生物圏とは何か
生物圏（生命圏）は1875年にEduard Suessによって名付けられたが、概念としては1920年代にVladimir Vernadskyが仕事をするまで完全に説明されることはなかった。 生物圏は、多くの生態系が存在するバイオーム（生物物理学的地帯）で構成されている。 それぞれの生態系は、海底から地表、そして最高峰の山々まで、その時々の環境に適応した生物種の複雑な集合によって構成されている。 その中には、ミクロのバクテリアから巨大なシロナガスクジラまで、さまざまな生命体が含まれています。 生物圏は何十億年も存続していますが、地質学的過去に5回の大量絶滅に見舞われ、現在は人間活動による種の多様性に対する存亡の危機に直面しています。 太陽からのエネルギーは、独立栄養生物（生産者）と呼ばれる光合成を行う生物に取り込まれます。この生物は、太陽エネルギーを利用して無機分子を有機分子（生命の構成要素）に変換することができます。 この有機分子はエネルギーを蓄え、従属栄養生物と呼ばれる光合成をしない生物に消費される。 例えば、草を鹿が食べるという一見単純なプロセスも、何十億年もの時間をかけて開発されたものなのだ。 進化の過程で、種は生存の機会を求めて多様化し、ツンドラから熱帯雨林まで、地球上の生物圏で見られる、常に変化し続ける植物や動物を作り出しました。 サンゴ礁は、海の熱帯雨林と呼ばれることもあるほど、多くの生命が生息しています。 そのため、サンゴ礁は海の熱帯雨林とも呼ばれています。
地球上のいたるところに生命は存在しますが、生物の生産力は砂漠から熱帯雨林まで大きく異なります。 約190万種が命名されているが、地球の生物多様性を構成する種は500万から3000万種以上と推定される。 未同定の種の多くは、南極の海洋環境など特に入手困難な場所にいたり、猛暑や寒冷、酸性の場所に生息する極限環境生物であったりする。 足元や海中には、何百万とは言わないまでも、何千ものさまざまな生物が生息しています。
植物量、つまり植物の質量は約500～800GtC（10億トンの炭素）と推定される。 従属栄養生物の質量の推定は、土壌、土壌深部、海洋堆積物中に生息する生物の質量に関する大きな不確実性によって支配されている。 原核生物、つまり核を持たない単純な生物（バクテリアと古細菌）だけでも、その質量は植物に匹敵する可能性がある。 原核生物以外の陸上・海洋従属栄養生物は、全質量に対する寄与は比較的小さい。 生物圏の総質量は1TtC（1兆トンC）以上、おそらく4TtCと推定される。
オーストラリア、ブルーマウンテンの熱帯雨林。 世界の生物多様性の多くは、地球上に点在する熱帯雨林に存在する。 熱帯雨林は、人間の生活や地球システム全体にとって極めて重要であるにもかかわらず、この生命にあふれた森林を人間が農業などのために占拠することで、常に脅威にさらされているのです。
生物圏はどのように変化しているのか
地球上の種の組合せは、進化の過程を通じて常に変化しています。 地質学的な時間の経過とともに、今日存在するよりも多くの種が絶滅してきました。 この変化の劇的な例は、過去の絶滅の出来事である。 古生物学者や地質学者は、地質学的記録から、5つの大量絶滅イベントが地球の生物多様性をその潜在力の一部にまで減少させたという証拠をつなぎ合わせている。 4902>
生命にとって基本的な物理的、化学的要因の急激な変化が、大量絶滅の鍵である。 それぞれの大量絶滅の後、生命の多様性はゆっくりと回復し、地球環境の中で利用可能な生態空間を満たすようになる。 このプロセスには数百万年の進化が必要である。
過去の大量絶滅の原因としては、大規模かつ持続的な火山噴火や彗星や小惑星の衝突が考えられるが、いずれも飛来した破片が入射する太陽光を遮断し、結果として大気に変化をもたらす。 持続的または非常に急激な気候変動や海水準変動も、過去の大量絶滅を説明する可能性があります。
最後の氷河期以来、土地利用を変える人間の活動が、種の生息地を破壊する劇的な要因となっています。 たとえば、氷のない土地の約35％が人間の農業に当てられ、この拡大の結果、種は生き残るのに不向きな環境に追いやられています。 産業革命以降、人間の活動は大気や水質を変化させ、気候の変化を余儀なくされている。 これらの要因は、土地利用の変化に加えて、複雑な形で相互作用し、生物多様性に影響を及ぼしています。 多くの科学者が、現代は6度目の大量絶滅の時代であると考えています。 将来の気候変動（華氏3.6度から5.4度の範囲で予測）による絶滅を推定すると、生物多様性に対する他の人間の影響と複合した場合、現在知られている同定種の20～30％が、それらが提供する生態系サービスとともに失われる可能性があることがわかりました
JOURNAL ACTIVITY
材料 ノート、紙と鉛筆、または自分の作品を保存できる専用のコンピューターファイル。
- 生物圏に関する質問を一つ以上選びます。
- 何も調べずに、自分の理解に基づいて答えを書き留めるかスケッチします。
- 答えが納得できるまで、さらに深く掘り下げるための自分なりの戦略（科学者に聞く、NASAやNOAAなどの大学や政府機関のウェブサイトを調べる、図書館に行く、実験を計画し実施するなど）を考えましょう
- 質問のテーマについて既知と不明のことをまとめます。 また、知られていることを裏付ける証拠は何か、その証拠はどのように得られたかを記す。
- 1から10のスケールで、あなたが考え出した答えを評価し、1は不確実性が多く弱い、10は完璧です。