Экология (стр. 4 )

По другим признакам среди растений выделяют такие группы как галофиты (растения засоленных почв), нитрофилы (растения, предпочитающие почвы, богатые азотом), литофиты, или петрофиты, (растения каменистых почв), псаммофиты (растения песков).

По степени связи с почвой как средой обитания животных объединяют в три экологические группы.

Геобионты - животные, постоянно обитающие в почве, весь цикл развития которых протекает в почвенной среде.

Геофилы - животные, часть цикла развития которых (чаще одна из фаз) обязательно проходит в почве.

Геоксены - животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища.

2.2.3 Закон толерантности

Всю сложность взаимоотношения экологических факторов отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом. Эти два предела называют пределами толерантности. Например, организм способен существовать при температуре от минус 5° С до плюс 25°С. Это и будет диапазоном толерантности организма по отношению к температуре. Факторы среды имеют количественное выражение (рис. 4).

По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы выносливости организма.

Рис.4 - Зависимость действия экологического фактора от его количества

Оптимум — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.

Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности. Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой - стенобионтными (рис. 2 и 3). Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются эвритермные, а приспособленные к узкому интервалу температур - стенотермные.

Рис.5 - Экологическая валентность (пластичность) видов:

1 - эврибионтные; 2 - стенобионтные

Рис.6. - Экологическая валентность (пластичность) видов (по Ю. Одуму, 1975)

Таким же образом по отношению к давлению различают эври - и стенобатные организмы, по отношению к степени засоления среды - эври - и стеногалинные, и т. д. Экологические валентности отдельных индивидуумов не совпадают. Поэтому экологическая валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи.

Экологические валентности вида к разным экологическим факторам могут существенно отличаться. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.

2.2.4 Лимитирующие факторы

Лимитирующими (ограничивающими) экологическими факторами следует называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием).

Такой фактор будет ограничивать распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными. Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида. Знание человеком лимитирующих факторов для того или иного вида организмов позволяет, изменяя условия среды обитания, либо подавлять, либо стимулировать его развитие.

В середине XIX в. Ю. Либихом был установлен закон минимума: урожай зависит от фактора, находящегося в минимуме. Например, если фосфор содержится в почве лишь в минимальных количествах, то это снижает урожай. Но оказалось, что если это же вещество находится в избытке, это также снижает урожай. Более того, факторы могут действовать изолированно или совокупно - ведь урожай зависит и от влажности, и от других факторов жизни растений. Тем не менее, факторы не могут заменить друг друга, что и нашло отражение в законе независимости факторов : условия жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не может быть заменен другим. Например, нельзя заменить действие влажности действием углекислого газа или солнечного света и т. п.

Можно выделить основные закономерности действия экологических факторов: закон относительности действия экологического фактора - направление и интенсивность действия экологического фактора зависят от того, в каких количествах он берется и в сочетании с какими другими факторами действует. Не бывает абсолютно полезных или вредных экологических факторов: все дело в количестве. Например, если температура окружающей среды слишком низкая или слишком высокая, т. е. выходит за пределы выносливости живых организмов, это для них плохо. Благоприятными являются только оптимальные значения. При этом экологические факторы нельзя рассматривать в отрыве друг от друга. Например, если организм испытывает дефицит воды, то ему труднее переносить высокую температуру; закон относительной заменяемости и абсолютной незаменимости экологических факторов - абсолютное отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещен действием других экологических факторов. Например, полное (абсолютное) отсутствие воды нельзя компенсировать другими экологическими факторами. Однако если другие экологические факторы находятся в оптимуме, то перенести недостаток воды легче, чем когда и другие факторы находятся в недостатке или избытке.

2.3 Понятие об экологической нише

Любая популяция (вид) занимает определенное местообитание и определенную экологическую нишу.

Местообитание - это территория или акватория, занимаемая популяцией (видом), с комплексом присущих ей экологических факторов. Местообитание вида является компонентом его экологической ниши.

