Biosfera

Biosfera
n.,
Definizione: la parte della terra dove esistono gli esseri viventi.

Cosa è la biosfera? La biosfera è quella parte della Terra dove gli esseri viventi prosperano e vivono. È la parte del pianeta che può sostenere la vita. La Terra ha altre tre sfere: l’atmosfera, la litosfera e l’idrosfera. Tuttavia, non tutte sono abitate da esseri viventi. Le porzioni o regioni in cui si trovano organismi sono chiamate collettivamente biosfera. Così, si può anche dire che la biosfera è la somma di tutti gli ecosistemi sulla Terra.

La parola biosfera deriva dal greco “bios” che si riferisce alla “Vita” e “sphaira” che si riferisce alla forma della Terra. Il termine fu usato per la prima volta da uno scienziato inglese-austriaco, Eduard Suess, nel suo libro in quattro volumi intitolato “The Face of Earth”. In questo libro, spiegava le relazioni degli esseri viventi come sostenuti dalla Terra.

Definizione di biosfera

La biosfera è un termine che comprende tutti gli ecosistemi sulla Terra. Include quindi sia elementi non viventi (come la luce del sole e l’acqua) che organismi viventi.

Che cos’è la biosfera? La biosfera si riferisce alle aree o alle regioni della Terra che possiedono la vita. È una delle caratteristiche che distinguono la Terra dagli altri pianeti.

La Terra consiste di quattro sfere, cioè (1) biosfera, (2) atmosfera, (3) litosfera (geosfera) e (4) idrosfera. La biosfera è la parte della Terra che include tutte le comunità biologiche e il loro ambiente. È la parte della Terra dove esiste la vita. L’atmosfera terrestre è la parte gassosa che circonda la litosfera. La litosfera, a sua volta, è la parte costituita dalla crosta terrestre e dal mantello superiore. In altri riferimenti, invece della litosfera, la parte terrestre o terrestre è indicata come geosfera, che, in contrasto con la litosfera, comprende il nucleo, oltre alla crosta e al mantello. L’idrosfera si riferisce a tutte le acque sulla superficie terrestre. Alcuni riferimenti considerano il termine sinonimo di ecosfera, che, in senso stretto, riguarda tutte queste sfere che interagiscono tra loro in un sistema chiuso.

Origine ed evoluzione della biosfera

Circa 3.8 miliardi di anni fa, i primi procarioti prosperarono in una biosfera senza ossigeno. Alla fine, alcuni di questi organismi si sono evoluti in quelli capaci di utilizzare la luce, l’acqua e l’anidride carbonica per creare composti chimici ricchi di energia, producendo molecole di ossigeno come sottoprodotto. Questo processo di produrre il proprio cibo usando l’energia luminosa è ora comunemente chiamato fotosintesi e gli organismi capaci di questo sono chiamati autotrofi. E così dalle unicellulari, per esempio le alghe, agli autotrofi multicellulari, come le piante vascolari, più organismi sono stati in grado di utilizzare l’anidride carbonica nell’atmosfera e alla fine hanno fornito ossigeno all’atmosfera. Questo permette alla biosfera di sostenere vite più complesse come le piante vascolari, gli animali e gli esseri umani per sopravvivere in presenza di ossigeno. E così per rispondere alla domanda: “come è legata la biodiversità alla biosfera” – la risposta è abbastanza semplice. Ha creato una biosfera “sana” che pullula di diversi gruppi di organismi. Per sano, si intende che vari gruppi sono in grado di acquisire diverse nicchie ecologiche.

Gli autotrofi agiscono come produttori della catena alimentare. Gli eterotrofi, che sono organismi che non sono in grado di produrre cibo allo stesso modo degli autotrofi e quindi devono consumare altri organismi, assumono il ruolo di controlli biologici naturali. Gli eterotrofi che si nutrono esclusivamente di piante sono detti erbivori. Quelli che si nutrono esclusivamente di carne animale sono chiamati carnivori, mentre quelli che si nutrono sia di piante che di carne animale sono chiamati onnivori. Un’altra importante nicchia ecologica è quella dei decompositori. Questi organismi decompongono organismi morti o tessuti in decomposizione o convertono la materia organica in composti o sostanze più semplici che nutrono la Terra. Per esempio, i funghi decompongono materiale vegetale o animale morto. Scompongono le cellule di piante e animali morti in sostanze più semplici, che diventano nutrienti organici disponibili per l’ecosistema.

