Biosphäre

Biosphäre
n.,
Definition: der Teil der Erde, in dem Lebewesen existieren.

Was ist Biosphäre? Die Biosphäre ist der Teil der Erde, in dem Lebewesen gedeihen und leben. Es ist der Teil des Planeten, der Leben erhalten kann. Die Erde hat drei weitere Sphären: die Atmosphäre, die Lithosphäre und die Hydrosphäre. Allerdings sind nicht alle von ihnen von Lebewesen bewohnt. Die Teile oder Regionen, in denen sich Organismen befinden, werden zusammenfassend als Biosphäre bezeichnet. Daher kann man auch sagen, dass die Biosphäre die Summe aller Ökosysteme auf der Erde ist.

Das Wort Biosphäre stammt vom griechischen „bios“, das sich auf „Leben“ bezieht, und „sphaira“, das die Form der Erde bezeichnet. Der Begriff wurde erstmals von dem englisch-österreichischen Wissenschaftler Eduard Suess in seinem vierbändigen Werk „Das Gesicht der Erde“ verwendet. In diesem Buch erklärte er die Beziehungen der Lebewesen zur Erde.

Biosphäre Definition

Die Biosphäre ist ein Begriff, der alle Ökosysteme der Erde umfasst. Sie umfasst also sowohl nicht-lebende Elemente (wie Sonnenlicht und Wasser) als auch lebende Organismen.

Was ist Biosphäre? Biosphäre bezieht sich auf die Bereiche oder Regionen der Erde, die Leben besitzen. Sie ist eines der Unterscheidungsmerkmale der Erde von den anderen Planeten.

Die Erde besteht aus vier Sphären, nämlich (1) Biosphäre, (2) Atmosphäre, (3) Lithosphäre (Geosphäre) und (4) Hydrosphäre. Die Biosphäre ist der Teil der Erde, der alle biologischen Gemeinschaften und ihre Umgebung umfasst. Es ist der Teil der Erde, in dem Leben existiert. Die Atmosphäre der Erde ist der gasförmige Teil, der die Lithosphäre umgibt. Die Lithosphäre wiederum ist der Teil, der aus der Erdkruste und dem oberen Erdmantel besteht. In anderen Bezeichnungen wird anstelle der Litosphäre der land- oder erdgebundene Teil als Geosphäre bezeichnet, die im Gegensatz zur Lithosphäre neben der Kruste und dem Mantel auch den Kern umfasst. Die Hydrosphäre bezeichnet die Gesamtheit der Gewässer auf der Erdoberfläche. In manchen Literaturangaben wird der Begriff synonym zur Ökosphäre verwendet, die streng genommen alle diese Sphären umfasst, die in einem geschlossenen System miteinander interagieren.

Entstehung und Entwicklung der Biosphäre

Vor ca. 3.Vor 8 Milliarden Jahren gediehen die frühen Prokaryoten in einer Biosphäre ohne Sauerstoff. Schließlich entwickelten sich einige dieser Organismen zu solchen, die in der Lage waren, Licht, Wasser und Kohlendioxid zu nutzen, um chemische, energiereiche Verbindungen herzustellen und dabei Sauerstoffmoleküle als Nebenprodukt zu produzieren. Dieser Prozess der Herstellung ihrer Nahrung unter Verwendung von Lichtenergie wird heute gemeinhin als Photosynthese bezeichnet, und die Organismen, die dazu in der Lage sind, werden als autotroph bezeichnet. Von den einzelligen, z. B. Algen, bis hin zu mehrzelligen Autotrophen, wie z. B. den Gefäßpflanzen, waren also immer mehr Organismen in der Lage, das Kohlendioxid in der Atmosphäre zu verwerten und versorgten die Atmosphäre schließlich mit Sauerstoff.

Die erhöhte Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre führte bald zu einer größeren Artenvielfalt, da aerobe Organismen existierten und sich weiterentwickelten. Dies ermöglichte es der Biosphäre, komplexeres Leben wie Gefäßpflanzen, Tiere und Menschen zu erhalten, die in Gegenwart von Sauerstoff überleben konnten. Um also die Frage zu beantworten: „wie hängt die Biodiversität mit der Biosphäre zusammen“ – die Antwort ist ganz einfach. Es wurde eine „gesunde“ Biosphäre geschaffen, in der es von verschiedenen Gruppen von Organismen wimmelt. Mit „gesund“ ist gemeint, dass verschiedene Gruppen in der Lage sind, unterschiedliche ökologische Nischen zu besetzen.

