Биосфера жайында

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Биосфера (гр. биос -тіршілік, өмір, гр. сфера - шар) бұл ұғым биология ғылымына XIX ғасырда ене бастады. Ол кездерде бұл сөзбен тек жер жүзіндегі жануарлар дүниесі ғана аталатын. Кейінгі кездерде биосфера геологиялық мағынада да қолданылады.

Биосфера - жердің тіршілік қабаты. Географиялық қабық - литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфераның өзара әрекеттесуі. Биосфераны

ғылымға 1875ж Зюсс енгізді.

Биосфера - тірі азғалар өмір сүретін жер қабаты. Жер бетінен 10-15 км биікке көтерілгенге дейінгі және 2- 3 км құрғақтан немесе мұхиттардың 10 км түбіне дейінгі жерде азғалар тіршілік етеді. Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Аустрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В. И. Вернадский болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 %-дан - 50% -ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады.

Биосфера негізінен үш қабаттан құрылады. Олар: атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

«Тірі заттар» терминін әдебиеттерге В. И. Вернадский енгізген. Ол бұл терминді масса, энергия және химиялық құрам арқылы көрінетін барлық тірі ағзалардың жиынтығы деп түсіндіреді.

В. И. Вернадский айтып кеткендей, тірі зат ол - Бүкіләлемдік материялардың ең белсенді түрі. Ол өзінің туындауы барысында Жердің жоғарғы қабықшаларын түзе отырып, биосферада ауқымды геохимиялық іс жүргізеді. Тірі зат Жер қыртысы массасының 1/11 бөлігін алады. А. П. Виноградов (1975), В. Лархер (1978) т. б. дәлелдеулері бойынша тірі заттың басты құрал бөлігін табиғатта (атмосфера, гидросфера, ғарыш) өте кең тараған сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор және күкірт сияқты элементтер құрайды. Биосфераның тірі заты ғарышта өте кең тараған және өте қарапайым атомдардан тұрады.

Биосфераның тірі заты туралы концепция

В. И. Вернадский өзiнiң биосфера туралы iлiмiнде биосфера құрамына беретiн заттарды бiр-бiрiнен ерекше айырмашылығы бар 7 топқа бөлiп қарастырады. Биосфера құрайтын зат Оның ерекшелiктерi 1. Тiрi заттар (организмдер) Жеке даралардан тұратын барлық тiрi организмдердiң жиынтығы. Оған адам да жатады. 2. Биогендi заттар Тiрi организмдердiң тiкелей тiршiлiк әрекетiнiң нәтижесiнде пайда болған және күрделi өзгерiске ұшыраған заттар (тас-темiр, мұнай, тақтатас, атмосферадағы кейбiр газдар) 3. Жанама заттар Тiрi организмдердiң қатысуынсыз түзiлетiн қатты, сұйық және газ күйiндегi заттар (вулкан атқылаудан пайда болған немесе Жер қойнауындағы қысымның, температураның әсерiнен түзiлетiн жыныстары) 4. Биожанама заттар Әрi тiрi организмдерден, әрi қоршаған ортаның бейорганикалық қосылыстарының қосылуынан пайда болған заттар. Бұл кезде тiрi организм басты рөл атқарады. Оған топырақ жатады. 5. Радиоактивтi заттар Табиғи түрде кездесетiн кейбiр радиоактивтi элементтердiң изотоптары жатады. 6. Шашыранды күйiндегi атомдар Космостық сәулелерлердiң үздiксiз әсер етуiнен түзiлетiн әрi тек биосфераға ғана тән заттар. 7. Шығу тегi космосты заттар Метеориттер, космостық шаң-тозаңдар.

