Биосфера эволюциясы

                                              МАЗМҰНЫ

Кіріспе......................................................................................................................3

І. Биосфера эволюциясы..............................................................................4

1.1 Биосфераның пайда болуы туралы жалпы түсінік....................................4

1.2 Биосфераның құрылысы мен негізгі ерекшеліктері.......................................

1.3 Академик  В. И. Вернадскийдің «Биосфера –  ноосфера» концепциясы.....

Қорытынды.............................................................................................................

Пайдаланылған әдебиеттер............................................................................

Қосымшалар

Жоспар І. Биосфера құрылысы 1.1. Атмосфера 1.2. Гидросфера 1.3. Литосфера ІІ. Биосфераның пайда болуы 2.1. Биосферадағы тіршіліктің пайда болуы туралы қазіргі көзқарастар ІІІ. Биосфера және адамзат 3.1. Биосферадағы алғашқы шегіністер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І. Биосфера эволюциясы

1.1 Биосфераның пайда болуы туралы жалпы түсінік

Биосфера эволюциясы — Жер бетіндегі тірі организмдердің пайда болуынан бастап, қазіргі биосфера қабығының толық қалыптасу аралығындағы ұзақ уақытты қамтитын биологиялық процесс. Биосфера эволюциясы — тірі организмдердің тіршілік әрекетінің нәтижесі. Эволюциялық ілімі бойынша, Жер бетіндегі ең алғашқы тірі организмдер химиялық эволюцияның биологиялық эволюцияға ауысуынан пайда болған. Осы кезге дейін бұл процесс ұзақ уақытты қамтыған деген пікірлер айтылып келсе, соңғы жылдардағы микропалеонтологиялық, палеогеохимиялық, ғарыштық химия, изотоптық, тағы басқа зерттеулердің қорытындысы химиялық эволюцияның биологиялық эволюцияға қысқа геологиялық мерзім аралығында ауысқандығын дәлелдеп отыр. Жер планетасының геохронологиялық шежіресінде ең ежелгі заман — криптозойда (4550 — 570 млн. жыл бұрын) тіршілік еткен тірі организмдердің қазба қалдықтары сақталмаған. Ол кезде өте ұсақ алғашқы прокариотты организмдер (цианобактериялар,бактериялар, көкжасыл балдырлар) тіршілік еткен. Олардың қатты қаңқасы болмаған, денесіне сіңген суда еріген әр түрлі минералдық заттар ұсақ түйіршіктерге айналып, ежелгі тау жыныстарының арасында сақталғандығы соңғы кезде анықталды. Оны ғылымда строматолиттер деп атайды.

Қазіргі кезде олар Батыс Германия мен Батыс Австралияда, Оңтүстік Африкада, Украинада бұдан 3,4 — 3,8 млрд. жыл бұрын түзілген тау жыныстарынан табылған. Сол замандағы өте ұсақ организмдер теңіздерде тіршілік етіп, гетеротрофты жолмен қоректенген. Қазіргі ғылыми деректер бойынша, Жер бетіндегі ең алғашқы тірі организмдер бұдан 4 — 3,5 млрд. жыл бұрын пайда болған деп есептеледі. Олар кейін күрделі эволюциялық өзгерістерге ұшыраған. 2 — 1,5 млрд. жыл бұрын бір клеткалы эукариотты организмдер шыққан, олардан кейін (1,4 млрд. жыл бұрын) көп клеткалы организмдер пайда болып Жер бетіне кеңінен таралған. Ал 700 — 600 млн. жыл бұрын тіршілік еткен моллюскілердің қатты қаңқа қалдықтары толық сақталған. Ғылыми деректер бойынша, биосфера эволюциясында мынадай негізгі кезеңдер болған: өздігінен қалпына келе алатын гетеротрофты организмдердің тіршілік кезеңі; әлсіз тотығу процестеріне негізделген алғашқы автотрофты организмдердің тіршілік кезеңі; толық тотығу процестері жүретін автотрофты организмдердің Жер бетінде кеңінен таралу кезеңі. Биосфера эволюциясының палеонтологиялық шежіресіне сүйене отырып: биосфера эволюциясы ешқашан кері жүрмейді; геологиялық замандарда биологиялық эволюцияның жылдамдығы арта түседі; жалпы эволюцияның қарқынды жүруінен жаңа түрлер пайда болады; жануарлардың эволюциялық дамуының нәтижесінде олардың жүйке жүйесі күрделене түседі деген тұжырымдар жасауға болады. [1]

