Урок №1 Что изучает география

Биосфера возникла гораздо позже, чем другие земные обо­лочки. Попробуйте предста­вить себе, как бы выглядела Земля без растений и живот­ных. Вместо травы, лесов, кус­тарников — голые скалы, ко­ричневые или желтые. Вместо шума листвы, шуршания травы, пения птиц — полная тишина. К счастью, около 3 млрд. лет назад (возможно и раньше) на нашей Земле в древнем Океане зародились простейшие микроорганизмы и одноклеточные водоросли, за­тем появились более сложные организмы. Постепенно расте­ния и животные вышли на су­шу. Около 40 тыс. лет назад появился Человек разумный.

Нынешний состав атмосфе­ры — результат многовековой работы растений. Поглощая солнечный свет и углекислый газ, растения вырабатывают органические вещества и выде­ляет в атмосферу кислород.

И сейчас человек может существовать только потому, что земная раститель­ность, особенно леса, выделяет кислород в атмосферу. Недаром горожане летом так стремятся из города в лес или на бе­рег моря, где воздух содержит гораздо больше кислорода и наполнен ароматами цветов, трав, морской воды.

Живые организмы распространены очень широко — от верхних слоев тро­посферы (птицы, переносимые ветром микроорганизмы) до глубин Океана (глу­боководные рыбы) и земных глубин в несколько километров (микроорганизмы, способные существовать без воздуха).

Итак, биосфера - это земная оболочка, в которой существуют живые орга­низмы (живое вещество) и про­дукты их жизнедеятельности. Впервые этот тер­мин был применен в 1883 г. австрийским геологом, прези­дентом Венской академии наук, профессором Эдуардом Зюссом. Выделил эту земную оболочку как самостоятель­ную один из крупнейших отечественных исследователей, академик В. И. Вернадский.

Формы жизни отличаются большим разнообразием. И если, например, различных минералов на Земле насчи­тывается немногим более 4000, то число видов растений не менее 500 000, а число видов животных — 1,5 млн.

Область обитания живых орга­низмов на нашей планете охва­тывает верхние слои литосферы, гидросферу и нижние слои ат­мосферы.

- Какие живые организмы обитают в биосфере?

Живые организмы на Земле исключительно разнообразны. Ученые могут лишь приблизительно подсчитать, что их больше 2,5 млн. видов, которые подраз­деляются на четыре основных царства: бактерии, грибы, растения и животные.

Все вместе они образуют органический мир нашей планеты. Человек тоже часть этого мира. Живые организмы не оставались неизменными с момента своего воз­никновения. Первые живые существа были очень примитивны. Прошли сотни миллионов лет, прежде чем в процессе ЭВОЛЮЦИИ сформировался тот разнообраз­ный органический мир, который сегодня существует в биосфере Земли и кото­рый вы изучаете на уроках биологии.

Из общего числа видов организмов 21% приходится на растения, но по своей массе они почти в 100 раз превосходят массу животных. Большинство растений малоподвижны, надолго прикреплены к одному месту. Животные же, напротив, подвижны - большинство активно передвигаются по суше, воле и в воздухе. Растениям для роста и развития необходимы солнечный свет, вода и питательные вещества, которые они получают из почвы или воды. Травоядные животные потребляют органические вещества, произведенные растениями, а хищ­ники поедают других животных. Чем проще устроен организм, тем тире он распространен на нашей планете. Например, среди всех живых существ (кроме бактерий) преобладают насекомые. Среди животных всего 4% позвоноч­ных, из которых лишь десятая часть — млекопитающие, в том числе и человек.

В Океане существуют свободно плавающие в толще воды организмы — рыбы, киты, морские черепахи (нектон). Некоторые организмы обитают на дне, как, например, водоросли, моллюски, крабы (бентос). Наконец, есть огромная группа мельчайших океанских обитателей — планктон, который переносится течениями. Планктон состоит из множества микроскопических водорослей, рачков, медуз, мальков и служит пищей большинству рыб. Основная масса организмов Океана обитает на малых глубинах — до 200 м, где больше света, необходимо­го водорослям для фотосинтеза.

