Biosfera — Yerning tirik organizmlar tarqalgan va ular faoliyati ta’sirida o‘zgargan qobig‘i. "Biosfera" atamasini E. Zyuss (1875) kiritgan, biosfera haqidagi yaxlit ta’limotni esa V. I. Vernadskiy (1926) yaratgan. Imtihonda biosfera chegaralari, modda turlari, tirik moddaning funksiyalari, moddalar aylanishi va ekologik muammolar, jumladan Orol fojiasi so‘raladi.
§1. Biosfera tuzilishi va chegaralari
Biosfera uch geosferaning tutashgan qismlarini egallaydi:
Atmosfera — taxminan ozon qatlamigacha (20–25 km); undan yuqorida qisqa to‘lqinli ultrabinafsha nurlar hayotga to‘sqinlik qiladi.
Gidrosfera — to‘liq, eng chuqur okean botiqlarigacha (taxminan 11 km).
Litosfera — yuqori qismi, bir necha kilometrgacha (bakteriyalar neft konlari suvlarida 3–4 km chuqurlikda ham topilgan); pastda yuqori harorat hayotni cheklaydi.
Hayotning eng zich qatlami — "hayot plyonkasi": quruqlik yuzasi, tuproq va suvning yuqori yorug‘ qatlami.
Tirik modda — barcha tirik organizmlar yig‘indisi. Massasi biosferaning juda kichik qismi, ammo eng faol qismi.
Biogen modda — tirik organizmlar faoliyati natijasida hosil bo‘lgan: toshko‘mir, neft, torf, ohaktosh, tabiiy gaz.
Kos (o‘lik) modda — hayot ishtirokisiz hosil bo‘lgan: magmatik tog‘ jinslari, vulqon lavasi.
Biokos modda — tirik va jonsiz tabiatning birgalikdagi faoliyati mahsuli: tuproq, tabiiy suvlar, suv havzalari tubidagi loyqa.
Misol
Quyidagilarni modda turlariga ajrating: granit, torf, tuproq, kaptar, neft, bazalt.
Kaptar — tirik organizm → tirik modda.
Torf va neft — o‘tmishdagi organizmlar qoldiqlaridan → biogen modda.
Tuproq — tog‘ jinslari, organizmlar va iqlim birgalikdagi ta’siri → biokos modda.
Granit va bazalt — magmatik jinslar → kos modda.
§2. Tirik moddaning funksiyalari
Energetik — fotosintezda quyosh energiyasi yutilib, organik moddalarning kimyoviy bog‘larida to‘planadi va oziq zanjirlari bo‘ylab uzatiladi.
Gaz — atmosfera tarkibini shakllantirish: fotosintezda kislorod ajraladi, nafas olishda CO₂ chiqariladi; azot bakteriyalar ishtirokida aylanadi. Hozirgi kislorodli atmosfera — tirik organizmlar faoliyati natijasi.
Konsentratsiyalash — organizmlar muhitdan ma’lum elementlarni to‘playdi: qirqbo‘g‘imlar — kremniy, dengiz suvo‘tlari (laminariya) — yod, molluska va marjonlar — kalsiy (chig‘anoq va riflar).
Oksidlanish-qaytarilish — moddalar oksidlanishi va qaytarilishi: masalan, temir va oltingugurt bakteriyalari faoliyati.
Destruktiv — redutsentlar organik qoldiqlarni mineral moddalargacha parchalaydi; organizmlar tog‘ jinslarini yemiradi (lishayniklar).
§3. Biogeokimyoviy aylanishlar
Moddalar biosferada ko‘p marta aylanadi, energiya esa aylanmaydi: u Quyoshdan keladi, oziq zanjirlari bo‘ylab bir yo‘nalishda o‘tadi va oxir-oqibat issiqlik sifatida tarqaladi.
Biosferaning mavjudligi Quyoshdan doimiy energiya oqimi va moddalarning yopiqqa yaqin aylanishiga asoslangan.
Suv aylanishi — bug‘lanish (shu jumladan o‘simliklar transpiratsiyasi), yog‘in, oqim.
Uglerod aylanishi — o‘simliklar fotosintezda CO₂ ni yutib organik moddaga aylantiradi; nafas olish, chirish va yoqilg‘ining yonishida CO₂ atmosferaga qaytadi. Uglerodning bir qismi uzoq muddatga toshko‘mir, neft, ohaktosh tarkibida "chiqib ketadi".
