Биологтар 550 миллиард тонна көміртекті құрайтын жердегі биомассаның жаһандық таралуын сандық түрде анықтады. Бұл санның 80 пайыздан астамы өсімдіктерге тиетіні белгілі болды, жердегі организмдердің жалпы биомассасы теңіз организмдерінен шамамен екі рет артық, ал адамдардың үлесі шамамен 0,01 пайызды құрайды, деп жазады ғалымдар. Ұлттық ғылым академиясының материалдары.

Жер бетіндегі барлық тірі организмдердің жалпы биомассасы және оның жеке түрлер арасында таралуы туралы сандық деректер қазіргі биология мен экология үшін маңызды ақпарат болып табылады: олар бүкіл биосфераның жалпы динамикасы мен дамуын, оның климаттық процестерге реакциясын зерттеу үшін пайдаланылуы мүмкін. планета. Биомассаның кеңістікте таралуы да (географиялық, тереңдікте және түрлердің мекендеу ортасы бойынша), оның тірі ағзалардың әртүрлі түрлері арасында таралуы да көміртегі мен басқа элементтердің тасымалдау жолдарын, сондай-ақ экологиялық өзара әрекеттесуді немесе қоректік заттарды бағалауда маңызды көрсеткіш бола алады. торлар. Дегенмен, бүгінгі күні биомассаның таралуының сандық бағалаулары жеке таксондар үшін немесе кейбір экожүйелер шегінде жасалған, ал бүкіл биосфераның сенімді бағалаулары әлі жасалмаған.

Мұндай деректерді алу үшін Вейзман институтының Рон Мило бастаған Израиль мен Америка Құрама Штаттарының бір топ ғалымдары биомассасы мен географиялық таралуын бағалау арқылы жануарлардың барлық түрлеріне санақ жүргізді. Ғалымдар барлық деректерді бірнеше жүздеген өзекті ғылыми мақалалардан жинады, содан кейін олар түрлердің географиялық таралуын ескере отырып, әзірленген интеграциялық схеманы пайдалана отырып, бұл ақпаратты өңдеді. Әртүрлі түрлерге жататын биомассаның сандық көрсеткіші ретінде ғалымдар әртүрлі таксондарға түсетін көміртегінің массасы туралы ақпаратты пайдаланды (яғни, қарастыру кезінде, мысалы, судың массасы ескерілмеді). Енді барлық алынған нәтижелер, сондай-ақ талдау үшін пайдаланылатын бағдарламалар жалпыға қолжетімді және оларды github сайтынан табуға болады.

Қоршаған орта параметрлерінің географиялық таралуын ескере отырып, қолда бар толық емес мәліметтерден биомассаның ғаламдық таралуы туралы мәліметтерді алудың схемалық диаграммасы

Y. M. Bar-On et al./ Ұлттық ғылым академиясының еңбектері, 2018 ж.

Алынған мәліметтерді талдау жер бетіндегі барлық тірі ағзалардың жалпы биомассасы шамамен 550 миллиард тонна көміртек екенін көрсетті. Бұл ретте оның басым бөлігін өсімдіктер әлемінің өкілдері құрайды: 450 гигатонна көміртегі жалпы көлемнің 80 пайызынан астамын құрайды. Екінші орында бактериялар: шамамен 70 миллиард тонна көміртегі бар, ал жануарлар (2 миллиард тонна) саңырауқұлақтардан (12 миллиард тонна), архейлерден (7 миллиард тонна) және қарапайымдылардан (4 миллиард тонна) төмен. Жануарлар арасында буынаяқтылардағы ең үлкен биомасса (1 млрд т) және, мысалы, түрдің жалпы биомассасы Гомо сапиенс 0,06 миллиард тонна көміртегі, бұл жердегі барлық биомассаның шамамен 0,01 пайызын құрайды.

Биомассаның әртүрлі патшалықтардың өкілдері арасында (сол жақта) және жануарлар әлемі ішінде (оң жақта) таралуы

Y. M. Bar-On et al./ Ұлттық ғылым академиясының еңбектері, 2018 ж.

Биомассаның әртүрлі тіршілік ету орталары арасында таралуы: барлық тірі организмдер үшін жалпы (сол жақта) және әртүрлі патшалықтардың өкілдері үшін бөлек (оң жақта)

Y. M. Bar-On et al./ Ұлттық ғылым академиясының еңбектері, 2018 ж.

Бір қызығы, негізгі патшалықтардың өкілдерінің максималды биомасса үлесі әртүрлі мекендеу орындарында тұрады. Сонымен, өсімдіктердің көпшілігі жердегі түрлер. Жануарлардың максималды биомассасы теңіздер мен мұхиттарда өмір сүреді және, мысалы, бактериялар мен археялардың көпшілігі жер астында терең орналасқан. Оның үстіне, жердегі организмдердің жалпы биомассасы теңіз ағзаларына қарағанда шамамен екі рет артық, зерттеу авторларының пікірінше, олардың үлесіне небәрі 6 миллиард тонна көміртек кіреді.

Ғалымдар нақты ақпараттың болмауына байланысты алынған мәліметтер өте үлкен белгісіздікпен есептелетінін атап өтеді. Осылайша, Жердегі өсімдіктердің биомассасын ғана жеткілікті сенімділікпен бағалауға болады, ал бактериялар мен архейлер үшін алынған деректер нақты деректерден 10 есе айырмашылығы болуы мүмкін. Дегенмен, жер бетіндегі барлық тірі организмдердің жалпы биомассасы туралы деректердегі белгісіздік 70 пайыздан аспайды.

Жұмыс авторларының айтуынша, олар алынған нәтижелер қазіргі ғылыми зерттеулердің деректеріне негізделген, сондықтан олар айтарлықтай үлкен қателікке қарамастан, заманауи экологиялық және биологиялық бағалаулар үшін пайдаланылуы мүмкін. Ғалымдар деректерді талдай отырып, қазіргі уақытта деректер өте аз және қосымша зерттеулер қажет болатын географиялық аймақтарды анықтай алғанын атап өтті. Зерттеушілер болашақта деректерді нақтылау мұндай талдауды жеткілікті географиялық рұқсатпен жүргізуге ғана емес, сонымен қатар уақыт бойынша мұндай үлестірімдердің өзгеру динамикасын бақылауға мүмкіндік береді деп үміттенеді.

Жақында ғалымдар жер бетіндегі үлкен ормандарды зерттей отырып, биомассаны кішірек жүйелерге таратты. Барлық орман биомассасының жартысынан көбін диаметрі 60 сантиметрден асатын ең үлкен ағаштардың бір пайызы ғана құрайтыны белгілі болды. Сонымен бірге, белгілі бір географиялық аймақтардағы жануарлардың кейбір түрлері үшін қазірдің өзінде динамикалық талдау жүргізуге болады. Мысалы, өткен жылы еуропалық экологтар Германиядағы ұлттық саябақтардағы ұшатын жәндіктердің биомассасын зерттеп, 27 жылда оның бірден 76 пайызға азайғанын анықтады.

