Биосфера, как экосистема

1. Биосфера как экосистема

Лекция 1
(презентация)
Биосфера как экосистема
1. Понятие о биосфере, структура и границы
2. Основные этапы эволюции биосферы, биотические и абиотические факторы
3. Понятие экосистемы, её устойчивость
4. Живое вещество в биосфере
4.1.​ Свойства живого вещества
4.2.​ Функции живого вещества
5.Основные свойства биосферы, большой и малый круговороты веществ

2.

• По новейшим
данным, масса
Земли составляет
6*1021 т, объем –
1,083*1012 км3,
площадь
поверхности –
510,2 млн км2.

3.

1. Понятие о биосфере, структура и
границы

4.

5.

6.

За верхнюю границу биосферы в зависимости от
географической широты ориентировочно принимают высоту 10-16
(по другим источникам 20-25) км, однако в последнее время
учеными обнаружена жизнь бактерий и на высоте до 80-85 км.
Нижней границей биосферы являются самые глубокие
океанические впадины (более 11 км ниже уровня моря). То есть,
протяженность биосферы по вертикали достигает 25-30 км.

7.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы
(до 16 км), гидросферу и верхнюю часть
литосферы (на глубину около 11 км).
Ее состав, структура и энергетика обусловлены
прошлой или современной деятельностью
живых организмов.
Биосфера сформировалась на нашей планете
около 4 млрд. лет назад.

8.

Важнейшие компоненты биосферы:
живое вещество (растения, животные,
микроорганизмы);
биогенное вещество - органические и
органоминеральные вещества, созданные на
протяжении геологической истории (нефть, торф,
уголь);
биокосное вещество – продукт совместной
деятельности живой и неживой природы (почва, и др.).
косное (неживое) вещество - атмосфера, горные
породы неорганического происхождения;

9.

- радиоактивное
- вещество космического
происхождения –
метеориты, космическая пыль
вещество (элементы
и изотопы уранового,
ториевого
и
актиноуранового
ряда)
- рассеянные атомы земного происхождения
и космических излучений

10.

1.2. Основные этапы эволюции биосферы,
биотические и абиотические факторы

11.

12.

В развитии Земли выделяют три этапа
Добиологический
Биологический
Антропогенный

13.

Основные этапы эволюции биосферы как глобальной среды жизни
на Земле следует рассматривать с точки зрения формирования
основных сред жизни. Отсюда можно выделить пять исторических
этапов эволюции биосферы:
I - возникновение и развитие жизни в воде;
II - появление у гидробионтов симбионтов;
III - заселение организмами суши и формирование новых сред жизни:
наземно-воздушной и почвенной;
IV - появление человека и превращение его из обычного
биологического вида в биосоциальное существо;
V - переход биосферы под влиянием разумной деятельности человека
в новое качественное состояние - в ноосферу.

14.

1. Добиологический – от возникновения Земли до появления на ней жизни. На этом этапе
формирование поверхности планеты происходит под действием абиотических факторов.
2. Биологический, на который приходится три этапа эволюции биосферы:
I – возникновение и развитие жизни в воде;
II – появление у гидробионтов симбионтов (паразиты, мутуалисты и др.), т.е. формирование новой
среды жизни - организмов-хозяев;
III – заселение организмами суши и формирование новых сред жизни: почвы и наземно-воздушной
среды;
1. Антропогенный, на котором можно выделить ещё два этапа эволюции биосферы:
IV – появление человека и превращение его из обычного биологического вида в биосоциальное
существо;
V – переход биосферы под влиянием разумной деятельности человека в новое качественное состояние
– в ноосферу.
На втором и третьем этапах формирование поверхности планеты происходит под действием
абиотических и биотических факторов.

15.

1.3. Понятие экосистемы, её устойчивость

16.

Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма — биологическая
система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых
организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп),
системы связей, осуществляющей обмен веществом и
энергией между ними.
Экосистема –
это совокупность сообществ, взаимодействующих с химическими и физическими факторами,
создающими неживую окружающую среду.
Сообщество –
комплекс взаимосвязанных популяций разных видов, обитающих на определенной территории с более
или менее однородными условиями существования.
Популяция –
это группа организмов одного вида, проживающих в определенном районе (местообитании).
Вид –
это совокупность особей, представители которых фактически или потенциально скрещиваются друг с
другом в естественных условиях.

