21
влияние на все оболочки. Растения изменили состав атмосферы: обогатили её кислородом и уменьшили содержание углекислого газа. Химический состав океанских вод сформирован и в значительной степени при фильтрации воды живыми организмами. Большое влияние оказали живые организмы на литосферу. Они принимают активное участие в процессах выветривания, в создании органогенных горных пород (известняков, каменного угля, торфа, по одной из теорий, нефти и др.), а также некоторых форм рельефа, например коралловых островов (атоллов), термитников. Велика роль живых организмов в создании особого природного образования - почвы.
Развитие жизни шло неравномерно. Некоторые виды (например, синезеленые водоросли) сохранились с архея до наших дней; другие дали начало возникновению сложных форм живого, вплоть до человека; многие вымерли, не сумев приспособится к меняющимся условиям среды. За всю историю биосферы существовало примерно 500 млн. видов, а в настоящее время их только около 2 млн. видов. Удивительно высока потенциальная возможность размножения живых организмов, и приспособляемость их к условиям среды. Микроорганизмы были обнаружены в исландских гейзерах, имеющих температуру 93 °С. Споры некоторых бактерий сохраняют жизнеспособность при температуре - 253 °С. Чтобы захватить всю поверхность планеты, холерной бактерии при благоприятных условиях хватило бы 1,2 суток, комару - 203 дня, а крысе - 8 лет; потомство одного одуванчика через 10 - 12 лет покрыло бы всю сушу.
Максимальная плотность живого вещества (свыше 90 % общей биомассы) отмечается на поверхности суши, главным образом в тропических лесах (до 500 т/га); минимальная - в высокогорьях, пустынях и полярных областях; в пределах гидросферы биомасса концентрируется в поверхностном (планктонном) слое зоны морского мелководья. Число видов животных (1,5 млн) много больше, чем растений (около 500 тыс.), но по массе вещества растения в тысячу раз превышают массу животных. На суше биомасса растений значительно больше биомассы животных, в океане, наоборот, по массе преобладают животные.
По условиям обитания в органическом мире океана выделяют планктон - пассивно плавающие в воде и не имеющие двигательного аппарата растения (фитопланктон - 70 % биомассы) и животные (зоопланктон); нектон - активно плавающие животные (рыбы, плавающие моллюски, китообразные и др.) и бентос - растения и животные, живущие на дне. Общие закономерности географического распределения живого вещества в Мировом океане таковы: в тропиках мала биомасса (менее 0,01 кг/т ), поскольку в теплой воде содержится недостаточное количество кислорода, но велико видовое разнообразие. Повышенная биопродуктивность и биомасса (до 0,5 кг/м ) свойственны районам подъема холодных глубинных вод (зоны апвеллинга) у западных побережий материков; районам расходимости поверхностных течений (зоны дивергенции) в восточных частях Атлантического, Индийского и Тихого океана в умеренных и субтропических широтах. В холодных водах на севере Тихого океана, на
22
2
стыке Атлантического и Северного Ледовитого биомасса достигает 2 кг/м , но видовое разнообразие невелико. \
Распределение биомассы на суше, в целом, обратно океаническому и важнейшими определяющими факторами здесь являются - количество приходящей солнечной энергии и соотношение тепла и влаги. Количественно это соотношение выражается различными коэффициентами, например, радиационным индексом сухости (отношением радиационного баланса к количеству тепла, необходимому для испарения годовой суммы осадков). Максимум биомассы и видовое разнообразие приходится на влажные экваториальные леса, по мере движения к полюсам биомасса и видовое разнообразие снижается. Однако на этом пути наблюдается еще два пика повышения биомассы (вечнозеленые субтропические леса и смешанные и широколиственные леса умеренного пояса), приуроченных к районам, где тепло
и влага сбалансированы, т. е. индекс сухости близок к единице.