В. И. Вернадский биосфераның пайда болу, даму және қазіргі кездегі жағдайында тірі заттардың рөлін өте жоғары бағалады. Ол «Жердің сыртқы қабатында үнемі өзгеріс енгізетін тірі организмдерден басқа құдіретті химиялық күш жоқ» деп жазды өзінің «Биосфера» атты еңбегінде. Әсіресе тірі организмдер оған қоса адамзат баласының іс- әрекеттерінің биосфера шетіндегі биогеохимиялық фактор ретіндегі рөлін бағалай келіп биосфера өзін-өзі реттеп отыратын биологиялық-экологиялық және химиялық жүйе екенін дәлелдейді. Бір сөзбен айтқанда біздің жер деп аталатын планетамыздағы ең жоғарғы сатыдағы өсіп-дамыған жер бетіндегі барлық тіршілікті жүргізуші ұлы күш. Сондықтан да жер бетіндегі неше түрлі құбылыстар осы тірі ағзалармен байланысты екенін толық түсіндіре білді. Шынына келетін болсақ, тірі ағзалар ғарыштық энергияны биосферадағы химиялық элементтер мен қосылыстардың миграциясы болып табылады. Бұл үрдістер биосферадағы зат және энергия айналымдарымен шектеліп, биосфера шегіндегі бүкіл дүние жүзілік зат пен энергияның алмасып отыратынына ең себепші құдіретті қозғаушы күш. Тірі зат қоршаған ортаға белсенді әсер етуде маңызды орын алады және тірі материяның өліден ерекшеленетіні сияқты, ол жер шарының басқа қабықшаларынан айрықшаланады. В. И. Вернадский айтып кеткендей, тірі зат ол - Бүкіләлемдік материялардың ең белсенді түрі. Ол өзінің туындауы барысында Жердің жоғарғы қабықшаларын түзе отырып, биосферада ауқымды геохимиялық іс жүргізеді. Тірі зат Жер қыртысы массасының 1/11 бөлігін алады. А. П. Виноградов (1975), В. Лархер (1978) т. б. дәлелдеулері бойынша тірі заттың басты құрал бөлігін табиғатта (атмосфера, гидросфера, ғарыш) өте кең тараған сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор және күкірт сияқты элементтер құрайды. Биосфераның тірі заты ғарышта өте кең тараған және өте қарапайым атомдардан тұрады. Тірі зат орташа элементарлы құрамы бойынша жер қыртысы құрамынан көміртегі элементінің көп болуымен ерекшелденеді. Тірі ағзалар басқа элементтер құралы бойынша өзінің ортасындағы құралды қайталамайды. Олар ұлпаларының құрылуына қажетті элементтерді таңдаулы түрде шығылыстырады. Тірі ағзалардың өмір сүру процесінде тұрақты химиялық байланысты түзуге қабілетті атомдар қолданылады. Сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор, күкірт жер шарындағы заттардың негізгі химиялық элементтері болып табылады, оларды «биофильмді» деп атайды. Олардың атомдары тірі ағзаларда су және минералды тұздармен біріккен күрделі молекулаларды түзеді. Бұл молекулярлы түзілістер көміртегі, мепид, блок, нуклейн қышқылдарымен көрінеді.

Биосфераның тірі заты

Көп уақыттар бойы тірі зат жансыз заттардан зат алмасу, қозғалғыштық, қозғыштық, өсу, көбею, үйренісу сияқты қасиеттерімен ерекшеленіп келді. Бірақ мұндай ерекшеліктер жансыз дүние арасында да кездесетіндіктен, бұл қасиеттер жанды ағзалар арнайы болып есептелмейді.

Тірі ағзалардың ерекшеліктерін 1982 жылы Б. М. Медников теориялық биологияның аксиомасы ретінде қарастырған:

Барлық тірі ағзалар фенотип және ұрпақтан ұрпаққа беріліп отыратын генотип бірлігін құрады (А. Вейсман аксиомасы)
Генетикалық программа матрицалық жолмен түзіледі. Болашақ ұрпақтың генінің құрылуына қажетті матрица ретінде өткен ұрпақтың гені қолданылады. (Н. К. Кольцев аксиомасы) .
Генетикалық программалар ұрпақтан-ұрпаққа берілу кездерінде әртүрлі себептердің әсерінен кері бағытқа, кездейсоқ өзгеріске ұшырауы мүмкін, тек өте сирек жағдайда ғана бұл өзгерістер ұтымды болуы мүмкін (Ч. Дарвиннің 1-ші аксиомасы)
Фенотипке айналу жағдайындағы генетикалық программалардың кездейсоқ өзгерістері көпдәрежелі күшейеді (Н. В. Тимофеев-Ресовский аксиомасы)
Көпдәрежелі күшейген генетикалық программалардың өзгерістері сыртқы орта шарттарына сәйкес іріктеуге ұшырайды. (Ч. Дарвин 2-ші аксиомасы)