Componenti della biosfera

Di cosa è fatta la biosfera? Quali sono le 3 parti della biosfera? La biosfera è costituita da tre componenti: (1) litosfera, (2) atmosfera e (3) idrosfera. Tuttavia, non tutte hanno esseri viventi che prosperano o che le abitano. Le porzioni in cui la vita si trova e si sostiene sono le uniche considerate come parti della biosfera. Per esempio, la parte del cielo dove si vedono volare gli uccelli fa parte della biosfera. Al contrario, più in alto l’atmosfera che non può sostenere la vita non è considerata parte della biosfera.

Componenti abiotiche

Di seguito la descrizione di queste tre componenti abiotiche della biosfera:

Litosfera

La litosfera è conosciuta come la componente terrestre della biosfera. Per esempio, contiene le masse terrestri solide come i nostri continenti e le isole.
La parte che non sostiene alcuna vita, e quindi non fa parte della biosfera, è il suo mantello inferiore e il nucleo. Tutte le altre parti oltre a questa sostengono la vita, dai più piccoli batteri ai grandi mammiferi e agli alberi alti, fornendo loro riparo e cibo.

Atmosfera

L’atmosfera è la copertura gassosa sopra la Terra. Contiene diversi gas come l’anidride carbonica, l’ossigeno e altri gas che aiutano gli organismi viventi come le piante, gli animali e gli uomini a sostenere la vita. Tuttavia, la regione superiore dell’atmosfera ha una bassa composizione di ossigeno; ecco perché è possibile trovare gli uccelli volanti sotto la regione di 200 metri della Terra. L’atmosfera che fa parte della biosfera gioca un ruolo specifico nel proteggere gli organismi viventi dalle radiazioni ultraviolette dannose del sole, oltre a fornire loro i gas per la respirazione.

Idrosfera

L’idrosfera si riferisce a tutte le acque della Terra. Così, è anche chiamata la regione acquatica. Tuttavia, include anche forme solide, come i ghiacciai. L’idrosfera, dove la vita è sostenuta, gioca un ruolo importante nella regolazione della temperatura sulla Terra. Inoltre, fornisce l’acqua necessaria a tutti gli esseri viventi.

Componenti biotiche

Per quanto riguarda le componenti biotiche, esse includono piante, animali e microorganismi. Questi componenti biologici sono anche i costruttori della catena alimentare dell’ecosistema.

Piante

Le piante sono i produttori primari. Producono il loro cibo attraverso la fotosintesi. Inoltre, sono anche conosciute come autotrofi. Partecipano anche al riciclaggio dei materiali di scarto. Tuttavia, sono l’unica fonte primaria per ogni organismo vivente, compresi gli animali e gli esseri umani.

Animali

Questi sono i consumatori. Non possono produrre il loro cibo da fonti inorganiche. Dipendono da altre fonti come le piante o altri piccoli animali. Sono anche conosciuti come eterotrofi. Il cibo che assumono è usato per rilasciare energia e immagazzinarla per un uso futuro. L’energia è usata per la crescita e lo sviluppo.

Microorganismi

I microorganismi sono una parte importante dell’ecosistema. Includono funghi, alghe, batteri, virus, ecc. Inoltre, servono come decompositori decomponendo la quantità di rifiuti o materiali morti. Usano questo processo di decomposizione come loro fonte di cibo.

Struttura organizzativa della biosfera

La biosfera è descritta principalmente dal riferimento all’intera vita e agli organismi viventi intorno alla Terra. Consiste di cinque livelli di struttura organizzativa:

(1) Biomi

La grande biosfera è divisa in grandi parti di biomi. Gli scienziati hanno classificato i biomi in cinque diversi tipi: tundra, praterie, foreste, deserti e biomi acquatici. Fiumi, laghi, mari, oceani e altri habitat acquatici sono abitati da una grande diversità di piante e animali. Al contrario, i deserti sono le aree più aride della Terra con la più bassa misura di pioggia all’anno. Le praterie coprono le aree verdi della Terra. Tuttavia, sperimentano piogge moderate, ma non abbastanza per far crescere grandi alberi. Le foreste sono aree dominate da grandi alberi. Le tundre sono la vasta regione artica senza alberi in cui il sottosuolo è permanentemente congelato.

