план
• Биосфера түшүнүгү, анын чек аралары, кийинки бөлүктөрү жана функциялары.
• Биосферада биомассанын таралышы, заттардын жана энергиянын мезгилдүү айланышынын мүнөзү жана мааниси.
• Биогендик миграцияга катышкан негизги топтор – өндүрүүчүлөр, керектөөчүлөр, редукторлор.
• Биосфера эволюциясынын негизги этаптары, биогенез жана ноогенез этаптарынын айырмачылыктары, ноосфера түшүнүгүнүн маңызы.
• Адамдын биосферага тийгизген таасири (пайдалуу жана зыяндуу) Өзбекстандын шартында биосферага зыяндуу таасири.
• Биосферанын адамзат үчүн маанисин жана аны туура пайдаланууну изилдөө керек.
Биосфера түшүнүгү (грек тилинен bios – жашоо, сфера – суу сферасынан алынган) илимге биринчи жолу тирүү организмдер жашаган жер кыртышын аныктоо максатында австриялык геолог Э.Зюс тарабынан киргизилген. Биосфералык хаки жөнүндөгү окууну орус академиги В.И.Вернадский түзүп, өнүктүргөн.
Биосфера — жер кыртышынын тирүү организмдер жашаган жана алардын таасири астында дайыма өзгөрүп турган бөлүгү. Жер бетиндеги бардык биогеоценоздордун жыйындысы жалпы экологиялык системаны – биосфераны түзөт. Ошентип, биосферанын элементардык (эң кичине) бирдиги биогеоценоздор болуп саналат.
Биосфера тирүү жана өлүк компоненттерден турат. Биздин планетада жашаган бардык тирүү организмдердин жыйындысы биосферанын тирүү субстанциясын түзөт. Тирүү организмдер негизинен жердин газ (атмосфера), суюк (гидросфера) жана катуу (литосфера) геологиялык сфераларында кездешет. Андан ары маалыматтар боюнча биосферанын жогорку чеги деңиз деңгээлинен 22 км бийиктикте, ал эми атмосферанын төмөнкү катмары тропосферада.
Жашоо гидросферанын бардык бөлүктөрүндө, жада калса эң терең жерлеринде – 11 кмге чейин кездешет. Литосферанын жогорку катмарларында жашоо 3-4 км тереңдикке чейин таралган. Биосферанын чек арасы океандардын эң терең жерлерине жана литосферанын мунай бар жана анаэробдук бактериялар жашаган бөлүктөрүнө чейин созулат. Биосферанын негизги курамына атмосферанын, гидросферанын жана литосферанын заттардын жана энергиянын алмашуу процессинде өз ара аракеттенүүчү бөлүктөрү кирет.
Планетадагы жашоонун чеги биосферанын чегин аныктайт. Биосфера – Жердин геологиялык сферасынын тирүү организмдер жашаган бөлүгү.
Биосферанын өзгөчөлүгү – организмдердин активдүүлүгүнүн натыйжасында пайда болгон заттардын мезгилдик айлануусу. Биосфера ачык система болуп эсептелет, анткени ал энергияны сырттан – күндөн алат. Тирүү организмдер – заттардын мезгилдик циклин өзгөртүү аркылуу планетанын бетин өзгөртүүчү кубаттуу геологиялык фактор.
Тирүү материянын функциялары. Тирүү материяда негизги биохимиялык функциялар бар:
• 1) газ алмашуу;
• 2) кычкылданууну калыбына келтирүү;
• 3) топтолуу, топтоо;
• 4) биохимиялык.
Газ алмашуу функциясы фотосинтез жана дем алуу процесстерине көз каранды. Автотрофтуу организмдердин органикалык заттарды синтездөө процессинде эски атмосферада камтылган көмүр кычкыл газы көп өлчөмдө сарпталат. Жашыл өсүмдүктөр барган сайын өскөн сайын атмосферанын газ курамы да өзгөрө баштайт. Көмүр кычкыл газынын көлөмү азайып, кычкылтек көбөйө баштайт. Атмосферадагы кычкылтектин баары тирүү организмдердин ишинин натыйжасында пайда болот. Дем алуу процессинде кычкылтек сарпталат, көмүр кычкыл газы өндүрүлүп, кайрадан атмосферага чыгат. Ошентип, тирүү организмдердин активдүүлүгүнүн натыйжасында түзүлгөн атмосфера азыркы мезгилде алардын активдүүлүгүнөн улам сакталып турат.
Концентрация функциясы – бул тирүү организмдер тарабынан айлана-чөйрөдө байкалган химиялык элементтердин топтолушу. Фотосинтез процессинде өсүмдүктөр топурактан химиялык элементтерди, калий, фосфор, азот, суутек жана башкаларды, абадан көмүртек алып, клетканын органикалык заттарына кошот. Аккумуляциялык функциялардан улам тирүү организмдер көп сандагы чөкмө тектерди, мисалы, акиташ тегин түзөт.
