Sinh quyển

Chương Sinh Biosphere TS.Nguyễn Thị Mai ngtpmai@gmail.com Sinh ? TS Nguyễn Thị Mai Sự tiến hóa sinh Sự đời tiến hóa sinh  Sinh HST khổng lồ hành tinh, màng sống bao quanh hành tinh, độ cao tối đa từ 6000 - 7000m; cạn xuống sâu 20 - 30m mặt đất; biển đại dương sâu 11.023m (hố Marianas, Tây Bắc Philipin)  Trái đất xuất cách 4,6 tỷ năm Sau trái đất hình thành 0,6 tỷ năm, đại dương hình thành TS Nguyễn Thị Mai   Trước sống đời trái đất, khí chứa đầy N2, NH3, H2, CO2, bụi vũ trụ nước, chưa có O2, Nếu khơng có khí quyển, nhiệt độ trái đất -15oC, nhờ có tượng “Nhà kính" làm cho nhiệt độ trung bình trái đất 18oC  thích hợp cho tồn phát triển sinh vật TS Nguyễn Thị Mai - Sự sống đời, cách 3,5 tỷ năm, dạng thể kị khí    Trước kỷ Cambri: thể đơn bào dị dưỡng, kị khí, (nấm men) sống nhờ vào chất hữu lên men kị khí (sinh vật nhân sơ – Prokaryot - ngun liệu nhân vịng xoắn kép AND khơng có màng bao bọc ) Khi xuất O2, tạo nên lớp O3 xuất sống phân bố rộng (tế bào nhân thực - Eukaryot - gồm chất nhiễm sắc tiểu hạch, có màng bao bọc) tồn kiểu hơ hấp hiếu khí Các lồi tảo tự dưỡng xuất → hàm lượng O2 khí đạt 0,6% khí (3 - 4%) (cách khoảng tỉ năm) TS Nguyễn Thị Mai    700 triệu năm trước, hàm lượng O2 khí đạt 20,94% (8%) động vật đa bào (Metazoa) đời Đến kỷ Cambri (đầu đại Cổ sinh), nhiều dạng động vật mới, có tổ chức cao phát triển Thân mềm, rong biển, tổ tiên thực vật có hạt động vật có dây sống Vào đại Paleozoi (Cổ sinh), sống xâm nhập vào lục địa O2 ngày tăng lượng thức ăn giàu có đưa đến phát triển tiến hóa nhóm sinh vật lớn khác cá, bò sát cổ đại TS Nguyễn Thị Mai - Giữa Paleozoi, khoảng 400 triệu năm trước, hàm lượng O2 đạt đến 20% tỉ lệ CO2/O2 ổn định mức thời kỳ tiền cách mạng Công nghiệp (giữa kỷ XVIII)   Cuối Paleozoi, hàm lượng O2 giảm, CO2 tăng làm thay đổi khí hậu tồn hành tinh, kích thích "nở hoa tự dưỡng“ → tạo dạng nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ khí đốt.Tiếp sau, hàm lượng CO2 giảm, O2 tăng tỉ số CO2/O2 lại ổn định Từ sau cách mạng Công nghiệp đến nay, hàm lượng CO2 gia tăng, cịn O2 khơng biến động, tỉ số CO2/O2 bị phá vỡ so với hàng triệu năm trước theo chiều hướng tăng lên rõ rệt hoạt động kinh tế người TS Nguyễn Thị Mai Như vậy, có giai đoạn tiến hóa:   Tiến hóa hóa học Tiến hóa sinh học: Ban đầu dị dưỡng (P/R < 1) sang tự dưỡng (P/R > 1); tự dưỡng giảm, dị dưỡng tăng đạt tới cân (P/R =1) TS Nguyễn Thị Mai Sự tiến hóa sinh vật - Qui luật tiến hóa q trình chọn lọc tự nhiên, đồng tiến hóa, chọn lọc nhóm chọn lọc quần xã đóng vai trị chủ chốt (Cạnh tranh động lực) - Trong q trình CLTN, lồi có vùng phân bố rộng, bị ngăn cách địa lý, trình phát triển lâu dài quan hệ với nhau, hình thành nên lồi khác vùng phân bố (lồi dị hình) Đây chế hình thành lồi TS Nguyễn Thị Mai Có kiểu tạo lồi đồng hình   10 Tiến hố đồng quy: lồi khác nguồn gốc (tổ tiên) sống môi trường giống hình dạng, tập tính (cá mập, thằn lằn vây cá, chim cánh cụt, cá heo) Tiến hố song song: lồi nguồn gốc (tổ tiên) tách sống môi trường khác giống hình dạng, tập tính (thú túi thú sống châu lục khác nhau) TS Nguyễn Thị Mai Hoang mạc sa mạc Đặc trưng:  Lượng mưa ít, < 250mm, có khơng mưa  Nhiệt độ cao, biến đổi nên đời sống SV khó khăn  Các lồi thực vật sống TV chịu hạn (rụng vào mùa khô, biến thành gai thân mập mọng nước, rễ ăn sâu lan rộng) Hệ TV nghèo; ốc đảo, thực vật phong phú  Động vật nghèo, chủ yếu lồi chịu nóng (ăn đêm, hang, phân khơ, tiểu ít) với đặc trưng chân cao, cổ cao (có 2m) gồm loài chân đốt sống đất, ruồi, muỗi, rắn hang, chuột nhảy, chó hoang, lạc đà, đà điểu (có khả lấy nước từ nội bào) 42 TS Nguyễn Thị Mai Sa mạc 43 TS Nguyễn Thị Mai CÁC HST Ở NƯỚC    