Факторы, ограничивающие жизнь

Биосфера, ее состав.

В процессе эволюции на Земле образовалась особая оболочка (или сфера) населенная живыми организмами. Впервые это название было использовано еще Ж. Б. Ламарком. Термин «биосфера» (греч. «биос» - жизнь, «сфера» - шар) ввел в 1875 г. геолог Э. Зюсс. Несмотря на то, что концепция Зюсса не сыграла заметной роли в развитии научной мысли термин «биосфера» вошёл в науку с 1875 года.

    На рубеже 19 и 20 веков в работах русского почвоведа Докучаева была впервые научно обоснована идея о влиянии жизни на природные процессы. Он указал на зависимость типа почвообразования не только от климата, но и от совместного влияния растительности и животных. Но работы этого учёного не дали целостного представления о биосфере, взаимосвязи процессов происходящих в ней.

    Распространение этого термина произошло благодаря развитию учения о биосфере академиком В. И. Вернадским (в конце 20-х гг. XX столетия). В. И. Вернадский (1863-1945 гг.), являясь основопо­ложником новой науки - биогеохимии, - первым обратил внимание на роль живых организмов как мощного геологического фактора, установив роль живого вещества в преобразовании земной поверх­ности. И только в 1926 году появляется целостная концепция о биосфере. Автором этой концепции и стал русский учёный Владимир Иванович Вернадский, который посвятил себя изучению процессов, протекающих в биосфере.

Биосфера - оболочка Земли, населенная живыми организмами.

ВЕРНАДСКИЙ Владимир Иванович (1863 - 1945). Великий русский ученый - минералог, кристаллограф, геохимик, биогеохимик, радиогеолог. Основатель крупнейших научных центров, научных школ и направлений, из которых выросли новые науки, такие как геохимия, биогеохимия, гидрогеохимия. Создатель учения о биосфере - тонком наружном слое Земли, в котором сосредоточена жизнь. Сформулировал понятие ноосферы - сферы разума, человеческой «оболочки» Земли или биосферы, преобразованной человеческим обществом. Академик АН СССР и многих зарубежных академий наук, лауреат Государственной премии. В 1963 г. АН СССР учредила Золотую медаль им. В.И. Вернадского.

-Вспомните, какие сферы Земли входят в состав биосферы?

· литосферу (греч. «литое» - камень) - внешнюю твердую обо­лочку земного шара, состоящую из двух слоев: верхнего слоя оса­дочных пород с гранитом и нижнего базальтового;

· гидросферу (океаны, моря, озера, реки), занимающую 70,8 % земной поверхности;

· атмосферу, простирающуюся вверх до 100 км: в ней различают тропосферу (греч «тропа» - перемена) высотой 15 км, а над ней - стратосферу (лат. «стратум» - слой), высотой до 100 км (у границы стратосферы возникают северные сияния. На высоте 45 км вместо кислорода находится озон, образующийся из свободного кислорода под влиянием солнечных лучей, который формирует экран и отражает губительные для живых организмов космические излу­чения и частично ультрафиолетовые лучи Солнца.

  Если биосфера объединяет эти сферы, то должны существовать её границы. Где они проходят по вашему предположению? Какие гипотезы можете выдвинуть?

(Работа с текстом и  рисунком учебника, определение правильных границ биосферы с последующим оформлением в тетрадь.)

Оболочки Земли	Протяжённость	Строение	Границы жизни
Атмосфера	2000 – 3000 км	Тропосфера (10 - 18 км) Стратосфера (40 км, а на расстоянии 20 -25 км озоновый экран). Ионосфера	10 -18 км (споры микроорганизмов до 20 - 25 км)
Гидросфера	70 % Земли	Эфотическая зона (100 – 200 м). Афотическая зона	11 км
Литосфера	30 – 70 км	Осадочные породы Гранитный слой Базальтовый слой	2 – 5 км

Факторы, ограничивающие жизнь

· Скажите, а равномерно ли распределена жизнь на протяжении всей биосферы? Распределение жизни в биосфере, а, следовательно, и на границы биосферы оказывают влияния многие факторы:

 

§ наличие кислорода, углекислого газа и воды в её жидкой фазе;

§ высокие и низкие температуры;

§ наличие элементов минерального питания;

§ сверхсолённая среда;

§ жёсткое ультрафиолетовое излучение.

