1. Biosfera tushunchasi «Biosfera»

5-MAVZU. BIOSFERA HAQIDA TA`LIMOT


Reja:
1. Biosfera tushunchasi
2. Biosfera haqida V.I.Vernadskiy ta’limoti.
3. Biosferaning tarkibi. Biosferaning qatlamlari.
4.Biosferaning barqarorligini saqlash muammolari.

1. Biosfera tushunchasi
«Biosfera» yangi atama bo'lib, fanda XIX asrdan fanda shakllana boshlandi. V.I.Vernadskiy ta'rificha, biosfera insoniyat yashaydigan muhit bo'lib, uning hayotiy jarayonlari shu muhitda kechadi va rivojlanadi. Inson xatti-harakatlari, ayniqsa, nafas olish orqali qayerda yashashidan qat’iy nazar shahardami yoki olis qishloqdami, shu muhit – tabiat bilan doimiy bog'langan bo'ladi. Biosfera (grekcha bios-hayot, sphaira-shar, qobiq) yerning murakkab tashqi qobig'i bo'lib, unda barcha tirik organizmlarning yashashi uchun qulay sharoit mavjud. Biosfera – tabiatning tirik organizmlar yashashi uchun qulay muhit yaratish imkoniga ega bo'lgan ulkan inshooti. Barcha tirik organizmlar kabi, biz ham bu ulkan inshootda o'z faoliyatimizni o'taymiz. Biosferada inson uchun zarur narsalarning hammasi mavjud. Ular u yoki bu tarzda tabiatda uchraydi. Shu bilan birga inson tabiatga o'z ta'sirini ijobiy yoki salbiy ravishda bildiradi. «Biosfera» atamasi fanga avstriyalik geolog Eduard tomonidan 1875-yil kiritildi. Uning fikricha, biosfera yupqa qobiq bo'lib, yerni o'rab turadi. U davrda fanning bu yo'nalishi mutlaqo shakllanmagan edi. XX asrga kelib, fanda, insonlar hayotida biosferaning ahamiyati shunchalik oshib ketdiki, pirovard natijada tabiatshunoslikda yangi ilmiy yo'nalish – biosfera haqida ta'limot yaratildi va juda tezlik bilan rivojlandi. Bu yo'nalishga buyuk sovet olimi V.I.Vernadskiy asos soldi. Aslida bu vaqtgacha «biosfera» ham biosferani anglatadigan «hayot maydoni», «tabiatning ko'rinishi», «yerning tirik qoplami» yoki boshqa atamalar bilan izohlangan. Dastlabki paytlarda «biosfera» atamasi orqali planetamizda yashovchi tirik organizmlarning o'zaro bog'liqligi va yashashi tushunilgan, ayrim vaqtlardagina ularning geografik, geologik va kosmik jarayonlar bilan bog'liqligi haqida fikr yuritilgan. Keyinchalik biz yashab turgan tirik tabiatning tabiatdagi anorganik moddalar va ularning ta'sir kuchiga bog'liq ekanligi olimlar tomonidan tan olindi. Hatto «biosfera» atamasining asoschisi E.Zyuss ushbu atama muomalagakiritilganidan 30 yil o'tgach, yozilgan «Yerning yuzi» nomi kitobida (1909 y.) biosferaning qayta ta'sir kuchini sezmagan, uni ma'lum vaqtda, ma'lum sharoitda Yerdagi hayot kechiradigan organizmlarning birligi, deb izohlagan.
2.Biosfera haqida V.I.Vernadskiy ta’limoti.
Ekologiya uchun biosfera ta’limotining ahamiyati juda kattadir. Chunki biosferatirik va notirik tabiatning oliy darajadagi o’zaro ta’siri va ekotizimlar majmuidan iboratdir. Umuman, biosfera tushunchasi ikki xil ma’noda ta’riflangan. Birida biosfera yerdagi barcha tirik organizmlarning majmuasi tarzida tushunilgan.
Vernadskiy esa tirik va notirik organizmlarning o’zaro ta’sirini o’rganib, biosfera tushunchasini yangi ma’noda anglaydi. U biosferani tirik va notirik tabiatning birinchi sohasi tarzida tushunadi.
Olimning biosfera tushunchasini bunday talqin qilishi Yerda hayotning paydo bo’lishi muammosiga bo’lgan qarashlarini ifodalaydi.
U bir necha variantlardan iborat:
Hayot yer paydo bo’lgunga qadar yuzaga kelgan va uni butunlay qamrab olgan.

Hayot yer paydo bo’lgandan keyin yuzaga kelgan.

