Джерело - http://zhmurko.ucoz.ua

Біосфера (від  гр. bios-життя  і  sfere-куля) – область активного життя оболонки Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами.

Вперше термін «біосфера» вжив австрійский вчений Е.Зюсс у 1875 році, але поширившися він після праць нашого вченого, засновника та першого президента АН України, академіка В.І. Вернадського (1864-1945). Основи його вчення викладені в книзі “Біосфера” (1926 р.). Він довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у процесах, котрі відбуваються у всіх сферах Землі. “Якби на Землі було відсутнє життя,-писав учений-, обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил. ” За мільярди років існування Землі живі істоти рішуче змінили склад її атмосфери, гідросфери й літосфери, створивши, по суті, зовсім нове середовище життя.

В.І. Вернадський визначив біосферу, як термодинамічну оболонку з температурами  +50…-50 ⁰С і тиском приблизно 10000 Па, що відповідає межам життя для більшості організмів.

За В.І. Вернадським, верхня межа біосфери проходить на висоті 15-22 км, охоплюючи тропосферу і нижню частину стратосфери. Знизу біосфера обмежена відкладами на дні океанів (до глибини 11 км) і глибиною проникнення в надра Землі організмів і води в рідкому стані (2-3 км) (схема 5).

Нижня межа біосфери в межах літосфери обумовлена тепловим бар`єром і, як правило, не опускається нижче 5 км. Загальна протяжність біосфери – 40 км. Від усіх геосфер вона відрізняється енергійним ходом хімічних перетворень.

В.І. Вернадський розглядав біосферу як область життя, яка включає поряд з організмами і середовище їх існування. Горизонти біосфери, які найбільш інтенсивно заселені живими організмами називаються «плівкою життя» або плетобіосферою.

Біосфера на нашій планеті виконує ряд важливих функцій, які обумовлюють властивості і відносну стабільність природи Землі:

- закріплення рухомих елементів поверхні літосфери (пісок, глина, гравій, дрібна галька, лісс, грунти різних типів);

- регуляція кругообігу води щляхом сповільнення поверхневого стоку і переведення його в підземний, зволоження повітря, зниження випаровуваності з поверхні внаслідок затемнення і зменшення швидкості вітру;

- зв`язування вуглекислоти, що виділяється тваринами та в ході хімічних перетворень в неживій природі;

- виділення кисню в процесі фотосинтезу наземними і водними рослинами;

- переведення в прості хімічні речовини величезної маси відмерлих організмів і їх виділень;

- участь в утворенні і відновленні грунтів, в очищенні атмосфери і води від різноманітних забруднень, в утворенні місцевого клімату і погоди;

- переміщення по планеті (суша, річки, моря і океани) маси різноманітних хімічних елементів і речовин;

- участь в утворенні багатьох гірських порід, частина яких є корисними копалинами ( кам`яне вугілля, крейда, вапняки та ін.);

- акумуляція і трансформація сонячної енергії, яка в трансформованому вигляді включається в кругообіг енергії Землі.

Основними поняттями біосфери В.І. Вернадський вважає живу речовину (організми, біогенну речовину (створені живими організмами органо-мінеральні або органічні продукти і кам`яне вугілля, сапропель, торф, лісова підстилка, гумус грунту тощо), біокосну речовину, створену живими організмами при участі неживої природи (приземна атмосфера, осадочні породи, глинні мінерали, вода та інше) і косну речовину – гірські породи магматичного, неорганічного походження, вода, а також в значній мірі перероблені і видозмінені живими організмами речовини космічного походження (космічний пил, метеорити і т.п.). Крім того, до складу біосфери входять радіоактивні речовини, які отримуються в результаті розпаду радіоактивних елементів, і розсіяні атоми, не зв`язані хімічними реакціями.

В.І. Вернадський називає живу речовину основною рухомою силою біосфери. Бути живим – значить бути організованим, відмічав В.І. Вернадський, і в цьому полягає суть поняття біосфери як організованої оболонки Землі. Протягом мільярдів років існування біосфери організованість створюється і зберігається діяльністю живої речовини - сукупності всіх живих організмів. “живі організми, – писав В.І. Вернадський, – є функцією біосфери і найтіснішим чином матеріально і енергетично з нею пов`язані, є величезною геологічною силою, її визначаючою. Для того, щоб в цьому переконатися, ми повинні виразити живі організми як щось ціле і єдине. Так виражені живі організми являють живу речовину, тобто сукупність всіх живих організмів, існуючих в даний момент, чисельно виражену в елементарному хімічному складі, у вазі, в енергії. Вона пов`язана з навколишнім середовищем біогенним потоком атомів: своїм диханням, живленням і розмноженням.”

