Учебник Биология - ВУНМЦ 2000

Глава 7. БИОСФЕРНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

7.2. ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ

Биосфера - сложная многоуровневая структура. Ее границы определяются областью распространения организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере.

Верхняя граница биосферы проходит на высоте 20 - 25 км. Лимитирующим фактором является ультрафиолетовое излучение, выше озонового слоя все живое погибает (см. рис. 423).

7.2.1. АТМОСФЕРА

Атмосфера - газовая оболочка Земли, масса которой составляет 5,15x10 тонн (рис. 424). Главными составными частями атмосферы является азот (78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), диоксид углерода (0,03%) и др.

Рис. 424. Сравнение масс оболочек Земли на логарифмической шкале (по К.К. Маркову и др.).

В атмосфере, кроме указанных веществ, присутствуют разные аэрозоли - пылевые, водяные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии. Нижняя часть атмосферы - тропосфера. В ней сосредоточено более 90% массы всей атмосферы. На экваторе она простирается до высоты 16-18 км, в умеренных широтах до 10-11 км, на полюсах до 8 км.

Выше тропосферы до высоты 50-55 км располагается стратосфера. Температура у ее верхней границы повышается, что связано с наличием слоя озона.

Мезосфера - верхняя граница этого слоя располагается до высоты 80 км. Температура достигает - 75-90 °С. Здесь имеются серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов.

Ионосфера располагается до высоты 800 км. Для нее характерно повышение температуры более 1000 °С. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца газы находятся в ионизированном состоянии.

Выше 800 км до 2000-3000 км располагается экзосфера. Здесь температура достигает 2000 °С, находятся атомы водорода, гелия, образующие корону вокруг Земли.

Роль атмосферы велика. Она обеспечивает важнейшие жизненные процессы у растений и животных.

7.2.1.1. Жизнь в атмосфере

Организмов, живущих постоянно только в атмосфере, нет. Все они так или иначе связаны с почвенной или водной средой. Даже микроорганизмы, обнаруживаемые в воздухе в огромном числе, попадают туда из почвы или воды. И тем не менее, жизнь в воздухе - явление обычное, особенно в нижних слоях тропосферы. В воздушной среде размещаются надземные части растений, в воздухе летают многочисленные животные - насекомые, птицы, рукокрылые, с потоками воздуха переносятся микроорганизмы, обычно оседающие на частицах пыли. Для некоторых бактерий и грибов воздушные потоки - основной путь их распространения. Ветром переносится пыльца ветроопыляемых растений.

В воздухе больше микробов в сухую погоду и меньше после дождя, так как вода осаждает пыль, а вместе с ней и микроорганизмы. Последних в воздухе над сушей содержится гораздо больше, чем над морем. Чарльз Дарвин во время плавания на "Бигле" обнаружил споры различных микроорганизмов в "морском воздухе" за тысячи миль от западных берегов Африки. Наибольшее число микроорганизмов в воздухе находится над крупными населенными пунктами, промышленными городами. С высотой "плотность населения" уменьшается. Так, над Москвой микроорганизмов (по данным 60-х годов) на высоте 500 м в 1 м³ воздуха содержится от 3 до 8 тыс., на высоте 1000 м всего лишь 1700, а на высоте 2 тыс. м - 700-800. Ближе к поверхности земли вместе с пылью в воздухе промышленных городов обнаруживаются миллионы микроорганизмов.

Бактерии и плесневые грибы, особенно в состоянии спор, встречаются на высоте, превышающей 20 км, т.е. выходят за пределы тропосферы. В печати появились сведения об обнаружении микроорганизмов в стратосфере на высоте, превышающей 40 км. Надо полагать, что живое вещество, оказавшееся в этих условиях, обладает повышенной стойкостью к ультрафиолетовому излучению.

Опасность для человека, животных и растений, представляют болезнетворные микроорганизмы. Одни из них в воздухе быстро погибают, другие могут сохраняться длительно, и даже при неблагоприятных условиях для жизни. Так, например, туберкулезная палочка, микробы, вызывающие нагноение, и многие другие способны длительно переносить высушивание. При кашле больного открытой формой туберкулеза в воздух "выбрасывается" огромное число бактерий - до 40 000 в небольшой капле слюны. С брызгами мокроты бактерии могут выбрасываться с силой, обеспечивающей их "полет" на расстоянии от 2-3 до 9 м. Через воздух, насыщенный патогенными микроорганизмами, передается целый ряд заболеваний. Знание путей миграции в аэробиосфере вирусов и микробов имеет важное значение для медицины.