Сабақ жоспары: Биосфера құрылымы

Сабақ жоспары:

1. Биосфера құрылымы.

2. Биосфера эволюциясы

Бар екі негізгі ұғымын анықтау «биосфера», біреуі мен берді начало қолдану аталған терминнің. Бұл түсіну жиынтығы ретінде биосфераның барлық тірі организмдердің Жер бетінде. В. И. Вернадский, изучавший өзара іс-қимыл тірі және неживых жүйелерін, переосмыслил түсінік биосфера. Ол түсіну биосфераға айтарлықтай әсер еткен ретінде саласына бірлігі тірі және неживого.

Мұндай түсіндіру анықтады көзқарасы В. И. Вернадский проблемаға шығу. Бірнеше нұсқалары бар: өмір пайда дейін білім Жер және енгізілуі, оған; өмір пайда болды кейінгі білім беру; Жерді өмір туындады қалыптастырумен қатар Жер — В. И. Вернадский ұстанады және соңғы деп санаған жоқ сенімді ғылыми деректер, жанды бұрын-соңды болған жоқ біздің планетада. Өмірі қалды ішінде геологиялық уақыт тұрақты, өзгеріп, тек оның нысаны. Басқаша айтқанда, биосфера болатын Жерде әрқашан.

Астында биосферой Вернадский түсіну жұқа қабығы Жер, барлық процестер ағады тікелей әсерінен тірі организмдер. Биосфера орналасады тоғысында литосфера, гидросфера және атмосфера. Атмосферада жоғарғы шекарасы өмір анықталады озоновым экран — жұқа қабатпен озон биіктікте шамамен 20 км. Мұхит қаза өмірі тұтастай дейін түбінің ең терең қорғандар 10-11 км. қатты Жер бөлігі өмірге енеді дейін 3 км Айналысып құрған биогеохимией, изучающей бөлу химиялық элементтер бетінің планетаның, В. И. Вернадский қорытындыға келді, бұл іс жүзінде бірде-бір элементтің бірі Менделеев кестесінің, включался еді тірі заттар.

Жердің құрылысы, В. И. Вернадскому бар келісілген механизмі. «Твари Жер болып табылады құрумен күрделі ғарыш процесс, қажетті және заңды бөлігі арық ғарыш механизмі»[1] . Өзі тірі зат емес, кездейсоқ құру.

Тірі организмдер қамтитын, барлық белгілі химиялық элементтер, тіршілік процесінде жүзеге асырады айналдыру энергиясы. Негізгі қорытынды оқу-жаттығу Вернадский биосфера туралы жинақталады келесі:

1) тұтастық принципі бекітеді, бұл биосфера, өмір бар біртұтас ретінде. Өмір болып табылады қажетті және заңды бөлігі арық ғарыш тетігін;

2) үйлесімділік принципі биосфера болып табылады оның ұйымшылдығының, стройности, ажырағысыз байланыс, онда тірі және неживых компоненттерін;

3) принципі значительности рөлін тірі эволюциясындағы Жер бекітеді, бұл жер бетінде ешқандай химиялық күштер көп тұрақты және могущественной өзінің түпкі салдарларға қарағанда, организмдер, тұтастай алғанда. Келбеті Жер аспан денесінің нақты қалыптастырылған өмірімен;

4) негізгі рөлі биосфераның тұрады трансформация күн энергиясының пәрменді энергиясын Жер. Ғарыштық энергия тудырады тіршіліктің дамуы, оны көбейтуге қол жеткізіледі;

5) ереже инерция жасалады таратуға өмір сүру, жер бетінің-көріністері оның геохимиялық энергиясы. Ұсақ организмдер көбейеді әлдеқайда жылдам қарағанда, ірі;

6) заң бережливости пайдалану тірі зат қарапайым химиялық тел бекітеді, бұл рет енген ағзаға элементі өтуде ұзын бірқатар жағдайлар кезінде организмге енгізеді өзіне ғана қажетті элементтердің саны;

