Биогеоценозы наземные и водные (все материки, моря и океаны) формируют биосферу, представляющую собой общеземную (глобальную) экологическую систему. Биосферу изучает глобальная экология.
Биосфера охватывает верхнюю часть земной коры (почву, материнскую породу), совокупность водоемов (гидросферу), нижнюю часть атмосферы (тропосферу и частично стратосферу) (рис. 1). Границы сферы жизни определяются условиями, необходимыми для существования организмов. Верхний предел жизни ограничен интенсивной концентрацией ультрафиолетовых лучей, малым атмосферным давлением и низкой температурой. В зоне критических экологических условий на высоте 20 км обитают лишь низшие организмы — споры бактерий и грибов. Высокая температура недр земной коры (свыше 100 °С) ограничивает нижний предел жизни. Анаэробные микроорганизмы обнаруживают на глубине 3 км.
Учение о биосфере, разработанное В. И. Вернадским, сыграло особую роль в развитии экологии. В науку было введено понятие живого вещества, под которым понималась биомасса всех организмов, населяющих нашу планету. Живое вещество по сравнению с неживой природой исключительно активно. Поэтому в биосфере, как в громадном химическом комбинате, происходят миллионы различных реакций созидания и разрушения. Окислительно-восстановительные реакции и другие ‘химические
«певращения связаны со свободной энергией, которой бога-#0 живое вещество. В самом жи-воМ веществе в результате био-^дггеза и метаболизма образуются сотни и тысячи различных биохимических соединений. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной, чем живое вещество, отмечал В. И. Вернадский- „ „
 |
| Рис. 1. Строение биосферы |
В результате необычайной активности живого вещества и его сильного влияния на природу облик нашей планеты изменился Д° неузнаваемости. Произошло коренное изменение атмосферы. Считают, что в добио-логический период атмосфера Состояла в основном из диоксида углерода, метана, аммиака,
Водорода и водяных паров. Среда была восстановительной. Однако под влиянием возникших «а Земле организмов в атмосфере увеличилось количество кислорода, а концентрация диоксида углерода резко снизилась. Среда из восстановительной превратилась в окислительную. В стратосфере за счет кислорода сформировался озоновый экран, препятствующий излишнему проникновению ультрафиолетовых лучей к поверхности Земли и, следовательно, предохраняющий организмы от губительного действия радиации.
Наряду с атмосферой изменились гидросфера и литосфера. Изменение гидросферы тесно связано с эволюцией атмосферы, так Как водный баланс водоемов зависит от режима осадков и испарения. Стала иной и литосфера. Она подверглась мощному физическому выветриванию. На литосферу оказывали влияние организмы, продукты их обмена и распада. В результате сложных процессов, протекающих в литосфере, сформировалась поверхность материков, образовались осадочные породы, почвы. Эволюция биосферы сопровождалась образованием биогенных веществ (каменного угля, горючих газов, торфа и т. д.), биокосных тел, возникших в процессе взаимодействия живой и неживой природы. Типичным биокосным телом является почва — основной объект сельскохозяйственного производства.
Образование и эволюцию биосферы В. И. Вернадский связывал с организованностью космоса. Он указывал, что жизнь на Земле обусловлена не только земными, но и космическими факторами. Биосфера представляет собой земное явление космического характера. Среди космических тел, оказывающих мощное влияние на биосферу, особая роль отводится Солнцу. Живое вещество биосферы можно рассматривать как продукт преобразования энергии Солнца в энергию углеводов и других органических соединений растительных и животных организмов.
С появлением и развитием человечества биосфера существенно изменилась. Она перешла в качественно новое состояние — ноосферу (сферу разума), где основным фактором, преобразующим природу, становится человек. Влияние человека как биологического вида на природу не столь велико, как его хозяйственная деятельность. Преобразовательная деятельность людей особенно ярко проявилась в развитии сельского хозяйства и промышленности. Антропогенное изменение природы нашло отражение в определении экологии как науки. Экология, по И. Элтону, — это теория создания измененного мира. Тот мир, в котором мы живем и частью которого являемся, непрерывно изменяется, и приостановить этот процесс невозможно из-за необходимости развивать сельскохозяйственное и промышленное производство. Поэтому человеческое общество нуждается в теории измененного мира, с помощью которой люди научились бы сочетать интересы развития сельского хозяйства и промышленного производства с необходимостью создания оптимальных условий для жизни на Земле в эпоху научно-технического прогресса.