Кычкылдануу-калыбына келтирүү функциясы - валенттүүлүгү өзгөрүлмөлүү химиялык элементтердин, темир, күкүрт, марганец, азот жана башкалардын циркуляциясын камсыздайт. Мисалы: топурактагы хемосинтездөөчү бактериялар бул процесстерди аткарышат. Натыйжада N2S, темир рудасынын кээ бир түрлөрү, ар кандай азот оксиддери пайда болот.
Биохимиялык функциялар тирүү организмдердин тиричилик аракетинде жана алар өлгөндөн кийинки биохимиялык процесстерди камсыз кылат. Биохимиялык функция организмдердин тамактануусуна, дем алуусуна, көбөйүшүнө, жетилген организмдердин ыдырашына жана чиришине байланыштуу.
Биомасса, жер бети жана океан биомассасы.
Биосферадагы тирүү заттын жалпы массасы биомасса деп аталат. Учурда өсүмдүктөрдүн 500 миңге жакын түрү жана жаныбарлардын 1,5 миллион түрү аныкталган. Алардын 93%ы сазда, 7%ы сууда жашайт.
Төмөнкү таблицада сууда жана топуракта жашаган организмдердин кургак массасы тонна менен көрсөтүлгөн.
Жер үстүндөгү организмдердин биомассасы
Кургак зат Океандар Океандар
жашыл өсүмдүк
Жаныбарлар
жана микроорганизмдер Жалпы жашыл өсүмдүк-
Жаныбарлар
жана микроорганизмдер Бардыгы Жалпы Бардыгы
Тонна 2,4 x1012 0,02 x 1012 2,42 -1012 0,0002 x 1012 0,003 x 1012 0,0032 x1012 2,4232 x 1012
Пайыз 99,2 0,8 100 6,3 93,7 100
Таблицадан көрүнүп тургандай, океандар жер бетинин 70% ээлеп, Жердин биомассасынын 0,13%ин түзөт. Өсүмдүктөр организмдердин белгилүү түрлөрүнүн 21% жана Жер биомассасынын 99% түзөт. Жаныбарлардын түрлөрү бардык организмдердин 79%ын камтыса да, алардын биомассага кошкон салымы 1%тен аз. Жаныбарлардын 96% омурткасыздар, 4% омурткалуулар. Омурткалуулардын 10% гана сүт эмүүчүлөр. Берилген маалыматтар жер бетинде жашаган организмдердин көбү эволюциянын жогорку деңгээлине жете электигин көрсөтүп турат. Тирүү материя өз массасында көмүртектүү заттын 0,001-0,02 пайызын гана түзсө да, биосферанын негизги функцияларын ишке ашырууда эң маанилүү роль ойнойт. Тирүү материя биосферанын эң маанилүү компоненти болуп саналат жана геохимиялык процесстердин натыйжасында Жердин башка бөлүктөрүнө чоң таасирин тийгизет.
Курсий биомассасы. Курикликтин бетинин ар кайсы жерлеринде биомассанын өлчөмү бирдей эмес. Уюлдардан экваторго карай биомассанын көлөмү жана организмдердин түрлөрүнүн саны көбөйөт. Айрыкча тропикалык токойлордо өсүмдүктөрдүн түрлөрү көп, алар жыш жана бир нече катмарлуу өсөт. Жаныбарлар ар кандай деңгээлде жайгаштырылат. Экватордук биогеоценоздордо тиричиликтин тыгыздыгы өтө жогору.Жашоо чөйрөсү, азык-түлүк, жарык, кычкылтек үчүн организмдердин ортосунда күчтүү атаандаштык бар. Кктбсде биз тескерисин жасайбыз. Биомасса өндүрүлгөн аймактар адамдын таасиринен улам кескин өзгөрүшү мүмкүн. Демек, жаратылыш байлыктарын енер жай жана айыл чарба максаттарында сарамжалдуу пайдалануу зарыл. Ариддиктин бетинин негизги бөлүгүн кыртыштын биогеоценоздору ээлейт. Топурак пайда болуу өтө татаал процесс, анын курамында тоо тектери биринчи кезектеги мааниге ээ. Жердин топурак катмары тектерге микроорганизмдердин, өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын аракетинен улам акырындап пайда болот. Организмдер анын курамына биогендик элементтерди топтошот. Өсүмдүктөр жана жаныбарлар өлүп, чирип кеткенден кийин алардын элементтери топуракка сиңип, биогендик элементтер топтолот. Ошондой эле кыртышта аягына чейин чириле элек органикалык заттар чогулат. Тирүү организмдер топуракта жыш жайгашкан. Мисалы, микроорганизмдердин саны 1 т кыртышта 25×108ге жетиши мүмкүн, 1 га кыртышта 2,5 миллионго жакын сөөлжан жашай ала тургандыгы аныкталган. Топурактагы газдардын алмашуусу тынымсыз уланат. Абадагы кычкылтек өсүмдүктөргө сиңип, химиялык кошулмалардын курамына кирет. Азот кээ бир бактериялар тарабынан бекитилет. Күндүз топурактан көмүр кычкыл газы, күкүрттүү суутек, аммиак бөлүнүп чыгат. Ошентип, топурак биогендик жол менен өндүрүлөт. Ал органикалык эмес жана органикалык заттардан жана тирүү организмдерден турат. Биосферанын сыртында топурак пайда болушу мүмкүн эмес. Топурак тирүү организмдердин жашоо чөйрөсү, ал жерден өсүмдүктөр суу менен азыктарды алат. Топуракта болуп жаткан процесстер биосферадагы заттардын циркуляциясынын курамдык бөлүгү болуп саналат. Адамдын чарбалык иш-аракеттери көбүнчө топурактын курамынын акырындык менен өзгөрүшүнө жана андагы микроорганизмдердин өлүмүнө алып келиши мүмкүн. Ошондуктан жер кыртышын рационалдуу пайдалануу боюнча чараларды иштеп чыгуу зарыл.