Экологическая ниша - совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. То есть экологическая ниша - это место вида в природе, включающее не только его положение в пространстве и отношение к абиотическим факторам, но и его функциональную роль в сообществе (прежде всего трофический статус). Местообитание - это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша - это его «профессия».

Для характеристики экологической ниши обычно используют два важных показателя: ширина ниши и степень перекрывания ее с соседними нишами. Экологические ниши разных видов могут быть разной ширины и перекрываться в различной степени.

2.3.1 Фундаментальная и реализованная ниша

Различают фундаментальную (потенциальную) нишу, которую организм мог бы занимать в отсутствие конкурентов, хищников и других врагов и в которой физические условия оптимальны и реализованную – фактический диапазон условий существования организма, который или меньше фундаментальной ниши или равен ей. Фундаментальную нишу называют иногда предконкурентной, а реализованную – постконкурентной.

Разделение экологических ниш между видами происходит за счет приуроченности разных видов к разным местообитаниям, разной пищи и разному времени использования одного и того же местообитания.

Принцип конкурентного исключения (принцип Гаузе) гласит: «Два вида не могут сосуществовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны. Такие виды обязательно должны быть разобщены в пространстве или во времени».

Группы видов в сообществе, обладающие сходными функциями и нишами одинакового размера, т. е. роль которых в сообществе одинакова или сравнима, называются гильдиями. Например, лианы тропического леса представлены многими видами растений. Между видами внутри гильдии наблюдается особенно острая конкуренция.

Виды, занимающие одинаковые ниши в разных географических областях, называются экологическими эквивалентами. Например, крупные кенгуру Австралии, бизоны Северной Америки, зебры и антилопы Африки и т. д. являются экологическими эквивалентами. В настоящее время они значительно замещены коровами и овцами

2.4 Биоценозы

Биоценоз - совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории. Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный - зооценозом, микробный - микробоценозом. Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз. Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.

2.4.1 Видовая структура биоценозов

Видовая структура - число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.

Видовое разнообразие - число видов в данном сообществе. Встречаются бедные и богатые видами биоценозы. Видовое разнообразие зависит от возраста сообщества (молодые сообщества беднее, чем зрелые) и от благоприятности основных экологических факторов - температуры, влажности, пищевых ресурсов (биоценозы высоких широт, пустынь и высокогорий бедны видами). Высоким видовым разнообразием отличаются экотоны - переходные зоны между сообществами, а увеличение здесь видового разнообразия называется краевым эффектом.

В сообществе различают следующие виды: доминантные, преобладающие по численности, и «второстепенные», малочисленные и редкие. Среди доминантов особо выделяют эдификаторов (строителей) - это виды, определяющие микросреду (микроклимат) всего сообщества. Как правило, это растения. О значимости отдельного вида в видовой структуре биоценоза судят по нескольким показателям: обилие вида, частота встречаемости и степень доминирования.

Обилие вида - число или масса особей данного вида на единицу площади или объема занимаемого им пространства.

Частота встречаемости — процентное отношение числа проб или учетных площадок, где встречается вид, к общему числу проб или учетных площадок. Характеризует равномерность или неравномерность распределения вида в биоценозе.

Степень доминирования - отношение числа особей данного вида к общему числу всех особей рассматриваемой группировки.

2.4.2 Структура биоценоза

Пространственная структура - распределение организмов разных видов в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется прежде всего растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура биоценоза по горизонтали).

Экологическая структура - соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни и те же экологические ниши могут быть заняты сходными по эколо­гии, но далеко не родственными видами. Такие виды называются замещающими или викарирующими.

Важными характеристиками структуры биоценоза являются консорция, синузия и парцелла (рис. 6).

Консорция - структурная единица биоценоза, объединяющая автотрофные и гетеротрофные организмы на основе пространственных (топических) и пищевых (трофических) связей вокруг центрального члена (ядра). Например, отдельно стоящее дерево или группа деревьев (растение-эдификатор) и связанные с ним организмы. Биоценоз - это система связанных между собой консорций.

