Fyzická geografia – Biosféra, základné poznatky

Vypracoval: L. Petrovič

Biosféra je tá časť horninového (litosféra), vodného (hydrosféra) a vzdušného (atmosféra) obalu Zeme, na ktorej sa vyskytuje život a prebiehajú tam biologické procesy. V najširšom geofyziologickom poňatí je biosféra globálnym ekologickým systémom, so všetkými živými organizmami a ich vzťahmi, vrátane vzťahov s neživou časťou prostredia. Základnou vlastnosťou biosféry je evolúcia, ktorá začala asi pred 3,5 miliardami rokov vznikom života. Živou hmotou biosféry je biomasa, obsahujúca asi 1 900 gigaton uhlíka.

Vymedzenie pojmu

Prvé definície biosféry

Pojem „biosféra“ zaviedol v roku 1875 geológ Eduard Suess. Napriek geologickému pôvodu vznik pojmu súvisí s vplyvom biológa Charlesa Darwina a oceánografa Matthewa F. Mauryho na vedy o Zemi. V súvislosti s ekológiou pojem po prvý krát použil Vladimír Vernadskij v dvadsiatych rokoch minulého storočia. Čím predstihol pojem ekosystém, zavedený v roku 1935 Arthurom Tansleym. Verdanskij definoval ekológiu ako vedu o biosfére. Tento interdisciplinárny prístup spája vedné disciplíny ako astronómia, geofyzika, meteorológia, biogeografia, evolučná teória, geológia, geochémia, hydrológia a v podstate všetky vedy o živote a Zemi.

Užšie poňatie

Niektoré vedné disciplíny používajú pojem „biosféra“ v oveľa užšom zmysle. Napríklad v geochémii sa pod týmto pojmom rozumie všetka hmota živých organizmov na Zemi – biomasa alebo biota. V tomto prípade je biosféra jednou zo štyroch oddeliteľných zložiek geochemického modelu Zeme (ďalšími sú litosféra, hydrosféra a atmosféra). Často sa používa aj v šesťdesiatych rokoch dvadsiateho storočia zavedený pojem „ekosféra“, ako súhrnný názov pre súvisiace biologické a fyzikálne zložky Zeme.

Biosférika (biospherics) je nový vedný odbor, zaoberajúci sa výskumom a technológiou biosférických modelov (napríklad umelé pozemské biosféry). Objektom záujmu biosfériky je aj vytváranie nepozemských umelých biosfér (napríklad na Marse). Biosphere 2 je arizonské laboratórium o ploche 13 tisíc m², izolované od okolia. Bios-3 bol podobný ruský pokus v rkokoch 1967-68. Japonskou obdobou projektu je Biosféra-J.

Teória Gaia je koncepcia, ktorá fakticky alebo metaforicky považuje biosféru (prípadne celú planétu Zem) za jediný živý organizmus.

Rozsah biosféry

Členenie biosféry

V biosfére sa dajú vyčleniť biómy (klimabiómy, bioklimatické pásma)s charakteristickou flórou a faunou. Na súši sa klimabiómy diferencujú prevažne pozdĺž rovnobežiek. Živočíšstvo a rastlinstvo polárnych oblastí je pomerne chudobné, druhovo najbohatšie ekosystéme môžeme nájsť v rovníkovej oblasti. Polárne oblasti a oblasti mierneho pásma disponujú menším kolobehom energie a tvoria aj pomerne menšiu časť biomasy. Rozšírením rastlín a živočíchov na Zemi sa zaoberá biogeografia.

Rozšírenie života

Podľa niektorých teoretikov nie je povrch Zeme práve najideálnejším miestom pre život. Napriek tomu môžeme na takmer každom mieste (od pólov k rovníku) nájsť nejakú formu života. Najnovšie mikrobiologické výskumy preukázali, že mnoho kilometrov pod povrchom, vo vrstvách litosféry doteraz považovaných za mŕtve zóny, sa vyskytuje množstvo baktérií, ktoré využívajú vo vode rozpustený vodík. Toto zistenie môže zdvojnásobiť odhadovanú veľkosť biomasy.

