Состав и границы биосферы

Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.
Абиотическая часть представлена: 1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства; 2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни; 3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.
Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы (рис. 6.2).
В основе биогенной миграции атомов в биосфере лежат два биохимических принципа:
— стремиться к максимальному проявлению, к «всюдности» жизни;

Литосфера Т
Солнечная радиация
ttJrTt'tty
АВТОТРОФЫ
(зеленые растения)
Почвы
Атмосфера
ГЕТЕРОТРОФЫ (животные и микроорганизмы)
Гидросфера
Рис. 6.2. Взаимосвязи живых организмов с компонентами биосферы

— обеспечить выживание организмов, что увеличивает саму биогенную миграцию.
Эти закономерности проявляются прежде всего в стремлении живых организмов «захватить» все мало-мальски приспособленные к их жизни пространства, создавая экосистему или ее часть. Но любая экосистема имеет границы, имеет свои границы в планетарном масштабе и биосфера.
При общем рассмотрении биосферы, как планетарной экосистемы, особое значение приобретает представление о ее живом веществе как о некой общей живой массе планеты.
Под живым веществом В. И. Вернадский понимал все количество живых организмов планеты как единое целое. Его химический состав подтверждает единство природы — он состоит из тех же элементов, что неживая природа (рис. 6.3), только

Рис. 6.З. Участие различных химических элементов в построении живого вещества атмосферы, гидросферы и литосферы (относительные числа атомов) (по В. Лархеру, 1978). Выделены самые распространенные элементы

соотношение этих элементов различное и строение\ молекул иное (рис. 6.4).
Живое вещество образует ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли.
По подсчетам ученых, его масса составляет 2420 млрд т, что более чем в две тысячи раз меньше массы самой легкой оболочки Земли — атмосферы. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практически повсюду — в настоящее время живые существа отсутствуют лишь в области обширных оледенений и в кратерах действующих вулканов.
«Всюдность жизни» в биосфере обязана потенциальным возможностям и масштабу приспособляемости организмов, которые постепенно, захватив моря и океаны, вышли на сушу и захватили ее. В. И. Вернадский считал, что этот захват продолжается.

Рис. 6.4. Структурные формулы
некоторых органических соединений
живой клетки

На рис. 6.5 наглядно показаны границы биосферы — от высот атмосферы, где царят холод и низкое давление, до глубин океана, где давление достигает 12 тыс. атм. Это стало возможным потому, что пределы толерантности температур у различных организмов — от абсолютного нуля до 180 °С, а некоторые бактерии могут существовать в вакууме. Широк диапазон химических условий среды для ряда организмов — от жизни в уксусе до жизни под действием ионизирующей радиации (бактерии в котлах ядерных реакторов). Более того, выносливость

Рис. 6.5. Распределение живых организмов в биосфере:
I __ озоновый слой; 2 — граница снегов; 3 — почва; 4 — животные,
обитающие в пещерах; 5 — бактерии в нефтяных водах (высота и
глубина даны в метрах)
164
6-4
некоторых живых существ titi Отношению к отдельным факторам выходит даже за пределы биосферы, т. е. у них есть еще определенный «запас прочности» и потенциальные возможности к распространению.
Однако все организмы выживают еще и потому, что везде, где бы ни было их местообитание, существует биогенный ток атомов. Этот ток не смог бы иметь места, во всяком случае, в наземных условиях, если бы не было почв.