Рис. 6. Консорция, парцелла и синузия (, 1990)

Синузия - структурная часть в вертикальном расчленении биоценоза, ограниченная в пространстве (или во времени). Пространственно синузия может совпадать с горизонтом, пологом, слоем, ярусом биогеоценоза. Например, в сосновом лесу можно выделить синузию сосны, синузию брусники, синузию зеленых мхов и т. д.

Парцелла - структурная часть в горизонтальном расчленении биоценоза, отличающаяся от других частей составом и свойствами компо­нентов. Парцеллу выделяют (ограничивают) по ведущему элементу растительности. Например, участки широколиственных деревьев в хвойном лесу (Рис.6).

2.4.3 Динамика и развитие экосистем

Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

Суточные циклы связаны с изменением освещенности, температуры, влажности и других экологических факторов в течение суток и наиболее резко выражены в условиях континентального климата. Суточные ритмы проявляется в изменении состояния и активности живых организмов.

Сезонная цикличность связана с изменением экологических факторов в течение года и наиболее сильно выражена в высоких широтах, где велик контраст зимы и лета. Сезонная изменчивость проявля­ется не только в изменении состояния и активности, но и количественного соотношения отдельных видов. На определенный период многие виды выключаются из жизни сообщества, впадая в спячку, оцепенение, перекочевывая или улетая в другие районы.

Многолетняя изменчивость связана с флуктуациями климата или другими внешними факторами (степень разлива рек), либо с внутренними причинами (особенности жизненного цикла растений-эдификаторов, повторения массового размножения животных).

2.4.4 Сукцессия

Все природные экосистемы обладают двумя принципиальными свойствами – динамизмом и устойчивостью. Динамизм – это способность систем направленно изменяться, а устойчивость – свойство сохранять установившееся внутреннее динамическое равновесие. Под воздействием различных причин в экосистемах происходят закономерные изменения, проявляющиеся в вытеснении одних видов другими. Эти изменения происходят под воздействием как внешних, так и внутренних факторов. Ко внешним, прежде всего, относятся климатические и геологические факторы, а также вмешательство человека. Внутренние изменения экосистем обусловлены активным воздействием живых организмов на среду обитания.

Сукцессия — последовательная смена биоценозов (экосистем), выраженная в изменении видового состава и структуры сообщества (рис. 13). Последовательный ряд сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озер и образование болот и др.

Экологическая сукцессия – закономерный процесс и поэтому предсказуема. Последовательность сукцессионных изменений направлена в сторону образования стабильной экосистемы, в которой максимально сбалансированы потоки вещества и энергии. А состояние максимальной сбалансированности внутренних потоков вещества, энергии и информации в экосистеме называется ее гомеостазом.

2.4.4.1 Виды сукцессий

В зависимости от причин вызвавших смену биоценоза, сукцессии делят на природные и антропогенные, аутогенные и аллогенные.

Природные сукцессии происходят под действием естественных причин, не связанных с деятельностью человека. Антропогенные сукцессии обусловлены деятельностью человека

Аутогенные сукцессии (самопорождающиеся) возникают вследствие внутренних причин (изменения среды под действием сообщества). Аллогенные сукцессии (порожденные извне) вызваны внешними причинами (например, изменение климата).

Рис. 13. Сукцессия сибирского темнохвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после опустошительного лесного пожара (обобщенная схема)

Числа в прямоугольниках — колебания в длительности прохождения фаз сукцессии (в скобках указан срок их окончания). Биомасса и биологическая продуктивность показаны в произвольном масштабе. (Кривые отражают качественную и количественную стороны процесса.) (, 1990.)

В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия, различают первичные и вторичные сукцессии. Первичные сукцессии развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами (на скалах, обрывах, сыпучих песках, в новых водоемах и т. п.). Вторичные сукцессии происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения (в результате вырубки, пожара, вспашки, извержения вулкана и т. п.).

В своем развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

В ходе автотрофной сукцессии, как правило, проявляются следующие тенденции в изменении основных характеристик экосистемы: возрастает видовое разнообразие сообщества, возрастает эффективность использования энергии и вещества экосистемой. Такая сукцессия называется прогрессивной.

