Совокупная биомасса земли составляет примерно 2.4 10. Что такое биомасса? Возобновление количества биомассы

Во всем мире существует огромное количество садовых и декоративных кустарников. Сегодня мы хотим рассказать об удивительном растении — иглице понтийской, другие названия которой - иглица колючая, иглица шиповатая. Людям о растении известно с незапамятных времен. Еще в глубокой древности о ней упоминали историки Плиний и Вергилий, говоря о ее чудотворных свойствах, помогающих исцелять множество недугов. Кстати, они называли ее ruskus (рускус). Из представленного материала вы узнаете, что представляет собой это растение, какими лечебными свойствами оно обладает, как употреблять иглицу понтийскую в борьбе с недугами.

Описание растения

Латинское название этого растения — ruscus aculeatus. В настоящее время иглица относится к редким, исчезающим видам. Считается, что этот вид зародился еще в третичном периоде. Предлагаем вашему вниманию описание иглицы понтийской и фото этого необыкновенно красивого растения.

Оно относится к вечнозеленым кустарникам или полукустарникам. Иглица колючая в естественных условиях может вырастать до полуметра, иногда чуть выше. Оригинальное и уникальное название иглица получила благодаря своему внешнему виду: она вся покрыта небольшими иголочками. Листья растения - ланцетные чешуйки, которые едва приметны. Часть растения, которую все принимают за листья - кладодии, - ими не является. Это листоветки или просто плоские веточки, у которых конец заострен в виде колючки. Бутоны формируются на их нижней части, имеют зеленоватый оттенок и фиолетовые тычинки. Цветение растения продолжается с февраля по апрель.

Согласно описанию иглицы понтийской, она имеет на кусте как женские, так и мужские цветки, которые могут опыляться с росой или во время дождя. После этого на кустарнике появляются необычайно красивые плоды — ярко-красные шарики, диаметр которых составляет 8-10 мм. Внутри у них находится 2-3 семечка. Созревание плодов приходится на период с августа по сентябрь. Ягоды съедобные обладают приятным вкусом, прежде из них готовили суррогат кофе.

Ареал обитания

В условиях дикой природы кустарник можно встретить в Западной Европе, где он произрастает в можжевеловых и сосновых лесах, рядом со скалами. Кроме этого, иглица шиповатая любит соседствовать с грабами и дубами. Некоторые виды этого растения произрастают на территории азиатских и африканских государств. Среда обитания иглицы понтийской в нашей стране — древесные массивы Крыма и Кавказа. Следует отметить, что данное растение занесено в Красную книгу и находится под охраной государства.

Целебные свойства

Обладает иглица понтийская и лечебными свойствами. Ее широко используют в народной медицине из-за богатого химического состава, в который входят многие целебные и полезные вещества. Приготовленными на ее основе отварами и настойками лечат венозную недостаточность, атеросклероз, артрит, варикозное расширение вен, бронхиальную астму, болезни, связанные с дисфункцией сердечно-сосудистой системы. В состав растения входят:

  • белки;
  • сапонины;
  • растительные волокна;
  • сахароза;
  • витамины РР, С;
  • жиры;
  • микроэлементы (калий, железо, магний, фосфор, алюминий, кальций и др.).

И это далеко не весь перечень полезных веществ, входящих в состав иглицы понтийской, фото которой представлены в обзоре.

Лечебные функции

Иглица шиповатая обладает рядом лечебных свойств, направленных на устранение обострения геморроя, венозных дисфункций, возникающих при предменструальном синдроме, приеме оральных контрацептивов, беременности. Рассмотрим основные лечебные функции иглицы колючей, которыми обладают все лекарственные средства, приготовленные из этого растения:

  • уменьшение хрупкости капилляров;
  • укрепление стенок сосудов и вен;
  • уменьшение риска тромбоза;
  • повышение тонуса.

Использование иглицы способствует выведению токсинов и шлаков из мышечной ткани, уменьшает риск появления воспалительных процессов, значительно улучшает метаболизм клеток, восстанавливает водно-солевой обмен, стимулирует процесс кровообращения. Нельзя не отметить и того, что иглица оказывает благоприятное воздействие при отеках, тяжести в ногах, геморрое. Является незаменимым средством для облегчения состояния при хронической венозной недостаточности, помогает справляться с судорожными спазмами в ногах.

