Siamo tutti parte di un guscio vivente: la biosfera. Questo è un ecosistema unico non solo del nostro pianeta, ma della galassia nel suo insieme. Naturalmente, studi recenti hanno confermato che su Marte e su vari asteroidi sono state trovate sostanze organiche, ma una tale varietà di forme di vita è unica sulla Terra. Se sei pronto ad ampliare un po' i tuoi orizzonti e ad andare oltre il curriculum scolastico, è tempo di parlare più in dettaglio delle caratteristiche della biosfera, della sua struttura e delle sue principali funzioni.
Il concetto di biosfera e la sua essenza
La biosfera è un guscio condizionale della Terra abitato da organismi viventi. Perché condizionale? Il fatto è che altri gusci del pianeta (terrestre, acqua e aria) incorniciano il pianeta con uno strato continuo. Prima viene la terra e la crosta oceanica (litosfera), poi l'idrosfera (unisce tutti i corpi idrici), dopo - l'atmosfera(involucro d'aria che passa dolcemente nello spazio esterno). È difficile immaginare la biosfera come uno strato specifico, perché gli organismi viventi sono distribuiti uniformemente sull'intera superficie della Terra e possono vivere in tutti e tre gli elementi.
Le caratteristiche essenziali della biosfera risalgono all'antichità, ma è pur sempre il guscio "più giovane" del nostro pianeta. La vita sulla Terra ha avuto origine relativamente di recente, solo 3,8 miliardi di anni fa, il che, rispetto all'età del pianeta, è una sciocchezza. Ci sono due concetti della biosfera:
- Il primo definisce il guscio come la totalità di tutta la materia organica del pianeta. Fu questo che servì come base per il termine, che è usato ancora oggi.
- Il secondo concetto è stato proposto da V. I. Vernadsky, secondo lui la biosfera è un'unità e un'interazione inseparabile di natura animata e inanimata, nel senso ampio di queste definizioni.
Tuttavia, le caratteristiche principali della biosfera sono determinate proprio dalla sua componente organica. Dopotutto, questa è la sua differenza fondamentale rispetto agli altri gusci della Terra.
La dottrina della biosfera e l'origine del termine
Il concetto di guscio vivente è stato proposto nel 19° secolo. Jean-Baptiste Lamarck ha dato una breve descrizione della biosfera, mentre il nome ufficiale non esisteva ancora. Nel 1875, il paleontologo e geologo austriaco Eduard Suess coniò per primo il termine "biosfera", che è ancora usato oggi.
Il filosofo e biogeochimico sovietico V. I. Vernadsky ha dato un enorme contributo allo studio di tutta la vita sulla Terra, è diventato famoso grazie alla creazione di una dottrina olistica della biosfera. Anei suoi scritti, gli organismi viventi agiscono come una forza potente che partecipa continuamente alla trasformazione del pianeta Terra.
Limiti degli organismi viventi
La descrizione generale della biosfera inizia con una descrizione dei confini entro i quali gli organismi viventi possono vivere. Alcuni di loro sono piuttosto tenaci e possono resistere anche alle condizioni più critiche.
Confini della biosfera:
- Confine superiore. È determinato dall'atmosfera, e in particolare dallo strato di ozono della Terra, è di circa 15-20 chilometri. Più vicino all'equatore, più potente è lo schermo protettivo del pianeta. Al di sopra dello strato di ozono, la vita è semplicemente impossibile, perché la radiazione ultravioletta è incompatibile con l'attività vitale delle cellule dell'organismo. Inoltre, la quantità di ossigeno si riduce significativamente con l' altezza, e questo è anche dannoso per gli esseri viventi.
- Limite inferiore. Determinata dalla litosfera, la profondità massima possibile non supera i 3,5 - 7,5 chilometri. Tutto dipende dall'aumento critico della temperatura a cui si verifica la denaturazione delle strutture proteiche. Tuttavia, la maggior parte degli organismi viventi è concentrata a una profondità di pochi metri, questo è l'apparato radicale di piante, funghi, microrganismi, insetti e animali che vivono nelle tane.
- Confini nell'idrosfera. Gli organismi viventi possono esistere in qualsiasi parte dell'oceano: dalla superficie dell'acqua (plancton, alghe) al fondo delle trincee di acque profonde. Ad esempio, gli scienziati hanno dimostrato che la vita esiste anche nella Fossa delle Marianne a una profondità di 11 chilometri.
Struttura della shell live
Le caratteristiche principali della biosfera includonola sua struttura. Vernadsky ha individuato diversi tipi di sostanze che compongono il guscio vivente. Inoltre, potrebbero avere origine sia organica che inorganica:
- Sostanza vivente. Questo include tutto ciò che ha una struttura cellulare. Tuttavia, la massa di materia vivente nella struttura della biosfera è piccola e ammonta letteralmente a un milionesimo dell'intero guscio. La caratteristica della materia vivente della biosfera è che è la parte più importante del nostro pianeta. Dopotutto, sono gli organismi viventi che influenzano costantemente l'aspetto della Terra, cambiando la struttura della sua superficie.
