Биосфера, место и роль в ней человека 1 страница

ЧАСТЬ V

Глава 14. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ И ДИНАМИКИ БИОСФЕРЫ

Учение В. И. Вернадского о биосфере. Выдающийся ученый Владимир Иванович Вернадский обладал поразительной способностью охватывать почти все области современного естествознания. Он намного опережал современный ему уровень знаний и предвидел на десятилетия вперед их развитие. Еще в 30-х годах Вернадский предсказал овладение человеком в недалеком будущем грандиозными запасами ядерной энергии и освоение космических пространств. Онстоял у истоков генетической минералогии, геохимии, биогеохимии, радиогеологии. Вершиной творчества Вернадского было созданное им в 1926 г. учение о биосфере Земли.

Научные искания Вернадского были тесно связаны с огромной общественной работой. Он явился инициатором организации Украинской Академии наук и стал ее первым президентом. В Академии наук СССР по его инициативе были созданы Институт географии, Институт минералогии и геохимии им. М. В. Ломоносова, Радиевый, Керамический и Оптический институты, биогеохимическая лаборатория (теперь Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского). Ему принадлежат идеи организации Комиссий по изучению вечной мерзлоты (ныне Институт мерзлотоведения им. В. А. Обручева), естественных производительных сил России, истории знаний (Институт истории естествознания и техники), по изучению изотопов, урана. Наконец, по предложению В. И. Вернадского были созданы Комитет по метеоритам и Международная комиссия по определению геологического возраста Земли.

Сложным и долгим был путь Вернадского к учению о биосфере и ее эволюции. Еще в 90-х годах прошлого столетия он писал: «Вдумываясь в окружающую, будничную жизнь, мы можем наблюдать в ней проявления основных идей и верований текущего и прошлых поколений, можем видеть постоянное стремление человеческой мысли покорить и поработить себе факты совершенно стихийного на вид характера...».

В 1926 г. в Ленинграде, а через три года в Париже и несколько позже в Берлине выходят очерки Вернадского «Биосфера в космосе» и «Область жизни» под общим названием «Биосфера». Эти очерки до сих пор не утратили своей актуальности. Однако сам Вернадский довольно критически относился к ним, считая, что приведенные в них определения биосферы как «сфера жизни», «лик Земли» или «тонкая пленка жизни» весьма расплывчаты и неточны. «Лик Земли,– писал Вернадский в своей последней работе,– не является результатом «случайных явлений», а отвечает определенной резко ограниченной геологической земной оболочке – биосфере – одной из многих других, имеющих определенную структуру, характерную для земных планет. Эту структуру удобно называть организованностью по характеру идущих в ней геологических процессов».

Последние годы жизни В. И. Вернадский посвятил анализу организованности биосферы. Итогом этих исследований должна была стать книга «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения». Но великий ученый не успел опубликовать ее. Книга вышла уже после его смерти – в 1965 г. Вместо ненаписанной последней главы в нее включена небольшая работа Вернадского «Несколько слов о ноосфере», изданная в 1944 г. В ней в краткой форме излагаются основные мысли об эволюции биосферы. «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».

Термин «биосфера» появился еще в 1875 г. Его впервые применил австрийский геолог Э. Зюсс. В. И. Вернадский назвал биосферой ту оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль. Он выделил в ней три главных компонента: живые организмы (вся их совокупность, так называемое живое вещество); минеральные вещества, включенные живым веществом в биогенный круговорот; продукты деятельности живого вещества, временно не участвующие в биогенном круговороте.

«Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности,– писал Вернадский.– Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет, от древнейших археозойских эр до нашего времени. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Вернадский понимал под биосферой все части земной коры, которые подвергались в течение геологической истории влиянию организмов. Многие же исследователи, особенно за рубежом, вкладывают в это понятие несколько иной смысл, сужая представление о биосфере и рассматривая ее лишь как ту часть поверхности Земли, которая находится под влиянием деятельности живых организмов в настоящее время. Однако это неверная точка зрения, поскольку состав, структура и энергетика современной биосферы в существенных чертах обусловлены не только настоящей, но и прошлой деятельностью живых организмов.

Современная биосфера представляет собой сложную систему, состоящую из многих компонентов, которые включают всю живую и неживую (среда обитания) природу. Она охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии. Элементарной структурной единицей биосферы служит биогеоценоз, т. е. сообщество организмов (биоценоз) в совокупности с неорганической средой обитания (биотопом).