Биосфера ұғымы — ғылымға кездейсоқ берілген. 100 жылдан астам уақыт бұрын, 1875 ж Австриялық биолог Эдуард өзінің Альпі тауларының шығу тарихы туралы кітабының ең жалпылама тарауында жер шарының әр түрлі қабаттарының жолында баяндаған кезде осы терминді алғаш рет қолданды. Бірақ бұл үстіртін айтылған сөз ғылыми ойдың дамуында айтарлықтай роль атқара алған жоқ. 1926 жылы орыс минералогы Вернадскийдің екінші лекциясы жарыққа шықты. Сол лекцияда ол Зюзстың еңбегінен кейін 50 жылдан соң біз осы күнге шейін мойындап жүрген биосфера концепциясын тұжырымдады. Биосфера ретінде Вернадский жер қыртысының бүкіл геологиялық тарихы бойында тірі организмдер әсеріне ұшыраған барлық қабаттарды түсіндірді.Соңғы жылдары көптеген ғалымдардың (Д.Ж. Катин және т.б.) биосфера жер бетінің қазіргі кездегі организмдердің тіршілігінің ықпалындағы бөлігі ретінде қарастырылып, биосфера ұғымын таратып жүр. Көптеген ғылыми терминдер әртүрлі жағдайлар бірде кеңірек, бірде тарылу мағынасында қолданып жүр. Айнала қоршаған орта өлі атмосфераның реттелуінсіз өмір сүре алмайды. Себебі ол айнала қоршаған ортаға терең экологиялық және биологиялық өзгерістер енгізді. Жер бетінде мекендейтін өмір сүру ортасымен қоса отырып, өзгеше қабатты биосфера құрайды. Вернадский биосфера тіршілігі үрдісін жан-жақты зерттей келе, биохимиялық элементтердің бір тобын тірі ағзаларға, екіншісін биогенді заттарға, үшіншісін биоталар сирек кездеседі деп бірнеше категорияларға бөлген. Биогенді заттарға күкірт, сутегі, оттегі, азот және фтор жатады. Ол тірі биохимик бір жағынан минеролог болып табылады. 
Биосферадағы барлық тіршіліктің қозғаушы күші – күн сәулесі. Вернадский биосфераны зат немесе энергия айналуының тұрақты өсіп-дамуының үрдісі адамзат баласының ролін ерекше көңіл аударған. Вернадскийдің дәлелдеуінше, адамзат баласы теңдесі жоқ уақытты биосфера қуатты күш. Академик Вернадскийдің өзінің 1940 жылы жазған еңбегінде: «Болашақта планетаның дамуына тіршілік адамзат баласының ақыл-ойымен парасатына байланысты өсіп-дамуы және тәуелді болуы. Ең бастысы – адамзат баласының саналы ақыл-ойы нәтижесіне байланысты болуының тағдыры шешіледі» — деп айтқан. Шынына келетін болсақ, қазір де биосфераның тағдыр-тұрақтылығы әрбір адамзат баласының қорлында. Ол ешбір дәйектік сөзді қажет етпейтін ұлы қағида. 
Грекше «bios» — өмір және тіршілік, «сфера» — шар деген мағынаны білдіреді. Яғни қоршаған орта деген сөзден алынған. Өсімдіктердің және басқа да тіршілік ететін ортасы деген мағынаны береді. Бұл терминді алған рет австиялық атақты геолог 1875 жылы Э. Зюс ғылымға енгізді.

