ჩვენ ყველანი ვართ ცოცხალი გარსის - ბიოსფეროს ნაწილი. ეს არის უნიკალური ეკოსისტემა არა მხოლოდ ჩვენი პლანეტის, არამედ მთლიანად გალაქტიკისთვის. რა თქმა უნდა, ბოლო კვლევებმა დაადასტურა, რომ ორგანული ნივთიერებები აღმოაჩინეს მარსზე და სხვადასხვა ასტეროიდებზე, მაგრამ სიცოცხლის ასეთი მრავალფეროვნება უნიკალურია დედამიწისთვის. თუ მზად ხართ ოდნავ გააფართოვოთ თქვენი ჰორიზონტი და გასცდეთ სასკოლო სასწავლო გეგმას, დროა უფრო დეტალურად ვისაუბროთ ბიოსფეროს მახასიათებლებზე, მის სტრუქტურასა და ძირითად ფუნქციებზე.
ბიოსფეროს კონცეფცია და მისი არსი
ბიოსფერო არის დედამიწის პირობითი გარსი, რომელიც დასახლებულია ცოცხალი ორგანიზმებით. რატომ პირობითი? ფაქტია, რომ პლანეტის სხვა ჭურვები (ხმელეთის, წყლის და ჰაერის) პლანეტას უწყვეტი ფენით აყალიბებს. ჯერ მოდის დედამიწა და ოკეანის ქერქი (ლითოსფერო), შემდეგ ჰიდროსფერო (ის აერთიანებს ყველა წყლის სხეულს), შემდეგ - ატმოსფერო.(ჰაერის კონვერტი შეუფერხებლად გადის გარე სივრცეში). ძნელი წარმოსადგენია ბიოსფერო, როგორც კონკრეტული ფენა, რადგან ცოცხალი ორგანიზმები თანაბრად არიან განაწილებული დედამიწის მთელ ზედაპირზე და შეუძლიათ იცხოვრონ სამივე ელემენტში.
ბიოსფეროს არსებითი მახასიათებლები უძველესი დროიდან მოდის, მაგრამ ის მაინც ჩვენი პლანეტის "ყველაზე ახალგაზრდა" ჭურვია. დედამიწაზე სიცოცხლე შედარებით ცოტა ხნის წინ, მხოლოდ 3,8 მილიარდი წლის წინ გაჩნდა, რაც პლანეტის ასაკთან შედარებით, უბრალო წვრილმანია. ბიოსფეროს ორი ცნება არსებობს:
- პირველი განსაზღვრავს გარსს, როგორც პლანეტაზე არსებული ორგანული ნივთიერებების მთლიანობას. სწორედ ის დაედო საფუძვლად ტერმინს, რომელიც დღემდე გამოიყენება.
- მეორე კონცეფცია შემოგვთავაზა V. I. ვერნადსკიმ, მას სჯეროდა, რომ ბიოსფერო არის ცოცხალი და უსულო ბუნების განუყოფელი ერთობა და ურთიერთქმედება, ამ განმარტებების ფართო გაგებით.
თუმცა, ბიოსფეროს ძირითადი მახასიათებლები განისაზღვრება ზუსტად მისი ორგანული კომპონენტით. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არის მისი ფუნდამენტური განსხვავება დედამიწის სხვა ჭურვისაგან.
მოძღვრება ბიოსფეროს შესახებ და ტერმინის წარმოშობა
ცოცხალი გარსის კონცეფცია შემოთავაზებული იქნა მე-19 საუკუნეში. ჟან-ბატისტ ლამარკმა ბიოსფეროს მოკლე აღწერა მისცა, მაშინ როდესაც ოფიციალური სახელი ჯერ კიდევ არ არსებობდა. 1875 წელს ავსტრიელმა პალეონტოლოგმა და გეოლოგმა ედუარდ სუესმა პირველად შემოიღო ტერმინი „ბიოსფერო“, რომელიც დღემდე გამოიყენება..
