Биосфера на Земята
Всеки вид жив организъм е уникален и индивидуален. Молекулата на ДНК е носител на генетична информация за всеки организъм. Генът е елементарна частица от наследствеността, участък от ДНК молекула, отговорен за предаването на основните свойства и качества на организма по наследство. За микрокосмоса молекулата на ДНК изглежда с гигантски размери. От тази молекула започва "изграждането" на всеки организъм според закодираната в него наследствена информация. Количеството на тази информация е огромно. Ако беше необходимо да се предаде с думи, тогава в писмена форма това ще изисква няколко хиляди страници текст.
Енергията на живата материя първоначално се създава в процеса на фотосинтезата. За любителите на статистиката ето няколко цифри. В резултат на фотосинтезата около 5x10 10 тона въглерод годишно преминава от атмосферния въглероден диоксид в сложни органични молекули (въглехидрати). Това изразходва 4x10 20 калории лъчиста енергия. С други думи, толкова много калории на година се натрупват в живата материя. Общото топлинно излъчване на Земята в космоса е 2,4x1020 калории годишно. Оказва се, че живата материя натрупва повече енергия, отколкото се излъчва от нашата планета. Какво би могло да означава това? Това означава, че енергията на живата материя се изразходва в големи количества за процесите, протичащи на повърхността на Земята и в земната кора. На повърхността на Земята най-забележимата работа се извършва главно от два вида геохимични реакции: окисление на химични съединения и хидратация (обогатяване с вода). Кислородът, използван за окисление, се произвежда почти изключително от зелени растения. Окислителните процеси отнемат стотици милиони години. Неслучайно кислородът е най-разпространеният елемент в земната кора.
Химическият състав на атмосфератана ранната Земя постепенно се променя поради "работата" на живата материя на растенията, или по-скоро на древните синьо-зелени водорасли, към които след около милиард и половина години земните растения също успяха да се "свържат".
Заедно с естествената вода и атмосферните газове живата материя в крайна сметка се превръща в активна геоложка сила. Всички скали, които някога са посетили биосферата и са преживели въздействието на живата материя, по-късно са се превърнали в слоеве от земната кора. Разбира се, такива трансформации се извършват в продължение на стотици милиони години и са напълно недостъпни за нашето наблюдение. В хода на геоложката история живата материя е "преминала през себе си", преработвайки, може би хиляди и милиони пъти, някои от химичните елементи, които изграждат атмосферата, хидросферата и литосферата. Например целият въглероден диоксид в атмосферата преминава през живата материя за 300 години. Следователно няма да е голямо преувеличение, ако се каже, че съставът на съвременната атмосфера е продукт на живата материя и земната кора до голяма степен е изпитала нейното въздействие. В същото време масата на живата материя е незначителна в сравнение с масата на Земята. И пак малко числа. Масата на Земята е около 6x10 21 тона. Масата на земната кора е по-малка от един процент от масата на цялата Земя (3x10 17 тона), а масата на годишния продукт на живата материя е много милиони пъти по-малка от масата на земната кора.
Наред с фотосинтезата, активен геоложки фактор е образуването на отлагания от изкопаеми горива от разлагащи се отпадъчни продукти. В допълнение, кислородът, въглеродният диоксид и редица други елементи и съединения, получени по биогенен път, образуват своеобразен геоложки източник на енергия в недрата на Земята, който информира земната кора за физическа и химическа активност.
Разбира се, освен биогеннифактори, други фактори също влияят върху геоложките процеси, например радиоактивното разпадане на определени химични елементи и техните изотопи, да не говорим за тектонични промени или космически влияния.
Всичко по-горе е част от така наречената биохимична хипотеза. Подземните процеси са много сложни. Не е възможно да ги проучим достатъчно подробно, т.к. възникват на големи дълбочини, където човек все още не може да проникне.
Не е много по-лесно да разберем процесите, протичащи в мащаба на милиони години и във видимата част на биосферата, т.е. на повърхността на планетата. Живата материя и биосферата се класифицират като свръхсложни системи. Биосферата почти не прилича на механична система, дори много сложна. В биосферата връзките между нейните съставни части са твърде многобройни, сложни и индивидуални.
Натискът на живота е мощен и стремителен. В работата на Р. Баландин "Преустройство на биосферата" (Минск, "Висше училище", 1981 г.) е даден такъв пример. При идеални условия разпространението на някои организми, тяхното улавяне на хранителната среда може да се случи със скоростта на звука. Микроскопичната холерна бактерия, която се размножава без намеса, е теоретично способна да покрие цялата повърхност на планетата с непрекъснат филм за тридесет часа. В последните часове от този период скоростта на разпространението му би достигнала 330 метра в секунда. Или: едно мъничко диатомово водорасло за осем дни може теоретично, при идеални условия, да даде маса материя, равна на обема на Земята.
Ясно е, че подобни събития са невъзможни в реални екологични системи, но дадените примери говорят за огромната нереализирана потенциална енергия на живата материя. Съвсем приемливо е да се приеме, че неизползваната енергия, нереализираните възможности за размножаване на живите същества са насочени към търсене на нови пътища за еволюция и заадаптиране към промени в условията на съществуване, което води до появата на нови функционални органи и в крайна сметка до появата на нови видове и класове живи същества.