. ІІ. Биосфераның  пайда болуы 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 дәуірд 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. Кембрий дәуірінде барлық өсімдіктер теңіз суларына өскен. Олар көк жасыл балдырлар болатын. Силур кезеңінде өсімдіктер құрлыққа біртіндеп шыға бастап, дами түсті. Девонның аяқ кезінде бұлардан басқа қырықбуындылар, плаундар және папоротниктер қаулап өсе бастады. Өсімдіктер құрлыққа шыққаннан кейін фотосинтездің ықпалымен атмосфералық ауаның химиялық құрамы өзгеріп, құрлық жануарларының дамуына жағдай туды, өйткені фотосинтез процесі арқылы ауада оттегі көбейе түсті. Тас көмір дәуірі (карбон) жылы және ылғалды болды. Мұның өзі құрлық өсімдіктерінің қаулап өсуіне мүмкіншілік жасады. Әсіресе сәнді орман ағаштарының көлемі үлкен аймақтарды қамтыды. Бұл дәуірдегі өсімдіктер негізінен плаундар, қырықбуындар және папоротниктер болды. Бұлар псилофиттен таралып, тас көмір дәуірінің басында солардың орнын түгелімен басты. Пермь дәуірінің бас кезіндегі өсімдіктерде тас көмір дәуіріндегі өсімдіктерге ұқсас көптеген белгілер болды. Бірақ пермь дәуірінің ортасында жер бетіндегі өсімдіктерге кенет өзгеріс кірді. Ағаш тәрізді плаундар, каламиттер, папоротниктер мүлдем жойылып кетті. Бұлардың орнына жалаңаш тұқымды өсімдіктердің тұқымынан өсіп шыққан қылқандылар, цикада тәрізділер және шикгалар өсе бастады. Мезозой эрасы немесе орта тіршілік кезеңі бұдан 135 млн жыл бұрын басталып, 115 млн жылдан астам уақытқа дейін созылған. Үш дәуірге бөледі: триас, юра, бор. Триаста тау құрылу процестері баяуланды. Бұл эраның құрлық өсімдіктері біркелкі болды. Юра дәуірі жылы болды. Теңіз жағалауларындағы ормандарда папоротник, қырықбуындылар,жалаңаш тұқымдылар – гинасомер, қылқан жапырақтылар қаулап өсіп, дами түсті. Мезозой эрасындағы, әсіресе соңғы кезінде – бор дәуіоінде, қазіргі флора қалыптасыдан бұрын, жер бетіндегі органикалық тіршілікке үлкен өзгеріс енді. Осы кезде теңіз сулары азайып, құрғақ жерлер көбейе бастады. Бор дәуірінің аяғында Шығыс Азия мен Америкадағы Анд аймақтары жоғары көтеріле түсті. Бор дәуірінде климат кенет өзгеріп кеткен. Профессор М.И. Голенкин бұл өзгеріс жерге түсетін күн сәулесінің интенсивті болуымен байланысты деп жорамалдайды. Ауа райының бір мезгілде кенет өзгеруі өсімдіктер эволюциясында жаңа ароморфоз пайда болуына себеп болды. Бұларда көптеген жаңа прогрессивті белгілер жетіле түсті. Мәселен, аналықтың, сондай-ақ жеміс дамитын жотынның болуы, қосарлы ұрықтану, гүлдің пайда болуы және тағы басқа. Кайназой эрасы бұдан 70 млн жыл бұрын басталған. Осы уақыттан бері барлық эралар бойынша қазіргі кезден флораның қалыптасу процесі жүрді. Кайнозой эрасы екі дәуірге бөлінеді. Ол үштік және төрттік кезеңдер. Үштік дәуірде тау құрылу процесі дами түсті. Жер бетіндегі ең биік Альпы-Гималай таулары пайда болды. Осы кезде Қара теңіз бен Жер Орта теңіздері оқшауланып өз алдына бөлініп қалған. Төрттік дәуір жер бетінде тіршілік дамуының ақырғы және ең қысқа дәуірі болып саналады. Ұзақтығы 1 млн жылдай ғана болды. Бұл дәуірге тән жағдай – сол суық кезеңдер және мұз дәуірі жылы ылғалды ауа райымен алмасып отырғаны байқалады. Өйткені өсімдік әлемі мен жер қыртысының даму процесі біркелкі емес. Мұздар жер бетін басқан кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер оңтүстікке қарай ығысып кетті. Бірте-бірте ауа райы жылынып, өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туды. 2.1. Биосферадағы тіршіліктің пайда болуы туралы қазіргі көзқарастар Тірі организмнің анорганикалық материядан пайда болуы жайында тікелей экспериментті түрде алынған материал болмағандықтан мұны шешу ғалымдарға оңай түскен жоқ. Идеалистер ең алдымен діни ұғымдарды таратуға ұмтылды. Тірі организмдер құдайдың құдіретімен пайда болды деген терминді ұсынды. Өсімдіктерді, жан-жануарларды, адамдарды өлі инертті заттардан қазіргі біздің көріп жүргеніміздей толық бейнелі түрінде құдай жаратты деп соқты. Грек оқымыстысы Аристотель де тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болады дегеннен саяды. Адамзат құрттар, молюскалар немесе шіріген заттардан пайда болды деп түсіндірді. Бірақ Франческо Редидің жүргізген зерттеу жұмыстары, тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болды деген ұғымды жоққа шығарды. Ол жас етті алып, оны стаканға салып, бетін дәкемен жауып қойды. Ешбір тірі заттың пайда болғаны болмайтынын дәлелдеп шықты. Луи Пастер бактериялардың өршитін тұқымынан микроорганиздер дамитынын бірден білді. Сонымен тірі организм ешқашан да өзінен-өзі дамымайтыны белгілі болды. Ф. Энгельс: «Табиғат диалектикасында» материалистік тұрғыдан тіршіліктің пайда болуының жалпы сипатын берді. Материал еш уақытта да тыныштық қалыпта болайтынын, ол үнемі қозғалыста болып, дамып отыратынын айтты. Материя өзінң дамуында әр уақытта жаңа