Nước có độ muối (NaCl) < 0,5‰, Nước lợ: 0,5‰ - 35‰, Mặn > 35‰ Nước chảy: lồi sống sơng lồi ưa ơxy (oxifil), khác từ thượng lưu đến hạ lưu  Nước đứng: hồ tự nhiên (do sụt lún vỏ trái đất, hoạt động núi lửa, sơng đổi dịng, thay đổi bờ biển tạo nên phá, đáy biển nâng lên tạo nên hồ nước lợ, - Hồ nhân tạo hồ chứa người tạo Đây dạng trung gian sông hồ (Việt Nam có 3000 hồ chứa lớn khoảng 3700 hồ nhỏ)  44 TS Nguyễn Thị Mai Hệ sinh thái nước 45 TS Nguyễn Thị Mai Các hệ cửa sơng Là hệ chuyển tiếp sơng biển, có nồng độ muối 0,5 - 35‰ Đặc trưng:  Một vùng giới hạn cửa sông, bị khống chế thuỷ triều  Nước bị mặn hoá (mức độ phạm vi biến đổi phụ thuộc vào lượng nước dịng sơng hoạt động thuỷ triều)  Độ muối yếu tố môi trường khác không ổn định theo không gian theo thời gian, biến thiên mang tính chu kỳ  Phân bố vùng cửa sơng lồi sinh vật rộng sinh cảnh, đặc biệt rộng muối 46 TS Nguyễn Thị Mai Hệ sinh thái rừng ngập mặn 47 TS Nguyễn Thị Mai Biển đại dương Đại dương chiếm 71% diện tích hành tinh chứa khoảng 97,6% tổng lượng nước Độ sâu tối đa 11.023m (hố Marianas đông bắc Phillipne) So với lục địa, đồng Đại dương thông quan hệ với dịng hải lưu Tồn khối nước phân hóa thành nhiều cảnh sống khác nhau: 48 TS Nguyễn Thị Mai Đáy: chia thành:  Vùng triều      49 Vùng triều Vùng triều Vùng dốc lục địa: bề mặt gồ ghề, độ dốc cao, độ sâu từ 200-300m Đáy đại dương: có lịng chảo sâu 3000-6000m hố sâu > 6000m Vùng triều vùng triều thuộc vùng thềm lục địa có độ sâu dao động từ 0-200m (Đại Tây dương, Ấn Độ dương có nhiều dãy núi ngầm) TS Nguyễn Thị Mai § Khối nước * Từ tầng mặt xuống đáy: chia thành: - Nước tầng mặt: tầng Fotic (được chiếu sáng) - Nước tầng giữa: có thay đổi lớn nhiệt độ tạo nên nêm nhiệt - Nước tầng đáy: Tầng đáy không chiếu sáng: gọi tầng Aphotic * Từ bờ khơi: chia thành: - Vùng nước ven bờ (Coastal zone - Neritic) - Vùng khơi - Oceanic 50 TS Nguyễn Thị Mai Bờ Vùng biển ven bờ Thềm lục địa Dốc lục địa Lòng chảo đại dương hố cực sâu Vùng khơi đại dương Vùng quang hợp Tầng nước mặt Tầng nước Vùng không chiếu sáng Tầng nước sâu cực sâu Sự phân chia vùng đại dương 51 TS Nguyễn Thị Mai Hệ sinh thái biển 52 TS Nguyễn Thị Mai Các khu sinh học (Biomes)  Từ chân lên đỉnh núi, điều kiện môi trường vật lý thay đổi nhiệt độ giảm lượng mùn bã tích tụ giảm độ ẩm, chế độ gió, chiếu sáng, chế độ nước biến đổi  Quần xã biến đổi: 100m tăng lên theo độ cao tương ứng với 50km theo vĩ độ 53 TS Nguyễn Thị Mai Băng Tundra Taiga Rừng rộng Thảo nguyên Hinh 5.2 Các khu sinh học theo đai cao vùng ôn đới 54 TS Nguyễn Thị Mai Sự phân bố loài  An ecozone is a continentally spanning region, defined by outer barriers  An ecoregion is a huge part of a landmass or ocean that has a similar climate in common  A biome is an area of similar climate where a cluster of species is distributed throughout At any spot you might, eventually, be able to take a similar collection of species  A habitat is exactly that area a species preferres, where it lives  An ecosystem is a list of organisms (plants, animals, fungi, bacteria, ) common within a biome and knowing their intereactions, which animals eat which organisms, which plants are fertilized or spread by which animals, which parasites promote which deseases in what animal, what are symbioses between these organisms 55 TS Nguyễn Thị Mai  A habitat is not a biome  A habitat may include several biomes  A biome is not a habitat, it may be part of habitats  Many biomes make an ecoregion It is characterized by animals and plants with huge overlapping habitats  The habitat of a lion will consist of the biome of a grass land and the biome of a water hole 56 TS Nguyễn Thị Mai