Живые организмы гидросферы | terasfera

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли. Именно здесь миллиарды лет назад зародилась жизнь, и до сих пор вода является домом для многих животных. Но эта вода далеко не везде одна и та же: она может отличаться не только концентрацией солей и тем пературой, но также давлением, освещенностью и даже скоростью. Список характеристик воды на этом не заканчивается, однако даже та малая часть даёт понять насколько многообразен мир живых существ гидросферы, ведь каждому виду необходимо приспособиться к уникальному набору водных свойств, к которым прибавляются и другие особенности экосистемы.

• Мировой океан:
• Континентальная вода:

Мировой океан

Океан, являясь гигантской экосистемой, включает в себя разнообразное множество мест обитаний, слитых в единое целое: от теплых тропический мелководий до вечно холодных и темных морских глубин. Как и суша, океанское дно имеет свой рельеф, представляющий собой горы, равнины и впадины. Кроме того, там есть и свои безжизненные пустыни, где на огромных пространствах из-за недостатка питательных веществ существование живых организмов очень затруднительно. Примером могут служить области, где не происходит подъема воды, отчего питательные вещества оседают на дно. Жителям океанов, можно сказать, повезло, ведь им не опасны резкие перепады температур или такие стихийные бедствия, как пожары, засухи, наводнения. Но хищники представляют не менее страшную опасность, подстерегая свою жертву повсюду на широких океанских просторах.

Планктон — начало жизни

Там, куда с легкостью проникает солнечный свет, хорошо чувствует себя планктон — скопление разнообразных мелких организмов. Большую часть планктона составляют одноклеточные водоросли, которые превращают энергию солнца и неорганическое вещество в органическую пищу. Вместе с ними в рядах планктона дрейфуют простейшие и разные мелкие животные: от рачков до мальков рыб. Невооруженным глазом планктон заметить трудно, однако он хорошо виден с космических снимков.

Нектон — Секретная маскировка

Скопления планктона привлекают животных покрупнее, которые в свою очередь являются пищей для организмов больших размеров. Однако поверхность океана — место совсем не безопасное, особенно для тех, которых легко заметить с воздуха, ведь они могут стать пищей крылатых. Но эволюция подарила морским обитателям такой способ защиты, как маскировка. Так, например, у рыб, плавающих в толще воды, спина темная, а брюхо светлое, поэтому при взгляде сверху они еле различимы на фоне темной глубины, а если посмотреть снизу, то сливаются с хорошо освещенными поверхностными водами. Вот уж где рыбья маскировка достигает самых разнообразных форм, так это на коралловых рифах. Чтобы слиться с радужными кораллами необходимо иметь уникальную окраску, поражающую людей своей причудливостью.

Коллективизм в океане

Другой вид защиты — это объединение в стаи (косяки), благодаря которому хищнику трудно выбрать жертву среди тысяч непрерывно движущихся животных. Удивительная точность движений и слаженность рыб в косяке объясняется сенсорами по бокам тела, чувствительными к колыханиям воды. Недостаток стайного образа жизни в том, что иногда он заводит всех рыб в ловушку. Это бывает, когда начинает охоту горбатый кит или промышленные рыболовные суда, способные искать косяки с помощью эхолокаторов и вести лов на глубине более километра. Другие виды китов предпочитают отфильтровывать из воды планктон. Такой способ кормежки используется и глубоководными животными, например губками. В морской пучине, где царят холод и мрак, животные питаются оседающими с поверхности съедобными частичками. Очень редко на глубину спускаются туши мертвых китов, от которых после длинной трапезы падальщиков остается лишь груда костей.

Глубинная жара

Средняя температура на большой глубине составляет +4 градуса. Однако кое-где из донных трещин — гидротермальных жерл — вырываются потоки воды, разгоряченной аж до 360 градусов, вместе с минеральными веществами. Спускаясь на дно, эти вещества образуют вокруг жерл трубы высотой более 10 м, которые получили название «черные курильщики». Вокруг таких источников движется жизнь, обязанная одному из способов автотрофного питания, хемосинтезу. Хемосинтезирующие бактерии получают энергию из минерального вещества и создают органическое, являющееся пищей многим организмам. Если завтра перестанет светить Солнце, почти вся жизнь на Земле остановится, но только не у гидротермальных жерл, здесь она будет течь так же, как и миллионы лет назад.

Континентальная вода

Поверхностные воды суши, составляют всего около 0,02% от всей гидросферы. Однако богатое разнообразие питательных веществ делает пресные водоемы привлекательными для многих организмов. Хорошо известное и не очень любимое «цветение» воды к концу лета обусловлено масштабным размножением крошечных водорослей, с которых начинается пищевая цепь многих пресных водоемов. Типичный представитель фауны пруда — это гидра, дающая убежище тысячам одноклеточных водорослей взамен на органическую пищу. Другое пресноводное растение, как и мельчайшие водоросли, не связанное с грунтом, — это ряска. В любимой среде обитания, стоячей воде, ряска покрывает поверхность плотным зеленым ковром, а к зиме, гонимая холодом, спускается на дно. Самое крупное дрейфующее растение, папирус, достигает высоты 4 метров. Папирус произрастает по берегу, но иногда стебли отрываются от корней и отправляются в плавание. На таких островах живут люди.

Великие мореплаватели

Не только растения пускаются в путешествия, так же поступают лягушки и жабы, но лучшими путешественниками остаются проходные рыбы, переплывающие огромные расстояния ради безопасных мест нереста. Это свойственно лососям, которые из изобилующего пищей океана безошибочно находят путь в родную реку с помощью органов вкуса. Такое путешествие очень опасно. Кроме того, лососи во время него ничего не едят, поэтому некоторые особи после нереста погибают от истощения, другим удается вернуться в океан. Удивительные миграции совершают европейские угри: после рождения в далеком Саргассовом море Атлантики, они держат трехлетний путь на север, в пресные реки, где будут развиваться еще 30 лет, затем снова отправятся в дальнее путешествие, чтобы вывести потомство. Этот вид способен переползать по суше из водоема в водоем в поисках выхода к морю. Слой слизи защищает кожу от пересыхания. Во влажную погоду угри могут находиться вне воды около суток. Об этих загадочных передвижениях ученым известно мало: как это ни удивительно, но в открытом океане не было поймано ни одного взрослого европейского угря.

