Sote ni sehemu ya ganda hai - biosphere. Huu ni mfumo wa kipekee wa ikolojia sio tu wa sayari yetu, lakini wa gala kwa ujumla. Bila shaka, tafiti za hivi karibuni zimethibitisha kwamba viumbe vimepatikana kwenye Mirihi na kwenye asteroidi mbalimbali, lakini aina mbalimbali za maisha ni za kipekee kwa Dunia. Ikiwa uko tayari kupanua upeo wako kidogo na kwenda zaidi ya mtaala wa shule, ni wakati wa kuzungumza kwa undani zaidi kuhusu sifa za biosphere, muundo wake na kazi kuu.
Dhana ya biosphere na asili yake
Biolojia ni ganda lenye masharti la Dunia linalokaliwa na viumbe hai. Kwa nini masharti? Ukweli ni kwamba makombora mengine ya sayari (ya dunia, maji na hewa) hutengeneza sayari na safu inayoendelea. Kwanza inakuja ardhi na ukoko wa bahari (lithosphere), kisha hydrosphere (inaunganisha miili yote ya maji), baada ya - anga.(bahasha ya hewa inapita vizuri kwenye anga ya juu). Ni vigumu kufikiria biosphere kama tabaka maalum, kwa sababu viumbe hai vimesambazwa sawasawa juu ya uso mzima wa Dunia na vinaweza kuishi katika vipengele vyote vitatu.
Sifa muhimu za biosphere zinarudi zamani, lakini bado ni ganda "changa zaidi" la sayari yetu. Maisha Duniani yalitokea hivi karibuni, miaka bilioni 3.8 tu iliyopita, ambayo, ikilinganishwa na umri wa sayari, ni kitu kidogo. Kuna dhana mbili za biosphere:
- Ya kwanza inafafanua ganda kama jumla ya vitu vyote vya kikaboni kwenye sayari. Ndiyo iliyotumika kama msingi wa neno hili, ambalo linatumika hadi leo.
- Dhana ya pili ilipendekezwa na V. I. Vernadsky, aliamini kuwa biosphere ni umoja usioweza kutenganishwa na mwingiliano wa asili hai na isiyo na uhai, kwa maana pana ya fasili hizi.
Hata hivyo, sifa kuu za biosphere hubainishwa haswa na kijenzi chake cha kikaboni. Baada ya yote, hii ndiyo tofauti yake ya kimsingi kutoka kwa makombora mengine ya Dunia.
Mafundisho ya biolojia na asili ya neno
Dhana ya ganda hai ilipendekezwa katika karne ya 19. Jean-Baptiste Lamarck alitoa maelezo mafupi ya biolojia, wakati jina rasmi halikuwepo bado. Mnamo 1875, mtaalamu wa paleontolojia na mwanajiolojia wa Austria Eduard Suess alibuni neno "biosphere", ambalo bado linatumika hadi leo.
Mwanafalsafa wa Kisovieti na mwanabiokemia V. I. Vernadsky alitoa mchango mkubwa katika utafiti wa maisha yote Duniani, akawa shukrani maarufu kwa kuundwa kwa fundisho kamilifu la biolojia. KATIKAkatika maandishi yake, viumbe hai hutenda kama nguvu yenye nguvu inayoendelea kushiriki katika mabadiliko ya sayari ya Dunia.
Mipaka ya viumbe hai
Maelezo ya jumla ya biosphere huanza kwa maelezo ya mipaka ambayo viumbe hai vinaweza kuishi. Baadhi yao ni wastahimilivu, na wanaweza kustahimili hata hali ngumu zaidi.
Mipaka ya biosphere:
- Mpaka wa juu. Imedhamiriwa na angahewa, na haswa safu ya ozoni ya Dunia, ni karibu kilomita 15-20. Kadiri ikweta inavyokaribia, ndivyo skrini ya ulinzi ya sayari inavyokuwa na nguvu zaidi. Juu ya safu ya ozoni, maisha haiwezekani tu, kwa sababu mionzi ya ultraviolet haiendani na shughuli muhimu ya seli za viumbe. Zaidi ya hayo, kiasi cha oksijeni hupunguzwa sana kulingana na urefu, na hii pia ni hatari kwa viumbe hai.
