Биомасса Земли, инфографика. Масса людей, растений, животных, грибов, бактерий и вирусов

Главные характеристики живого: САМООБНОВЛЕНИЕ, САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ и САМОРЕГУЛЯЦИЯ.

Они определяют и основные свойства живого :

1) МАТЕРИАЛЬНОСТЬ;

2) СТРУКТУРИРОВАННОСТЬ - живые организмы обладают сложной структурой;

3) МЕТАБОЛИЗМ - живые организмы получают энергию из окружающей среды и используют ее на поддержание своей высокой упорядоченности;

4) ДВИЖЕНИЕ;

5) НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ и ИЗМЕНЧИВОСТЬ - живые организмы не только изменяются, но и усложняются; а также способны передавать потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения;

6) РЕПРОДУКЦИЯ - все живое размножается;

7) РАЗДРАЖИМОСТЬ - способность реагировать на внешние раздражения;

8) ОНТО- и ФИЛОГЕНЕЗ;

9) ДИСКРЕТНОСТЬ;

10) ЦЕЛОСТНОСТЬ.

Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого, можно сказать, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются.

Царство Вирусы.

Их особенности : незначительные размеры; отсутствие клеточного строения; простой химический состав; невозможность существования вне организма хозяина.

Форма вирусов : палочковидная, нитевидная, сферическая, кубовидная, булавовидная.

Зрелые частицы вирусов - вирионы - состоят из двух основных компонентов: ДНК или РНК и белка.

Вирусы являются возбудителями многих болезней растений и животных. В прошлые века вирусные инфекции носили характер эпидемий, захватывая огромные территории.

Например, в Европе оспой заболевало 10-12 млн. и умирало 1,5 млн. человек. Особо следует отметить корь. На сегодняшний день от кори ежегодно погибает более 2 млн. детей.

Вирусные заболевания наносят огромный ущерб сельскому хозяйству. Для животных очень опасен вирус ящура. Появление , наиболее вероятной представляется гипотеза, трактующая вирусы как результат деградации клеточных организмов. Существует и другое мнение, что вирусы можно рассматривать как группы генов, вышедших из-под контроля генома клетки.

Царство Бактерии.

Возраст наиболее древних бактерий насчитывает, по меньшей мере, 3-3,5 млрд. лет. Многие бактерии, по мнению ученых, появились сравнительно недавно. Они выделяются из льдов Арктики и Антарктиды, проникают в нефтяные скважины, живут в воде горячих источников, температура которых достигает 92°С, обильно населяют все типы почв и водоемы, поднимаются с потоками воздуха на высоту 85 км.

Бактерия в переводе с греческого означает палочка. Бактерии были открыты голландцем А. Левенгуком в 1675 г., но только Луи Пастер впервые показал роль бактерий в процессе брожения и других превращений веществ в природе. Бактерий насчитывается 5000 видов.

ОСОБЕННОСТИ ИХ СТРОЕНИЯ:

§ малые размеры (0,0001 мм);

§ типичная прокариотная клетка, отсутствуют обособленное ядро, митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, ядрышко, хромосомы и т.д.;

§ особое строение и состав мембранных структур и клеточных стенок;

§ по форме клетки могут быть шаровидные, палочковидные и извитые.

Среди бактерий по источнику используемой энергии выделяются ФОТОТРОФЫ и ХЕМОТРОФЫ.

Фотосинтезирующие бактерии для синтеза органических веществ используют световую энергию. Хемосинтезирующие бактерии используют для синтеза органических веществ энергию, выделяющуюся при окислении каких-либо неорганических веществ окружающей среды.

АВТОТРОФНЫЕ - способны синтезировать из неорганических соединений органические вещества своего тела.

ГЕТЕРОТРОФНЫЕ - не способные синтезировать органические вещества из неорганических, поэтому они нуждаются в поступлении готовых органических веществ извне в виде пищи.

САПРОФИТЫ - это бактерии, поселяющиеся на мертвых, останках растений и животных.

Царство Грибы.

Царство Грибы насчитывает 100 000 видов, разнообразных по строению и образу жизни. Грибы - это обособленная группа клеточных ядерных гетеротрофных организмов, имеющих сходство как с животными, так и с растениями.