При загрязнении экосистемы изменение признаков сукцессии становится противоположным: наблюдается обеднение видового состава, уменьшение общей биомассы, размыкание круговоротов и т. д. Такая сукцессия называется регрессивной.

Зрелая экосистема, достигая гомеостатического состояния, проявляет свойство устойчивости. Устойчивость экосистем – способность сохранять ими свою структуру и характер функционирования при изменяющихся условиях среды.

2.5.Информационная структура экосистем

Устойчивость экосистем тем можно охарактеризовать, как способность сохранять ими свою структуру и характер функционирования при изменяющихся условиях среды. Устойчивость экосистем биосферы выражается в поддержании практически постоянным состава атмосферы и океанической воды, стабильности климата, сохранении постоянным соотношения численностей взаимодействующих популяций в биоценозе и т. п.

Какие же механизмы обеспечивают саморегулирование в природных системах? Почему в природных процессах проявляется характер самоуправления и саморазвития?

Чтобы ответить на поставленные вопросы, можно использовать кибернетический подход, разработанный для информационных систем. Кибернетика - наука об управлении информационными системами. Ее выводы применимы ко всем системам, обладающим внутренними информационными потоками. Хорошо известно, что помимо потоков энергии и круговоротов вещества экосистемы характеризуются развитыми информационными сетями, включающими потоки физических и химических сигналов, связывающих все части системы в единое целое.

Организмы получают из неорганической среды и друг от друга информационные сигналы: свет, звук, ультразвук, инфразвук, электромагнитные колебания, биоактивные химические молекулы, которые передают информацию об особенностях химического состава среды, источниках свободной энергии, запасах органического вещества, пи­щи, наличии партнера, опасности и др. Информационным сигналом будем называть энергетически слабое взаимодействие, воспринимаемое организмом как закодированное сообщение о возможности сильных внешних влияний i вызывающее ответную реакцию организма.

Обладая внутренними информационными сетями, экосистемы относятся к типу кибернетических, или управляемых, систем. Управление - это воздействие на систему, выбранное и множества возможных воздействий на основании имеющейся для этого информации, и улучшающее функционирование системы. Все разнообразие задач управления можно свести к четырем основным кибернетическим задачам:

• выполнение программы - изменение параметров системы в соответствии с заданным алгоритмом;

• слежение - нахождение неизвестного алгоритма изменения параметров системы;

• стабилизация - поддержание параметров системы в области заданных значений;

• оптимизация - нахождение наиболее выгодного режима функционирования системы.

Основными задачами управления в природных системах являют две - стабилизация, принимающая форму поддержания устойчиво состояния системы, и оптимизация как адаптация, приспособлен системы к изменяющимся факторам окружающей среды.

2.6 Механизмы саморегулирования в природных системах

Главным средством реализации управляющих функций является кибернетический механизм обратной связи, который подразумевает влияние процессов, явлений и событий, протеками на выходе системы, на входной сигнал. На языке кибернетики обратную связь можно определить как возвращение части сигнала с выхода системы на се вход.

В качестве примера действия обратной связи рассмотрим взаимозависимость следующих явлений. Как известно, многие виды бобовых растений на своих корнях образуют особые вздутия-клубеньки, в которых поселяются азотфиксирующие бактерии. Последние снабжают растения нитратами. Дополнительное поступление нитратного азота повышает продуктивность растения и увеличивает количество углеводов, потребляемых клубеньковыми бактериями, а это в свою очередь способствует усиле­нию фиксации азота.

• При повышении вулканической деятельности в атмосферу Земли поступают дополнительные количества углекислого газа СО2 что может привести к росту его содержания в атмосферном воздухе. Однако в этих условиях усиливается фотосинтетическая активность зеленых растений, что в свою очередь вызывает повышенное потреб­ление растениями углекислого газа, а это способствует снижению его содержания в атмосфере.

Графическая модель управляемой системы с контуром обратной связи представлена на рис.