күрделі түрге көшеді деп қорытынды жасады ол. ІІІ. Биосфера және адамзат Адамзат баласы да табиғаттың өзі жаратқан көп ғажайып көріністерінің бірі. Бірақ адам баласының үстемділігі ақыл-ойының жүйріктігі оны табиғаттың басқа тірі организмдерінен әлдеқайда жоғары дәрежеде көтерді. Үстіне аң терісін, өсімдіктердің жапырағы мен қабығын жамылып күн елткен алғашқы адамдардың өзіде керекті қажетін биосферадан алып отырған. От жағуды білмегеннің өзінде адам баласы жабайы жануарлардың еті мен өсімдіктердің жапырақтарын, сабағы мен буын-бұтақтарын шикідей жеп, өсімдіктерді қорек етіп, өсіп-өне берді. Кейінірек тамақты пісіріп жеу арқылы адам басқа жабайы жануарлардың әлдеқайда жоғары сатыға көтеріле түсті. Сана-сезім, ақыл-ой ғасырлар өткен сайын үлкен эволюциялық даму кезеңдерінен өтіп жоғары мәдениет сатысына көтеріле берді. Жер спутнигін, космос корабльдерін ұшыру, Ай мен Марсқа саяхат жасау қамын кірісу, атом кемесі мен атом электр энергиясын салу, екі-үш жылдың ішінде миллион гектар тың және тыңайған жерлерді игеру, шөлді жерге канал жүргізіп, жасанды көл жасау, мәуелі бау-бақша, саялы ну орман – тоғай өсіру, жер шарының түкпір-түкпірімен тікелей хабарласу – бәрі де бүгінгі заманның үйреншікті әдетіне айналып отыр. Бұл ғажайыптарды, әсіресе соңғы 20-30 жылдың ішінде көріп отырмыз. Сондықтан да біздің заманымызды ракеталар, космос корабльдері, компьютерлер ғасыры дейді. Мұның бәрі адамзат баласының зор қарқыны, қызу жарысы деген сөз. Бірақ биосферадағы объектілер жойыла қалса, ол қалпына тез арада келе қоймайды. Мыңдаған және миллиондаған жылдарды қажет етеді. Мысалы, орман-тоғай алқабын кесіп, не оттап, не өртеп жойып жіберу оп-оңай. Арқыраған оғысы қатты өзеннің арнасын басқа жаққа бұрып жіберуге болады. Бірақ арнасындағы балық құриды, кеме жүзбейді, жағаларындағы ел көшіп кетеді, құс пен жабайы аңдар басқа жаққа ауып кетеді, жер құлазып қалады. Ұлан байтақ кең далаға мыңдаған тракторларды жауып жіберіп, жер қыртысын айналдырып, шаңын бұрқыратып қара дауыл тұрғызуға да адамза тбаласының шамасы әбден келеді. Бірақ биосфера заңдарында бұлай болмайды. Мыс, жоғарыда көрсетілгендей, су тартылып, кеуіп қалған көл қалпына оңай келмейді. Миллион жыл уақыт кетеді. Биосферадағы пайда болып ғасырлар бойы шалқып жатқан айдын шалқар көлдің экосистемасы бұзылғаннан кейін қалпына келуі мүмкінде емес. Оның ішіндегі балығы, өсімдігі, климаты, арнасы, басқа да биосфералық құбылыстары адам танымастай өзгеріске ұшырап кетеді. Саялы сыңсыған ну орман-тоғайсыз, айдын-шалқар көлсіз, арқырап аққан өзенсіз- жайқалып өскен шекарай шалғын шөпсіз, бітік шыққан егінсіз адамзат қоғамының шарықтап өсуі мүмкін емес. Сондықтан да біздің заманымызда биосфераны қорғау, оның байлығын, асыл қазынасын сарқып алмай, өте ұқыптылықпен, жанашырлықпен орынды пайдалану маңызды проблемаларға айналып отыр. Биосфераны «бағындыру» ғана емес, көп жағдайларда бүгінгі таңда биосферамен «достасу», оның заңдарымен келісу, санасы керек болады. Демек, бұл адамға қажетті барлық заттардың бәрі де биосферадан алынады деген сөз. Биосферадағы алғашқы шегіністер Тіршіліктің биосферада пайда болғанына ғалымдардың есебі бойынша 5-6 миллиардтай жыл өтті. Ұзақ созылған бұл жылдар ішінде бір клеткалы қарапайым организмдерден құрылысы да, түр өзгешілігі де сан алуан өсімдіктер мен жануарлардың таңғажайып түрлері пайда болды. Биосфера тармақ жайған тіршілік атырабына қожа болғандықтан иені жаратуға асыққан жоқ. Ақыры ол да пайда болды. Оның пайда болғанынан 1,5 млн жыл уақыт өтті. Бұл кезде оның үлесіне биосфера жануар әлемінің 4 миллионынан астам, өсімдіктердің 500 мыңнан астам түрлерін сый еткен. Биосферада тіршілік пайда болғаннан бері қалыптасқан соншама бай түр иелерінің бәріне ортақ заң ережелері тым қатал еді. Адам өз биосферасына сай қоғам құра бастағанына 10 мың жылдай ғана темір мен пайдалы қазбалардың пайдалана бастағанына 4-5 мың жыл өтті. Биосфераның шексіз емес, шар тәріздес екенінің дәлелдегенінен 5 ғасыр, биосфералық өзгертуге техникалық құралдардың пайдалана бастағанына 3-4 ғасырдай, реактивті двигательді игергеніне 40-50 жылдай уақыт, ол биосфераның планетасының көлемін алыстан алақанға салып қарағанда үлкен емес екендігі байқалды. Мұндай құбылысты тек 1958 жылдан бері қарай біле бастады. Бірінші рет жер бетінен ұзап шыққан адамзат баласы бірінші рет Гагарин Космоста «Біздің жеріміз қандай әсем» - деп айқайлады. Әрине алыстан сұлу көрінген жеріміз өз ортасында тым көркем. Биосфера құрылысы – ерекше биос - өмір және тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың, өсімдіктердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді. Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Австрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И. Вернацкий болды. 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.

