Живая оболочка Земли

Определения и обозначения

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразуемая ими. Название происходит от слов «биос» — жизнь и «сфера» — шар, оболочка. Это понятие помогает увидеть жизнь не как набор отдельных существ, а как часть всей планеты.

Живое вещество — совокупность всех живых организмов Земли: растений, животных, грибов, бактерий и других форм жизни. Их рассматривают как часть единой оболочки, потому что все организмы получают вещества из среды, связаны пищевыми отношениями и возвращают вещества обратно. Термин показывает общий результат деятельности жизни на планете.

Границы биосферы — пределы распространения жизни в атмосфере, гидросфере и верхней части литосферы. В разных оболочках они проходят неодинаково: организмы могут находиться на некоторой высоте в воздухе, на больших глубинах в воде и лишь в верхних слоях земной коры. Эти границы показывают, где условия ещё позволяют существовать живым организмам.

Круговорот веществ — повторяющееся перемещение и превращение веществ при участии живых организмов и неживой природы. Например, растение получает минеральные вещества из почвы, животное получает их с пищей, а после отмирания организмов вещества возвращаются в окружающую среду. Так объясняется постоянная связь живой и неживой природы.

Как это устроено

Биосфера не является отдельным сплошным слоем, потому что жизнь распределена по разным оболочкам Земли. Организмы встречаются в воде, почве, воздухе и на поверхности суши, но между пригодными для жизни участками есть пространства с неподходящими условиями. Поэтому биосфера представляет собой область пересечения частей нескольких оболочек, а не ровную оболочку одинаковой толщины.

Распространение организмов ограничивают свет, вода, температура и наличие питательных веществ. Свет необходим растениям и водорослям для образования органических веществ, вода входит в состав клеток и обеспечивает многие жизненные процессы. Слишком высокая или низкая температура нарушает работу организма, а без питательных веществ невозможно построение новых клеток и получение энергии.

Границы биосферы различаются потому, что условия в атмосфере, гидросфере и литосфере неодинаковы. В атмосфере жизнь в основном сосредоточена в нижних слоях, где есть влага, кислород и частицы пищи, хотя отдельные организмы или их споры могут переноситься выше. В гидросфере жизнь проникает глубже, особенно там, где сохраняются вода, подходящая температура и пища, а в литосфере обычно находится близко к поверхности, где доступны воздух, вода и органические остатки.

Организмы не только зависят от среды, но и сами её меняют. Корни растений разрушают горные породы, а остатки организмов участвуют в образовании почвы; растения также поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Животные перемешивают почву, переносят семена, а микроорганизмы изменяют состав почвы, воды и воздуха при разложении веществ.

Питание, дыхание, выделение и разложение связывают живую и неживую природу в круговороте веществ. Растения получают вещества из почвы, воды и воздуха, животные приобретают их, питаясь растениями или другими животными. После отмирания организмов разлагатели превращают сложные вещества в более простые, и они снова становятся доступными почве, воде и воздуху.

Распространение жизни в оболочках Земли

Сначала определите оболочку, затем найдите в строке подходящие условия и роль организмов. Таблица помогает сравнить не только места обитания, но и причины, ограничивающие распространение жизни. Если нужно объяснить пример, связывайте место с конкретным условием среды.

Разбор задач

Задача 1. Распределите места обитания — океан, верхние слои почвы, нижние слои атмосферы — по оболочкам Земли. Нужно отличать оболочку от конкретного места, где живёт организм. Поэтому каждый пример сначала сопоставим с тем, из чего состоит соответствующая оболочка.

1. Океан относится к гидросфере, потому что гидросфера включает все воды Земли.
2. Верхние слои почвы связаны с литосферой, так как почва покрывает земную поверхность и образуется на верхней части земной коры.
3. Нижние слои атмосферы относятся к воздушной оболочке Земли, где могут находиться споры, бактерии и мелкие организмы.
4. Проверяем результат: каждый объект помещён в оболочку по её веществу — воду, горные породы или воздух.