В процеса на еволюция на живота възникват екологични системи, които остават относително стабилни в продължение на много милиони години. Най-важното условие за съществуването и стабилността на една екосистема е наличието на т. нар. хранителни вериги. Най-простият пример за хранителна верига е, че тревопасните животни ядат растения и самите те са храна за хищници. Тези хищници се изяждат от други хищници. Останките от мъртви животни се консумират от други видове, които се хранят с мърша, това могат да бъдат както бозайници (хиени, чакали), така и птици (орли, лешояди). Всичко, което остава от живота на всички "партньори" в хранителната верига, влиза в почвата, преработва се и става храна за растенията, които служат за храна на фитофагите (тревопасни). Веригата е затворена. В тази верига броят на хищниците и тяхната плячка се определя на определено ниво и се регулира, така да се каже, от само себе си.
Но в огромни периоди от време екосистемите, колкото и устойчиви да изглеждат, не остават статични. Те постепенно се променят и накрая се срутват. Причините за такива събития са много разнообразни: вътрешни (болести и епидемии), климатични (студове, суши), космически (радиация, огромни метеорити), природни (пожари, наводнения). Не на последно място е и такава причина като естествения подбор, вид биологична конкуренция между видовете, някои от които са по-добре приспособени към живота, докато други са по-лоши.
Почти 100 милиона години преди хората да се появят на Земята, влечугите са изчезнали.
Според една група хипотези, изчезването на огромни влечуги започва, след като се появяват и започват бързо да се разпространяват покритосеменни растения, които изтласкват голосеменните, за които се предполага, че са служили като основна храна на тревопасните панголини. Промяната на вида храна и намаляването на обичайната храна станаха фатални за гущерите. Така беше в действителност или не, но гигантските диплодоки и бронтозаври, достигащи 25 метра дължина и 5 метра височина, започнаха да намаляват броя си. Минаха няколко милиона години и тези гиганти изчезнаха от лицето на Земята. С тях напуснаха сцената на историята и огромни хищни влечуги като тиранозаврите, чиято уста беше толкова голяма, че в нея можеше да се побере жив обект с човешки размери. Тези гиганти също се оказаха обречени на изчезване, т.к. те не можеха да ловуват малки и много подвижни животни, защото бяха твърде обемисти за това. Влечугите със средни и малки размери също постепенно измряха, цялата екосистема от влечуги се срина и изчезна. Но влечугите от малки гущери до огромни животински гущери притежават земната земя повече от сто милиона години, летяха във въздуха, плуваха в океана. И ето финалът: империята на влечугите, достигнала съвършенство през периода Креда, се разпадна, тъй като се оказа инертна, негъвкава, неспособна на радикална промяна.
В същото време има редица аргументи срещу теорията за въздействието. И така, някои клонове на динозаврите са изчезнали преди предполагаемата катастрофа, много преди общото изчезване, а самото изчезване далеч не е било толкова рязко ивнезапно, както често се смята. Във всеки случай е очевидно, че връзките в околната среда се променят и динозаврите и други групи животни вече не отговарят биологично на новото равновесие на условията, което доведе до изчезването на тези животни.
Няма толкова много хипотези за причините за тяхното изчезване. Повечето изследователи смятат, че екосистемата на мамута е била унищожена до голяма степен от действията на древни ловци. Това бяха кроманьонци - хора, подобни на външния вид на съвременния човек, живели преди 20-40 хиляди години. По хищнически начин, използвайки лъкове, мини и камъни, те унищожаваха десетки хиляди от тези големи животни годишно.
Заедно с неблагоприятните климатични колебания в края на ледниковия период това доведе до относително бързо изчезване на мамутите. По същите причини са изчезнали и други големи бозайници от ледниковия период: мастодонти, пещерни мечки, вълнисти носорози и бизони. Също така, не без участието на древните ловци от епохата на горния палеолит, такива красиви големи животни като бизони и мускусни говеда бяха на ръба на изчезване. Обедняването и унищожаването на екосистемите, включващи изброените едри животни, навреди на други видове животни и растения. Това вече беше чувствителна по своите негативни последици човешка намеса в заобикалящата природа. Разбира се, действията на хората тогава са били спонтанни и несъзнателни, по-скоро инстинктивни, въпреки че кроманьоните вече са имали развит интелект.
И така,основната сила, която трансформира биосферата и цялата околна среда, е дейността на живите организми, които обитават нашата планета, от бактериите до хората.Но други фактори, по-специално атмосферните явления, също активно влияят върху биосферата в същото време. Нашата история забиосферата ще бъде непълна, ако не се спрем поне накратко на такива природни явления като валежите и свързаните с тях процеси.
• Планетата Земя. Основни параметри и произход • Възраст. Учение за геосферите • Основни движения на Земята в космоса [ден, година – прецесия, нутация] • Геоложко развитие на планетата • Магнитосфера • Биосфера. вода. • Биосфера. дейности на живите организми. • Биосфера. атмосферни явления. Валежи. • Буря. Светкавица. Дъга. • Торнадо, урагани, тайфуни. • Полярно сияние. • География на Земята. Водни ресурси. • Кръговратът на водата в природата. • Световен океан. [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Континентална Антарктика 21 22 23 24 25 Атмосфера 27 28 29] • Метеорология. Наблюдение на времето. • Въздействие на човека върху хидросферата. • Въздействие на човека върху атмосферата и почвата. • Сухоземна земя. Образуване на континентите. • Откриване на дрейфа на континентите. • Евразия. • Испания. [1 2 3 4] • Португалия. [1 2 3] • Германия. [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10] •