Die Autotrophen fungieren als die Produzenten der Nahrungskette. Heterotrophe, das sind Organismen, die nicht in der Lage sind, Nahrung auf die gleiche Weise zu produzieren wie Autotrophe und deshalb andere Organismen konsumieren müssen, übernehmen die Rolle der natürlichen biologischen Kontrolle. Heterotrophe, die sich ausschließlich von Pflanzen ernähren, werden als Herbivoren bezeichnet. Diejenigen, die sich ausschließlich von tierischem Fleisch ernähren, werden als Karnivoren bezeichnet, während diejenigen, die sich sowohl von Pflanzen als auch von tierischem Fleisch ernähren, als Omnivoren bezeichnet werden. Eine weitere wichtige ökologische Nische sind die Zersetzer. Diese Organismen zersetzen tote Organismen oder verwesendes Gewebe oder wandeln organisches Material in einfachere Verbindungen oder Substanzen um, die die Erde ernähren. Zum Beispiel zersetzen Pilze totes pflanzliches oder tierisches Material. Sie zerlegen Zellen toter Pflanzen und Tiere in einfachere Substanzen, die zu organischen Nährstoffen werden, die dem Ökosystem zur Verfügung stehen.

Bestandteile der Biosphäre

Woraus besteht die Biosphäre? Was sind die 3 Bestandteile der Biosphäre? Die Biosphäre besteht aus drei Komponenten: (1) Lithosphäre, (2) Atmosphäre, und (3) Hydrosphäre. Allerdings sind nicht alle von ihnen von Lebewesen bewohnt oder besiedelt. Nur die Teile, in denen Leben vorkommt und erhalten wird, werden als Teile der Biosphäre betrachtet. Zum Beispiel ist der Teil des Himmels, in dem man Vögel fliegen sieht, Teil der Biosphäre. Im Gegensatz dazu werden die höheren Bereiche der Atmosphäre, die kein Leben erhalten können, nicht als Teil der Biosphäre betrachtet.

Abiotische Komponenten

Nachfolgend werden die drei abiotischen Komponenten der Biosphäre beschrieben:

Lithosphäre

Die Lithosphäre wird als die terrestrische Komponente der Biosphäre bezeichnet. Sie enthält zum Beispiel feste Landmassen wie unsere Kontinente und Inseln.
Der Teil, der kein Leben trägt und daher nicht zur Biosphäre gehört, ist der untere Mantel und Kern. Alle anderen Teile daneben unterstützen Leben, von den kleinsten Bakterien bis zu den großen Säugetieren und hohen Bäumen, indem sie ihnen Schutz und Nahrung bieten.

Atmosphäre

Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle über der Erde. Sie enthält verschiedene Gase wie Kohlendioxid, Sauerstoff und andere Gase, die lebenden Organismen wie Pflanzen, Tieren und Menschen helfen, das Leben zu erhalten. Der obere Bereich der Atmosphäre hat jedoch eine niedrige Sauerstoffzusammensetzung; deshalb ist es möglich, die fliegenden Vögel unter dem Bereich von 200 Metern der Erde zu finden. Die Atmosphäre, die Teil der Biosphäre ist, spielt eine besondere Rolle beim Schutz lebender Organismen vor der schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne, abgesehen davon, dass sie ihnen Gase für die Atmung zur Verfügung stellt.

Hydrosphäre

Die Hydrosphäre bezieht sich auf alle Gewässer auf der Erde. Sie wird daher auch als aquatische Region bezeichnet. Sie umfasst aber auch feste Formen, wie Gletscher. Die Hydrosphäre, in der sich das Leben abspielt, spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Temperatur auf der Erde. Außerdem liefert sie das für alle Lebewesen notwendige Wasser.

Biotische Komponenten

Zu den biotischen Komponenten gehören Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen. Diese biologischen Komponenten sind auch die Baumeister der Nahrungskette des Ökosystems.