Океан биомассасы. Суу биосферанын эң маанилүү компоненттеринин бири болуп саналат жана ал тирүү организмдердин жашоосу үчүн эң керектүү факторлордун бири болуп эсептелет. Суунун негизги бөлүгү океанда, деңиздерде, океан жана деңиз сууларынын курамына 60ка жакын химиялык элементтерден турган минералдык туздар кирет. Организмдердин жашоосу үчүн өтө зарыл болгон кычкылтек жана көмүр кычкыл газы сууда жакшы эрийт. Суу жаныбарлары дем алуу учурунда көмүр кычкыл газын бөлүп чыгарышат. Өсүмдүктөрдүн фотосинтезинин натыйжасында суу кычкылтек менен байыйт. Океан сууларынын 200 мге чейинки түпкү катмарында микропланктонду пайда кылган бир клеткалуу балырлар көп кездешет (грекче «planktos» – кыймылдуу, кыймылдуу суу). Биздин планетадагы фотосинтез процессинин 30 пайызга жакыны сууда жүрөт. Суу агымдары күндүн энергиясын кабыл алып, аны химиялык реакциялардын энергиясына айландырышат. Планктон сууда жашаган жаныбарлардын тамактануусунда негизги мааниге ээ. Суунун түбүнө жабышып турган организмдер бентос (грекче “бентос” тереңдиктеги суу деген сөздөн алынган) деп аталат. Океандын түбүндө органикалык заттарды органикалык эмес заттарга айландыруучу көптөгөн бактериялар бар. Гидросферанын биосферага да таасири күчтүү. Гидросфера планетада жылуулук менен нымдуулукту бөлүштүрүүдө, заттардын айлануусунда маанилүү роль ойнойт.
Биосферадагы заттардын мезгилдүү айлануусу жана энергиянын өзгөрүшү.
Биосферанын негизги функцияларынын бири – химиялык элементтердин мезгилдик циклин камсыз кылуу. Биосферадагы биотикалык циркуляция жер бетинде жашаган бардык тирүү организмдердин катышуусу менен ишке ашат. Химиялык элементтердин бир кошулмадан экинчи кошулмага, жер кыртышынын курамынан тирүү организмдерге өтүп, андан соң органикалык эмес бирикмелерге жана химиялык элементтерге ажырап, кайра жер кыртышынын курамына кириши заттардын жана энергиянын мезгилдик айлануусу деп аталат. Бул цикл үзгүлтүксүз процесс. Биотикалык циклдин натыйжасында химиялык элементтердин саны чектелип, жашоо көп жылдар бою жашайт жана өнүгөт деп болжолдонот. Чындыгында жер бетиндеги организмдер үчүн керектүү химиялык элементтердин саны чексиз эмес. Эгерде бул элементтер жөн гана керектелсе, эртеби-кечпи алар түгөнүп, жашоо токтоп калышы мүмкүн. Академик В.Р.Уильямстын айтымында, кичинекей чоңдуктун чексиздигин болжолдоонун бирден-бир жолу - аны жабык цикл аркылуу айлантууга мажбурлоо. Жашоо да ошондой жолду тандап алды. Жашыл өсүмдүктөр органикалык эмес заттардан органикалык заттарды түзүү үчүн күндүн энергиясын колдонушат. Гетеротрофтор башка тирүү организмдерди жешет, ал эми ыдыратуучулар бул заттарды ажыратышат. Жаңы өсүмдүктөр органикалык заттардын ажырашынын натыйжасында пайда болгон минералдык заттардан жаңы органикалык заттарды синтездейт. Жердеги заттардын мезгил-мезгили менен айлануусун болжолдоочу жалгыз булак бул күн энергиясы. Бир жыл ичинде жерге түшкөн күн энергиясынын көлөмү 10,5X1020 кДж. Бул энергиянын 42% Жерден космоско, 58% атмосфера жана топурак сиңирип, 20% Жерге кайтып келет. Жер сиңирген жылуулук энергиясынын 10% топурактан суу менен суунун бууланышына жумшалат. Жер бетинен мүнөт сайын 1 миллиард тоннага жакын суу бууланып турат. Суу сактагычтардын ортосундагы суунун тынымсыз айлануусу жана кургакчылык жер бетиндеги жашоону, ошондой эле өсүмдүктөр менен жаныбарлардын жансыз жаратылышын жана жүрүм-турумун алдын ала айткан негизги факторлордун бири болуп саналат. Жашыл өсүмдүктөр фотосинтез процессинде жерге келген күн энергиясынын 0,1-0,2% колдонот. Бул энергия сууну буулантууга жана жер бетин ысытууга жумшалган энергияга салыштырмалуу өтө аз болгону менен, химиялык элементтердин айланышын камсыз кылууда абдан маанилүү роль ойнойт.