Таким образом, в целом биосфера представляет собой иерархически построенное единство, включающее следующие уровни жизни: особь, популяцию, биоценоз, биогеоценоз. Каждый из этих уровней относительно независим. Это и обеспечивает возможность эволюции макросистемы в широком смысле. Ее эволюционизирующей единицей является популяция.

Следовательно, в основе учения Вернадского о биосфере лежат представления о планетарной геохимической роли живого вещества в образовании биосферы как продукта длительного превращения веществ и энергии в ходе геологического развития Земли. В пределах биосферы везде встречается либо само живое вещество, либо следы его деятельности: газы атмосферы, природная вода, запасы нефти, угля, известняка; глины, сланцы, граниты и др.

По Вернадскому, живое вещество – это совокупность существующих (или существовавших в определенный отрезок времени) живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором. В отличие от живых существ, изучаемых биологией на всех уровнях их организации, живое вещество как биогеохимический фактор в понимании Вернадского характеризуется элементарным химическим составом, массой и энергией. Оно трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот. Через живое вещество многократно прошли атомы почти всех химических элементов. В конечном итоге живое вещество определило состав атмосферы, гидросферы, почв и в значительной степени осадочных пород нашей планеты. «Прекращение жизни,– писал Вернадский,– было бы неизбежно связано с прекращением химических изменений если не всей земной коры, то во всяком случае ее поверхности – лика Земли, биосферы».

Вернадский указывал, что живое вещество аккумулирует энергию космоса, трансформирует ее в энергию земных процессов (химическую, механическую, тепловую, электрическую и пр.) ив непрерывном обмене веществ с косной материей планеты обеспечивает образование нового живого вещества, которое не только замещает отмирающие его массы, но и привносит новые качества, определяя тем самым процесс эволюции органического мира (рис. 44).

Таким образом, живое вещество биосферы химически и геологически чрезвычайно активно. При его участии образуются органические осадочные породы (каменный уголь, нефть, известняк и др.), названные Вернадским биогенным веществом биосферы, а также биокосные вещества: почти вся вода биосферы, почва, кора выветривания и т. д. Вместе с тем живое вещество контролирует все основные химические превращения в биосфере.

Различают пять главных функций живого вещества на нашей планете.

Энергетическая функция заключается в осуществлении связи биосферно-планетарных явлений с космическим излучением, преимущественно с солнечной радиацией. В основе этой функции лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений, в процессе которой происходит аккумуляция солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на Земле.

Газовая функция обусловливает миграцию газов и их превращения, обеспечивает газовый состав биосферы. Преобладающая масса газов на Земле имеет биогенное происхождение. В процессе функционирования живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др.

Концентрационная функция проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды. Состав живого вещества существенно отличается от состава косного вещества планеты. В нем преобладают легкие атомы водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния, алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция. Концентрация этих элементов в теле живых организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде. Этим объясняется неоднородность химического состава биосферы.

Окислительно-восстановительная функция заключается в химическом превращении в основном веществ, содержащих атомы с переменной степенью окисления (соединения железа, марганца и др.). В результате происходит превращение большинства химических соединений. При этом на поверхности Земли преобладают биогенные процессы окисления и восстановления.

Деструкционная функция обусловливает процессы, связанные с разложением организмов после их смерти, вследствие которой происходит минерализация органического вещества, т. е. превращение живого вещества в косное. В результате образуются также биогенное и биокосное вещества биосферы.

Возникновение биосферы. Жизнь возникла на основе круговорота органического вещества, обусловленного взаимодействием процессов его синтеза и разрушения (деструкция). Это произошло вследствие того, что из круговорота органических веществ выделился биотический круговорот. Живое вещество, образовавшись на Земле, вовлекло в грандиозный круговорот все элементы ее поверхности. Так начался процесс создания биосферы, продолжающийся до настоящего времени. Вначале биосфера функционировала как взаимодействие одноклеточных синтетиков и деструкторов между собой и с абиотическими факторами. Затем появились многоклеточные организмы. Они развились до современных форм, но тем не менее, как считает Μ. Μ. Камшилов, «прогрессивная эволюция биосферы невозможна без сохранения ее основы – круговорота органического вещества, регулируемого в основном деятельностью одноклеточных организмов. Как не могут нормально функционировать клетки мозга без клеток кишечника, почек, печени, крови, так же невозможно существование и развитие высших форм жизни без низших. Низшие одноклеточные – необходимая составная часть биосферы, обеспечивающая ее нормальное функционирование, а следовательно, и возможность прогрессивного развития. Их постоянство – основа эволюции всей биосферы».