Живое вещество распределяется неравномерно не только по вертикали, но и по площади. Большинство организмов сосредото­чено на суше. Их масса в 750 раз больше массы обитателей гидро­сферы (обратите внимание на рис. 159 на стр. 179 учебника). По количеству живого вещества на единицу площади океан близок к континентальным пустыням.

Мы с вами говорили о круговороте воды в природе, но существует и биологический круговорот. Каждая группа организмов играет в биосфере определенную роль. Растения — посредники между Солнцем и Землей. С помощью фотосинтеза под действием сол­нечного света они создают первичные органические вещества. Следовательно, растения — это организмы-производители. Жи­вотные питаются растениями или другими животными, т. е. го­товыми органическими веществами; это организмы-потребители. Поедая органические вещества, животные перемещают их по земной поверхности. Попутно они разносят споры, семена и тем самым способствуют расселению растений и грибов.

Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, кото­рые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы — это организмы-разрушители. При разложении орга­нических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли ор­ганизмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты.

Таким образом, живые организмы переносят вещество и энер­гию из одних частей биосферы в другие. Такой перенос веществ и энергии образует биологический круговорот.

Как и круговорот воды, он связывает в единое целое все части приро­ды. Нарушение биологического круговорота человеком грозит катастрофическими последствиями.

Роль живых организмов как могу­чей природной силы долго недооценивалась. Это объясняется тем, что по сравнению с другими оболочками масса живого веще­ства кажется ничтожной. Если земную кору представить в виде каменной чаши весом 13 кг, то вся гидросфера, помещенная в эту чашу, весила бы 1 кг, атмосфера соответствовала бы весу медной монеты» а живое вещество — весу почтовой марки.

Однако миллиарды лет из поколения в поколение живые ор­ганизмы перерабатывали вещество земных оболочек. Общее ко­личество преобразованного ими вещества во много раз превысило массу самих организмов.

Для существования живым организмам необходимы свет, тепло, влага и питательные вещества. Свет и тепло они получают от Солн­ца — главного источника энергии для нашей планеты.

Зеленые растения и некоторые виды бактерий могут использо­вать солнечную энергию для создания питательных веществ. Рас­тения служат пищей для травоядных животных. Хищники поеда­ют травоядных. После смерти растений и животных их останки разлагаются микроорганизмами и грибами.

Отношения между всеми группами живых организмов образу­ют пищевую цепь. Все живые организмы участвуют в биологическом круговоро­те, т. е. взаимосвязаны между собой. Они либо создают питатель­ные вещества, либо поедают кого-то, либо сами оказываются съе­денными. Пока круговорот не прерывается, всем живым существам хватает еды и места для жилья. Нарушение одного из звеньев био­логического круговорота окажет сильное влияние на все остальные звенья.

Зеленые растения оказывают большое влияние на состав воздуха: они выделяют кислород. Некоторые растения выделяют не только кислород, но и особые вещества, присутствие которых можно ощу­тить, вдохнув аромат соснового бора, цветущего луга, полынной степи.

Из накопившихся за многие миллионы лет останков живых организмов образовались горные породы, например известняк и каменный уголь. Коралловые острова — атоллы — целиком обра­зованы останками живых организмов — коралловых полипов.

Растительный покров защищает склоны от размывания. В го­рах леса и кустарники задерживают сели и снежные лавины.

Сейчас трудно найти на нашей планете место, где не ощуща­лось бы влияния живых организмов. За миллионы лет своего су­ществования они создали новую земную оболочку — биосферу. В пределах биосферы живые организмы активно взаимодействуют с неживой природой, преобразуя ее.

Все живые организмы на нашей планете взаимосвязаны. Они со­вершенно изменили облик нашей планеты и создали биосферу — живую оболочку Земли.

Взаимодействие живых существ друг с другом и с неживыми телами формирует единый «организм» природы.

Учение о биосфере как осо­бой оболочке, населенной живы­ми организмами и изменяющей­ся под их влиянием, разработа­но гениальным русским ученым В. И. Вернадским. Именно он показал, что биосфера очень ак­тивная оболочка. Совокупная деятельность живых организ­мов, в том числе человека, фор­мирует и преобразует географи­ческую среду.