§ Сделайте вывод об основных факторах, определяющих границы биосферы (запись схемы в тетрадь).

Основные факторы, определяющие границы биосферы

действие ультрафиолетовых лучей                     температура земных недр

 

определяет верхний предел жизни                                  определяет нижний предел жизни

 

    Границы биосферы определяются естественными факторами, воздействующими на организм. Основным из них является действие ультрафиолетовых лучей и температуры.

Верхний предел биосферы ограничен интенсивной концен­трацией ультрафиолетовых лучей; нижний - высокой температурой земных недр (свыше 100 С°). Крайних пределов границ биосферы достигают только бактерии (споры бактерии попадают на высоту 20 км, а анаэробные бактерии обнаруживаются на глубине свыше 1 км в водах месторождений нефти). Наибольшая концентрация жизни сосредоточена у поверхности суши и океана, у границ со­прикосновения литосферы и атмосферы, гидросферы и атмосферы, гидросферы и литосферы, то есть на границе сфер.

    В. И. Вернадский выделил две формы концентрации живого вещества: жизненные пленки, занимающие огромные площади, и сгущения жизни, представленные небольшими площадями (например, пруд). Вся остальная часть биосферы является зоной разряжения живого вещества.

    В океане можно выделить две жизненные пленки – планктонную и донную, которые находятся на границе раздела фаз. Планктонная лежит на границе атмосферы и гидросферы, донная – на границе гидросферы и литосферы. Сгущения жизни в океане различают трех типов: прибрежные, саргассовые и рифовые.

    На суше также имеются различные формы концентрации жизни. Верхняя пленка жизни на суше – наземная, расположенная на границе атмосферы и литосферы. Под ней находится почвенная пленка жизни, представляющая собой сложную систему, населенную огромным количеством бактерий, простейших и других представителей живых организмов.

    Сгущения жизни представлены на суше береговыми, пойменными и тропическими формами.

    Важная закономерность наблюдается в соотношении видового состава живых организмов на Земле. Растения составляют 21 % от общего числа видов, образуя 99 % общей биомассы. Среди животных 96 % видов представлены беспозвоночными и только 4 % – позвоночные, из которых только 10 % – млекопитающие.

        

- Что вам известно о влиянии ультрафиолетовых лучей на организм?

    Умеренная солнечная радиация вызывает отложение пигмента меланина (загар), благоприятно влияющего на здоровье. И, наоборот, неумеренное солнечное облучение, особенно с 11 до 16 ч. обостряет такие хронические заболевания, как туберкулёз, заболевания женской половой системы, провоцирует образование злокачественной опухоли. Избыток солнечной радиации вызывает старение кожи – одно из важнейших органов человека. Защищаясь от вредного действия лучей, клетки кожи начинают быстро и беспорядочно делиться, чтобы верхний слой кожи увеличивался и не пропускал губительный для организма ультрафиолет в глубь тканей. Этот процесс способствует появлению мутантов - видоизменённых клеток, которые и становятся причиной злокачественных опухолей.

Состав биосферы.

 

Все живые организмы на Земле существуют не сами по себе, независимо друг от друга, а в тесном взаимодействии - влияют на проявления жизнедеятельности одних и сами зависят от других ор­ганизмов.

Живые организмы в сумме составляют живое вещество.

Биогенное вещество создаётся в процессе жизнедеятельности живых организмов.

· Приведите примеры биогенного вещества

В составе биосферы есть и неживое (косное) вещество (образу­ется без участия живых организмов - лава вулканов, метеориты), а также сложные по своей природе биокосные тела (в их состав вхо­дят как живые организмы, так и видоизмененное неживое вещест­во). В. И. Вернадский к биокосным телам относил почвы, ил, природные воды.