Признаки сходства грибов с животными: характер обмена веществ, связанный с образованием мочевины; гетеротрофный тип питания; содержание в стенке клеток хитина; бразование запасного продукта - гликогена.

Признаки сходства грибов с растениями: питание путем всасывания; неограниченный рост; наличие в клетках клеточной стенки; размножение со спорами.

СТРОЕНИЕ ГРИБОВ

Тело гриба состоит из особых переплетающихся нитей – гиф (грибница). Шляпочный гриб состоит из грибницы и плодового тела. А плодовая часть - из шляпки и пенька.

Характерной особенностью грибов является их гетеротрофность : некоторые грибы поселяются на мертвых останках растений и животных; некоторые питаются за счет живых существ; некоторые вступают в симбиоз с растениями.

Размножаются грибы бесполым и половым путем. Бесполое размножение осуществляется вегетативно и спорами. Формы полового размножения у грибов разнообразны и их делят на три группы: гаметогамия, гаметангиогамия, соматогамия.

РОЛЬ ГРИБОВ. Грибы - это основная группа редуцентов в экосистемах. Они участвуют в почвообразовании, выполняют роль санитаров, служат пищей и лекарством для животных.

Одни животные питаются растениями. Другие - плотью организмов, потребляющих растительную пищу. А теми, в свою очередь, может питаться человек. Но всему живому когда-либо приходит время, так уж устроена природа.

Закон обновления природы

В самом деле, представьте, если бы организмы существовали вечно? В мире давно уже произошло бы перенаселение, приведшее к недостатку стабильного питания, а также к глобальному загрязнению окружающей среды. Поэтому, согласно законам, существующим в биосфере, все живые организмы рождаются, взрослеют, оставляют после себя потомство, стареют и умирают. А биосфера таким образом обновляется ежесекундно!

Царства природы: растения, животные, грибы, бактерии

Все они вовлечены в этот разумный и сбалансированный А когда любой организм прекращает свою жизнедеятельность, наступает час разложения материи на составляющие. И тут на помощь самой природе приходят бактерии и грибы. Почему грибы и бактерии называют разрушителями? Это понятие напрямую можно связать с их деятельностью.

Сапрофиты

Так по-научному называются те организмы, которые осуществляют свое питание за счет останков других животных и растений. В основном к ним относятся бактерии и грибы. Они разлагают мертвую плоть на «исходники» - неорганические простейшие соединения, микроэлементы, давая возможность природе построить из них новые организмы или использовать для питания существующих. Вот почему грибы и бактерии называют разрушителями. Но своей разлагающей деятельностью они приносят скорее пользу, чем вред.

Мир без сапрофитов

Представьте себе, что бы произошло, если бы бактерии и грибы не перерабатывали отмершие клетки? Сама бы жизнь, наверное, задохнулась под ежечасно увеличивающимся слоем мертвых останков. А сапрофиты, осуществляя питание, как бы «утилизируют» мертвые ткани, выступают в роли санитаров или дворников, помогающих убирать ненужное, перерабатывать отходы. Вот почему грибы и бактерии называют разрушителями, утилизирующими останки умерших организмов. Ныне научно доказан положительный эффект воздействия этого глобального биологического процесса на окружающую среду.

Занимательная биология: бактерии, грибы, растения - сапрофиты

Само понятие имеет греческие корни и происходит от двух слов «гнилой» и «растения». Какие же организмы можно отнести к этой группе?

В первую очередь это многие бактерии. Они разлагают органику, вызывают гниение продуктов питания, участвуют в минерализации и фиксации азота. А некоторые бактерии расщепляют даже целлюлозу, образуют углеводороды. Некоторые микроорганизмы отличаются особой требовательностью к субстрату: используют в качестве питания только определенные виды органики (например, молочные продукты). Другие же практически всеядны и могут питаться различными органическими соединениями: спиртами, белками, углеводами и кислотами.
К данной группе можно отнести и многие крупные грибы. Ведь солома и перегной, опавшие листья, навоз, перья, отпавшие рога и многое другое служат им в качестве субстрата с питательными веществами. как правило, живет на остатках листвы и деревьев, а выбирают хвойные породы. Навозник белый развивается в богатых азотом местах. А портят человеческую еду, делая ее непригодной. Многие грибы вступают в симбиоз с высшими растениями, перерабатывая их отходы в микроэлементы, которыми могут питаться растения из почвы. Этот процесс взаимовыгоден и отражается порой в самих названиях грибов: подберезовик, подосиновик. Группа грибов-хищников, питающихся мелкими насекомыми, условно также может быть отнесена к сапрофитам. Поскольку, когда живая добыча отсутствует, они могут питаться мертвой органикой.
Есть сапрофиты и среди представителей фауны. К ним можно отнести: росянку, омелу, повилику, например.