7) шектері өмір анықталады физика-химиялық қасиеттері бар қосылыстар, строящих организмге, олардың неразрушимостью белгілі бір орта жағдайында. Барынша өріс өмір анықталады арасының жерлерде тірі организмдердің. Жоғарғы шегі өмір негізделеді лучистой энергиясымен қатысуы оның болдырмайды өмірі және оның сақтайды озон қалқан. Төменгі шегі байланысты қол жеткізе отырып, жоғары температура. Мысалы, интервал, температура өмір 433° (-252°С-ден +180°С) болып табылады шекті жылу өрісі;

8) өмір біртіндеп, баяу приспосабливаясь, захватила биосфераға айтарлықтай әсер еткен, басып алу, бұл емес, аяқталды. Жолында өмір тұрақтылығының нәтижесі приспособленности барысында уақыт.

В. И. Вернадскому, зат биосфераның разнородно өзінің физикалық-химиялық құрамы, атап айтқанда: 1) тірі зат — тірі организмдердің жиынтығы; 2) биогенді зат — үздіксіз биогенный ағыны атомдардың бірі тірі заттар, жанама заттар биосфера және кері; 3) косное вещество (атмосфера, газ, тау жыныстары және т. б.); 4) биокосное вещество, мысалы, топырақ, илы, жер үсті сулары, өзі биосфера, т. е. күрделі закономерные косно-тірі құрылымдар; 5) радиоактивті зат; 6) шашыраңқы атомдары; 7) зат ғарыш текті.

1.2 Құрылымы биосфера

Қазіргі заманғы ғылым деп санайды, бұл шамамен 1 млрд. жыл бұрын болған разделений тірі жаратылыстар екі патшалық — өсімдіктер мен жануарлар. Айырмашылықтар олардың арасындағы үш топқа бөлуге болады: 1) құрылымы бойынша жасушалардың және олардың қабілетінің өсуіне; 2) тәсілі бойынша тамақтану; 3) қабілеті қозғалысы.

Жануарлардың жасушалары бар центриоли, бірақ жоқ хлорофилла және жасушалық қабырғасының, мешающей нысанын өзгерту. Көпшілігі өсімдіктердің өмір сүруге қажетті заттар алады нәтижесінде сіңіру минералдық қосылыстар. Жануарлар да тамақтанады дайын органикалық қосылыстармен жасайтын өсімдіктер фотосинтез процесінде.

Жіктеу өсімдіктер мен жануарлардың сәйкес құрылған олардың айрықша белгілері. Негізгі құрылымдық бірлігі болып танылды түрі, ал одан жоғары деңгейлер құрады дәйекті түрі, отряд, класс.

Дегенмен, биосфераның шекаралары өте узки, тірі организмдер, олардың шегінде бөлінген өте біркелкі. Үлкен биіктікте және тереңдіктегі гидросфераның және литосфераның организмдер кездеседі салыстырмалы түрде сирек кездеседі. Өмірі шоғырланған, негізінен, Жер бетіндегі, топырақтағы және приповерхностном қабатындағы мұхит. Жалпы массасы тірі организмдер бағалайды 2,43х1012 т. Биомассасы организмдер мекендейтін құрлықтағы, 99,2% ұсынылған жасыл өсімдіктермен және 0,8% — жануарлар мен микроорганизмдер. Керісінше, мұхит үлесіне өсімдіктердің келеді 6,3% — ға, ал үлесіне жануарлар және микроорганизмдер — 93,7% бүкіл биомасса. Өмірі шоғырланған негізінен құрлықта. Жиынтық биомассасы мұхит құрайды, 0,03х1012 , немесе 0,13% биомасса барлық жаратылыстар мекендейтін Жер. Бөлу тірі организмдердің түрлік құрам бойынша байқалады маңызды заңдылық. Жалпы санынан түрлері 21% тиесілі өсімдіктер, бірақ олардың үлесі жалпы биомассу 99%. Жануарлар арасында 96% — ын — омыртқасыздар және тек 4% — омыртқалы, оның оннан бір бөлігі — сүтқоректілер. Массасы тірі заттар құрайды 0,01-0,02% косного заттар, биосфера, бірақ ол жетекші рөл атқарады геохимиялық процестер. Заттар мен энергия үшін қажетті зат алмасу, ағзалар черпают қоршаған. Шектелген санын қоспағанда, тірі материяның воссоздаются, преобразуются және разлагаются. Жыл сайын арқасында тіршілік, өсімдіктер мен жануарлардың көрсетілгенде, шамамен 10% биомасса. Басқа өсімдіктер мен жануарлардың, В. И. Вернадский қамтиды ұғымы «тірі зат» және адамзат әсері, оның геохимиялық процестер ерекшеленеді әсерінен басқа тірі жаратылыстар, біріншіден, өзінің қарқындылығымен, ұлғайып отырған барысымен геологиялық уақыт; екіншіден, әсері бар, қандай өмір жолын көрсетеді, қалған тірі ағзалар.

