Средообразующая деятельность организмов

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

План:

Введение…………………………………………………………………………..….3

Глава I. Биосфера и окружающая среда………………………………………...….4

Глава II. Взаимосвязь организмов и окружающей среды ………………………...6

Глава III. Средообразующая деятельность организмов…………………………...7

3.1 Энергетическая  функция………………………………………………………..8

3.2 Деструктивная  функция………………………………………………………..11

3.3 Концентрационная  функция…………………………………………………...12

3.4 Газовая функция организмов……………………………………………….….12

3.5 Биохимическая  и биогеохимическая функции……………………………….14

Заключение……………………………………………………………………….…16

Список  использованной литературы……………………………………………...17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

    В своей контрольной работе я хочу рассмотреть такую важную часть  науки экологии как средообразующая деятельность организмов (растений, животных и микроорганизмов), то есть, как влияют организмы на ту или иную среду, и какую роль они в ней играют. Но перед тем как рассмотреть данный вопрос я хочу коснуться общих понятий, связанных с моей работой.

    И так, экология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их природой, о структуре и функционировании надорганизменных систем. Термин «экология» в 1866 г. ввел немецкий эволюционист Эрнст Геккель. Он считал, что экология должна изучать различные формы борьбы за существование.

    Все организмы на Земле существуют в  определенных условиях. Та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно  взаимодействует, называется среда обитания.

    Группировки совместно обитающих организмов называются сообщества, или биоценозы. Окружение организмов составляет их биоценотическую среду. Раздел экологии, изучающий закономерности формирования и функционирования сообществ, называется синэкология, или биоценология. В состав биоценоза входят: фитоценоз (растительное сообщество), зооценоз (сообщество животных) и микробиоценоз (сообщество микроорганизмов).

    В понятие среды обитания организмов входят почвенно-климатические факторы, образующие в совокупности экотоп, или первичную среду обитания. Организмы активно воздействуют на экотоп и преобразуют его в биотоп, или вторичную среду обитания.

    Мне кажется эта тема очень интересной и актуальной в наши дни, ведь как  мы знаем очень многие животные занесены в Красную книгу Российской Федерации и никто не сомневается, что это по вине людей, мы губительно воздействуем на окружающих нас организмов. Поэтому мы должны знать, какую роль они играют в формировании среды, которая является не только средой обитания живых организмов и нашим местом жизни.

Глава I. Биосфера и окружающая среда

    «Биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Вернадский распространил понятие биосферы не только на организмы, но и на среду обитания, показав геологическую роль живых организмов в преобразовании минеральных оболочек планеты»¹.

    «Экосистема – это любое единство, включающее все организмы и весь комплекс физико-химических факторов и взаимодействующее с внешней средой. Экосистемы – это основные природные единицы на поверхности Земли.

Для экосистем  характерен разного рода обмен веществ  не только между организмами, но и между их живыми и неживыми компонентами. При изучении экосистем особое внимание уделяется функциональным связям между организмами, потокам энергии и круговороту веществ»².

    «Выделяется четыре основные среды обитания:

1. Водная среда обитания (гидросфера). Её образуют важнейшие компоненты гидросферы Земли: Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Водная среда обитания является исходной для всех земных форм жизни. Подавляющее большинство организмов – первично-водные, то есть сформировавшиеся именно в водной среде обитания.
2. Наземно-воздушная среда обитания (атмосфера). Её состояние оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения.
3. Почва как среда обитания (литосфера). В состав почвы входят разнообразные типы вещества: живое вещество (живые организмы), биогенное вещество (органические и неорганические вещества, происхождение которых связано с деятельностью живых организмов), косное вещество (горные породы) и другие. Поэтому почва представляет собой особый тип вещества в биосфере – биокосное вещество. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров.
4. Организм. Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются редко. Жизнь сосредоточена в основном на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана».

    Таким образом, главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами. Деятельность живых организмов сопровождается извлечением из окружающей их неживой природы больших количеств минеральных веществ. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе, т.е. циркуляция веществ между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами»³.

    «На Земле ежегодно производится и разрушается 1012 т живого вещества. Такой интенсивный кругооборот веществ, создавший биосферу и определяющий ее устойчивость и целостность, связан с жизнедеятельностью всей биомассы планеты»⁴. В отличие от мертвой материи живое вещество способно к аккумулированию энергии, к размножению и обладает огромной скоростью реакций. Идет накопление кислорода, связывание азота, осаждение кальция, накопление фосфора и т. д. Стабильное состояние биосферы в первую очередь обусловлено деятельностью самого живого вещества. Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ.

