Биосфера туралы түсінік және оны еңгізген ғалым ?

Биосфера (гр. биос—тіршілік, өмір, гр. сфера — шар) — бұл ұғым биология ғылымына XIX ғасырда ене бастады. Ол кездерде бұл сөзбен тек жер жүзіндегі жануарлар дүниесі ғана аталатын. Кейінгі кездерде биосфера геологиялық мағынада да қолданылады.^[1]

Биосфера ^[2] — тірі организмдер өмір сүретін жер қабаты. Жер бетінен 10—15 км биікке көтерілгенге дейінгі және 2— 3 км құрғақтан немесе мұхиттардың 10 км түбіне дейінгі жерде организмдер тіршілік етеді. Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Аустрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И. Вернадскийболды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 %-дан – 50% -ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады.

биосфера негізінен үш қабаттан құрылады. Олар: атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

Биосфераның бөлімдері:

1. Тропосфера

2. Гидросфера

3. Литосфера

4. Ноосфера

Биосфера бірден пайда болған жоқ. Ол өте көне заманнан бері қарай күні бүгінге дейін біртіндеп дамып келеді. Биосфераның ертеден бері қарай құралып келе жатқанын дәлелдейтін палеонтологиялық материалдар қарапайым тірі организмдердің қалдықтары жер қыртысының әрбір қабаттарынан табылады. Осы қабаттарға сүйене отырып, ғалымдар биосфераның негізгі пайда болу жолдарын аықтады. Биосфераның ең бірінші заманы Архей деп аталады. Бұл кезде биосфера қандай жағдайда дамығаны және қандай тірі организмдер болғаны туралы ешқандай деректер жоқ. Протерозой эрасы – биосфераның екінші дәуірі боп есептеледі. Бұл заман 700 млн жыл бойына созылған. Протерозойда тірі организмнің қарапайым түрлері тіршілік еткен. Олардың сол дәуірде тасқа жабысқан қалдықтары әртүрлі тау жыныстарынан қазіргі кезде де байқалады. Биосфераның Палеозой эрасы немесе ертедегі тіршілік кезеңі. Бұл дәуір шамамен алғанда бұдан 570 млн жыл бұрын басталып, 300 млн жылға созылған. Бұл эра кембрий, ордовик, силур, девон, карбон және пермь дәуірлері болып бірнешеге бөлінеді.

7 билет1.Альбедо (көне лат. albedo — ақ) — дене бетінің өзіне түскен электр магниттік сәуле не бөлшектер ағынын шағылыстыру қасиетін сипаттайтын шама. Ол дене бетінен шағылған ағынның оның бетіне түскен ағынға қатынасы арқылы анықталады. Альбедо — Күн жүйесіндегі планеталардың т.б. денелердің маңызды сипаттамасын білдіретін шама.^[1]

Альбедо (лат. аіЬесіо — аппақтық) — қандай да бір дененің немесе беттің шағылдыру қабілетін сипаттайтын шама. Беттің немесе дененің шағылған радиациялық ағынының түсетін радиация ағынына қатынасымен анықталады;

Альбедоның мәні: ылғал топырақ — 5—10%, орман — 5—20%, шөп жамылгысы — 20—25%, жаңа жауған қар - 70—90%. Альбедометрмен өлшенеді. ^[2]

2. Қоректік тізбектер мен коректік торлардың түзілуі.Биоценоздардағы қоректік торлар көптеген қысқа қатарлардан түзіледі.Бұл қатарларда ағзалар бір біріне заттар мен жасыл өсімдіктер жинаған энергияны береді.Алдыңғы түр келесі түр үшін азық болатын мұндай қатарларды қоректену тізбегі д.а.Қоректену тізбегінің жеке звенолары трофтық деңгейлер д.а. Күннен энергияны бірдей сатылар арқылы алатын ағзалар 1 трофтық деңгейге жатады. Қоректік тізбектердің 2 түрі:жайылымдық,детритті бар.Қоректік тізбектер бір бірімен байланысты.Олар қоректену торын түзеді.Әр өндіруші бір консумент болады.Консумент көбі полифагтар.