Hayot yerning shakllanish jarayonida yuzaga kelgan.
V.I.Vernadskiy uchinchi variantni ma’qullagan va bizning sayyoramizda qachonlardir hayot izlari yoki tiriklik namunasi bo’lmagani haqida ishonchli ilmiy dalil yo’qligini e’tirof etgan.
Boshqacha aytganda, uning nazarida biosfera Yerda hamisha bo’lgan. Shunday qilib, olim biosfera deganda YERning nozik qobig’ini tushungan. Undagi barcha jarayonlar tirik organizmlarning bevosita ta’sirida kechadi. Biosfera uzoq tarixiy davrlardan boshlab doimo rivojlanishdadir. U Ona sayyoramizdagi hayot qobig’ini, tirik organizmlarning o’zaro chambarchas aloqa va munosabatlaridan iborat murakkab ekologik tizimlar majmuini tashkil etadi.
Atmosferada hayotning eng yuqori chegarasi 16-20 km balandlikdagi yupqa ozon qatlami bilan belgilanadi. Okeanlarning ham deyarli barcha qismida hayot mavjuddir. YERning qattiq qismida hayot 3 km va hatto undan ham chuqurroqqa kirib borgan (masalan, neft konlaridagi bakteriyalar).
Yer sirtida kimyoviy elementlarning tarqalishini o’rganish natijalari shuni ko’rsatadiki, tirik moddalarda mujassamlashgan birorta element yo’q. Akademik
I. Vernadskiy ta’riflagan biogeokimyoviy tamoyillar quyidagicha:

* Biosfera kimyoviy elementlarning biogen migratsiyasi mavjud bo’lib, u o’zini maksimal darajada namoyon etishga intiladi. Afsuski bugungi kunda bu tamoyil inson faoliyati doirasi kengayishi tufayli buzilgan

*Turlarning evolyutsiyasi atomlarning biogen migratsiyasini tobora kuchaytiradi.
*Tirik modda o’zini o’rab turgan atrof–muhit bilan uzluksiz ravishda kimyoviy almashinuvda bo’ladi.

Bu tamoyillar buzilgan holda biosfera faoliyatini ta’minlab turgan kosmik ta’sirlar uni yemiruvchi omilga aylanishi mumkin. Tabiatdagi har qanday organizmlar notirik tabiat bilan uzviy bog’liq sharoitdagina mavjud bo’la oladi, hayot o’zining butun namoyon bo’lish jarayonida sayyoramizda katta o’zgarishlar keltirib chiqargan evolyutsiya jarayonida takomillashib borgan tirik organizmlar butun sayyora bo’ylab kengroq tarqalgan hamda energiya va moddaning qayta taqsimlanishida muhim omil bo’lib xizmat qiladi.