Александр Дубов

Барлық тірі ағзалардың жиынтығы планетаның биомассасын (немесе В.И.Вернадскийдің сөзімен айтқанда, тірі затты) құрайды.

Массасы бойынша бұл жер қыртысының массасының шамамен 0,001% құрайды. Алайда жалпы биомасса шамалы болғанымен, планетада болып жатқан процестерде тірі организмдердің рөлі орасан зор. Атмосфераның химиялық құрамын, гидросферадағы тұздардың концентрациясын, кейбірінің түзілуін және басқа тау жыныстарының бұзылуын, литосферада топырақтың түзілуін және т.б. анықтайтын тірі ағзалардың қызметі.

Суши биомассасы. Тропикалық ормандардағы тіршіліктің ең жоғары тығыздығы. Өсімдік түрлері көбірек (5 мыңнан астам). Экватордың солтүстігі мен оңтүстігінде тіршілік кедейленеді, оның тығыздығы және өсімдіктер мен жануарлар түрлерінің саны азаяды: субтропикте 3 мыңға жуық өсімдік түрі, далада 2 мыңдай, одан кейін жапырақты және қылқан жапырақты ормандар және, ең соңында, қыналар мен мүктердің 500-ге жуық түрі өсетін тундра. Әртүрлі географиялық ендіктердегі тіршіліктің дамуының қарқындылығына байланысты биологиялық өнімділік өзгереді. Жердің жалпы бастапқы өнімділігі (аудан бірлігінде уақыт бірлігінде автотрофты организмдер түзетін биомасса) шамамен 150 млрд тоннаны құрайды, оның ішінде дүние жүзіндегі ормандардың үлесі жылына 8 млрд тонна органикалық затты құрайды. Тундрада бір гектардағы өсімдіктің жалпы салмағы 28,25 т, тропиктік орманда - 524 тонна. Қоңыржай белдеуде 1 га орман жылына 6 тоннаға жуық ағаш пен 4 тонна жапырақ түзеді, 193,2 * 109 Дж ( ~ 46 * 109 кал). Осы ормандағы жәндіктердің, құстардың және басқалардың биомассасындағы қайталама өнімділік (бірлік аумақта уақыт бірлігінде гетеротрофты организмдер түзетін биомасса) өсімдік биомассасының 0,8-ден 3% -на дейін, яғни шамамен 2 * 109 Дж (5 * 108) құрайды. кал).< /p>

Әртүрлі агроценоздардың бастапқы жылдық өнімділігі айтарлықтай өзгереді. Орташа дүниежүзілік өнімділік гектарына құрғақ заттың тоннасымен: бидай – 3,44, картоп – 3,85, күріш – 4,97, қант қызылшасы – 7,65. Адам жинайтын өнім егістіктің жалпы биологиялық өнімділігінің 0,5%-ын ғана құрайды. Бастапқы өндірістің едәуір бөлігін сапрофиттер – топырақ тұрғындары бұзады.

Топырақ – жер бетінің биогеоценоздарының маңызды құрамдастарының бірі. Топырақ түзудің бастапқы материалы тау жыныстарының беткі қабаттары болып табылады. Олардан микроорганизмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың әсерінен топырақ қабаты түзіледі. Организмдер биогендік элементтерді өз бойында шоғырландырады: өсімдіктер мен жануарлар өлгеннен кейін және олардың қалдықтары ыдырағаннан кейін бұл элементтер топырақтың құрамына өтеді, соның арқасында

ол биогендік элементтерді жинақтайды, сонымен қатар толық ыдырамаған органикалық пештерді жинақтайды. Топырақта көптеген микроорганизмдер бар. Сонымен, қара топырақтың бір граммында олардың саны 25 * 108-ге жетеді. Сонымен, топырақ биогендік текті, бейорганикалық, органикалық заттар мен тірі организмдерден тұрады (эдафон - топырақтың барлық тірі жануарларының жиынтығы). Биосферадан тыс жерде топырақтың пайда болуы және өмір сүруі мүмкін емес. Топырақ көптеген организмдердің (біржасушалы жануарлар, анелидтер және дөңгелек құрттар, буынаяқтылар және басқалары) тіршілік ету ортасы болып табылады. Топырақта өсімдік тамыры өтеді, одан өсімдіктер қоректік заттар мен суды сіңіреді. Ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігі топырақтағы тірі организмдердің тіршілік әрекетімен байланысты. Топыраққа химиялық заттардың түсуі ондағы тіршілікке жиі зиянын тигізеді. Сондықтан топырақты ұтымды пайдаланып, оларды қорғау қажет.

Әрбір елді мекеннің басқалардан құрамы мен қасиеті жағынан ерекшеленетін өз топырағы болады. Жеке топырақ түрлерінің қалыптасуы әртүрлі топырақ түзуші тау жыныстарымен, климаттық және өсімдік ерекшеліктерімен байланысты. В.В.Докучаев топырақтың 10 негізгі түрін анықтады, қазір олардың саны 100-ден асады. Украина территориясында келесі топырақ аймақтары бөлінеді: Полесье, Орманды дала, Дала, Құрғақ дала, сонымен бірге Карпат және Қырым таулы аймақтары. олардың әрқайсысына тән топырақ құрылымының түрлері.жабын. Полесье сод-пидзол жапырақтарымен, сұр орманмен сипатталады. Қара-сири орман топырақтары, подзолизацияланған қара топырақтар және т.б. Орманды дала зонасында сұр және қара-сір орман топырақтары бар. Дала зонасы негізінен қара топырақтармен берілген. Украин Карпатында қоңыр орман топырақтары басым. Қырымда әртүрлі топырақтар (қара топырақ, каштан және т.б.) бар, бірақ олар әдетте қиыршық тасты және тасты болады.

Дүниежүзілік мұхиттың биомассасы. Мұхиттар планетаның 2/3 бөлігінен астамын алып жатыр. Мұхит суларының физикалық қасиеттері мен химиялық құрамы тіршіліктің дамуы мен өмір сүруіне қолайлы. Құрлықтағы сияқты мұхитта да тіршіліктің тығыздығы экваторлық белдеуде ең жоғары және одан қашық болған сайын азаяды. Жоғарғы қабатта 100 м тереңдікте планктонды құрайтын біржасушалы балдырлар өмір сүреді, «Дүниежүзілік мұхиттағы фитопланктонның жалпы бастапқы өнімділігі жылына 50 миллиард тоннаны құрайды (бір клеткалы балдырлардың жалпы бастапқы өндірісінің шамамен 1/3 бөлігі). биосфера). Мұхиттағы барлық дерлік қоректік тізбектер шаян тәрізділер сияқты зоопланктонды жануарлармен қоректенетін фитопланктоннан басталады. Шаянтәрізділер балықтардың және балин киттерінің көптеген түрлерінің қорегі болып табылады. Құстар балықты жейді. Ірі балдырлар негізінен мұхиттар мен теңіздердің жағалау аймағында өседі. Тіршіліктің ең көп шоғырлануы маржан рифтерінде. Мұхит құрлыққа қарағанда тіршілікте кедей, оның өндірісінің биомассасы 1000 есе аз. Түзілген биомассаның көп бөлігі – біржасушалы балдырлар және мұхиттың басқа да тұрғындары өліп, түбіне шөгеді және олардың органикалық заттары ыдыратушылар әсерінен жойылады. Дүниежүзілік мұхиттың бастапқы өнімділігінің шамамен 0,01% ғана адамға тамақ және химиялық энергия түріндегі трофикалық деңгейлердің ұзақ тізбегі арқылы жетеді.