Теперь вы знаете, почему грибы и бактерии называют разрушителями (скорее, имеют в виду их положительную роль в природе). Все сапрофиты и сапрофаги «ответственны» за круговорот веществ в биосфере и утилизацию умерших организмов, без которой, наверное, планета перестала бы существовать.

На нашей планете существуют множество разнообразных и неповторимых существ, которые очень сильно отличаются друг от друга, и поэтому различные организмы были определены в различные царства. Все живые организмы по типу питания делятся на гетеротрофов (кушают готовые органические вещества) и автотрофы (они сами добывают себе органику из неорганической субстанции). К последним относят растения и некоторые виды бактерий, а к первым - большая часть бактерий, все животные и грибы. Но не смотря на некоторые сходства, каждое царство имеет существенные отличия.

Представители царства бактерий

Это самая древняя группа существ из ныне живущих. Бактерии можно встретить во всех уголках планеты. Они поселились в глубочайших недрах океанов, в горячих серных источниках, в жерле вулкана, в холодных льдах Арктики и др. Все представители данного царства одноклеточные организмы. По своему строению, их клетка имеет существенные отличия от клеточек других организмов. Например, к органоидам бактериальной клетки относятся:

клеточная стенка,
жгутики,
цитоплазма,
ядерное вещество.

Клеточная стеночка выполняет защитную и опорную функции, органами перемещения служат жгутики и ворсиночки. Цитоплазма имеет очень густую текстуру, в которой находятся питательные вещества. В центре этой клеточки находятся скопление ядерной субстанции, в которой находится наследственная информация. Эти организмы относятся к прокариотам, поскольку они не имеют ядра. В неблагоприятных условиях бактерии образуют спору, в которой могут находиться очень длительное время.

Представители царства животных

Существа которые относятся к этому царству могут иметь как одноклеточное так и многоклеточное строение. Но клетка любого представленного организма имеет свои отличительные особенности от клеток других царств. У нее нет плотной клеточной стенки. В ней нет вакуолей. В качестве запасной питательной субстанции накапливается гликоген. И животная клеточка имеет клеточный центр.

Царство грибов

Эти организмы имеют признаки животных и растений. В их клеточной стеночке содержится хитин, в котором накапливается гликоген. У некоторых грибов в своих клетках может содержаться несколько ядер. Эти организмы, как и растения, неподвижны.

Живой мир нашей планеты очень разнообразен. Для его исследования создана целая система наук – биология, а растения, бактерии, грибы, лишайники и другие виды являются предметом ее изучения. Современной науке уже известны, описаны и классифицированы следующие виды:

животные – свыше миллиона;
растения – около полумиллиона;
грибы – несколько сотен тысяч;
бактерии – более десяти тысяч.

Но при этом число еще не описанных видов примерно такое же (а в случае с микроорганизмами – еще больше).

В биологии существует несколько классификаций организмов по различным признакам. Остановимся на двух из них, которые будут использованы при дальнейшем кратком описании растений, бактерий, грибов и лишайников.

По отношению клеток к кислороду в биологии выделяют две группы:

Аэробы. Для их жизнедеятельности необходим свободный доступ молекулярного кислорода. При его отсутствии они погибают.
Анаэробы. Обитают в средах без доступа кислорода, который для них губителен.

Кроме того, существуют факультативные анаэробы, способные переходить с одного типа дыхания на другой, и аэротолерантные анаэробы, безразличные к факту наличия или отсутствия кислорода.

Приведенные классификации условны, так как иногда довольно трудно отнести организм к той или иной группе.