- Sostanza biologica. Queste sono strutture create ed elaborate da organismi viventi. Sorprendentemente, per milioni di anni, gli esseri viventi hanno attraversato i sistemi dei loro organi in quasi l'intero oceano mondiale, un'enorme quantità di gas atmosferici e una grande massa di minerali. Questi processi producono minerali di origine organica, come petrolio, rocce carbonatiche e carbone.
- Sostanza inerte. Questi sono prodotti di natura inanimata, che si sono formati senza la partecipazione diretta degli organismi viventi. Ciò include rocce, minerali e la parte inorganica del suolo.
- Sostanza bio-inerte. Ricordiamo che gli organismi viventi influenzano costantemente il pianeta. Di conseguenza, si formano sostanze che sono prodotti del decadimento e della distruzione di strutture inerti. Questo gruppo comprende suolo, crosta e rocce sedimentarie di origine organica.
- Inoltre, la struttura della biosfera può includere sostanze che si trovano all'internostato di decadimento radioattivo.
- Gli atomi sono un gruppo separato, che viene continuamente creato nel processo di ionizzazione sotto l'influenza della radiazione cosmica.
- Recentemente, sostanze di origine extraterrestre (cosmica) sono state incluse nella struttura della biosfera.
Materia vivente in altri gusci della Terra
Se ci soffermiamo in dettaglio sulle caratteristiche e sulla composizione della biosfera, allora non si possono non considerare le caratteristiche dell'attività vitale degli organismi viventi in altri gusci del pianeta:
Aerosfera. Gli organismi viventi non possono essere sospesi negli strati atmosferici, le gocce d'acqua microscopiche fungono da substrato per la vita degli aerobionti e l'attività solare e gli aerosol fungono da fonte di energia inesauribile. Gli organismi che vivono nell'atmosfera sono divisi in tre gruppi. Trobobionts - sono attivi nello spazio dalle cime degli alberi ai cumuli. Gli altobionti sono organismi che possono sopravvivere nel nulla. Parabionti: cadono accidentalmente negli strati più alti dell'atmosfera. A questa altitudine perdono la capacità di riprodursi e il loro ciclo vitale si riduce notevolmente
Geobiosfera. La crosta terrestre funge da substrato e habitat per i geobionti. Questo guscio include anche diversi livelli su cui vivono forme di vita specifiche. I terrabionti sono organismi che vivono direttamente sulla superficie terrestre. A sua volta, la terrabiosfera è suddivisa in molti altri gusci: la fitosfera (la zona dalle cime degli alberi asuperficie terrestre) e l'ipedosfera (strato di suolo e crosta di agenti atmosferici). Zona eoliana - zone d' alta quota, in cui la vita è impossibile anche per le piante più alte. Gli eolobionti sono rappresentanti tipici di questa zona. Litobiosfera - strati profondi della crosta terrestre. Questa zona è suddivisa nell'ipoterrabiosfera (un luogo dove possono vivere forme di vita aerobiche (che richiedono ossigeno)) e nella tellurobiosfera (qui possono sopravvivere solo organismi anaerobici (privi di ossigeno). Inoltre, i litobionti si trovano nella litobiosfera, che vive nelle acque sotterranee e nei pori delle rocce
Idrobiosfera. Quest'area copre tutti i corpi idrici (tranne le acque sotterranee e l'umidità atmosferica) del nostro pianeta, compresi i ghiacciai. Gli abitanti dei mari e degli oceani sono chiamati hydrobionts, che a loro volta si dividono in: Aquabionts - abitanti delle acque continentali. I Marinobionts sono organismi viventi dei mari e degli oceani. Nella colonna d'acqua si distinguono tre livelli di vita, a seconda della quantità di luce solare che penetra all'interno: La fotosfera è la zona più illuminata. La disfotosfera è sempre la regione crepuscolare dell'oceano (non più dell'1% di insolazione). Afotosfera - una zona di assoluta oscurità
Dalla tundra alle foreste tropicali. Classificazione dei biomi dei pianeti
Le caratteristiche della biosfera sono indissolubilmente legate al concetto di bioma. Questo termine si riferisce a grandi sistemi biologici che hanno un certo tipo di vegetazione predominante o caratteristiche paesaggistiche specifiche. Sono nove in totale. Di seguito una breve descrizione dei principalibiosfera dei biomi:
- Tundra. Una vasta distesa senza alberi che occupa le parti settentrionali dell'Eurasia e del Nord America. La vegetazione di questa zona non è ricca, principalmente licheni, erbe di stagione e muschi. La fauna è più varia, soprattutto durante i mesi caldi dell'anno, quando inizia la stagione migratoria di molte specie di uccelli e animali.
- Taiga. Il principale tipo di vegetazione in questa zona sono le foreste di conifere. Il bioma occupa circa l'11% dell'intera superficie terrestre. Nonostante le condizioni meteorologiche avverse, la taiga ha una flora e una fauna estremamente diversificate.