საბჭოთა ფილოსოფოსმა და ბიოგეოქიმიკოსმა ვ.ი. ვერნადსკიმ უდიდესი წვლილი შეიტანა დედამიწაზე მთელი ცხოვრების შესწავლაში, იგი ცნობილი გახდა ბიოსფეროს ჰოლისტიკური დოქტრინის შექმნის წყალობით. ATმის ნაშრომებში ცოცხალი ორგანიზმები მოქმედებენ როგორც ძლიერი ძალა, რომელიც განუწყვეტლივ მონაწილეობს პლანეტა დედამიწის ტრანსფორმაციაში.
ცოცხალი ორგანიზმების საზღვრები
ბიოსფეროს ზოგადი აღწერა იწყება იმ საზღვრების აღწერით, რომლებშიც შეუძლიათ ცოცხალ ორგანიზმებს ცხოვრება. ზოგიერთი მათგანი საკმაოდ გამძლეა და უძლებს ყველაზე კრიტიკულ პირობებსაც კი.
ბიოსფეროს საზღვრები:
- ზედა საზღვარი. მას განსაზღვრავს ატმოსფერო და კონკრეტულად დედამიწის ოზონის შრე, დაახლოებით 15-20 კილომეტრია. რაც უფრო ახლოს არის ეკვატორთან, მით უფრო ძლიერია პლანეტის დამცავი ეკრანი. ოზონის შრის ზემოთ სიცოცხლე უბრალოდ შეუძლებელია, რადგან ულტრაიისფერი გამოსხივება შეუთავსებელია ორგანიზმის უჯრედების სასიცოცხლო აქტივობასთან. გარდა ამისა, ჟანგბადის რაოდენობა მნიშვნელოვნად მცირდება სიმაღლესთან ერთად და ეს ასევე საზიანოა ცოცხალი არსებებისთვის.
- ქვედა ზღვარი. ლითოსფეროს მიერ განსაზღვრული მაქსიმალური სიღრმე არ აღემატება 3,5 - 7,5 კილომეტრს. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ტემპერატურის კრიტიკულ ზრდაზე, რომლის დროსაც ხდება ცილის სტრუქტურების დენატურაცია. თუმცა, ცოცხალი ორგანიზმების უმეტესობა კონცენტრირებულია მხოლოდ რამდენიმე მეტრის სიღრმეზე, ეს არის მცენარეების, სოკოების, მიკროორგანიზმების, მწერების და ცხოველების ფესვთა სისტემა, რომლებიც ცხოვრობენ ხვრელებში.
- საზღვრები ჰიდროსფეროში. ცოცხალი ორგანიზმები შეიძლება არსებობდნენ ოკეანის აბსოლუტურად ნებისმიერ ნაწილში: წყლის ზედაპირიდან (პლანქტონი, წყალმცენარეები) ღრმა ზღვის თხრილების ფსკერამდე. მაგალითად, მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ სიცოცხლე მარიანას თხრილშიც კი 11 კილომეტრის სიღრმეზე არსებობს.
ცოცხალი ჭურვის სტრუქტურა
ბიოსფეროს ძირითადი მახასიათებლები მოიცავსმისი სტრუქტურა. ვერნადსკიმ გამოყო რამდენიმე სახის ნივთიერება, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ გარსს. უფრო მეტიც, მათ შეიძლება ჰქონდეთ როგორც ორგანული, ასევე არაორგანული წარმოშობა:
- ცოცხალი ნივთიერება. ეს მოიცავს ყველაფერს, რასაც ფიჭური სტრუქტურა აქვს. თუმცა, ბიოსფეროს სტრუქტურაში ცოცხალი ნივთიერების მასა მცირეა და მთლიანი გარსის ფაქტიურად მემილიონედს შეადგენს. ბიოსფეროს ცოცხალი მატერიის მახასიათებელი ის არის, რომ ის ჩვენი პლანეტის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილია. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არის ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც მუდმივად ახდენენ გავლენას დედამიწის იერსახეზე, ცვლიან მისი ზედაპირის სტრუქტურას.