(2) Ecosistema

L’ecosistema è costituito da una comunità biologica e dall’ambiente fisico. E quindi include sia i fattori biotici che quelli abiotici. Gli esseri viventi e il loro ambiente fisico funzionano insieme come un’unità. Quattro tipi di ecosistemi sono terrestri, d’acqua dolce, marini e artificiali. L’ecosistema terrestre è l’ecosistema che si verifica sulla terra ed è esemplificato dall’ecosistema delle praterie e dall’ecosistema delle foreste. L’ecosistema d’acqua dolce è un ecosistema acquatico ed è esemplificato dagli ecosistemi lentici e lotici. L’ecosistema marino è un ecosistema di acqua salata e quindi si trova nei mari e negli oceani. L’ecosistema artificiale è un sistema creato dall’uomo, come un terrario.

(3) La comunità di specie

Come la biosfera mostra una grande diversità, diverse specie costruiscono la comunità. Queste specie sopravvivono nelle aree in cui i fattori abiotici come la temperatura, il ph e i nutrienti sono tollerabili o ottimali. Una comunità biologica, tuttavia, è definita come l’assemblaggio di organismi interagenti (sia della stessa specie che di specie diverse) che coesistono in una particolare area e tempo.

(4) Popolazione

Tutti i membri di una particolare specie che vivono in un singolo habitat sono noti come popolazione. La dimensione della popolazione può variare da pochi a migliaia di membri. La sovrappopolazione è una condizione in cui la popolazione di una specie supera la capacità di carico di una nicchia ecologica. Un declino della popolazione, al contrario, è quello in cui la dimensione diminuisce. La riduzione delle dimensioni della popolazione per un breve periodo di tempo viene definita collo di bottiglia.

Un eccesso di dimensioni della popolazione può portare a una lotta per la sopravvivenza. Le specie competeranno contro tutte per le risorse limitate. Così, si sono stabilite varie relazioni simbiotiche. Quelli che tendono a dare e prendere in una relazione sono detti in un mutualismo, mentre quelli che tendono a causare o portare danno ad altri organismi possono essere in un tipo di simbiosi parassitaria o predatoria. Questo è anche il punto in cui entra in gioco la selezione naturale. Le specie che hanno variazioni utili o benefiche sono “favorite” e quindi sono in grado di prosperare e riprodursi rispetto a quelle che hanno tratti meno favorevoli.

(5) Organismi

Gli organismi sono le entità viventi della biosfera. Alcune delle caratteristiche che li hanno resi distinti dal materiale non vivente è il fatto di possedere un’organizzazione e un sistema cellulare che permettono vari processi vitali. All’interno della cellula c’è un materiale genetico che porta il codice per tutte le attività biologiche e per la riproduzione. . Possono essere eucarioti e procarioti. Per esempio, gli esseri umani, le piante e gli animali sono eucarioti, mentre i batteri sono procarioti. Possono essere identificati dalla presenza di un sistema di endomembrane e dalla compartimentazione interna che porta alla formazione di diversi organelli. Gli eucarioti possiedono queste caratteristiche, mentre i procarioti no.

Fattori che influenzano la biosfera

La biosfera intorno alla Terra è sempre in cambiamento per gli esseri viventi e non viventi. Diversi fattori stanno influenzando la biosfera e le attività degli organismi viventi coperti dall’ecosistema. I seguenti tre fattori stanno influenzando la biosfera in modi diversi:

• Inclinazione della Terra. L’inclinazione della Terra influenza la biosfera in gran parte. Poiché rende un lato della Terra più freddo per un certo tempo, mentre l’altro lato rimane più caldo per un certo periodo. Le stagioni sono uno dei fattori fisici che determinano i tipi di specie che prospereranno in una particolare regione.
• Disastri naturali. I disastri naturali possono lasciare un impatto enorme e duraturo sulla biosfera. Tali disastri come l’eruzione di un vulcano, un terremoto, un’inondazione, ecc. distruggono la biosfera. La roccia, l’acqua, la lava, e altre possibili cose rovinano l’ecosistema.
• Alcuni fattori minori. Gli altri fattori minori, come il cambiamento del clima, dell’acqua, l’erosione del suolo, o qualsiasi altro tipo di cambiamento, influenzano la biosfera e disturbano la vita delle diverse specie.