Особенности воздействия на организм

Растение с успехом используют при подагре, нарушениях кровообращения, желтухе, тромбозах, при нарушении деятельности желчного пузыря и почек. Кроме этого, иглица понтийская обладает легким диуретическим и желчегонным эффектом, что, в свою очередь, способствует усиленному выведению песка, солей из мочеточников, почек, желчного пузыря, при этом не допускает их накапливания. В связи с этим лекарство на основе растения следует принимать с особой осторожностью, потому как при наличии конкрементов оно может побудить их к движению, в результате чего возникает высокий риск закупорки выводных протоков. В состав растения входит рускогенин, который обладает сосудосуживающим и противовоспалительным действием. Благодаря таким качествам средство используется для приготовления ректальных суппозиториев и мазей, которые оказывают помощь при геморрое: снимают отек, боль, устраняют застой, что значительно улучшает состояние больного.

Очень популярна иглица понтийская как венотонизирующее средство, она способствует устранению в кровеносных сосудах нижних конечностей застойных явлений, препятствуют прогрессированию заболевания. Особенно высокие результаты показывает в комбинации с препаратами конского каштана.

Способы применения

Экстракты иглицы понтийской используют из расчета 7-11 мг рускогенина в день.

  1. Настой: берем большую горсть сухого сырья на 1 литр воды, настаиваем и пьем на протяжении дня.
  2. Отвар: на литр воды 60 г сбора, пить по 2-3 ст. в сутки.
  3. Капсулы: до 3-6 в день.

Обратите внимание: экстракты следует принимать перед едой, капсулы и таблетки необходимо запивать водой. Во время обострений рекомендуется принимать их натощак. Выпускаются в форме капсул, экстракта свежего растения, сухого сбора, таблеток, порошка, крема, настоек.

Какие части растения используют?

В медицине применяют корневище и корни иглицы колючей. После сбора их следует хорошенько промыть и высушить. После этого можно приготовить из них порошок. Он входит в состав многих лекарственных препаратов: таблеток, желатиновых капсул, растворов для питья, мазей и т. д. В народной медицине используют как культивируемые, так и дикорастущие сорта.

Применение в народной медицине

На основе иглицы готовят настойки, отвары, экстракты, изготавливают различные мази. Целители с успехом применяют такие народные средства для лечения следующих заболеваний:

  • головная боль;
  • атеросклероз;
  • подагра;
  • желтуха;
  • спазмы;
  • почечная недостаточность;
  • гангрена;
  • болезнь Альцгеймера;
  • синдром Рейно;
  • болезнь Меньера.

Приготовление лечебных смесей

В домашних условиях на основе корневищ рускус можно приготовить различные смеси, оказывающие благоприятное воздействие.

Мочегонный настой. Его следует принимать для обезболивания при ПМС или варикозном расширении вен. Готовят его следующим образом: одну большую ложку измельченных сухих корней иглицы понтийской заливают одним литром кипятка, настаивают в течение трех часов и отфильтровывают.

Отвар. Показания к применению: лечение судорог, отечности ног, лимфатических застоев, проблем у женщин в период менопаузы. Для его приготовления нам потребуется 60 г корневищ и литр воды, компоненты следует соединить, дать им закипеть и проварить на минимальном огне в течение двадцати минут.

Иглица в косметологии: применение

Экстракт данного растения широко используют не только в медицине, но и в косметологии. Обусловлено это целебными свойствами рускуса, он:

  • снимает отеки различной локализации;
  • обладает противовоспалительным действием;
  • оказывает сосудосуживающий эффект;
  • активизирует кровообращение;
  • убирает синяки и мешки под глазами.

В косметологии иглицу понтийскую используют для наружного применения. Положительный эффект растительное средство дает при уходе за кожей вокруг глаз. Для этого рекомендуется сочетать определенную комбинацию растений, чтобы усилить эффект. Например, можно приготовить крем на основе иглицевого экстракта со средствами из плюща, ромашки и других растений. Благодаря данным процедурам удастся убрать лишнюю жидкость, улучшить дренаж, вывести токсины из тканей.

Лекарственное средство на основе растительного сырья из иглицы оказывает положительный эффект и при лечении купероза. Так называют заболевание, которое обусловлено появлением на коже расширенных капилляров и звездочек, возникающих в результате нарушения кровообращения. Положительный эффект обусловлен тем, что растение обладает антисептическими, противовоспалительными, противомикробными свойствами. При использовании лекарственных препаратов можно добиться не только исчезновения видимых проявлений, но и полностью избавиться от причин возникновения такого состояния.