Как пережить засуху

Но не только трансатлантические путешественники могут переползать из водоема в водоем, к этому прибегают и сомы, если приходится предпринимать неотложные меры спасения от засухи. Двоякодышащие двулегочниковые рыбы закапываются в ил и окружают себя коконом из слизи: пока он остаётся влажным, рыба может дышать. Аналогичный вариант спасения используют крокодилы: они выкапывают ямки, которые остаются полны водой, даже если остальная местность иссушается. Эти прудики являются прибежищами также для рыб, черепах, лягушек.

Мир живых существ гидросферы поразительно велик. Описанное выше составляет лишь малую часть от общей картины взаимодействия организмов водной оболочки Земли. Тем не менее, хотелось бы верить, что этот материал подтолкнет некоторых к более глубокому изучению этой обширной области знаний, в которой осталась еще целая гора неизведанного.

Смотрите также:

Гидросфера – природная среда жизни

1. Характеристика гидросферы

2. Классификация водоемов и экологических групп гидробионтов (водные организмы)

3. Антропогенное влияние на гидросферу и его последствия

4. Природные и искусственные способы очистки воды

Гидросфера, как водная среда жизни, занимает около 71% поверхности биосферы. Основное количество воды (94%) приходится на моря и океаны, на подземные воды приходится 4%, на ледники 1,7%, на реки и озера 0,3%. В водной среде обитают примерно 150 тыс. видов животных и организмов, что составляет 7% от общего количества. Растительные водные организмы составляют 8% от общего количества известных растений в биосфере.

Живое вещество гидросферы, воздействуя на среду обитания, вовлекает воду в круговорот вещества, перерабатывает ее, разлагая и восстанавливая в полном объеме в промежуток за 2 мил. лет. В биосфере существуют пресноводные и морские экосистемы. Пресноводные системы занимают наименьшую часть территории и подразделяются на стоячие водоемы (озера, болота, пруды), текучие водоемы (родники, реки). По действию основного экологического фактора – света – в пресноводных экосистемах выделяют три зоны:

1. Литоральная (прибрежная), в этой зоне 95% света достигает дна;

2. Лимническая (зона открытой воды), она не имеет ни дна, ни берегов, а нижняя граница совпадает с глубиной проникновения солнечных лучей;

3. Профундальная (зона вечной темноты).

Организмы, обитающие в пресноводных экосистемах, подразделяются на пять экологических групп:

1. Бентос (от греч. глубина) – совокупность организмов, обитающих на дне водоемов

   1. Зоогентос

   2. Фитогентос

2. Планктон (с греч. парящий) – это группа организмов, ведущие пассивный образ жизни в толще волы, к ним относятся микроорганизмы

1. зоопланктон

2. фитопланктон

3. Нектон – совокупность организмов, ведущая активный образ жизни, эти организма имеют, как правило, обтекаемую форму и органы движения

4. Нейстон – совокупность организмов, обитающих на поверхности воды. Они используют поверхностное натяжение как субстрат для передвижения

5. Перифитон – организмы обрастания, они поселяются на неживых объектах и относятся как к животным и растительным организмам.

В морских экосистемах по действию экологического фактора – света – выделяют две зоны:

1. Эуфатическая (зона первичного продуцирования)

2. Афотическая (зона, куда свет не проникает)

Антропогенное влияние на гидросферу

Основные последствия:

1. Таяние ледников вследствие потепления климата. Ученые подсчитали, что лед северного ледовитого океана за последние 30 лет уменьшился на толщину 40%. За последние 9 лет скорость таяния ледников Гренландии возросла в три раза. При этом ежегодно в мировой океан поступает 250 млн. тонн пресной воды. К 2030 г. ожидается повышение океана на 30 см., к 2060 г. на 60 см. если растают все ледники Гренландии, уровень мирового океана поднимется на 7 метров.

2. Истощение ресурсов наземных континентальных вод. Основными потребителями воды во всем мире являются:

   1. Сельское хозяйство (от 70 – 80%). Например, для получения 1т. пшеницы необходимо 1,5т. воды, 1т. риса – 7 тыс. тонн воды, 1т. хлопка – 10 тыс. тонн.

   2. На долю промышленности приходится около 20% воды. Например, на получение 1т. угля затрачивается 2т. воды. 1т. стали – от 15 до 20т. воды. 1т. целлюлозы – до 500т. воды.

   3. На бытовые цели около 10% воды. Например, в среднем, бытовое потребление воды в развитых странах используется 320л. в сутки.

В целом 85% потребляемой воды приходится на долю рек и озер. Это приводит к масштабным экологическим проблемам. Чрезмерное использование наземных вод – рек Амударья и Сырдарья привело к снижению уровня Аральского моря на 23м, при этом соленость воды возросла с 10 до 80г/л. это привело к гибели большей части гидробионтов. До 6м. снизился уровень грунтовых вод, при этом высохла дельта реки, исчезло около 30 тыс. озер, из 180 видов осталось только 38, вследствие образовалась пустыня Аралкум площадью 35 тыс. км2. С ее поверхности ежегодно выносится до 100 млн. т. различных солей, которые достигают ледников Амира, Тянь-Шань и гор Швеции.

3. Истощение ресурсов подземных вод. В земледельческих районах Китая и Индии уровень грунтовых вод ежегодно снижается на 1 – 3 м.

4. Строительство водохранилищ. В мире сооружено более 45 тыс. плотин высотой более 15м. в США таких плотин насчитывается около 700, в России более 200, на Украине около 60.

   1. Затапливаются десятки тысяч плодородных земель;

   2. На дне водохранилищ накапливаются сотни тысяч тонн ядовитых осадков;

   3. Гидротехнические сооружения препятствуют миграции водных обитателей.

5. Загрязнение континентальных водоемов. Загрязнение происходит в результате сброса сточных вод населенными пунктами, промышленностью и с\х предприятиями. Основные загрязняющие вещества – это хлориды, сульфаты, нефтепродукты, ртуть и т.д. Вследствие загрязнения происходит обеднение флоры и фауны водоемов, а так же ухудшение качества питьевой воды. Попадание в водоемы нитратов и фосфатов с\х полей (удобрений) вызывают процессы эвтрафикации водоемов. Эвтрафикация водоемов – это обогащение водоема биогенами, которые стимулируют рост фитопланктона. Результатом является помутнение воды, гибель бентосных растений, снижение концентрации растворенного кислорода и его недостаток для водных животных. Как правило, происходит смена экосистем с богатым видовым составом на более бедные, с доминированием фитопланктона.