Өмір қазір толығымен тәуелді фотосинтез. Еңбегіміз энергия күн сәулесінің өнімдерінде фотосинтез, өсімдіктер орындайды ғарыштық рөлі энергетикалық ошағының Жер бетіндегі. Под фотосинтезом түсініледі айналдыру жасыл өсімдіктермен және фотосинтезирующими микроорганизмдермен қатысуымен энергиясын жарық және жарық сіңіргіш пигменттер қарапайым қосылыстардан күрделі органикалық заттар үшін қажетті тіршілік әрекетінің барлық организмдер. Кезде бұл өсімдіктер тез қабылдайды атмосферадан 170 млрд тонна көмірқышқыл газы, бүлініп кететін дейін 130 млрд т су бөле отырып, — ден 115 млрд т-еркін оттегінің[3] .

Осылайша, барлық биотикалық компоненттері экожүйе бөлінеді үш негізгі топтары: продуценттер, консументтер немесе тұтынушылар, редуценты, немесе бұзушы болады. Барлық тірі организмдер, сондықтан, пайдалана отырып, бір-бірін құрады алып биологиялық айналымы биосфера. Бұл айналымы толық замкнут: басқа энергетикалық кіру ол және шығу — бөлігі отмирающего органикалық заттар кейін микроорганизмдермен ыдырау — минерализаторами мүмкін түспеуі су ерітінділері және откладываться түріндегі шөгінді жыныстар, ал басқа бөлігі құрады шөгінділер осындай биогендік жыныстары, тас көмір, шымтезек, сапропель, т. б.

Бұл үлкен биогеохимическом круговороте заттар мен энергия бөлінеді бірқатар астам жеке круговоротов заттар, су, көміртегі, оттегі, азот, күкірт, фосфор және т. б. барысында жүргізілетін алмасу химиялық элементтер арасындағы тірі организмдермен және бейорганикалық ортамен. Болуы осы биогеохимических круговоротов анықтайды келбеті қазіргі заманғы экожүйенің тұрақтылығы және саморегуляцию тұтас биосфера. Сондықтан, қалай күрделі және алуан түрлі болғанымен көріністері өмір Жер бетіндегі барлық тіршілік формалары бір-бірімен арқылы заттар айналымы және энергия.

2. Биосфера эволюциясы

В. И. Вернадский атап маңызды энергия деп тірі организмдер тетіктерімен айналу энергиясы. «Қарастыруға болады бұл барлық бөлігі тірі табиғат ретінде одан әрі дамыту, бір айналу процесінің күн жарық энергиясын пәрменді энергиясын Жер»[4] .

Ғарыштық энергия тудырады қысым өмір, оны көбейтуге қол жеткізіледі. Көбейту организмдердің азаяды ұлғаюына қарай олардың саны. Мөлшері популяция өседі болғанша сәрсенбі шыдай алады, оларды одан әрі ұлғайту, содан кейін тепе-теңдікке қол жеткізіледі. Саны ауытқиды жақын равновесного.

Ағуына өмір бар көрінісі оның геохимиялық энергиясы. Жанды зат, газ тәріздес, растекается бойынша жер бетінің ережесіне сәйкес инерция. Ұсақ организмдер көбейеді әлдеқайда жылдам қарағанда ірі. Беру жылдамдығы, өмір тығыздығына байланысты тірі заттар.