Рис. 1. Графическая модель контура обратной связи.

В зависимости от способа реализации кибернетического механизма кибернетические системы могут быть с внешним и с внутренним управлением (саморегулирующиеся системы).

В первом случае механизм управления локализован вне данной системы; обычно на более высоком иерархическом уровне. Такой тип управления характерен для антропогенных систем: агроценозов, искусственных водоемов и водотоков и др.

В первом из рассмотренных выше явлений обратная связь усиливает действие входного сигнала, (продуктивность растения увеличивается одновременно с ростом азотфиксирующей способности бактерий). Такую обратную связь принято называть положительной.

Во втором примере взаимосвязь явлений "гасит", нейтрализует внешнее воздействие (дополнительные количества углекислого газа, поступающие в атмосферу в периоды тектонической активности Земли, поглощаются зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Это отрицательная обратная связь.

В зависимости от способа реализации кибернетического механизма кибернетические системы могут быть с внешним и с внутренним управлением (саморегулирующиеся системы). В первом случае механизм управления локализован вне данной системы; обычно на более высоком иерархическом уровне. Такой тип управления характерен для антропогенных систем: агроценозов, искусственных водоемов и водотоков.

2.6.1 Положительная и отрицательная обратная связь в природных экосистемах

Среди форм отношений между элементами различных систем в живой природе и в человеческом обществе одно из главных мест занимают парные взаимодействия, которые обобщенно могут быть обозначены как «ресурс-потребитель ресурса». Взаимодействия в каждой из таких пар можно представить в виде контура обратных связей. В качестве примера действия обратной связи рассмотрим взаимозависимость следующих явлений. Корни многих бобовых растений образуют симбиоз с клубеньковыми бактериями, которые снабжают растения нитратами. Это повышает продуктивность растения, увеличивают количество углеводов, потребляемых клубеньковыми бактериями, а это в свою очередь способствует усилению фиксации азота.

При повышении вулканической деятельности в атмосферу Земли поступают дополнительные количества СО2, что может привести к росту его содержания. Однако это усиливает фотосинтетическую активность растений, что в свою очередь вызывает повышенное потребление растениями СО2, а это способствует снижению его содержания в атмосфере. В кибернетике обратную связь определяют как возвращение части сигнала с выхода системы на ее вход. В первом случае обратная связь усиливает действие входного сигнала, (продуктивность растения увеличивается вместе с ростом азотфиксирующей способности бактерий). Такую обратную связь называют положительной. Такие связи не только не способствуют регуляции, а наоборот, генерируют дестабилизацию систем, приводя их либо к угнетению и гибели, либо к ускоряющемуся росту, за которым, как правило, также следует срыв и разрушение системы. Во втором случае взаимосвязь явлений «гасит», нейтрализует внешнее воздействие. Это отрицательная обратная связь.

На принципе отрицательной обратной связи построены все механизмы регуляции физиологических функций в любом организме и поддержание постоянства внутренней среды, т. е. гомеостаза любой авторегуляторной системы. Все экологические системы включают контуры отрицательных обратных связей. Системы, контролируемые внутренней обратной связью, обладают определенной независимостью поведения, проявляющиеся в их способности к саморазвитию и устойчивости.

Выделяют два типа простейших контуров обратной связи: усилитель сигнала и регулятор сигнала.

Регулятор сигнала – контур с отрицательной обратной связью. Этот механизм обеспечивает стабилизацию состояния системы, возмущаемой внешним воздействием. Примером действия отрицательной обратной связи в биоценозах может служить взаимодействие в системе «хищник-жертва». Рост численности популяции жертвы, обусловленный благоприятными внешними условиями вызывает рост численности популяции хищников, что в свою очередь, снижает численность жертвы, (контур работает по принципу «чем больше, тем меньше»). В целом такой контур имеет отрицательный знак. Это значит, что система авторегуляторна и может сама себя поддержать в рамках определенного уровня соотношения численностей.

