§ 11-1. БИОСФЕРА

Особенности формирования и развития биосферы. Современная биосфера Земли является результатом миллиардов лет её эволюции (рис. 56-3).

В эволюции биосферы неоднократно происходила перестройка флоры и фауны, вызванная изменением абиотических и биотических условий. Пока окружающая среда оставалась относительно постоянной, продолжали существовать виды, приспособленные к ней. При её существенных изменениях виды, не способные продолжать существование, вымирали.

Для триаса было характерно относительное спокойное состояние земной коры. На суше развивались голосеменные растения, насекомые и пресмыкающиеся. В течение юры пресмыкающиеся освоили все среды жизни: море, сушу, воздух. Началось развитие покрытосеменных растений. В меловом периоде условия существования значительно изменились. Процессы горообразования привели к осушению материков, климат стал более континентальным. Это отразилось на биосфере.

В середине мелового периода появились однолетники и травянистые растения. Они способствовали резкому ускорению круговорота биогенных элементов в экосистемах. В конце мела произошли коренные преобразования органического мира. Изменение климата и растительного покрова привело к вымиранию растительноядных ящеров и хищных динозавров.

В мире всё взаимосвязано. Почему изменение климата привело к вымиранию растительноядных ящеров и хищных динозавров?

В кайнозое в результате геологических преобразований строение поверхности Земли приблизилось к современному. На суше продолжалось развитие покрытосеменных растений, появились злаки. Усилилось формообразование у млекопитающих, птиц, насекомых. Четвертичный период характеризуется двумя важными событиями. Крупным оледенением всего Северного полушария и появлением человека. В течение четвертичного периода сформировалась современная структура биосферы.

В мире всё взаимосвязано. Какие стадии эволюции человека вы знаете?

В эволюции биосферы прослеживаются её важные особенности. Биосфере свойственна высокая устойчивость. На протяжении всей геологической истории Земли на её поверхности происходили значительные изменения. Несмотря на это, жизнь на Земле продолжала существовать и развиваться.

Поразмышляем. Почему, несмотря на значительные изменения на поверхности Земли в течение её геологической истории, жизнь на ней продолжала существовать и развиваться?

Постоянные изменения биосферы проявлялись в увеличении разнообразия видов живых организмов, усложнении их организации и росте биомассы. Процессы их жизнедеятельности оказывали существенное влияние на изменение неживой части биосферы.

Клуб знатоков-географов. Живое вещество планеты сосредоточено в основном в зелёных растениях суши. Число видов растений составляет более 20 % от общего учтённого числа организмов. На виды животных, составляющие менее 1 % всей биомассы Земли, приходится около 80 %.

Эволюция живых организмов сопровождалась постоянным усложнением биосферы, нарастанием многообразия и сложности экосистем и повышением её устойчивости. За всю историю Земли, по приблизительным подсчётам, существовало примерно 500 млн видов живых организмов. Современная биосфера включает около 2,5 млн видов.

Пространственно-временные закономерности распределения живых организмов в биосфере. Органический мир Земли на высшем таксономическом уровне организации живого вещества делится на надцарства и царства (рис. 56-4). Это деление основано на закономерностях эволюционного развития и клеточного строения организмов.

На основе функций, которые живые организмы выполняют в обмене веществом и энергией, они классифицируются на автотрофные и гетеротрофные.

Совокупность живых (живущих и отмерших) организмов называется живым веществом. Основной характеристикой живого вещества является биомасса. Образование и распределение биомассы в географической оболочке подчиняется определённым общим закономерностям.

Первая закономерность — это концентрация биомассы в зонах контактов контрастных сред. Главной контактной зоной географической оболочки является граница суши и океана с атмосферой. Здесь толщина слоя, в котором сосредоточена основная масса живых организмов, достигает нескольких десятков метров. Другие контактные зоны: береговая зона моря, морское дно, берега рек и т. д.

Вторая закономерность заключается в том, что основная часть биомассы сосредоточена на суше. Здесь биомасса примерно в 200 раз больше, чем в океане. По величине сухого органического вещества материки превосходят океаны примерно в 350–400 раз. На суше фитомасса на три порядка превышает зоомассу. В океане зоомасса больше фитомассы примерно в 26 раз. Среди животных и растений океана по массе преобладает планктон.