1.1. Атмосфера  Атмосфера жер шарын түгелден  орап тұрады. Ол гректің «atmos» - бу, «sphairi» (сфера) сөзінен шыққан. Оның  қалыңдығы 100 км-ге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында  оттегі (20,95 %), яғни 1,5 * 1015 тонна аргон (1,28 %), азот (75,50 %), яғни 3,8 * 1012 тонна және  басқадай газдар кездеседі. Атмосфера  негізінен – тропосфера, стротосфера  және иопосфера қабаттары болып  үшке бөлінеді. Тропосфера – грекше  «tropos» (тропос) – бұрылысы, «sphaira» (сфера) – шар. Өзгермелі қабат деген  мағына береді. Жер бетіне тікелей  жайласқан төменгі тығыз қабаты. Орташа биіктігі 10 * 12 км-ге жетеді. Стротосфера – латынша «stratum» - төсем, тағы сондай сияқты теңіз  деңгейінен 9-11 км жоғары жататын  атмосфера қабаты. Иопосфера –  гректің «ion» - қозғалғыш қабат  деген сөзінен алынған. Қалыңдығы 800 км-ге жетеді.

1.2. Гидросфера  Гидросфера – табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұл құрлықтың 70 % алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 млн шаршы км. 1.3. Литосфера Литосфера  – жердің қатты қабаты. Ол екі  қабаттан құралған. Үстіңгі қабаты  граниттен, оның қалыңдығы 10 км-ден 40 км-ге дейін жетеді. Ал астыңғысы  базольттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 км. Жоғарыда айтылғандай минералды  қабаттардан басқа, жерді ерекше  тағы бір қабат – биосфера  қоршап тұрады. Ол тірі органимдер  тараған аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер  өсіп-өніп, сыртқы қоршаған ортаның  эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз деңгейінен бастап, тау жоталарының шыңдарына дейін  бүкіл құрғақ жерді алып жатыр. Атмосферадағы биосфераның жоғары  шегі 20 км биіктікке дейін жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш  тұқымы) кездеседі. Бактериялар атмосфералардың  азон қабатында да өсіп-өнеді. Биосферада мол кездесетін микроорганизмдер  жер бетінен 50-70 метрге дейінгі  биіктікке ғана тарайды. Литосферадағы  биосфераның төменгі шегі 2000 – 3000 м-ге дейін тереңдікке жетеді. Олар онаэробта бактериялар. Гидросферадағы  биосфераның шегі 11 км-ге дейінгі  тереңдікке жетеді. Теңіз жануарлары  және өсімдіктері (қызыл, жасыл, қоңыр  балдырлар) үшін су өте қолайлы  орта. Таза, мөлдір болғандықтан  күн сәулесі оның 200 метр тереңдігіне  дейін тарайды. Бұдан кейінгі судың қабаттарын мәңгілік қараңғылық басып тұрады. Мұндай қабаттарда да тіршілік ететін организмдер болады

1.2. Биосфераның негізгі  ерекшеліктері:

Сонда биосфера – жер шарының осы бір айрықша қабығына қарай ерекшеліктерге тән: 
1. Биосферада сұйық күйдегі судың мөлшері айтарлықтай көп. 
2. Оған күн энергиясы тасқыны ықпал етеді. 
3. Биосфера сұйық, қатты және газ күйіндегі заттардың бөліну беттерінің болуы тән. 
Жердегі энергия көзі күн болғандықтан күллі тірі организмнің жердің екінші қабығы литосфера мен гидросфераның жоғарғы қабатында таралған. Жер қабатының қай-қайсысы болмасын күн сәулесінің неғұрлым жақсырақ өтіп, соғұрлым тірі организмдердің олардың тереңірек қоныстары деуге болады. Бірақ биосфера жарық беретін жерлермен шектелмейді. Ауырлық күші арқылы энегия ағыны одан да әрі таралады. Жарықтанған қабат теңіз түбіне түйіршікті өлі және тірі организмдердің үздіксіз түсіп жатуы жатады. 
Литосфераға тірі организмдер болмашы тереңдікте ғана енеді. Олардың негізгі бөлігі топырақтың жоғарғы қалыңдығы ондаған см қабатында шоғырланған. Тек бінен-сараңдары ғана неше иетрге немесе ондаған жер қыртысындағы жарықтар құдықтардың, шахталардың бұрғылау скважиналардың бойымен жануарлар мен бактериялар әлдеқайда көбірек 2,5-3 км дейінгі тереңдікте жетуі мүмкін. Көбіне терең жер астында жататын мұнайдың ерекше өзіне тән бактериялар флорасы бар. Жарық болмаған жасыл өсімдіктер литосфераның терең қабаттарына ене алмайды. Тереңде жануарлар азық таба алмайды. Сондай ақ литосфераны құраушы тау жыныстарының механикалық қасиеттеріде олар да тіршіліктің таралуына бөгет болады. Ақыр аяғында жер қойнауына тереңдеген сайын температура жоғарылап 3 км тереңдікте ол 1000С – дейін жетеді. Демек жер бетінен 3 км астам тереңдікте тірі организм күнелте алмайды. 
Тірі организмдер литосфераның бетінен атмосфера төменгі бірнеше см-ден бірнеше метрге дейінгі биіктіктегі қабаттарға таралады. Ал өсімдіктер өзінің жасыл бөлік бастарын кейде ондаған метрге көтереді насекомдар, жарғанаттар құстар атмосфераға 100деген метр тереңдеп енеді. Жоғары өрлеген ауа ағындары жануарлар мен өсімдіктердің дамылдаушы бірнеше шақырым биіктікке көтерілуі мүмкін. Бірақ бүкіл тіршілік ауада өтетін, яғни негізгі тіршілік ету ортасы ретінде пайдалы өзгерістер әзірге белгісіз. 
Атмосфера мен литосферада емес гидросфераның ең биік қабаттарына дейін тіршілікке толы. Ғалымдардың зерттеуінше құралдырға жете алған жерлердің барлығы тірі организмдер болып табылады. Бұдан организмдер таралуы үшін сұйық күйдегі су жарықтан гөрі маңызды шектеуші фактор болып табылады. Айталық әлемнің ең ыстық шөлдері формальды түрлері биосферадан тысқары жатыр. Бірақ іс жүзінде оларды өзара биостарын аймақтар деп санауға болады. Себебі ол жердегі тіршілік ағзаларында бар. Мысалы, олар өсімдіктердің қалдықтарымен қоректенеді. Насекомдар метоболизм нәтижесінде пайда болған судың қанағат етуі. 
Биосфераның әуеге қарай өрістенуіне негізі сұйық күйдегі судың тапшылығымен көмірқышқыл газдың фрациалық қысымының төмендеуі шектейді. Таулы жерлерде хлорофильді 6200 м жоғарғы биіктікте кейбір жануарлар мысалы, өрмекшілер кездеседі. Өрмекшілер айырқұйрықтылармен қоректенеді. Ал олар өз кезеңінде жел ұшырып әкелген. Өсімдіктер тозаңдануының түйіршіктермен қанағаттанады. Биосфера биік таулы бөлігін шөл аймақ – экологиялық аймақ деп атайды. 
Биосфераның шектеуші факторлары сұйық күйдегі с умен күн сәулесі болса, тіршілік оптимумының орталардың жанасу беттеріне сәйкес келеді. Фотосинтез бойынша жүргізілген зерттеулер көп жағдайда организмдер зат шығымын ең көп беретін 3 ортаны – қатты, сұйық және газды ортаны бірдей пайдаланады. Апатты өсімдіктер екенін көрсетті. Мысал ретінде кәдімгі қамысты алуға болады. Оның суды соруын сұйықтықтың су табылады. Тұрақты қысымды жеңілдетеді. Тіршілік ұшін қажетті СО2 газын қамыс көздері сіңіруші беттер арқылы өту жылдамдығы ең жоғары баратын газ күйіндегі ортадан алады. О2-де судан алғаннан гөрі ауадан алған оңай. Ақырында қалған барлық элементтер шөгінді капилярлық суындағы ерітінділерден сорып алу жеңілдеу болады. 
Биосфераның бастапқы өнімін анықтағаны үшін көптеген әрекеттер жасалған. Жердің орасан зор аймақтағы су және қоректік заттар сияқты шектеуші факторлар салдарынан өнімдер төмен алқаптар категориясына жатады. Құрлықта ауданы бүкіл планета бетінің 4/1 бөлігінің құрағанымен құрлықтар өнімдері жалаудағы мұхит асты түседі. Себебі мұхит суларының басым бөлігі шөлді әлемдік мұхиттың әртүрлі аудандарының бастапқы өнім мөлшері елеулі айырмашылықтар бар. Солардың ішінде ең өнімдісі тропикалық ормандардан кем түспейтін маржан рельефтері мұхиттың ашық аймақтары өнімдері. Афвери аймақтарымен жағдайы жақын аудандарға ұарағанда, төмен және өнімдері шамалас. 
Тірі аймақтар орташа өнімдер берілген бағаларды талдау 100 м-ге дейін 200-ден 20 мыңға дейінгі аралығында өзгермейтін, ал жердің жылдық жалпы өнімі 10 калонияға жуық екенін көрсетеді. Биосфераның одан әрі сақтануы үшін химиялық элементтер айналуы тоқталмауы тиіс. Бұл процесте жылу әртүрлі болуы тиіс. Бастапқы шығу тегі атмосфераға көміртегі қосып организм, яғни организм өзінің үзілу циклін ондаған жыл ішінде аяқтайды.

