Биосфера и человек (часть 2)

Вопросы лекции
Биосфера. Взаимоотношения организма и среды

БИОСФЕРА – определение
Биосфера – от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар.
Э.Зюсс
В.И.Вернадский

ГЕОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

Протяженность биосферы по вертикали и соотношение
поверхностей, занятых основными структурными единицами

Компоненты биосферы
Живое вещество

Косное вещество

Вещество, находящееся в состоянии радиоактивного распада

Рассеянные в биосфере атомы
Вещество космического происхождения
(0,02% от массы Земли; 1,4·107 т/год)

Биогенное вещество – торф, каменный уголь, нефть и пр.

Биокосное вещество – почвенный покров, ил.

СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА БИОСФЕРЫ

СВОЙСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
Единство химического состава:

Обмен веществ и энергии

Самовоспроизведение

Наследственность

Изменчивость

Способность к росту и развитию

7. Раздражимость

ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
Энергетическая
Окислительно-восстановительная
Газовая
Деструктивная
Рассеивающая

Концентрационная
Транспортная
Информационная
Средообразующая; главные итоги:
Преобразован газовый состав атмосферы;
Изменился химический состав вод океана;
Образовались осадочные породы;
Сформировался почвенный покров.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ:
Взаимоотношения организма и среды
а) императивные факторы – без них невозможна жизнь (свет, кислород, вода и т.д.);
б) факторы воздействия – влияют на различные стороны жизнедеятельности и взаимоотношения организмов (рельеф местности, температура, давление и т.д.)
Всего факторов и их сочетаний – 1045…1046

1. Абиотические факторы:
а) Климатические: свет, температура, влажность, подвижность воздуха, давление;
б) Эдафогенные (от «εδαφοσ» - почва): физические и химические свойства горных пород; механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность почвы; особенности снежного покрова;
в) Орографические: (от «οροσ» – гора) рельеф местности, высота над уровнем моря, экспозиция склона;
г) Химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов;
д) Ионизирующие.

2. Биотические факторы (βιο – жизнь):
а) Микробиогенные – микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности;
б) Фитогенные - растительные организмы;
в) Зоогенные – животные;
г) Антропогенные – искусственного происхождения.

ПРИМЕРЫ ДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
(абиотические факторы)
Взаимоотношения организма и среды

Свет (солнечная радиация)
Ультрафиолетовое излучение (УФИ): λ = 0,0136 ÷ 0,4 мкм;
Видимые лучи:(λ = 0,4 ÷ 0,75 мкм);
Инфракрасное или тепловое излучение (ИКИ): λ = 0,75 ÷ 420 мкм.

Роль УФИ (5% плотности потока солнечного излучения)
1. Для животных и человека:
Образование витамина D и синтез пигментов клетками кожи;
Стимулирование деятельности эндокринных желез, белкового, жирового, углеводного и минерального обмена;
Бактерицидный эффект.
2. Для растений:
Формообразование;
Синтез биологически активных соединений.

Роль видимого света (45% плотности потока излучения)
1. Для животных и человека:
Ориентация в пространстве и во времени;
Регулирование процессов жизнедеятельности.
Распределение видов по ярусам с учетом их потребности в свете

2. Для организмов-фототрофов (сине-зеленые водоросли (цианобактерии), одноклеточные и многоклеточные водоросли, высшие растения):
Формирование аппарата фотосинтеза (энергия для осуществления процесса);
Управление ростом растений.

Роль ИКИ (50% плотности потока излучения)
1. Для животных и человека:
Влияние на жизнедеятельность пойкилотермных (холоднокровных) животных – ускорение метаболических реакций.
2. Для растений:
Влияние на транспирацию;
Интенсификация поглощения из воздуха углекислого газа.

2. Температура
1. Для животных и человека:
Влияние на скорость и характер протекания реакций обмена веществ.
2. Для растений:
Влияние на рост и морфологию.
Температурный диапазон активной жизни на Земле, °С

3. Газовый состав атмосферы
Состав: 78,08% - азот; 20,95% - кислород; 0,93% - аргон; 0,03% - углекислый газ.
Азот - образование белковых структур.
Кислород – окислительные процессы в организмах.
Углекислый газ – участие в фотосинтезе:
6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

4. Орографические факторы
Рельеф:
Влияние на климат (горы – барьер для ветров и осадков).
2. Высота местности над уровнем моря:
Изменение температуры, влажности, атмосферного давления; следствие – изменение видового состава растительности и животного мира.

3. Экспозиция склона:
Различия в температуре, влажности