Мұхит түбінде организмдердің тіршілік әрекеті нәтижесінде шөгінді жыныстар түзіледі: бор, әктас, диатомит және т.б.

Мұхиттардағы жануарлардың биомассасы өсімдіктердің биомассасынан шамамен 20 есе көп, әсіресе жағалау аймағында үлкен.

Мұхит – жер бетіндегі тіршілік бесігі. Мұхиттың өзінде тіршіліктің негізі, күрделі қоректік тізбектің бастапқы буыны – фитопланктон, бір жасушалы жасыл теңіз өсімдіктері. Бұл микроскопиялық өсімдіктерді шөпқоректі зоопланктон және көптеген ұсақ балық түрлері жейді, олар өз кезегінде белсенді жүзетін жыртқыштардың бірқатар нектондарына жем ретінде қызмет етеді. Мұхиттың қоректік тізбегіне теңіз түбіндегі организмдер – бентос (фитобентос және зообентос) да қатысады. Мұхиттағы тірі заттың жалпы массасы 29,9 ∙ 109 т, ал зоопланктон мен зообентостың биомассасы мұхиттағы тірі заттың жалпы массасының 90%, фитопланктон биомассасы - 3% жуық және нектон биомассасы (негізінен балық) құрайды. - 4% (Суетова, 1973; Добродеев, Суетова, 1976). Жалпы алғанда мұхит биомассасы құрлық биомассасынан салмағы бойынша 200 есе, ал бет бірлігіне 1000 есе аз. Бірақ мұхиттағы тірі заттың жылдық өндірісі 4,3∙ 1011 т.Тірі салмағы бойынша ол жердегі өсімдік массасының өніміне жақын – 4,5∙ 1011 т.Теңіз организмдерінде су әлдеқайда көп болғандықтан, содан кейін бірлікпен. құрғақ салмақ бойынша бұл қатынас 1: 2,25 сияқты көрінеді. Құрлықтағымен салыстырғанда мұхиттағы таза органикалық заттардың өндірісінің арақатынасы одан да төмен (1:3,4), өйткені фитопланктон ағаш өсімдіктеріне қарағанда күл элементтерінің көп пайызын қамтиды (Добродеев және Суетова, 1976). Мұхиттағы тірі материяның айтарлықтай жоғары өнімділігі қарапайым фитопланктондық организмдердің өмір сүру ұзақтығының қысқа болуымен түсіндіріледі, олар күн сайын жаңарып отырады және мұхиттағы тірі заттардың жалпы массасы орта есеппен шамамен 25 күн сайын болады. Құрлықта биомассаның жаңаруы орта есеппен 15 жылға созылады. Мұхиттағы тірі зат өте біркелкі таралмаған. Ашық мұхиттағы тірі заттардың максималды концентрациясы – 2 кг/м2 – солтүстік Атлантика және Тынық мұхитының солтүстік-батысындағы қоңыржай белдеулерде орналасқан. Құрлықта орманды дала және дала аймақтарының биомассасы бірдей. Мұхиттағы биомассаның орташа мәндері (1,1-ден 1,8 кг/м2-ге дейін) қоңыржай және экваторлық белдеулердің аудандарына ие, құрлықта олар қоңыржай белдеудегі құрғақ далалардың, субтропиктік аймақтың жартылай шөлдерінің биомассасына сәйкес келеді, альпі және субальпі ормандары (Добродеев және Суетова, 1976) ... Мұхитта тірі заттардың таралуы сулардың тік араласуына байланысты, соның салдарынан фотосинтез процесі жүретін терең қабаттардан қоректік заттар жер бетіне шығады. Мұндай терең сулардың көтерілу аймақтары көтерілу аймақтары деп аталады, олар мұхитта ең өнімді. Сулардың әлсіз тік араласу аймақтары фитопланктон өндірісінің төмен мәндерімен сипатталады - мұхиттың биологиялық өнімділігінің бірінші буыны, тіршіліктің кедейлігі. Тіршіліктің мұхиттағы таралуының тағы бір тән белгісі оның таяз су аймағында шоғырлануы болып табылады. Мұхиттың тереңдігі 200 м-ден аспайтын аудандарында түбіт фаунасының биомассасының 59%-ы шоғырланған; 200-ден 3000 м-ге дейінгі тереңдіктер 31,1%, ал тереңдігі 3000 м-ден астам аумақтар үшін - 10% -дан аз. Дүниежүзілік мұхиттағы климаттық ендік белдеулерінің ішінде субантарктикалық және солтүстік қоңыржай белдеулер ең бай: олардың биомассасы экваторлық белдеудегіден 10 есе көп. Құрлықта, керісінше, тірі заттың ең жоғары мәндері экваторлық және субэкваторлық белдеулерде кездеседі.

Тіршіліктің бар болуын қамтамасыз ететін биологиялық айналымның негізі – күн энергиясы және оны ұстап тұратын жасыл өсімдіктердің хлорофилл. Әрбір тірі ағза сыртқы ортадан кейбір заттарды сіңіріп, басқаларын бөліп шығара отырып, заттар мен энергия айналымына қатысады. Қоршаған ортаның көптеген түрлері мен сүйек компоненттерінен тұратын биогеоценоздар әртүрлі химиялық элементтер атомдары қозғалатын циклдарды жүзеге асырады. Атомдар көптеген тірі организмдер мен сүйек ортасы арқылы үнемі қоныс аударады. Атомдардың көші-қонынсыз жер бетінде тіршілік болуы мүмкін емес еді: жануарлар мен бактерияларсыз өсімдіктер көп ұзамай көмірқышқыл газы мен минералдардың қорын таусатын еді, ал өсімдіктердің жануарлық негіздері энергия мен оттегінің көзін жоғалтады.

Жер бетінің биомассасы – жер-ауа ортасының биомассасына сәйкес келеді. Ол полюстерден экваторға қарай артады. Сонымен қатар өсімдік түрлерінің саны артып келеді.

Арктикалық тундра - 150 өсімдік түрі.

Тундралар (бұталар мен шөптесін) - 500-ге дейін өсімдік түрі.

Орман зонасы (қылқан жапырақты ормандар+дала (зона)) – 2000 түрі.

Субтропиктер (цитрус, пальмалар) – 3000 түрі.

Жалпақ жапырақты ормандар (тропиктік тропикалық ормандар) – 8000 түрі. Өсімдіктер бірнеше қабатта өседі.