6. Загрязнение морей и океанов. В настоящее время около 40% всего населения Земли проживает в стокилометровой зоне. Основные причины загрязнения:

   1. Сброс бытовых промышленных и с\х отходов

   2. Дампинг или захоронение на морским дне. Радиоактивные отходы, ядохимикаты, строительный мусор закапывают в морях и океанах, т.к. они опасны для человека.

      1. Радиоактивное загрязнение. США, Великобритания, Россия и Япония с 1967г. по 76г. захоронили в океане около 50 тыс. т. радиоактивных отходов. До 1992г. только бывшие СССР затопили в морях Северного ледовитого океана около 28 атомных реакторов подводных лодок и атомоходов. Помимо этого в мировом океане затонуло 5 ядерных подводных лодок. Помимо захоронения опасных ядохимикатов, в начале 30х годов в Балтийском море в цементных бочках было захоронено около 7 тыс. т. мышьяка.

      2. Нефтяные утечки с морского транспорта и подводных водопроводов. Установили, что с 1945г. ежегодно с морских судов в океан попадает более 2,5 млн. кубометров нефти.

Водная среда обитания Водная среда гидросфера

Водная среда обитания

Водная среда (гидросфера) • Гидросфера – совокупность всех вод Земли: материковых, океанических, атмосферных. • Воды Мирового океана – 94%; • Подземные воды – 4%; • Внутренние водоемы – 2%. Обитатели водной среды получили общее название гидробионтов.

Экологические зоны океана • Пелагиаль ( толща воды) • Бенталь (дно)

Экологические зоны Мирового океана

Строение бентали • Литораль – приливно-отливная зона. • Сублитораль –область плавного понижения дна до глубины 200 м. • Батиаль– область крутого склона. • Абиссаль – область океанического ложа. • Ультраабиссаль – океанические впадины.

Строение пелагиали • Эпипелагиаль (до 200 м) • Батипелагиаль (до 3000 м) • Абиссопелагиаль (более 3000 м)

Экологические группы гидробионтов • Пелагические — организмы, которые способны плавать или удерживаться в толще воды • Бентос – обитатели дна.

Основные свойства водной среды

Плотность • Фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. • Для дистиллированной воды плотность равна 1 г/см 3. Плотность соленых природных вод достигает 1, 35 г/см 3. • Давление возрастает с глубиной на 1 атм. на каждые 10 м.

Экологические группы гидробионтов по отношению к давлению • Эврибатные • Стенобатные: — только небольшие глубины — только большие глубины

Голотурия. Встречается на мелководье и глубинах до 3000 м

Пескожил. Обитатель мелководий

Морское блюдечко. Обитатель мелководий

Удильщик. Обитатель больших глубин

Удильщик

• Высокая плотность воды (в 800 раз больше, чем у воздуха) позволяет опираться на нее. • Взвешенные в воде организмы объединяют в экологическую группу гидробионтов – планктон (planktos – блуждающий, парящий)

Планктон Одноклеточные и колониальные водоросли, простейшие, медузы, мелкие рачки.

Планктон • Водоросли (фитопланктон) парят в воде пассивно. • Зоопланктон способен к активному плаванию, но в ограниченных пределах.

Способы повышения плавучести 1) развитие выростов, что увеличивает трение о воду; 2) уменьшение плотности за счет накопления в теле жиров, пузырьков газа и т. п.

• Планктонные ракообразные

Медуза в Красном море

Зоопланктон (радиолярии)

Нектон (nektos – плавающий) Способны к быстрому плаванию и преодолению силы течений. Имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения. Типичные нектонные организмы — рыбы, кальмары, киты, ластоногие.

Большая белая акула

Длиннокрылая акула

Синяя акула

Акула-молот

Большая выталкивающая сила • У водных растений слабо развиты механические ткани • Самые крупные животные обитают в воде (сравнить: кит – 100 т и слон 7 т).

Бентос (benthos – глубина) Организмы, обитающие на дне водоемов. Включают: • Зообентос – губки, актинии, черви, некоторые рыбы. • Фитобентос — водоросли и бактерии.

Бентос Губки ведут прикрепленный образ жизни.

Коралловые полипы в Красном море

Бентос (коралловые полипы)

Одиночный коралловый полип – актиния на раковине, занятой раком-отшельником

Бентос (кораллы)

Ланцетники

Ковровая акула

Бентос (камбалообразные)

Температурный режим Характерен сравнительно небольшой диапазон температурных колебаний Высокая теплоёмкость воды ( в 500 раз выше, чем у воздуха) и высокая теплопроводность (в 30 раз выше воздуха) определяют постоянство температуры.

Температурный режим • Суточные колебания температуры воды не выходят за пределы нескольких градусов (в воздухе – до 10 -20 град. ). • Вода сглаживает также и сезонные колебания температур.

Температурные пределы Минимальная температура в Мировом океане: — 2 º С, максимальная: +33 º С. Максимальная температура в материковом водоеме: +45 º С

Расширение при замерзании

Кислородный режим • Содержание кислорода в воде в 20 раз ниже, чем в атмосфере. • Кислород поступает в воду за счет фотосинтеза водорослей и диффузии из воздуха. • С повышением температуры и солености концентрация кислорода понижается.

Дыхание гидробионтов • Через поверхность тела. • Через специализированные органы – жабры. • Сочетание жаберного и кожного дыхания. • Некоторые гидробионты имеют смешанное жаберно-легочное дыхание.

Дыхание через поверхность тела (турбеллярии)

Дыхание через поверхность тела (сидячие полихеты)

Дыхание жабрами (двухстворчатый моллюск)

Дыхание жабрами (голожаберный моллюск)

Дыхание жабрами (костистая рыба)

Сочетание кожного и жаберного дыхания (вьюн 63% кислорода потребляет через кожу)

Сочетание жаберного и легочного дыхания (протоптерус)

Протоптерус

Солевой режим Ионы в морской воде представлены главным образом Na+ и Cl-, присутствуют также Mg 2+, SO 42 — и Ca 2+

Общее содержание солей, растворенных в воде, выражается в промиле (‰) (количество вещества в граммах на 1 кг раствора) Пресные водоемы (озера, реки)- до 0. 5 ‰ Солоноватые (эстуарии) – 0. 5 -30 ‰ Морские – 30. 0 -40. 0 ‰

Водно-солевой гомеостаз Водным организмам в отличие от наземных необходимо поддерживать солевой баланс с окружающей средой.

В пресной воде организмы гипертоничны по отношению к среде. Им необходимо удалять избыток воды из тела.

