Co je biosféra?
Biosféru – sféru života – pojmenoval Eduard Suess v roce 1875, ale jako koncept ji plně popsal až Vladimir Vernadskij ve 20. letech 20. století. Biosféru tvoří biomy neboli biofyzikální zóny vyplněné mnoha ekosystémy. Každý ekosystém se skládá ze složitého souboru druhů přizpůsobených převládajícím podmínkám, od dna oceánů přes povrch pevniny až po nejvyšší hory. Zahrnuje formy života od mikroskopických bakterií až po obrovské modré velryby. Přestože biosféra přetrvává miliardy let, byla v geologické minulosti zasažena pěti masovými vymíráními a nyní čelí existenčnímu ohrožení druhové rozmanitosti v důsledku lidské činnosti.
Jak biosféra funguje?
V průběhu vývoje života na Zemi, od primitivních organismů až po současný soubor, si všechny formy života našly způsob, jak získávat energii, získávat živiny pro stavbu organických molekul a rozmnožovat se. Energii ze Slunce získávají fotosyntetizující organismy zvané autotrofy neboli producenti, kteří dokážou využívat sluneční energii k přeměně anorganických molekul na molekuly organické – stavební kameny života. Tyto organické molekuly uchovávají energii a spotřebovávají je jiné nefotosyntetizující organismy zvané heterotrofové neboli konzumenti. Tento zdánlivě jednoduchý proces – například konzumace trávy jeleny – se vyvíjel miliardy let. V procesu evoluce se druhy diverzifikují, aby zaplnily dostupné možnosti existence, a vytvářejí tak neustále se měnící soubor rostlin a živočichů, které najdeme v zemských biomech od tundry po deštné pralesy.
Rozmanitost života
Korálový útes na Papui-Nové Guineji. Korálové útesy jsou někdy označovány jako deštné pralesy oceánů, a to kvůli přebytku života, který se v nich nachází. Celkem bylo v korálových útesech identifikováno 90 000 jedinečných druhů mořských rostlin a živočichů.
Život je na Zemi všudypřítomný, přesto se biologická produktivita od pouští po deštné pralesy značně liší. Bylo pojmenováno přibližně 1,9 milionu druhů, ale odhaduje se, že biologickou rozmanitost Země tvoří pět až třicet milionů a více druhů. Mnohé z neidentifikovaných druhů se nacházejí na obzvláště těžko přístupných místech, například v antarktickém oceánském prostředí nebo u extrémofilů žijících tam, kde je intenzivně horko nebo chladno či kyselé prostředí. Pod nohama a pod mořskou hladinou se to hemží tisíci, ne-li miliony různých organismů, z nichž mnohé jsou neidentifikované, protože na roztřídění všech těchto malých forem života prostě nebylo dost času a pozornosti.
Fytomasa neboli hmotnost rostlin se odhaduje na 500 až 800 GtC (miliard tun uhlíku). Odhadům hmotnosti heterotrofů dominují velké nejistoty týkající se hmotnosti organismů žijících v půdě, hluboko pod půdou a v oceánských sedimentech. Pouze hmotnost prokaryot, jednoduchých organismů bez jádra (bakterií a archeí), se může rovnat hmotnosti rostlin. Suchozemští a oceánští heterotrofové jiní než prokaryota se na celkové hmotnosti podílejí poměrně málo. Odhady celkové hmotnosti biosféry jsou více než 1 TtC (bilion tun C) a možná až 4 TtC.
Prales v Modrých horách v Austrálii. Velká část světové biologické rozmanitosti se nachází v deštných pralesích roztroušených po celé zeměkouli. Navzdory zásadnímu významu deštných pralesů pro život člověka a celý zemský systém jsou neustále ohrožovány lidmi, kteří tyto životem nasycené lesy zabírají pro zemědělské a jiné účely.
Jak se mění biosféra?
Soubor druhů na Zemi se v každém okamžiku neustále mění v procesu evoluce. V průběhu geologického vývoje vymřelo více druhů, než kolik jich existuje dnes. Dramatickým příkladem této změny jsou události vymírání v minulosti. Paleobiologové a geologové dali v geologických záznamech dohromady důkazy o pěti masových vymíráních, která snížila biologickou rozmanitost Země na část jejího plného potenciálu. Pozoruhodným příkladem je masové vymírání před 65 miliony let, které se časově shodovalo s koncem věku dinosaurů.
Klíčové pro masová vymírání jsou náhlé změny fyzikálních a chemických faktorů, které jsou pro život zásadní. Po každém masovém vymírání se rozmanitost života pomalu obnovuje, aby zaplnila ekosystém, který je v zemském prostředí k dispozici. Tento proces může trvat miliony let vývoje.
Potenciální příčiny masových vymírání v minulosti zahrnují masivní a trvalé sopečné erupce a dopady komet a/nebo asteroidů – obojí způsobuje následnou změnu atmosféry v důsledku vyvržených úlomků, které blokují dopadající sluneční světlo. Trvalá nebo velmi rychlá změna klimatu a změna mořské hladiny jsou také možným vysvětlením masových vymírání v minulosti.
Od poslední doby ledové byla lidská činnost měnící využití půdy dramatickým faktorem narušujícím životní prostředí druhů. Například asi 35 % nezaledněné půdy je věnováno lidskému zemědělství a v důsledku této expanze jsou druhy vytlačovány do prostředí, v němž nejsou vhodné k přežití. Od průmyslové revoluce lidská činnost změnila kvalitu ovzduší a vody a vynucuje si změnu klimatu. Tyto faktory se vedle změn ve využívání půdy vzájemně složitě ovlivňují a působí na biologickou rozmanitost. Mnozí vědci považují naši současnost za šesté masové vymírání. Odhad vymírání v důsledku budoucích klimatických změn (předpokládaných v rozmezí 3,6 až 5,4 stupňů Celsia) v kombinaci s dalšími lidskými vlivy na biologickou rozmanitost ukazuje, že by mohlo zaniknout 20 až 30 % dnes známých identifikovaných druhů spolu s ekosystémovými službami, které poskytují.
ČASOPISNÁ ČINNOST
Materiály: Sešit, papír a tužka nebo vyhrazená složka v počítači, kam si můžete svou práci uložit.
- Vyberte si jednu nebo více otázek z Biosféry.
- Napište nebo načrtněte své odpovědi na základě vlastního porozumění, aniž byste cokoli vyhledávali.
- Položte stejnou otázku (otázky) členovi rodiny, kamarádovi nebo učiteli a zapište nebo načrtněte jejich odpovědi.
- Jaké jsou společné myšlenky v odpovědích, které jste shromáždili? Napište si nebo načrtněte společná témata/myšlenky.
- Vymyslete si vlastní strategii pro hlubší zkoumání (zeptejte se vědce, prohlédněte si webové stránky univerzit a vládních agentur, jako jsou NASA a NOAA, zajděte do knihovny, navrhněte a proveďte experiment atd.), dokud se nepřesvědčíte, že vám odpověď dává smysl.
- Shrňte, co je o předmětu otázky/otázek známo a co ne. Poznamenejte si také, jaké důkazy podporují to, co je známo, a jak byly tyto důkazy získány.
- Ohodnoťte odpověď, ke které jste dospěli, na stupnici od 1 do 10, přičemž 1 znamená slabou odpověď s velkou nejistotou a 10 znamená dokonalou odpověď.
.