Биосфера с момента возникновения претерпевает постоянные изменения, проявляющиеся в увеличении разнообразия видов, в усложнении их организации, в росте биомассы. В процессе жизнедеятельности организмов в корне преобразовалась и неживая часть биосферы. В атмосфере появился свободный кислород, а в ее верхних слоях" – озоновый экран; углекислота, извлеченная организмами из воды и воздуха, законсервировалась в отложениях угля и карбоната кальция; некоторые вещества надолго выключились из круговорота веществ (залежи полезных ископаемых). Вместе с этим происходило выветривание горных пород, в котором живые организмы также принимали активное участие. Выделяя углекислоту, органические и минеральные кислоты, они способствовали тем самым миграции химических элементов.

В геологических масштабах времени в истории Земли происходили очень значительные преобразования. Облик планеты постоянно менялся. На смену жаркому климату приходил холодный. Известен ледниковый период. В результате подъемов и опускания суши большим изменениям подвергались очертания и размеры материков и океанов. Несмотря на такие грандиозные явления, жизнь на Земле продолжала существовать и развиваться. Возникали новые формы организмов, а неспособные продолжать «эстафету жизни», вымирали. Μ. Μ. Камшилов пишет: «Общий вывод, вытекающий из анализа жизни на Земле, таков: суммарная жизнедеятельность развивающихся видов организмов определяет особенности биосферы, которая в свою очередь обусловливает возможность выживания и направления эволюционных преобразований отдельных видов... Направление эволюционных преобразований отдельных видов представляет собой функцию их положения в эволюционирующей биосфере».

Среда и пределы жизни в биосфере. Жизнь любого организма во всех формах ее проявления возможна только при постоянном взаимодействии с окружающей средой, в состав которой входит неорганическая и органическая природа.

Неорганическая среда подразделяется на литосферу, гидросферу и атмосферу.

Литосфера – это твердая поверхностная оболочка Земли, ее панцирь. Жизнь в литосфере концентрируется только в поверхностном слое земной коры – в почве. Одним из первых, кто доказал, что почва является особым телом природы, был В. В. Докучаев. Он указывал, что почвой следует называть дневные, или наружные, горизонты горных пород, естественно измененные совместным влиянием воды, воздуха и различного рода живых и мертвых организмов. Вернадский характеризовал почву как биокосное тело, состоящее одновременно из живых и косных (неорганизованных) тел. Из этого следует вывод, что почва возникла на Земле вместе с живой материей – пока не было живых организмов, не могло быть и почвы.

Почва как среда жизни обладает рядом особенностей. Прежде всего она характеризуется плотностью и представляет трехфазную систему. Первая, твердая, фаза состоит из различных по величине твердых частиц; вторая, жидкая, представлена почвенной влагой; третья, газообразная,– почвенным воздухом. Организмы, обитающие в почве, преодолевают сильное механическое сопротивление ее, существуют в темноте (за исключением самого no-поверхностного слоя), испытывают некоторые колебания температуры, недостаток воздуха, влияние солей почвенных растворов.

М. С. Гиляров указывает, что почва возникает на поверхности суши в результате сложного взаимодействия климатических факторов и организмов с подвергающимися выветриванию горными породами. Поэтому естественно, что с изменением климатических условий, растительного и животного мира меняется и характер почвы, ее тип. В распространении различных типов почв четко прослеживается зональность, вскрытая В. В. Докучаевым и сформулированная им как закон зональности почв. В пределах почвенных зон (тундровые почвы, подзолистые почвы лесной зоны, каштановые почвы типчаково-полынных степей и др.) формируются специфичные группировки растений, животных и микроорганизмов. При этом между границами распространения почв определенного типа и ареалами ряда растений прослеживается четкая корреляция. Как установил М. С. Гиляров, это объясняется тем, что растительность, с одной стороны, представляет важный фактор почвообразования, а с другой – предъявляет определенные требования к условиям существования и в первую очередь к почвенным.

Для почвы характерны типичные обитатели, получившие название эдафобионтов или геобионтов.

Вместе с тем почвенная среда по многим показателям близка к водной. Их сближают условия температурного режима, вертикальный градиент содержания кислорода, возможность передвижения в трех измерениях, наличие содержащих соли растворов. В некоторых случаях вообще трудно провести разграничение между почвой и пересыхающими водоемами. После таяния снега и сильных дождей поры почвы наполняются водой и в верхних слоях происходит размножение таких типично водных организмов, как водоросли, зооспоры которых свободно расселяются в почве, используя ее скважность.

