Розділ 7 ГЛОБАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ (ВЧЕННЯ ПРО БІОСФЕРУ)

По-третє, сприятливий термічний режим, який виключає або надто високі температури (зумовлюють згортання білка), або надто низькі (припиняють роботу ферментів). Найживучішими є прокаріоти — бактерії і ціанобактерії, їх можна зустріти в льодовиках Арктики, в скельних породах Антарктики, в гарячих джерелах з температурою до 98°С, а в підземних водах — і при 100°С.

Отже, потужність біосфери за вертикаллю в океанах охоплює всю товщу води і незначну донну плівку життя, а на континентах — тонкий надземний і потужний підземний шар. Уся земна поверхня нашої планети належить до біосфери, виключаючи, можливо, окремі високогірні ділянки, вкриті льодовиками, та безводні пустелі.

Найпродуктивнішим шаром суші є літосфера, яка разом із водними біоценозами утворює активну плівку життя. До літосфери належать не лише біоценози, утворені на поверхні суші. Життя не обмежується лише поверхнею суші. Воно існує і в нижніх шарах літосфери, особливо в підземних водах.

Гідробіосфера розподіляється на два системних утворення — океанічне і континентальних водоймищ — океа-нобіосфери, або мариносферу та аквабіосферу. Кожне з цих утворень має свою характерну структуру і свій набір гідробіонтів.

Особливо слід відзначити озоносферу, яку ще називають озоновим екраном. Незважаючи на низький вміст озону в атмосфері, цей газ відіграє суттєву еколого-біологічну роль, активно поглинаючи короткохвильове ультрафіолетове (УФ) випромінювання Сонця. Озоновий шар, розташований в стратосфері на висоті приблизно 15—20 км (верхня межа його поширення — 45 км), не лише визначає температурний режим стратосфери, але є і захисним щитом земних організмів, відхиляючи від них смертоносне ультрафіолетове випромінювання.

В останні десятиліття увага світової громадськості прикута до руйнування озонового шару, яке відбувається головним чином під впливом хлорфторвуглеводів (фреонів), які широко використовуються в побуті (холодильні установки, газове наповнення аерозольних балончиків). Ці сполуки (95% їх, як правило, потрапляє в повітряне середовище) під дією ультрафіолетового випромінення виділяють хлор, який і руйнує стратосферний озон. Цьому неґативному процесу сприяють також і викиди реактивних літаків, ядерні викиди, розклад мінеральних добрив, які супроводжуються виділенням азоту і його окислів, також здатних руйнувати озоновий екран.

Отже, власне біосфера — це шар активного життя, глибина якого на суші становить близько 12 км, а в межах океану — 17 км. Ця відстань значно менша, ніж передбачалося (20 — 22 і навіть більше). В середньому шар планетарного життя сягає всього близько 20 км. Якщо зіставити розміри космосу і земної антропосфери, це нагадує целофанову плівку, яку так легко пошкодити.

7.3. Жива речовина. Геохімічна робота живої речовини

Згадаємо декілька визначень живої речовини творця цього поняття В.І. Вернадського: "Жива речовина біосфери є сукупністю усіх її живих організмів". Як учений, він розуміє, що об'єкт Його досліджень вимагає кількісних характеристик, а тому наголошує: "Я буду називати сукупність організмів, зведених до ваги, хімічного складу і енергії, живою речовиною". Жива речовина в його розумінні — це форма активованої матерії, і її енергія тим більша, чим більша маса живої речовини.

Які ж властивості живої речовини?

В.І. Вернадський називає дві специфічні форми руху живої речовини:

5. Жива речовина проявляє значно більшу морфологічну і хімічну різноманітність, ніж нежива. В природі відомо понад 2 млн органічних сполук, які входять до складу живої речовини, тоді як кількість мінералів неживої речовини становить близько 2 тисяч, тобто на три порядки нижче.

6. Жива речовина представлена дисперсними тілами — індивідуальними організмами, кожний з яких має свій власний генезис, свій генетичний склад. Розміри індивідуальних організмів коливаються від 20 мм у найдрібніших до 100 м (діапазон понад 109). Найбільшими з рослин вважаються секвої, а з тварин — кити.

На думку Вернадського, мінімальні і максимальні розміри організмів визначаються граничними можливостями їх газового обміну з середовищем.

7. Будучи дисперсною, жива речовина ніколи не трапляється на Землі в морфологічно чистій формі, наприклад, у вигляді популяційного виду. Вона може існувати лише у вигляді біоценозу: "...навіть простенький біоценоз якогось сухого соснячка на пісочку є угрупованням, яке складається приблизно із тисячі видів живих організмів" (Тимофєєв-Рисовський).

8. Принцип Реді (флорентійський академік, лікар і натураліст, 1626—1697): "все живе з живого" — є відмінною особливістю живої речовини, яка існує на Землі у формі безперервного чергування поколінь і характеризується генетичним зв'язком з живою речовиною всіх минулих геологічних епох. Неживі абіогенні речовини, як відомо, надходять до біосфери або з космосу, або ж виносяться порціями з оболонки Земної кулі. Вони можуть бути аналогічні за складом, але генетичного зв'язку у них немає.

9. Жива речовина в особі конкретних організмів, на відміну від неживої, здійснює упродовж свого історичного життя грандіозну роботу. По суті, лише біогенні речовини мета біосфери — це інтеґрал маси живої речовини Землі за геологічний час, тоді як маса неживої речовини земного походження є постійною величиною в геологічній історії: 1 г архейського граніту і сьогодні залишається 1 г тієї ж речовини, а та ж сама маса живої речовини, тобто 1 г, протягом мільярдів років існувала за рахунок зміни поколінь і весь цей час виконувала геологічну роботу.

У доаристотелівські часи вважали, що життя починається з абіогенезу (з таких мертвих тіл природи як камінь, скеля, вода, газ, земля). Аристотель, як писав В.І. Вернадський (1969), визнавав біогенез для людини, птахів, майже всіх ссавців та деяких нижчих тварин, окремих з хребетних, багатьох рослин. Він у виняткових випадках допускав гетерогенез (різнорідне зародження) і для вищих рослин, для тварин. Минуло два тисячоліття з часу смерті Аристотеля, утвердився в науці принцип Реді ("все живе з живого"), але й сьогодні йде пошук взаємозв'язків живої і неживої речовини, які слугують надійним механізмом невпинного руху життя в біосфері. Аби краще зрозуміти суть цих механізмів, слід з'ясувати, з яких речовин, крім живої, складається біосфера. Незважаючи на те, що уявлення про склад біосфери викладені В.І. Вернадським у праці "Хімічна будова біосфери Землі та її оточення":

· газова

· киснева