element och deras föreningar. I evolutionsprocessen har levande organismer lärt sig att extrahera de ämnen de behöver från utspädda vattenlösningar och multiplicera deras koncentration i sina kroppar.

Redox funktion levande organismer är nära besläktad med den biogena migrationen av grundämnen och deras koncentration. Många ämnen i naturen är mycket stabila och oxiderar inte under standardförhållanden. Till exempel är atmosfäriskt kväve (N 2) det viktigaste biogena grundämnet som ingår i näringsämnena av ammoniumjoner NH 4 + och nitrater NO 3 _. Men molekylärt kväve oxideras inte under normala förhållanden: denna process utförs av enzymer (katalysatorer) från vissa levande organismer (nitrifierande bakterier). Med hjälp av levande materia genomförs många redoxprocesser i alla geosfärer.

Så den oxidativa funktionen manifesteras i oxidationen med deltagande av bakterier, svampar av alla syrefattiga föreningar i jorden, väderskorpan och hydrosfären. Som ett resultat av den minskande aktiviteten hos anaeroba mikroorganismer bildas oxiderade former av järn i vattensjuka jordar, som praktiskt taget saknar syre.

Destruktiv funktion- Förstörelse av organismer och produkter av deras vitala aktivitet, både rester av organiskt material och ämnen av organisk natur. Den viktigaste rollen i detta spelas av de lägre livsformerna - svampar, bakterier (detritusmatare, nedbrytare). Det sista stadiet av den destruktiva funktionen hos biosfärens levande materia är omvandlingen av dött organiskt material till oorganiskt, som ett resultat av vilket markens bördighet ökar.

• 3.Transportfunktion- överföring av materia och energi till följd av levande organismers förflyttning. Ofta utförs en sådan överföring över ett stort avstånd, till exempel under flygningen av fåglar.
• 4. Informationsfunktion. Levande organismer kan uppfatta, lagra och bearbeta molekylär information och överföra den till efterföljande generationer.
• 5. Spridningsfunktion- spridning av ämnen i miljön. Det manifesterar sig genom organismers trofiska och transportaktiviteter, till exempel spridning av giftiga ämnen, spridning av ämnen när de utsöndras av organismer.

Som ett resultat av utförandet av de listade funktionerna bildar och styr ekosfärens biota miljöns tillstånd, det vill säga resultatet av dessa funktioner är hela den naturliga miljön.

Levande organismer föds ständigt och dör, metaboliska processer äger rum i dem. Till skillnad från den livlösa (inerta) naturen är biosfären en gigantisk kemisk växt som omvandlar enorma massor av oorganiskt material till organiskt. Detta är den viktigaste egenskapen hos biosfären, som är en väsentlig del av jordens liv som planet. Biosfären fungerar som en energiskärm mellan jorden och rymden och omvandlar en betydande del av den kosmiska, främst solenergi, som tillförs jorden till låg- och högmolekylärt organiskt material.

Levande organismer är en funktion av biosfären och är nära förbundna med den materiellt och energetiskt. De är en enorm geologisk kraft som påverkar biosfärens funktion. Som ett resultat av metaboliska processer förändras inte bara organismerna själva, utan också den abiotiska miljön som omger dem.

Därmed kan biosfären också definieras som ett komplext dynamiskt system som fångar, ackumulerar och överför energi genom utbyte av ämnen mellan levande materia och miljön.

Den välkända ryske biologen N.V. Timofeev-Resovsky sa att jordens normalt fungerande biosfär inte bara förser mänskligheten med mat och värdefulla organiska råvaror, utan också upprätthåller gassammansättningen i atmosfären och lösningarna i naturliga vatten i ett jämviktstillstånd. Att undergräva av en person (kvalitativt och kvantitativt) biosfärens arbete kommer därför inte bara att minska produktionen av organiskt material på jorden, utan också störa den kemiska balansen i atmosfären och naturliga vatten.

Kunskapen om biosfärens lagar och dess funktionella enheter (ekosystem) är viktig inte bara för egenskaperna hos dess nuvarande tillstånd, utan också för vår planets framtid, mänsklighetens framtid, eftersom jordens yta idag har upphört att vara endast en naturlig formation. Genom sin verksamhet skapar människan ett nytt konstgjort skal av jorden - noosfären.