Нельзя не отметить, что борьба с целлюлитом и растяжками будет намного успешнее, если в перечень косметических средств по уходу будет включена иглица шиповатая. Ввиду того, что при использовании таких средств происходит активация кровообращения и метаболических процессов, выведение вредных веществ, стимуляция регенерации клеток. Все это помогает избавиться от растяжек и успешно противостоять целлюлиту.

Иглица понтийская: польза и противопоказания

Растение с успехом используются в медицине — официальной и народной. Средства на основе иглицы имеют весьма обширный спектр лечебных свойств. Однако имеются и противопоказания к применению, среди которых можно выделить такие:

  • высокое артериальное давление;
  • период беременности;
  • воспалительные процессы мочеполовых путей.

Обратите внимание: при повышенном артериальном давлении и симптомах венозного застоя, перед применением лекарственных препаратов необходима консультация врача. Также следует отметить, что при несоблюдении дозировки лекарств на основе иглицы возможны побочные эффекты: тошнота, желудочные расстройства.

На печать

Отправить статью

Наталья Владимирова 21.04.2014 | 2582

Роскошные букеты в цветочных магазинах и на выставках надолго задерживают наш взгляд. В осенних букетах привлекают не только цветы, но и хороши веточки иглицы с красными ягодами.

Это растение в наших широтах выращивают в теплицах. Но купить горшочек с иглицей не так-то просто – цветочные магазины и садовые центры почему-то игнорируют это растение. Однако в нашем доме иглица все-таки появилась. Она хороша не только в букетах или композициях из сухоцветов, но и как эффектное растение для интерьера.

Вообще, это растение – предмет для рассуждений о странностях природы. Знаете ли вы, например, что у иглицы нет листьев. То, что мы называем листьями, на самом деле укороченные побеги, называемые филлокладиями . Именно на них весной появляются мелкие зеленоватые цветки, а после опыления красивые красные ягоды диаметром до 2 см. Однако ягод может и не быть, так как большинство форм этого растения двудомные, лишь изредка в теплицах можно найти голландские растения с обоеполыми цветками.

Не могу сказать, двудомные или однодомные мои растения, потому что плоды они завязывают, но относятся к разным видам: экземпляр с темными, очень жесткими и колючими филлокладиями – иглица колючая (шиповатая), а с более мягкими, но очень длинными оливковыми филлокладиями – иглица подъязычная .

Укоренение черенков

В моем доме иглицы появились из букетов. Сначала в одном обнаружила веточки иглицы колючей , выбрала наиболее свежую, нарезала из нее черенки длиной 10 см, сделала нижний косой срез и поставила на 1,5 часа в раствор стимулятора корнеобразования . Подготовленные таким образом три черенка посадила в горшочек с легкой почвенной смесью, прикрыла литровой стеклянной банкой. Для поддержания высокой влажности 2 раза в неделю подливала в поддон воду. Как только у основания черенка появились первые ростки, укрытие сняла, но продолжала ежедневно опрыскивать теплой мягкой водой. А через год в другом букете нашлись веточки иглицы подъязычной . Они тоже очень хорошо укоренились.

Уход

При регулярных поливах иглица довольно быстро развивается. Зимой, конечно, поливы следует сократить. Очень хорошо иглица реагирует на теплый душ , который устраивают раз в месяц. Для ее выращивания нужны не слишком плотная почва , умеренная влажность воздуха и хорошее освещение , но не прямые солнечные лучи, которые могут уничтожить молодые побеги.

Летом мои иглицы отлично проводят время на даче, где для них подготовлено место в легкой полутени высоких деревьев. Некоторые экземпляры вообще высаживаю под пологом деревьев прямо в открытый грунт. Они, конечно, зиму не перенесут, но зато дадут много срезочного материала для букетов.

Конечно, для того, чтобы с помощью веточек иглицы делать оригинальные букеты, понадобится не одно растение: в трехлетнем возрасте с каждого можно срезать не более 9 побегов.

При уходе за иглицей следует помнить, что на третий год побег отмирает, поэтому его удаляют, давая возможность развиваться новым, отрастающим от корневища. В целом же уход такой, как и за ее родственником – аспарагусом. Легче всего размножать иглицу делением куста, но можно попробовать вырастить из семян.

На печать

Отправить статью

Сегодня читают

Школа цветовода Как защитить домашние цветы от солнца

Даже несмотря на то, что свет необходим всем растениям, в больших количествах он может не только повредить, но и полностью...