У простейших это достигается работой выделительных вакуолей

У более сложных организмов излишек воды удаляется выделительной системой.

В морской воде организмы гипотоничны по отношению к среде

Концентрация водородных ионов (р. Н) (1 -14) • Водоемы с р. Н 7 — щелочные. • Морская вода – р. Н=8. 3 • Пресноводные рыбы выдерживают р. Н от 5 до 9, при р. Н 10 – массовая гибель.

Световой режим • Глубина проникновения света не превышает 200 метров. • Сумеречная зона до 1000– 1500 м. • Глубже 1500 м солнечный свет не проникает.

Способы ориентации животных в водной среде Зрительная (возможна только на близком расстоянии связи с быстрым затуханием световых лучей в воде) Прозрачность воды составляет: — рек – 1, 5 м — мелкие моря – 5 -15 м — Индийский океан – 50 м — Саргассово море – 66. 5 м

Ориентация на звук • У гидробионтов развита лучше, чем зрительная. • Водные млекопитающие, рыбы, моллюски, ракообразные издают звуки. • Служит в основном для внутривидовых контактов.

Эхолокация Дельфины отыскивает пищу и ориентируется при помощи восприятия отраженных звуковых волн. Звуковые волны распространяются в воде со скоростью около 1, 5 км/с (в 4, 5 раза быстрее, чем в воздухе). Животное может определить размер и форму объекта.

Электролокация Около 300 видов рыб генерируют и воспринимают отраженные электрические импульсы. Частота разрядов доходит до 2000 импульсов в секунду.

Электролокация у рыбы-слона

Механорецепция

Восприятие химизма среды • Европейский угорь преодолевает 7 -8 тыс. км до мест нереста, ориентируясь на градиент солености воды. • Лососи безошибочно находят реку, где они родились, по запаху.

Фильтрация как тип питания • Характерна только для гидробионтов. • Мидии на площади 1 кв. м, прогоняют до 300 куб. м воды за сутки. • Рачки отфильтровывают в день до 1, 5 л воды на особь. • Весь объем Мирового океана профильтровывается в течение нескольких суток.

Биосфера — Википедия

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности, а также совокупность её свойств как планеты, где создаются условия для развития биологических систем; глобальная экосистема Земли.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году^[1].

Целостное учение о биосфере создал советский биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане Европы — спутника Юпитера.

Биосфера включает в себя верхние слои литосферы, в которых живут организмы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

Границы биосферы[править | править код]

Структура биосферы^[2]:

1. Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6⋅10¹²т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3⋅10¹⁸ т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.
2. Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ.^[3] Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.
3. Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.
4. Биокосное вещество — вещество, которое создаётся одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.
5. Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
6. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
7. Вещество космического происхождения.

Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой — пространством человеческой экспансии в околоземном пространстве — панбиосферой.

Атмосфера[править | править код]

Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство — более тонкий слой, чем тропосфера). Выше простирается слой крайне разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.

Геосфера[править | править код]

Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосферы (с террабионтами), разделяемой на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли — литобиосферу (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов — гипотеррабиосферу, и слой, где возможно лишь обитание анаэробов — теллуробиосферу. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.

Гидросфера[править | править код]

Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами — распадается на слой континентальных вод — аквабиосферу (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосферу (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосферу.

Между верхней границей гипобиосферы и нижней границей парабиосферы лежит собственно биосфера — эубиосфера.

Развитие наблюдается лишь в живом веществе и связанным с ним биокосном. В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется^[1].

Зарождение жизни[править | править код]

Жизнь на Земле зародилась ещё в архее — примерно 3,5 млрд лет назад в гидросфере. Такой возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд лет. Таким образом, можно считать, что жизнь зародилась ещё в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли и простейшие организмы. Начался процесс почвообразования на суше. В конце архея появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.

Будущее биосферы[править | править код]

С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества^[5].

Некоторые философы, например, Дэвид Пирс, выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на Земле (см. одно из значений слова аболиционизм).

Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс В. И. Вернадский. Впервые термин биосфера был введён Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Н. А. Солнцев в ландшафтоведении различал фитосферу и зоосферу.

Биосфера — открытая система. Человек не может существовать вне биосферы, однако стремится исследовать космическое пространство. Ещё К. Э. Циолковский связывал освоение космоса с созданием искусственной биосферы^[6].

В настоящее время идея её создания вновь становится актуальной в связи с планами освоения Луны и Марса. Однако на данный момент попытка создания полностью автономной искусственной биосферы не увенчалась успехом.

Рассматривается возможность создания (пока в далёком будущем) внеземной биосферы на других планетах при помощи терраформирования.

Гидросфера — незаменимая основа всего живого на нашей планете

Гидросфера представляет собой прерывистую водную оболочку Земли. Стандартно она включает в себя совокупность вод Мирового океана, подземных вод, ледников и континентальных поверхностных вод. Более широкое смысловое значение гидросферы подразумевает включение в этот перечень атмосферной воды и воды живых организмов.

Общий объём гидросферы всей планеты составляет порядка 1 533 000 000 км³. Совокупная масса всей гидросферы в 275 раз превышает общую массу атмосферы. Океанические воды покрывают более 70 % поверхности планеты и составляют бо́льшую часть объёма гидросферы — почти 97 %. Гидросфера по всей своей толще пересекается с биосферой, и именно этот показатель принято считать точкой зарождения жизни на Земле.

Состав гидросферы

Гидросфера является полноценной незамкнутой системой, в которой все воды не только взаимосвязаны и объединены в единую природную систему, но и взаимодействуют с другими сферами планеты, включая биосферу и геосферу.

В составе гидросферы солёные океанические воды занимают 96,4 % объёма, количество вод ледников не превышает 1,86 %, на долю всех подземных вод приходится около 1,68 %, а самый низкий показатель принадлежит поверхностным водам суши — 0,02 %.

Гидросфера непрерывно пополняется водами из атмосферы, литосферы, а также насыщается в результате многочисленных природных процессов. Этот механизм имеет и обратное действие. Таким образом, разложение и синтез воды являются стабильными явлениями гидросферы на протяжении всего периода существования.

Сегменты, составляющие гидросферу, отличаются не только свойствами среды, но и свойствами составов воды. Несмотря на это, гидросфера является единым гидрологическим циклом, объединённым разнообразными формами и типами круговорота воды.

Несмотря на сравнительно незначительный объём в общей массе гидросферы, наибольшее значение имеют поверхностные воды суши.