3. Биомасса (гр. bios - өмір және масса) — бір түрдің, түрлер тобының немесе бүтіндей бірлестіктердің (өсімдік, микроорганизм және жануарлардың) тіршілік ететін мекенінің бірлік бетіне не көлеміне келетін жалпы массасы; аудан немесе көлем (г/м² немесе г/м³) бірлігіне салмағы бойынша өрнектелген тірі ағзалар мөлшері.

Өлшем бірліктері: кг/га, г/м², г/м³, кг/м³, т.б. Өсімдіктердің биомассасы фитомасса, жануарлардың биомассасы зоомасса деп аталады.

Экожүйеде энергияның таралуы мен орташа биомассаның арасындағы байланысты анықтау үшін Дж/м² өлшемі пайдаланылады. Құрлықтағыгетеротрофты организмдердің ішінде топырақта тіршілік ететін микроорганизмдердің биомассасы өте жоғары болады. Атап айтқанда, жауын құртының тіршілік ету ортасына байланысты биомассасы 200 — 1500 кг/га аралығында болады. Сүтқоректілер мен құстардың орташа жылдық биомассасы 1 — 15 кг/га (бірақ бұл көрсеткіш құстардың қыстауы мен қоныс аударуы кезінде жоғары болады).

Биосферадағы тірі организмдердің жалпы биомассасы, әр түрлі есептеулерге қарағанда 1,8х10¹² — 2,4х10¹² т болуы мүмкін. ^[1]

Билет

1. Биолюминесценция дегеніміз тірі ағзалардың жарық шығаруға қабілеттілігі.Бұл қоршаған ортадан түсетін тітіркендірулерге жауап ретінде катализатордың әсерінен күрделі органикалық заттардың тотығуынан болады.Балықтар,бесаяқты былқылдақденелердің шығаратын жарықтық сигналдары қарама қарсы жыныс дарасының назарын аудару,жемтігін аулау үшін қажет.

2 .Энергия^[1] (гр. energeіa – әсер, әрекет) – материя қозғалысының әр түрлі формасының жалпы өлшеуіші.

Материя қозғалысының әр түрлі формалары бір-біріне айналып (түрленіп) отырады. 19 ғасырдың орта шенінде осы қозғалыстың барлық формалары бір-біріне белгілі бір сандық мөлшерде ғана айтылатындығы анықталды; осы жағдай “энергия” ұғымын енгізуге, яғни қозғалыстың әр түрлі физикалық формаларын бірыңғай өлшеуішпен өлшеуге мүмкіндік берді. “ Энергия” ұғымы сақталу заңына бағынады (қ. Энергияныңсақталу заңы, Термодинамика). Энергия туралы түсінік мәңгілік қозғалтқыш жасаудың мүмкін еместігін дәлелдеуге байланысты пайда болды. Жұмыстың қоршаған ортадағы немесе жүйедегі белгілі бір өзгерістің (отынның жануы, судың құлауы, т.б.) нәтижесінде ғана орындалатындығы анықталды; дененің бір күйден басқа бір күйге ауысуы кезіндегі белгілі бір жұмыс істеу қабілеті оның энергиясы деп аталды. Қозғалыстың әр түрлі формасына сәйкес энергияның да бірнеше түрі бар (мысалы, механикалық энергия, химиялық энергия, электромагниттік энергия, гравитациялық энергия, ядролық энергия, т.б.) Физиканың даму процесінде энергия ұғымы нақтыланып әрі жалпыланып отырды. Энергия туралы ілімнің дамуындағы маңызды бір кезең үздіксіз ортадағы энергия қозғалысы мен “ энергия ағыны” туралы ұғымның енгізілуі болды. Энергия ағыны деп энергия тығыздығы мен берілген ортадағы орын ауыстыру жылдамдығының көбейтіндісіне тең векторды айтады.

3. Гомотиптік реакциялар. Биотикалық факторлардың екі тобы белгілі: түрішілік (гомотиптік, грек тілінен аударғанда homoios - бірдей) және түраралық (гетеротиптік, грек тілінен аударғанда heteros - әр түрлі).Гомотиптік реакцияларбір түрдің дараларының арасында байқалады. Гомотиптік реакциялардың ішінен экологиялық маңызды түрлеріне топ пен масса, түршілік бәсекелестік эффектісін атауға болады.Гомотиптік реакцияларға түршілік бәсеке де жатады. Себебі, неғұрлым бәсекелестердің қажеттіліктері ұқсас болса, бәсекелестік жоғары болады.