Azot aylanishi — havo azoti (N₂) ko‘pchilik organizmlar uchun yaroqsiz. Uni azot to‘plovchi bakteriyalar (dukkaklilar ildizidagi tuganak bakteriyalar, erkin yashovchi bakteriyalar, sianobakteriyalar) bog‘laydi. Chirituvchi bakteriyalar oqsillarni ammiakkacha parchalaydi, nitrifikatsiya bakteriyalari ammiakni nitratlarga aylantiradi, o‘simliklar nitratlarni o‘zlashtiradi. Denitrifikatsiya bakteriyalari azotni yana N₂ ko‘rinishida atmosferaga qaytaradi.
Kislorod aylanishi — fotosintezda ajraladi, nafas olish va yonishda sarflanadi; bir qismidan ozon (O₃) hosil bo‘ladi.
Misol
Atmosferadagi azot atomi qanday yo‘l bilan odam organizmidagi oqsil tarkibiga kiradi?
Tuganak bakteriyalar N₂ ni bog‘lab, birikma holiga o‘tkazadi.
Dukkakli o‘simlik (masalan, no‘xat) bu azotdan aminokislota va oqsil sintezlaydi.
Odam no‘xatni iste’mol qiladi; oqsillar aminokislotalargacha parchalanadi.
Bu aminokislotalardan odam o‘z oqsillarini sintezlaydi.
Biosfera birdaniga paydo bo‘lmagan — u milliard yillar davomida tirik organizmlar ta’sirida o‘zgarib kelgan. Yerning yoshi taxminan 4,6 mlrd yil, hayotning eng qadimgi izlari — taxminan 3,5 mlrd yil oldingi bakteriyalar qoldiqlari. Dastlabki atmosferada erkin kislorod deyarli bo‘lmagan. Sianobakteriyalar fotosintezi tufayli kislorod asta-sekin to‘plangan; kislorod ko‘payishi bilan ozon qatlami shakllangan va u ultrabinafsha nurlardan himoya qila boshlagach, hayot suvdan quruqlikka chiqa olgan. Shunday qilib, bugungi atmosfera va tuproq — tirik moddaning ko‘p million yillik faoliyati natijasi.
Biomassa va mahsuldorlik. Biomassa — ma’lum maydondagi organizmlarning umumiy massasi; birlamchi mahsuldorlik — produtsentlar vaqt birligida hosil qiladigan organik modda. Biosferada:
quruqlik biomassasi okean biomassasidan ancha katta va asosan o‘simliklardan (birinchi navbatda o‘rmonlardan) iborat;
okeanda produtsentlar — mayda bir hujayrali suvo‘tlar (fitoplankton); ular tez ko‘payib, tez yeyiladi, shuning uchun okean biomassasi kichik bo‘lsa ham, mahsuldorligi sezilarli;
quruqlikda eng mahsuldor — tropik nam o‘rmonlar, eng kam — cho‘llar va tundra; okeanda esa sayoz qirg‘oq suvlari, marjon riflari va daryo quyilish joylari mahsuldor, ochiq okean markazi esa kam mahsuldor (“okean cho‘li”).
Biosfera mahsuldorligini yorug‘lik, suv, harorat va mineral oziq (ayniqsa azot va fosfor) cheklaydi. Masalan, cho‘lda — suv, tundrada — issiqlik, ochiq okeanda — mineral moddalar yetishmaydi. O‘zbekistonda sug‘oriladigan dehqonchilik cho‘l hududlarida suv cheklovini olib tashlaydi, ammo noto‘g‘ri sug‘orish tuproq sho‘rlanishiga olib keladi.
Misol
Daraxt bir mavsumda fotosintez orqali 900 g glyukoza hosil qildi. Bunda qancha CO₂ yutilgan va qancha O₂ ajralgan? (M(C₆H₁₂O₆) = 180, M(CO₂) = 44, M(O₂) = 32 g/mol)
Glyukoza: 900 / 180 = 5 mol.
Tenglama bo‘yicha CO₂ va O₂: 5 × 6 = 30 mol dan.
CO₂: 30 × 44 = 1320 g; O₂: 30 × 32 = 960 g.
Javob: taxminan 1,32 kg CO₂ yutilgan va 0,96 kg O₂ ajralgan.
Misol
Nima uchun ochiq okeanning katta qismi kam mahsuldor, qirg‘oq suvlari esa mahsuldor?