Жив а я о б о л о ч к а з е м л и

Повсюду на Земле, куда ни обрати свой взгляд, господствует жизнь. Повсюду можно встретить какие-либо растения и животных. А сколько еще организмов, которые не видны невооруженному глазу! Простейшие одноклеточные животные и микроскопические водоросли, многочисленные грибы, бактерии, вирусы...

В наше время известно до 500 тысяч видов растений и около 1,5 миллиона видов животных. Но еще далеко не все виды открыты и описаны. А если представить себе, сколько особей у каждого вида!.. Попробуйте сосчитать количество пихт в тайге, или одуванчиков на лугу, или колосьев на одном поле пшеницы... Сколько живет муравьев в одном муравейнике, сколько рачков циклопов или дафний в одной луже, сколько белок в лесу, сколько щук, окуней или плотвы в одном озере?.. И поистине сказочные цифры получаются при попытке сосчитать микроорганизмы.

Так, в 1 грамме лесной почвы в среднем насчитывается:

бактерий —400 000 000,

грибов — 2 000 000,

водорослей — 100 000,

простейших — 10 000.

Микробиологи из университета штата Джорджия считают, что на Земле всего 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (5 нониллионов) бактерий . Это составляет 70% от массы всего живого на планете.

Все это неисчислимое множество живых существ размещается не хаотически и беспорядочно, а строго закономерно, в определенном порядке, по исторически сложившимся на Земле законам жизни. Вот что по этому поводу пишет американский ученый-биолог К. Вилли: «На первый взгляд может показаться, что мир живых существ состоит из невообразимого множества растений и животных, отличных друг от друга и идущих каждый своим путем. Однако более детальное изучение показывает, что все организмы, как растительные, так и животные, имеют одни и те же основные жизненные потребности, перед ними стоят одни и те же проблемы: добывание пищи как источника энергии, завоевание жизненного пространства, размножение и т. п. В ходе разрешения этих проблем растения и животные образовали огромное множество различных форм, каждая из которых приспособлена к жизни в данных условиях внешней среды. Каждая форма приспособилась не только к физическим условиям среды — приобрела устойчивость к колебаниям в определенных границах влажности, ветра, освещения, температуры, силы тяжести и т. д., но также и к биотическому окружению — ко всем растениям и животным, обитающим в той же зоне.


Закономерно распределяясь на Земле, вся совокупность организмов образует живую оболочку нашей планеты — биосферу. Заслуга в разработке понятия «биосфера» и выяснении ее планетарной роли принадлежит русскому академику В. И. Вернадскому, хотя сам термин употребляли еще в конце прошлого столетия. Что же такое биосфера и почему ей придается такое большое значение?

Поверхностные части Земли состоят из трех минеральных, неорганических оболочек: литосфера — твердый каменный панцирь Земли; гидросфера — жидкая, несплошная оболочка, включающая все моря, океаны и внутренние воды,—Мировой океан; атмосфера — газообразная оболочка.

Вся гидросфера, верхние части литосферы и нижние слои атмосферы заселены животными и растениями. Современная биосфера образовалась в процессе возникновения и дальнейшего исторического развития живой материи. Со времени зарождения жизни на Земле по различным оценкам прошло от 1,5—2,5 до 4,2 миллиарда лет. В. И. Вернадский пришел к выводу, что за это время все наружные слои земной коры переработаны жизнедеятельностью организмов на 99 процентов. Следовательно, Земля в том виде, как мы ее воспринимаем, на которой мы живем, в значительной степени есть продукт деятельности организмов.

Жизнь, возникнув на Земле в результате закономерного развития материи, на протяжении многих миллионов лет своего существования в форме различных организмов изменила облик нашей планеты.

Все организмы биосферы в совокупности образуют биомассу, или «живое вещество», обладающее мощной энергией, которая изменяет земную кору и атмосферу. Общий вес растительной массы около 10 000 миллиардов, а животной — около 10 миллиардов тонн, что составляет примерно 0,01 процента веса всей биосферы с ее твердой, жидкой и газообразной средой обитания. Подсчитано, что биомасса всех живых существ, населявших Землю, примерно через миллиард лет после появления жизни должна была бы во много раз превысить массу нашей планеты. Но этого не произошло.