Эти водные ресурсы не только являются основным источником водоснабжения, но и играют важную роль в орошении и обводнении. Объём доступных для использования пресных вод не превышает 0,3%. Общий круговорот воды способствует водному обмену и восстанавливает количество речных и пресных вод, входящих в состав гидросферы. Быстрее всего происходит обновление биологической воды, которая входит в состав всех живых организмов, флоры и атмосферных явлений. Самый продолжительный период возобновления приходится на ледники, подземные воды глубокого залегания, воды Мирового океана.

Проблемы гидросферы

Значение гидросферы

Гидросфера играет важную роль для всего человечества. Водные ресурсы являются транспортом, источником электрической энергии и служат составляющими разнообразной сырьевой базы.

Гидросфера участвует в процессах формирования природной среды планеты. С её участием разрушаются каменные глыбы, растворяются органические соединения, происходит активизация процессов почвообразования. Наличие воды является необходимым условием для миграции большинства соединений и химических элементов.

Гидросфера — основа геологического и биологического круговорота веществ и воздействует на атмосферные процессы. Она участвует в нагревании и охлаждении воздушных масс, а также стабильно насыщает их влагой. Гидросфера является основным участником, формирующим климат и погоду на планете.

Высокие подвижность и теплоёмкость в совокупности с способностью легко изменять состояние, позволяют гидросфере регулировать тепловой режим планеты при помощи переноса огромных объёмов тепловых масс на значительные расстояния.

Водная среда необходима в процессе жизнедеятельности флоры и фауны, участвует в добыче подводных залежей руды и нефти. Большая часть производственной и хозяйственной деятельности человека основана на водных ресурсах. Гидросфера является важнейшим гарантом защиты всей планеты от перегрева и позволяет предотвратить глобальный термодинамический кризис.

Чтобы правильно понимать структуру полимеров необходимо знать, из чего делают пластмассу.

Работая с опасными химическими веществами необходимо досконально разбираться в природе их опасности. Об этом вы прочтете в нашей статье.

У вас избыток старых, ненужных вещей? Сдайте их! Куда? Читайте об этом по https://greenologia.ru/othody/tekstil/starye-veshhi.html ссылке.

Сохранение гидросферы

Несмотря на способность речных и пресных подземных вод посредством водообмена и в процессе водного круговорота активно возобновляться, требуется рациональная эксплуатация всех составляющих гидросферы.

Бережное отношение к водным ресурсам является крайне насущной проблемой современного общества. Рациональное использование заключается в охране водных пространств от различного рода загрязнений. Максимальный ущерб наносят промышленные стоки, и решение проблемы их сброса в водную среду способно значительно улучшить состояние гидросферы. Целесообразно применять методы усовершенствования технологических процессов, ограничить объёмы сбросов в водоёмы и модернизировать сооружения очистки и утилизации.

Совокупность инновационных технологий и грамотная законодательная база позволят эффективно защитить гидросферу от разрушающего антропогенного воздействия.

 

V-Ratio — Классы животных гидросферы

Такого рода неполный перечень проблем, которые возникают в связи с освоением гидросферы, позволяет достаточно глубоко осознать всю их сложность и необычность, определяемую спецификой среды. Основное положение бионики – «живые прототипы – ключ к новой технике» – особенно справедливо для гидросферы: из 63 классов животных, обитающих на Земле, 57 классов живет в гидросфере; из 33 классов растений 18 классов – водоросли. Таким образом, к известному факту, что жизнь на Земле зародилась в мировом океане, добавляются убедительные доказательства того, что и в настоящее время гидросфера очень густо заселена. Основная гипотеза бионики, в полном соответствии с теорией эволюционного развития, гласит, что в ходе эволюции сохраняются только эффективные организмы. В свете этой гипотезы можно полагать, что те или иные животные, заселяющие гидросферу, сумели выработать очень многие чрезвычайно эффективные механизмы перемещения под водой, подводной связи, навигации, ориентации в водном пространстве, маскировки, подводного строительства, предсказания погоды и другие, способствовавшие выживанию вида. Действительно, многочисленные исследования, проведенные гидробиологами, показывают, что мировой океан заселен множеством живых существ, прекрасно приспособленных к плаванию на тех или иных глубинах, в различных условиях освещенности, солености и плотности воды, температуры и других физических факторов. Многие водные животные обладают комплексом органов чувств, которые позволяют им целесообразно ориентироваться в водной среде, находить нужные объекты, расположенные на различных расстояниях, обнаруживать опасность и оценивать ее, надежно прятаться, уверенно мигрировать на огромные расстояния, обмениваться биологически значимыми сигналами с другими животными. Таким образом, морские животные обладают эффективными системами передачи, восприятия, преобразования, запоминания и использования информации. Животные и растения осуществляют селективный, выборочный, газообмен, могут накапливать некоторые вещества, а многие из них обладают оригинальными энергетическими источниками, в том числе электрическими. Эффективность передвижения в воде некоторых видов морских животных является загадкой с точки зрения гидромеханики.

Наступило время разобраться, какие из многочисленных механизмов связи, кибернетики, гидродинамики, энергетики водных организмов можно и нужно заимствовать при создании элементов, приборов, устройств и систем, предназначенных для комплексного освоения гидросферы.

---

Предыдущая глава: Организация производства под водой

Следующая глава: Подводные исследования глубин

Жизнь в гидросфере | big-archive.ru

Автор admin На чтение 17 мин. Опубликовано 28.03.2019

125. Явления жизни в гидросфере, несмотря на их кажущуюся хаотичность, в действительности представляют неизменные черты, которые выдерживаются в течение всей геологической истории, начиная с археозоя. Мы должны их рассматривать как постоянные, всегда существующие и в сущности неизменные черты механизма всей земной коры, не только биосферы. Они во все геологические периоды удерживаются на определенных местах гидросферы, несмотря на вечную изменчивость и жизни, и океана.

Можно характеризовать этот механизм гидросферы одинаковым образом в течение всего геологического времени.

В основу его изучения должна быть положена густота жизни — выделение участков, ею обогащенных. В строении океана мы всегда можем выделить такие участки, которые я буду называть пленками и сгущениями жизни.

Их можно рассматривать как вторичные подразделения той земной оболочки, которую представляет гидросфера, так как они являются сплошными концентрическими ее участками или могут быть таковыми в некоторые периоды ее геологической истории. Пленки и сгущения жизни, очевидно, образуют в океане области наибольшей трансформации солнечной энергии. По отношению к ним и в них должны изучаться все явления жизни океана, если мы хотим их охватить в их проявлении в истории планеты. Только при этом условии можно выяснить геохимический эффект жизни в гидросфере.