Бәсекелестік.Азық, өмір сүру ортасы және басқа қажетті жағдайлар үшін болатын даралар арасындағы кері әсерлер. Мысалы, түраралық азық үшін бәсекелестікті айтуға болады. Бәсекелестік тікелей немесе жанама болуы мүмкін.

Тіршілік процесінде көптеген өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер қоршаған ортаға қоршаған ортаға газ тәріздес, сұйық және қатты заттарды бөліп шығарады. Белгілі бір биологиялық белсенділігі бар бұл заттар басқа ағзаларға әсер етеді.

9 билет

1. 1.Судың эвтрофикациясы дегеніміз не ?

Оттегінің циклі?

Фотосинтез – жоғары сатыдағы жасыл өсімдіктердің, балдырлардың, фотосинтездеуші хлорофилл және басқа дафотосинтездік пигменттер арқылы күн сәулесі энергиясын сіңіруі нәтижесінде қарапайым қосылыстардан (көмірқышқыл газы, су) өздерінің және басқа организмдердің тіршілігіне қажетті күрделі органикалық заттар түзуі. Фотосинтез нәтижесінде жер жүзіндегі өсімдіктер жыл сайын 100 млрд т-дан астам органикалық заттар түзеді (мұның жартысынан көбін теңіз, мұхит өсімдіктері түзеді) және бұлкезде олар 200 млрд-тай СО₂ сіңіреді, оттегін бөледі.

Фотосинтезді алғаш зерттеушілер Швейцария ғалымдары Ж.Сенебье, Н.Соссюр және неміс химигі Ю.Майер болды. 19 ғасырдың 2-жартысында К.А.Тимирязев күн сәулесі энергиясы фотосинтез процесінде хлорофилл арқылы сіңірілетінін анықтады. 20 ғасырдың басында фотосинтездің физиологиясы мен экологиясына арналған маңызды зерттеулер жүргізіледі (В.В.Сапожников,С.П.Костычев, В.Н.Любименко, А.А.Ничипорович т.б.). 20 ғасырдың орта кезінен бастап фотосинтезді зерттеуде жаңа әдістер (газ анализі,радиоизотопты әдіс спектроскопмя. Электрондық микроскоп т.б.) дамыды.

Жоғары сатыдағы жасыл өсімдіктер, балдырлар (көп клеткалы жасыл, қоңыр, қызыл, сондай-ақ бір клеткалы эвглена, динофлагеллят, диатом балдырлар) фотосинтезінде сутек доноры және шығарылатын оттек көзі су, ал сутек атомның негізгі акцепторы және көміртек көзі – көмірқышқыл газ. Фотосинтезге тек СО₂ мен Н₂О пайдаланылса углевод түзіледі. Фотосинтез процесіне өсімдік углевод түзумен қатар құрамында азоты және күкірті бар аминқышқылдарын, белок, молекуласы құрамында азот болатын хлорофилл де түзеді. Бұл жағдайда көмірқышқыл газбен қатар сутек атомының акцепторы және азот, күкірт көзі нитрат және сульфат болады. Фотосинтездеуші бактериялар молекула оттекті пайдаланбайды, оны бөліп шығармайды (бұлардың көбі анаэробтар). Бұл бактериялар су орнына донор ретінде электрондарды не органикалық емес қосылыстарды (күкіртті сутек, тиосульфат, газ тәрізді сутекті) немесе органикалық заттарды (сүт қышқылы, изопропил спиртін) пайдаланады.