Жануарлардың биомассасы. Жаңбыр орманы планетадағы ең үлкен биомассаға ие. Тіршіліктің мұндай байлығы қатаң табиғи сұрыптауды және тіршілік үшін күресті тудырады a => Әртүрлі түрлердің бірлескен тіршілік ету жағдайларына бейімделуі.

Жердің биомассасы - планетадағы барлық тірі организмдердің жиынтығы.Жердің биомассасы шамамен 2,4 10 12 тоннаны құрайды (бүкіл биосфера массасының шамамен 0,01%): бұл мөлшердің 97% -ын өсімдіктер, 3% - жануарлар алады. Қазіргі уақытта жер бетінде тірі ағзалардың бірнеше миллион түрі белгілі. Құрлықтың биомассасы – 99,87%, Дүниежүзілік мұхит – 0,13%. Бұл фотосинтездің тиімділігінің төмен болуына байланысты (мұхит аймағында Күннің сәулелену энергиясын пайдалану 0,04%, құрлықта - 0,1%).

Құрлықтағы биомасса біркелкі таралмаған және полюстерден экваторға дейін өседі, түрлердің әртүрлілігі де артады. Әртүрлі экологиялық жүйелердің өнімділігі әртүрлі және бірқатар климаттық факторларға, ең алдымен жылу мен ылғалдың болуына байланысты. Ең өнімді экожүйелер тропиктік ормандар, одан кейін егістік алқаптар, далалар мен шалғындар, шөлдер, полярлық аймақтар.

Топырақ тіршілік ету ортасы ретінде жоғары тығыздығымен, мөлдірлігімен, оттегінің нашарлығымен сипатталады, оның құрамында минералды заттар еріген су бар; ол тау жыныстарынан үгілу және тірі организмдердің әрекеті нәтижесінде түзіледі. Топырақтың минералды құрамы кремний диоксидімен (шамамен 50%), алюминий тотығымен (25% дейін), темір, магний, калий, фосфор, кальций оксидтерімен (10% дейін) ұсынылған. Топырақтағы органикалық заттар қарапайым қосылыстар (СО2, NH3, т.б.) түзу үшін минералданады немесе одан да күрделі қосылыстарға – қарашірік немесе гумусқа айналады. Топырақ органикалық қоқыспен жабылған, әлі өзгермеген немесе орман қоқысының, дала киізінің және т.б. шамалы ыдырайтын өсімдік қалдықтарынан тұрады.Топырақ биогеоценоздары оның физика-химиялық сипаттамаларына әсер ететін тірі организмдермен тығыз қоныстанған: өсімдік тамырлары, бактериялар, саңырауқұлақтар, балдырлар, қарапайымдылар, жануарлар ... Топырақта бактериялардың тіршілік әрекетімен байланысты заттардың өзгеруінің әртүрлі химиялық реакциялары жүреді. Нитрификациялаушы бактериялар аммиакты азот және азот қышқылы тұздарына дейін тотықтырады. Анаэробты жағдайда азот қышқылы тұздарының тотықсыздануымен байланысты кері процесс – денитрификация жүреді. Организмдердің ең көп саны топырақтың жоғарғы қабаттарында өмір сүреді: бактериялар органикалық заттарды минералдандырады, қарапайымдар артық бактерияларды жояды; жауын құрттары, жәндіктердің дернәсілдері, кенелер топырақты қопсытады, оның аэрациясына ықпал етеді.

Дүниежүзілік мұхиттың биомассасы. Гидросфера жер биосферасының шамамен 70%-ын алып жатыр. Гидросфераның жер бетіндегі тіршілік ету ортасынан айырмашылығы негізінен оның тығыздығы мен тұтқырлығымен ерекшеленеді. Тіршіліктің ең көп алуандығы экватор мен тропикте жылы теңіздер мен мұхиттармен ерекшеленеді, солтүстік пен оңтүстікте теңіздердің флорасы мен фаунасы жүздеген есе азаяды. Олардың көпшілігі жер үсті қабаттарында және жағалау аймағында шоғырланған. Қозғалыс және белгілі бір қабаттарда тұру режиміне байланысты теңіз тұрғындары үш экологиялық топқа бөлінеді: нектон, планктон және бентос. Нектон - ұзақ қашықтықты және күшті ағыстарды жеңуге қабілетті белсенді қозғалатын ірі жануар: балықтар, кальмарлар, шұңқырлар, киттер. Тұщы суларда қосмекенділер мен көптеген жәндіктер нектонға жатады. Планктон – әр түрлі тереңдікте тіршілік ететін, бірақ белсенді қозғалысқа және ағынға қарсы тұруға қабілетсіз өсімдіктер (балдырлар, т.б.) және ұсақ жануарлар организмдерінің (ұсақ шаянтәрізділер, медузалар, тарақ желелері, кейбір құрттар) жиынтығы. Бентос негізінен бекінген немесе баяу қозғалатын жануарлармен (кейбір балықтар, губкалар, целентераттар, құрттар, моллюскалар, асцидиялар және т.б.) ұсынылған, олар таяз суларда көбірек. Таяз суда өсімдіктер (диатомдылар, жасыл, қоңыр, қызыл балдырлар, бактериялар) бентосқа да түседі. Жарық жоқ тереңдікте фитобентос болмайды. Еніп жатқан жарық мөлшері бойынша су қоймалары екі көлденең аймаққа бөлінеді: жоғарғы немесе эфотикалық (мұхиттық аймақтың суларында 100-200 м-ге дейін) және үлкен тереңдікке дейін созылатын төменгі - афотикалық, мұнда. фотосинтез үшін жарық жеткіліксіз (15.1-сурет).

Биомасса энергияның үлкен мөлшерімен сипатталады. Тірі материядағы зат алмасу реакцияларының жүруі мыңдаған, кейде миллиондаған есе жылдамырақ. Тірі ағзаларды құрайтын көптеген химиялық қосылыстар тек тірі организмдерде тұрақты болады. Қозғалыс қабілеті биосферадағы тірі материяға ортақ қасиет. Биомасса тірі емес биомассаға қарағанда айтарлықтай үлкен морфологиялық және химиялық әртүрлілікті көрсетеді. Биосфераны құрайтын организмдер планетаның айналасында көбейіп, тарай алады. Тірі заттардың қасиеттері биогеохимиялық функциялардың негізінде жатыр:

• энергетикалық функция жасыл өсімдіктердің фотосинтездік белсенділігінен тұрады, бұл әрекет процесінде күн энергиясының жинақталуы жүреді, соның арқасында жердегі тіршілік құбылыстары жүреді;
• газ қызметі - өсімдіктер мен жануарлардың тыныс алуы және өсімдіктердің фотосинтезі кезінде қоршаған ортамен тұрақты газ алмасу. Бұл газдардың миграциясын және олардың өзгеруін тудырады, биосфераның газдық құрамын қамтамасыз етеді. Тірі заттың жұмыс істеу процесінде негізгі газдар түзіледі: азот, оттегі, көмірқышқыл газы, күкіртсутек, метан және т.б.;
• концентрация функциясы тірі организмдердің қоршаған ортаның биогендік элементтерін алу және жинақтауында көрінеді. Бұл элементтердің тірі ағзалар ағзасындағы концентрациясы сыртқы ортадағыдан жүздеген, мыңдаған есе жоғары. Атомдар алдымен тірі организмдерде шоғырланады, содан кейін олар қурап, минералданғаннан кейін жансыз табиғатқа өтеді;
• Тотығу-тотықсыздану функциясы сыртқы ортамен заттар мен энергияның алмасуынан тұрады: диссимиляция және ассимиляция. Бұл жағдайда биогендік тотығу және тотықсыздану процестері басым болады;
• деструктивті функция организмдердің өлгеннен кейін ыдырауымен байланысты процестерді анықтайды, нәтижесінде органикалық заттардың минералдануы орын алады, т.б. тірі материяның инертті күйге айналуы. Осының нәтижесінде биосфераның биогенді және биоинертті заттары да түзіледі;
• қоршаған ортаны құраушы функция тіршілік процестерінің нәтижесінде қоршаған ортаның физикалық және химиялық параметрлерін түрлендіру болып табылады.

Атомдардың биогендік миграциясының негізінде организмдердің зат алмасуы, өсуі және көбеюі жатыр, ол эволюция процесінде қазіргі заманғы табиғи жүйені құруға әкелді. Миллиарддаған жылдар бойы өсімдіктер көмірқышқыл газының орасан зор мөлшерін сіңіріп, атмосфераны оттегімен байытты, одан озон экраны пайда болды. Ультракүлгін сәулелерден қорғаныстың болуы тірілердің судан шығып, құрлықта таралуына мүмкіндік берді. Тірі организмдер биосфераның және бүкіл Жердің табиғи қасиеттеріне өте терең әсер етеді. Омыртқасыздардың әктас қаңқаларында бор, әктас сияқты шөгінді жыныстар түзілген; көмір мен мұнай өсімдік қалдықтарынан пайда болды. Топырақ негізінен биогенді. Бұл микроорганизмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың бейорганикалық табиғатпен әрекеттесуіндегі тіршілік әрекетінің өнімі. Эволюция процесінде қоршаған ортаның өзгеруіне аз тәуелді күрделі организмдердің пайда болуы, сонымен қатар салыстырмалы түрде тұрақты экожүйелердің дамуы қалыптасқан биогеоценоздардағы энергия мен заттардың миграция жылдамдығының артуына әкелді.

Қазіргі кезде жер шарында 500 мыңға жуық өсімдік түрі, 1,5 миллионнан астам жануарлар түрі белгілі. Олардың 93%-ы құрлықта, ал 7%-ы су ортасының тұрғындары (кесте).

Кестедегі мәліметтер мұхиттар жер бетінің шамамен 70%-ын алып жатқанымен, олар жер биомассасының 0,13%-ын ғана құрайтынын көрсетеді.

Топырақ биогенді қалыптасады, ол бейорганикалық және органикалық заттардан тұрады. Биосферадан тыс жерде топырақ түзілу мүмкін емес. Микроорганизмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың әсерінен жердің топырақ қабаты тау жыныстарында біртіндеп қалыптаса бастайды. Организмдерде жинақталған биогендік элементтер өліп, ыдырағаннан кейін қайтадан топыраққа өтеді.

Топырақта болып жатқан процестер биосферадағы заттар айналымының маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Адамның шаруашылық қызметі топырақ құрамының бірте-бірте өзгеруіне және онда тіршілік ететін микроорганизмдердің өлуіне әкелуі мүмкін. Сондықтан да топырақты ұтымды пайдалану шараларын әзірлеу қажет. Сайттан алынған материал

Гидросфера жер шарының айналасында жылу мен ылғалдылықтың таралуында, заттардың айналымында маңызды рөл атқарады, сондықтан ол биосфераға да күшті әсер етеді. Су - биосфераның маңызды құрамдас бөлігі және организмдер тіршілігінің маңызды факторларының бірі. Судың көп бөлігі мұхиттар мен теңіздерде. Мұхит және теңіз суларының құрамына 60-қа жуық химиялық элементтерді қамтитын минералды тұздар кіреді. Организмдердің тіршілігіне қажетті оттегі мен көміртегі суда жақсы ериді. Су жануарлары тыныс алу кезінде көмірқышқыл газын бөледі, ал өсімдіктер фотосинтез нәтижесінде суды оттегімен байытады.

Планктон

100 м тереңдікке жететін мұхит суларының жоғарғы қабаттарында біржасушалы балдырлар мен микроорганизмдер тараған, олар микропланктон(ден грекпланктон - кезбе).

Біздің планетада жүріп жатқан фотосинтездің шамамен 30% суда жүреді. Балдырлар күн энергиясын қабылдай отырып, оны химиялық реакциялардың энергиясына айналдырады. Су организмдерінің қоректенуінде басты маңызы бар планктон.

Ф және vжәне мен шамамен b туралы l туралы h Кімге а с e м л және

Жердің кез келген жерінде, қай жерге қарасаңыз да, өмір билейді. Барлық жерде кез келген өсімдіктер мен жануарларды кездестіруге болады. Ал көзге көрінбейтін тағы қаншама ағзалар! Ең қарапайым бір жасушалы жануарлар мен микроскопиялық балдырлар, көптеген саңырауқұлақтар, бактериялар, вирустар ...

Қазіргі уақытта өсімдіктердің 500 мыңға дейін және жануарлардың 1,5 миллионға жуық түрі белгілі. Бірақ барлық түрлер әлі ашылып, сипатталған жоқ. Ал әр түрдің қанша даралығы бар екенін елестетсеңіз!.. Тайгадағы шыршаларды немесе шалғындықтағы одуванчиктерді немесе бір бидай алқабындағы бидайдың масақтарын санап көріңіз ... Бір құмырсқа иінде қанша құмырсқа тұрады, Бір шалшықта циклоптардың немесе дафнияның қанша шаян тәрізділері, орманда қанша тиін бар, бір көлде қанша шортан, алабұға немесе таран бар?.. Микроорганизмдерді санау кезінде шынымен де таңғажайып фигуралар алынады.

Сонымен, в1 грамм Орташа алғанда орман топырағы:

бактериялар - 400 000 000,

саңырауқұлақтар - 2 000 000,

балдырлар - 100 000,

қарапайымдылар - 10 000.

Джорджия университетінің микробиологтары осылай деп есептейді Жерде тек 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (5 миллион емес) бактериялар . Бұл құрайды Ғаламшардағы барлық тіршілік массасының 70%.