Жива речовина розподілена в біосфері досить нерівномірно. Найбільше її знаходиться в приповерхневих ділянках суші (особливо велика біомаса тропічних лісів) і гідросфери, де в масі розвиваються зелені рослини та гетеротрофні тварини, що живуть за їх рахунок. Більше 90% всієї живої речовини, утвореної, головним чином, вуглецем, киснем, азотом і воднем, припадає на наземну рослинність (97-98% біомаси суші). За підрахунками В.І. Вернадського, біомаса всіх організмів Землі досягає 1015 тонн, що складає лише 0,25% маси всієї біосфери. Але незважаючи на це, В.І. Вернадський, спираючись на багаточисельні дані, вважав живу речовину найбільш потужним геохімічним і енергетичним фактором, провідною силою планетарного розвитку.

Форма діяльності живого, його біохімічна робота в біосфері (нове поняття, введенне  В.І. Вернадським), заключається в здійсненні незворотних і незамкнених кругообігів речовин і потоків енергії між основними структурними компонентами біосферної цілісності: гірськими породами і природними водами, горами і грунтами, рослинністю, тваринами і мікрооргані ... Читати далі »

Джерело - http://zhmurko.ucoz.ua

Екологія синтезує аналітичні дані багатьох галузей біологічної науки і розглядає життя організмів в їх взаємозв`язку з навколишнім середовищем і між собою.

В екології під навколишнім середовищем розуміють сукупність всіх умов, в яких існують організми. Екологічні фактори, що діють в навколишньому середовищі можна поділити на три типа:

1. Фактори неживої природи (абіотичні) – хімічні (газовий склад повітря, сольовий склад води, кислотність і склад ґрунтових розчинів); фізичні, або кліматичні (сонячна енергія, температура, вологість, освітленість, атмосферний тиск, аерація, фізичні поля, радіаційний режим); топографічні (характер рельєфу, висота над рівнем моря, експозиція схилу) та едафічні (механічний склад грунту, вологоємність, щільність альбедо) фактори впливу зовнішнього неорганічного середовища на живі організми.
2. Фактори живої природи (біотичні) – сукупність живих організмів, які своєю життєдіяльністю впливають на інші організми.
3. Антропогенні (антропічні) фактори – внесені у природу людською діяльністю зміни, що впливають на органічний світ. Їх детальна характеристика наведена в розділі 4.

Дію екологічних факторів на живі організми вивчає факторіальна екологія.

Важливим класифікаційним показником є часова динаміка екологічних факторів, в особливості наявність або відсутність її періодичності (добової, сезонної, багаторічної та ін.). Фактори, зміни яких в часі повторюються регулярно, називають періодичними (наприклад, кліматичні, припливи і відпливи, океанські течії та ін.), а фактори, які виникають спорадично і діють катастрофічно – неперіодичними (виверження вулкана, напад хижака, зараження патогенними мікроорганізмами та ін.). Для нормального існування організмів в середовищі повинні діяти тільки періодичні фактори.

Кожний екологічний фактор може діяти на організм з різною інтенсивністю.

На організм одночасно діє весь комплекс екологічних факторів. Сукупна дія на організм декількох факторів середовища позначають терміном констеляція. Але не дивлячись на взаємовплив факторів, вони не можуть замінити один одного, про що говорить закон незалежності факторів В.Р. Вільямса (див. розд. 2.5)..

Нормальна життєдіяльність популяції можлива лише за умови життєвого  оптимуму екологічного фактора для конкретного виду, тобто сприятливого впливу фактора, який забезпечує найкращі (оптимальні) умови для життєдіяльності особин даного виду. Чим більше відхилення екологічного фактора від зони оптимума (фактор діє в зоні песимуму), тим сильніше пригнічується їх життєдіяльність. Мінімальні і максимальні значення екологічного фактора є критичними – за їх межами життя вже неможливе.

Чим більше відхиляється інтенсивність дії того чи іншого екологічного фактора від оптимального, тим більше пригнічується діяльність деяких організмів. Межі, за якими існування організмів стає неможливим, називаються межами витривалості. Фактори, які виходять за межі витривалості (тобто, за межі максимуму чи мінімуму), називаються лімітуючими або обмежуючими. Лімітуючим може бути будь-який екологічний фактор. Так, при оптимальній вологості підвищується витривалість проти несприятливої температури і нестачі їжі. З іншого боку, достатня кількість їжі збільшує стійкість організму проти несприятливих кліматичних умов. Проте така взаємна компенсація завжди обмежена, і жодний з необхідних для життя факторів не може замінитися іншим.