Осы берілген аксиомалардың тірі табиғаттың барлықнегізгі қасиеттерін, бірінші кезекте Жер бетінде тіршіліктің құрылуына қажетті 2 қалаушы қасиетті, яғни дискреттілік пен біртұтастықты бөліп қарастыруға болады. Тірі жүйе арасында екі бірдей дара, түп, популяция жоқ. Көпвариантты редупликация матрицалық принципке негізделген. Бұл тіршілік үшін өте маңызды спецификалық қасиет саналады. Оның негізіне басты меңгерілетін жүйелерді өзіндік туындату қабілеті жатыр(ДНК, хромосома, ген) .

Редупликация макромолекула синтезінің матрицалық принципімен (Н. К. Кольцов аксиомасы) анықталады.

ДНК молекулаларының матрицалық принцип бойынша өзін-өзі туындату қабілеттілігі меңгерілетін жүйедегі тұқымқуалаушылықты тасымалдаушы роль атқарады. (А. Вейсман аксиомасы)

Тірі зат массасы бойынша жер шарының кез-келген жоғарғы қабаттарының салыстырғанда өте аз бөлікті қамтиды. Қазіргі зам анғы есептеулер бойынша, тірі заттың жалпы массасы 2420 млрд-ты құрайды.

Тірі зат қоршаған ортаға белсенді әсер етуде маңызды орын алады және тірі материяның өліден ерекшеленетіні сияқты, ол жер шарының басқа қабықшаларынан айрықшаланады.

В. И. Вернадский айтып кеткендей, тірі зат ол - Бүкіләлемдік материялардың ең белсенді түрі. Ол өзінің туындауы барысында Жердің жоғарғы қабықшаларын түзе отырып, биосферада ауқымды геохимиялық іс жүргізеді. Тірі зат Жер қыртысы массасының 1/11 бөлігін алады. А. П. Виноградов (1975), В. Лархер (1978) т. б. дәлелдеулері бойынша тірі заттың басты құрал бөлігін табиғатта (атмосфера, гидросфера, ғарыш) өте кең тараған сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор және күкірт сияқты элементтер құрайды. Биосфераның тірі заты ғарышта өте кең тараған және өте қарапайым атомдардан тұрады.

Тірі зат орташа элементарлы құрамы бойынша жер қыртысы құрамынан көміртегі элементінің көп болуымен ерекшелденеді. Тірі ағзалар басқа элементтер құралы бойынша өзінің ортасындағы құралды қайталамайды. Олар ұлпаларының құрылуына қажетті элементтерді таңдаулы түрде шығылыстырады. Тірі ағзалардың өмір сүру процесінде тұрақты химиялық байланысты түзуге қабілетті атомдар қолданылады. Сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор, күкірт жер шарындағы заттардың негізгі химиялық элементтері болып табылады, оларды «биофильмді» деп атайды. Олардың атомдары тірі ағзаларда су және минералды тұздармен біріккен күрделі молекулаларды түзеді. Бұл молекулярлы түзілістер көміртегі, мепид, блок, нуклейн қышқылдарымен көрінеді. Биосферадағы тірі ағзаларды қоршаған әлем басқа бір ұйымдасу деңгейлерімен, басқа биологиялық құрылымдармен сәйкес келеді. Соған байланысты тірі ағзалар қалыптасуының әртүрлі деңгейлерін бөліп қарастыруға болады.

Тірі ағзалары бар қазіргі уақыттағы биосфераның бөлімін қазіргі заманға биосфера немесе необиосфера деп атайды, ал көне биосфераға палеобиосфера немесе өткен биосфера жатады.

Қазіргі заманғы көзқарас бойынша неосфера шекарасы атмосферадағы, шамамен азон экранына дейін (полюстерде 8-10 км., экваторда 17-18 км., басқа жер беттерінде 20-25 км. ) . Гидросфераны түгелдей, сонын ішінде Әлемдік мұхиттың (11022 м. ) ең терең тұңғиығын да тіршілік алып жатыр. Литосферадағы тіршілік бірнеше метрге дейін топырақ қабатын алып жатыр.