3.Вернадскийдің қандай очерктері бар ?В.И.Вернадский биосфера деп планетаның тіршілік бар н/е болған, үнемі тірі ағзалардың әсеріне ұшырайтын не ұшыраған бөлігін айтады.Планетадағы ағзалардың барлық жиынтығын В.И.Вернадский тірі зат деп атайды. Қазіргі жаратылыстану ғылымдары жүйесінде биосфера туралы ілім негізгі орын алады. Биосфера туралы ілімнің дамуы В.И.Вернадскийдің есімімен тығыз байланысты, оның басталу тарихы одан ертерек уақытқа Ж.Б.Ламарктың «Гидрология» еңбегінің жа-зылған кезіне (180?) жыл кетеді. Бұл еңбегінде Ламарк тірі организ-мдердің геологияль.іқ процестерге тигізетін әсері туралы жазған бола-тын. Одан кейін А.Гумбольдтың «Космос» атты көп томдық еңбегінде (алғашқы томы 1845 жылы шықты) тірі организмдердің өздері енетін жер қабықтарымен байланысы туралы тезис нақты дәлелдермен берілген. Ал 1875 жылы Австрия геологы Ә. Зюсс «биосфера» тер-минін өзінің «Альпі тауының геологиясы» атты еңбегінде қолданды және оны жеке қабық ретінде қарастырған болатын. Ол биосфераға кеңістік пен уақытта шектелген Жер бетінде тіршілік ететін организ-мдердің жиынтығы деп анықтама берді.

2.Адам эволюциясы ? Қазіргі кездегі көзқарастар бойынша қазіргі адам неандерталдық африкандық бұтағынан Homo sapiens ретінде пайда болды. Қазіргі барлық адамзат шартты түрде бір еркек пен бір әйелдің генотипінен тарайтын тұтас генотиптен тұрады. Шығыс Африка жерінде кездескен деген болжамдар бар. Адамтектес маймылдар мен адамдарды бір-бірінен ажырататын басты белгі — мидың салмағы. Адамтектес маймылдардың миының салмағы 750 г-нан аспайды. Миының салмағы 750 г кезінде бала сөйлей алады. Ежелгі адамдардың сөздік қоры өте аз болды, ол тек жеке сөздерден ғана құралды. Олар сөз арқылы бір-бірімен байланыс жасап отырды. Ең алғаш қауымдасып тіршілік еткен адамдар еңбек ете жүріп, бір-бірімен үнемі қарым-қатынаста болды. Олар сөз арқылы өз өмірлерінен жинақтаған тәжірибелерін ұрпақтан-ұрпақка беріп отырды. Сөз — адамның ойлау қабілетінің дамуына, еңбек құралдарын жетілдіруге және қоғамдық қарым-қатынастардың күрделене түсуіне әсер етті.

Адамның тікелей тарихи дамуы барысында негізгі үш кезеңді ажыратады.

· Оларға ежелгі адамдар (архантроптар),

· ертедегі адамдар (палеоантроптар) және

· қазіргі адамдар (неоантроптар) жатады.

3.Көміртегінің айналымы қалай жүреді ? Көміртек айналымы – табиғатта көміртектің үздіксіз айналу құбылысы. Тірі организмдердегі көміртектің құрамы (құрғақ затқа шаққанда): су өсімдіктері мен жануарларда 34,5 – 40%, құрғақтағы өсімдіктер мен жануарларда 45,4 – 46,5%, бактерияларда 54% болады. Организмдердің өмір сүру процесі кезінде, негізінен, тыныс алу арқылы органик. қосылыстар ыдырап, сыртқы ортаға көмір қышқыл газы бөлінеді. Сондай-ақ көміртек, зат алмасудың күрделі соңғы өнімдері құрамынан да бөлінеді. Жануарлар мен өсімдіктер тіршілігін жойғаннан кейін де микроорганизмдер әрекетінен шіріп, көміртектің біраз бөлігі көмір қышқыл газына айналады. Фотосинтез нәтижесінде өсімдікке сіңеді, одан көмірсуға, крахмалға, т.б. айналады, қорегі арқылы тірі организмдерге ауысады. Демек, табиғаттағы К. а., оның Жер қыртысындағы жинақталуы мен таралуы, едәуір дәрежеде атмосферадағы көмір қышқыл газының фотосинтез кезінде ассимиляцияға ұшырайтын өсімдік организмдерінің өмір сүруімен тығыз байланыста өтеді. Шіру, жану және дем алу нәтижесінде көміртектің белгілі бір бөлігі атмосфераға қайтып оралады, қалғаны органик. немесе карбонаттық қалдық түрінде бөлінеді, минералданып көмір, мұнай, әктас, т.б. кен шоғырларын түзеді. Көміртек атмосфераға адамзаттың өндірістік әрекеті салдарынан да бөлінеді; қ. Биосинтез, Биосфера.