На суше величина биомассы зависит от условий обеспеченности территории теплом и влагой. Максимальное количество биомассы соответствует зоне влажных тропических лесов (рис. 56-5). Минимальное — тропическим пустыням, где рост живых организмов ограничивается дефицитом влаги, полярным районам, где недостаточно тепла. Биомасса центральных частей Антарктиды и Гренландии практически равна нулю (рис. 56-6).

Поработаем с атласом. Используя материал учебного пособия и карты атласа, определите пространственные закономерности изменения биомассы в зависимости от обеспеченности территории теплом и влагой.

В океане для распределения биомассы характерны другие закономерности. Живые организмы океана по типу местообитания объединяются в три группы (рис. 56-7).

Клуб знатоков-географов. Растительные организмы в океане развиваются преимущественно в слое вод от поверхности до глубины проникновения света (около 400 м). Всего насчитывается около 10 тыс. видов морских растений. Преобладают водоросли микроскопических форм (планктон). Но есть и крупные, длиной до нескольких десятков метров (ламинариевые водоросли). Животные распространены во всех слоях океана (около 160 тыс. видов). Среди них преобладают простейшие, моллюски, ракообразные, рыбы.

В мире всё взаимосвязано. Как тип местообитания влияет на образ жизни живых организмов в океане?

В океане выделяют несколько зон, различающихся по условиям существования живых организмов. Небольшие значения биомассы характерны для тропических морей и центральной части Северного Ледовитого океана. Высокие показатели биомассы соответствуют районам умеренного пояса в северной части Атлантического и северо-западной части Тихого океана.

Разнообразие живых организмов на Земле обусловлено следующими причинами. Во-первых, широким диапазоном абиотических условий среды обитания живых организмов в географической оболочке. Абиотические экологические факторы существования организмов связаны со светом, теплом, влагой; почвенно-грунтовыми условиями; уровнем загрязнения воды, воздуха и почвы. Во-вторых, адаптационными способностями живых организмов. Эволюционные изменения внешних и внутренних свойств организмов позволяют им приспосабливаться к разнообразным условиям окружающей среды. Кроме этих факторов большое значение для формирования среды обитания и выживания в ней имеют взаимоотношения самих организмов: конкуренция, хищничество, симбиоз, паразитизм и др. В настоящее время на Земле существует 500 тыс. видов растений и 1,5 млн видов животных, в том числе позвоночных — 70 тыс., птиц — 16 тыс., млекопитающих — 12 540 видов.

Клуб знатоков-географов. В 1985 г. в Атлантическом океане были обнаружены красные водоросли на глубине до 270 м, где освещённость не превышает сотой или тысячной доли процента. До этого считалось, что фотосинтез не может происходить при освещённости менее 1 %, и жизнь фотосинтезирующих организмов глубже 180–200 м не предполагалась. В том же году на дне Тихого океана найден сверхгорячий источник с температурой воды 400–430 °С, на этой же глубине отмечалась жизнь среди горячих рассолов. Благодаря большому давлению на глубине 2400–2600 м вода остаётся жидкой и в ней сейчас обитают бактерии, крупные раковины-моллюски, некоторые виды червей. Живое существо было найдено также в антарктическом льде, т. е, в условиях холода и отсутствия кислорода, где невозможен фотосинтез.

Подведём итоги. Современная биосфера Земли прошла длительный путь … . В эволюции биосферы неоднократно происходила перестройка … и …, вызванная изменением … и … условий. Совокупность живых (живущих и отмерших) организмов называется … … . На суше величина биомассы зависит от условий обеспеченности территории … и … . Живые организмы океана по типу местообитания объединяются в три группы: …, …, … .

Проверим свои знания. 1. Какое значение для развития биосферы имел выход растений на сушу? 2. От чего в основном зависит величина биомассы на суше? 3. Почему между видами живых организмов в биосфере возникает конкуренция?

От простого к сложному. 1. Почему эволюция живых организмов сопровождается постоянным усложнением биосферы? 2. Какие общие закономерности характерны для образования и распределения биомассы в географической оболочке?

От теории к практике. Подготовьте сообщение об адаптации живых организмов к изменению условий среды их обитания.

Web-ресурсы.
Европейское агентство окружающей среды. Биоразнообразие.