- ბიოგენური ნივთიერება. ეს არის სტრუქტურები, რომლებიც იქმნება და მუშავდება ცოცხალი ორგანიზმების მიერ. გასაკვირია, რომ მილიონობით წლის განმავლობაში ცოცხალმა არსებებმა თავიანთი ორგანოების სისტემებით გაიარეს თითქმის მთელი მსოფლიო ოკეანე, ატმოსფერული გაზების უზარმაზარი რაოდენობა და მინერალების დიდი მასა. ეს პროცესები წარმოქმნის ორგანული წარმოშობის მინერალებს, როგორიცაა ნავთობი, კარბონატული ქანები და ქვანახშირი.
- ინერტული ნივთიერება. ეს არის უსულო ბუნების პროდუქტები, რომლებიც წარმოიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების უშუალო მონაწილეობის გარეშე. ეს მოიცავს ქანებს, მინერალებს და ნიადაგის არაორგანულ ნაწილს.
- ბიოინერტული ნივთიერება. ჩვენ გვახსოვს, რომ ცოცხალი ორგანიზმები მუდმივად მოქმედებენ პლანეტაზე. შედეგად, წარმოიქმნება ნივთიერებები, რომლებიც წარმოადგენენ ინერტული სტრუქტურების დაშლისა და განადგურების პროდუქტებს. ამ ჯგუფში შედის ნიადაგი, ამინდიანი ქერქი და ორგანული წარმოშობის დანალექი ქანები.
- ასევე, ბიოსფეროს სტრუქტურა შეიძლება შეიცავდეს ნივთიერებებს, რომლებიც შეიცავსრადიოაქტიური დაშლის მდგომარეობა.
- ატომები ცალკე ჯგუფია, რომლებიც განუწყვეტლივ წარმოიქმნება იონიზაციის პროცესში კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ.
- ბოლო დროს ბიოსფეროს სტრუქტურაში შევიდა არამიწიერი (კოსმოსური) წარმოშობის ნივთიერებები.
ცოცხალი მატერია დედამიწის სხვა გარსებში
თუ დეტალურად ვისაუბრებთ ბიოსფეროს მახასიათებლებზე და შემადგენლობაზე, მაშინ არ შეიძლება განიხილოს ცოცხალი ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის თავისებურებები პლანეტის სხვა ჭურვებში:
აეროსფერო. ცოცხალი ორგანიზმები არ შეიძლება შეჩერდეს ატმოსფერულ ფენებში, მიკროსკოპული წყლის წვეთები ემსახურება აერობიონტების სიცოცხლის სუბსტრატს, ხოლო მზის აქტივობა და აეროზოლები მოქმედებენ როგორც ამოუწურავი ენერგიის წყარო. ატმოსფეროში მცხოვრები ორგანიზმები იყოფა სამ ჯგუფად. ტრობობიონტები - აქტიურობენ სივრცეში ხეების მწვერვალებიდან კუმულუს ღრუბლებამდე. ალტობიონტები არის ორგანიზმები, რომლებსაც შეუძლიათ ჰაერში გადარჩენა. პარაბიონტები - შემთხვევით ვარდებიან ატმოსფეროს უმაღლეს ფენებში. ამ სიმაღლეზე ისინი კარგავენ გამრავლების უნარს და მათი სასიცოცხლო ციკლი საგრძნობლად მცირდება