Som V.I. Vernadsky noterade, har människans biogeokemiska roll under de senaste århundradena avsevärt överträffat rollen för andra, till och med de mest biogeokemiskt aktiva organismerna. Samtidigt sker användningen av naturresurser utan att ta hänsyn till biosfärens utvecklings- och funktionsmönster.

Människan är den första invånaren på jorden som verkligen hotar nästan alla sina grannar på planeten och till och med själva existensen av den biosfär som födde henne. Mänsklighetens utveckling åtföljdes av förstörelsen av organismers livsmiljö, en förändring av naturliga landskap och den ökande exploateringen av biologiska resurser.

Sedan urminnes tider har människan brytit och använt olika mineraler för sina behov. Med utvecklingen av vetenskapliga och tekniska framsteg ökade volymerna av utvinning av mineraler och antalet av deras typer ökade. Om i den antika eran endast 19 element utvanns och användes av mänskligheten, så i början av XXI-talet. alla 89 kemiska grundämnen som finns i jordskorpan används. Utvinningshastigheten av mineraler har också ökat. Således har världens produktion och konsumtion av icke-järnmetallmalmer ökat flera gånger under de senaste 25 åren. Reserverna av de flesta mineraler som finns i jordskorpan är begränsade och kan så småningom försvinna helt. Redan nu en minskning av råvarureserverna får en person att leta efter en ersättning för ett eller annat mineral. Utvinning av mineraler under utvecklingen av fyndigheter åtföljs som regel av gigantiska förluster av naturområden på grund av ofullkomlig gruvteknik, önskan att minska kostnaderna etc. Men viktigast av allt är växter, djur, mark, dvs naturliga ekosystem. störd.

Människan började använda flodvatten vid civilisationens gryning, när konstbevattnat jordbruk dök upp. För närvarande byggs dammar och reservoarer för vattenförsörjning, bevattning av jordbruksmark, generering av elektricitet, förbättrad drift av vattentransporter och fiskodling. Allt detta bryter mot stabiliteten i akvatiska ekosystem, leder till deras förändring och ibland till och med döden (till exempel den ekologiska katastrofen i Aralsjön).

För närvarande har processen för nedbrytning av biosfären antagit en alarmerande omfattning, och den biologiska mångfalden av arter minskar. Idag försvinner en art av levande varelser varje dag. I slutet av 1900-talet har tropiska skogar förlorat 15-20 % av sin fauna och flora.

Sedan början av XX-talet. och hittills har mängden energi som spenderas på en enhet jordbruksproduktion i utvecklade länder ökat med 8-10 gånger, per enhet industriell produktion - med 10-12 gånger, och eftersom produktionsvolymen också har ökat kraftigt, mängden energi som krävs för denna period ökade hundratals gånger.

Detta kan dock inte fortsätta på obestämd tid, eftersom det finns ett hot om en energi- och termisk kris (d.v.s. överhettning av ytatmosfären till följd av energiproduktion i en mängd som avsevärt överstiger den naturliga avledningen av jordens värme). Men även användningen av outtömliga energikällor i framtiden, som nästan inte tillför värme till biosfären, ger inte möjligheten till obegränsad utveckling av materialproduktion, eftersom varje kränkning av sammankopplingar i ekosystem innebär en kränkning av energiflöden.

Så för närvarande genererar mänskligheten cirka 0,02 % av den energi som kommer till jorden med solens strålar, och bara något mindre än som kommer från jordens djup. Det här är mycket.

Inom ekologi finns det regeln 1 %: en förändring i ekosystemets energi med mer än 1 % (och ibland mindre) gör att det inte är balanserat. Alla de mest kraftfulla geologiska och klimatiska fenomenen på jorden - vulkanutbrott, tyfoner och cykloner - har en total energi på inte mer än 1% av energin från solstrålning som kommer in på planetens yta. Till och med hela jordens vegetationstäcke ackumulerar energi på ett år, vilket inte överstiger detta värde. Brott mot biosfärens energi med mer än 1% kan leda till en kraftig ökning av biosfärens entropi och följaktligen till dess död på grund av en termodynamisk kris. För närvarande har mänskligheten redan närmat sig denna gräns och ytterligare utveckling kräver grundläggande förändringar i användningen av naturresurser.