Өмір толығымен анықталады өрісі тұрақтылығы жасыл өсімдіктерді, ал шегі — физика-химиялық қасиеттері бар қосылыстар, строящих организмге, олардың неразрушимостью белгілі бір орта жағдайында. Барынша өріс өмір анықталады арасының жерлерде тірі организмдердің. Жоғарғы шегі өмір негізделеді сәуле қатысуы оның өлтіреді өмірі және оның сақтайды озон қалқан. Төменгі шегі байланысты қол жеткізе отырып, жоғары температура.

Өмір біртіндеп, баяу приспосабливаясь, захватила биосфераға айтарлықтай әсер еткен және басып алу, бұл емес, аяқталды. Жолында өмір тұрақтылығының нәтижесі приспособленности барысында уақыт.

Заң бережливости пайдалану тірі зат қарапайым химиялық тел: рет енген элемент өтеді ұзын бірқатар жағдайлар, және организмге енгізеді өзіне ғана қажетті элементтердің саны. Нысанның орналасқан химиялық элементтер: тау жыныстары және минералдар; магмы; шашыранды элементтер; тірі заттар.

Саны еркін оттегі атмосферада бірдей тәртіп, және тірі заттардың саны. Бұл қорыту әділ аясында маңызды геологиялық уақыт үзінділерінде, ол сонымен қатар тірі зат — делдал арасындағы Күн мен Жер және айналды мүмкін, не оның саны болуы тиіс тұрақты, не өзгерту керек және оның энергетикалық сипаттамалары.

Кез келген жүйе жетеді орнықты тепе-теңдік, оның еркін энергиясы тең немесе жақындап нөлге тең, яғни барлық ықтимал жүйесі жағдайында жұмыс жүргізілді.

Автотрофными деп атайды организмдер, олар өздері барлық қажетті оларға өмір сүру үшін химиялық элементтер қоршаған олардың косной материя және талап етпейді денесін дайын қосылыстардың басқа ағза. Жолында өмір сүру жасыл автотрофных организмдердің анықталады облысымен еніп күн сәулесінің. В. И. Вернадский белгілеп берді идеясын автотрофности адам, ол сатып алды қызықты бұрылу шеңберінде талқылау жасау жасанды экожүйелер ғарыш кемелерінде. Қарапайым мұндай экосистемой болады жүйесі «адам — — 1 немесе 2 автотрофных түрі». Бірақ бұл жүйе тұрақсыз және сенімді қамтамасыз ету үшін адамның өмірлік қажеттіліктерін қажет многовидовая тіршілікті қамтамасыз ету жүйесі.

Құру жасанды орта-адам бастайды, міндеттер, қарама-қарсы отырған ол шешіп бұрын. Құру мұндай жасанды жүйелер болып табылады маңызды даму кезеңі экология. Олардың құру жалғанады инженерлік бағытталғанын жаңа және экологиялық бағыттылығы сақтау үшін қолда бар, шығармашылық және ақылға қонымды біресе төмен, біресе жоғары. Бұл және жүзеге асыруға принципін жобалау «тәуелсіздік-елімнің ерлік жолы»[5] .

Әзірге жасанды биосфера білдіреді өте күрделі және громоздкую жүйесі. Ол табиғатта жұмыс істейді әлбетте, адам ойнату ғана бағасы үлкен күш. Бірақ оған тура келеді, бұл, егер ол қалайды ғарыш игеруге және жасауға ұзақ ұшу. Құру қажеттілігі жасанды биосфера ғарыш кемесіне көмектеседі жақсы түсіну биосфераға айтарлықтай әсер еткен табиғи.

2.2 биосфераның Эволюциясы

Биосфераның эволюциясын зерттейді раздел экология, деп аталатын эволюциялық экология. Ажырата білген жөн эволюционную экологияға жылғы экодинамики. Соңғы ісі бар қысқа интервалмен даму биосфера және экожүйелерді, ал бірінші қарастырады дамыту биосфераның одан да ұзақ уақыт кесіндісінде. Осылайша, зерттеу биогеохимических круговоротов және сукцессия — міндет экодинамики, ал түбегейлі өзгерістер механизмдері круговорота заттар барысында сукцессия — міндет эволюциялық экология.