1 2
Биомасса Земли составляет 1,8 х 10 т сухого вещества и неизмеримо мала по
2 7
сравнению с массой Земли (около 6 х 10 т). Однако роль живого вещества огромна. Основные его функции - использование солнечной энергии фотосинтезирующими организмами и биологический круговорот вещества и энергии, который обеспечивает динамику всех жизненных процессов. Сущность круговорота сводится к двум противоположным процессам: созданию органического вещества и его превращению в дальнейшем в простые минеральные вещества. Эти процессы состоят из трех главных этапов: создания в результате фотосинтеза с использованием солнечной энергии органического вещества первичной продукции (при этом выделяется кислород), превращения первичной (растительной) продукции во вторичную (животную), разрушения первичной и вторичной биологической продукции. По способу участия в биологическом круговороте организмы делятся на 3 большие группы: 1) продуценты - производящие органическое вещество из неорганического, в основном это растения; 2) консументы - питающиеся органическим веществом - все животные, грибы, часть дробянок; 3) редуценты - микроорганизмы и грибы,
превращающие продукты жизнедеятельности организмов и погибшие организмы в простые неорганические соединения, которые усваиваются из почвы высшими растениями. Ряды видов растений, животных, микроорганизмов и грибов, связанных друг с другом отношениями «пища - потребитель» образуют пищевые цепи или цепи питания. По этим цепям передаются вещество и энергия, а в ряде случаев и вредные и опасные химические соединения, концентрация которых на каждом следующем уровне увеличивается. Иногда это порождает экологические проблемы, а порой приводит и к гибели людей, потребляющих в пищу организмы, накопившие токсины.
Воздействие человека на биосферу возрастает и существенно затрагивает все ее составляющие. Человек создал десятки тысяч новых сортов растений и пород животных, ускоряет эволюцию видов в природе, обогащает природные сообщества путем акклиматизации живых организмов, повышает плодородие
23
почв. В 30-40 годы XX века В. И. Вернадским выдвинуто понятие о ноосфере как о новом состоянии биосферы, при котором главным определяющим фактором ее развития становится разумная деятельность человека. Однако последствия этой деятельности неоднозначны, часто приводят к интенсивному уничтожению естественной растительности, животных, ухудшению условий обитания живых организмов, разрушению почв в результате эрозии и т. д.
В Красную книгу внесено более 320 видов млекопитающих, около 500 видов птиц и около 200 видов рыб, более 680 видов сосудистых растений, находящихся под угрозой исчезновения. Многие виды истреблены полностью. Это, например, странствующий голубь, морская корова, птица дронт. Около 4,5 млн. км или 3% территории планеты занято сейчас так называемым антропогенным бедлендом - землями, подверженными эрозии, засолению, заболачиванию и другим негативным процессам, спровоцированным деятельностью человека. Все это, в конечном счете, ухудшает условия жизни самого человека, порою делая их просто непригодными. Поэтому охрана биосферы, разумное использование ее богатств.
Задание № 1. Выберите правильный ответ. Почему биосфера - открытая система?
1) состоит из экосистем, 2) способна изменяться во времени, 3) связана с Космосом обменом веществ и энергии, 4) способна к саморегуляции Задание № 2. Выберите правильный ответ:
Почему биосферу считают динамичной системой?
1) способна изменяться во времени, 2) обладает устойчивостью, 3) связана с Космосом обменом веществ, 4) не способна к саморегуляции Задание № 3. Выберите правильный ответ:
Как изменяется биомасса растений суши от полюсов к экватору?
1) уменьшается или увеличивается по сезонам года, 2) увеличивается 3) уменьшается, 4) практически не изменяется Задание № 4. Выберите правильный ответ:
Какой процесс жизнедеятельности у млекопитающих животных обеспечивает выполнение ими окислительно-восстановительной функции в биосфере? 1) биоритмы, 2) клеточный метаболизм, 3) фотопериодизм, 4) размножение
Задание № 5. Выберите правильный ответ:
Какой процесс жизнедеятельности у одноклеточных животных обеспечивает выполнение ими концентрационной функции в биосфере? 1) размножение, 2) движение, 3) питание, 4) рост Задание № 6. Выберите правильный ответ:
Биосфера представляет собой:
1) комплекс видов, обитающих на определенной территории, 2) оболочку Земли, заселенную живыми организмами, 3) гидросферу, заселенную живыми организмами, 4) совокупность наземных биогеоценозов Задание № 7. Выберите правильный ответ:
Границы биосферы определяются:
24
1) условиями, непригодными для жизни, 2) колебаниями положительных температур, 3) количество выпадающих осадков, 4) облачность атмосферы Задание № 8. Выберите правильный ответ:
Живое вещество биосферы - это совокупность всех
1)растений и животных планеты, 2) многоклеточных организмов планеты,
3)микроорганизмов планеты 4) живых организмов планеты Задание № 9. Выберите правильный ответ:
В масштабе геологического времени большая роль в преобразовании вещества и
энергии принадлежит 1) атмосфере, 2) живому веществу, 3) воде, 4) почве Задание № 10. Выберите
правильный ответ:
Благодаря какой функции живого вещества образовались скопления известняка в земной коре?