Биосфераның негізгі қасиеттері.

1) Биосфера- орталықтанған жүйе. Биосфераның орталық  буыны тірі ағзалар (тірі  заттар) болып табылады. (антропоцентризм)

2) Биосфера-ашық  жүйе. Биосфераның  өмір сүруі сырттан  келетін энергиясыз  мүмкін емес. Биосфера  әрқашан күн сәулесі  түседі.

3) Биосфера-өзін-өзі  реттелуші жүйе. Бұл  жүйеге ұйымдастық  гомеостаз тән.

4) Биосфера-көп  түрлілікпен сипатталатын  жүйе. Көптүрлілік  кез-келген экожүйенің  және биосфераның  тұрақтылығын негізгі  шарты.

5) Биосфераның  маңызды қасиеті  – заттар айналымын  қамтамасыз ететін  механизмдердің болуы  және соларға байланысты  жеке химиялық  элементтердің және  олардың қосылыстарының  таусылмастығы.

Биосфераның еркшелік сипаттамалары. Атмосфера, гидросфера және литосфера, олардың қысқаша сипаттамасы, компоненттері. Биосфераның шекаралары. Биосферадағы заттардың айналымы. Ғаламдық биогеохимиялық айналымдар. В.И.Вернадскийдің биосфера және ноосфера туралы ілімі. Тірі зат тұжырымдамасы. Тірі заттың ғаламдық маңызын анықтау. Күшті геологиялық және геохимиялық фактор ретінде антропогенді әсерлердің тұжырымдамасы. Қазіргі кездегі биосфера. В.И.Вернадскийдің негізгі биогеохимиялық заңдары. Атомдардың биогенді өрісі заңы. Биосефраның биогенді, негізді (косное вещество), бионегізді (биокосное вещество) және тірі заттары. Күрделі динамикалық өзін-өзі реттеуші жүйелер ретінде Жердің ішкі және сыртқы қабаттарының өзара әрекеттері. Заттың механикалық, физикалық-химиялық биогенді және техногенді өрістері. Үлкен және кіші геохимиялық айналымдар. Үлкен айналымның ашықтығы және оның геохимиялық салдары. Жердің энергетикалық тепе-теңдігінің негізгі ерекшеліктері.

Вернадский Владимир Иванович

(12.03.1863 – 6.01.1945)    

 Кеңес минералогы, кристаллограф, геохимик, биогеохимик, радиогеолог, СССР  ҒА академигi (1912 жылдан), УССР ҒА  академигi (1919 жылдан), оның алғашқы  президентi (1919-1921). Петербургте туылған. Петербург университетiн бiтiрдi (1885). Ф.Ульяновпен бiрге студенттiк  халықтық үйiрмесiне қатысты. 1886-1888 жылдары Петербург универитетiнiң  Минералогиялық мұражайында жұмыс  жасады. Шет елде жұмыс жасады (1889-1890). 1890 жылдан – приват-доцент, 1898-1911 жылдары Москва универстетiнiң  профессоры. Патша өкiметiнiң реакциялық  саясатына қарсы наразылық белгiсi ретiнде университеттен кеттi. 1914 жылдан бастап Петербург ҒА  геологиялық және минералогиялық  мұражайдың директоры. СССР ҒА  Ресейдiң табиғи өндiргiш күштерiн  зерттеу Комиссиясының ұйымдастырушысы  мен төрағасы (1915-1930), ол комиссиядан  бiрнеше институттар ашылды. 1917-1921 жылдары Украинада жұмыс жасады. 1919 жылы УССР ҒА алғашқы Химиялық  лабораториясын қалады, кейiн ол  УССР ҒА Жалпы және биорганикалық  химия институты деп өзгердi. 1922-1939 жылдары өзi ұйымдастырған Мемлекеттiк  Радий институтының директоры, 1928-1945 – СССР ҒА геохимиялық мәселелер  Лабораториясының директоры, ол 1947 жылы геохимия және аналитикалық  химия институты болып өзгердi. 1927 жылы СССР ҒА Тiрi заттар  бөлiмiн ұйымдастырды, кейiн 1929 жылы  ол Биохимиялық лаборатория болып  ауысты (1927-1945-директоры).