- Mpaka wa chini. Kuamua na lithosphere, kina cha juu kinawezekana hauzidi kilomita 3.5 - 7.5. Yote inategemea ongezeko kubwa la joto ambalo denaturation ya miundo ya protini hutokea. Hata hivyo, viumbe hai vingi vimejilimbikizia kwa kina cha mita chache tu, huu ni mfumo wa mizizi ya mimea, fangasi, vijidudu, wadudu na wanyama wanaoishi kwenye mashimo.
- Mipaka katika haidrosphere. Viumbe hai vinaweza kuwepo katika sehemu yoyote ya bahari: kutoka kwenye uso wa maji (plankton, algae) hadi chini ya mitaro ya kina-bahari. Kwa mfano, wanasayansi wamethibitisha kwamba uhai upo hata kwenye Mariana Trench kwa kina cha kilomita 11.
Muundo wa ganda hai
Sifa kuu za biosphere ni pamoja namuundo wake. Vernadsky alichagua aina kadhaa za vitu vinavyounda ganda hai. Zaidi ya hayo, zinaweza kuwa na asili ya kikaboni na isokaboni:
- Dutu hai. Hii inajumuisha kila kitu ambacho kina muundo wa seli. Hata hivyo, wingi wa viumbe hai katika muundo wa biosphere ni ndogo na ni sawa na halisi ya milioni moja ya shell nzima. Tabia ya viumbe hai vya biosphere ni kwamba ni sehemu muhimu zaidi ya sayari yetu. Baada ya yote, ni viumbe hai vinavyoathiri kila mara mwonekano wa Dunia, na kubadilisha muundo wa uso wake.
- dutu ya viumbe hai. Hizi ni miundo ambayo huundwa na kusindika na viumbe hai. Kwa kushangaza, kwa mamilioni ya miaka, viumbe hai wamepitia mifumo ya viungo vyao karibu na bahari ya dunia nzima, kiasi kikubwa cha gesi za anga na wingi mkubwa wa madini. Michakato hii huzalisha madini asilia ya kikaboni, kama vile mafuta, miamba ya kaboni na makaa ya mawe.
- Dutu isiyo na hewa. Hizi ni bidhaa za asili isiyo hai, ambayo iliundwa bila ushiriki wa moja kwa moja wa viumbe hai. Hii ni pamoja na mawe, madini na sehemu ya udongo isokaboni.
- Dutu ajizi ya kibayolojia. Tunakumbuka kwamba viumbe hai huathiri sayari kila wakati. Matokeo yake, vitu vinatengenezwa ambavyo ni bidhaa za kuoza na uharibifu wa miundo ya inert. Kundi hili linajumuisha udongo, ukoko wa hali ya hewa na miamba ya sedimentary ya asili ya kikaboni.
- Pia, muundo wa biosphere unaweza kujumuisha vitu vilivyomohali ya kuoza kwa mionzi.
- Atomu ni kundi tofauti, ambalo huundwa kwa mfululizo katika mchakato wa uwekaji ioni chini ya ushawishi wa mionzi ya ulimwengu.
- Hivi karibuni, vitu vya asili ya nje (cosmic) vimejumuishwa katika muundo wa biosphere.
Viumbe hai katika maganda mengine ya Dunia
Ikiwa tunakaa kwa undani juu ya sifa na muundo wa biosphere, basi mtu hawezi ila kuzingatia sifa za shughuli muhimu ya viumbe hai katika makombora mengine ya sayari:
Aerosphere. Viumbe hai haviwezi kusimamishwa kwenye tabaka za angahewa, matone ya maji hadubini hutumika kama sehemu ndogo ya maisha ya aerobionts, na shughuli za jua na erosoli hufanya kama chanzo cha nishati isiyoisha. Viumbe wanaoishi katika angahewa wamegawanywa katika makundi matatu. Trobobionts - zinafanya kazi katika nafasi kutoka juu ya miti hadi mawingu ya cumulus. Altobionts ni viumbe vinavyoweza kuishi katika hewa nyembamba. Parabionts - kwa bahati mbaya huanguka kwenye tabaka za juu zaidi za anga. Katika mwinuko huu, hupoteza uwezo wao wa kuzaliana, na mzunguko wa maisha yao hupungua kwa kiasi kikubwa
