§ 31. Біосфера як глобальна екосистема

Що таке екосистема?

Як вам відомо, екосистеми можуть бути різного розміру, наприклад екосистема річки, озера, острова й усієї біосфери загалом. Усі групи екосистем - це продукт спільного історичного розвитку видів.

Біосфера - це глобальна екологічна система, межі якої визначені життєдіяльністю організмів.

Межі біосфери та оболонки планети Земля. Біосфера охоплює частину атмосфери до висоти озонового шару (20-22 км), частину літосфери (2-3 км нижче від поверхні) та всю гідросферу (рис. 153). Атмосфера - це газувата оболонка, що оточує нашу планету. Суміш газів, що становить атмосферу, називають повітрям. Поширення організмів в атмосфері обмежене озоновим шаром. Максимальна висота, на якій виявлено спори бактерій і грибів, сягає 22 км. Гідросфера - водна оболонка планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів. Вода є основою існування життя на Землі, у гідросфері організми живуть на будь-яких глибинах. Літосфера - верхня тверда оболонка Землі, що зверху межує з гідросферою та атмосферою, які частково проникають у неї. Углиб літосфери організми можуть проникати на незначні глибини. Ґрунт - верхній шар літосфери, що є місцем перебування більшості організмів суходолу. Найбільшу товщину біосфера має на тропічних широтах - 22 км, найменшу - на полярних - 12 км.

Рис. 153. Межі біосфери

Проаналізуйте рисунок. Дайте відповіді на запитання.

1. На яку глибину проникає життя в літосфері?

2. Яка оболонка Землі повністю входить до складу біосфери?

Хімічні функції живої речовини. Сукупно всі організми утворюють біомасу, або, за висловом Володимира Вернадського, живу речовину планети. За масою вона становить близько 0,001 % маси земної кори. Проте роль організмів у процесах, що відбуваються на планеті, є величезною. Саме діяльністю організмів зумовлені хімічний склад атмосфери; концентрація солей у гідросфері; утворення одних і руйнування інших гірських порід, формування ґрунту - у літосфері. Жива речовина виконує хімічні функції: газову, концентраційну, окисно-відновну й біохімічну.

Газову функцію здійснюють зелені рослини, які під час фотосинтезу виділяють в атмосферу кисень; рослини й тварини, які під час дихання виділяють вуглекислий газ; багато видів бактерій, що відновлюють Нітроген зі сполук.

Концентраційна функція пов'язана з накопиченням у живій речовині хімічних елементів (Карбону, Гідрогену, Нітрогену, Оксигену, Кальцію, Калію, Силіцію, Фосфору тощо). Окремі види організмів є своєрідними концентраторами деяких елементів (рис. 154).

Окисно-відновна функція виявляється в окисненні речовин за допомогою організмів у ґрунті й гідросфері з утворенням солей, оксидів, а також відновленні речовин. З діяльністю бактерій пов'язане формування вапняків, бокситів, а також залізних, марганцевих і мідних руд.

Біохімічна функція здійснюється під час обміну речовин в організмах (живлення, дихання, виділення), руйнування відмерлих організмів і розщеплення продуктів їхньої життєдіяльності. Ці процеси складають колообіг (біогеохімічні цикли) речовин у природі.

Жива речовина значно прискорила й змінила колообіги різних речовин. Також вона активно регулює геохімічну міграцію атомів. Завдяки цьому зберігається стабільність біосфери і здійснюється еволюція як організмів, так і всієї біосфери загалом. Це особливий вид стану рівноваги, що постійно змінюється.

Рис. 154. Накопичення хімічних елементів організмами