Помимо густоты жизни важно установить свойства пленок и сгущений жизни:

1. По отношению к характеру их зеленого живого вещества и его в них распределения. Этим путем выделяются области гидросферы, в которых идет создание главной части свободного кислорода планеты.

2. По отношению к распределению в них во времени и пространстве создания нового живого

 вещества гидросферы, т. е. хода в пленках и сгущениях явлений размножения.

Очевидно, это явление может дать количественное представление о закономерном изменении хода в них геохимической энергии, ее интенсивности.

3. По отношению к геохимическим процессам в пленках и сгущениях в связи с историей отдельных химических элементов в земной коре. Этим путем вырисовывается отражение живого вещества океана в геохимии планеты. Мы увидим, что химические функции разных пленок и сгущений неизменны, определенны и различны.

126. Как уже указано, вся поверхность океана сплошь охвачена зеленой жизнью (планктоном). В этой области идет выработка свободного кислорода, которым благодаря диффузии и конвекции охвачена вся масса воды океана до самых больших глубин, до самого дна. Взятые в целом, зеленые автотрофные организмы океана сосредоточены в главной своей массе в верхней его части, не глубже 100 м. Глубже 400 м находятся в общем только гетеротрофные животные и бактерии.

С одной стороны, вся поверхность океана является областью растительного, хлорофиллового планктона, с другой — местами выступают на первое место большие растительные организмы: морские водоросли и травы. Они наблюдаются в виде двух резко различных, хотя часто неразделяемых, типов нахождения. Мощное развитие выявляют водоросли и травы в прибрежных и мелких, вообще в морских, областях океана (прибрежные сгущения). Но местами водоросли образуют плавучие массы в открытом океане, одним из наибольших примеров которых является так называемое Саргассово море в Атлантическом океане, площадь которого превышает 100 тыс. км² (саргассовые сгущения).

Главная масса зеленой жизни выражена в форме микроскопических одноклеточных организмов, сосредоточенных в наибольшей своей части на поверхности океана, в планктоне.

Это должно являться следствием их большой быстроты размножения. Наблюдаемое размножение планктона отвечает величине v, равной 250—275 см/сек (эта величина может достигать тысяч сантиметров в секунду), между тем как для прибрежных водорослей эта величина достигает всего 1,5—2,5 см/сек (может достигать нескольких десятков сантиметров). Если бы захват поверхности океана, захват, отвечающий ее лучистой энергии, зависел бы только от скорости v, то планктон должен был бы занимать поверхность моря, раз в 100 большую, чем большие водоросли. К порядку этой величины действительно приближается наблюдаемое распределение этих разных аппаратов образования свободного кислорода. Прибрежные водоросли могут встречаться только в более мелких участках океана — в областях морей.

Площадь «морей», по Ю. Шокальскому (1917), не превышает 8% поверхности океана, но лишь очень небольшая их часть занята покровом больших водорослей и трав. Очевидно, что 8% представляют максимальный недосягаемый предел для прибрежных водорослей. Плавающие саргассовые выделения водорослей играют еще меньшую роль. Самое большое их скопление, Саргассово море, отвечает 0,02% поверхности океана.

127. Зеленая жизнь, редко видная в океане, далеко не охватывает всего проявления жизни в гидросфере. Для гидросферы чрезвычайно характерно мощное развитие гетеротрофной жизни, совершенно необычное для нас на суше. Едва ли будет ошибочным общее впечатление, которое получается при созерцании жизни океана: по массе захваченной жизнью материй животные, а не растения занимают господствующее положение и кладут печать на все проявления сосредоточенной в нем живой природы.

Но вся эта животная жизнь может существовать только при наличии растительной жизни. Она в своем распределении теснейшим образом связана с распределением зеленой растительной жизни и с последствиями нахождения этой последней.

Тесная связь по условиям питания и дыхания разных представителей жизни как раз и вызывает образование в океане скоплений организмов, характеризующих его пленок и сгущений жизни.

128. Живое вещество составляет в общей массе океана небольшую процентную ее часть. Можно сказать, что обычно морская вода безжизненна. Даже бактерии, как автотрофные, так и гетеротрофные, в ней всюду рассеянные, составляют ничтожные дроби ее веса.

Большие количества живых организмов наблюдаются только в пленках и сгущениях; здесь, и то местами, они могут составлять несколько процентов веса морской воды. Обычно в «живых» пленках и сгущениях весовой процент их содержания больше одного, может быть равен нескольким единицам.

Такие скопления жизни являются областями мощной химической активности.

Жизнь находится в вечном движении, однако в результате бесчисленных ее изменений образуются в гидросфере неподвижные или почти неподвижные места скоплений, статические равновесия. Они так же постоянны и так же характерны для океана, как характерны для него морские течения.

Останавливаясь только на самых общих крупных чертах распределения жизни в океане, можно в нем выделить всего четыре статических скопления жизни: две пленки — планктон и донную и два сгущения — прибрежное (морское) и саргассовое.

129. Основной, наиболее характерной формой концентрации жизни является верхняя тонкая живая пленка планктона, богатого зеленой жизнью. В общем она может быть рассматриваема как покрывающая всю поверхность океана.

В планктоне преобладает временами зеленый растительный мир, но роль гетеротрофных животных организмов, обусловленных в своем бытии зеленым планктоном, является по своему конечному проявлению в химии планеты, может быть, не меньшей. Фитопланктон всегда одноклеточный, но в зоопланктоне огромную роль играют Metazoa. Metazoa господствует иногда в такой степени, в какой мы нигде этого не видим на суше.

Так, в планктоне океана временами в преобладающем количестве над другими живыми веществами наблюдаются яйца и молоки рыб, ракообразные, черви, морские звезды и т. п. В общем для микроскопического зеленого фитопланктона в среднем, по М. Иорту (Hjort), количество неделимых в кубическом сантиметре колеблется от 3 до 15; это число для всего микропланктона (в предельных числах) поднимается до сотен микроскопических неделимых (А. Аллен, 1919). Число клеток фитопланктона обычно меньше числа неделимых животных (гетеротрофных) организмов. В эти числа не входят ни бактерии, ни наннопланктон.