Geobiosphere. Ukoko wa Dunia hutumika kama sehemu ndogo na makazi ya viumbe vya jiografia. Ganda hili pia linajumuisha viwango kadhaa ambavyo aina maalum za maisha huishi. Terrabionts ni viumbe wanaoishi moja kwa moja kwenye uso wa ardhi. Kwa upande wake, terrabiosphere imegawanywa katika shells kadhaa zaidi: phytosphere (eneo kutoka juu ya miti hadiuso wa dunia) na ipedosphere (safu ya udongo na ukoko wa hali ya hewa). Eneo la Aeolian - maeneo ya juu-urefu, ambayo maisha haiwezekani hata kwa mimea ya juu. Eolobionts ni wawakilishi wa kawaida wa ukanda huu. Lithobiosphere - tabaka za kina za ukoko wa dunia. Ukanda huu umegawanywa katika hypoterrabiosphere (mahali ambapo aina za uhai za aerobic (zinazohitaji oksijeni) zinaweza kuishi) na tellurobiosphere (viumbe vya anaerobic tu (visizo na oksijeni) vinaweza kuishi hapa). Kwa kuongeza, lithobionti zinaweza kupatikana katika lithobiosphere, ambazo huishi katika vinyweleo vya maji chini ya ardhi na miamba
Hydrobiosphere. Eneo hili linashughulikia miili yote ya maji (isipokuwa maji ya chini ya ardhi na unyevu wa anga) ya sayari yetu, ikiwa ni pamoja na barafu. Wakazi wa bahari na bahari huitwa hydrobionts, ambayo kwa upande wake imegawanywa katika: Aquabionts - wenyeji wa maji ya bara. Marinobionts ni viumbe hai vya baharini na baharini. Viwango vitatu vya maisha vinatofautishwa katika safu ya maji, kutegemeana na kiasi cha mwanga wa jua unaopenya ndani: Ukanda wa picha ndio ukanda ulioangaziwa zaidi. Disphotosphere daima ni eneo la machweo ya bahari (si zaidi ya 1% ya kutengwa). Aphotosphere - eneo la giza kabisa
Kutoka tundra hadi misitu ya tropiki. Uainishaji wa biome za sayari
Tabia za biosphere zimeunganishwa kwa njia isiyoweza kutenganishwa na dhana ya biomu. Neno hili linarejelea mifumo mikubwa ya kibayolojia ambayo ina aina fulani kuu ya mimea au vipengele maalum vya mandhari. Kuna tisa kwa jumla. Chini ni maelezo mafupi ya kuubiolojia biolojia:
- Tundra. Anga kubwa isiyo na miti ambayo inachukua sehemu za kaskazini za Eurasia na Amerika Kaskazini. Mimea ya ukanda huu sio tajiri, hasa lichens, nyasi za msimu na mosses. Fauna ni wa aina mbalimbali zaidi, hasa katika miezi ya joto ya mwaka, wakati msimu wa uhamaji wa aina nyingi za ndege na wanyama unapoanza.
- Taiga. Aina kuu ya mimea katika eneo hili ni misitu ya coniferous. Biome inachukua takriban 11% ya eneo lote la ardhi. Licha ya hali mbaya ya hewa, taiga ina mimea na wanyama tofauti sana.
- Misitu iliyoamuliwa. iko katika ukanda wa joto. Msimu wa hali ya hewa na kiasi cha kutosha cha unyevu kiliruhusu maendeleo ya aina fulani ya mimea katika biome hii. Hizi ni hasa aina za miti yenye majani mapana. Aidha, misitu hii ni makazi ya mamalia wengi, ndege na fangasi, bila kusahau wadudu na viumbe vidogo.
- Hatua. Biome hii inawakilishwa na nyika za Asia na nyanda za asili za Amerika Kaskazini. Mara nyingi, hizi ni nafasi wazi zisizo na miti, kwani nakisi kubwa ya unyevu huathiri. Lakini ulimwengu wa wanyama bado ni wa aina mbalimbali.
- eneo la Mediterania. Sehemu inayozunguka bahari ya jina moja ina sifa ya msimu wa joto na kavu na msimu wa baridi mzuri sana. Mimea ya kawaida inawakilishwa na misitu yenye majani magumu, vichaka vya miiba na nyasi.
- Majangwa. Kwa bahati mbaya, zaidi ya 30% ya ardhi inamilikiwa na maeneo ambayo hayafai kabisa kwa makazi ya viumbe hai. Kanda za jangwa zinapatikana kandokote Afrika na Australia, Amerika Kusini, na pia Kusini, Kusini Magharibi na Katikati ya Eurasia. Mimea na wanyama wa maeneo haya ni adimu.