1) окислительно-восстановительной, 2) репродуктивной, 3) концентрационной, 4) энергетической
Задание № 11. Выберите правильный ответ:
Клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений обладают способностью усваивать молекулярный азот атмосферы, выполняя в биосфере функцию: 1) газовую, 2)концентрационную, 3) окислительновосстановительную, 4) биогеохимическую
Задание № 12. Выберите правильный ответ:
Вскверах вблизи крупных магистралей городов листовой опад осенью сгребают
ивывозят, так как опавшие листья: 1) накапливают свинец, 2) не подвергаются гниению, 3) ухудшают освещенность почвы, 4) препятствуют доступу воздуха к корням
Задание № 13. Выберите правильный ответ:
Космическая роль растений на Земле состоит в том, что они 1) аккумулируют солнечную энергию, 2) поглощают из окружающей среды минеральные вещества, 3) поглощают из окружающей среды углекислый газ 4) выделяют кислород
Задание № 14. Выберите правильный ответ: Каковы последствия расширения озоновых дыр?
1) частые извержения вулканов, 2) усиление ультрафиолетового излучения, 3) понижение температуры воздуха, 4) повышение интенсивности инфракрасного излучения
Задание № 15. Выберите правильный ответ:
Ведущую роль в сокращении рыбных запасов Мирового океана сыграли факторы: 1) антропогенные, 2) абиотические, 3) биотические, 4) климатические Задание № 16. Выберите правильный ответ:
Некоторые виды растений стали редкими, так как 1) сократилась их численность в связи с возрастом, 2) их уничтожили животные, 3) они погибли
25
от болезней, 4) человек сильно изменил их среду обитания Задание № 17. Выберите правильный ответ:
Необходимое условие устойчивого развития биосферы - 1) сокращение численности хищных животных, 2) уничтожение насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур, 3) создание искусственных агроценозов, 4) создание разнообразия видов растений и животных в экосистеме Задание № 18. Выберите правильный ответ: Сохранению равновесия в биосфере способствует 1) создание новых сортов растений и пород животных, 2) вселение новых видов в экосистему, 3) уничтожение
паразитов и хищников, 4) внедрение в производство малоотходных технологий Задание № 19. Выберите правильный ответ:
Основу стабильного существования биосферы обеспечивает: 1) наличие в ней хищников, 2) применение на полях высокой агротехники, 3) создание заповедных территорий, 4) биологический круговорот веществ Задание № 20. Выберите правильный ответ:
В целях устойчивого развития и сохранения биосферы человек 1) полностью уничтожает хищников в экосистемах, 2) регулирует численность популяций отдельных видов, 3) увеличивает численность травоядных животных, 4) увеличивает численность насекомых-вредителей
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6
Биоритмы Биоритмы организма - периодически повторяющиеся изменения в ходе
биологических процессов. Все биоритмы начинают работать одновременно в момент рождения. Биоритмы практически остались неизменными с первобытных времен и не могут угнаться за ритмами современной жизни. Напряжение ослабляет нервную систему. Исчезает ритм - приходит смерть. У каждого человека в течение суток четко прослеживаются пики и спады важнейших жизненных систем.
Со дня рождения человек находится в трех биологических ритмах: физическом, эмоциональном и интеллектуальном. 23-дневный ритм. Это физический ритм. Он определяет здоровье, силу и выносливость человека. 28дневный ритм. Это эмоциональный ритм. Он влияет на состояние нервной системы, настроение, любовь, оптимизм и т.п. 33-дневный ритм. Это интеллектуальный ритм. Он определяет творческие способности личности. Благоприятные дни 33-дневного ритмического цикла характеризуются творческой активностью, человеку сопутствует удача и успех. В неблагоприятные дни происходит творческий спад.