Контрольная работа 4
Биосфера
1. Что называется биосферой Земли? Где ее верхняя и нижняя границы?
Живая природа, живые организмы образуют своеобразную оболочку Земли, причем весьма сложную, т. е. биосферу (от слова «биос» – жизнь). Большинство организмов обитает в гидросфере, на поверхности суши и в нижних слоях атмосферы.
Биосфера – это оболочка жизни. Это единая оболочка, потому что она нигде не прерывается. Даже в Антарктиде на поверхности ледового щита нашли живые микроорганизмы, там же, по ее берегам, живут и крупные организмы – пингвины.
Биосфера не имеет четких границ. Живые организмы распространены в гидросфере, проникают в литосферу до глубины 3–4 км, населяют тропосферу и обнаружены даже в стратосфере.
Организмы распределяются в биосфере неравномерно. Большая часть их заселяет области земного шара с влажным и жарким климатом. Ученые подсчитали, что масса растений во влажных тропических лесах достигает в общем объеме до 600 т на 1 га, а в пустынях – всего лишь 250 кг. В океанах масса организмов на 1 га близка к показателям пустынь (это в среднем, т. к. в отдельных местах она бывает больше). Среди организмов биосферы преобладают растения. На материках масса животных (в среднем) обычно не превышает 2 % от массы растений.
Организмы биосферы способны обитать в разнообразных условиях. Микроорганизмы, например, переносят температуры ниже 0 град, и выше +100 град. Семена некоторых растений прорастают, перенося охлаждение до –190 град. Обычный бытовой таракан живет 24 ч при –49 град.
2. История развития биосферы Земли.
При изучении истории развития Земли немыслимо игнорировать весь тот многообразный мир живых организмов, который образует ее биосферу. В геологии существует даже такой образный термин, как «руководящие ископаемые». Так именуют остатки животных и растений, типичных для той или иной эпохи, по которым определяется возраст горных пород. Нередко удается найти лишь косвенные следы древних обитателей Земли, т. е. их отпечатки, но и они могут красноречиво рассказать о том организме, который оставил такой отпечаток.
Сами ископаемые организмы обычно встречаются в форме окаменел остей. Именно по ним в основном и была составлена летопись земной жизни, совершившей поступательную, прогрессивную эволюцию от простейших микроорганизмов до человека. Жизнь в историю Земли вошла незаметно, но по «плану» великой космической силы. Это событие, случившееся около 3,5 млрд лет назад, не оставило никаких следов, но, возможно, они есть в глубоких слоях литосферы, и то не везде, а в «спокойных» местах, где не было такой «пертурбации», как в вулканических зонах и зонах повышенной тектонической активности.
Очевидно, жизнь зародилась не в одном месте на Земле, а почти одновременно во многих местах планеты. Но «пионеры» жизни, эти первичные и, несомненно, простейшие микроорганизмы, погибли, оставив потомство в уже видоизмененном виде, приспособленном к новым климатическим условиям. Круговорот в литосфере оказывал свое определенное влияние на биосферу, вызывая в ней изменения, причем весьма значительные. Но «эстафета» жизни непрерывно передавалась от одних видов организмов к другим. В слоях земной коры архейского периода (более 1 800 млн лет назад) находят породы органического происхождения – известняки, мрамор, углекислые вещества. Они образовались в ходе жизнедеятельности древнейших обитателей Земли. Таково же происхождение древнейших залежей серы и железных руд.
В конце архейской эпохи началось размножение живых организмов и фотосинтез. Новый способ образования потомства был закреплен естественным отбором и ныне стал господствующим в органическом мире. Что же касается фотосинтеза, то он не только радикально изменил атмосферу Земли, наполнив ее кислородом, но и положил начало новому этапу развития биосферы – разделению единого ствола жизни на две ветви – растений и животных. Эволюция биосферы продолжалась.
3. Круговорот в биосфере, взаимосвязь организмов.
В биосфере непрерывно происходит биологический круговорот. Движущей силой его являются солнечное тепло, свет. При этом проявляются две противоположности – зарождение живых организмов и их отмирание. На Земле нет ни вечных растений, ни вечных животных, людей. В биологическом круговороте биосферы все организмы связаны между собой и с другими оболочками Земли (гидросферой, атмосферой, литосферой).
Растения на свету поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют кислород. Этот процесс называется фотосинтезом. Растения поглощают также воду и различные соли, растворимые в ней.
Все неорганические вещества литосферы и гидросферы растения превращают в органические. Растениями питаются травоядные животные, а их, в свою очередь, поедают хищные. Животные вдыхают выделяемый растениями кислород и выдыхают углекислый газ, т. е. это процесс, обратный фотосинтезу. Так в атмосфере регулируется содержание этих газов. После отмирания остатки растений и животных перерабатываются микроорганизмами и превращаются ими в гумус (перегной), а также в неорганические вещества.