Yerga keladigan energiyaning 99% ini quyosh energiyasi tashkil qiladi. Bu energiya atmosfera, litosfera, gidrosferadagi turli-tuman jarayonlarga sarflanadi. Yerda energiyaning sarflanishidan tashqari uning bog’lanishi va uzoq vaqtda zaxira sifatida to’planishini ta’minlaydigan yagona jarayon mavjud. Bu jarayon fotosintez jarayonidir. Tirik organizmlarning asosiy sayyoraviy vazifasi quyosh energiyasini bog’lash va zaxira holatida to’plash bo’lib, bu energiya keyinchalik biosferadagi ko’plab geoximik jarayonlarga sarflanadi. Tirik organizmlar o’z tarixi davomida juda katta energiyani o’zlashtirgan. Bu energiyaning kattagina qismi tarix davomida bog’langan holda to’planib qolgan. Bular ko’rnir, torf va boshqa organik moddalardir.Biosferada mikroorganizmlarning hayot faoliyati natijasida o’zgaruvchan valentli elementlarning (azot, magniy, ferrum) oksidlanishi va qaytarilishi amalga oshadi. Qaytaruvchi mikroorganizmlar geterotrof bo’lib, energiya manbai sifatida organik moddalardan foydalanadi. Oksidlovchi bakteriyalar avtograf va geterotrof bo’lishi mumkin. Bunday organizmlarning hayot faoliyatining geologik natijasi oltingugurt, metal sulfidlari yotkiziklarining, temirli va temir-marganesli rudalarining hosil bo’lishidir. Ko’pchilik geterotroflar: asosan zamburug’lar, hayvonlar va mikroorganizmlar hayot faoliyati natijasida organik moddalarning parchalanishi amalga oshadi. Bundan tashqari, tuproqda mikroorganizmlar hayot faoliyati natijasida energiya zaxirasiga ega bo’lgan murakkab kompleks birikma – gumus hosil bo’ladi. Bu birikma tuproq unumdorligining asosi hisoblanadi. Gumusning parchalanishi juda sekin sodir bo’ladi, shuning uchun o’simliklar doimo mineral elementlar bilan ta’minlanib turadi.
Kimyoviy energiyaning hosil bo’lishi bilan boradigan organik moddalarning parchalanish jarayoni biosferaning barcha hayot bilan band qismlarida sodir bo’ladi. Fotosintez esa faqat quruqlikda va suvning yuza qatlamlarida o’tadi. Organik moddaning bir qismi parchalovchilar uchun noqulay sharoitga tushganda, cho’kma jinslar tarkibida saqlanib qoladi. Shuning uchun organik moddalar sintezi va parchalanishi to’liq bir-biriga mos kelmaydi. Bunday sintez va parchalanish o’rtasidagi nomuvofiqlik atmosferadagi kislorod miqdorini ta’minlaydi. Atmosferadagi kislorod fotosintez natijasida to’planadi. Kislorodning yagona abiogen manbai atmosferani yuqori qatlamida suvning fotodissosiatsiyasi bo’lib, uning ahamiyati juda kam. O’simliklar tomonidan chiqariladigan kislorod molekulalarining miqdori CO2 molekulasining miqdoriga teng. Ajralib chikkan kislorod yana oksidlanish jarayonlariga va nafas olishga sarflanadi. Lekin organik moddalarning bir qismi cho’kindi jinslar bilan yer ostida qolishi sababli bu organik moddalarga sarflanishi kerak bo’lgan kislorod atmosferada qoladi. Atmosferadagi kislorodning ko’p qismi mineral moddalarning oksidlanishiga sarflanadi. Erkin kislorodning konsentrasiyasi oshishi bilan uning mineral moddalarning oksidlanishiga sarflanishi ham oshadi va aksincha, kislorod konsentrasiyasi kamaysasarflanish sekinlashadi. CO2 atmosferaga organizmlarning nafas olishi orqali tushadi. CO2 ning ikkinchi manbai yer qatlamidagi cho’kma jinslardagi kimyoviy jarayonlar natijasida ajralishidir. Bu manba ham biogen manba hisoblanadi. CO2 ning juda kam qismi abiogen manbadan, vulqonlar otilishi natijasida ajralib chiqadi. Atmosferadagi azot inert gazdir, lekin u ko’pgina sintez va parchalanish jarayonlarida ishtirok etadi. Atmosferadagi azot azotofiksator organizmlar tomonidan o’zlashtiriladi. Bu organizmlar o’lgandan keyin azot o’simliklar tomonidan o’zlashtiriladigan holatga o’tib oziq zanjiriga tushadi. Gazsimon moddalarni o’zlashtirish va ajratish orqali tirik organizmlar havo tarkibini doimiy saqlab turadi. Tirik modda atomlarni biosferada qayta taqsimlab turadi.
3.Biosferaning tarkibi. Biosferaning geografik qobig’i,litosfera,gidrosfera va atmosfera qatlamlari.
Biosferadagi biokimyoviy jarayonlarga katta taʼsir oʻtkazmoqda. Yer osti boyliklarini qazib olib, juda kup miqdorda yoqilgʻi yoqilishi moddalar almashinuvini tezlashtirib, Biosfera tarkibi va uning gomeostaz holatiga taʼsir koʻrsatadi. Shu tufayli Biosferani bir butun, muayyan darajada tartibga solingan murakkab dinamik sistema deb qaralishi unda kechadigan jarayonlarni toʻgʻri tushunib olishga yordam beradi. Biosfera toʻgʻrisidagi taʼlimot ekologiya, biotsenologiya va boshqa fanlarning rivojlanishida, tabiat va jamiyatning rivojlanishi bilan bogʻliq boʻlgan juda koʻp oʻta murakkab muammolarni xal etishda katta ahamiyatta ega. Hozirgi vaqtda biosferaga yagona ekotizim sifatida qaraladi. U joylashgan o`rniga ko`ra 3 ta tarkibiy qismdan tashkil topgan.
