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生物圏の機能、構成および構造

地球上のすべての生き物地球お互いに、そして環境、それによって生態系を形成します。相互作用する生物のこれらのコミュニティは、互いに分離されていません。それらは、主に食品など、さまざまな関係によって相互に関連しています。生態系の全体は、生物圏と呼ばれる単一の惑星生態系を形成します。この記事では、生物圏の構造について考察します。彼女構成と主な機能。

科学

このこの概念は、J。Bの科学に最初に導入されました。ラマルクで遠い 1803年とは地球上のすべての生物の全体を意味しました地球..。 19世紀後半、用語」生物圏」中古 J。 Suse、生物圏の構造に堆積岩の無生物が含まれていました。生物圏の教義は、V.I。ヴェルナツキーが膨大な量の科学情報を要約した1926年に登場しました。とにかく生物と非生物の関係を説明します。科学者私たちの惑星が生物が生息しているだけでなく、生物によって活発に変化しています。さらに、ヴェルナツキーによれば、自然過程への人間の介入は非常に重要であるため、生物圏の開発における新しい段階であるヌースフィアについて話すことが可能です。今日、生物圏の科学は、さまざまな知識分野のデータを組み合わせています。それらの中には、生物学、化学、地質学、気候学、海洋学、土壌学などがあります。

生物圏の構造は、生物が土壌、大気、水圏の必要な組成を独立して維持できるようになっています。それらは重要な環境的役割を果たします。これに基づいて学者土壌と空気は何億年もの進化の中で生物自身によって作成されました。カンブリア紀よりも深く横たわっている地質学的な岩石と後の岩石の構造の類似性を研究した後、ヴェルナツキーは、地球上の生命はほとんど最初から最も単純な生物の形で存在していたことを示唆しました。その後、地質学者はこの仮説の誤りを証明しました。

太陽は地球上のすべての生命の存在のエネルギー基盤であるため、生物圏はシェルと見なすことができ、その構造と構成は次のように形成されます。スコア生物の共同活動であり、太陽エネルギーの流入によって決定されます。それでは、地球の生物圏の構造について理解しましょう。

生きているものと生きていないもの

生物圏の構成と構造を考えると、まず、生物圏と非生物圏（不活性物質）で構成されていることは注目に値します。生物の大部分はに集中しています三地球の地質シェル：大気（空気層）、水圏（海、海など）そしてリソスフェア（上部の岩層）。ただし、これらのシェルは最大の生態系に不均一に分布しています。したがって、水圏は生物圏の構造で完全に表され、リソスフェアと大気は部分的に表されます（それぞれ上層と下層）。

生物圏の無生物成分はの：

生物の老廃物である生体物質。これには、石炭、石油、泥炭、天然石灰岩、ガスなどが含まれます。
バイオイナート生物の生命活動と非生物学的プロセスの共同の結果である物質。これには、土壌、シルト、水が含まれます貯水池等
不活性物質。これは生物学的サイクルに入りますが、生物の生命活動の産物ではありません。このグループには、水、金属塩、大気中の窒素などが含まれます。

生物圏の境界

生物圏の構成、構造、境界などの概念は互いに密接に関連しています。にもかかわらずなにバクテリアと胞子は85キロメートルの高度で発見されました、それは信じられていますなに生物圏の上限は20です-25キロ。高地では、日射の影響が強いため、生物の濃度はごくわずかです。

生命は水圏のいたるところにあります。そして、深さ11kmのマリアナ海溝でも科学者フランスJから。ピカード無脊椎動物だけでなく、魚も観察されました。 400以上メーター地層南極の氷には、バクテリア、藻類、有孔虫、甲殻類が生息しています。バクテリアは、1キロメートルの長さのシルトの層の下と地下水に見られます。しかしながらそれほど大きくない生物の集中は最大3kmの深さで観察されます。したがって、惑星のさまざまな部分の生物圏の境界と構造は異なる可能性があります。

大気、リソスフェア、水圏

雰囲気 主に酸素と窒素で構成されています。少量のアルゴン、二酸化炭素、オゾンが含まれています。陸と水の両方の生き物の生活は、大気の状態に依存します。酸素は、生物の呼吸と死にかけている有機物の鉱化作用に不可欠です。さて、二酸化炭素は光合成のために植物によって使用されます。

リソスフェア 厚さは50〜200 kmですが、生物の主な種はに集中しています。彼女数十の厚さの最上層センチメートル。リソスフェアの奥深くへの生命の広がりは、多くの要因のために制限されています。その主な要因は、光の不足、高密度の環境、および高温です。したがって、リソスフェア内の生命の分布の下限は3 kmの深さであり、だったいくつかの種類のバクテリアが発見されています。公平を期すために、彼らは地面に住んでいたのではなく、地下水と含油地平線に住んでいたことに注意する必要があります。リソスフェアの価値はそれです与える栄養を与えることによる植物への生命必要なすべての物質.