Вернадскийдiң ғылыми қызығушылығы жан-жақты. Геохимияның негiзiн қалаушы бола отырып, Жердiң құрамы мен құрылысының заңдылықтарына алғаш зерттеулер жүргiздi (Жер қыртысы, гидросфера және атмосфера). Жер қыртысындағы химиялық элементтердiң миграциясын және оның эволюциясындағы радиоактивтi элементтердiң алатын орнын зерттедi. Геохимиялық процестердегi тiрi заттардың алатын рөлi туралы теорияны жасады (1923). Оның жұмыстары қазiргi геологияның, минералогияның, гидрогеологияның дамуының негiзгi бағыттарын анықтады.

Биология саласында негiзгi зерттеулер жүргiздi. Өмiрiнiң соңғы 20 жылын жануар және өсiмдiк организiмiнiң химиялық құрамын зерттеуге арнады. Тау жыныстарының желдену процесiндегi микроорганизмдердiң алатын орнын, кейбiр организмдердегi бiрнеше элементтердiң концентрациялану құбылысын және олардың пайдалы қазбалар орындарының түзiлуiне қатысуын айтып өттi. Биосфераға анықтама бердi (1926). Биосферадағы тiрi организмдер жиынтығын тiрi зат деп атады.

К.А. Тимирязевтың күн сәулесiнiң өзгеруiнде өсiмдiктiң ролi туралы жұмыстарына сүйене отырып, тiрi зат күн сәулесiн трансформациялап, биорганикалық материяны үздiксiз алмасуға қатыстыруын көрсететiн iлiм жасады. Биосфера iлiмiнiң негiзiн қалаушы, биогеохимияның негiзiн қалаушылардың бiрi. Көп еңбектерi жаратылыстану және ғылым тарихының философиялық мәселелерiне арнады. Кеңес геохимиктерiнiң мектебiн жасады.

Чехославакия (1926) және Париж (1928-ж.бастап) ҒА-ның мүшесi, Югославия ғылыми академиясының және өнерiнiң және де көптеген ғылыми қоғамдардың мүшесi (1928 ж.бастап).

СССР Мемлекеттiк сыйлығының иегерi (1943). СССР ҒА Президиумы сыйлықтар және В.И. Вернадский атындағы (1963) Алтын медалiн тағайындады. Оның атымен (1947) СССР ҒА геохимия және аналитикалық химия институты аталған.

Жердiң барлық экожүйелерi планетаның бетiн алып жатқан бiр үлкен экожүйенiң құрамдас бөлiгi болып табылады. Бұл әлемдiк экожүйенi биосфера деп атайды. Биосфера туралы iлiмдi орыс геохимигi В.И. Вернадский жасады. Ол алғаш рет тiршiлiктiң физикалық табиғатқа әсер ету масштабын бағалады.    

 В.И. Вернадскийдiң айтуы  бойынша, биосфера — жалпы планеталық  қабықша, тiрiшiлiгi бар және оның әсерiне ұшырап отырған Жер бөлiгi. Биосфера құрлықтың, теңiздiң және мұхиттың барлық ауданын алып жатыр, және тiрi организмдер қызметiмен жасалынған жыныстары бар Жер бөлiгi кiредi.

Атмосферада тiршiлiктiң жоғарғы шегi озонды экранмен анықталады — озон газының 16-20 км биiктiгiндегi жұқа қабат. Ол Күннiң қауiптi ультракүлгiн сәулесiн ұстап қалады. Мұхитта тереңдiгi 10-11 км-ге дейiн тiршiлiк бар. Жердiң қатты бөлiгiнiң 3-7 км тереңдiгiне дейiн белсендi тiршiлiк болады (мұнайлы жердегi бактериялар). Организмдердiң қызметiнiң тұнбалы жыныстар түрiндегi нәтижесi одан ары қарай тереңдiкте де болады.