Question

Перечислите факторы, которые являются ограничивающими для нижних пределов биосферы. Рассмотрите их с точки зрения физики, химии и биологии. ​

Answer 1

Ответ:

Ограничивающим фактором нижних пределов биосферы является температура: там, где она выше +50 °C и ниже -60 °C, в окружающей среде могут жить только споры, бактерии или сине-зелёные водоросли.

Биосфера и ее границы. Биомасса суши и океана

Сложность статьи

Подготовиться к ЕГЭ

Биосфера (от др.-греч. «биос» — жизнь и «сфайра» — сфера, шар) — оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; можно сказать, что биосфера — это глобальная экосистема Земли.

Биосфера — открытая система, в нее поступает из космоса энергия солнечного света, за счет которой существует большинство экосистем Земли.

История термина «биосфера»

Ж. Б. Ламарк в 1802 году назвал биосферой совокупность всех живых организмов Земли.

Э. Зюсс в 1875 году ввел термин «биосфера» — тонкая пленка земной поверхности, населенная жизнью.

В. И. Вернадский в 1919 создал учение о биосфере, в нем:

«Биосфера — «область жизни», включающая живые организмы и среду их обитания; особая оболочка Земли, в пределах которой проявляется геологическая деятельность живого населения планеты».

Ноосфера (по Вернадскому) — сфера человеческого разума.

Границы биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15 — 20 км.

Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5 — 7,5 км.

Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Нижняя граница в гидросфере: 10 — 11 км (Марианская впадина).

Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.

Ту часть биосферы, в которой в настоящее время постоянно встречаются живые организмы, называют эубиосферой, ее границы несколько уже.

Таким образом, биосфера включает в себя часть атмосферы, гидросферы и литосферы.

биомасса биосферы

Общая сухая биомасса биосферы оценивается в 2,5 x тонн. Большая часть этой биомассы приходится на наземные экосистемы, биомасса океана составляет лишь около 0,003 x тонн. Основную часть биомассы суши составляют наземные растения, их биомасса примерно в 500–1000 раз больше, чем биомасса животных. Из всех видов диких животных, по-видимому, наибольшей биомассой обладает морской рачок Euphausia suberba (150 млн. тонн), но общая биомасса одомашненного человеком крупного рогатого скота (Bos taurus) еще больше — 520 млн. тонн, как и самих людей — 350 млн тонн. Большой биомассой обладают муравьи (3 млрд тонн) и морские рыбы (800 — 2000 млн. тонн), но это группы животных, включающие множество видов. Общая биомасса наземных растений — 560 млрд. тонн, морского фитопланктона и растений — 5 — 10 млрд. тонн, наземных животных — 5 млрд. тонн.

Наибольшая концентрация биомассы на границах сред:

граница литосферы и атмосферы;

граница гидросферы и атмосферы (планктонные организмы);

граница литосферы и гидросферы (бентосные организмы).

Первичная биомасса образуется автотрофами (обычно растениями) в процессе фотосинтеза с использованием солнечной энергии. Поэтому минимальная биомасса наблюдается в пустынях и во льдах, что связано в первую очередь с минимальным количеством растений в качестве источника прироста биомассы.

Структура биосферы

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4 — 3,6 x тонн (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (около 3 x тонн), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Однако именно эта часть биосферы является наиболее важной, т. к. активно участвует в биогеохимических циклах и преобразует неживое вещество Земли.

Биогенное вещество — осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки (известняки, ракушечные породы, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и др.).

Косное вещество — вещество, образующееся без участия живых организмов.

Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д.

Радиоактивные вещества и продукты их распада, а также атомы, непрерывно образующиеся из земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения (метеориты).

Основные черты биосферы:

живые организмы;

биотический круговорот веществ.

Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп организмов:

продуцентов (зеленых растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных к хемосинтезу) — они создают первичное органическое вещество;

консументов (растительноядные и хищные животные) — они потребляют органическое вещество;

редуцентов (бактерии, грибы и простейшие животные) — они разлагают мертвое органическое вещество до минерального.

механизмы устойчивости биосферы

Биосфера представляет собой открытую биосистему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой.

Answer 2

Нижние пределы биосферы, то есть области, где жизнь может существовать, ограничиваются различными факторами, включая физические, химические и биологические аспекты. Вот некоторые из них:

Факторы физики:

1. Температура: Экстремально низкие температуры могут быть ограничивающими для жизни, так как они могут замедлять химические реакции и замораживать жидкости, необходимые для биологических процессов.

2. Давление: Высокое давление в глубоких океанских ямах или на больших глубинах в земной коре может ограничивать возможность существования жизни из-за его воздействия на структуру биологических молекул.

Факторы химии:

1. Доступ к химическим элементам: Жизнь зависит от доступа к определенным химическим элементам, таким как углерод, водород, кислород, азот, фосфор и другие. Ограничения в их наличии или доступности могут быть ограничивающими для жизни.

2. Химические реакции: Химические реакции внутри организмов необходимы для поддержания жизни. Экстремальные условия, такие как кислотные или алкалинные среды, могут препятствовать нормальным биохимическим процессам.

Факторы биологии:

1. Конкуренция: В нижних пределах биосферы жизнь может существовать, но конкуренция за ресурсы, такие как пища и пространство, может быть очень интенсивной.

2. Эволюционная адаптация: Живые организмы должны быть способными адаптироваться к экстремальным условиям, чтобы выживать и размножаться в нижних пределах биосферы.

3. Взаимодействие с окружающей средой: В нижних пределах биосферы организмы могут влиять на окружающую среду и изменять ее, что также может оказывать влияние на жизнь в этой области.

Все эти факторы могут взаимодействовать и создавать сложные условия для существования жизни в нижних пределах биосферы. Живые организмы, находящиеся в таких условиях, часто развивают адаптации и стратегии выживания, чтобы преодолеть эти ограничения.