В конце концов, таким образом, надо признать, что в планктонной пленке количество микроскопических неделимых независимых центров передачи геохимической энергии — должно исчисляться сотнями, может быть тысячами, в 1 см³. По весу это рассеянное живое вещество составляет не меньше 10^-4 — 10^-3% всей массы океанической воды (вероятно, еще значительно больше).

Мощность этого слоя, большей частью находящегося на глубине 20—50 м, не превышает немногих десятков метров. Временами планктон поднимается к водной поверхности или опускается вниз. От этой тонкой пленки планктона количество неделимых и вверх, и особенно вниз быстро уменьшается. Глубже 400 м обычно неделимые планктона являются чрезвычайно рассеянными.

Таким образом, в общей массе воды океана, средняя мощность которой равна 3,8 км, а наибольшая глубина доходит до 10 км, живые организмы образуют тончайшую пленку, в среднем составляющую n∙10^-2 часть всей мощности гидросферы. В химизме океана эта его часть может рассматриваться как активная, а остальная масса воды — как биохимически слабодеятельная.

Ясно, что планктонная пленка является важной частью механизма биосферы, несмотря на свою тонину, подобно тому как важной частью является озоновый экран с ничтожным процентом озона.

Ее площадь равняется сотням миллионов квадратных километров, а вес должен выражаться числами порядка 10¹⁵—10¹⁶ т.

130. Другое сгущение — донная живая пленка — наблюдается в морской грязи и донном слое воды, ее проникающем и к ней прилежащем.

Этот тонкий слой по размерам и объему подобен планктонной пленке, по весу же должен быть значительно больше ее.

Донная пленка резко распадается на две части. Из них одна — верхняя — пелоген  находится в области свободного кислорода, на ней развивается богатая животная жизнь, в которой большую роль играют Metazoa; здесь мы наблюдаем сложнейшие соотношения между организмами биоценоза, количественная сторона которых только что еще начинает изучаться.

Местами эта фауна достигает огромного развития. Как уже указывалось, этим путем получаются скопления на гектаре живого вещества для Metazoa бентоса одного порядка со скоплениями сухопутных растительных Metaphyta при наилучших их урожаях.

Эти богатые жизнью грязи и связанный с ними бентос, несомненно, представляют яркие сгущения живого вещества до глубин, равных 5 км и, может быть, глубже. Только для самых больших глубин есть указания на исчезновение в них животных бентоса глубже 7 км и на значительное уменьшение числа особей с 4—6 км.

Ниже бентоса дна лежит слой грязи дна, составляющий нижнюю часть донной пленки. В нем в огромном количестве преобладают протесты, господствующую роль играют бактерии с их огромной геохимической энергией. Только тонкая, в несколько сантиметров мощностью, верхняя часть ее содержит свободный кислород; ниже лежит мощный слой грязи, переполненный анаэробными бактериями, прорываемый бесчисленными и разнообразными роющими животными.

Здесь все химические реакции идут в резко восстановительной среде. В химии биосферы значение этого тонкого слоя огромно. Мощность донной пленки, считая и слой грязи, едва ли превышает 100 м; может быть, однако, она более мощна, например в тех глубинных частях океана, где развиваются такие организмы, как морские лилии, значение которых в химических процессах Земли, по-видимому, очень велико. К сожалению, можно сейчас только условно определить толщу данной концентрации жизни в 10—60 м в среднем.

131. Планктон и донная пленка охватывают всю гидросферу. Если поверхность планктона, может быть, в общем близка к поверхности океана, т. е. равна 3,6∙10⁸ км², то поверхность донной пленки должна значительно превышать ее, так как она следует всей сложности и всем неправильностям рельефа океанического дна.

К этим двум объемлющим гидросферу пленкам присоединяются местами два других сгущения, тесно связанных в своем существовании с богатой свободным кислородом поверхностью планеты, переполненные зеленой жизнью, неотделимые от планктона сгущения жизни — прибрежные и саргассовые.

Прибрежные сгущения иногда охватывают всю толщу воды, вплоть до донной пленки, так как они приноровлены к более мелким участкам гидросферы.

Площадь их в общем ни в коем случае не превышает значительно десятой части площади океана. Мощность их достигает сотен метров, в среднем, вероятно, местами доходит до 500 м, может быть, доходит до километра. Кое-где они соединяются в одну толщу с планктонной и донной пленками.

Прибрежные усиления жизни всегда связаны с более мелкими частями океана, с морями и прибрежными его областями. Они связаны с проникновением световых и тепловых излучений Солнца, с разрушением континентов и приносом с них реками богатых органическими остатками водных растворов и взмученной пыли суши. Общее количество этой жизни неизбежно должно быть меньше той, которая связана с планктонной или донной пленками, так как глубины ниже 1 км немного превышают (если превышают) десятую часть океанической площади.

Частью это леса водорослей и морских трав, частью — скопления моллюсков, постройки кораллов, известковых водорослей, мшанок.

132. Особое место, по-видимому, занимают саргассовые сгущения жизни, мало обращающие на себя внимания и разно объясняемые.

Они отличаются от планктонных сгущений характером фауны и флоры, а от прибрежных — тем, что независимы в своем существовании от разрушения континентов и приносимых реками созданий жизни суши. В отличие от прибрежных сгущений саргассовые являются океаническими сгущениями и наблюдаются на поверхности глубоких частей океана, вне всякой связи с бентосом и донной пленкой.

Долгое время их рассматривали как вторичные образования, приносы ветрами и морскими течениями оторвавшихся частей прибрежных сгущений жизни. Постоянные, неизменные места их нахождения в океане казались следствием распределения ветров и течений, местами — затишья, затонов.

Эти взгляды еще часто встречаются в научной литературе, но они резко противоречат фактам, по крайней мере для наиболее изученного и для наибольшего по размерам Саргассового моря Атлантического океана.

Мы встречаем в нем свою особую фауну и флору, указывающую на происхождение некоторых ее представителей из бентоса прибрежных областей. Очень возможно, что прав Л. Жермен (1924), связывающий ее происхождение с медленным приспособлением этой фауны и флоры к новым условиям, с эволюцией прибрежного живого вещества в связи с медленным опусканием в течение хода геологического времени бывшего на месте Саргассового моря исчезнувшего континента или сети островов.

Можно ли или нельзя применить это объяснение ко всем другим многочисленным сгущениям жизни этого рода, покажет будущее. Но факт остается: нахождение типа сгущений жизни, богатых крупными растительными организмами, переполненных особыми животными формами, отличных от пленок, планктонной и донной, и от прибрежных сгущений. Их точный учет не сделан, но, по-видимому, площадь океана, ими обнимаемая, невелика, несравненно меньше площади прибрежных сгущений.