Палеосфера шекаралары атмосферадағы необиосферамен сәйкес келеді, ал су астындағы палеобиосфераға тау шөгінді жыныстары да жатады, В. И. Вернадский бойынша барлығы тірі ағзалардың үндеуінен өткен.

«Косный» заттарға өлі табиғаттың заттары жатады. (Мысалы: минералдар жатады) . Табиғатта сонымен бірге, «Биокосный» заттар кең таралған.

«Тірі заттар»-биосфераның негізі, бірақ аз ғана бөлімін құрайды. Тірі заттардың ең жоғарғы орта өзгерткіш іс әрекетіне байланысты, негізгі ерекшеліктеріне келесілер жатады:

1. Барлық еркін кеңістікті тез меңгеру қабілеттілігі. Берілген қасиет бойынша В. И. Вернадский келесідей қортындыға келді, яғни белгілі геологиялық кезеңдер үшін тірі заттардың саны тұрақты болды.

2. Қозғалыстың белсенділігі.

3. Тіршілік кезіндегі тұрақтылық және өлгеннен кейін тез арада ыдырау.

4. Әртүрлі жағдайларға жоғарғы бейімделушілік қабілеттілігі (адаптация) .

5. Реакция жүруінің ең жоғарғы жылдамдығы.

6. Тірі заттардың жаңаруының жоғарғы жылдамдығы.

Орташа жанару биосфера үшін-8 жыл.

Құрлық үшін-14 жыл.

Мұхит үшін-33 күн.

Тірі заттардың орта өзгерткіш қызметтері:

1) Энергетикалық: екі биогеохимиялық принциптен тұрады.

1-принцип: биосферада геохимиялық биогендік энергияны көп мөлшерде жұмсау.

2-принцип: өз тіршілігінде геохимиялық энергияны көбейте алатын ағзалар эволюция процесінде тіршілігін сақтап қалады.

2) Газдық: белгілі мекен ету ортаның ауа құрамын атмосферасын өзгерту мен тұрақы ұстау қабілеттілігі.

3) Тотығу-тотықсыздану функциясы: тірі заттардың ықпалынан ортаны О ₂ байытуға байланысты тотығу процесі, сондай-ақ, О ₂ жетіспеген кезде органикалық заттардың ыдырауына байланысты жүретін тотықсыздану процесі.

4) Концентрациялық- шашыранды химиялық элементтерді өз денесінде ағзаның шоғырландыру қабілеттілігі.

5) Деструктивтік-органикалық заттар қалдығы мен «косный» заттардың ағзалармен және олардың тіршілік әрекетінің өнімдерімен құлдырату немесе бұзылуы (деструкторларға-саңырауқұлақтар мен бактериялар жатады) .

6) Транспорттық -ағзаның белсенді қозғалыс формасы нәтижесінде заттар мен энергияның тасымалдануы.

7) Ортаөзгерткіштік- бұл функция шамалы мөлшерде интрегративтік функция болып табылады.

8) Информациялық.

Биосфераның анықтамасы мен құрылымы

Күн жүйесінің ерекше ғаламшары Жердің ғарыштық кемесі. Ауа, су, жер қамтыған жұқа қабатта барлық тірі ағзалар тіршілік етеді.

Биосфера - барлық тірі ағзалар жиынтығынан және олармен үнемі алмасып отыратын құрылымдардан тұратын Жердің өзіндік ерекше қабаты. Биосфера физикалық табиғи жағдайы бойынша үш ортаға бөлінеді: атмосфера, гидросфера, литосфера.

