К биогенным веществам биосферы относят: Биогенное вещество

Несмотря на несовершенную систему классификации, организмы считаются принадлежащими к нескольким царствам. Три из них представляют собой организмы, способные существовать как отдельные клетки, но часто встречающиеся в колониях недифференцированных клеток, слипшихся вместе: (1) архебактерии без определенных клеточных ядер, которые не нуждаются в кислороде или свете и часто существуют в экстремальных условиях, таких как горячие источники; (2) эубактерии без определенных клеточных ядер, включая гетеротрофов, которые метаболизируют органический материал, цианобактерий, которые получают энергию посредством фотосинтеза, и членов, которые получают свою энергию, опосредуя реакции неорганического вещества; и (3) протисты, состоящие из одноклеточных организмов, которые имеют определенные клеточные ядра, окруженные ядерной мембраной, и часто имеют признаки, подобные животным, такие как подвижные волосовидные жгутики, которые позволяют организмам перемещаться в воде.

Для описания организмов и их места в экосистемах используется несколько терминов. Популяция организмов состоит из группы одного и того же вида. Группы, сосуществующие в одном и том же месте, составляют сообщество . Взаимодействующие сообщества и их физическая среда составляют

Схема основных особенностей биосферы показана на рисунке 8.6. По большей части биосфера закреплена за доминирующими видами растений, которые являются основными производителями биомассы. Доминирующие виды растений могут также изменять физическую среду таким образом, чтобы способствовать существованию других видов. Большие деревья, преобладающие в дождевом лесу, очевидно, формируют среду, к которой приспосабливаются другие организмы, например, предоставляя безопасные места для гнездования птиц. Тень от деревьев создает микроклимат и укрытие на уровне земли, в котором могут процветать определенные виды организмов. Лишайник, синергетическая комбинация грибов и фотосинтезирующих водорослей, которые растут на поверхности скал, выветривают скалы, чтобы в конечном итоге образовать почву, в которой могут расти другие растения.

Биосфера претерпела огромные эволюционные и связанные с климатом изменения за миллионы лет. Гораздо более быстрые, а иногда и драматические изменения были вызваны влиянием человека. Возможно, самое заметное из них произошло после того, как Колумб открыл Америку в 1492 году. Разделенные обширными океанами биосферы Восточного и Западного полушарий развивались в значительной степени независимо друг от друга. По мере того, как люди вводили организмы из одного полушария в другое, часто происходило впечатляющее явление, называемое экологическим высвобождением, поскольку популяции некоторых видов резко увеличивались, когда они были завезены в регионы, свободные от их естественных хищников. Штат Мятлик в Кентукки получил свое название от обильного роста этой травы, завезенной из Европы; клевер из Европы также быстро рос в Новом Свете. Недавно завезенные персиковые деревья так хорошо росли в Каролине и Джорджии, что высказывались опасения по поводу потенциального развития «дикой персиковой рощи».

Биосфера во многом определяет окружающую среду Земли. Кислород атмосферы вырабатывался фотосинтезирующими бактериями эоны назад. Сообщества лишайников синергетически растущих водорослей и грибов воздействуют на геосферическую породу, образующую почву, которая поддерживает жизнь растений. Антросфера менее индустриальных обществ была в значительной степени продуктом биосферы, в которой существовали люди. Огромные стада бизонов давали пищу, одежду и материал для жилищ вигвамов коренных американцев на равнинах Северной Америки. Доступность и виды древесины во многом определили характер жилищ, построенных во многих обществах. Более 2000 лет назад одомашненные животные, запряженные в телеги, повозки и плуги, обеспечивали людям мобильность и источник энергии, используемый для обработки почвы. Многие общества, в том числе фермеры-амиши в США, до сих пор используют лошадей, ослов, мулов, волов и водяных буйволов для обработки земли и перевозки товаров.

В достижении устойчивости людям есть чему поучиться у организмов биосферы, которые за миллионы лет выработали необходимые инструменты выживания. Важным аспектом является способность процветать и быть продуктивным в мягких, безопасных условиях, в которых могут существовать организмы, условия, которые наиболее желательны для зеленого химического синтеза и других устойчивых видов деятельности. Даже условия, в которых процветают некоторые термофильные бактерии в термальных источниках Йеллоустонского национального парка, являются мягкими по сравнению с условиями гораздо более высокой температуры и высокого давления, необходимыми для многих химических синтезов. Непереносимость живых организмов к токсичным веществам дает ценные уроки относительно того, каких веществ следует избегать в практике зеленой химии.