Гидросфера – это водная, жидкая, оболочка Земли. Поскольку вода обладает значительной плотностью, вязкостью, теплопроводностью, подвижностью (особенно в проточных водоемах), расширяется при замерзании, растворяет химические вещества, характеризуется разнообразием газового и солевого режимов, условия жизни в ней также весьма специфичны. Гидробионты – типичные водные организмы – по ряду признаков существенно отличаются от всех других обитателей биосферы.

Одной из основных особенностей воды 'является ее способность растворять воздух и обеспечивать определенный кислородный режим водоема. Содержание в водоеме кислорода, необходимого для дыхания его обитателей, зависит от наличия в нем фотосинтезирующих растений, от его глубины, скорости течения, интенсивности разложения органических веществ. Однако каждый организм проявляет специфическую чувствительность к недостатку кислорода. Поэтому в различных водоемах с определенным кислородным режимом обитают разные организмы. Как правило, виды, чувствительные к недостатку кислорода, типичны для проточных водоемов. На больших глубинах, а также в мелких водоемах с сильно развитой растительностью, нарушающей контакт водной поверхности с воздухом, в водоемах с интенсивно протекающими процессами разложения органических веществ уменьшается содержание растворенного кислорода. Для таких водоемов характерны организмы, менее чувствительные к его дефициту.

Как известно, в воде растворяются различные минеральные вещества. Они распадаются на ионы и создают определенную активную реакцию среды (рН). По солевому режиму гидросфера разделяется на две основные среды: морские воды и континентальные. Средняя соленость вод Мирового океана достигает 35 ‰. При этом качественный состав солей колеблется незначительно. Все организмы, обитающие в водах морей и океанов, приспособлены к жизни при сравнительно высоких концентрациях солей, и важной особенностью их является постоянство внутренней среды. Пресноводные организмы не переносят повышенной солености. Следовательно, фауна и флора морских и континентальных водоемов существенно различаются.

Поскольку требования организмов к активной реакции водной среды неодинаковы, в водоемах, различающихся по рН, не могут жить одни и те же виды животных и растений.

Высокой спецификой обладает пищевой режим водной среды. Многие водные организмы питаются, как фильтраторы, задерживая органические взвеси. Никакие другие среды, кроме почвы, таких условий для питания предоставить не могут.

Не менее важен для жизни в гидросфере и своеобразный температурный режим. По температурному режиму различают три группы водоемов: тропические (температура никогда не бывает ниже 4°C); полярные (температура не выше 4 °С); водоемы умеренного пояса (вода на небольшой промежуток времени прогревается выше 4°С).

Особенностью водной среды является также то, что организмы могут существовать во всей ее толще – от поверхностной пленки до огромных глубин и дна океана. В связи с тем что в различных зонах гидросферы отмечается разный световой режим и неодинаковое давление, обитатели ее подразделяются на глубоководных и живущих в поверхностных слоях.

В целом водная оболочка Земли представляет специфичную среду жизни со своеобразными, свойственными только ей, условиями. Но условия жизни в различных частях гидросферы неодинаковы, и это приводит к четко выраженной зональности ее, к формированию существенно различающихся зон жизни.

Атмосфера представляет собой газообразную оболочку Земли. Она не заселена специфичными организмами, хотя кислород, необходимый для дыхания, растения и наземные животные берут из воздушной среды, вступая с ней в непосредственный контакт. Обитателями воздушной среды считаются прежде всего животные, приспособившиеся к активному полету (птицы и многие насекомые). Кроме животных, в воздухе в определенные периоды жизни оказываются семена некоторых растений, бактерии, споры грибов, а также простейшие, их цисты и некоторые другие организмы. Все эти активно и пассивно перемещающиеся животные, растения и микроорганизмы обычно не поднимаются выше 50–100 м над поверхностью Земли и лишь иногда могут оказаться на большой высоте. Например, споры некоторых бактерий и плесневых грибов обнаружены на расстоянии 22 км от Земли. В общем же верхним пределом жизни в атмосфере выступает расположенный на высоте до 45 км над уровнем моря слой озона, который предохраняет живую материю от губительного для нее ультрафиолетового излучения Солнца. Как видно, воздушная среда не завоевана жизнью. Нам неизвестны типичные воздушные организмы, так называемые атмобионты, жизнь которых была бы связана в течение длительного времени исключительно с газообразной средой. Вероятно, таких организмов и быть не может, поскольку живая материя тяжелее воздуха, да и влаги, без которой жизнь невозможна, в воздухе недостаточно.