Mänskligheten är en del av biosfären och skiljer sig från andra komponenter i biosfären genom att den har ett allt större inflytande på den. Omfattningsmässigt är denna påverkan, särskilt under senare år, den mest betydande i jämförelse med alla kända faktorer. Detta är den så kallade antropogen faktor. Ibland, tillsammans med den antropogena faktorn, kallas det teknogen faktor- Inverkan på biosfären av utvecklingen av teknik, olika tekniker.

Den välkände amerikanske ekologen B. Commoner lade fram ett antal påståenden som karakteriserar biosfärens egenskaper och funktioner i generaliserad form och som han skämtsamt kallade "ekologins lagar".

Den första lagen ("Allt hänger ihop med allt") återspeglar de mest komplexa nätverken av relationer i biosfären. Denna lag varnar en person för överslag i vissa delar av biosfären, vilket kan leda till oförutsedda konsekvenser. Således leder byggandet av vattenkraftverk på slätten till översvämning av ett stort område (konstgjort hav). Detta leder till en förändring inte bara i det naturliga landskapet, utan också i klimatet i denna och närliggande regioner, och ibland till att naturliga ekosystem dör.

Den andra lagen ("Allt måste gå någonstans") följer av den grundläggande lagen om materiens bevarande. Denna lag tillåter oss att överväga problemet med materialproduktionsavfall på ett nytt sätt. De enorma mängderna ämnen som utvinns från jorden omvandlas till nya och sprids i miljön utan att ta hänsyn till att "allt måste gå någonstans". Och som ett resultat finns det berg av ämnen (skräp) där de aldrig funnits och inte borde finnas i naturen.

Den tredje lagen ("Naturen vet bäst") antar att strukturen hos moderna levande organismer är den bästa, eftersom de har valts noggrant från misslyckade alternativ under miljontals år av evolution. Ett försök att skapa en ny variant kommer att misslyckas, d.v.s. denna variant kommer att vara sämre än den befintliga. Denna lag kräver en fördjupad studie av naturliga ekosystem och en medveten inställning till transformativa aktiviteter. Utan en noggrann kunskap om konsekvenserna av naturens omvandling tillåts ingen förbättring.

Den fjärde lagen ("Ingenting ges gratis") förenar de tre föregående lagarna, eftersom biosfären som ett globalt ekosystem är en enda helhet, inom vilken ingenting kan vinnas eller förloras, och därför inte kan vara föremål för allmän förbättring. Allt som har utvunnits ur det av mänskligheten måste ersättas. Alla naturliga system kan utvecklas endast genom användning av material, energi och informationskapacitet i miljön.

Den femte lagen ("Inte tillräckligt för alla") utgår från lagen om begränsade resurser eller "lagen om beständighet för levande materia" (VI Vernadsky) - mängden levande materia i biosfären för en given geologisk period är ett konstant värde . Därför kan en betydande ökning av antalet och massan av alla organismer på global skala endast ske på grund av en minskning av antalet och massan av andra organismer. ”Inte tillräckligt för alla” är källan till alla former av konkurrens i naturen och samhället.

Kontrollfrågor

• 1. Ge definitionen av biosfären. Helheten av vilka faktorer ledde till bildandet av biosfären?
• 2. Vilka faktorer begränsar spridningen av levande organismer i jordens sfärer?
• 3. Ge definitionen av ekosfären. Vad är biosfärens och ekosfärens tjocklek?
• 4. Under vilken period utvecklades biosfären? Vilka händelser var vändpunkter i biosfärens utveckling?
• 5. Vilken sammansättning och struktur har biosfären? Ge definitionen av levande, inert, bio-inert och biogen materia. Ge exempel.
• 6. Vilka egenskaper har biosfären?
• 7. Vilka funktioner utför biosfären? Vilka är det som definierar?
• 8. Vad är kärnan i biosfärens energifunktion? Vilka är processerna bakom denna funktion?
• 9. Genom vilka processer upprätthålls atmosfärens konstanta sammansättning?
• 10. Förklara uppsatsen: biosfären är ett centraliserat system. Vad är biosfärens centrum och varför?
• 11. Formulera och förklara ekologins grundläggande lagar B. Commoner.
• 12. Ge definitionen av noosfären. Lista de viktigaste tecknen på omvandlingen av biosfären till noosfären.