გეობიოსფერო. დედამიწის ქერქი გეობიონტების სუბსტრატსა და ჰაბიტატს ემსახურება. ეს ჭურვი ასევე მოიცავს რამდენიმე დონეს, რომელზედაც ცხოვრობს კონკრეტული ცხოვრების ფორმები. ტერაბიონტები არის ორგანიზმები, რომლებიც პირდაპირ მიწის ზედაპირზე ცხოვრობენ. თავის მხრივ, ტერაბიოსფერო იყოფა კიდევ რამდენიმე გარსად: ფიტოსფერო (ზონა ხეების მწვერვალებიდანდედამიწის ზედაპირი) და იპედოსფერო (ნიადაგის ფენა და ამინდის ქერქი). ეოლიური ზონა - მაღალმთიანი ადგილები, რომლებშიც სიცოცხლე შეუძლებელია უმაღლესი მცენარეებისთვისაც კი. ეოლობიონტები ამ ზონის ტიპიური წარმომადგენლები არიან. ლითობიოსფერო - დედამიწის ქერქის ღრმა ფენები. ეს ზონა იყოფა ჰიპოტერაბიოსფეროში (ადგილი, სადაც აერობული (ჟანგბადის საჭირო) სიცოცხლის ფორმები შეიძლება იცხოვრონ) და ტელურობიოსფერო (აქ გადარჩენა შეუძლიათ მხოლოდ ანაერობულ (ჟანგბადის გარეშე) ორგანიზმებს). გარდა ამისა, ლითობიონტები გვხვდება ლითობიოსფეროში, რომლებიც ცხოვრობენ მიწისქვეშა წყლებში და კლდეების ფორებში
ჰიდრობიოსფერო. ეს ტერიტორია მოიცავს ჩვენი პლანეტის ყველა წყლის ობიექტს (გარდა მიწისქვეშა წყლებისა და ატმოსფერული ტენიანობისა), მყინვარების ჩათვლით. ზღვებისა და ოკეანეების ბინადრებს ჰიდრობიონტებს უწოდებენ, რომლებიც თავის მხრივ იყოფა: აკვაბიონტებად - კონტინენტური წყლების მკვიდრნი. მარინობიონტები ზღვებისა და ოკეანეების ცოცხალი ორგანიზმებია. წყლის სვეტში განასხვავებენ სიცოცხლის სამ დონეს, რაც დამოკიდებულია მზის შუქის ოდენობაზე, რომელიც აღწევს შიგნით: ფოტოსფერო არის ყველაზე განათებული ზონა. დისფოტოსფერო ყოველთვის არის ოკეანის ბინდის რეგიონი (ინსოლაციის არაუმეტეს 1%). აფოსფერო - აბსოლუტური სიბნელის ზონა
ტუნდრადან ტროპიკულ ტყეებამდე. პლანეტების ბიომების კლასიფიკაცია
ბიოსფეროს მახასიათებლები განუყოფლად არის დაკავშირებული ბიომის კონცეფციასთან. ეს ტერმინი ეხება დიდ ბიოლოგიურ სისტემებს, რომლებსაც აქვთ მცენარეულობის გარკვეული გაბატონებული ტიპი ან ლანდშაფტის სპეციფიკური მახასიათებლები. სულ ცხრაა. ქვემოთ მოცემულია ძირითადის მოკლე აღწერაბიომების ბიოსფერო:
- ტუნდრა. უკიდეგანო უფერო სივრცე, რომელიც იკავებს ევრაზიისა და ჩრდილოეთ ამერიკის ჩრდილოეთ ნაწილებს. ამ ზონის მცენარეულობა არ არის მდიდარი, ძირითადად ლიქენები, სეზონური ბალახები და ხავსები. ფაუნა უფრო მრავალფეროვანია, განსაკუთრებით წლის თბილ თვეებში, როდესაც იწყება მრავალი სახეობის ფრინველისა და ცხოველის მიგრაციის სეზონი.
- ტაიგა. ამ ტერიტორიაზე მცენარეულობის ძირითადი სახეობა წიწვოვანი ტყეებია. ბიომი იკავებს მთელი მიწის ფართობის დაახლოებით 11%-ს. მიუხედავად მკაცრი ამინდის პირობებისა, ტაიგას აქვს ძალიან მრავალფეროვანი ფლორა და ფაუნა.