Усилитель сигнала - контур с положительной обратной связью. Этот механизм обеспечивает экстенсивное развитие системы, т. к. приводит к еще большему отклонению состояния, чем - то, которое вызвало бы внешнее воздействие (входной сигнал) при отсутствии обратной связи. Действие положительной обратной связи можно рассматривать как процесс автостимуляции (самоускорения) системы, когда она на всякий внешний толчок реагирует возрастающим удалением от исходного состояния. Остановить ее в этом движении может только истощение ресурсов, необходимых для экстенсивного развития. Особенностью механизма «усилитель сигнала» является то, что при внешнем воздействии достаточной интенсивности вектор движения системы меняется на обратный. В сложных системах всегда сочетаются контуры обоих знаков.

2.7 Современная концепция биосферы

Термин биосфера – впервые был предложен Ламарком в 1802 году, а в 1875 Зюсс применил этот термин для обозначения живой оболочки земли. Учение о биосфере разработал Вернадский, который, биосферой назвал оболочку земли, в формировании которой живые организмы играют основную роль.

Биосфера — сложная многокомпонентная система, включающая всю живую и неживую природу. Она охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии.

рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в биосфере семь разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ.

1. Живое вещество — живые организмы, населяющие нашу планету.

2. Косное вещество — неживые тела, образующиеся в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов (породы магматического и метаморфического происхождения, неко­торые осадочные породы).

3. Биогенное вещество — неживые тела, образующиеся в результате жизнедеятельности живых организмов (некоторые осадоч­ные породы: известняки, мел и др., а также нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы и др.).

4. Биокосное вещество — биокосные тела, представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и геологи­ческих процессов (почвы, илы, кора выветривания и др.).

5. Радиоактивное вещество — атомы радиоактивных элементов (например, уран (238U, 235U), торий (232Th), радий (226Ra) и радон (222Rn, 220Rn), калий (40К), рубидий (87Rb), кальций (Са), цирконий (96Zr), тритий (3Н), бериллий (7Ве, 10Ве) и углерод (14С) и др.

6. Рассеянные атомы — отдельные атомы элементов, встречающиеся в природе в рассеянном состоянии (в таком состоянии часто существуют атомы микро - и ультромикроэлементов: Mn, Co, Zn, Си, Аи, Нд и др.)

7. Вещество космического происхождения — вещество, поступающее на поверхность Земли из космоса (метеориты, космическая пыль).

Живое вещество биосферы обладает уникальными особенностями, обусловливающими его крайне высокую среобразующую деятельность (по , 1997).

По , биосфера включает все части земной коры, на которые воздействовали живые организмы в течение всей геологической истории.

обладает рядом свойств.

Целостность и дискретность. Целостность биосферы обусловле­на тесной взаимосвязью слагающих ее компонентов. Она достигается круговоротом вещества и энергии. Изменение одного компонента неизбежно приводит к изменению других и биосферы в целом. При этом биосфера — не механическая сумма компонентов, а качественно новое образование, обладающее своими особенностями и развивающееся как единое целое. Биосфера — система с прямыми и обратными (отрицательными и положительными) связями, которые, в конечном счете, обеспечивают механизмы ее функционирования и устойчивости. На понимании целостности биосферы основывается теория и практи­ка рационального природопользования. Учет этой закономерности позволяет предвидеть возможные изменения в природе, дать прогноз результатам воздействия человека на природу.

Централизованность. Центральным звеном биосферы выступают живые организмы (живое вещество). Это свойство, к сожалению, часто недооценивается человеком и в центр биосферы ставится только один вид — человек (идеи антропоцентризма).

Устойчивость и саморегуляция. Биосфера способна возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения, создаваемые внешними и внутренними воздействиями, включением определенных механизмов. Гомеостатические механизмы биосферы связаны в основном с живым веществом, его свойствами и функциями. Биосфера за свою историю пережила ряд таких возмущений, многие из которых были значительными по масштабам (извержения вулканов, встречи с астероидами, землетрясения и т. п.). Гомеостатические механизмы биосферы подчинены принципу Ле Шателье—Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воз­действия ослабляется.