1. Процессы энергообмена
Энергия солнца включается в биологический круговорот только через фотосинтез. Энергетика последней основана на фотосинтетическом восстановлении углекислоты СО2 :
n CO2 + 2n H2A + энергия = (CH2O)n + n A2 + n H2O
Говоря о биосфере, необходимо сказать о другом не менее популярном понятии «ноосфера». Автор этого понятия французский философ П. Тейяр — де — Шарден. По Шардену — это сфера разума, она находится вне биосферы, над ней.
В.И.Вернадский принял этот термин, но ее он трактовал иначе, как материалист и полагал, что это сфера природы, преобразованное человеком.
Что характерно для биосферы, как особой оболочки Земли? Она трехкомпонентна, сюда включаются гидросфера, атмосфера и литосфера. При этом водная масса слагается в от губительного ультрафиолетового излучения.
Появление первых наземных организмов начинается 400 млн. лет назад. Дальнейшая эволюция предполагала «пригонку» новых видов друг к другу. Так, постепенно на протяжении многих тысяч, миллионов лет в ландшафтах сложилась своя флора и фауна. Отсюда, биосфера — это совокупность растений и животных (+ Homo sapiens), использующих для стабилизации среды солнечную энергию, минеральные соли, воду и органические вещества других живых существ. В целом, биосфера использует только 0,1% энергии, получаемой Землей от Солнца, и только она связывается в фотосинтезе. Хотя это кажется мало, но за год продуцируется 200 млрд. тонн сухого органического вещества (сюда входит пища человека + энергия, проходящая через все экосистемы: леса, степи, луга, болота и т. д.). И все же какова масса этого живого вещества ?
Вес биостромы в секунду 2,4 *1012 тонн, и все это составляет 1 273 000 массы Земли. В общем, это ничтожно малая «живая пленка» на поверхности планеты. Для сравнения, если взять металлическое ядро весом в 5 кг., то на живую пленку приходится лишь 0,3 гр. Действительно, пленка жизни ничтожно мала, но она производит громадную работу, гидросферу, где впервые появилась жизнь. Плотный фундамент планеты слагается литосферой, а особый газовый состав образует атмосферу. И на все это направлен мощный поток солнечной энергии. Роль и значимость атмосферы громадна, кислород накапливался на протяжении сотен млн. лет и она способна защитить живые существа от губительного ультрафиолетового излучения.
Краткая хронология событий в эволюции биосферы:
1. Самая древняя микрофлора, способная на фотосинтез, найдена в Канаде (штат Онтарио) ученым Гарвардского университета Максом Тейлером. Датируется проба сине-зеленых водорослей — 2 млрд. лет. С этого времени начинается эволюция биосферы.
2. Примерно 1 млрд. лет назад появились прокариотические организмы (нет митоза и митохондрия), способные на фотосинтез. Отсюда «пошла» автотрофная линия эволюции, взамен гетеротрофному. Это была поистине великая биологическая «революция» Земли, в результате вымерли организмы, которым вреден кислород.
3. Около 0,8 млрд. лет назад появились первые примитивные настоящие клеточные организмы, эукариоты.
4. Первые многоклеточные организмы (растения и животные) появились около 600 млн. лет назад, в кембрийском периоде геологической истории Земли.
Устойчивость биосферы обеспечивается круговоротом энергии, осуществляемом в ходе глобального биологического круговорота веществ. Пусковым механизмом последнего является фотосинтез автотрофных организмов. Ниже приводится принципиальная схема в обмене энергией в трофических цепях в экосистеме Блок редуцентов или цепи разложения также важны для функционирования экосистем, как и ряды выедания, реализовывающиеся в трофических цепях блока консументов. Трудно представить, чтобы стало с экосистемой когда организмы редуцентного блока хотя бы на время прекратили свою «работу». По образному выражению проф. И. А. Стебаева, «наш дачный участок был бы „погребен“ ветошью, сухой листвой, остатками тел мертвых организмов», т. е.экосистема захлебнулась бы в своих «остатках».
