Удивительный мир растений

 

Биосфера и место растительного мира в ней

Вспомните, как часто Ваше внимание привлекал какой-нибудь скромный полевой цветок, трогательный в своей простоте, или обитатель тенистого леса белоснежный ландыш со своим неповторимым ароматом; или мохнатый шмель, с умиротворяющим душу гудением хозяйственно обследующий то один цветок, то другой; или изящный танец синих стрекоз над тихой заводью в предвечерний час. А сколько раз светлая радость охватывала все Ваше существо при виде зеленого луга, леса с его живительной прохладой в знойный летний день, моря, манящего зеленой глубиной! А пенье птиц, а запах просыпающейся земли ранней весной! Имя всему этому прекрасному - природа, или как принято говорить в мире ученых, биосфера.

Понятие это (но не термин) впервые появилось в книге великого французского естествоиспытателя Ж. Б. Ламарка "Гидрогеология", вышедшей в 1802 году. Слово биосфера (от греческого биос - жизнь, сфера - шар) для определения земной оболочки, занятой жизнью, одновременно с терминами атмосфера, гидросфера и литосфера, ввел в научный обиход известный австрийский геолог Эдвард Зюсс в 1875 году в книге "Лик Земли". Однако дальнейшие исследования показали, что представление о биосфере как особом слое живых организмов вне других сфер было неправильным. Открытия в различных отраслях знания сделали бесспорным положение, что жизнь на Земле возможна только в результате взаимодействия твердой, жидкой и газообразной сфер между собой и с живой материей. Автор современного учения о биосфере выдающийся русский ученый В. И. Вернадский стал употреблять термин биосфера с 1911 года, но впервые дал его определение в 1923 году. Свое учение о биосфере изложил позднее в книге "Биосфера". Оно явилось принципиально новым вкладом в науку о природе. Один из очерков этой книги начинается такими словами: "Своеобразным, единственным в своем роде, отличным и неповторимым в других небесных телах представляется нам лик Земли - ее изображение в космосе, вырисовывающееся извне, со стороны, из дали бесконечных, небесных пространств. В лике Земли проявляется поверхность нашей планеты - ее биосфера, ее наружная область, отграничивающая ее от космической среды". По В. И. Вернадскому, биосфера - земная оболочка, многие свойства которой в значительной мере зависят от наличия и деятельности живых организмов живого вещества. Биомасса Земли составляет около 2000 млрд т сухого вещества. Величина огромная, но в сравнении с массой земной коры совсем небольшая - менее одной стотысячной доли.

Жизнь на нашей планете воплощается во множестве форм, но весь органический мир един. Все формы проявления жизни связаны сложными взаимоотношениями в единый комплекс. Она пронизывает каждую из оболочек Земли, образуя аэробиосферу, населенную аэробионтами, субстратом жизни которых служат водяные капельки (влага атмосферы), а условием питания - солнечная энергия и аэрозоли; гидробиосферу - весь глобальный мир воды, населенный гидробионтами, и геобиосферу - обитель геобионтов, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Живые существа определили современный химический состав, физические свойства воздуха, воды, почвы. Следовательно, биосфера, с одной стороны, среда жизни, с другой - результат жизнедеятельности.

Специфика биосферы в том, что в ней все время поддерживаются биогенный, связанный с деятельностью живых существ круговорот веществ и четко направленные потоки энергии. Подобного пока не найдено в поверхностных оболочках других планет. В биотическом круговороте соединены три экологические категории - продуценты, консументы и редуценты, или деструкторы. Первые - автотрофные организмы, зеленые растения, способные с помощью лучистой энергии солнца создавать органическое вещество из простых неорганических. Консументы (потребители) сами не могут строить органическое вещество из неорганического, но используют его, питаясь другими организмами - растениями или животными. В своих телах они преобразуют органические вещества в специфические формы белков и других веществ, а в окружающую среду в процессе жизнедеятельности выделяют отходы. Это преимущественно животные. Редуценты (в основном бактерии и грибы) питаются мертвой органической массой и в процессе обмена разлагают ее до неорганических составляющих, которые снова могут быть вовлечены в круговорот веществ продуцентами. Так образуется постоянство, устойчивость биологического круговорота, причем разные формы жизни, влияя на окружающую среду, строят ее химизм, рельеф, изменяют микроклиматические условия. Особенно велика роль растений, ведь именно они являются продуцентами и редуцентами, дают пищу животным и человеку, очищают планету от мертвых органических остатков.

Постепенно общие представления о сфере жизни обрели твердые научно выверенные грани нового учения о мироздании вокруг нас, о взаимодействии и динамическом равновесии в нем вещества и энергии, живого и неживого, о том, как живое вещество, не превышая по весу и десятых долей про цента биосферы, превращается в самую внушительную геологическую силу, непрестанно творящую и преобразующую лик планеты. По подсчетам В. И. Вернадского, всего лишь за один час через живые организмы, входящие в состав биосферы, проходит масса атомов, равновеликая всей земной коре. Круговорот веществ в природе, аккумуляция определенных элементов и трансформация энергии осуществляются в огромной степени за счет живого вещества. Без жизнедеятельности организмов не возникла бы почва, вода морей и океанов имела бы другие свойства и по-иному взаимодействовала с сушей и воздухом, другим был бы состав атмосферы.

Решающее значение в создании и преобразовании биосферы имело появление на Земле растительных организмов, содержащих молекулы хлорофилла, состоящие в основном из углерода, водорода, магния и азота (близок к гемоглобину крови). Благодаря высшим растениям, водорослям и некоторым бактериям, содержащим в своем составе хлорофилл, на Земле бурно развиваются различные формы жизни, идет активный обмен веществ между живым и неживым миром; одновременно происходит усиленное разрушение (выветривание) горных пород, образование почвенного покрова. Только зеленые растительные организмы способны улавливать энергию солнечного света, направляя его на осуществление реакций фотосинтеза, в результате которого из воды и углекислого газа создается органическое вещество - первооснова существования и развития животного мира - и выделяется свободный кислород, необходимый для дыхания.

О роли взаимосвязи зеленого листа растения и солнечной энергии образно сказал К. А. Тимирязев: "Сельский хозяин сжигает лес, стравливает луг, продает хлеб, и они снова возвращаются к нему в виде воздуха, который при содействии солнечного луча вновь принимает форму леса, луга, хлеба. При содействии растения он превращает не имеющие цены воздух и свет в ценности".

Зеленые растения накопили в недрах Земли и на ее поверхности в прошлом такие ресурсы, как каменный уголь, торф, сапропель, нефть, горючие газы, сланцы, почвенный гумус, с их жизнедеятельностью связано перемещение химических элементов и их соединений из нижних слоев Земли в верхние горизонты, насыщение атмосферы фитонцидами, формирование естественных ландшафтов и др. В настоящее время зеленые растения суши и воды и фитопланктон Мирового океана являются единственными природными лабораториями по выработке органического вещества и регуляции количества кислорода и углекислого газа в атмосфере.


Смотрите также:
Развитие растительного мира
Эволюционное учение Ч. Дарвина
Вклад ученых в обоснование возможности освоения целинных земель

 

главная

назад

вперёд