Сторінка
2

Природне середовище і його основні компоненти. Кругообіг речовини і енергії в біосфері

Як відомо, тварини і людина не здатні синтезувати органічні речовини з мінеральних. Вони використовують для своїх енергетичних потреб (рухів, дихання) органічну речовину, що була синтезована іншими живими організмами, розкладаючи її до вуглекислого газу, води і мінеральних сполук. У процесі живлення тварини синтезують білки, жири, вуглеводи свого тіла, але цей синтез відбувається не за рахунок неорганічних речовин, а за рахунок органічних речовин рослинного і тваринного походження. Саме тому тварини є "руйнівниками" органічних речовин.

Крім рослинних і тваринних організмів у природі, зокрема у ґрунті, воді, повітрі, та й у рослинах і тваринах, живуть мікроорганізми, які у процесі життєдіяльності розкладають рослинні і тваринні рештки до найпростіших сполук — СО2, Н2О, NH3 та ін. Мікроорганізмів в 1 г ґрунту або озерного мулу мільярди. У процесі еволюції мікроорганізми пристосувалися до життя в найрізноманітніших умовах. Одні з них потребують для своєї життєдіяльності кисню, інші живуть у без-кисневому середовищі. Існують організми, здатні жити у 10%-но му розчині сірчаної кислоти і в лужному середовищі. Мікроорганізми витримують низьку температуру, підвищену солоність води і ґрунту, підвищений атмосферний тиск та інші несприятливі для складніше організованих рослин і тварин умови. Тому вони здатні розкладати білки, жири, вуглеводи в будь-яких середовищах, відіграючи тим самим значну роль у природі.

Мінеральні речовини, які утворюються під час розкладу живими організмами органічних решток, недовго затримуються в ґрунті, воді тощо. Інші мікроорганізми та вищі рослини і тварини перетворюють їх на органічні сполуки. Саме так у природі відбувається біологічний кругообіг речовини і енергії, коли живі організми, використовуючи сонячну енергію, перетворюють її в енергію геохімічних процесів, зумовлюючи цим особливості руху хімічних речовин у певних природних умовах і визначаючи характер взаємозв'язку літосфери, гідросфери та атмосфери. У біологічному кругообігу бере участь величезна кількість хімічних елементів, особливо вуглець, кисень, азот, фосфор та сірка.

Рис. Кругообіг фосфору (згідно з Ф Рамад, 1981)

Біологічний кругообіг речовин і енергії відбувається в більшості існуючих ландшафтів, але його інтенсивність для кожного ландшафту різна. В одних може нагромаджуватися велика кількість живих організмів, а кругообіг відбуватиметься повільно, в інших, навпаки, швидко. Біологічний кругообіг речовин і енергії впливає на формування грунтів і на всі геохімічні процеси, які відбуваються в грунті, воді, повітрі та глибинних (до 2-3 км) шарах земної кори.

Поняття про еволюцію біосфери

Як зазначалося, вік Землі як планети становить 4-5 млрд років, проте поки що сліди життя відомі лише з геологічних відкладів віком близько 3 млрд років.

У геохронологічному літописі Землі налічують п'ять ер і груп періодів:

• архейська ера — 3-2 млрд років тому;

• протерозойська ера — близько 1,5 млрд років тому;

• палеозойська ера — близько 365 млн років тому;

• мезозойська ера — близько 115 млн років тому;

• кайнозойська ера — від 70 млн років тому дотепер.

Усередині кожної ери виокремлюють певні періоди різної тривалості, а їх визначення базується на наявності в геологічних відкладах тих чи інших викопних решток живих організмів. За даними геохронології, рештки багатоклітинних живих організмів на Землі достовірно відомі з шарів віком близько 700-550 млн років тому. Проте цей вік не може претендувати на остаточність, тому що викопні рештки з таких відкладів зберігаються дуже погано і трапляються надто рідко. Не є винятком знахідки викопних організмів, які жили в найдавніші часи. Водночас відомі людству викопні свідчення про склад живих організмів у прадавні часи дають змогу уявити основні компоненти біосфери в кожній ері.

Так, для протерозойської ери найхарактернішими були водорості і тварини, що перебували у водяному середовищі, — губки, радіолярії, членистоногі.

Характерною для палеозойської ери була поява живих організмів на суходолі. Спочатку, у кембрійському періоді, це були рослини, а пізніше — в ордовицькому періоді — і наземні тварини.

У мезозойську еру на суходолі панували голонасінні рослини (предки наших голчастих — ялини, модрини, сосни, смереки та інших

рослин) і поступово завойовували його перші покритонасінні рослини. Мезозойську еру ще називають ерою гігантських рептилій. Саме на цей час припадає розквіт відомої групи наземних тварин, різноманіття видів яких сприяло завоюванню не лише суходолу, а й повітря і водного середовища.

Найзначнішою подією в кайнозойську еру була поява первісної людини. Тоді ж досягли максимального розвитку покритонасінні рослини, а серед тварин — птахи і ссавці. Саме наприкінці кайнозойської ери (в антропогеновому періоді) — близько 2 млн років тому — з'явилася пралюдина в тому вигляді, який характерний для всього роду Ното.