Ответ: океан — гидросфера, верхние слои почвы — литосфера, нижние слои атмосферы — атмосфера. При этом океан или почва являются местами обитания, а гидросфера и литосфера — более крупными оболочками.

Задача 2. Объясните, почему в глубине литосферы живых организмов обычно меньше, чем у поверхности. Нужно не просто указать на глубину, а связать её с изменением условий жизни. Сравним, что доступно организмам у поверхности и под землёй.

1. У поверхности в почву легче проникают вода и воздух, а также поступают остатки растений и животных.
2. Солнечный свет достигает поверхности и поддерживает жизнь растений, которые создают органические вещества.
3. С глубиной обычно становится меньше доступной пищи и кислорода, а температура, давление и состав среды могут становиться неблагоприятными.
4. Следовательно, подходящих условий становится меньше, поэтому число и разнообразие организмов обычно уменьшаются.

Ответ: в глубине литосферы ограничены доступ воды, воздуха, света и питательных веществ, а температура и давление могут быть неподходящими. Поэтому основная часть организмов сосредоточена в почве и верхних слоях земной коры.

Задача 3. Проследите путь вещества: растение поглощает минеральные вещества из почвы, животное съедает растение, остатки организмов разлагаются. Нужно показать не исчезновение вещества, а его переход между звеньями системы и возвращение в окружающую среду.

1. Корни растения поглощают из почвы воду и растворённые минеральные вещества.
2. Растение встраивает их в свои ткани, а животное получает эти вещества, съедая растение.
3. После отмирания растения или животного остатки разлагают бактерии и грибы.
4. Образовавшиеся простые минеральные вещества возвращаются в почву, воду или воздух и снова могут быть использованы растениями.

Ответ: вещество проходит путь «почва — растение — животное — разлагатели — почва, вода или воздух». Это пример круговорота, потому что вещества перемещаются и преобразуются, но не исчезают и не создаются организмами из ничего.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что биосфера — только поверхность суши. Так думают, потому что на суше жизнь хорошо заметна, но организмы есть также в воде, воздухе и верхних слоях литосферы. Проверьте себя: назовите хотя бы по одному живому организму для океана, почвы и воздуха.

Ошибка 2. Путать биосферу с совокупностью только животных или растений. Биосфера включает все живые организмы, а также области их существования и преобразования. Проверьте ответ, вспомнив о грибах, бактериях и других организмах.

Ошибка 3. Представлять границы биосферы ровными и одинаковыми повсюду. Условия в воздухе, воде и земной коре различаются, поэтому жизнь в одних местах проникает выше или глубже, чем в других. Проверьте себя: объясните границы через температуру, воду, свет и пищу.

Ошибка 4. Считать, что вещества в круговороте исчезают или создаются организмами из ничего. Организмы получают вещества, перестраивают их и передают дальше, а разлагатели возвращают их в окружающую среду. Для проверки проследите путь любого вещества от почвы к растению, животному и обратно.

Связь с другими темами

До изучения биосферы нужно знать, что Земля состоит из атмосферы, гидросферы и литосферы. Это позволяет понять, в каких частях планеты распространяется жизнь и почему её границы неодинаковы.

Тема связана с условиями жизни и приспособлениями организмов к среде обитания. Температура, вода, свет и пища определяют, где организм может жить и какие особенности помогают ему выживать.

Круговорот веществ пригодится при изучении экосистем и цепей питания. Он также объясняет, почему охрана природы важна: изменение одного звена влияет на живую и неживую части окружающей среды.

Что запомнить

• Биосфера — оболочка Земли, где существует жизнь.
• Живые организмы распространены в нескольких оболочках Земли.
• Границы распространения жизни зависят от условий среды.
• Живые организмы не только зависят от окружающей среды, но и изменяют её.
• В круговороте веществ живые организмы взаимодействуют с неживой природой.
• Вещества перемещаются и преобразуются, переходя между организмами и окружающей средой.