На последующих этапах биологического круговорота происходит разложение органических остатков до простых минеральных соединений. Словом, в биологическом круговороте все звенья биосферы – растения, животные, микроорганизмы – взаимосвязаны.
Человек тоже участвует в биологическом круговороте, активно вмешиваясь в него. Как говорил великий юморист СССР Аркадий Райкин: «Каждый (человек) стремится вдохнуть как можно больше кислорода, а выдыхает всякую гадость – от никотина до сивухи (алкоголя), не считая углекислого газа». То есть роль человека в биологическом круговороте своеобразна. А в последние десятилетия человек все чаще нарушает круговорот, вырубая леса, загрязняя воды и атмосферу, да еще создавая генетически модифицированные организмы всех видов. Технический прогресс рождает регресс в природе, биосфере.
4. Роль и значение микроорганизмов в биосфере Земли.
Микроорганизмы – это мельчайшие организмы, видимые только в микроскоп. Они могут питаться органическим и неорганическим веществом, способны жить в разнообразных условиях. Особенно много микроорганизмов в почвах. Они перерабатывают поступающие в почву органические остатки, в частности, листву, опавшую осенью с деревьев, увядшую и засохшую траву в лесах и лугах. Благодаря жизнедеятельности микроорганизмов почвы обогащаются гумусом (перегноем). Это верхний, темноокрашенный горизонт почв. Наиболее богаты гумусом черноземы.
Этот тип почв образуется в степях. Чернозем – «царь почв», потому что он самый плодородный. Для поддержания плодородия при нормальном хозяйствовании необходимо применять чередование посевов, травополье, пары, т. е. почвам нужен «отдых» для восстановления плодородия, поскольку происходит истощение из-за частых посевов и сельскохозяйственных культур, особенно кукурузы, подсолнечника. В хвойных лесах почвы менее плодородные, чем луговые и степные, они называются подзолистыми, в них меньше гумуса. Немного гумуса содержат почвы в широколиственных лесах, их называют серыми.
5. Растительный мир суши – значительная часть биосферы Земли.
На Земле известно более 500 000 видов различных растений. Большую часть их составляют наземные. Распределение и состав растений на поверхности земного шара зависят от климата. Как правило, они растут не изолированно, а образуют сообщества – совокупность видов растений данной местности.
Растительные сообщества Арктики очень скудны. На поверхности суши, свободной от снега и льда, летом появляются мхи и лишайники. Южнее холодных ледяных пустынь простираются обширные пространства тундры, где растут мхи, лишайники, низкорослые кустарники и ягодники (брусника, черника, морошка), а также карликовые ивы и березки высотой не более 1 м. К югу от тундры растут леса из сосны, ели, пихты, лиственницы. Далее, к югу, располагаются лиственные леса, состоящие из берез, кленов разных видов, осины, дуба, липы и др.
Еще южнее, в лесостепной, степной зонах господствует травянистая растительность – одуванчики, клевер, донник, конский щавель, полынь, ковыль, пырей, типчак и т. д.
В зоне пустынь и полупустынь преобладают пырей, ковыль, верблюжья колючка, а также саксаул. Эти растения приспособились к сухой, жаркой погоде летом и малоснежной – зимой. Некоторые накапливают влагу в период дождей, другие, например, саксаул, имеют глубокую корневую систему.
Растительность тропиков весьма разнообразна. Во влажных тропических лесах некоторые деревья достигают высоты 80 м. Деревья сбрасывают листву в различное время, поэтому тропические леса – вечнозеленые. Огромные территории тропиков занимают пустыни со скудной растительностью – колючими кустарниками, кактусами. Местами тропические пустыни лишены растительности, обширные площади их покрывают пески, голые скалы, обломки горных пород. И лишь только в оазисах, где есть вода, растут деревья, кустарники.
1. Животный мир суши.
На Земле известно около 1,5 млн видов животных, из них около 1 млн насекомых. Вместе с растениями и микроорганизмами животные образуют природные сообщества – совокупность всех живых организмов данной местности.
Животный мир Арктики довольно беден. Он представлен такими животными, как белый медведь – одно из крупнейших животных на Земле, моржи и тюлени, различные водоплавающие птицы, прилетающие на арктические острова летом.
Природное сообщество тундры более разнообразно и богато: песец – ценный пушной зверь, северный олень, полярная сова, различные перелетные птицы и другие животные.
Большим разнообразием животного мира отличаются хвойные леса, а также смешанные. В них встречаются: бурый медведь, лоси, олени (маралы), кабаны (в смешанных лесах), пушные звери – белки, соболи, бобры, рысь, лисы, из птиц – тетерева, ястребы, куропатки, глухари, совы и т. д. На болотах обитают журавли, цапли, выпь, кулик и пр.