При рассмотрении распределения организмов в биосфере по оболочкам Земли, по средам жизни наблюдается довольно сложная картина. Некоторые из них приспособились к какой-то определенной среде (гидробионты – рыбы, водоросли – к водной; эдафобионты - земляные черви, личинки многих насекомых, грибы, бактерии– к почвенной).

Но чаще организмы обитают на границе сред или периодически переходят из одной в другую. Наземные растения живут и в почве (корни), и в воздушной среде (стебли и листья). При этом соотношение подземных и надземных частей их бывает просто поразительным. Например, у небольшого кустика верблюжьей колючки (Alhagi pseudoalhagi) корневая система проникнет в глубь почвы на 15 м (рис. 45). Разложенные в одном направлении корни ржаного кустика простираются на расстояние до 623 м. Наземные животные обитают на почве и в воздушной среде, земноводные – то на суше, то в воде, а многие насекомые во взрослом состоянии являются приверженцами суши, тогда как их личинки живут либо в воде, либо в почве.

Условно нижнюю границу биосферы можно провести по изотерме 100°С (критическая температура для развития большинства бактерий). На территории европейской части СССР она проходит на глубине 10 000– 15000 м, в молодых альпийских прогибах–1500– 2000 м. Наиболее стойкие обитатели Земли – бактерии– встречаются в нефтяных водах на глубине 1700 м, на дне океана (до 10000 м), в рассолах с концентрацией 250 г/л.

Распространение жизни в пределах биосферы вверх ограничивается еще сильнее. Хлорофиллоносные растения не поднимаются в горы выше, чем на 6200 м из-за того, что там низкое парциальное давление углекислого газа и отсутствует жидкая вода. Тем не менее выше зоны растений в горах встречаются пауки (Aranei), ногохвостки (Collembola), клещи (Acariformes, Parasitiformes), которые, как предполагают, питаются пыльцой и органическими частицами, заносимыми туда ветром, или же ведут хищнический образ жизни. При этом следует отметить, что в различных частях биосферы плотность жизни неодинакова.

В пределах биосферы выделяется биогеосфера («слой сгущения жизни», «пленка жизни», «биогеоценотический покров») –·своеобразная оболочка земного шара, где сконцентрировано живое вещество планеты. Она располагается на границе поверхностного слоя земной коры с атмосферой и в верхней части водной оболочки. В отличие от биосферы биогеосфера занимает только область высокой концентрации живого вещества. Толщина ее варьирует от нескольких метров в степях, пустынях и тундре до сотен метров в лесных сообществах и в морях.

Одновременно функционирующая масса живого вещества в масштабах планеты невелика – около ¹/₆ 10^-6 массы Земли, что примерно составляет 0,01 % массы всей биосферы. Однако это одна из самых могущественных сил: как подсчитал В. И. Вернадский, за время существования жизни все наружные слои земного шара переработаны организмами на 99 %.

Наиболее высокая плотность жизни на мелководьях, в умеренных, субтропических и тропических поясах на суше, а наименее – в холодных полярных и субполярных областях, в засушливых местах и пустынях, на высокогорьях, в океанических впадинах. Это связано с тем, что, к примеру, все фотосинтезирующие организмы (зеленые и пурпурные бактерии, сине-зеленые и прежде всего зеленые водоросли, высшие растения) могут обитать лишь в тех частях биосферы, куда проникает достаточное количество солнечной энергии, т. е. в атмосфере, в верхнем слое почвы, толщиной в несколько миллиметров, в эвфотической зоне (хорошо освещаемые верхние слои водной оболочки, занимающие от нескольких сантиметров – в быстро текущих реках – до 1000 метров и более в прозрачных водах Мирового океана). Таким образом, распространение зеленых растений и других фотосинтезирующих организмов в биосфере зависит от степени влияния солнечной энергии.

Но область распространения жизни не ограничивается светом. На больших глубинах в водной среде обитают гетеротрофные организмы, питающиеся органическим веществом, выпадающим в осадок с верхних, освещенных слоев гидросферы (мертвые организмы, продукты жизнедеятельности живых организмов и др.). На глубинах до 6000 м и ниже живут погонофоры (Pogonophora), некоторые черви (Annelides), полипы (Umbellulidae).

