Биомасса, продуктивность и основные функции биосферы

Судя по оценкам биомассы и продуктивности биомов, суммарная биомасса биосферы (в расчете на сухое вещество) составляет около 2 трлн т, ежегодная продукция биомассы в 10 раз меньше. Живое вещество биосферы на 99,5% представлено биомассой наземных растений. Общее количество энергии, преобразуемое биотой биосферы за год, превышает 10²² Дж. Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей растения и другие организмы выполняют ряд фундаментальных биогеохимических функций планетарного масштаба.

Газовая функция. Живые существа постоянно обмениваются кислородом и углекислым газом с окружающей средой в процессах фотосинтеза и дыхания.

Концентрационная функция. Пропуская через свое тело большие объемы воздуха и природных растворов, живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений. Это относится не только к биосинтезу органики, но и к таким явлениям, как строительство раковин и скелетов, образование коралловых островов и т.д. Организмы научились извлекать из разбавленного водного раствора необходимые для них вещества, многократно увеличивая их концентрацию в своем теле.

Окислительно-восстановительная функция живого вещества тесно связана с биогенной миграцией элементов и концентрированием веществ.

Информационная функция живого вещества биосферы. Способность воспринимать, хранить и перерабатывать молекулярную информацию совершила опережающую эволюцию в природе и стала важнейшим экологическим системообразующим фактором.

Перечисленные функции живого вещества биосферы обращены в основном к внешним факторам существования. Все вместе они составляют мощную средообразующую функцию. Работа растений обусловила современный состав атмосферы. От состава атмосферы зависит радиационный и тепловой режим на планете, спектральный состав достигающего поверхности Земли солнечного света. Растительный покров существенно определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности больших пространств. Живые организмы играют ведущую роль в самоочищении воздуха, рек и озер, от них во многом зависит солевой состав природных вод и распределение химических веществ между сушей и океаном.

Средообразующая функция биосферы связана со средорегулирующей функцией - биотической регуляцией окружающей среды. Биота в глобальном масштабе способна с большой точностью и долгое время поддерживать на постоянном уровне важные параметры окружающей среды, несмотря на исключительную сложность и динамичность регулируемой системы. Таким образом, биота биосферы формирует и контролирует состояние окружающей среды.

Организмы делят на пять больших царств:

1. Монеры, или бактерии – одноклеточные организмы, клетки которых имеют простое строение.

2. Протисты – одноклеточные организмы с более сложной структурой.

3. Растения – автотрофные (питающиеся неорганическими веществами) организмы, для которых характерны способность к фотосинтезу и наличие плотных клеточных оболочек, состоящих, как правило, из целлюлозы; запасным веществом обычно служит крахмал.

4. Животные –гетеротрофные (питающиеся готовыми органическими веществами) организмы, не способны к фотосинтезу и, как правило, не имеют плотных клеточных оболочек; запасным веществом обычно служит гликоген. Отсутствие резкой границы между растениями и животными является следствием их общего происхождения, что подтверждается принципиальным единством путей обмена веществ, клеточным строением, общими закономерностями механизмов наследственности и изменчивости.

5. Грибы– одноклеточные или многоклеточные, разнообразные по размерам и строению гетеротрофные организмы с клеточной стенкой, состоящей из хитина (как у некоторых животных) или целлюлозы (как у растений).

Основные функции, которые должен выполнять каждый организм:

1. Получение питательных веществ или их синтез

2. Газообмен

3. Удаление продуктов распада

4. Перенос питательных веществ, газов, продуктов синтеза и распада в организме

5. Восприятие внешних раздражений

6. Расселение (перемещение, распространение семян или личинок)

7. Опора и защита

8. Координация всех функций

9. Размножение.

Более подробно на этих функций опишем в следующем пункте лекции.