Pflanzen

Pflanzen sind die Primärproduzenten. Sie stellen ihre Nahrung durch Photosynthese her. Außerdem werden sie auch als Autotrophe bezeichnet. Sie beteiligen sich auch an der Verwertung von Abfallstoffen. Sie sind jedoch die einzige primäre Quelle für alle Lebewesen, einschließlich Tiere und Menschen.

Tiere

Diese sind die Konsumenten. Sie können ihre Nahrung nicht aus anorganischen Quellen herstellen. Sie sind auf andere Quellen wie Pflanzen oder andere Kleintiere angewiesen. Sie werden auch als Heterotrophe bezeichnet. Aus der aufgenommenen Nahrung setzen sie Energie frei und speichern sie für die spätere Verwendung. Die Energie wird für Wachstum und Entwicklung genutzt.

Mikroorganismen

Mikroorganismen sind ein wichtiger Teil des Ökosystems. Zu ihnen gehören Pilze, Algen, Bakterien, Viren usw. Darüber hinaus dienen sie als Zersetzer, indem sie die Menge an Abfall oder toten Materialien zersetzen. Diesen Zersetzungsprozess nutzen sie als Nahrungsquelle.

Organisationsstruktur der Biosphäre

Die Biosphäre wird hauptsächlich durch den Bezug auf das gesamte Leben und die lebenden Organismen rund um die Erde beschrieben. Sie besteht aus fünf Ebenen der Organisationsstruktur:

(1) Biome

Die große Biosphäre ist in große Teile von Biomen unterteilt. Wissenschaftler klassifizierten Biome in fünf verschiedene Typen: Tundra, Grasland, Wälder, Wüsten und aquatische Biome. Flüsse, Seen, Meere, Ozeane und andere wässrige Lebensräume werden von einer großen Vielfalt an Pflanzen und Tieren bewohnt. Umgekehrt sind Wüsten die trockensten Gebiete der Erde mit dem geringsten Maß an Regen pro Jahr. Graslandschaften bedecken die grünen Flächen der Erde. Hier fällt zwar mäßiger Regen, aber nicht genug, um große Bäume wachsen zu lassen. Wälder sind Gebiete, die von großen Bäumen dominiert werden. Tundren sind die riesigen baumlosen arktischen Gebiete, in denen der Untergrund dauerhaft gefroren ist.

(2) Ökosystem

Das Ökosystem setzt sich aus einer biologischen Gemeinschaft und der physikalischen Umwelt zusammen. Es umfasst also sowohl die biotischen als auch die abiotischen Faktoren. Die Lebewesen und ihre physische Umgebung funktionieren zusammen als eine Einheit. Es gibt vier Arten von Ökosystemen: terrestrische, Süßwasser-, Meeres- und künstliche Ökosysteme. Das terrestrische Ökosystem ist das Ökosystem, das auf dem Land vorkommt und wird durch das Grasland-Ökosystem und das Wald-Ökosystem veranschaulicht. Das Süßwasser-Ökosystem ist ein aquatisches Ökosystem und wird durch lentische und lotische Ökosysteme veranschaulicht. Das marine Ökosystem ist ein Salzwasser-Ökosystem und daher in Meeren und Ozeanen zu finden. Das künstliche Ökosystem ist ein vom Menschen geschaffenes System, wie z. B. ein Terrarium.

(3) Die Gemeinschaft der Arten

Da die Biosphäre eine große Vielfalt aufweist, bilden verschiedene Arten die Gemeinschaft. Diese Arten überleben in den Bereichen, in denen die abiotischen Faktoren wie Temperatur, ph-Wert und Nährstoffe tolerierbar oder optimal sind. Eine biologische Gemeinschaft ist jedoch definiert als eine Ansammlung von interagierenden Organismen (entweder derselben oder verschiedener Arten), die in einem bestimmten Gebiet und zu einer bestimmten Zeit koexistieren.

(4) Population

Alle Mitglieder einer bestimmten Art, die in einem einzigen Lebensraum leben, werden als Population bezeichnet. Die Größe der Population kann von wenigen bis zu Tausenden von Mitgliedern variieren. Eine Überpopulation ist ein Zustand, bei dem die Population einer Art die Tragfähigkeit einer ökologischen Nische überschreitet. Ein Populationsrückgang ist dagegen ein Zustand, in dem die Größe abnimmt. Die Verringerung der Populationsgröße für einen kurzen Zeitraum wird als Populationsengpass bezeichnet.