Растения

Одной из основных групп многоклеточных организмов являются растения. Биология относит к ним деревья, кустарники, цветы, травы, мхи, папоротники, хвощи, плауны и т.д. Часто к растениям причисляют водоросли – все или только отдельные виды.

Свойства растений

К характерным признакам растений в биологии принято относить следующие:

клетки имеют плотную (как правило, целлюлозную) оболочку, которая не пропускает твердые частицы;
подавляющая часть – фототрофы, способные к фотосинтезу, в результате которого выделяется свободный кислород;
чаще всего имеют зеленый цвет из-за содержащегося в клетках пигмента (хлорофилла);
ведут преимущественно неподвижный образ жизни;
рост происходит в течение всей жизни;
чаще всего присутствует разделение на подземную и надземную части.

Нельзя сказать, что все признаки уникальны, но тем не менее, они позволяют понять, о какой группе организмов идет речь.

Биологией описано около полумиллиона видов растений. Это число все время увеличивается, так как постоянно происходит открытие новых видов.

Культурные растения

Растения, как и животные, подверглись одомашниванию человеком. Кроме того, были выведены новые сорта и новые виды растений.

Главнейшими из них являются следующие:

хлебные – пшеница, рожь, ячмень, овес, просо, сорго;
зернобобовые – фасоль, горох, чечевица;
сахароносные – сахарная свекла и сахарный тростник;
масличные – подсолнечник, арахис, маслина.

Не стоит забывать о зерновых, овощных, плодовых, ягодных и других культурных растениях. Сюда же стоит отнести чай, кофе, какао, виноград, цветы, табак, кормовые и технические сорта растений.

Значение

Значение растений трудно переоценить. Прежде всего, это обогащение атмосферы кислородом. Растения являются активными участниками круговорота веществ в природе, служат частью, а иногда и основой питания многих организмов, включая человека. Заселенные ими степи, луга и леса являются средой обитания других представителей флоры и фауны. Растения участвуют в образовании почвы и предохраняют ее от эрозии.

Растения широко используются человеком в следующих отраслях:

пищевая промышленность – ягоды, фрукты, овощи, съедобные растения;
легкая промышленность – производство тканей из волокнистых растений: хлопчатника, льна, конопли;
деревообработка и строительство – получение целлюлозы, производство и использование строительных материалов, деревянной посуды, спичек, мебели;
энергетика – использование дерева и его производных (брикетов из древесных стружек и пыли, каменного угля, торфа) в качестве источника энергии;
химия и медицина – каучук, ценные смолы, эфирные масла, красители, лекарственные растения и витамины.
животноводство – различные травы в качестве кормовой базы.

Бактерии

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы величиной от 0,5 до 13 мкм (0,0005-0,013 мм). Одни из них ведут неподвижный образ жизни, другие же могут передвигаться за счет извивания, скольжения по поверхности или с помощью жгутиков, расположенных с одного или обоих полюсов клетки.

В биологии принято выделять следующие виды по форме бактерий:

шаровидные – кокки и их группы в виде двух клеток (диплококки), цепочек (стрептококки), гроздей (стафилококки) и другие варианты;
палочковидные, включая бациллы (дизентерийная, чумная палочки);
изогнутые – вибрионы, спириллы, спирохеты.

Среда обитания

Бактерии живут практически везде – в воздухе, воде, почве, в мертвых и живых тканях растений, животных и человека. На их жизнедеятельность влияют основные факторы:

Температура. Оптимальным считается диапазон от +4 до +40°С.
Кислород. Среди бактерий есть и аэробы, и анаэробы, и факультативные анаэробы, и даже аэротолерантные анаэробы, например молочнокислые бактерии.
Кислотность. Для большинства бактерий кислая среда губительна.
Прямой солнечный свет. Большая часть бактерий погибает, находясь под воздействием прямых солнечных лучей.

Неблагоприятные условия приводят к замедлению или полной остановке размножения бактерий, а могут вызвать и их гибель. Часть же бактерий, например, бациллы-возбудители туберкулеза, сибирской язвы, способны образовывать споры. Этот процесс хорошо изучен биологией и заключается в переходе клетки в состояние покоя и образовании вокруг нее плотной защитной оболочкой. Спора может переносить воздействие вредных внешних факторов довольно длительное время – до десятков, а иногда и сотен лет, не теряя жизнеспособность. В пригодных для жизни условиях спора прорастает, и из нее появляется живая клетка бактерии.