Повсюду, где есть жизнь, должна находиться влага, так как активный метаболизм может осуществляться только в водной среде. Однако организмы способны приспосабливаться к окружающим условиям. Их можно обнаружить и в пустынях, и даже на «ледяном континенте» – в Антарктиде благодаря тому, что они в состоянии удерживать в себе влагу длительное время. Тем не менее жаркие и сухие пустыни практически лишены жизни и их часто не включают в биосферу. Во всяком случае общим правилом является то, что распределение организмов в биосфере находится в тесной зависимости от наличия достаточного количества влаги.

Протяженность биосферы по вертикали представлена на рис. 46.

Все географические районы биосферы резко различаются по характерным для них условиям. Первостепенное значение имеют климатические факторы. Они и определяют распределение живого вещества в биосфере. Даже основные среды – суша и вода – различаются довольно существенно. Об этом можно судить по биомассе наземных и водных организмов (табл.9).

Таблица 9. Биомасса организмов Земли (по Н. И. Базилевичу, Л. Е. Родину и Η. Η. Розову, 1971)

Сухое вещество	Континенты	Океан	Всего
Зеленые растения	Животные и микроорганизмы	Итого	Зеленые растения	Животные и микроорганизмы	Итого
Тонны	2, 4 10^12	0,02 10^12	2, 42 10^12	0,0002 10^12	0,003·10^12	0,0032 10^12	2,4232 10^12
Проценты	99,2	0,8		6,3	93,7

Как видно, на континентах преобладают растения, а в океане животные. При этом биомасса организмов последнего значительно меньше, чем на суше, и составляет 0,13 % от биомассы планеты. Из таблицы также следует, что живое вещество на Земле в основном сосредоточено в зеленых растениях суши, а биомасса гетеротрофных организмов не превышает 1 %. Примечательно и то, что количество видов растений по отношению к общему числу видов всех организмов равно 21 %, а животных -79 %.

Последние данные науки значительно расширяют наши представления о границах земной биосферы, приближая их к космосу. Обнаружено, что споры бактерий, конидий и мицелий некоторых грибов не теряют жизнеспособность в условиях высокого вакуума, достигающего 10^-13–10^-11 мм рт. ст. (вакуум космического пространства составляет 10^-16 мм рт. ст.). Бактерии обнаружены в водах атомных реакторов, некоторые из них выдерживают облучение порядка 2–3 млн. рад. При температурах жидкого воздуха, гелия, водорода ряд бактерий остаются живыми. Даже отдельные высшие растения и насекомые переносят температуры, приближающиеся к абсолютному нулю (– 273 °С). Предполагают, что космическая пыль предохраняет определенные виды бактерий от губительного действия ультрафиолетовых лучей.

Распределение биогеоценозов на Земле. Формирование и распределение биогеоценозов на земном шаре зависит от условий их существования. Поэтому разные континенты, географические области, океаны и моря заселены различными группами организмов. Известный эколог Ю. Одум различает следующие основные экосистемы (биогеоценозы) мира.

Моря – огромные, наиболее густо, но неравномерно заселенные биогеоценозы. Определенные зоны их отличаются богатством жизни, но имеются и большие пустынные акватории, практически безжизненные. Следовательно, экосистемы морей и океанов значительно отличаются по качественному и количественному составу растительного и животного мира, по биомассе и продуктивности.

Эстуарии и морские побережья – полоса разнообразных биогеоценозов, лежащая между морями и континентами. Здесь складываются условия, характеризующиеся особыми экологическими признаками. Эта своеобразная переходная зона буквально кишит жизнью. Вдоль побережья живут тысячи видов, которые не встречаются ни в открытом море, ни на суше, ни в пресных водах. В эстуариях (устья рек или заливы) соленость в общем равна среднему значению солености моря и пресной воды. Эстуарии и прибрежные морские воды отличаются самыми продуктивными биогеоценозами. Основными особенностями их являются интенсивная циркуляция питательных веществ и конечных продуктов обмена из-за постоянных приливов и отливов, очень тесные контакты автотрофного и гетеротрофного слоя, высокая круглогодичная первичная продукция даже в северных зонах, огромное разнообразие растительных организмов и жизненных форм растений и животных. Организмы, слагающие биоценозы этих экосистем, обладают целым рядом приспособлений к цикличности приливов и отливов.

Дата добавления: 2014-11-06