Атомдордун биогендик миграциясы. Заттардын үзгүлтүксүз мезгил-мезгили менен айлануусу, атомдордун биогендик миграциясы жана энергиянын агымы тирүү организмдердин органикалык заттардын тамактануусу, дем алуусу, көбөйүшү, синтези, топтолушу жана ажыроосунун эсебинен ишке ашырылат. Заттардын мезгилдүү алмашуусунда тирүү организмдердин курамына кирген химиялык элементтер көмүртек, суутек, азот, кычкылтек, фосфор жана башкалар. Химиялык элементтердин көп изотоптору бар жана кээ бир изотоптор гана тирүү организмдерге кире алат. Мисалы, суутектин 1N, 2N, 3N изотопторунун ичинен эң активдүүсү 1N, бирок организмдерге ушул изотоп гана мүнөздүү. Органикалык заттарга 12S изотопу, органикалык эмес химиялык бирикмелерге 13S изотопу кирет. 16O, 17O, 18O кычкылтек изотопторунун ичинен сууга жана көмүр кычкыл газына 16О гана изотопу кирет жана биологиялык активдүүлүгү жогору.
Химиялык элементтер бир организмден экинчи организмге, топурактан, атмосферадан, гидросферадан тирүү организмдерге, алардан айлана-чөйрөгө тынымсыз сиңип, биосферанын жансыз заттарынын курамын толтуруп турат. Бул процесстер чексиз уланат. Мисалы, атмосферадагы бардык кычкылтекти тирүү зат 2000 жыл, көмүр кычкыл газы 200-300 жыл, биосферадагы бардык суу 2 миллион жыл керектейт. Тирүү организмдер жаратылышта кеңири таралган химиялык элементтерди гана эмес, өтө аз сандагы элементтерди да топтоо жөндөмүнө ээ. Өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын химиялык элементтеринин концентрациясы тышкы чөйрөгө караганда бир топ жогору. Өсүмдүктө көмүртектин концентрациясы топуракка караганда 200 эсе, азот 30 эсе жогору. Биогендик миграциянын натыйжасында кээ бир химиялык элементтердин валенттүүлүгү тирүү организмдердин таасири астында өзгөрөт. Натыйжада жаңы химиялык кошулмалар пайда болот. Биогендик миграцияга 40ка жакын химиялык элементтер активдүү катышат.