Почему же биомасса существенно не накапливается? Почему она удерживается на каком-то определенном уровне? Ведь биомасса как живая материя имеет тенденцию к беспрерывному развитию, совершенствованию и постоянному накоплению в процессе этого развития, в процессе размножения и роста живых существ.

А не происходит этого потому, что каждый элемент, из которых построено тело организма, воспринимается из окружающей среды, а затем через целый ряд других организмов опять возвращается в окружающую, неорганическую среду, из которой вновь поступает в состав живого вещества, биомассы. Следовательно, каждый элемент, входящий в состав живой материи, используется ею многократно.

Не следует, однако, это понимать в абсолютном смысле. С одной стороны, какая-то часть элементов выходит из круговорота веществ, так как на Земле само по себе происходит накопление органических соединений в виде залежей каменного угля, нефти, торфа, горючих сланцев и т. д. С другой стороны, человек своей деятельностью может обеспечить более интенсивный процесс накопления биомассы, что проявляется в беспрерывном повышении урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности домашних животных.

Но все это отнюдь не отвергает общего правила. Существенно биомасса на Земле все же не накапливается, а постоянно удерживается на каком-то определенном уровне, хотя этот уровень и не является абсолютным и постоянным. Происходит это потому, что биомасса беспрерывно разрушается и вновь созидается из одного и того же строительного материала, в ее пределах протекает беспрерывный круговорот веществ. В. И. Вернадский пишет: «Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет, от древнейших археозойских эр до нашего времени. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом.

Этот круговорот, совершающийся в результате жизнедеятельности организмов, называется биологическим круговоротом веществ. Он принял современный характер с появлением зеленых растений, осуществляющих процесс фотосинтеза. С этого времени и условия для эволюции живой материи на Земле приобрели совершенно иной характер.

Ход круговорота веществ вкратце можно рассмотреть на примере с углеродом, атомы которого входят в состав сложной белковой молекулы. Именно с белковой молекулой и связана жизнь, обмен веществ.

Над каждым гектаром Земли содержится в составе углекислого газа (С02) до 2,5 тонны углерода. Как показали расчеты, посевы, например, сахарного тростника каждым гектаром поглощают до 8 тонн углерода, который используется на построение тела этих растений. В результате зеленые растения примерно за несколько сот лет использовали

Бы весь запас углерода. Но этого не происходит, потому что организмы процессе дыхания выделяют значительные количества углекислоты А еще больше углерода освобождают гнилостные бактерии и грибы, разрушая углеродистые соединения, содержащиеся в мертвых телах животных и растений. Какая-то часть углерода все же выходит ни сферы «обращения», откладываясь в виде залежей нефти, каменного угля, торфа и т. д., в которые превращаются отмершие растения и животные. Но эта потеря углерода компенсируется разрушением карбонатов горных пород, а в современных условиях также сжиганием огромного количества добываемого топлива. В результате углерод как бы постоянно течет из атмосферы через зеленые растения, животных, микро организмы снова в атмосферу. Таким образом, общие запасы углерода в биосфере остаются примерно постоянными. Можно предположить с высокой степенью достоверности, что почти каждый атом углерода в биосфере со времени возникновения жизни на Земле неоднократно находился в составе живой материи, переходил в углекислоту атмосферы и снова возвращался в состав живого вещества, биомассы.

В современных условиях углерод в процессе биологического круговорота веществ проходит следующие этапы: 1) зеленые растения, созидатели органического вещества, поглощают углерод из атмосферы и вводят его в состав своего тела; 2) животные, или потребители, питаясь растениями, из их углеродистых соединений строят углеродистые соединения своего тела; 3) бактерии, а также некоторые другие организмы, или разрушители, разрушают органическое вещество умерших растений и животных и освобождают углерод, который снова уходит в атмосферу в составе углекислого газа.

Другой важной составной частью аминокислот и белков биомассы является азот. Источником азота на Земле служат нитраты, которые по глотаются растениями из почвы и воды. Животные, поедая растения, из аминокислот растительных белкой синтезируют свою протоплазму. Гнилостные бактерии переводят соединения азота мертвых тел этих организмов в аммиак. Затем нитрифицирующие бактерии превращаю аммиак в нитриты и нитраты. Часть азота денитрифицирующими бактериями возвращается в атмосферу. Но на Земле в процессе эволюции живого вещества появились организмы, способные связывать свободный азот и превращать его в органические соединения. Это некоторые сине-зеленые водоросли, почвенные, а также клубеньковые бактерии вместе с клетками корней бобовых. При отмирании этих организмов азот их тела нитрифицирующими бактериями переводится в соли азотной кислоты.