Атмосфера -су буы мен шаңнан, әртүрлі газдардың қоспасынан тұратын ғаламшардың газ қабығы. Осы атмосфера арқылы Жер ғарышпен алмасып отырады. Жер ғарыштық шаңды және метеоритті материалды қабылдап ең жеңіл газдарды: сутегі мен гелийді жоғалтады. Ғаламшар беткейіндегі жылулық режимді анықтайтын және атмосфералық газдардың молекулалық диссоциациясы мен атомның иондалуын туындататын Күн өзінің қуаттырадиациясымен атмосфералық терең қабатына енеді. Атмосфера, тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфераға бөлінеді. Атмосфераның жоғарғы кең аймағы иондардан тұрады. Бұл аймақ- ионосфера деп аталады. Атмосфераның басымырақ бөлімі біртекті азотты-оттекті құрамнан тұрады. Атмосферада қаншалықты уақыт аралығында болуына байланысты оның тұрақты және ауыспалы компоненттерін ажыратады

Гидросфера - Жердегі бар сулардың жиынтығы: материктік (терең, топырақтың, беткейлік) мұхиттық, атмосфералық. Жердің негізгі су қабықшасы ретінде ғаламшардың беткейлік- материктік және мұхиттық сулары қарастырылады. Су жер атмосферасында бу, бұлт түрінде кездеседі, мұхит пен теңіздерде қалыптастырады, жоғары таулы континенттік аймақтарда қатқан күйде және де полярлы аймақтарда қатты мұз күйінде кездеседі.

Гидросфера литосфера (жерасты суы), атмосфера (булы ылғал) және биосфераның тірі организмдерімен тығыз байланысты болады.

Табиғи судың басым бөлігін (94%) - Дүниежүзілік мұхит сулары алып жатады. Мұнда алмасу процестері, энергияның және де біздің ғаламшарымыздағы заттардың тасымалдануы жүреді. Әртүрлі физикалық, химиялық, биологиялық процестер өзара біріге отырып, мұхиттың бірлескен табиғатын, яғни Жер биосферасының ежелгі аймағын түзеді. Уақыт өте келе мұхиттың түзілуінде әртүрлі табиғи процестердің әсер етуімен оның табиғаты өзгеріске ұшырады: күн сәулесі, геологиялық және геохимиялық факторлар, биологиялық процестер.

Литосфера - Жердің жоғарғы «қатты» қабықшасы. Оның құрамына жер қыртысы мен Жердің жоғарғы мантиясы кіреді. Литосфераның қуаты - 50-100 км, соған қарай континенттегі жердің қыртыс қабаты 75 км-ге дейін және мұхит астында 10 км болады. Жер қыртысының химиялық құрамы бірнеше элементтен тұрады. Оның негізгі массасын 8 элемент құрайды. (оттегі, кремний, алюминий, темір, кальций, магний, натрий, калий) . Оның ішінде ең кең таралғаны оттегі, себебі ол жер қыртысы массасының шамамен жартысына (≈47, 3%) жуығын және көлемінің 92% алады.

Биосфера шегі тіршілік өрісімен айқындалады. (В. И. Вернадский, 1926) В. И. Вернадсикй суммарлы массасы, химиялық құрамы, энергияны қарастыра отырып, ғаламшардағы барлық организмдер жиынтығын «тірі зат» деп атады.

Вернадский бойынша жанама (косное) зат дегеніміз - тірі организмдердің қатысуынсыз түзілетін биосферада заттар жиынтығы.

Биогенді зат тірі организмдер жиынтығымен қалыптасады. Бұл қуатты потенциалдық энергияның тас көмір, ізбес, мұнай көзі болып табылады. Ең ерекше категория биожанама (биокосное) табылады. В. И. Вернадскийдің жазуы бойынша бұл зат динамикалық тепе-теңдік жүйесі және т. б. көрсететін жанама процестермен тірі организмдер мен биосферада біруақытта түзіледі. Биожанама зат үшін организмдер маңызды роль атқарады. Сонымен ғаламшардың биожанама заты қасиеті Жердегі тірі ағзаларға тәуелді болып келетін топырақ, барлық табиғи сулар саналады. Жоғары сатылы өсімдіктердің, жалпы продуценттердің тіршілігіне қолайсыз, бірақ тіршіліктің туындауы үшін тіпті төмен температуралық ауаның өзінде тікелей күн инсоледиясынан жылдамдық жетикілікті болатын, және төменгі тік сызықты бағытынан органикалық заттар жел арқылы әкелінетін таудың биік шыңдарында террабиосфералық ең жоғарғы бөлімі - эолды. Зона.