Важные уроки в развитии устойчивых систем промышленной экологии (глава 13) дает биосфера. За сотни миллионов лет эволюции организмы в биосфере должны были создать устойчивые экосистемы для собственного выживания, полностью перерабатывая материалы и улучшая окружающую среду. Напротив, люди вели себя неустойчиво по отношению к своему собственному существованию, эксплуатируя невозобновляемые ресурсы и загрязняя окружающую среду, от которой зависит их собственное выживание. Сложные, устойчивые экосистемы, в которых организмы живут устойчиво во взаимоотношениях друг с другом и окружающей их средой, служат моделями антропогенных систем. Извлекая уроки из биосферы и ее устоявшихся экосистем, люди могут создавать гораздо более устойчивые системы промышленности и торговли.

Важнейшим аспектом, в котором биосфера является ключом к достижению устойчивости, является ее способность осуществлять фотосинтез и синтез специализированных материалов. Используя углекислый газ из атмосферы и энергию солнца, организмы производят биогенные материалы гораздо более экологичным, безопасным и устойчивым способом, чем материалы, производимые в антропосфере. Кроме того, организмы особенно хорошо приспособлены для производства различных сложных и специализированных материалов, которые очень трудно или невозможно получить чисто химическими средствами.

Эта страница под названием 8.5: Биосфера распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0, автором, ремиксом и/или куратором этой страницы является Стэнли Э. Манахан.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Автор

   Стэнли Манахан

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   1. биосфера

Биосфера | Определение, ресурсы, циклы, примеры и факты

Экологические сферы Земли

Смотреть все СМИ

Похожие темы:

Население биогеографический регион биоразнообразие трофическая пирамида микробиом

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое биосфера?

Биосфера представляет собой тонкий поддерживающий жизнь слой поверхности Земли, простирающийся от нескольких километров вглубь атмосферы до глубоководных жерл океана. Он состоит из живых организмов и неживых факторов, из которых организмы получают энергию и питательные вещества.

Какова роль биосферы?

Биосфера поддерживает всю жизнь на Земле, от 3 до 30 миллионов видов растений, животных, грибов, одноклеточных прокариот, таких как бактерии, и одноклеточных эукариот, таких как простейшие.

Что такое абиотические и биотические компоненты биосферы?

Два компонента биосферы называются абиотическим и биотическим. Абиотическая или неживая часть каждой экосистемы включает поток энергии, питательных веществ, воды и газов, а также концентрации органических и неорганических веществ в окружающей среде. Второй компонент — это биотическая часть, или часть живых организмов, в которую входят производители, консументы и редуценты.

Какие основные циклы происходят в биосфере?

Основными циклами, происходящими в биосфере, являются круговорот углерода, круговорот азота, круговорот серы, круговорот фосфора и гидрологический (водный) цикл.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

биосфера , относительно тонкий поддерживающий жизнь слой поверхности Земли, простирающийся от нескольких километров вглубь атмосферы до глубоководных жерл океана. Биосфера представляет собой глобальную экосистему, состоящую из живых организмов (биоты) и абиотических (неживых) факторов, из которых они получают энергию и питательные вещества.

До появления жизни Земля была унылым местом, каменистым шаром с мелководными морями и тонкой полосой газов, в основном углекислого газа, монооксида углерода, молекулярного азота, сероводорода и водяного пара. Это была враждебная и бесплодная планета. Это строго неорганическое состояние Земли называется геосферой; она состоит из литосферы (горная порода и почва), гидросферы (вода) и атмосферы (воздух). Энергия Солнца безжалостно бомбардировала поверхность первобытной Земли, и со временем — миллионы лет — химические и физические действия привели к появлению первых признаков жизни: бесформенных желеобразных сгустков, которые могли собирать энергию из окружающей среды и производить больше себе подобных. . Это зарождение жизни в тонком внешнем слое геосферы создало так называемую биосферу, «зону жизни», отводящую энергию оболочку, которая использует материю Земли для создания живого вещества.