Тірі тіршілік иелерінің осы сансыз жиынтығының барлығы ретсіз және ретсіз орналаспайды, бірақ қатаң түрде өмір заңдылықтары бойынша, белгілі бір тәртіппен, жер бетінде тарихи қалыптасқан тіршілік заңдары бойынша. Бұл туралы американдық биолог К.Вилли былай деп жазады: «Бір қарағанда, тірі жан-жануарлар әлемі бір-бірінен ерекшеленетін және әрқайсысы өз жолымен жүретін елестету мүмкін емес көптеген өсімдіктер мен жануарлардан тұратын сияқты көрінуі мүмкін. Алайда, егжей-тегжейлі зерттеу барлық организмдердің, өсімдіктердің де, жануарлардың да негізгі өмірлік қажеттіліктері бірдей екенін көрсетеді, олар бірдей проблемаларға тап болады: энергия көзі ретінде азық-түлік алу, өмір сүру кеңістігін жаулап алу, көбею және т.б. Шешу барысында. бұл мәселелер, өсімдіктер мен жануарлардың әртүрлі формаларының үлкен алуан түрлілігін қалыптастырды, олардың әрқайсысы қоршаған ортаның берілген жағдайында өмір сүруге бейімделген. Әрбір пішін қоршаған ортаның физикалық жағдайларына ғана емес, ылғалдылықтың, желдің, жарықтың, температураның, гравитацияның және т.б. белгілі бір шектегі ауытқуларға төзімділікке ие болды, сонымен қатар биотикалық ортаға - барлық өсімдіктер мен жануарларға бейімделді. бірдей аймақ.

Жер бетінде тұрақты түрде таралатын организмдердің бүкіл жиынтығы біздің планетамыздың тірі қабығы – биосфераны құрайды. «Биосфера» концепциясын дамыту және оның планеталық рөлін нақтылау үшін бұл терминнің өзі өткен ғасырдың соңында қолданылғанымен, орыс академигі В.И.Вернадскийге тиесілі. Биосфера дегеніміз не және ол неге маңызды?

Жердің беткі бөліктері үш минералды, бейорганикалық қабықтардан тұрады: литосфера – Жердің қатты тас қабығы; гидросфера – барлық теңіздерді, мұхиттарды және ішкі суларды қоса алғанда, сұйық, үздіксіз қабық – Дүниежүзілік мұхит; атмосфера – газ тәрізді қабық.

Бүкіл гидросфераны, литосфераның жоғарғы бөліктерін және атмосфераның төменгі қабаттарын жануарлар мен өсімдіктер мекендейді. Қазіргі биосфера тірі материяның пайда болуы және одан әрі тарихи дамуы процесінде қалыптасты. Жер бетінде тіршілік пайда болған кезден бастап, әртүрлі бағалаулар бойынша, 1,5-2,5-тен 4,2 миллиард жылға дейін созылды. В.И.Вернадский осы уақыт ішінде жер қыртысының барлық сыртқы қабаттары организмдердің тіршілік әрекетімен 99 пайызға өңделген деген қорытындыға келді. Демек, Жер біз қабылдайтын пішінде, біз өмір сүріп жатырмыз, көп дәрежеде ағзалар қызметінің жемісі болып табылады.

Жер бетінде материяның табиғи дамуы нәтижесінде пайда болған тіршілік өзінің көптеген миллиондаған жылдар бойы әртүрлі организмдер түрінде өмір сүріп, біздің планетамыздың келбетін өзгертті.

Биосфераның барлық организмдері бірігіп жер қыртысы мен атмосферасын өзгертетін қуатты энергияға ие биомассаны немесе «тірі материяны» құрайды. Өсімдік заттарының жалпы салмағы шамамен 10 000 миллиард, ал жануарлардікі 10 миллиард тоннаға жуық, бұл оның қатты, сұйық және газ тәріздес тіршілік ету ортасымен бүкіл биосфера салмағының шамамен 0,01 пайызын құрайды. Тіршілік пайда болғаннан кейін шамамен миллиард жыл өткен соң Жерді мекендеген барлық тірі заттардың биомассасы біздің планетамыздың массасынан бірнеше есе көп болуы керек деп есептеледі. Бірақ олай болмады.

Неліктен биомасса айтарлықтай жиналмайды? Неліктен ол белгілі бір деңгейде өткізіледі? Өйткені биомасса тірі зат ретінде осы даму процесінде, тірі жандардың көбеюі мен өсу процесінде үздіксіз дамуға, жетілдіруге және үнемі жинақтауға бейім.

Және бұл болмайды, өйткені организмнің денесі құрастырылған әрбір элемент қоршаған ортадан қабылданады, содан кейін бірқатар басқа организмдер арқылы қайтадан қоршаған бейорганикалық ортаға оралады, ол қайтадан оның құрамына кіреді. тірі зат, биомасса. Демек, тірі материяның бір бөлігі болып табылатын әрбір элемент ол бірнеше рет пайдаланылады.

Дегенмен, мұны абсолютті мағынада түсінуге болмайды. Бір жағынан элементтердің бір бөлігі заттардың айналымынан шығады, өйткені жер бетінде биомассаның неғұрлым қарқынды процесін қамтамасыз ету үшін көмір, мұнай, шымтезек, тақтатас және т.б. шөгінділер түрінде органикалық қосылыстардың жиналуы. жинақтау, бұл ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігі мен үй жануарларының өнімділігінің үздіксіз артуы арқылы көрінеді.

Бірақ мұның бәрі жалпы ережені жоққа шығармайды. Негізінде, Жердегі биомасса жинақталмайды, бірақ бұл деңгей абсолютті және тұрақты емес болса да, үнемі белгілі бір деңгейде сақталады. Бұл бір құрылыс материалынан биомассаның үнемі жойылып, қайта пайда болуына байланысты болады, оның шегінде заттардың үздіксіз айналымы болады. В.И.Вернадский былай деп жазады: «Тіршілік жер бетіндегі материяны құрайтын атомдардың едәуір бөлігін басып алады. Оның әсерінен бұл атомдар үздіксіз қарқынды қозғалыста болады. Олардан үнемі миллиондаған алуан түрлі қосылыстар жасалады. Және бұл процесс ең көне археозой дәуірінен біздің заманымызға дейін ондаған миллион жылдар бойы үзіліссіз жалғасуда. Жер бетінде тұтас алғанда тірі организмдерден гөрі тұрақты әрекет ететін, сондықтан оның соңғы салдары бойынша күштірек химиялық күш жоқ.

Ағзалардың тіршілік әрекетінің нәтижесінде пайда болатын бұл айналымды заттардың биологиялық айналымы деп атайды. Ол фотосинтез процесін жүзеге асыратын жасыл өсімдіктердің пайда болуымен заманауи сипат алды. Сол уақыттан бастап Жердегі тірі материяның эволюциясының шарттары мүлде басқа сипат алды.

Атомдары күрделі ақуыз молекуласының бөлігі болып табылатын көміртегі мысалында заттардың айналымын қысқаша қарастыруға болады. Белок молекуласымен тіршілік және зат алмасу байланысты.