Глава II. Взаимосвязь организмов и окружающей среды

    Организм  всецело зависит от среды и  немыслим без нее. Но в процессе жизнедеятельности  и непрерывного обмена веществ со средой растения и животные сами влияют на окружающие условия и изменяют физическую среду. «В результате жизнедеятельности организмов возникла почва, к составу и характеру которой приспособились в процессе эволюции растения и животные. Изменился и климат, и возникли его особенности - микроклиматы.

    Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы проникала в сознание ученых и находила реализацию в их исследованиях. Ученые убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. На рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку проникают идеи целостного подхода к изучению природы.

    Результаты  такого подхода сказались при исследовании проблем воздействия биотических, или живых факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача –исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945)»⁵.

Глава III. Средообразующая деятельность организмов

    «Понятие «живое вещество» обозначает совокупность живых организмов биосферы. Это понятие было введено В. И. Вернадским. Он отметил, что между косной частью биосферы, косными природными телами и организмами, её населяющими идёт непрерывный обмен энергией. Живое вещество преобразует физико-химические параметры среды в условия, благоприятные для существования организмов. В этом проявляется главная функция живого вещества - средообразующая. Например, леса регулируют поверхностный сток, увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом»⁶.

    Можно сказать, что средообразующая функция - совместный результат таких функций живого вещества как энергетическая функция, которая обеспечивает энергией все звенья биологического круговорота; деструктивная и концентрационная, которые способствуют извлечению из природной среды и накоплению рассеянных, но жизненно важных для организмов элементов.

    «Средообразующие функции живого вещества создали и поддерживают баланс вещества и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе человека. Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия.

    Эту способность живого вещества к восстановлению благоприятных условий существования  выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области термодинамических равновесий. Он заключается в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений. В теории управления аналогичное явление носит название отрицательных обратных связей. Благодаря этим связям система возвращается в первоначальное состояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. Например, на повышение содержания углекислого газа в атмосфере биосфера отвечает усилением фотосинтеза, который снижает концентрацию кислорода. Таким образом, устойчивость биосферы оказывается явлением динамическим.

    Средообразующая роль живого вещества имеет химическое проявление и выражается в соответствующих  биогеохимических функциях, которые свидетельствуют об участии живых организмов в химических процессах изменения вещественного состава биосферы. В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события: был преобразован газовый состав первичной атмосферы; изменился химический состав вод первичного океана; образовалась толща осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник плодородный почвенный покров. Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека»⁷.

Энергетическая  функция

    «Энергетическая функция выполняется, прежде всего, растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений.

    Чтобы биосфера могла существовать и развиваться, ей необходима энергия. Собственных  источников энергии она не имеет  и может потреблять энергию только от внешних источников. Главным источником для биосферы является Солнце. По сравнению с Солнцем, энергетический вклад других поставщиков (внутреннее тепло Земли, энергия приливов, излучение космоса) в функционирование биосферы очень мал (около 0,5% от всей энергии, поступающей в биосферу). Солнечный свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы. Почти 99% этой энергии, поступившей в биосферу, поглощается атмосферой, гидросферой и литосферой, а также участвует в вызванных ею физических и химических процессах (движение воздуха и воды, выветривание и др.). Только около 1% накапливается на первичном звене ее поглощения и передается потребителям уже в концентрированном виде.

    По  словам Вернадского, зеленые растения, являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом химические тела - своеобразные солнечные консервы, энергия которых в дальнейшем становится источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере - всей земной коры. Без этого процесса накопления и передачи энергии живым веществом невозможно было бы развитие жизни на Земле и образование современной биосферы. Каждый последующий этап развития жизни сопровождался все более интенсивным поглощением биосферой солнечной энергии. Одновременно нарастала энергоемкость жизнедеятельности организмов в изменяющейся природной среде, и всегда накопление и передачу энергии осуществляло живое вещество.

    Современная биосфера образовалась в результате длительной эволюции под влиянием совокупности космических, геофизических и геохимических факторов. Первоначальным источником всех процессов, протекавших на Земле, было Солнце, но главную роль в становлении и последующем развитии биосферы сыграл фотосинтез. Биологическая основа генезиса биосферы связана с появлением организмов, способных использовать внешний источник энергии, в данном случае энергию Солнца, для образования из простейших соединений органических веществ, необходимых для жизни.

    Под фотосинтезом понимается превращение  зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами при участии энергии света и поглощающих свет пигментов (хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, углекислого газа и минеральных элементов) в сложные органические вещества, необходимые для жизнедеятельности всех организмов.