Подобный круговорот совершают и вода, и фосфор, и многие другие вещества, входящие в состав живой материи и минеральных оболочек биосферы, В результате все элементы, за редким исключением, деятельностью живого вещества биосферы вовлекаются в грандиознейший по своим масштабам беспрерывно движущийся поток — биологический круговорот веществ. «Прекращение жизни было бы неизбежно связано с прекращением химических изменений, если не всей земной коры, то во всяком случае ее поверхности — лика Земли, биосферы»,— пишет академик В. И. Вернадский.

Особенно ярко эта мысль Вернадского подтверждается той ролью, которую играет в процессе своего круговорота кислород, продукт фотосинтеза растений. Практически весь кислород в земной атмосфере возник и поддерживается на определенном уровне деятельностью зеленых растений. В большом количестве он расходуется организмами в процессе дыхания. Но, кроме того, обладая огромной химической активностью, кислород непрерывно вступает в соединения почти со всеми другими элементами.

Если бы зеленые растения не выделяли такого огромного количества кислорода, то он полностью исчез бы из атмосферы примерно за 2000 лет. Преобразился бы весь облик Земли, исчезли бы почти все организмы, прекратились бы все окислительные процессы в физической части биосферы... Земля стала бы безжизненной планетой. Именно наличие свободного кислорода в атмосфере планеты свидетельствует о том, что на ней есть жизнь, живое вещество, есть биосфера. А раз есть биосфера, почти все элементы среды вовлекаются ею в грандиозный, нескончаемый круговорот веществ.

Подсчитано, что в современную эпоху весь кислород, содержащийся в атмосфере, оборачивается через организмы (связываясь при дыхании и высвобождаясь при фотосинтезе) за 2000 лет, что вся углекислота атмосферы совершает круговорот в обратном направлении за каждые 300 лет и что все воды на Земле разлагаются и воссоздаются путем фотосинтеза и дыхания за 2 000 000 лет.

В основе учения о биосфере лежат геохимические исследования, в первую очередь изученные В. И. Вернадским круговороты кислорода и углерода. Он первым высказал предположение, что кислород, содержащийся в современной атмосфере, образован в результате фотосинтетической деятельности растений.

Выдающийся естествоиспытатель В. И. Вернадский обладал поразительной способностью охватывать своей острой и гениальной мыслью почти все области современного естествознания. В своих мыслях и концепциях он далеко опережал современный ему уровень знаний и предвидел на десятилетия вперед их развитие. Еще в 1922 г. Вернадский писал о близком овладении человеком грандиозными запасами ядерной энергии, а в конце 30-х годов предсказывал наступающую эру выхода человека в космос. Он стоял у истоков многих наук о Земле — генетической минералогии, геохимии, биогеохимии, радиогеологии и создал учение о биосфере Земли, ставшее вершиной его творчества.

Научные искания В. И. Вернадского постоянно были связаны с огромной организаторской работой. Он был инициатором создания Комиссии по изучению естественных производительных сил России, одним из организаторов Украинской Академии наук и ее первым президентом. По инициативе Вернадского в системе Академии наук СССР были созданы Институт географии, Институт минералогии и геохимии имени М. В. Ломоносова, Радиевый, Керамический и Оптический институты, Биогеохимическая лаборатория ставшая теперь Институтом геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского, Комиссия по изучению вечной мерзлоты, преобразованная затем в Институт мерзлотоведения имени В. А. Обручева, Комиссия по истории знаний, ныне Институт истории естествознания и техники, Комитет по метеоритам, Комиссии по изотопам, урану и многие другие. Наконец, ему принадлежит идея создания Международной комиссии по определению геологического возраста Земли

ПОТОК ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ

Круговороты всех веществ замкнуты, в них многократно используются одни и те же атомы. Поэтому нового вещества для осуществления круговорота не требуется. Закон сохранения материи, по которому материя никогда не возникает и не исчезает, здесь налицо. Но для превращения веществ в пределах биогенного круговорота необходима энергия. За счет какой же энергии осуществляется этот грандиозный процесс?