Свойства

Размножение бактерий осуществляется путем простого деления клетки на две части. В благоприятных условиях каждые 15-20 минут их количество может удваиваться. Кроме того, в биологии зафиксирована примитивная форма полового размножения.

В природных условиях бактерии выполняют следующую роль:

снабжают растения многими полезными веществами, например, азотом;
разлагают навоз, удобрения, мертвые останки растений и животных;
участвуют в переработке клетчатки, находясь в пищеводе животных и человека.

Человеком бактерии используются в следующих целях:

производство уксуса и витамина С – уксуснокислые бактерии;
получение кисломолочных продуктов, сыров, засолка овощей, производство силоса – молочнокислые бактерии;
производство антибиотиков – стрептомицеты.

При этом бактерии вызывают порчу продуктов, приводят к различным болезням растений и животных, служат источником таких заболеваний человека, как дифтерия, ангина, дизентерия, туберкулез, чума, холера и другие.

Грибы

Современной биологии известно около ста тысяч видов грибов. Их уникальность состоит в сочетании свойств растений и животных.

С растениями грибы объединяют следующие свойства:

наличие клеточной оболочки;
неподвижность и рост в течение жизни;
размножение спорами;
питание растворенной в воде органикой.

Как и животные, грибы имеют следующие характеристики:

относятся к ярко выраженным гетеротрофам;
не способны к фотосинтезу;
запасное питательное вещество – гликоген, а не крахмал;
клеточная оболочка хитиновая, а не из целлюлозы.

Свойства

Тело гриба образуется тонкими нитями (гифами). Их совокупность в биологии называют грибницей, или мицелием. Рост гриба сопровождается проникновением гифов внутрь питательной среды, где они разрастаются, образуя множественные ветви.

В биологии существует несколько классификаций грибов:

В природе грибы, способствуя разложению различных органических материалов, увеличивают плодородие почв. Человеком грибы используются в следующих областях:

пищевая промышленность – съедобные грибы для приготовления блюд, микроскопические грибы и дрожжи для приготовления напитков методом брожения и ферментации пищевых продуктов;
медицина – производство антибиотиков и других лечебных препаратов;
химия – получение химических веществ для технических целей.

При этом грибы могут вызывать у человека кожные заболевания, болезни внутренних органов. Ядовитые грибы и продукты, зараженные токсинами микроскопических грибов, приводят к серьезным отравлениям, иногда смертельным. Вредны также грибы-галлюциногены. Кроме того, к негативным явлениям относятся вызываемые грибами болезни растений, разрушение древесины живых деревьев, порча продуктов плесневыми грибами.

Лишайники

Биология рассматривает лишайники как содружество грибов (90% состава) и одноклеточных водорослей (10%), а иногда и цианобактерий. Грибы-гетеротрофы снабжают водоросли водой и минеральными веществами, поглощаемыми из почвы. Водоросли-автотрофы обеспечивают грибы синтезируемыми ими органическими веществами.

Свойства

Тело лишайника (слоевище) может быть гомомерным, когда водоросли хаотично расположены между гифами грибов, и гетеромерным, то есть иметь упорядоченные функциональные слои.

Размножение лишайников осуществляется посредством клеток водоросли, оплетенных гифами гриба, которые сформировались внутри слоевища (соредии) или выглядят как выросты на теле слоевища (изидии). Кроме того, кусочек высохшего слоевища, отнесенный ветром в благоприятную среду, может образовать новый лишайник.

Такое уникальное строение лишайников позволяет им выживать в условиях, которые непригодны для отдельного существования грибов и водорослей. Биологией фактически установлена способность лишайников долго обходиться без влаги, выживать при температуре –50 и +60°С. Их фотосинтез продолжается даже при отрицательной температуре. При этом большинство лишайников погибает даже при незначительном загрязнении среды.

Значение

Лишайники, первыми осваивая безжизненные участки, подготавливают среду для других организмов. Служат кормом для животных, например, северных оленей, а отдельные виды съедобны даже для людей. Используются для получения красок и лакмуса. Служат биологическими индикаторами загрязненности среды.

