Биосфера және оның шекарасы. Жер бетінде алып өсімдіктер, жануарлардан бастап өте кішкене, ұлғайтқыш құрал микроскоппен ғана көретін майда ағзаларда тіршілік етеді. Күн жүйесіндегі ғаламшарлар арасында Жер ғана тірі ағзалардың таралған мекені екенін білесіңдер.
Алуан түрлі тірі ағзалардың Жер ғаламшарының қабықтары – литосфераның жоғарғы бөлігін (жер беті мен жер қойнауын), атмосфераның төменгі бөлігі (ауа қабаттарын) және гидросфераны (суда) да мекендейтінін «Жаратылыстану» пәнінен оқыдыңдар. Жердің тірі ағзалар мекендейтін осы қабығы биосфера (грек. биос – «тіршілік», сфера – «шар») деп аталады.
Бұл терминді ғылымға алғаш рет енгізген Аустрияның атақты геолог ғалымы Э.Зюсс. Орыс ғалымы В.И.Вернадский биосфера саласын терең зерттеп, осы ғылымды одан әрі дамытты. В.И.Вернадский жан-жақты зерттеулері тірі ағзалардың маңызының зор екендігін, ғаламшардағы болып жатқан өзгерістерге, яғни, түрлі үдерістерге олардың тікелей қатысатындығын анықтады.
Биосфераның жоғары және төменгі шекарасын ғалымдар әлі де нақтылап, анықтаған жоқ. Дегенмен қазір тірі ағзалардың таралуының жоғарғы шегі стратосфераның озон қабатына дейін баратыны белгілі болды. Мысалы, тірі ағзалардың негізінен, атмосфераның төменгі қабаты тропосфераны мекен етеді. Қаз, ұзақ, күшіген, бүркіт, кондор сияқты құстар мен көбелектер 7 – 9 км аралығындағы биіктікте еркін ұшады. Өміршең бактериялардың ауа ағынымен 20 – 22 биіктікке дейін көтерілетінін ғалымдар дәлелдеген.
Ал биосфераның төменгі шекарасы жер қойнауында, температура +100˚С-ге жететін тереңдікте, 3 – 10 км аралығында болса, гидросферада тірі ағзалар құрлықтағы су мен мұхиттар әлемнің барлық қабатында таралған.
Терең жер қойнауында – 20 – 30 км шамасында өмір сүру үшін ешқандай ауаны қажет етпейтін бактериялар кездеседі. Ал суда 11 км тереңдікке дейін тірі ағзалар өмір сүреді.
Тірі ағзалардың қасиеттері. Тірі ағзалардың ерекше екі қасиетін атауға болады.
Бірінші қасиеті – көбейгіштігі (тірі табиғаттың өлі табиғаттан айырмашылығын естеріңе түсіріңдер). Мысалы, бактерия кедергісіз көбейсе, 108 сағаттың ішінде Дүниежүзілік мұхитты толтыра алатын мүмкіндігі бар екен. Мұндағы байқалатын бір қызық заңдылық: ағза неғұрлым майда болса, ол соғұрлым тез қарқынмен көбейеді.
Екінші қасиеті – тіршілік жағдайына бейімділігі. Мысалы, микроағзалар температура өте төмен Антарктида маңында да, температура +100˚С-ден асатын гейзер суларында да тіршілік ете алады. Сонымен қатар, олар қолайлы жағдайда 3 млн есе көп радиация шығаратын атом реакторларында да кездеседі.
Ағзалардың өзара байланысы. Биоценоз. Ағзалар бір-бірімен және табиғи ортамен тығыз байланыста тіршілік етеді. Бұл байланыстың негізі жасыл өсімдік болып табылады. Өсімдіктер бейорганикалық заттардан органикалық заттар түзе отырып, оттегін бөліп шығарады.
Биосферадағы тіршілік біркелкі бөлінбеген. Тірі заттардың негізгі салмағы құрлықта шоғырланған және мұхитта тіршілік ететін тірі заттардың салмағынан 800 есе асып түседі. Өсімдіктердің құрлықтағы салмағы жануарлардың салмағынан 1000 есе артық.
Жер бетінің табиғат жағдайлары біртекті алқабын мекендейтін өсімдіктер, жануарлар және микроағзалар бірлестігін биоценоз деп атайды (грек. биос – «тіршілік», ценоз – «ортақ»).
Биоценоздың мысалы ретінде батпақ, көл, шалғын, тоғай, құмды шөл, сор және т.б. атауға болады.
Құрлықтағы биоценоздың жалпы сипатын өсімдік анықтайды. Тек өсімдік күн сәулесінің қуатын сіңіре отырып, көмірқышқыл газы, су және минералды заттардан органикалық заттар құрай алады. Өсімдіксіз биосфераның басқа құрамдас бөліктері, яғни жануарлар мен микроағзалар тіршілік ете алмас еді.
Микроағзаларды біздің ғаламшардың санитары деуге болады. Мысалы, топырақ бактериялары қарашірікті минералды заттарға айналдырады, олардың ерітінділерін топырақтан өсімдіктер сіңіреді. 1 кг топырақта жүздеген миллиард бактерия кездеседі.
Кез келген биоценоздағы өсімдік қорегінің байлығы жануарлар дүниесінің де бай болуына жағдай жасай алады. Өсімдік полярлық аймақтарда түр жағынан да, сан жағынан да аз, ал экватор маңында өте көп әрі сан алуан. Өсімдіктер мен жануарлардың таралуы көптеген жағдайларға, әсіресе климатқа (жылу мен ылғалдың таралуына) байланысты. Олар құрлықта климаттың өзгеруіне сәйкес, экватордан полюстерге қарай зоналар бойынша өзгереді.
Климаттың экватордан полюстерге қарай өзгеруіне сәйкес, өсімдік, топырақ, жануарлар дүниесі де өзгереді. Тауларда топырақ жамылғысы, өсімдіктер мен жануарлар дүниесі биіктік белдеулерге сәйкес өзгереді.