17.

продуценты
куонсументы
редуценты

18.

19.

Нарушение саморегуляции (примеры)

20.

Нарушение саморегуляции (примеры)

21.

22.

4. Живое вещество в биосфере
4.1. Свойства живого вещества
4.2. Функции живого вещества

23.

Свойства живого вещества
1. Огромная свободная энергия. Энергия живого вещества биосферы, увеличилась во много
раз и продолжает расти, ибо живое вещество перерабатывает энергию солнечных излучений,
атомную энергию радиоактивного распада и космическую энергию рассеянных элементов,
приходящих из нашей Галактики.
2. Высокая скорость протекания химических реакций по сравнению с веществом неживым,
где похожие процессы идут в тысячи и миллионы раз медленнее.
3. Слагающие его химические соединения, устойчивы только в живых организмах. После
завершения процесса жизнедеятельности исходные живые органические вещества разлагаются
до химических составных частей.
4. Существует в форме непрерывного чередования поколений, благодаря чему вновь
образовавшееся генетически связано с живым веществом прошлых эпох.
5. Наличие эволюционного процесса. Генетическая информация любого организма
зашифрована в каждой его клетке. При этом клеткам изначально предначертано быть самими
собой, за исключением яйцеклетки, из которой развивается целый организм.

24.

Основные функций живого вещества на нашей планете.
Энергетическая функция

25.

Газовая функция
Схема круговорота углекислого газа в природе
Схема круговорота кислорода в природе

26.

Концентрационная функция
1)
концентрационные функции I рода-живым
веществом из окружающей среды концентрируются те
химические элементы, которые содержатся во всех
без исключениях организмах (Н, С, N, О, Na, Mg, Al,
Si, P, S, CI, K, Ca, Fe);
2)
концентрационные функции II роданаблюдается накопление химических элементов,
которые в живых организмах не встречаются или
могут встречаться в очень малых количествах.
Например, голотурии способны накапливать ванадий.
Дождевые черви могут накапливать цинк, медь,
свинец и кадмий в своих тканях. Водоросли рода
ламинария накапливают в себе йод.

27.

Деструкционная функция

28.

Окислительно-восстановительная функция

29.

Информационная функция
Хромосомы
Эмбрион
ДНК

30.

5.Основные свойства биосферы,
большой и малый круговороты веществ

31.

Выделяют шесть основных свойств биосферы:
1. Множественность. Существует громадное количество экосистем микро-, мезо- и макроуровня,
которые образуют современную биосферу.
2. Гомеостаз. Способность биосферы сохранять равновесие за счет саморегуляции и
самовозобновления свои свойства при внешних и внутренних воздействиях.
3. Постоянство притока космической энергии из космоса. Живое вещество является
хранилищем, трансформатором, аккумулятором поступающей энергии. Благодаря этим свойствам
биосферы происходят процессы самоочищения.
4. Постоянное воспроизводство планетарной биомассы. Оно обеспечивается за счет
постоянного и стабильного притока энергии солнца на поверхность Земли и глобального процесса –
фотосинтеза, осуществляемого растениями и сине-зелеными водорослями.
5. Гетерогенность, мозаичность, изменчивость. На земле, как на суше, так и на водных
пространствах имеются существенные различия: в количестве накапливаемой биомассы, видовом
составе (по жизненным формам) биомов, рельефу земной поверхности и др., которые постоянно
эволюционируют и изменяют облик Земли.

32.

6. Биогеохимический круговорот
веществ и их миграция..
БГК
МБК
Наличие механизмов, обеспечивающих круговорот вещества и
связанной с ним неисчерпаемости отдельных химических
элементов и их соединений - важнейшее свойство биосферы.

33.

Сегодня мы обсудили……..

34.

За верхнюю границу
биосферы в зависимости от
географической
широты
ориентировочно принимают
высоту 10-16 км, однако в
последнее время учеными
обнаружена жизнь бактерий
и на высоте до 80-85 км.
Нижней
границей
биосферы являются самые
глубокие
океанические
впадины (более 11 км ниже
уровня моря). То есть,
протяженность биосферы по
вертикали достигает 25-30
км.