Автотрофтуу организмдер күн нурунун энергиясын өзүнө сиңирип, органикалык эмес заттардан жана органикалык заттардан алгачкы өсүмдүк заттарын пайда кылышат. Гетеротрофтор өсүмдүктөр менен азыктанышат жана өсүмдүк продуктыларын экинчилик жаныбарларга айландырышат. Бактериялар жана козу карындар өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын органикалык продуктуларын автотрофтуу өсүмдүктөр жей турган минералдык туздарга чейин ыдырат. Биогендик миграциянын эки түрү бар: биринчи түрүн микроорганизмдер, экинчисин көп клеткалуу организмдер жүргүзөт. Миграциянын биринчи түрү экинчи түргө караганда басымдуулук кылат. Азыркы учурда атомдордун биогендик миграциясында адамзаттын ролу өсүп жатат. Төмөндө биз кээ бир биогендик элементтердин мезгилдик цикли жөнүндө көбүрөөк биле алабыз. Көмүр кычкыл газы өсүмдүктөргө сиңип, фотосинтез учурунда углеводдорго, липиддерге, кычкылтектерге жана башка органикалык заттарга айланат. Бул заттар. башка жаныбарлар менен жешет. Бардык тирүү организмдер дем алуу учурунда атмосферага көмүр кычкыл газын бөлүп чыгарышат. Өлгөн өсүмдүктөр жана жаныбарлар, алардын калдыктары микроорганизмдер тарабынан чирип, минералдашат. Минерализациянын акыркы продуктусу – бул көмүр кычкыл газы, ал атмосферага топурактан жана суу объектилеринен бөлүнүп чыгат. Көмүртектин бир бөлүгү топуракта органикалык кошулмалар түрүндө сакталат. Көмүртек деңиз суусунда күкүрт кислотасы жана анын сууда эрүүчү туздары түрүндө же SaSO3 бур, акиташ, коралл түрүндө чогулат. Көмүртектин бир бөлүгү деңиз түбүндө чөкмө жана акиташ болуп чогулуп, биогендик миграцияга көпкө катышпайт. Убакыттын өтүшү менен тоо пайда болуу процесстеринин натыйжасында магмалык тоо тектер кайрадан өйдө көтөрүлүп, химиялык өзгөрүүлөрдүн натыйжасында кайрадан циклдик айланууга өтөт. Көмүртек атмосферага автоунаалардан, заводдордон жана фабрикалардан чыккан түтүндөн да кирет. Биосферадагы көмүртек циклинин натыйжасында адамдын практикалык ишмердигинде кеңири колдонулуучу энергетикалык ресурстар – нефть, көмүр, жаратылыш газы, торф, жыгач өндүрүлөт. Жогоруда саналган заттардын баары фотосинтетикалык өсүмдүктөрдүн продуктулары. Жыгач жана торф кайра жаралуучу жаратылыш ресурстары болуп саналат, ал эми мунай, газ жана көмүр кайра жаралбаган жаратылыш ресурстары болуп саналат. Органикалык ресурстардын чектелүү жана толукталбашы адамзаттын алдына энергиянын жаңы булактарын – геотермалдык энергияны, океан жана деңиз агымдарын, күн энергиясын пайдалануу сыяктуу татаал проблемаларды коюп жатат.
Азот - эң маанилүү элементтердин бири. Бул нуклеиндик кислоталардын бир бөлүгү. Чагылганда азот менен кычкылтектин кошулуп азоттун IV оксиди пайда болушунун натыйжасында атмосферадан азот бөлүнүп чыгат. Ал эми азоттун негизги массасы абадагы азоттун тирүү организмдер тарабынан фиксацияланышынын натыйжасында сууга жана топуракка сиңет (райем 173).
Азотту бекитүүчү бактериялар жана балырлар сууда жана топуракта жашайт. Бул бактериялардын жана балырлардын минерализациясынын натыйжасында алар топуракты азот менен байытат. Натыйжада ар бир гектар кыртыш бир жылда 25 килограммга жакын азотту жутуп алат. Буурчак өсүмдүктөрүнүн тамырында жашаган түйүндүү бактериялар азотту бекитүүчү эң эффективдүү деп эсептелет. Азот ар кандай булактардан өсүмдүктүн тамырына, сабагына жана жалбырактарына сиңет жана бул жерлерде кычкылтек биосинтезделет. Өсүмдүк оксиддери жаныбарлар үчүн азоттун негизги булагы болуп саналат. Организмдер өлгөндөн кийин бактериялар менен козу карындардын таасири астында кычкылтек бөлүнүп, аммиак бөлүнүп чыгат. Бөлүнгөн аммиак жарым-жартылай өсүмдүктөргө, жарым-жартылай бактерияларга сиңет. Кээ бир бактериялардын активдүүлүгүнүн натыйжасында аммиак нитраттарга айланат. Нитраттар, аммоний туздары сыяктуу, өсүмдүктөр жана микроорганизмдер тарабынан керектелет. Нитраттардын бир бөлүгү кээ бир бактериялар тарабынан элементардык азотко чейин калыбына келтирилип, атмосферага чыгарылат. Бул процесс денитрификация деп аталат. Ошол эле учурда жаратылышта азоттун мезгил-мезгили менен алмашуусу уланууда. Ошентип, жандуу (биотикалык) жана жансыз (абиотикалык) табияттын өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасында органикалык эмес заттар тирүү организмдерди өзүнө сиңирип, өзгөрүп, кайра абиотикалык абалга келет.
Биологиялык миграцияга катышкан организмдерди үч чоң топко бөлүүгө болот.
1. Өндүрүүчүлөр - өлүк заттардан тирүү заттарды өндүрүүчүлөр. Булар негизинен фотосинтетикалык комплекс жана түбү жашыл өсүмдүктөр.
2. Керектөөчүлөр же керектөөчүлөр. Өндүрүүчүлөр өндүрүлгөн органикалык заттарды керектешет. Аларга жаныбарлар, мите өсүмдүктөр жана микроорганизмдер кирет.