Основным источником энергии, необходимой для жизни на Земле, а значит, и для осуществления биологического круговорота веществ, служит солнечный свет, т. е. энергия, которая возникает в недрах Солнца во время ядерных реакций при температуре приблизительно 10 000 000 градусов. (Температура на поверхности Солнца значительно ниже, всего 6000 градусов.) До 30 процентов энергии рассеивается в атмосфере или отражается облаками и поверхностью Земли, до 20 процентов поглощается в верхних слоях облаками, приблизительно 50 процентов достигает суши или поверхности океана и поглощается в форме тепла. Лишь ничтожное количество энергии, всего около 0,1—0,2 процента, улавливается зелеными растениями; оно-то и обеспечивает весь биологический круговорот веществ на Земле.

Зеленые растения аккумулируют энергию солнечного луча, накапливают ее в своем теле. Животные, поедая растения, существуют за счет той энергии, которая поступила в их организм вместе с пищей, со съеденными растениями. Хищники в конечном итоге также существуют за счет энергии, накопленной зелеными растениями, ибо питаются растительноядными животными.

Таким образом, энергия Солнца, первоначально использованная зелеными растениями в процессе фотосинтеза, превращается в потенциальную энергию химических связей тех органических соединений, из которых строится само тело растений. В организме животного, съевшего растение, происходит окисление этих органических соединений с выделением такого количества энергии, которое было затрачено на синтезирование органического вещества растением. Часть этой энергии и используется для жизни животного, а часть, согласно второму закону термодинамики, превращается в тепло и рассеивается в пространстве.

В конечном итоге энергия, полученная от Солнца зеленым растением, переходит от одного организма к другому. При каждом таком переходе энергия превращается из одной формы (энергия жизни растения) в другую (энергия жизни животного, микроорганизма и т. д.). При каждом таком превращении происходит снижение количества полезной энергии. Следовательно, в отличие от круговорота веществ, который протекает по замкнутому кругу, энергия перемещается от организма к организму в определенном направлении. Происходит односторонний поток энергии, а не круговорот.

Нетрудно себе представить, что, как только погаснет Солнце, вся накопленная Землей энергия постепенно через какой-то определенный и сравнительно небольшой промежуток времени превратится в тепло и рассеется в пространстве. Прекратится круговорот веществ в биосфере, все животные и растения погибнут. Довольно мрачная картина... Конец жизни на Земле...

Однако нас не должен смущать такой вывод. Ведь Солнце будет светить еще несколько миллиардов лет, т. е. как минимум столько, сколько на Земле уже существует жизнь, которая развилась от примитивных комочков живой материи до современного человека. Причем сам человек на Земле появился всего около миллиона лет тому назад. За этот срок он прошел путь от каменного топора до сложнейших электронно-вычислительных машин, проник в глубь атома и Вселенной,

Всякий переход энергии из одной формы в другую сопровождается снижением количества полезной энергии вышел за пределы Земли и успешно осваивает космическое пространство.

Появление человека и такой высокоорганизованной материи, как его головной мозг, имело и имеет исключительное значение для эволюции живой материн и всей биосферы. С момента возникновения человечество, как часть биомассы, значительное время находилось в полной зависимости от окружающей среды. Но но мере развития мозга, мышления человек все более и более завоевывает природу, поднимается над ней, подчиняет ее своим интересам. Еще в 1929 году А. П. Павлов, подчеркивая всевозрастающую роль человека в развитии органического мира на Земле, предложил четвертичный период именовать «антропогеном», а затем В. И. Вернадский, считая, что человечество создает новую, разумную оболочку Земли, или сферу разума, предложил название «ноосфера».

Деятельность человека существенно изменяет круговорот веществ в биосфере. Добыто и сожжено около 50 миллиардов тонн угля; миллиардами тонн добываются железо и другие металлы, нефть, торф. Человек овладел различными формами энергии, в гом числе и атомной. В результате на Земле появились совершенно новые химические элементы и возникла возможность превращать одни элементы в другие, а в биосферу включилось большое количество радиоактивных излучений. Человек стал величиной космического порядка и силой разума своего в скором будущем сможет овладеть такими формами энергии, о которых мы сейчас и не подозреваем.

