Biosfera reprezintă acea porțiune a Pământului în care organismele vii pot prospera și trăi, adică acea parte a planetei noastre care poate susține viața. Pământul mai conține alte trei sfere: atmosfera, litosfera (geosfera) și hidrosfera. Însă nu toate acestea sunt locuite de ființele vii.
Atmosfera este partea gazoasă care înconjoară litosfera. Litosfera constă din scoarța terestră și partea superioară a mantalei. Hidrosfera se referă la toate apa de la suprafața planetei.
Termenul de „biosferă” provine de la cuvintele grecești „bios”, care înseamnă „viață”, și „sphaira”, care înseamnă „forma pământului”. Termenul a fost utilizat pentru prima dată de savantul englez Eduard Suess în cartea sa The Face of Earth, în care a explicat relațiile dintre organismele vii și Pământ.
Definiția biosferei
Biosfera este un termen care cuprinde toate ecosistemele de pe planeta noastră, deci ea include și elemente nevii (cum sunt lumina solară sau apa), pe lângă organismele vii. Cu alte cuvinte, biosfera cuprinde toate comunitățile biologice și mediul lor.
Originea și evoluția biosferei
În urmă cu aproximativ 3,8 miliare de ani, primele procariote trăiau într-o biosferă lipsită de oxigen. În cele din urmă, unele dintre aceste organisme și-au dezvoltat capacitatea de a utiliza lumina solară, apa și dioxidul de carbon pentru a crea compuși chimici bogați în energie, producând molecule de oxigen ca produși secundari. Acest proces de sinteză a hranei cu ajutorul energiei luminoase poartă denumirea de fotosinteză, iar organismele care pot desfășura acest proces se numesc autotrofe.
Nu mult după aceea, cantitatea crescută de oxigen din atmosferă a dus la o biodiversitate mai mare, pe măsură ce organismele aerobe s-au extins și au evoluat. Aceasta a permis biosferei să susțină forme de viață mai complexe, precum plantele vasculare și animalele.
Autotrofele funcționează ca producători în cadrul lanțului trofic. Pe de altă parte, heterotrofele, care sunt organisme ce nu-și pot produce singure hrana și consumă alte organisme pentru a-și obține energia, preiau rolul de punct de control naturale. Heterotrofele care se hrănesc doar cu plantă poartă numele de erbivore, cele care se hrănesc doar cu animale se numesc carnivore, iar cele care se hrănesc cu plante și animale se numesc omnivore.
O altă nișă ecologică importantă este cea a necrofagilor. Aceste organisme descompun țesuturile moarte, convertind materia organică în compuși simpli, care devin nutrienți disponibili ecosistemelor. De exemplu, ciupercile (fungii) descompun plantele și animalele moarte.
Organizarea biosferei
Biosfera are componente abiotice (nevii) și componente biotice (vii), deci întrepătrunderea cu celelalte sfere (litosfera, atmosfera și hidrosfera) este evidentă. Sunt considerate părți ale biosferei doar acele porțiuni ale celorlalte sfere care susțin viața. De exemplu, porțiunea din atmosferă în care zboară păsările este parte a biosferei, în timp ce atmosfera superioară, care nu poate susține viața, nu este considerată parte a biosferei.
Componenta biotică include totalitatea plantelor, animalelor și microorganismelor. Aceste componente biologice sunt cele care construiesc lanțurile trofice din cadrul ecosistemelor. Biosfera are o organizare structurată pe cinci niveluri.
Biomurile
Oamenii de știință clasifică biomurile în cinci categorii diferite: tundra, pajiștile, pădurile, deșerturile și biomurile acvatice. Râurile, lacurile, mările, oceanele și alte habitate acvatice sunt locuite de o gamă largă de plante și animale. Deșerturile sunt cele mai aride regiuni de pe Pământ, unde cantitatea anuală de precipitații este extrem de redusă. Pajiștile primesc precipitații moderate, dar nu suficiente pentru apariția arborilor. Pădurile sunt dominate de arbori mari. Tundrele sunt vastele regiuni arctice lipsite de arbori, în care subsolul este permanent înghețat.
Ecosistemele
Ecosistemele sunt alcătuite din comunități biologice și mediul lor. Ele includ atât factori biotici, cât și factori abiotici. Ființele vii și mediul în care acestea trăiesc funcționează împreună ca un tot unitar.
Ecosistemele pot fi de patru tipuri: terestre, de apă dulce, marine și artificiale. Ecosistemele terestre sunt localizate pe uscat, ca de exemplu pajiștile și pădurile. Ecosistemele de apă dulce sunt ecosisteme acvatice, așa cum sunt ecosistemele lentice (de apă stătătoare) și cele lotice (de apă curgătoare). Ecosistemele marine sunt de apă sărată și se întâlnesc în mări și oceane. Ecosistemele artificiale sunt cele create de om, așa cum este un terariu.
Comunitățile de specii
Deoarece biosfera prezintă o largă diversitate, diferitele specii din cadrul său creează comunități. Aceste specii supraviețuiesc în zone în care factorii abiotici (temperatura, pH-ul, nutrienții etc.) sunt în limite tolerabile (optime). Așadar, o comunitate biologică este definită drept ansamblul organismelor (aceleași specii sau specii diferite) ce coexistă într-o zonă într-un anumit timp.
Populațiile
Toți membrii unei anumite specii care trăiesc într-un singur habitat formează o populație. Mărimea unei populației poate varia de la câțiva până la câteva mii de indivizi. Suprapopularea reprezintă cazul populația unei specii depășește capacitatea de susținere a unei nișe ecologice. Pe de altă parte, declinul unei populației este cazul în care mărimea unei populații de reduce.
Suprapopularea poate declanșa lupta pentru supraviețuire, deoarece speciile vor intra în competiție unele cu altele atunci când resursele sunt limitate.
Organismele
Organismele sunt entitățile vii ale biosferei. Una dintre trăsăturile care le separă de materia nevie este prezența unei organizări celulare și a unui sistem care permite funcționarea proceselor vieții. În interiorul celulei există un material genetic care conține codul pentru toate procesele biologice și pentru reproducere.
Organismele pot fi procariote sau eucariote. De exemplu, oamenii, plantele și animalele sunt eucariote, iar bacteriile sunt procariote. Ele pot fi identificate după prezența (la eucariote) sau absența (la procariote) unui sistem de endomembrane și a compartimentării interne.
Factori care afectează biosfera
Biosfera planetei noastre se modifică permanent sub influența lucrurilor vii și nevii. Următorii trei factori afectează biosfera în moduri diferite:
- înclinarea axei planetei – determină caracterul sezonier al climatului terestru, care influențează ciclurile biologice.
- dezastrele naturale – erupțiile vulcanice, cutremurele de pământ, inundațiile etc. pot avea impacturi uriașe și pe termen lung asupra biosferei.
- alți factori – schimbările climatice, apa, eroziunea solului etc.
Importanța biosferei
Principalul rol al biosferei este promovarea vieții pe Pământ. Organismele vii se adaptează la modificarea mediului, la condițiile climatice favorabile și folosesc hrana ca sursă de energie.
Biosfera ajută la reciclarea nutrienților, precum oxigenul și azotul, și oferă hrană sau materie primă. Orice organism viu are nevoie de hrană pentru a supraviețui.
Sursa: Biology Online