Eine Überbevölkerung kann zu einem Kampf ums Überleben führen. Arten konkurrieren dann mit allen anderen um begrenzte Ressourcen. So haben sich verschiedene symbiotische Beziehungen gebildet. Diejenigen, die dazu neigen, in einer Beziehung zu geben und zu nehmen, werden als Mutualismus bezeichnet, während diejenigen, die dazu neigen, anderen Organismen Schaden zuzufügen, in einer parasitären oder räuberischen Art von Symbiose sein können. Hier kommt auch die natürliche Selektion zum Tragen. Arten, die nützliche oder vorteilhafte Variationen haben, werden „begünstigt“ und können so gegenüber solchen mit weniger günstigen Eigenschaften gedeihen und sich vermehren.

(5) Organismen

Die Organismen sind die Lebewesen der Biosphäre. Einige der Merkmale, durch die sie sich von nicht-lebendem Material unterscheiden, sind der Besitz einer zellulären Organisation und eines Systems, das verschiedene Lebensprozesse ermöglicht. Im Inneren der Zelle befindet sich ein genetisches Material, das den Code für alle biologischen Aktivitäten und für die Fortpflanzung trägt. . Sie können Eukaryoten und Prokaryoten sein. Zum Beispiel sind Menschen, Pflanzen und Tiere Eukaryoten, und Bakterien sind Prokaryoten. Sie können durch das Vorhandensein eines Endomembransystems und einer internen Kompartimentierung, die zur Bildung verschiedener Organellen führt, identifiziert werden. Eukaryoten besitzen diese Merkmale, während Prokaryoten sie nicht haben.

Faktoren, die die Biosphäre beeinflussen

Die Biosphäre um die Erde verändert sich ständig durch die lebenden und nicht lebenden Dinge. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Biosphäre und die Aktivitäten der lebenden Organismen, die das Ökosystem umfasst. Die folgenden drei Faktoren beeinflussen die Biosphäre auf unterschiedliche Weise:

• Erdneigung. Die Neigung der Erde hat einen großen Einfluss auf die Biosphäre. Denn dadurch wird eine Seite der Erde für eine gewisse Zeit kühler, während die andere Seite eine Zeit lang wärmer bleibt. Die Jahreszeiten sind einer der physikalischen Faktoren, die die Arten bestimmen, die in einer bestimmten Region gedeihen.
• Naturkatastrophen. Naturkatastrophen können einen großen und lang anhaltenden Einfluss auf die Biosphäre haben. Solche Katastrophen wie Vulkanausbrüche, Erdbeben, Überschwemmungen usw. zerstören die Biosphäre. Das Gestein, Wasser, Lava und andere mögliche Dinge ruinieren das Ökosystem.
• Einige kleinere Faktoren. Die anderen kleineren Faktoren, wie die Veränderung des Klimas, des Wassers, die Erosion des Bodens oder jede andere Art von Veränderung, beeinflussen die Biosphäre und stören das Leben der verschiedenen Arten.

Bedeutung der Biosphäre

Die Biosphäre ist die Verbindung zwischen dem gesunden Leben der lebenden Organismen und ihren Interaktionen. Die kleine Veränderung in der Biosphäre kann eine große Auswirkung auf das Leben der Lebewesen haben. Diese Verbindung macht die Biosphäre jedoch für jedes Lebewesen wichtig. Einige davon sind im Folgenden aufgeführt:

• Förderung des Lebens auf der Erde. Der Hauptgrund und die Bedeutung der Biosphäre sind, dass sie das Leben auf der Erde fördert. Durch die Anpassung an verschiedene Umweltveränderungen, günstige klimatische Bedingungen und die Energiequelle in Form von Nahrung halten alle lebenden Organismen auf der Erde das Leben auf der Erdoberfläche aufrecht:
  Organische Materie:
• Die Biosphäre hilft beim Recycling von Nährstoffen, wie Sauerstoff und Stickstoff, um das Leben auf der Erde zu erhalten.
• Bereitstellen von Nahrung oder Rohmaterial. Jedes Lebewesen braucht Nahrung, um zu überleben; daher spielt die Biosphäre eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Nahrung für verschiedene Tiere und Pflanzen.