- გადაწყვეტილი ტყეები. მდებარეობს ზომიერ ზონაში. კლიმატის სეზონურობამ და საკმარისი რაოდენობის ტენიანობამ საშუალება მისცა ამ ბიომში გარკვეული ტიპის მცენარეულობის განვითარება. ეს ძირითადად ფართოფოთლიანი ხეებია. გარდა ამისა, ამ ტყეებში ცხოვრობს მრავალი ძუძუმწოვარი, ფრინველი და სოკო, რომ აღარაფერი ვთქვათ მწერებზე და მიკროორგანიზმებზე.
- სტეპები. ეს ბიომი წარმოდგენილია აზიური სტეპებით და ჩრდილოეთ ამერიკის კლასიკური პრერიებით. ყველაზე ხშირად, ეს არის უფერო ღია სივრცეები, რადგან ტენიანობის მნიშვნელოვანი დეფიციტი მოქმედებს. მაგრამ ცხოველთა სამყარო მაინც მრავალფეროვანია.
- ხმელთაშუა ზღვის ზონა. ამავე სახელწოდების ზღვის მიმდებარე ტერიტორია ხასიათდება ცხელი და საკმაოდ მშრალი ზაფხულით და ძალიან კომფორტული გრილი ზამთრით. ტიპიური მცენარეულობა წარმოდგენილია ფოთლოვანი ტყეებით, ეკლიანი ბუჩქებითა და ბალახებით.
- უდაბნოები. სამწუხაროდ, მიწის 30%-ზე მეტი უკავია ტერიტორიებს, რომლებიც სულაც არ არის ხელსაყრელი ცოცხალი ორგანიზმების საცხოვრებლად. გასწვრივ გვხვდება უდაბნო ზონებიმთელს აფრიკასა და ავსტრალიაში, სამხრეთ ამერიკაში, ასევე სამხრეთ, სამხრეთ-დასავლეთ და ევრაზიის ცენტრში. ამ რეგიონების ფლორა და ფაუნა საკმაოდ მწირია.
- სავანები. ეს ბიომი არის ღია სივრცე, რომელიც მთლიანად დაფარულია ბალახით და ცალკეული ხეებით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს საკმაოდ ღარიბი ნიადაგებია, ამ ზონის ფაუნა თვალშისაცემია თავისი მრავალფეროვნებით. სავანები დამახასიათებელია აფრიკისთვის, სამხრეთ ამერიკისა და ავსტრალიისთვის.
- ბეწვიანი (ტროპიკული) ტყეები. ეს ზონა გამოირჩევა ეკლიანი ბუჩქების უცნაური ფორმებით და მრავალსაუკუნოვანი ხეებით – ბაობაბებით. ნალექის არათანაბარი განაწილების გამო ამ ბიომის მცენარეულობა საკმაოდ მწირია. ტროპიკული ტყეები გვხვდება სამხრეთ-დასავლეთ აზიასა და აფრიკაში.
ტროპიკული ტყეები. ეს არის ჩვენი პლანეტის ყველაზე სველი ადგილი. ამ ბიომის მცენარეულობა გასაოცარია თავისი მასშტაბებითა და მრავალფეროვნებით. ფართო ფოთლოვანი წვიმის ტყეები განლაგებულია დიდი მდინარეების აუზებში, როგორიცაა ამაზონი, ორინოკო, ნიგერი, ზამბეზი, კონგო. ისინი ასევე მოიცავს სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიის ნახევარკუნძულებსა და არქიპელაგებს
ცოცხალი გარსის ძირითადი ფუნქციები ბუნებაში
დროა განვიხილოთ ბიოსფეროს ძირითადი ფუნქციები და მათი მახასიათებლები:
- ენერგია. ამ ფუნქციას ახორციელებენ მცენარეები, რომლებიც მონაწილეობენ ფოტოსინთეზის პროცესში. მზის ენერგიის დაგროვებით ისინი ან ანაწილებენ მას ცოცხალი გარსის სხვა კომპონენტებს შორის, ან აგროვებენ მკვდარ ორგანულ ნაწილაკებში. ასე ჩნდება წვადი მინერალები (ქვანახშირი, ტორფი, ზეთი).