水圏生物圏の不可欠な要素です。約90 ％水の供給は70を占める世界の大洋に降り注ぐ％惑星の表面。 13億キロ含まれています³、そして川と湖 --20万キロ³ 水。体の生活の中で最も重要な要素は、水中の酸素と二酸化炭素の含有量です。

魅力的な数字

生物圏の構成、構造、機能は驚くべきものですその規模。ここで、いくつかの興味深い事実を知ることができます。水には空気の660倍の二酸化炭素が含まれています。陸ではさまざまな植物が生息し、海では動物です。 92パーセント土地のすべてのバイオマスの緑植物. 海で94 ％微生物と動物です。

平均して、8年に1回、地球のバイオマスが更新されます。寿司工場はこれに14年、海-33日を必要とします。世界のすべての水が生物を通過するためには、 3000 年、酸素-まで 5000 年、および二酸化炭素-6年。窒素、炭素、リンにはこれらのサイクルがありますまだより長いです。生物学的サイクルは閉じられていません-約10 ％生物は堆積物や埋葬に移ります。

生物圏はわずか0.05を占める％私たちの惑星の質量から。約0.4かかります％からボリューム地球。生物の質量はわずか0.01です-0,02 ％それにもかかわらず、不活性物質の質量から、それらは地球化学的プロセスにおいて非常に重要な役割を果たします。

年間2,000億トンの乾燥重量が生産されています有機物、そして光合成の過程で1700億トンの二酸化炭素が吸収されます。微生物の生活の中で、毎年60億トンの窒素と20億トンのリン、そして大量の鉄、マグネシウム、硫黄、カルシウムなどの元素が生物起源のサイクルに関与しています。この間、人類は約1,000億トンの鉱物を採掘してきました。

生物はその生命の過程で、物質の循環に大きく貢献し、生物圏を安定化および変換します。その特性と構造により、より高い力の存在について考えることができます。

エネルギー関数

生物圏の構造と構成に精通した後、私たちはに進みます彼女機能。はじめましょうエネルギーで。ご存知のように、植物は太陽放射を吸収し、生物圏を生命エネルギーで飽和させます。約10 ％生産者は、キャプチャした光を自分のニーズ（主に細胞呼吸）に使用します。他のすべては、生物圏のすべての生態系全体の食物連鎖を通じて分配されます。エネルギーの一部缶詰地球の腸の中で、それらをその強さ（石炭、石油など）で飽和させます。

生物圏の機能や構造を考えても要するに、それらは常にレドックス機能をエネルギーの亜種として区別します。生産者として、化学合成細菌は無機化合物の酸化および還元反応からエネルギーを抽出することができます。硫化水素の酸化の過程で、硫黄バクテリアはエネルギーと鉄（2から原子価 3価）-鉄バクテリア。硝化菌もアイドル状態ではありません。それらはアンモニウム化合物を硝酸塩と亜硝酸塩に酸化します。このため、農民は自分たちでは植物に吸収されないアンモニウム化合物で畑を肥やします。硝酸塩で直接土壌を肥やすと、植物の貯蔵組織は水で過飽和になり、劣化につながります。味そしてそれらを食べる人々の消化器系の病気のリスクの増加。

環境形成機能

生物は土壌を形成し、地球の空気と水のエンベロープの組成も調節します。もしだろう光合成は地球上に存在しませんでした、大気中の酸素の供給はだろうのために費やした 2000 年歳。さらに、文字通り1世紀になると、空気中の二酸化炭素濃度が上昇するため、生物は死に始めます。ある日、森は飲み込む 50メートルの空気層から25まで％二酸化炭素。中型の木は酸素を供給することができます 4 人間。市の近くにある1ヘクタールの落葉樹林は、年間約100トンのほこりを閉じ込めています。バイカル湖、これその結晶の純度で有名な、それは小さな甲殻類のおかげです、どれ年に3回「フィルタリング」します。そしてこれらは、生物が生物圏の物質の組成をどのように調節しているかのほんの一例です。