При этом лишайники – причина первой стадии эрозии горных пород.

Биология дает ответы на вопрос о пользе или вреде того или иного представителя живой природы. Но общепризнанным фактом является то, что не существует «ненужных» организмов. Удаление из любой экосистемы любого его члена отрицательно сказывается на всей среде.

О роли отдельного организма нельзя судить отвлеченно, ведь в природе широко развиты взаимосвязи между различными видами. Так, растения часто живут в симбиозе с грибами, снабжая друг друга необходимыми веществами. Рассмотренные выше лишайники тоже являются примером взаимовыгодного сотрудничества.

Состав и распределение биосферы по массе, довольно интересный и значимый вопрос в биологии. Хотя и точная перепись всех живых организмов на Земле невозможна в буквальном смысле. Трудно себе представить информацию, по типу: знакомьтесь это бактерия Алиса 43 на 10 в 30 степени, живёт в болоте под Усть-Каменогорском, простите, пока делали перепись Алиса померла, оставив 23 млрд потомков. Однако учёным удалось определить биомассу царств живых организмов на планете, а также определить какое влияние на её распределение оказал человек. Хоть о суперточности говорить пока рано, но #инфографика очень интересная.
Результаты
Подсчёты производились в гигатоннах углерода, потому как соединения углерода являются основой для всего живого и составляет около 17,5% в составе животных и растений, при этом, эта масса не зависит от содержания в них воды. 1 Гт C равна 10 в 15 степени грамм углерода. По подсчётам учёных биомасса всех царств жизни на планете составляет 550 Гт углерода. Львиная доля биомассы это #растения , около 450 Гт С, затем идут бактерии 70 Гт С, грибы 12 Гт С, археи 7 Гт С, протисты 4 Гт С, #животные 2 Гт С и вирусы 0,2 Гт С.
Также учёные отмечают, что в морской биомассе, в отличие от наземной, содержится больше потребителей, чем производителей. Здесь имеется ввиду пищевая структура сообщества, которая делится на консументов, продуцентов и редуцентов. Продуценты - это организмы создающие органические вещества из неорганических, как к примеру, фотосинтез. Консументы потребляют продукты продуцентов, но не разлагают их до неорганических, как редуценты. А редуценты это бактерии и грибы, которые разлагают останки живых существ до простейших или неорганических веществ. Кстати погрешность при подсчёте бактерий в полученных результатах довольно большая.
Стоит отметить и то, что по полученным данным подземная биомасса оказалась меньше надземной, вопреки многим утверждениям учёных. Что вполне объяснимо некоторыми пробелами в наших знаниях на данный момент, особенно в подземном мире. А вот масса листьев в 6,5 раз меньше чем вся масса корней. Растительная биомасса включает ≈70% стеблей и стволов деревьев, которые в основном метаболически инертны.
На следующей диаграмме представлены усреднённые данные по царству животных. Больше всех по углеродной массе морские членистоногие 1 Гт С, затем идут рыбы 0,7 Гт С, далее моллюски, нематоды или круглые черви и наземные членистоногие по 0,2 Гт С. Хотя наземные членистоногие и значительно больше представлены в видовом плане, чем морские их масса в 5 раз меньше. У морских членистоногих есть отдельные виды, как к примеру, арктический криль, масса которого всего в 4 раза меньше чем всех наземных членистоногих. Этот вид криля можно поставить в один ряд с термитами, чья масса составляет также 0,05 Гт С, чуть меньше чем у людей. Далее идут стрекающие - это водные многоклеточные обитатели, обладающие стрекающими клетками для охоты и защиты, их масса составляет 0,1 Гт С. Столько же составляет масса всего домашнего скота на планете, который состоит в основном из крупного рогатого скота и свиней. А вот люди занимают всего 0,06 Гт С, что почти в двое меньше скота и в 11,6 раз меньше чем рыб. Однако людей по углеродной массе в 8,5 раз больше чем всех диких млекопитающих и в 30 раз больше чем диких птиц. А домашних птиц, среди которых преобладают цыплята, в 2,5 раза больше всех диких.
Влияние человечества на биосферу.
Распределение биомассы по средам и режимам питания для отдельных организмов.
Общая цепочка питания, трофические уровни.

КАТЕГОРИИ