- Savanna. Biome hii ni nafasi wazi ambayo imefunikwa kabisa na nyasi na miti moja. Licha ya ukweli kwamba hizi ni mchanga duni, wanyama wa ukanda huu wanashangaza katika utofauti wake. Savannahs ni tabia ya Afrika, Amerika Kusini na Australia.
- Misitu yenye michomo (ya kitropiki). Ukanda huu unajulikana na aina za ajabu za misitu yenye miiba na miti ya karne nyingi - baobabs. Kwa sababu ya usambazaji usio sawa wa mvua, mimea ya biome hii ni chache sana. Misitu ya kitropiki inaweza kupatikana Kusini Magharibi mwa Asia na Afrika.
Misitu ya kitropiki. Hili ndilo eneo lenye unyevunyevu zaidi la sayari yetu. Mimea ya biome hii inashangaza kwa ukubwa na utofauti wake. Misitu ya mvua yenye majani mapana iko kwenye mabonde ya mito mikubwa inayotiririka, kama vile Amazon, Orinoco, Niger, Zambezi, Kongo. Pia hufunika peninsula na visiwa vya Asia ya Kusini-mashariki
Utendaji msingi wa ganda hai katika asili
Ni wakati wa kuzingatia kazi kuu za biosphere na sifa zake:
- Nishati. Kazi hii inafanywa na mimea inayoshiriki katika mchakato wa photosynthesis. Kwa kukusanya nishati ya jua, wanaweza kuisambaza kati ya vipengele vingine vya shell hai, au kuikusanya katika chembe za kikaboni zilizokufa. Hivi ndivyo madini yanayoweza kuwaka (makaa ya mawe, peat, mafuta) yanaonekana.
- Gesi. Viumbe hai vinahusika katika ubadilishaji unaoendelea wa gesi.
- Makini. Aina zingine za maisha zina uwezo wa kuchagua kukusanya vitu vya biolojia kutoka kwa mazingira ya nje. Baadaye, zinaweza kutumika kama chanzo cha dutu hizi.
- Ya uharibifu. Viumbe hai huathiri mazingira kila wakati, hutengana na kusindika uso wake. Hivi ndivyo maada ya inert na bio-inert huundwa.
- Kutengeneza mazingira. Biosphere hudumisha uwiano wa hali nzuri na zisizofaa za mazingira, ambazo ni muhimu kwa maisha kamili ya viumbe.
Sifa za biosphere
Kwa vile ganda hai ni mfumo changamano sana, sifa za biosphere haziwezi kufanya bila sifa za kimsingi zinazobainisha umahususi wake:
- Kuweka kati. Michakato yote katika ganda hai imejilimbikizia karibu na viumbe hai, huchukua nafasi kuu katika fundisho la biolojia.
- Uwazi. Biosphere inaweza kuwepo tu kutokana na nishati kutoka nje, katika hali hii ni shughuli ya jua.
- Kujirekebisha. Biosphere ni "kiumbe kiujumla", ambacho, kama kiumbe hai, kina uwezo wa homeostasis.
- Aina. Idadi kubwa ya wanyama, mimea, vijidudu na kuvu huishi duniani.
- Kuhakikisha mzunguko wa dutu. Ni kutokana na viumbe hai kwamba photosynthesis na mzunguko wa vitu hufanyika. Katika sifa za biosphere, michakato hii miwili huchukua sehemu moja kuu.
Mageuzi na historiamaendeleo ya ganda hai la Dunia
Ikiwa tunaangazia biosphere kutoka kwa mtazamo wa mageuzi, tunaweza kusema kwamba hili ndilo ganda pekee ambalo linaendelea kustawi na kuboreshwa. Yote ni juu ya maada hai, ndiyo inayoendelea kubadilika. Sehemu ya isokaboni ya shell hai haina uwezo wa kuendeleza. Ikiwa tunazungumzia kuhusu sifa za biosphere katika siku zijazo, basi kila kitu ni ngumu zaidi. Ganda linazidi kuyumba, na ni vigumu sana kutabiri maendeleo zaidi.
Atificial biosphere
Mtu hawezi kuwepo nje ya ganda lililo hai, ni vigumu sana kuzaliana yote ambayo inaweza kutupa. Tabia za biosphere ni za kipekee sana hivi kwamba ubinadamu bado hauwezi kuunda tena hali yake katika mazingira ya bandia. Hata hivyo, sayansi haijasimama na, pengine, katika siku zijazo, wanasayansi watapata mafanikio fulani katika mwelekeo huu.