- Foreste decise. situato nella zona temperata. La stagionalità del clima e una sufficiente quantità di umidità hanno permesso lo sviluppo di un certo tipo di vegetazione in questo bioma. Si tratta principalmente di specie arboree di latifoglie. Inoltre, queste foreste ospitano molti mammiferi, uccelli e funghi, per non parlare di insetti e microrganismi.
- Steppe. Questo bioma è rappresentato dalle steppe asiatiche e dalle classiche praterie del Nord America. Molto spesso, si tratta di spazi aperti senza alberi, poiché colpisce un significativo deficit di umidità. Ma il mondo animale è ancora vario.
- Zona mediterranea. L'area intorno al mare omonimo è caratterizzata da estati calde e piuttosto secche e inverni freschi molto confortevoli. La vegetazione tipica è rappresentata da boschi di latifoglie, cespugli spinosi ed erbe.
- Deserti. Purtroppo più del 30% del territorio è occupato da aree per nulla favorevoli all'abitazione degli organismi viventi. Lungo si trovano zone desertichein tutta l'Africa e l'Australia, in Sud America, così come nel sud, sud-ovest e nel centro dell'Eurasia. La flora e la fauna di queste regioni sono piuttosto scarse.
- Savane. Questo bioma è uno spazio aperto completamente ricoperto di erba e alberi singoli. Nonostante si tratti di suoli piuttosto poveri, la fauna di questa zona colpisce per la sua diversità. Le savane sono caratteristiche dell'Africa, del Sud America e dell'Australia.
- Boschi spinosi (tropicali). Questa zona è caratterizzata da forme bizzarre di cespugli spinosi e alberi secolari: i baobab. A causa della distribuzione irregolare delle precipitazioni, la vegetazione di questo bioma è piuttosto scarsa. I boschi tropicali si trovano nel sud-ovest asiatico e in Africa.
Foreste tropicali. Questa è la zona più umida del nostro pianeta. La vegetazione di questo bioma colpisce per la sua scala e diversità. Le foreste pluviali di latifoglie si trovano nei bacini di grandi fiumi a pieno flusso, come l'Amazzonia, l'Orinoco, il Niger, lo Zambesi, il Congo. Coprono anche le penisole e gli arcipelaghi del sud-est asiatico
Funzioni di base di un guscio vivo in natura
È ora di considerare le principali funzioni della biosfera e le loro caratteristiche:
- Energia. Questa funzione è svolta dalle piante che partecipano al processo di fotosintesi. Accumulando energia solare, la distribuiscono tra gli altri componenti del guscio vivente o la accumulano in particelle organiche morte. Ecco come appaiono i minerali combustibili (carbone, torba, petrolio).
- Gas. Gli organismi viventi sono coinvolti nello scambio di gas in corso.
- Concentrazione. Alcune forme di vita hanno la capacità di accumulare selettivamente elementi biogenici dall'ambiente esterno. Successivamente, possono fungere da fonte di queste sostanze.
- Distruttivo. Gli organismi viventi influenzano costantemente l'ambiente, decomponendone e elaborandone la superficie. Così si forma la materia inerte e bio-inerte.
- Formazione dell'ambiente. La biosfera mantiene un equilibrio di condizioni ambientali favorevoli e sfavorevoli, necessarie per la piena vita degli organismi.
Proprietà della biosfera
Poiché il guscio vivente è un sistema molto complesso, le caratteristiche della biosfera non possono prescindere dalle proprietà di base che ne determinano la specificità:
- Centralizzazione. Tutti i processi nel guscio vivente sono concentrati intorno agli organismi viventi, occupano un posto centrale nella dottrina della biosfera.
- Apertura. La biosfera può esistere solo grazie all'energia proveniente dall'esterno, in questo caso è l'attività solare.
- Autoregolazione. La biosfera è un "organismo olistico", che, come un essere vivente, ha la capacità di omeostasi.
- Varietà. Un numero enorme di animali, piante, microrganismi e funghi vive sulla terra.
- Garantire la circolazione delle sostanze. È grazie agli organismi viventi che viene effettuata la fotosintesi e la circolazione delle sostanze. Nelle caratteristiche della biosfera, questi due processi occupano uno dei posti principali.
Evoluzione e storiasviluppo del guscio vivente della Terra
Se caratterizziamo la biosfera dal punto di vista dell'evoluzione, possiamo dire che questo è l'unico guscio che si sviluppa e migliora continuamente. Si tratta di materia vivente, è in continua evoluzione. La parte inorganica del guscio vivente non ha la capacità di svilupparsi. Se parliamo delle caratteristiche della biosfera in futuro, allora tutto è un po' più complicato. Il guscio sta diventando sempre più instabile ed è molto difficile prevedere ulteriori sviluppi.
Biosfera artificiale
Una persona non può esistere al di fuori di un involucro vivente, è molto difficile riprodurre tutto ciò che può darci. Le caratteristiche della biosfera sono così uniche che l'umanità non è ancora in grado di ricreare completamente le sue condizioni in un ambiente artificiale. Tuttavia, la scienza non si ferma e, forse, in futuro, gli scienziati otterranno un certo successo in questa direzione.