3. Редуценттер – органикалык заттарды мурунку абалына келтирүүчү минералдаштыруучулар. Аларга бактериялар, козу карындар жана сапрофит өсүмдүктөр кирет. Башкача айтканда, жашоонун эстафетасы жашыл өсүмдүктөрдөн жаныбарларга өтүп, бактериялар марага чейин жеткирип, кайра жашыл өсүмдүктөргө өткөрүп беришет. Бул эстафета жаңы доордун башталышынан бери тынымсыз уланууда.
Биосферанын эволюциясы
Биосферанын эволюциясын 3 негизги этапка бөлүүгө болот.
1. Биотикалык цикл менен алгачкы биосферанын жаралышы. Бул фаза болжол менен 3 миллиард жыл мурун башталып, палеозой эрасынын кембрий мезгилинде аяктаган.
2. 2-этапта көп клеткалуу организмдер пайда болуп өнүгүп, биосферанын эволюциясы уланат. Бул мезгил мындан 0,5 миллиард жыл мурунку кембрий доорунан башталып, азыркы адамдардын пайда болушу менен аяктайт.
3. 3-этапта биосфера азыркы адамдардын таасири менен 40-50 миң жыл мурда башталып, азыркы мезгилге чейин уланып жатат. Биосфера тарыхынын негизги бөлүгүндө эки түрдүү фактордун таасири астында өнүгөт: 1. Планетадагы табигый геологиялык жана климаттык өзгөрүүлөр. 2. Биологиялык эволюциянын натыйжасында тирүү организмдердин түрлөрүнүн санынын жана санынын өзгөрүшү негизги факторлор болуп саналат. Азыркы учурда биосферанын эволюциясына үчүнчү фактор – адамдын ишмердүүлүгү чоң таасирин тийгизүүдө. Биосферанын биринчи жана экинчи этаптарынын эволюциясы биологиялык шарттардын негизинде гана ишке ашат, ошондуктан бул эки мезгил биогенез мезгили деп аталат. Хает ушул мезгилде пайда болуп, өнүккөн. Үчүнчү мезгил жеке коомдун пайда болушу менен байланышкан. Биогенез мезгили менен таанышалы.
Биогенездин стадиясы. Жерде биосфера биринчи тирүү организмдер менен бир убакта пайда болгон. Ошондон бери тирүү организмдердин эволюциясы менен бирге биосфера да эволюцияланган. Биринчи тирүү организмдер бир клеткалуу гетеротрофтор, анаэробдор пайда болгон. Алар сиңирүү процесстеринен энергия алып, болжол менен 3 миллиард жыл мурун пайда болгон. Алар абиогендик жол менен пайда болгон жана топтолгон биомассаны даяр органикалык заттар менен азыктанышат. Жаңы эле пайда болгон биосферада органикалык заттар жетишсиз болгон, алгачкы организмдер тез көбөйө алган эмес. Табигый тандалуунун натыйжасында органикалык эмес заттардан органикалык заттарды өз алдынча синтездей ала турган автотрофтуу организмдер пайда болгон. Алгачкы хемосинтездөөчү бактериялар, фотосинтездөөчү жана жашыл балырлар пайда болгон. Алгачкы фотосинтетикалык организмдер көмүр кычкыл газын сиңирип, кычкылтек бөлүп, атмосферанын курамын өзгөртүшкөн. Натыйжада атмосферадагы көмүр кычкыл газынын көлөмү азайып, кычкылтек көбөйгөн. Атмосферанын үстүнкү катмарында кычкылтек озон экранын түзөт. Озон экраны жер бетиндеги тирүү организмдерди ультрафиолет нурларынын жана космостук нурлардын зыяндуу таасиринен коргойт. Мындай шартта деңиз бетиндеги тирүү организмдер көбөйгөн. Атмосферада эркин кычкылтектин болушу жер бетинде аэробдук кычкылтек менен дем алуучу жана көп клеткалуу организмдердин пайда болушун шарттаган. Озон экраны тирүү организмдердин суудан кургактыкка жайылышына мүмкүндүк берди. Биринчи көп клеткалуу организмдер 3 миллион жыл мурун, кембрий доорунун башында, атмосферадагы кычкылтектин концентрациясы болжол менен 500 пайызга жеткенде пайда болгон деп болжолдонууда. Ашыкча кычкылтек деңизде жашаган фотосинтетикалык организмдер тарабынан өндүрүлгөн. Бул аэробдук дем алган организмдердин санынын көбөйүшүнө алып келди. Аэробдук дем алуу процессинде заттардын ажырашынан көп энергия бөлүнүп чыгат. Морфологиялык жана функционалдык структурасы жогорку энергиялуу организмдерде барган сайын татаал болуп калды.