Жизнь раз­мещается в биосфере очень неравномерно. Основная часть живых организмов сосредоточена на границах соприкосновения возду­ха, воды и горных пород. Поэтому более густо заселена поверх­ность суши и верхние слои вод морей и океанов. Это связано с тем, что здесь наиболее благоприятные условия: много кислоро­да, влаги, света, питательных веществ. Толщина наиболее насы­щенного организмами слоя всего несколько десятков метров. Чем дальше вверх и вниз от него, тем разреженнее и однообразнее жизнь. Самое большое сгущение жизни отмечается в почве — особом природном теле биосферы.

Живые организмы в разнообразных формах и проявлени­ях населяют географическую оболочку Земли до высоты 10 км в атмосфере, так как токи воздуха заносят микро­организмы высоко в тропосферу. В земной коре бакте­рии, способные жить без доступа кислорода, обнаружены до глубины 2600 м и даже 3000 м. В океанах живые орга­низмы существуют на самых больших глубинах.

Общая масса живых организмов биосферы Земли со­ставляет не более 0,1% массы земной коры. Но их де­ятельность и роль вследствие широкого распространения в географической оболочке Земли исключительно вели­ка, поскольку они производят в ней не меньшие измене­ния, чем деятельность рек, ветра, ледников и других эк­зогенных факторов. Широкое же распространение орга­низмов обусловлено высокой подвижностью многих из них, а главное - процессами их размножения, потен­циальные возможности которых кажутся неограничен­ными. Матка обычной пчелы откладывает за сезон 150 000—200 000 яичек. Все потомство одного растения одуванчика через 10—12 лет, если бы могло сохраниться полностью, покрыло бы всю сушу. Одно растение мака дает ежегодно 30 000 семян, треска — несколько миллио­нов икринок. Диатомея, делясь на части, за 8 дней смог­ла бы создать массу материи, равную объему нашей пла­неты, а через час после этого могла бы удвоить эту массу. Инфузория-туфелька могла бы за 5 лет создать массу протоплазмы, которая была бы в 104 раза больше массы Земли. А одна бактерия за 4,5 суток в состоянии дать по­томство в 1036 особей, которого хватило бы для заполне­ния всех океанов Земли.

Но эти потенциальные возможности никогда не осу­ществляются, потому что размножение живых организ­мов всегда ограничено целым рядом неблагоприятных условий, которые свойственны среде их обитания. Десят­ки и сотни тысяч семян, производимых ежегодно расте­нием, обречены на гибель в силу разных обстоятельств: попали на каменистую, сильно засоленную или лишен­ную влаги почву, были съедены птицами или другими обитателями луга, леса и т. п. Только что вылупившиеся черепашки не успели даже добраться до спасительной воды, а почти все икринки лягушки оказались съедены. Тем не менее, уцелевшие экземпляры животных выраста­ют, растения прорастают и, достигнув зрелости, дают но­вое потомство.

III. Закрепление.

1. Расскажите о роли в природе каждой группы живых организмов: растений, животных, бактерий, грибов.

2. Какую роль в природе играет биологический круговорот?

3. Равномерно ли распределены организмы в биосфере?

4. Какие участки биосферы заселены живыми организмами наиболее густо?

5. Разгадайте Кроссворд

1. Часть географической оболочки Земли в пределах обита­ния живых организмов и местонахождения следов деятельнос­ти отмерших.

2. Процесс создания зелеными растениями орга­нических веществ из неорганических с помощью солнечной энергии.

3. Растительные и животные организмы, которые принимают участие в выветривании горных пород и разруше­нии органических остатков, синтезируя новые формы органи­ческого вещества, в том числе гумус, необходимый для дыха­ния растениям и животным.

5. Зеленый пигмент, обусловливающий окраску растений в зеленый цвет.

6. Газ, который является основным материалом для построения орга­нического вещества растениями, имеющими хлорофилл.

7. Спо­собность почвы обеспечивать питание растений.

8 Солнечный свет в широком смысле слова, т. е. излучение Солнца.