Hrúbku biosféry je takmer nemožné zmerať. Vtáky dokážu vzlietnuť aj do 650 – 2000 m výšky, ryby nájdeme aj hlboko pod hladinou mora (napríklad aj 8372 m hlboko v priekope Puerto Rico). Sup nádherný (Gyps rueppellii) dokáže vzlietnuť aj do výšky 11 300 m, hus indická (Anser indicus) pri migrácii prelieta ponad Himaláje vo výške 8 300 m, jaky žijú v 3 200 až 5 400 metrových výškach, horské kozy boli pozorované v 3 050 metrovej výške.

Mikroskopické organizmy ako sú baktérie značne zvyšujú hrúbku biosféry. Nájdeme ich od nadmorskej výšky až 5 400 m do hĺbky 9 000 m pod hladinou mora a mnoho kilometrov hlboko v litosfére.

Biodiverzita

Biodiverzita (biologická diverzita) je v zjednodušenej podobe mozaikou života v celej jeho rozmanitosti druhov a foriem, je to rozmanitosť živých organizmov. Pojem v sebe zahŕňa rozmanitosť génov v rámci druhov – genetickú diverzitu, druhovú diverzitu v rámci ekosystémov a rozmanitosť ekosystémov, napríklad koralových útesov, lesov, prérií, mokradí a pod. v rámci celej biosféry. Tieto typy na seba hierarchicky nadväzujú.

Lesy sveta

Genetická diverzita

Je to rozmanitosť foriem v rámci jedného druhu. Nositeľmi tejto rozmanitosti sú gény. Geneticky najrozmanitejšie sú druhy najviac rozšírené, ako napríklad vlk (Canis lupus), ktorého rôzne geografické rasy nájdeme od polopúští Ázie po ďaleký sever Kanady. Genetická diverzita znamená aj rozmanitosť vlastností v rámci populácie. Ak počet jedincov v populácii klesne pod 1 000, hrozí tzv. príbuzenská depresia. Jedince takýchto populácií môžu byť postihnuté najrôznejšími genetickými poruchami.

Druhová diverzita

Rozmanitosť druhov v rámci ekosystémov alebo celej biosféry je nevyhnutná pre ich zdravé fungovanie. Dobré podmienky v neživej zložke podmieňujú existenciu druhovo bohatých ekosystémov a druhovo bohatý ekosystém znamená zdravý ekosystém. Jednotlivé druhy v ekosystémoch sú vo vzájomnej interakcii a strata jedného druhu môže viezť k strate ďalších druhov. Medzi druhovo najbohatšie ekosystémy patria tropické dažďové pralesy a koralové útesy.

Ekosystémová diverzita

Rozmanitosť ekosystémov v rámci biosféry je závislá na mnohých faktoroch. Medzi nimi hlavne na teplote (nadmorská výška, zemepisná šírka) a vlhkosti vzduchu (púšte, dažďové lesy, vodné ekosystémy). Vo vlhkejších oblastiach sa prirodzene vyskytujú lesy (boreálne, mierneho pásma, tropické dažďové), ktoré postupne prechádzajú do trávnatých porastov (stepi, prérie, savany), tie potom do polopúští a púští. Vodné ekosystémy rozoznávame sladkovodné (lotické – rieky, lentické – jazerá) a marínne (oceány a moria).

Kontrolné otázky:

1. Ako sa nazýva živá hmota biosféry?

2. Ktorá vedná disciplína sa zaoberá rozšírením organizmov na Zemi?

3. Aké tri hierarchické typy biodiverzity rozoznávame?

Použitá literatúra:

H., Hilbert, 2001: Biogeografia, UMB FPV KKE

M., Geltzová 2003: Ekológia terestrických ekosystémov, UMB FPV KKE

Zdroj obrázkov:

http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-i/environment/biosphere.php