Найбільш повно і в найбільш загальному виді всю складність впливу на організм екологічних факторів відбиває закон толерантності В.Шелфорда (див. розд. 2.5). Толерантність – це здатність організму переносити несприятливий вплив того чи іншого фактора середовища. Здатність організму витримувати певну амплітуду коливання фактора називають іноді ще екологічною валентністю. Для життя організмів велике значення має не тільки абсолютна величина фактора, але й швидкість його зміни.

Організми по відношенню до характеру впливу екологічних факторів називають стенобіонтами і еврибіонтами. Стенобіонти – організми, що можуть жити лише в певних умовах середовища при дуже незначному коливанні його факторів. Еврибіонти – організми, що можуть жити в досить різноманітних умовах навколишнього середовища або при значних їх змінах. Відповідно, стенобіонтні організми є більш чутливими до антропогенного тиску на навколишнього середовище.

Під впливом багатьох динамічних екологічних факторів у живих організмів виробляються адаптації. Адаптації можуть бути морфологічними, які виражені в пристосуванні будови (форми) організмів до факторів середовища, фізіологічними – пристосування травного тракту до складу їжі і екологічними – пристосування поведінки тварин до температурних умов, вологості та ін.

Види, які мають широке географічне розповсюдження, утворюють адаптовані до конкретних місць існування своєрідні популяції, які називаються екотипом, межі толерантності якої відповідають місцевим умовам. При більш глибоких адаптаційних процесах тут можуть з’явитися і генетичні раси.

Значення абіотичних факторів середовища в житті організмів

Незважаючи на те, що всі абіотичні фактори навколишнього середовища впливають на живі організми комплексно, дія кожного з них нерівноцінна. Розглянемо більш детальніше кожний фактор окремо.

Температура – один з найважливіших факторів, який впливає на живі організми. Від цього фактора залежить нормальне протікання усіх життєвих процесів в організмі – обмін речовин, ріст, розвиток та ін. Температура більш менш закономірно змінюється впродовж доби і від сезону до сезону. Температурний режим також залежить від географічної широти, висоти місцевості над рівнем моря та ін.

Температура – в ... Читати далі »

Джерело - http://zhmurko.ucoz.ua

Планета Земля унікальна серед планет Сонячної системи. В тонкому шарі де зустрічаються і взаємодіють повітря, вода і земля, мешкають живі істоти, серед яких і ми з вами. Цей шар, населений організмами, взаємодіючий з повітрям (атмосферою), водою (гідросферою) і земною корою (літосферою), називається біосферою. Всі живі істоти, і ми в тому числі, залежать від збереження її цілісності. Якщо дуже сильно змінити будь-який із компонентів біосфери, остання може повністю піддатися руйнації. Не виключено, що атмосфера, гідросфера і літосфера при цьому збережуться, але в їхніх взаємовідносинах вже не буде приймати участі живе.

В центрі уваги сучасного людства стоять проблеми взаємодії людини з навколишнім природним середовищем, екологічної стійкості планети.

Екологія – наука , яка досліджує функціонування систем і структур надорганізменного рівня (екосистем або біогеоценозів) в їх взаємодії один з одним сукупністю факторів навколишнього середовища. Екологія охоплює широке коло теоретичних і практичних питань: вивчення різних рівней біологічної організації – від окремих організмів через популяції й угруповання до екосистем, принципи й закономірності їх структури, функціонування, розвитку, регуляторні й адаптивні механізми; досліджує сутність процесів обміну і перетворення речовин та енергії; веде пошуки природних законів організації життя на нашій планеті. Термін “екологія” був запропонований Е.Геккелем в 1866 р.

Розширення предмета екології привело до появи в літературі ряду нових її визначень, зокрема відомий еколог Ю.Одум дає таке трактування як – міждисциплінарна область знання про будову і функціонування багаторівневих систем в природі і суспільстві в їх взаємозв’язку. Це досить широке визначення, але воно більше інших відповідає сьогоднішньому розумінні екології.