Жердің әр гектарында көмірқышқыл газының (СО2) құрамында 2,5 тоннаға дейін көміртек бар. Есептеулер көрсеткендей, дақылдар, мысалы, қант қамысы, әр гектар 8 тоннаға дейін көміртекті сіңіреді, бұл өсімдіктердің денесін құруға жұмсалады. Нәтижесінде жасыл өсімдіктер пайдаланылды

Көміртегінің толық қоры болар еді. Бірақ бұл болмайды, өйткені тыныс алу процесінде организмдер көмірқышқыл газын едәуір мөлшерде бөледі.Ал одан да көп көміртек шіріткіш бактериялар мен саңырауқұлақтармен бөлінеді, жануарлар мен өсімдіктердің өлі денелеріндегі көміртегі қосылыстарын бұзады. Көміртектің бір бөлігі әлі күнге дейін «айналым» сферасынан шығып, өлі өсімдіктер мен жануарлар айналатын мұнай, көмір, шымтезек және т.б. шөгінділер түрінде шөгеді. Бірақ көміртегінің бұл жоғалуы тау жыныстарының карбонаттарының жойылуымен, ал қазіргі жағдайда өндірілген отынның көп мөлшерін жағу арқылы өтеледі. Нәтижесінде көміртегі атмосферадан жасыл өсімдіктер, жануарлар, микроорганизмдер арқылы атмосфераға үнемі ағып жатқан сияқты. Осылайша, биосферадағы көміртегінің жалпы қоры шамамен тұрақты болып қалады. Жер бетінде тіршілік пайда болғаннан бері биосферадағы әрбір дерлік көміртегі атомы бірнеше рет тірі материяның құрамында болды, атмосфералық көмірқышқыл газына өтіп, қайтадан тірі материя құрамына қайта оралды деп жоғары сенімділікпен болжауға болады. биомасса.

Қазіргі жағдайда көміртегі заттардың биологиялық айналымы процесінде мынадай кезеңдерден өтеді: 1) органикалық заттарды жасаушы жасыл өсімдіктер атмосферадан көміртекті сіңіріп, өз ағзасына енгізеді; 2) өсімдіктермен қоректенетін жануарлар немесе тұтынушылар олардың көміртекті қосылыстарынан өз денесінің көміртекті қосылыстарын түзеді; 3) бактериялар, сондай-ақ кейбір басқа организмдер немесе жойғыштар өлген өсімдіктер мен жануарлардың органикалық заттарын бұзады және көмірқышқыл газы ретінде атмосфераға қайтадан шығады.

Биомасса аминқышқылдары мен ақуыздардың тағы бір маңызды құрамдас бөлігі - азот. Жердегі азоттың көзі - өсімдіктер топырақтан және судан жұтылатын нитраттар. Өсімдіктерді жейтін жануарлар өздерінің протоплазмасын өсімдік аминқышқылдарынан ақуызбен синтездейді. Шіріткіш бактериялар осы организмдердің өлі денелерінің азот қосылыстарын аммиакқа айналдырады. Содан кейін нитрификациялаушы бактериялар аммиакты нитриттерге және нитраттарға айналдырады. Азоттың бір бөлігі денитрификациялаушы бактериялар арқылы атмосфераға қайтарылады. Бірақ жер бетінде тірі материяның эволюциясы барысында бос азотты байланыстырып, оны органикалық қосылыстарға айналдыра алатын организмдер пайда болды. Бұл бұршақ тұқымдастардың тамырларының жасушаларымен бірге кейбір көк-жасыл балдырлар, топырақ және түйінді бактериялар. Бұл организмдер өлген кезде олардың денесінің азоты азотты бактериялар арқылы азот қышқылының тұздарына айналады.

Осыған ұқсас айналымды су, фосфор және биосфераның тірі заттары мен минералды қабықтарын құрайтын басқа да көптеген заттар жүзеге асырады. Осының нәтижесінде биосфераның тірі затының белсенділігіне сирек жағдайларды қоспағанда, барлық элементтер қатысады. ең үлкен масштабтағы үздіксіз қозғалатын ағын - заттардың биологиялық айналымы ... Академик В.И.Вернадский: «Тіршіліктің тоқтауы сөзсіз химиялық өзгерістердің аяқталуымен байланысты болар еді, егер бүкіл жер қыртысы болмаса, ең болмағанда оның беті – Жер беті, биосфера», - деп жазады.

Вернадскийдің бұл идеясы әсіресе өсімдік фотосинтезінің өнімі болып табылатын оттегінің оның айналымы процесінде ойнайтын рөлімен нақты расталады. Жер атмосферасындағы оттегінің барлығы дерлік жасыл өсімдіктердің белсенділігі арқылы пайда болды және белгілі бір деңгейде сақталады. Көп мөлшерде оны организмдер тыныс алу кезінде тұтынады. Сонымен қатар, орасан зор химиялық белсенділікке ие оттегі барлық дерлік элементтермен қосылыстарға үздіксіз енеді.

Егер жасыл өсімдіктер осыншама көп мөлшерде оттегін шығармаса, онда ол шамамен 2000 жылдан кейін атмосферадан толығымен жойылып кетер еді. Жердің бүкіл келбеті өзгеріп, барлық дерлік ағзалар жойылып, биосфераның физикалық бөлігіндегі барлық тотығу процестері тоқтатылады ... Жер жансыз планетаға айналар еді. Бұл планетаның атмосферасында бос оттегінің болуы, онда тіршілік, тірі зат және биосфера бар екенін көрсетеді. Ал биосфера болғандықтан, қоршаған ортаның барлық дерлік элементтері заттардың үлкен, шексіз айналымына қатысады.

Қазіргі дәуірде атмосферадағы барлық оттегі организмдер арқылы айналады (тыныс алу кезінде байланысады және фотосинтез кезінде бөлінеді) 2000 жыл, атмосферадағы барлық көмірқышқыл газы әр 300 жыл сайын кері бағытта айналым жасайды. және жердегі барлық су 2 000 000 жыл бойы фотосинтез және тыныс алу арқылы ыдырайды және көбейеді.

Биосфера теориясы геохимиялық зерттеулерге негізделген, ең алдымен В.И.Вернадский зерттеген оттегі мен көміртегінің айналымдары. Ол бірінші болып қазіргі атмосфераның құрамындағы оттегі өсімдіктердің фотосинтездік әрекеті нәтижесінде пайда болады деген болжам жасады.

Көрнекті жаратылыстанушы В.И.Вернадский өзінің өткір де тамаша ойымен қазіргі жаратылыстану ғылымының барлық дерлік салаларын қамтитын ғажайып қабілетке ие болды. Ол өз ойлары мен тұжырымдамаларында қазіргі білім деңгейінен әлдеқайда озып, олардың алдағы ондаған жылдарға дамуын болжаған. Вернадский сонау 1922 жылы адамның ядролық энергияның орасан зор қорын жақын игергені туралы жазған, ал 1930 жылдардың аяғында адамның ғарышқа шығу дәуірінің келе жатқанын болжаған. Ол көптеген жер туралы ғылымдардың – генетикалық минералогияның, геохимияның, биогеохимияның, радиогеологияның бастауында тұрды және оның шығармашылығының шыңына айналған Жер биосферасы туралы ілімді жасады.