Чисто лиственные леса беднее представителями животного мира, в них больше насекомых и птиц. В них встречаются волки, лисы, редко медведи, чаще лоси, кабаны (особенно в дубовых рощах, где есть хороший корм – желуди), из птиц – сороки, ястребы, соколы, куропатки и перепела (на лесных лугах и полянах) и т. д.
2. Животный мир океанов.
Большая часть живых организмов в океанах обитает на мелководьях. Эта часть океанов хорошо прогревается и освещается солнцем. На дне мелководий много водорослей – настоящие «пастбища» для различных животных, в том числе для некоторых видов рыб («травоядных»), и около этих рыб промышляют хищники. Но больше всего на мелководье обитает ракообразных, моллюсков, кораллов, губок.
Наибольшая масса разнообразных рыб обитает на средней глубине, рядом с мелководьем – это сельдь, путассу, осетровые всех видов, сайра, сайка и т. д. Здесь же появляется гроза животного мира океана хищница-акула (всех видов). Есть в океанах и млекопитающие. Среди них самые крупные на Земле – синие киты, вес которых достигает 150 т! Его детеныш получает от самки до 200 л молока в сутки!
На больших глубинах океанов животных меньше. Здесь встречаются некоторые виды рыб, черви, которые хорошо приспособились к жизни на больших глубинах. В теле их содержится много воды. Под давлением, даже очень большим, вода почти не сжимается. Большое давление толщи вод уравновешивается у глубоководных организмов давлением изнутри. Поэтому при подъеме таких глубоководных обитателей на поверхность их разрывает.
Важную группу океанских обитателей составляет планктон – микроскопические рачки, черви и мальки многих рыб. Планктон переносится океаническими течениями. Его количество огромно. Планктоном питаются многие рыбы и киты.
3. Каким образом животные и растения приспосабливаются к условиям обитания? Почему большинство африканских антилоп и львов имеют желтоватую окраску, а слоны, бегемоты и носороги – серую?
Растения в северных широтах в холодное время года сбрасывают листву и приходят в состояние временного покоя, до наступления тепла, а в южных широтах – субтропиках и тропиках – сохраняют листву круглый год, при этом их жизнедеятельность не останавливается.
Антилопы имеют желтоватый цвет для того, чтобы сливаться с фоном окружающей местности, быть менее заметными для хищников. Львам (хищникам) необходима защитная окраска для маскировки при охоте на животных более мелких, чем они сами. У слонов, носорогов и бегемотов нет естественных врагов, им не надо ни на кого охотиться, и поэтому у них не выработалось защитной, специальной окраски.
4. Человек – составная часть биосферы.
Человек – это высшая ступень развития живых организмов на Земле. Человека отличает от других представителей животного мира (биосферы) способность производить орудия труда, использовать их для воздействия на окружающий мир. Человек – существо разумное, способное к пониманию и осмыслению процессов и явлений окружающего мира. Разум проявляется в мышлении. Ни одно животное не обладает таким высочайшим уровнем развития разума.
Жизнь человека во многом зависит от биосферы. Но чтобы уменьшить эту зависимость человека в будущем, ученые начали разработки по клонированию животных (пример – овечка Долли, клонированная в Англии), а также создали и пустили «на поток», т. е. в массовое производство и потребление, генетически модифицированные растения – сою, свеклу, картофель, пшеницу, кукурузу и т. д.
Перечисленные овощи и зерновые с измененной генетикой уже растут на полях США и Канады. Там производят откорм животных и птицы генетически модифицированными соей и кукурузой. Знаменитые окорочка из США и получены таким способом. Но здесь есть одно большое «НО» – никто не знает, как именно ответит натуральная биосфера в будущем на этот вызов человека.
Ученые попытались клонировать человека, но церковь резко запротестовала, потребовав остановить эксперименты по клонированию.
5. Схема биологического кругооборота в биосфере.
Тесты итогового контроля по теме «Биосфера»
1. Верхняя граница биосферы располагается на уровне:
а) поверхности Мирового океана;
б) озонового экрана;
в) верхней границы тропосферы.
2. Первыми появились на Земле:
а) животные;
б) растения.
3. Зимой реки нашей местности замерзают. Это пример связи:
а) атмосфера – гидросфера;
б) гидросфера – атмосфера.
4. Человек оказывает воздействие на гидросферу:
а) только положительное;
б) только отрицательное;
в) положительное и отрицательное.
5. Биосфера связана с гидросферой:
а) да;
б) нет.
1. Нижняя граница биосферы располагается на уровне:
а) дна Мирового океана;
б) нижней границы земной коры;
в) верхней мантии.
2. Живые организмы впервые появились:
а) на суше;
б) в океане.
3. Биосфера связана с атмосферой:
а) да;
б) нет.
4. Если река формирует речную долину, то это пример связи:
а) литосфера – гидросфера;
б) гидросфера – литосфера.
5. Биосфера связана с литосферой:
а) да;
б) нет.