Биосфера представляет собой систему, характеризующуюся непрерывным круговоротом вещества и сопровождающим его потоком солнечной энергии, в котором некоторые крупные молекулы и клетки самовоспроизводятся. Вода является основным предрасполагающим фактором, поскольку от нее зависит вся жизнь. Элементы углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера в сочетании с белками, липидами, углеводами и нуклеиновыми кислотами обеспечивают строительные блоки, топливо и направление для создания жизни. Поток энергии необходим для поддержания структуры организмов путем образования и расщепления фосфатных связей. Организмы являются клеточными по своей природе и всегда содержат какую-то закрывающую мембранную структуру, и все они имеют нуклеиновые кислоты, которые хранят и передают генетическую информацию.

Вся жизнь на Земле в конечном счете зависит от зеленых растений, а также от воды. Растения используют солнечный свет в процессе, называемом фотосинтезом, для производства пищи, которой питаются животные, и для производства в качестве побочного продукта кислорода, необходимого большинству животных для дыхания. Сначала океаны и суша кишели большим количеством нескольких видов простых одноклеточных организмов, но постепенно эволюционировали все более сложные растения и животные. Взаимоотношения развивались таким образом, что определенные растения росли в ассоциации с некоторыми другими растениями, а животные, связанные с растениями и друг с другом, образовывали сообщества организмов, включая сообщества лесов, лугов, пустынь, дюн, болот, рек и озер. Живые сообщества и их неживая среда неразрывно взаимосвязаны и постоянно взаимодействуют друг с другом. Для удобства любой сегмент ландшафта, включающий биотические и абиотические компоненты, называется экосистемой. Озеро является экосистемой, когда оно рассматривается в совокупности не только как вода, но и как питательные вещества, климат и вся жизнь, содержащаяся в нем. Данный лес, луг или река также являются экосистемой. Одна экосистема переходит в другую вдоль зон, называемых экотонами, где встречается смесь видов растений и животных из двух экосистем. Лес, рассматриваемый как экосистема, представляет собой не просто древостой, а совокупность почвы, воздуха и воды, климата и минералов, бактерий, вирусов, грибов, трав, трав и деревьев, насекомых, рептилий, амфибий. , птиц и млекопитающих.

Другими словами, абиотическая, или неживая, часть каждой экосистемы в биосфере включает потоки энергии, питательных веществ, воды и газов, а также концентрации органических и неорганических веществ в окружающей среде. Биотическая, или живая, часть включает три основные категории организмов в зависимости от их способов получения энергии: первичные производители, в основном зеленые растения; потребители, к которым относятся все животные; и редуценты, к которым относятся микроорганизмы, расщепляющие остатки растений и животных на более простые компоненты для повторного использования в биосфере. Водные экосистемы включают морскую среду и пресноводную среду на суше. Наземные экосистемы основаны на основных типах растительности, таких как леса, пастбища, пустыни и тундра. С каждой такой растительной провинцией связаны определенные виды животных.

Экосистемы могут быть далее подразделены на более мелкие биотические единицы, называемые сообществами. Примеры сообществ включают организмы в зарослях сосен, на коралловом рифе и в пещере, долине, озере или ручье. Основное внимание в сообществе уделяется живому компоненту, организмам; исключаются абиотические факторы внешней среды.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Сообщество представляет собой совокупность популяций видов. В сосновом насаждении может быть много видов насекомых, птиц, млекопитающих, каждый из которых является отдельной единицей размножения, но каждый зависит от других в своем дальнейшем существовании. Кроме того, вид состоит из индивидуумов, отдельных функциональных единиц, идентифицируемых как организмы. За пределами этого уровня единицами биосферы являются единицы организма: системы органов, состоящие из органов, органов из тканей, тканей из клеток, клеток из молекул и молекул из атомарных элементов и энергии. Таким образом, прогрессия, идущая вверх от атомов и энергии, идет к меньшему количеству единиц, более крупных и сложных по структуре на каждом последующем уровне.

Эта статья посвящена составу биосферы и исследует отношения между ее основными компонентами, включая человека. Рассматриваются характеристики и динамика биологических популяций и сообществ, а также взаимодействия, составляющие первичные стабилизирующие связи между составляющими организмами. Должное внимание также уделяется моделям распределения этих биотических единиц и процессам, которые привели к таким моделям. Подробно рассматриваются основные водные и наземные экосистемы Земли. Другие моменты включают в себя преобразования энергии и переносы внутри биосферы и циклический поток материалов, необходимых для жизни. За разработку, методологию и приложения изучения взаимоотношений организмов с окружающей средой и друг с другом см. экология. Дальнейшая обработка различных водных и наземных сред осуществляется в океане, озере, реке, континентальной форме рельефа, Арктике и Антарктиде.