133. Из этого ясно, что едва ли 2% общей массы океана заняты сгущениями жизни. Вся остальная его масса содержит жизнь рассеянную.

Несомненно, влияние этих сгущений и пленок жизни сильно сказывается во всей толще океана, сказывается, в частности, и в ее химическом составе, и в ее химических процессах, и в ее газовом режиме, но находящиеся в этой толще в промежуточных слоях организмы не вносят существенных изменений даже в количественный учет явления.

Поэтому во всем нашем дальнейшем учете значения жизни в биосфере мы можем оставить в стороне главную массу воды океана и принимать во внимание только четыре области сгущений: планктонную и донную пленки, прибрежные и саргассовые сгущения.

134. Во всех этих биоценозах размножение идет с перерывами во времени, с определенным ритмом. Ритм размножения отвечает ритму геохимической работы живого вещества. Ритм

размножения пленок и сгущений определяет изменения его геохимической работы для всей планеты.

Как уже указывалось, характернейшей формой обеих океанических пленок живого вещества является преобладание в их массе протистов, организмов наиболее мелких, с максимальной быстротой размножения; едва ли когда скорость передачи жизни — величина v — в благоприятных нормальных условиях их существования может быть для них меньше 1000 см/сек. В связи с этим это тела с наибольшей интенсивностью газового обмена, всегда пропорционального их поверхности, и проявляющие на гектаре максимальную кинетическую геохимическую энергию, т. е. способные в данный срок времени дать наибольшее скопление живого вещества на гектаре и достигающие наиболее быстро предела плодородия.

По-видимому, эти быстро размножающиеся протисты различны в планктонной и донной пленках. В донной преобладают бактерии, переполняющие огромные массы скопляющихся там неразложенных остатков более крупных организмов. В планктонной пленке по массе охваченного ими вещества они отходят на второе место и на первое место выступают зеленые протисты и Protozoa.

135. Protozoa планктона не являются главной составной частью животной жизни планктона; среди животных преобладают Metazoa — ракообразные, первые стадии — яйца, мальки рыб и т. п.

Темп размножения Metazoa всегда медленнее размножения Protozoa. В иных случаях скорость передачи жизни для них исчисляется в долях сантиметра в секунду. Для океанических рыб и ракообразных планктона величина v не падает, по-видимому, ниже немногих десятков см/сек.

Огромное количество Metazoa, нередко в виде больших форм, является характерной чертой строения донной пленки. Их размножение идет временами еще более медленным темпом, чем мелких организмов планктона.

Возможно, что здесь наблюдаются организмы с очень малой скоростью размножения.

Metazoa и Metaphyta характеризуют саргассовые и прибрежные сгущения; здесь протисты всякого рода в конце концов явно занимают второе место, и не они определяют темп геохимических процессов этих биоценозов.

В этих областях, особенно в прибрежных сгущениях, по мере углубления Metazoa начинают преобладать и в конце концов являются основными проявлениями жизни. То значение, какое они могут иметь, ясно видно на примере зарослей кораллов, гидроидов, криноидей или мшанок.

136. Ход размножения — правильности его ритма — далеко не охвачен нашей научной мыслью.

Мы знаем только, что размножение не идет беспрерывно и что в окружающем нас мире есть очень определенное, повторяющееся в тесной зависимости от астрономических явлений чередование этих явлений. Оно зависит от солнечного освещения, солнечного нагревания, от количества жизни, характера среды.

Увеличение размножения определенных организмов связано с увеличением движения тех атомов, которые необходимы для их жизни в тем большей степени, чем в большем количестве данные атомы входят в состав организма. Уменьшение размножения вызывает обратный процесс.

Сейчас наиболее ясна нам картина этого явления для планктонной пленки.

137. Для нее изменения размножения всегда ритмические. Они отвечают из года в год повторяющимся колебаниям среды жизни. Они находятся в теснейшей зависимости от ритмических движений океана. Эти движения океана — движения приливов и отливов, температуры, солености, интенсивности испарения, освещения — все космического происхождения.

В связи с этими явлениями в известный момент весенних месяцев по всему морю разносится волна создания органического вещества в виде новых неделимых. Волна эта замирает в летние месяцы. Эта волна выявляется в ежегодном приплоде почти всех высших животных и отражается на составе планктона. «С совершенно той же неизбежностью, с какой приближается весеннее равноденствие и повышается температура, с такой же точностью масса планктонных животных и растений, обитающих в единице объема морской воды, достигает своего годового максимума и затем вновь понижается» (Д. Джонстон, 1911). Картина, нарисованная Джонстоном, касается наших широт, но она по существу правильна для всего океана и меняется лишь в формах своего выражения.

Планктон — это биоценоз. Все организмы, из которых он состоит, тесно связаны в своем существовании одни с другими. Первенство часто наблюдается за ракообразными (Copepoda), которые питаются диатомеями, иногда и за диатомеями, как, например, в северной части Атлантического океана.

Правильный ритм наблюдается из года в год в северо-восточных морях Европы, которые хорошо изучены. В период с февраля до июня (для большинства рыб в марте — апреле) планктон переполнен рыбьей икрой. Весной, после марта, в нем кишат кремнистые диатомовые: Biddulphia, Coscinodiscus и позднее — некоторые виды динофлагеллат. К лету количество диатомовых и пиридиней уменьшается, и на смену им приходят Copepoda и другие представители зоопланктона.

Осенью, в сентябре — октябре, наблюдается новый расцвет фитопланктона — диатомовых и пиридиней, но менее интенсивный.

Декабрь и особенно январь характерны обеднением жизни, замедлением размножения.

В наших широтах в феврале — июне, для большинства рыб в марте — апреле планктон переполняется яйцами рыб. Весной в Северном море в нем кишат кремнистые диатомовые — Biddulphia, Coscinodiscus, летом — Rhizosolenia, осенью — другие диатомовые и пиридинеи. Первые два месяца года, январь и февраль, характерны обеднением жизни — замедлением размножения.

Смена темпа размножения — характерная и постоянная, различна для каждого организма — повторяется для каждого года с неизменной точностью, как повторяются все явления, связанные с космическими причинами.

 

—Источник—

Вернадский, В.И. Биосфера/ В.И. Вернадский. – М.: Мысль, 1967.– 374 с.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Post Views: 381