На сьогодні існує багато класифікаційних схем екології як науки. Найбільш вдалою нам здається класифікація основних напрямів сучасної екології, запропонована в 1995 р. відомими українськими екологами Г.О.Білявським і В.М.Бровдієм (схема 1). В ній збережено класичне тлумачення даної науки, в центрі якої є живі організми та їх природні системи всіх рівнів організації. Виходячи з кола питань, які вирішує екологія сьогодні, автори поділяють її на теоретичну (фундаментальну) і прикладну. Завдання теоретичної екології є вдосконалення й подальший розвиток фундаментальних досліджень на всіх рівнях організації живої матерії. Прикладна екологія охоплює своїми дослідженнями всі практичні аспекти діяльності людини, аналізує її результати, намічає шляхи, напрямки і методи запобігання шкоди, яку завдає господарська діяльність людини і суспільства в цілому навколишньому природному середовищу і самій людині.

Класифікаційна схема узагальнена, вона охоплює практично всі аспекти сучасної екології. При необхідності її неважко доповнити можливими новими відгалуженнями теоретичних і прикладних напрямків екологічних досліджень.

Сучасна екологія, дійсно, перетворилася в інтегровану багатодисциплінарну науку, набуває риси актуального світогляду, перетворюється у вчення про нову стратегію й тактику поведінки людини в біосфері.

Сьогодні вирішення екологічних проблем стало одним з глобальних критеріїв гуманності суспільства, рівня його технічних і наукових розробок.

Сучасна екологія, яка досліджує дію антропогенних факторів в біосфері, належить до того типу наук, які виникли на стиці багатьох наукових напрямів (особливий зв’язок вона має з науками, які орієнтовані на вивчення кризових ситуацій в біосфері). Вона відображає як глобальність сучасних задач, що стоять перед людством, так і різні форми інтеграції методів, напрямів і наукового пошуку. Перетворення екології з суто біологічної дисципліни в галузь знання, що включила також суспільні і технічні науки, в сферу діяльності, яка заснована на вирішенні ряду надзвичайно складних політичних, ідеологічних, економічних, етичних та інших питань, зумовило їй значне місце в сучасному житті, зробило її своєрідним вузлом, в якому об¢єднуються різні напрями науки і людської практики. Екологія все більше стає однією з наук про людину і в певному смислі цікавить багато наукових напрямів, в цій науці вони знаходять точки стикання між фундаментальними і прикладними дослідженнями, між теоретичними розробками і практичним їх застосовуванням.

Ми вимушені визнати, що тривожна екологічна ситуація склалася в багатьох регіонах нашої країни в результаті некомпетентного господарювання, споживацького відношення до природних багатств, нещадної експлуатації природних ресурсів, а також превалювання технократичного мислення.

Значення охорони навколишнього природного середовища як умови виживання людства і кожної людини зараз усвідомлюється нашим суспільством. Але, на жаль, воно мало готове для послідовної і безумовної реалізації природно-охоронних заходів, причому не тільки через нестачу необхідних для цього коштів, але в наслідок відсутності екологічної грамотності і екологічної культури та незформованості екологічного мислення у населення.

Роль екології величезна у постановці екологічної освіти і вихованні людей нового покоління. Вони повинні мати чітке уявлення про те, що природні ресурси обмежені і технологія виробництва будь-якої продукції повинна задовольняти таку, з екологічної точки зору, вимогу, як мінімальне споживання матеріалів і енергії. Вони повинні добре знати закони природи, розуміти взаємозв¢язки природних явищ, уміти передбачати і оцінювати наслідки втручання в природний хід багатьох процесів. У них повинен бути вироблений  ¢¢екологічний світогляд¢¢, тобто усвідомлення пріоритетного вирішення екологічних проблем при здійсненні будь-яких проектів, розробках сучасних технологій,  створенні машин і механізмів, при всіх формах господарювання, а також тверда переконаність в тому, що без впевненості в нешкідливості для навколишнього середовища того чи іншого заходу, він не повинен реалізовуватися.

Виробнича діяльність людей повинна поступово змінювати основу. Нова економічна модернізація буде орієнтуватися на створення виробництв, які не руйнують рівноважного стану біосфери і гармонійно вписуються в її біогеохімічні цикли.

Подолання екологічної кризи тільки технічними засобами неможливе. Тим більше неможливе підтримання стану рівноваги, якщо суспільство не буде змінювати само себе, свою духовність, а буде опиратися тільки на технічні рішення. Людство чекає тривалий і дуже важкий процес сумісного перетворення природи і суспільства, причому вирішуюче значення в його тривалості буде мати формування цивілізації, яка відповідає новим потребам людини, погодженим з новими реаліями навколишньої природи.

            Історичн ... Читати далі »