Биомасса Земли . На суше Земли, начиная от полюсов к экватору, биомасса постепенно увеличивается. Вместе с тем возрастает и количество видов растений. Тундра с лишайниками и мхами сменяется хвойными и широколиственными лесами, затем степями и субтропической растительностью. Наибольшее сгущение и многообразие растений имеет место во влажных тропических лесах. Высота деревьев достигает 110-120м. Растения растут в несколько ярусов, эпифиты покрывают деревья. Количество и разнообразие видов животных зависят от растительной массы и тоже увеличиваются к экватору. В лесах животные расселены в различных ярусах. Наибольшая плотность жизни наблюдается в биогеоценозах, где виды связаны цепями питания. Цепи питания, переплетаясь, образуют сложную сеть передачи химических элементов и энергии от одного звена к другому. Между организмами идет жесточайшее состязание за обладание пространством, пищей, светом, кислородом. Большое влияние на биомассу суши оказывает человек. Под его воздействием сокращаются площади, производящие биомассу.

Биомасса почвы . Почва - среда, необходимая для жизни растений и биогеоценоз с разнообразными мельчайшими живыми организмами. Это рыхлый поверхностный слой земной коры, изменяемый атмосферой и организмами и постоянно пополняемый органическими остатками. Образование живого органического вещества происходит на земной поверхности; разложение органических веществ, их минерализация осуществляются главным образом в почве. Почва образовалась под воздействием организмов и физико-химических факторов. Мощность почвы наряду с поверхностной биомассой и под влиянием ее увеличивается от полюсов к экватору. В северных широтах особое значение имеет перегной.

Распространение биомассы на поверхности суши.

Почва плотно заселена живыми организмами. Вода от дождей, тающих снегов обогащает ее кислородом и растворяет минеральные соли. Часть растворов удерживается в почве, часть выносится в реки и океан. Почва испаряет поднимающуюся по капиллярам грунтовую воду. Происходит движение растворов и выпадение солей в разных почвенных горизонтах.

В почве происходит и газообмен. Ночью при охлаждении и сжатии газов в неё проникает некоторое количество воздуха. Кислород воздуха поглощается животными и растениями и входит в состав химических соединений. Проникший в почву с воздухом азот улавливается некоторыми бактериями. Днем при нагревании почвы выделяются газы: углекислый, сероводород, аммиак. Все процессы, происходящие в почве, входят в круговорот веществ биосферы.

Некоторые виды хозяйственной деятельности человека (химизация сельскохозяйственного производства, переработка нефтепродуктов и др.) вызывают массовую гибель почвенных организмов, играющих важную роль в биосфере.

Биомасса Мирового океана . Гидросфера Земли, или Мировой океан, занимает более 2/3 поверхности планеты. Вода обладает высокой теплоемкостью, делает более равномерной температуру океанов и морей, смягчая крайние изменения температуры зимой и летом. Океан замерзает только у полюсов, но и подо льдом существуют живые организмы.

Вода - хороший растворитель. В состав воды океана входят минеральные соли, содержащие около 60 химических элементов, в ней растворяются поступающие из воздуха кислород и углекислый газ. Водные животные также выделяют при дыхании углекислый газ, а водоросли в процессе фотосинтеза обогащают воду кислородом.

Физические свойства и химический состав вод океана весьма постоянны и создают среду, благоприятную для жизни. Фотосинтез водорослей происходит главным образом в верхнем слое воды - до 100м. Поверхность океана в этой толще заполнена микроскопическими одноклеточными водорослями, образующими микропланктон.

В питании животных океана преимущественное значение имеет планктон. Водорослями и простейшими питаются веслоногие рачки. Рачков поедают сельди и другие рыбы. Сельди идут в пищу хищным рыбам и чайкам. Исключительно планктоном питаются усатые киты. В океане, кроме планктона и свободноплавающих животных, много организмов, прикрепленных ко дну и ползающих по нему. Население дна носит название бентоса. В океане наблюдаются сгущения организмов: планктонное, прибрежное, донное. К живым сгущениям относятся и колонии кораллов, образующие рифы и острова. В океане, особенно на дне его, распространены бактерии, превращающие органические остатки в неорганические вещества. Отмершие организмы медленно оседают на дно океана. Многие из них покрыты кремневыми или известковыми оболочками, а также известковыми раковинами. На дне океана они образуют осадочные породы.

В настоящее время в ряде стран решается проблема добычи из океана пресной воды, металлов и более полного использования его пищевых ресурсов с охраной наиболее ценных животных.

Гидросфера оказывает мощное влияние на всю биосферу. Суточные и сезонные колебания нагревания поверхности суши и океана вызывают циркуляцию тепла и влаги в атмосфере и влияют на климат и круговороты веществ во всей биосфере.

Добыча нефти в морях, перевозка ее в танкерах и другие виды деятельности человека приводят к загрязнению Мирового океана и сокращению его биомассы.