1 .Litosfera – (gr. “litos” - tosh) Yerning sirtqi po`stlog`i bo`lib, u g`ovak modda ya'ni tuproqdan iborat. Yer mag`zidagi barcha tirik organizmlar ana shu qavatda yashaydi. Tuproq va uning kelib chiqishini birinchi bo`lib rus olimi V.V. Dokuchayev o`rgangan. Uning fikricha tuproq tog` jinslarining quyosh energiyasi, namlik, va tirik organizmlar yordamida nurashidan hosil bo`ladi. Tuproq biosferaning boshqa tarkibiy qismlariga qaraganda yuqori zichlikka (o`rtacha 2,7 gsm3) ega bo`lib, u to`rtta tarkibiy qismdan iborat. Bular qattiq zarrachalar, bu zarrachalar orasidagi namlik havo va mikroorganizmlar.Tuproqday ashovchiorganizmlar edafobiontlar yoki geobiontlar deb nomlangan bo`lib, ularda tuproqning zichligi, harorati, yorug`lik va ximizmiga nisbatan qator moslanishlar mavjud.
2.Gidrosfera – dunyodagi barcha suvliklar bo`lib, ular Yer yuzi maydonining 70,8% ni egallagan. Gidrosferaning umumiy maydoni 1 mlrd 370 mln. kv.km. ga teng bo`lib, uning katta qismi dengiz va okeanlar bilan band (98,3 %). qolgani esa quruqlikda joylashgan muzliklar, daryo va ko`llardir. Suvda zichlik, yopishqoqlik, bosim va issiqlik sig`imining kattaligi, uning turli tuzlar va gazlarni eritib olganligi hamda yorug`likni yomon o`tkazishi bu muhitdagi hayot sharoitini belgilaydi. Shuning uchun ham suvda yashaydigan organizmlarda o`sha muhitga nisbatan qator moslanishlar mavjud. Suvda yashaydigan organizmlar gidrobiontlar deb aytiladi va ular o`zlaridagi ekologik moslanishlar yordamida suvning barcha qavatlarini egallab olganlar.
3.Atmosfera – Yer sharini o`rab olgan havo qatlamidan iborat bo`lib, uning og`irligi Yer og`irligining milliondan bir qismiga teng. Bu miqdor 5000 trillion tonnani tashkil qiladi va yer yuzasining har bir kvadrat santimetr maydoniga 1,32 kg. dan to`g`ri keladi. Ana shu miqdordagi havoning teng yarmi 6 km. balandlikkacha bo`lgan qavatda joylashgan. Qolgan yarmining 99% 30 km. balandlikkacha bo`lgan qavatda va 1 % - 3000 km. balandlikkacha bo`lgan qavatida joylashgan. Bu balandlik atmosferaning yuqori chegarasi bo`lib, bu yerda atmosfera havosining zichligi sayyoralararo bo`shlik havosining zichligiga tenglashadi. Yerdan balandga ko`tarilgan sari havoning siyraklashayotganini barcha organizmlar, shuningdek odam organizmi ham yaqqol sezadi.Atmosfera 3 ta asosiy qavatdan – troposfera, stratosfera va ionsferadan tarkib topgan.
4.Biosferaning barqarorligini saqlash muammolari.
Biosferaning yashash muhiti sifatidagi imkoniyatlari cheklangan bo`lib, undagi barcha tabiiy resurslar va tuzilmalar o`zaro bog`liq. Ulardan birining o`zgarishi, masalan kamayib ketishi, boshqasiga ham ta'sir ko`rsatadi. Shuning uchun ham hozirgi asosiy ekologik masalalardan biri biosferani biologik tartibga solib turish ya'ni ekotizimlarning barqarorligini va ulardagi tabiiy muvozanatni ta'minlashdan iborat. Ekotizimlar hozirgi taraqqiyot davrida insoniyat ta'siriga bardosh beraolmay o`zgarib ketmoqda. Ba'zan bir qarashda nazarga ilinmaydigan ishlar ham uning muvozanatini buzib yuborishi mumkin. Misol uchun shakarqamishni kalamushdan himoya qilish uchun 1872 yil Yamaykaga mangustlar keltirildi. Ular bu yerda qulay sharoit topib benihoya ko`paydi va kalamushlar bilan birga ko`pgina foydali hayvonlarni ham kirib yubordi. Xuddi shunga o`xshash qishloq xo`jaligi zararkunandalariga qarshi kimyoviy zaharlarning ishlatishidan zararkunandalar bilan birga foydali hasharotlar ham yoppasiga qirilib ketadi. Ekotizimlardagi tabiiy muvozanatning buzilishi inson sog`ligi uchun zarar keltirishi muqarrar. Masalan, amerika savannalarida qoramollarning ko`payib ketishi fermerlarga katta foyda keltirdi. Lekin shu bilan birga bu qon so`ruvchi ko`rshapalaklarning ko`payib ketishiga va quturish kasalligining kelib chiqishiga sabab bo`ldi. Yuqorida keltirilgan bu misollar ayniqsa hozirgi davrda biosferani biologik tartibga solib turish zaruriyati borligini tasdiqlaydi. Antropik omillar xuruji davom etayotgan hozirgi davrda ekologiyaning yana bir muhim masalasi biologik indikatsiyadir. Bu masala amaliy ahamiyatga ega bo`lib, indikatorlar ustidan olib boriladigan kuzatishlar u yoki bu biogeotsenozni ekologik baholash imkonini beradi. Masalan, lishayniklar sof havoda yashovchi organizmlar bo`lib, o`rmondagi daraxtlarda ularning ko`pligi bu joyda havoning tozaligidan darak beradi. Qarag`ayning bujurida (shishkasida) uran moddasining ko`pligi qarag`ayning uran rudasi yotqiziqlari ustida o`sayotganidan darak beradi va hokazolar.