В.И.Вернадскийдің ғылыми ізденістері үнемі орасан зор ұйымдастыру жұмыстарымен байланысты болды. Ол Ресейдің табиғи өндіргіш күштерін зерттеу комиссиясын құрудың бастамашысы, Украина ғылым академиясын ұйымдастырушылардың бірі және оның бірінші президенті болды. Вернадскийдің бастамасымен География институты, М.В.Ломоносов атындағы Минералогия және геохимия институты, Радиев институты, Керамикалық-оптикалық институт, қазіргі уақытта В.И.Геохимия және аналитикалық химия институтына айналған биогеохимиялық зертхана құрылды. Вернадский, Мәңгілік тоңды зерттеу жөніндегі комиссия кейінірек В.А. Ақырында, ол Жердің геологиялық жасын анықтау үшін халықаралық комиссия құру идеясын ұсынды.

БИОФЕРАДАҒЫ ЭНЕРГИЯ АҒЫНЫ

Барлық заттардың айналымдары тұйық, оларда бірдей атомдар қайта-қайта қолданылады. Сондықтан циклды жүзеге асыру үшін жаңа зат қажет емес. Бұл жерде материяның сақталу заңы көрінеді, ол бойынша материя ешқашан пайда болмайды және жойылмайды. Бірақ биогендік айналымдағы заттардың өзгеруі үшін энергия қажет. Бұл орасан зор процесс қандай энергия есебінен жүзеге асырылады?


Жердегі тіршілікке, демек, заттардың биологиялық айналымын жүзеге асыруға қажетті энергияның негізгі көзі күн сәулесі, яғни шамамен 10 000 000 градус температурада ядролық реакциялар кезінде Күннің ішкі бөлігінде пайда болатын энергия. (Күн бетіндегі температура әлдеқайда төмен, небәрі 6000 градус.) Энергияның 30 пайызына дейін атмосферада таралады немесе бұлттар мен жер бетінде шағылысады, 20 пайызға дейін бұлттардың жоғарғы қабаттарында, шамамен 50 пайызы құрлыққа немесе мұхит бетіне жетеді және жылу түрінде жұтылады. Жасыл өсімдіктер энергияның елеусіз мөлшерін, шамамен 0,1-0,2 пайызын ғана алады; дәл осы жердегі заттардың бүкіл биологиялық айналымын қамтамасыз етеді.

Жасыл өсімдіктер күн сәулесінің энергиясын жинақтайды, оны өз денесінде сақтайды. Өсімдіктермен қоректенетін жануарлар организміне тамақпен, өсімдіктермен бірге түскен энергия есебінен өмір сүреді. Жыртқыштар, сайып келгенде, жасыл өсімдіктерде жинақталған энергиямен өмір сүреді, өйткені олар шөпқоректі жануарлармен қоректенеді.

Осылайша, бастапқыда жасыл өсімдіктер фотосинтез процесінде пайдаланған Күннің энергиясы өсімдіктердің өзі құрылған органикалық қосылыстардың химиялық байланыстарының потенциалдық энергиясына айналады. Өсімдікті жеген жануардың денесінде бұл органикалық қосылыстар өсімдік органикалық заттарды синтездеуге жұмсалған энергияның соншалықты мөлшерінің бөлінуімен тотығады. Бұл энергияның бір бөлігі жануардың тіршілігіне жұмсалады, ал бір бөлігі термодинамиканың екінші заңы бойынша жылуға айналады және кеңістікте таралады.

Сайып келгенде, жасыл өсімдіктің күннен алған энергиясы бір ағзадан екіншісіне өтеді. Әрбір осындай ауысу кезінде энергия бір түрден (өсімдіктің өмірлік энергиясы) екіншісіне (жануарлардың, микроорганизмдердің және т.б. өмірлік энергия) айналады. Әрбір осындай түрлендіру кезінде пайдалы энергия мөлшерінің төмендеуі байқалады. Демек, тұйық шеңберде өтетін заттардың айналымына қарағанда, энергия организмнен организмге белгілі бір бағытта қозғалады. Энергияның цикл емес, бір жақты ағыны бар.

Күн сөнген бойда Жерде жинақталған барлық энергияның белгілі және салыстырмалы түрде қысқа мерзімнен кейін біртіндеп жылуға айналып, кеңістікте таралатынын елестету қиын емес. Биосферадағы заттардың айналымы тоқтап, барлық жануарлар мен өсімдіктер өледі. Өте мұңды сурет ... Жердегі өмірдің соңы ...

Дегенмен, бұл тұжырыммен шатастырмау керек. Өйткені, Күн тағы бірнеше миллиард жыл бойы жарқырайды, яғни, ең болмағанда, тірі материяның қарапайым кесектерінен қазіргі адамға дейін дамып келе жатқан Жерде тіршілік бар болғанша. Оның үстіне адамның өзі жер бетінде небәрі миллион жыл бұрын пайда болған. Осы кезеңде ол тас балтадан атом мен Әлемнің тереңдігіне еніп, ең күрделі электронды компьютерлерге өтті,

Энергияның бір түрден екінші түрге кез келген ауысуы пайдалы энергия мөлшерінің азаюымен бірге жүреді, Жерден тысқары шығып, ғарыш кеңістігін сәтті зерттейді.

Адамның және оның миы сияқты жоғары ұйымдасқан материяның пайда болуы тірі ананың және бүкіл биосфераның эволюциясы үшін ерекше маңызды болды және болып табылады. Адамзат өзінің пайда болған күнінен бастап биомассаның бір бөлігі ретінде айтарлықтай уақыт бойы қоршаған ортаға толығымен тәуелді болды. Бірақ миы мен ойлауы дамыған сайын адам табиғатты жеңіп, одан жоғары көтеріледі, оны өз мүддесіне бағындырады. Сонау 1929 жылы А.П.Павлов жер бетіндегі органикалық дүниенің дамуындағы адамның рөлінің ұдайы артып келе жатқанына тоқтала отырып, төрттік кезеңді «антропоген» деп атауды, одан кейін В.И.Вернадскийді адамзаттың жаңа, интеллектуалды қабықшасын жасайды деп санауды ұсынды. Жер немесе сфералық ақыл «ноосфера» атауын ұсынды.

Адамның қызметі биосферадағы заттардың айналымын айтарлықтай өзгертеді. 50 миллиард тоннаға жуық көмір өндіріліп, жағылды; миллиардтаған тонна темір және басқа металдар, мұнай, шымтезек өндіріледі. Адам энергияның әртүрлі түрлерін, соның ішінде атом энергиясын игерді. Нәтижесінде жер бетінде мүлдем жаңа химиялық элементтер пайда болды және кейбір элементтерді басқаларға айналдыруға мүмкіндік туды және биосфераға радиоактивті сәулеленудің көп мөлшері енгізілді. Адам ғарыштық тәртіптің шамасына айналды және оның ақыл-ойының күші жақын болашақта біз қазір тіпті күдіктенбейтін энергияның мұндай түрлерін меңгере алады.