Fitoplanktonga yorug‘lik va mineral moddalar (azot, fosfor) kerak.
Ochiq okeanda yorug‘ yuqori qatlamda mineral moddalar kam — ular chuqurlikka cho‘kib ketadi.
Qirg‘oq yaqinida daryolar mineral moddalar olib keladi, chuqur suvlar ko‘tariladi.
Javob: cheklovchi omil — mineral oziq; qayerda u ko‘p bo‘lsa, mahsuldorlik yuqori.
§5. Noosfera va global ekologik muammolar
Vernadskiy fikricha, inson faoliyati geologik kuchga aylangan va biosfera noosferaga — aql sferasiga o‘tib boradi. Bu holatda biosfera rivojini insonning ongli, oqilona faoliyati belgilashi kerak.
Asosiy global muammolar:
Issiqxona effekti — atmosferada CO₂, metan va boshqa gazlarning ko‘payishi iqlimni isitadi; muzliklar eriydi, ob-havo keskinlashadi.
Ozon qatlamining yemirilishi — freonlar (xlorftoruglerodlar) ta’sirida; natijada Yerga ko‘proq ultrabinafsha nur tushadi.
Kislotali yomg‘irlar — oltingugurt va azot oksidlari suvda erib kislota hosil qiladi; o‘rmon va suv havzalari zararlanadi.
O‘rmonlarning kesilishi, cho‘llanish, tuproq eroziyasi va sho‘rlanishi, suv va havoning ifloslanishi, biologik xilma-xillikning kamayishi.
Orol fojiasi — XX asrning ikkinchi yarmida Amudaryo va Sirdaryo suvlari sug‘orishga haddan tashqari ko‘p olingani sababli dengizga suv kam yetib kela boshladi. Dengiz sathi keskin pasayib, maydoni bir necha marta qisqardi, suvning sho‘rligi oshdi, baliqchilik yo‘qoldi. Qurigan tubda yangi qumli-sho‘r cho‘l — Orolqum hosil bo‘ldi; tuz-chang bo‘ronlari atrof hududlarda odamlar sog‘lig‘iga va dehqonchilikka zarar yetkazmoqda. Hozir Orolbo‘yida saksovul o‘rmonlari barpo etilmoqda va suvni tejaydigan sug‘orish joriy qilinmoqda.
Tabiatni muhofaza qilish:
Qizil kitob — yo‘qolib ketish xavfi ostidagi turlar ro‘yxati (xalqaro va O‘zbekiston Qizil kitobi).
Qo‘riqxonalar — tabiat to‘liq muhofaza qilinadigan hududlar: Zomin, Chotqol, Hisor, Zarafshon, Qizilqum, Nurota va boshqalar.
Milliy bog‘lar — muhofaza dam olish va turizm bilan uyg‘unlashtiriladi (masalan, Zomin, Ugom-Chotqol).
Noyob hayvonlarni ko‘paytirish markazlari — Buxorodagi "Jayron" ekomarkazi.
O‘zingizni tekshiring
Biosferaning atmosferadagi yuqori chegarasini nima belgilaydi?
Tuproq Vernadskiy tasnifida qanday modda?
Laminariyaning yod to‘plashi tirik moddaning qaysi funksiyasi?
Nima uchun energiya moddalar kabi aylanmaydi?
Atmosferaga azotni qaysi bakteriyalar qaytaradi?
Orol dengizi qurishining asosiy sababi nima?
Biosfera hosil bo‘lishida qaysi organizmlar atmosferani birinchi bo‘lib kislorod bilan boyitgan?
O‘simlik fotosintezda 264 g CO₂ yutdi. Necha gramm glyukoza hosil bo‘ladi?
Ko‘p uchraydigan xatolar
Tuproqni kos modda deb hisoblash — u biokos modda.
Energiya ham moddalar kabi aylanadi deb aytish — energiya oqimi bir yo‘nalishli.
Neft va ko‘mirni kos modda deb yozish — ular biogen modda.
Azot to‘plash va denitrifikatsiyani adashtirish: azot to‘plovchilar N₂ ni bog‘laydi, denitrifikatorlar uni atmosferaga qaytaradi.
Ozon qatlami yemirilishini issiqxona effekti bilan tenglashtirish — sabablari va oqibatlari har xil.
Noosfera atamasini "insonsiz tabiat" deb tushunish — u inson aqli boshqaradigan biosfera bosqichi.