集中機能

生物、特に微生物は、生物圏に見られる多くの化学元素を濃縮することができます。ほぼ90 ％土壌窒素は活動の結果です青緑藻類。バクテリアは、鉄（たとえば、水に溶ける重炭酸塩を、生息地に定着する水酸化物に酸化することによって）、マンガン、さらには銀を濃縮することができます。この驚くべき特徴許可科学者地球上に非常に多くの金属の堆積物があるのは微生物のおかげであると信じること。

一部の国では、ゲルマニウムやセレン植物から抽出。ヒバマタは周囲に含まれるチタンの1万倍のチタンを蓄積する可能性があります彼女海の水。褐藻1トンには、数キログラムのヨウ素が含まれています。オーストラリアのオークはアルミニウムを、松はベリリウムを、白樺の木 -バリウムとストロンチウム、カラマツ-ニオブとマンガン、そしてトリウムアスペンに濃縮、バードチェリーとモミ。さらに、一部の植物は貴金属を「収集」することさえあります。したがって、1トンのよもぎの灰には最大85グラムの金が含まれている可能性があります。

破壊的な機能

地球の生物圏の化学構造と彼女環境は創造的であるだけでなく、だけでなく、破壊的なプロセス。しかし、それらは地球上の物質の規制にも大きな役割を果たしています。生物の活発な生命活動により、有機残留物の鉱化作用と岩石の風化が起こります。バクテリア、菌類、青緑藻類や地衣類は破壊する可能性があります固体のための品種スコア炭酸、亜酸化窒素、硫酸の放出。腐食性化合物も木の根を分泌します。ガラスや金を破壊することさえできるバクテリアがあります。

トランスポート機能

生物圏の構造と機能を考えると、物質の塊の移動を見失わないようにする必要があります。木は地球から大気中に水を上げ、ほくろは地球を投げ上げ、魚は浮く上流では、イナゴの群れが移動します-これはすべて、生物圏の輸送機能の現れです。

生物は途方もない地質学的作業を行い、生物圏の新しい外観を形作り、すべてに積極的に参加することができます彼女プロセス。

堆積岩の形成過程は別に注意する必要があります。このプロセスの最初の段階は風化です-上部の破壊レイヤー空気、太陽、水、微生物の影響下にあるリソスフェア。品種に導入することにより、植物の根は破壊することができます彼女..。割れ目に浸透する水根によって形成され、溶解し、物質を運び去ります。これは、植物の腐食性成分によるものです。地衣類は特に有機酸が豊富です。したがって、物理的風化は化学的風化とともに発生します。

底部のプランクトン生物が枯れてしまうため世界の海には、年間最大1億トンの石灰岩が堆積しています。それらの多くは、例えば、酸性およびアルカリ性の地下水の接触領域にある化学起源のものです。単細胞藻類と放散虫が死ぬとき形成された数十万kmをカバーする珪質シルト² 海底。

土壌形成機能

生物圏の特性と構造は非常に包括的であるため、彼女機能は密接に関連しています。したがって、土壌形成は、質量交換と環境形成の分岐の1つですが、彼の重要性。微生物による岩石の破壊とさらなる処理により、土壌と呼ばれる地球のゆるい実り多い殻が形成されます。大きな植物の根は、深い地平線からミネラル要素を抽出し、それらで土壌の上層を豊かにし、それらの肥沃度を高めます。土壌はから有機化合物を受け取りますデッド植物の根や茎、排泄物や動物の死骸。これらの化合物は、土壌生物のための食品です。鉱化する有機物、二酸化炭素、有機酸、アンモニアを生成します.

無脊椎動物、昆虫、およびそれらの幼虫は最も重要な構造形成の役割を果たします。それらは土壌を緩くし、植物の生活に適したものにします。脊椎動物（ほくろ、トガリネズミなど）は地面を緩め、その中の低木の成長の成功に貢献します。夜に地面に浸透します冷却根や微生物の呼吸に必要な圧縮空気。

これが生物圏の驚くべき構造です。