- გაზი. ცოცხალი ორგანიზმები ჩართულნი არიან გაზის მიმდინარე გაცვლაში.
- კონცენტრაცია. სიცოცხლის ზოგიერთ ფორმას აქვს გარე გარემოდან ბიოგენური ელემენტების შერჩევით დაგროვების უნარი. შემდგომში ისინი შეიძლება გახდეს ამ ნივთიერებების წყარო.
- დესტრუქციული. ცოცხალი ორგანიზმები მუდმივად ახდენენ გავლენას გარემოზე, იშლება და ამუშავებენ მის ზედაპირს. ასე წარმოიქმნება ინერტული და ბიოინერტული მატერია.
- გარემოს ფორმირება. ბიოსფერო ინარჩუნებს ხელსაყრელ და არახელსაყრელ გარემო პირობების ბალანსს, რაც აუცილებელია ორგანიზმების სრული სიცოცხლისთვის.
ბიოსფეროს თვისებები
ვინაიდან ცოცხალი გარსი ძალიან რთული სისტემაა, ბიოსფეროს მახასიათებლებს არ შეუძლიათ ძირითადი თვისებების გარეშე, რომლებიც განსაზღვრავენ მის სპეციფიკას:
- ცენტრალიზაცია. ცოცხალ გარსში ყველა პროცესი კონცენტრირებულია ცოცხალი ორგანიზმების ირგვლივ, ისინი ცენტრალურ ადგილს იკავებენ ბიოსფეროს დოქტრინაში.
- გახსნილობა. ბიოსფერო შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ გარედან მომდინარე ენერგიის გამო, ამ შემთხვევაში ეს არის მზის აქტივობა.
- თვითმორგება. ბიოსფერო არის „ჰოლისტური ორგანიზმი“, რომელსაც, ისევე როგორც ცოცხალ არსებას, აქვს ჰომეოსტაზის უნარი.
- მრავალფეროვნება. დედამიწაზე უამრავი ცხოველი, მცენარე, მიკროორგანიზმი და სოკო ცხოვრობს.
- ნივთიერებების მიმოქცევის უზრუნველყოფა. ცოცხალი ორგანიზმების წყალობით ხდება ფოტოსინთეზი და ნივთიერებების მიმოქცევა. ბიოსფეროს მახასიათებლებში ეს ორი პროცესი ერთ-ერთ მთავარ ადგილს იკავებს.
ევოლუცია და ისტორიადედამიწის ცოცხალი გარსის განვითარება
თუ ბიოსფეროს დავახასიათებთ ევოლუციის თვალსაზრისით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეს არის ერთადერთი გარსი, რომელიც განუწყვეტლივ ვითარდება და იხვეწება. ეს ყველაფერი ცოცხალ მატერიაზეა, სწორედ ის მუდმივად ვითარდება. ცოცხალი გარსის არაორგანულ ნაწილს არ გააჩნია განვითარების უნარი. თუ მომავალში ვისაუბრებთ ბიოსფეროს მახასიათებლებზე, მაშინ ყველაფერი ცოტა უფრო რთულია. ჭურვი სულ უფრო და უფრო არასტაბილური ხდება და შემდგომი მოვლენების პროგნოზირება ძალიან რთულია.
ხელოვნური ბიოსფერო
ადამიანი ვერ იარსებებს ცოცხალი გარსის მიღმა, ძალიან რთულია ყველაფრის რეპროდუცირება, რაც მას შეუძლია მოგვცეს. ბიოსფეროს მახასიათებლები იმდენად უნიკალურია, რომ კაცობრიობას ჯერ კიდევ არ შეუძლია სრულად აღადგინოს თავისი პირობები ხელოვნურ გარემოში. თუმცა მეცნიერება არ დგას და, შესაძლოა, მომავალში მეცნიერებმა ამ მიმართულებით გარკვეულ წარმატებებს მიაღწიონ.