Fakten zur Biosphäre

Es gibt viele interessante Fakten und Zahlen zur Biosphäre. Einige von ihnen sind wie folgt:

• Die Biosphäre entwickelt sich durch den Prozess der Biopoiesis und Biogenese. Biopoiesis ist bekannt als der Prozess der Entwicklung von Leben aus dem Nicht-Lebendigen, während Biogenese sich auf den Prozess der Entwicklung von Leben aus der lebenden Materie bezieht.
• Wissenschaftler haben die Gesamtmenge von 8,7 Millionen verschiedenen Arten in der Biosphäre geschätzt. Davon leben etwa 2,2 Millionen unter Wasser und 6,5 Millionen an Land.
• Die tatsächliche Tiefe der Biosphäre bleibt unklar. Es wird geschätzt, dass einige der Fische in einer Tiefe von unter 8.300 Metern leben.
• Die natürliche Biosphäre der Erde wird als Biosphäre 1 bezeichnet. Einige künstliche oder vom Menschen geschaffene Biosphären wie Biosphäre 2 und Biosphäre 3 wurden jedoch hauptsächlich zu Forschungszwecken geschaffen.
• Die Hydrosphäre ist der größte Teil der Biosphäre. Sie bedeckt 71% der Erdoberfläche.
• Die Biosphäre reicht schätzungsweise 21.500 Meter von der Erdoberfläche bis in die Tiefe des Ozeans.

Biosphärenreservat

Das Leben und die Zukunft der Biosphäre hängen von den Aktivitäten und der Interaktion der Menschen mit der Umwelt bzw. ihren Lebensräumen ab. Zum Beispiel kann die Biosphäre und das Leben der Arten entweder durch die Zunahme oder Abnahme von Sauerstoff oder Kohlendioxid in der Atmosphäre gestört werden. Es wird auch durch menschliche Aktivitäten wie das Verbrennen von Wäldern, Verschmutzung und andere verursacht.

Die erste Biosphäre wurde in Yangambi, der Demokratischen Republik Kongo, gefunden. Es gibt jedoch 563 verschiedene Biosphärenreservate auf der ganzen Welt. Außerdem haben Wissenschaftler eine neue Biosphäre in Yayu, Äthiopien, gefunden. Außerdem werden diese Reservate für die Landwirtschaft genutzt.

Einige Beispiele für Biosphärenreservate sind:

• Gran Arenal in Autralia
• Fuerteventura in Spanien
• UNESCO-Biosphärenreservate (siehe Video unten, um mehr darüber zu erfahren und wie es funktioniert)

Beispiel für die Biosphäre

Die natürliche Biosphäre der Erde wird als Biosphäre 1 bezeichnet. Aufgrund der Neugier der Menschen haben sie jedoch eine künstliche Biosphäre gebaut, die als Biosphäre 2 bekannt ist. Biosphäre 2 ist bekannt als das von Menschenhand geschaffene Labor in Oracle, Arizona. Der ursprüngliche Zweck des Projekts war es, die verschiedenen Faktoren zu studieren und relevante Informationen zu erheben. Dies wurde von 1991 bis 1994 gemacht. Sie haben es wie ein großes Gewächshaus in Bezug auf die Struktur gemacht. Verschiedene Gruppen von Menschen haben einfach versucht, unter der Anlage zu leben und an ihr zu arbeiten.

Biosphere 2 sollte die Mission von 100 Jahren werden, aber leider scheiterte es innerhalb von vier Jahren. In diesen vier Jahren haben sich die fünf Biome über die Biosphäre ausgebreitet, und die Wissenschaftler müssen sich den Herausforderungen stellen und das Projekt leider schließen.

Außerdem ist es immer noch für Forschungsarbeiten und Touren offen. Sie können einfach eine Tour durch das Gebiet machen und die verschiedenen Teile und Faktoren der Biosphäre erforschen.

• Alfons J. M. Stams., (2017) Quantifying the Importance of the Rare Biosphere for Microbial Community Response to Organic Pollutants in a Freshwater Ecosystem. American Society for Microbiology Journals. 10.1128/AEM.03321-16.
• Michael B. Thompson, David M. Gates, John N. Thompson. (2020). Biosphere.Encyclopedia.Britannica. Link