Importanza della biosfera

La biosfera è la connessione tra la vita sana degli organismi viventi e le loro interazioni. Il piccolo cambiamento nella biosfera può causare un grande impatto sulla vita degli organismi viventi. Tuttavia, questa connessione rende la biosfera importante per ogni essere vivente. Alcuni di essi sono elencati di seguito:

• Promuovere la vita sulla Terra. La ragione principale e l’importanza della biosfera sono che promuove la vita sulla Terra. Adattandosi ai vari cambiamenti ambientali, alle condizioni climatiche favorevoli e alla fonte di energia come cibo, tutti gli organismi viventi sulla Terra sostengono la vita sulla superficie terrestre:
  Materia organica:
• La biosfera aiuta a riciclare i nutrienti, come l’ossigeno e l’azoto, per sostenere la vita sulla Terra.
• Fornisce cibo o materia prima. Ogni essere vivente ha bisogno di cibo per sopravvivere; così, la biosfera gioca un ruolo importante nel fornire cibo a diversi animali e piante.

Fatti sulla biosfera

Ci sono molti fatti e cifre interessanti riguardanti la biosfera. Alcuni di essi sono i seguenti:

• L’evoluzione della biosfera attraverso il processo di biopoiesi e biogenesi. La biopoiesi è conosciuta come il processo di evoluzione della vita dalla cosa non vivente, mentre la biogenesi si riferisce al processo di evoluzione della vita dalla materia vivente.
• Gli scienziati hanno stimato la quantità totale di 8,7 milioni di specie diverse nella biosfera. Circa 2,2 milioni vivono sotto l’acqua e 6,5 milioni sono sulla terraferma.
• La profondità effettiva della biosfera rimane poco chiara. Si stima che alcuni dei pesci vivano sotto gli 8.300 metri di profondità.
• La biosfera naturale della Terra è conosciuta come biosfera 1. Tuttavia, alcune biosfere artificiali o create dall’uomo come la Biosfera 2 e la Biosfera 3 sono state create principalmente per scopi di ricerca.
• L’idrosfera è la parte più grande della biosfera. Copre il 71% della superficie terrestre.
• La biosfera è stimata a 21.500 metri dalla superficie terrestre alle profondità dell’oceano.

Riserva della biosfera

La vita e il futuro della biosfera dipendono dalle attività e dall’interazione delle persone con l’ambiente o i loro habitat. Per esempio, la biosfera e la vita delle specie possono essere disturbate dall’aumento o dalla diminuzione dell’ossigeno o dell’anidride carbonica nell’atmosfera. È anche causata da attività umane come l’incendio delle foreste, l’inquinamento e altro.

La prima biosfera è stata trovata a Yangambi, nella Repubblica Democratica del Congo. Tuttavia, ci sono 563 diverse riserve della biosfera in tutto il mondo. Inoltre, gli scienziati hanno trovato una nuova biosfera a Yayu, in Etiopia. Inoltre, useranno queste riserve per l’agricoltura.

Alcuni esempi di riserve della biosfera includono:

• Gran Arenal in Autralia
• Fuerteventura in Spagna
• riserve della biosfera dell’UNESCO (vedi il video qui sotto per sapere come funziona)

Esempio di biosfera

La biosfera naturale della terra è chiamata biosfera 1. Tuttavia, a causa della curiosità degli uomini, hanno costruito una biosfera artificiale conosciuta come biosfera 2. La biosfera 2 è conosciuta come il laboratorio costruito dall’uomo a Oracle, Arizona. Lo scopo iniziale del progetto era quello di studiare i diversi fattori e realizzare informazioni rilevanti. Questo è stato fatto dal 1991 al 1994. L’hanno fatto come una grande serra in termini di struttura. Diversi gruppi di persone hanno cercato di vivere sotto la struttura e lavorare su di essa.

Biosfera 2 doveva essere la missione dei 100 anni ma purtroppo è fallita nel giro di quattro anni. Tuttavia, in questi quattro anni, i cinque biomi sono stati distribuiti sulla biosfera, e gli scienziati hanno dovuto affrontare delle sfide e, purtroppo, hanno dovuto chiudere il progetto.

Inoltre, è ancora aperto al lavoro di ricerca e ai tour. Si può facilmente fare un tour dell’area e ricercare le diverse parti e fattori della biosfera.

• Alfons J. M. Stams., (2017) Quantificare l’importanza della biosfera rara per la risposta della comunità microbica agli inquinanti organici in un ecosistema di acqua dolce. American Society for Microbiology Journals. 10.1128/AEM.03321-16.
• Michael B. Thompson., David M. Gates., John N. Thompson. (2020). Biosfera.Enciclopedia.Britannica. Link