Маңызды бағыттардың бірі зерттеуде эволюциялық — зерттеу нысандарын дамыту. Бұл жерде атап өту бірнеше кезеңнен тұрады.

1. Жасушасы жоқ ядро, бірақ бар жіптер ДНК. Жасы осындай ең көне организмдердің астам 3 млрд. жыл. Олардың қасиеттері: қозғалғыштығы; тамақтану және қабілеті гарнер тағамға және энергияға; қорғау жағымсыз әсерлерден сақтау; көбейту; раздражимость; құрал өзгеретін сыртқы жағдайларға; қабілеті өсуіне.

2. Келесі кезеңде (шамамен 2 млрд. жыл бұрын) клеткадағы ядро пайда болады. Өлі бір жасушалы организмдер өзегі деп аталады қарапайым. Олардың 25 — 30 мың түрі бар. Ең қарапайым, олардың ішінде амебы. Инфузории бар және кірпіктерді бояйды. Ядро қарапайым окружено двухмембранной қабықпен бастап ұяшық және құрамында хромосоманың және нуклеоли. Ископаемые қарапайым — радиолярии және фораминиферы — негізгі бөліктері шөгінді тау жыныстары. Көптеген қарапайым ие күрделі қимыл аппараты.

3. Шамамен 1 млрд. жыл бұрын пайда болды көпжасушалы организмдер. Нәтижесінде өсімдік қызметі — фотосинтез — көмір қышқылы мен су пайдалану кезінде күн энергиясын, улавливаемой хлорофиллом, Жасалды органикалық зат. Пайда болуы және таралуы өсімдіктің әкелді түбегейлі өзгерту, атмосфера құрамын, бастапқыда бөлшектерін өте аз еркін оттегі. Өсімдіктер, ассимилирующие көміртек бірі-көмірқышқыл газды атмосферасын құрды қамтитын еркін оттегі — ғана емес, белсенді химиялық агент, бірақ көзі озон, преградившего жолы қысқа ультрафиолетовым сәулелерге Жер бетіне.

Л. Пастером бөлінген мынадай екі маңызды нүктелері биосфераның эволюциясы: 1. кезде деңгейі оттегі Жер атмосферасында жетті шамамен 1% — ы қазіргі заманғы — осы уақыттан Бастап мүмкін болды аэробная өмірі. Геохронологически бұл архей. Болжам бойынша, бұл жинақтау оттегі жүрді скачкообразно және орынды 20 мың жыл; 2. қол жеткізу оттегі атмосферасында шамамен 10% — ы қазіргі заманғы. Бұл әкелді пайда болуына алғышарттар қалыптастыру озоносферы. Нәтижесінде өмір мүмкін болды таяз суларда, содан кейін және құрлықтағы .

Палеонтология, зерттеумен, пайдалы қазбаларды қалдықтары фактісін растайды өсу күрделілігі организмдер. Ең ежелгі жыныстарда кездеседі организмдер бірнеше типтері бар қарапайым құрылымы. Бірте-бірте әр түрлілігі мен күрделілігі өсіп келеді. Көптеген түрлері пайда болған қандай да бір стратиграфическом деңгейде, содан кейін жоғалады. Бұл истолковывают ретінде пайда болуы мен түрлердің жоғалып кетуі.

Ғасырлар бойы накапливавшиеся қалдықтары өсімдіктер жанынан жер қыртысының орасан зор энергетикалық қорлар органикалық қосылыстардың (көмір, шымтезек), ал тіршіліктің дамуы Әлемдік мұхит құруға әкелді шөгінді тау жыныстарының тұратын скелет және басқа да қалдықтарды теңіз организмдер.

Қорытынды

В. И. Вернадский белгілеп берді үш биогеохимических принципі.

1. Биогенная көші-қон химиялық элементтердің биосферадағы әрқашан ұмтылады барынша өзінің пайда болуы. Бұл қағида біздің бұзылған адам.

2. Эволюция түрлері барысында геологиялық уақыт соқтыратын құру тұрақты биосферадағы өмір сүру формаларының жүріп бағытта усиливающем биогенную көші-қон атомдар. Бұл қағида кезінде антропогенном измельчании орташа дарақ Жер бастайды өте қарқынды.