Кыска убакыттын ичинде алар ар кайсы жерлерге жайылып кетишти. Палеозой эрасында гиает сууда гана эмес, кургак жерде да кеңири таралган. Жашыл есумдуктердун кенири енугушу атмосфераны кычкылтек менен байытты, бул организмдердин структурасын мындан ары жакшыртууга мумкундук берди. Палеозой мезгилинде кычкылтекти өндүрүү менен керектөөнүн ортосунда тең салмактуулук болуп, атмосферадагы кычкылтектин көлөмү болжол менен 20 пайызга жеткен жана бул тең салмактуулук ушул убакка чейин бузулган эмес.
Ноогенез стадиясы. Адамзат коомунун пайда болушу менен биосферанын ноогенез мезгили башталат. Бул мезгилде адамдын аң-сезимдүү коктейлдик активдүүлүгүнүн таасири астында биосферанын эволюциясы уланат. Ноосфера түшүнүгүн 1927-жылы француз окумуштуусу Э.Леруа киргизген (гректин «ноос» – акыл, «сфера» – шар деген сөзүнөн алынган). В.И.Вернадскийдин пикири боюнча, ноосфера – адамдын эмгегинин жана илимий ишмердүүлүгүнүн таасири астында өзгөргөн биосфера.
Адамдын пайда болушу биосферада күчтүү өзгөрүүлөрдү пайда кылган. Илимдин, техниканын жана өндүрүштүн тез өнүгүшү элементтердин биогендик миграциясын тездетти. Тарых бою адамзат өзүнүн эмгек ишмердүүлүгү менен айлана-чөйрөгө мүмкүн болушунча жакын болуп келген; жана фонду тез алууга аракет кылды. Ал адамдын жаратылыш кубулуштарына кийлигишүүсүнүн кесепеттери жөнүндө ойлонгон эмес. Адамдардын жашоосунун эң алгачкы этаптарынан бери жаныбарлардын кээ бир түрлөрү (тамактануу үчүн зарыл болгондордон ашыкча) жок болуп кеткен. Таш доорундагы адамдар мамонт сыяктуу ири сүт эмүүчүлөрдүн жок болушуна себеп болгон. Адам да биосферанын компоненти болуп саналат. Адам өзүнө керектүү нерселердин баарын биосферадан алат, биосферага өндүрүштүн калдыктары гана чыгат. Узак убакыт бою адамдын иш-аракети биосферанын тең салмактуулугун бузууга алып келген эмес, анткени адам кабыл алган табигый продуктулар биосферага кайтып келет. Бирок кийинки кылымда адамдын биосферага тийгизген таасири абдан күчөп, курч көйгөйлөрдү жаратты. Жаратылыш ресурстары азайып баратат. Өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын көптөгөн түрлөрү жок болгон. Айлана-чөйрө өнөр жай, тиричилик калдыктары, уулуу химикаттар менен булганбайт жана ууланбайт. Табигый экосистема, күл, токойлор жок кылынбаса. Биосферадагы мындай адаттан тыш өзгөрүүлөр өсүмдүктөр жана жаныбарлар дүйнөсүнө, ошондой эле адамдарга күчтүү таасирин тийгизет.
Адамдын биосферанын өзгөрүү шарттарын түшүнбөшү тышкы чөйрөдө өтө өкүнүчтүү өзгөрүүлөргө алып келиши мүмкүн.
