Вячеслав Маркин - Я познаю мир. География

В основе экологического взгляда на мир лежит представление о том, что каждое живое существо окружено множеством влияющих на него различных факторов. Со всеми этими факторами организмы вступают' в очень сложные взаимоотношения, зависят друг от друга. Складываются сообщества растений и животных, выделяются свои места обитания, каждое со своими особенностями. Такие участки суши называют биотопами.

Биотоп предоставляет возможности для жизни определенной группе растений и животных. При этом существование какого–то вида может зависеть даже от одного–единственного фактора. Например, очень немногие организмы выдерживают крайнюю нехватку воды в пустыне или отсутствие тепла в Арктике. Там выживают те, кто приспосабливается к этим условиям. Кактусы приспособлены к нехватке воды, кувшинки – к жизни в воде, камнеломка – к жизни на скалах.

Сообщество растений, животных, микроорганизмов, которые приспособились жить вместе на одном участке суши или в одном водоеме, называют биоценозом. А он образует со своим биотопом единое целое, называемое экологической системой, кратко – экосистемой. Пример экосистемы – болото и его обитатели.

Взаимоотношения между организмами и их средой всегда сложны. Влияние или изменение какого–то элемента среды, например, климата, действует на части экосистемы и постепенно изменяет всю экосистему. Нарушается единство, цельность и она выходит из равновесия. В конце концов экосистема либо приходит к какому–то новому равновесию, либо, как качнувшийся маятник, возвращается к ррежнему состоянию.

Экология как наука возникла во второй половине XIX в. В ее основе лежит тысячелетний опыт общения людей с природой. В доисторические времена человек был более, чем сейчас, подвержен воздействиям внешней среды. Он не мог влиять на различные процессы, происходящие в экосистемах. Умел приспособляться. Но теперь, когда по незнанию человек разрушает многие естественные, основы своегр существования, он вынужден заново овладеть наукой "экологического поведения". Мы уже задумываемся о том, нужно ли поворачивать реки вспять. Не изменится ли от этого климат? Не исчезнет ли рыба в реке и звери в лесу? Для этого нужно знать экологию. Важно, чтобы человек заново научился считать себя всего лишь элементом жизненного сообщества, в котором он живет. Он должен знать, как его действия отразятся на других элементах системы, на его соседях по планете, чтобы учесть все возможные последствия.

В процессе обмена с окружающей средой живое вещество Земли ежегодно воспроизводит десятую часть своей общей массы. Находясь в постоянном круговороте, оно вовлекает в него большие массы минеральных веществ и химических элементов: кислорода, углерода, азота, натрия, калия, марганца, железа, алюминия и многих других.

Общая масса всего живого вещества – около 2000 млрд. т. Это огромная масса, которая постоянно возобновляется. Такая активность девает ее могучим геологическим фактором на планете. Это постоянное перемещение химических элементов называется биогеохимическим круговоротом.

Основные химические элементы, из которых состоит биомасса, – это кислород, углерод и водород, поэтому они наиболее активно вовлекаются в круговорот. На один гектар суши приходится 106 т кислорода, 78 т углерода и 13 т водорода. Всех остальных элементов (натрия, калия, кальция, марганца и др.) – значительно меньше. Например, железа в 1000 раз меньше, чем углерода.

Главный источник кислорода в атмосфере – зеленые растения. На суше они производят 53 млрд. т кислорода в год, а в океанах и морях – в восемь раз больше. За счет одного только процесса фотосинтеза весь кислород на планете мог бы накопиться в течение всего лишь 600 лет. Через все живое вещество Земли он проходит примерно за 2000 лет. Такова скорость его круговорота. Живые организмы дышат кислородом, а многие простые вещества соединяются с ним, образуя окислы.

Вместе с углекислым газом углерод поглощается зелеными растениями при фотосинтезе. Животные потребляют его при питании, а выдыхая углекислый газ, частично возвращают в атмосферу.

В современной атмосфере углерода – всего три сотых процента. Поэтому его биологический круговорот проходит быстрее – за 300 лет (почти в 7 раз быстрее, чем у кислорода).

Очень важны для жизни круговороты азота и фосфора, сложные и своеобразные. Азот необходим для строительства живых клеток, но большинство растений усваивает его только в соединении с водородом и кислородом. Только некоторые организмы могут брать азот прямо из воздуха. Фосфора тоже всегда не хватает в почве, и необходимо вносить его, как и азот, в виде удобрений.

Однако вмешательство человека нарушает круговорот веществ, а последствия этого могут быть неблагоприятными и нежелательными: исчезают леса, расширяются пустыни, погибают целые виды растений и животных. Все это наносит биосфере напоправимый вред.

Все богатейшее разнообразие живых организмов построено из немногих элементов, подобно тому, как из одинаковых кирпичей построены так не похожие друг на друга соборы Новгорода, минареты Бухары, дворцы Венеции и унылые складские помещения.

В телах живых организмов содержатся все 107 химических элементов таблицы Менделеева. Но 98,5% из них приходится всего на три – кислород, углерод и водород. Еще 4 элемента (кальций, калий, азот и кремний) вместе дают меньше, чем оставшиеся полтора, процента состава живого вещества. Меньше двух десятых процента приходится на все остальные элементы, поэтому их и называют микроэлементами. Живым организмам они бывают нужны в малых дозах, но без этого малого количества обойтись никак нельзя. В.И.Вернадский назвал это распределение элементов микрокосмической смесью.

У каждого организма различное соотношение составляющих его элементов. Кислород и водород составляют три четверти веса тела человека. Углерод, кальций и азот дополнят эту величину до 97,5 процента. Все остальное – десятки химических элементов, присутствующие в очень малых дозах. Микроэлементы проникают всюду: во все внутренние органы, в кожу, в мозг, в кровь.

Подсчитано, что из железа, присутствующего в человеческом теле, можно выковать средних размеров гвоздь, а фосфора хватило бы на 2200 спичек.

Особенно много микроэлементов в крови, которая по своему составу очень близка к морской воде. И это доказывает, что жизнь зародилась в океане. Микроэлементы выполняют роль ,"дирижеров" процессов, происходящих в организме, они возбуждают и регулируют, управляют ими. Например, для образования спор грибов нужен элемент галлий. Без него грибы просто не размножаются. В гумусе подмосковной почвы галлия содержится девять десятитысячных процента. Так мало нужно, чтобы росли грибы! Для человека суточная норма кобальта (витамина В12) составляет одну тысячную миллиграмма. Металл кадмий нужен для регулирования содержания в крови сахара. Селен способствует остроте зрения. А вот ртуть в очень малом количестве необходима для передачи наследственной информации: ее молекулы находятся в хромосомах.