Гидросферага жана атмосферага адамдын таасиринин күчөшү биосферанын ичиндеги климаттын өзгөрүшүнө алып келүүдө. Тактап айтканда, акыркы жылдары атмосферадагы көмүр кычкыл газынын көлөмү көбөйүүдө. Органикалык отундарды колдонуу кычкылтектин күйүшүн азайтып, көмүр кычкыл газынын көбөйүшүнө алып келет. Атмосферада көмүр кычкыл газынын көбөйүшү «парник эффектине» алып келет, бул жер бетинин температурасынын жогорулашына алып келет. Жакынкы 100 жылдын ичинде жер бетинин орточо температурасы 0,6°Сге жогорулашы күтүлүүдө. Климаттын өзгөрүшү чөлдөрдүн аянтынын көбөйүшүнө, тоолордогу мөңгүлөрдүн эришине, океан жана деңиз сууларынын деңгээлинин төмөндөшүнө алып келет. Жогоруда белгилегендей, атмосферада озон катмары бар жана анын максималдуу концентрациясы жер бетинен 20-25 км бийиктикте. Азот II оксиди менен фреондун атмосферага киришинин натыйжасында озон катмары бир нече жылдан бери жукарып келет. Фреон лактарды жана боёкторду чачуучу агент катары, муздаткычтарда жана кондиционерлерде муздаткыч катары кеңири колдонулат. Акыркы жылдарда Антарктиданын атмосферасында озон катмарынын бузулушунун натыйжасында “озон тешиктеринин” пайда болушу сыяктуу кайгылуу жана коркунучтуу көрүнүштөр орун алууда. 1987-жылы Канаданын Монреал шаарында 50 өлкөнүн өкүлдөрү бул көрүнүшкө жана озон катмарын бузууга жол бербөө максатында фреондорду өндүрүүнү 50% кыскартуу боюнча эл аралык келишимге кол коюшкан. Атмосферанын булганышы тынымсыз уланып, жылдан жылга көбөйүүдө. Атмосферанын булганышы өнөр жай ишканаларынын калдыктары, транспорт каражаттарынан бөлүнүп чыккан кошулмалардын, өзгөчө N2S көмүртектеринин жана коргошун, жез, кадмий, никель жана башка металлдар сыяктуу оор металлдардын бөлүкчөлөрүнүн эсебинен көбөйүүдө. Жыл сайын атмосферага жүздөгөн миллион тонна булгоочу заттар чыгып турат. Кислоталуу жамгырдын көбөйүшүнө абадагы N2S көбөйүшү себеп болот деп болжолдонууда. Өзбекстанда жемиш бактарынын түшүмдүүлүгүнүн төмөндөшүнүн негизги себептеринин бири, жүзүмзарлардын жылдан-жылга ооруп, аз түшүм алуусу кислота жамгырларынын көбөйүшү.
Тажикстандын М.Турсунзода шаарынын айланасында курулган алюминий заводунун калдыктары Сурхандарыя аймагындагы атактуу анар бактарынын түшүмдүүлүгүнүн кескин төмөндөшүнө, мөмө-жемиштеринин куурап калышына, малдын ооруларынын көбөйүшүнө алып келди. жана адамдар. Экологияга зыян келтирүүдө Навои шаарындагы химиялык заводдун калдыктары да чоң роль ойнойт. Ирригациялык жана өнөр жай ишканаларына сууну ысырапкорчулук менен пайдалануу майда дарыялардын кургап кетишине жана ири дарыяларда суунун кескин азайып кетишине алып келет. Мындай жагымсыз окуялардын типтүү мисалы Арал проблемасы. Сугарылуучу пахта аянттарынын ашыкча кеңейиши бул деңиздин кургап кетүү коркунучун туудурат. Сууну көзөмөлсүз жана ашыкча пайдалануунун натыйжасында Амударья, Сырдария сыяктуу ири дарыялар Арал деңизине жете албай жатат. Бул аралдын айланасындагы табигый экологиялык системалардын бузулушуна, бул аймакта жашаган элдин ден соолугунун начарлашына себеп болууда. Минералдык жер семирткичтерди, малдын калдыктарын, саркынды сууларды суу объектилерине таштоо суудагы азоттун жана фосфордун көбөйүшүнө, суунун бууланышына алып келет, кычкылтек запастарынын азайышынын натыйжасында сууга жаныбарлар, өзгөчө балыктар кирет. . Акыркы убактарда токойлорду кыюу абдан кейиштүү натыйжаларга алып келди. Суу объектилеринин, суу объекттеринин, кыртыштын булганышынын күчөшүнүн натыйжасында токойлордогу бак-дарактар куурап жатат. Токойлордун жоголушу климаттын кескин өзгөрүшүнө, суу ресурстарынын азайышына, кыртыштын абалынын начарлашына алып келет. Учурда эл чарбасын энергия менен камсыз кылуу үчүн көптөгөн ГЭСтер жана атомдук электр станциялары курулуп жатат. Анткени ТЭЦ жаратылыш ресурстарын пайдаланып, атмосфераны булгап, суу электр станциялары ири көлөмдөгү суу сактагычтарды курууну талап кылып, анын натыйжасында асылдуу жерлер, топурак суу астында калат. Мурда экологиялык көз карашта эң таза жана коопсуз деп эсептелген атомдук электр станциялары чоң коркунуч туудурары белгилүү болду. Украинадагы Чернобыл атомдук электр станциясынын кырсыгы чоң аймакта экологиялык кризиске алып келип, флора жана фаунага чоң зыян келтирген. Калк арасында ар кандай оорулардын жайылышына себеп болгон. Ошентип, адамдын экологиялык системаларга күчтүү таасири күтүлбөгөн кайгылуу окуяларга алып келиши мүмкүн. Натыйжада экологиялык өзгөрүүлөрдүн тизмеги пайда болот. Азыркы учурда адамзат экологиялык кризистин коркунучунда турат. Керектүү чаралар көрүлбөсө, биосферанын көптөгөн аймактары адамдын жашоосу үчүн жараксыз болуп калышы мүмкүн. Жаратылышты коргоо бүгүнкү күндө эң актуалдуу маселелердин бирине айланууда.
