¿Qué necesitan los seres vivos para sobrevivir?

Criaturas y Medio Ambiente Una vez que cualquier criatura nace, para poder completar su proceso vital no puede abandonar su entorno ni por un momento. Para un organismo específico, todos los factores que lo rodean son su entorno. Como la luz, la temperatura, el O2, el CO2 en el aire, la humedad, el suelo, diversos nutrientes y varios otros organismos, así como las actividades humanas que afectan la existencia del organismo, etc.

La relación entre los seres vivos y el medio ambiente no es unidireccional, sino interactiva en dos sentidos. Es decir, el medio ambiente no sólo proporciona condiciones de vida para los organismos, sino que, a la inversa, la existencia de organismos también producirá ciertos cambios en el medio ambiente. Por ejemplo, la existencia de bosques puede mejorar el clima, conservar el agua y el suelo y proteger a los animales salvajes, mientras que la deforestación y la recuperación de tierras pueden causar erosión del suelo, desertificación de la tierra, clima severo, daños al medio ambiente ecológico y pérdida de especies, poniendo en última instancia en peligro la supervivencia humana; .

Los diferentes entornos tienen diferentes efectos en los organismos: un entorno adecuado tiene un buen impacto en los organismos y promueve su crecimiento y desarrollo saludables; un entorno hostil tiene efectos adversos y dificulta su crecimiento y desarrollo normales. El ambiente no sólo afecta el desempeño de los organismos, sino que también los obliga a cambiar sus propios rasgos, producir variaciones para adaptarse al ambiente y llevar esta variación a los genes. Por lo tanto, la forma de cualquier ser vivo realmente existente es el resultado de la influencia ambiental.

En el campo del impacto ambiental sobre los organismos, los puntos de vista académicos tradicionales se centran en el impacto de los factores ecológicos de la superficie (luz, calor, agua, gas) sobre los organismos, ignorando los factores ambientales geológicos (como los procesos geológicos). , estructura geológica, geoquímica, geofísica, etc.).

La ecología es la ciencia que estudia los seres vivos y su entorno. La ecología propone el concepto de factores ecológicos para distinguirlos de los factores ambientales, es decir: los factores ecológicos son factores que actúan sobre los organismos entre los factores ambientales, mientras que los factores ambientales se refieren a todos los factores distintos de los organismos.

Los factores ecológicos son extremadamente complejos y diversos y se pueden resumir en cinco categorías: 1. Factores climáticos: como temperatura, humedad, luz, agua, viento, presión del aire, rayos, etc.; factores: incluido el suelo, la materia orgánica del suelo y las propiedades físicas y químicas de los componentes inorgánicos y los organismos del suelo. 3. Factores de forma: como el relieve del suelo, las laderas de las montañas, las laderas sombreadas o soleadas, la altitud, la longitud y la latitud, etc.; Factores biológicos: depredación, parasitismo, competencia y mutualistas, etc. 5. Factores humanos: impacto de las actividades humanas sobre los seres vivos.

De lo anterior se puede ver que las disciplinas que discuten la vida y el medio ambiente, incluida la ecología, se centran principalmente en el impacto de los factores ecológicos superficiales (luz, calor, agua, aire, etc.) en el medio ambiente. sobre los organismos, mientras que se ignoran los factores ecológicos subterráneos se refieren al importante impacto de diversos factores determinados por el entorno geológico sobre los organismos. Sólo incluyendo factores ambientales geológicos como accidentes geográficos, suelos, elementos minerales y tipos de rocas se puede representar completamente toda la relación entre los organismos y el medio ambiente.

2. Biología y Medio Geológico La idea de estudiar los organismos de manera unificada con el medio geológico en el que viven surgió a principios del siglo XX. En 1910, A.R. Wallace señaló que los cambios en la corteza terrestre son el inductor e impulso de la evolución biológica, y los cambios en el contenido de elementos químicos son la fuerza impulsora fundamental. Desde 1916, B. И. Vernadsky señaló muchas veces que existe una conexión inseparable entre los elementos químicos de los organismos y los elementos químicos de la corteza terrestre. La aparición de seres vivos no es un fenómeno accidental fuera de la corteza terrestre, sino un producto inevitable del desarrollo de la corteza terrestre. Los cambios cuantitativos en los minerales asimilados por los organismos conducen inevitablemente a cambios cualitativos en los organismos que acumulan estos elementos. Por lo tanto, los cambios químicos en el entorno biológico causados ​​por los organismos conducirán inevitablemente a cambios cualitativos en los organismos y promoverán la evolución de los organismos.

En 1927, B. И. Vernadsky propuso el concepto de "biosfera" y lo comparó con la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera de la superficie terrestre. Creía que la biosfera se refiere a la suma de organismos y su entorno.

La investigación biogeoquímica cree que los organismos biológicos (incluidos los humanos) no son sustancias especiales sobrenaturales, sino el producto de la evolución a largo plazo de la materia inorgánica en la corteza terrestre.

En su largo proceso evolutivo, los organismos intercambian sustancias con el medio ambiente a través del metabolismo, y establecen un equilibrio dinámico a través de procesos como la mutación y la herencia.

En 1938, А. P. En su concepto de "provincia biogeoquímica", Vinogradov creía que debido a los diferentes contenidos de elementos geoquímicos en diferentes áreas de la corteza terrestre, en casos extremos se provocaban diferentes respuestas biológicas de la flora y la fauna locales (una deficiencia o exceso significativo de ciertos elementos importantes). elementos) producirán enfermedades biogeoquímicas. Es obvio que este concepto debería incluir a los seres humanos.

Existen numerosos casos locales provocados por el entorno geológico. Por ejemplo, a nivel mundial, la zona de podzol y suelo de pradera-suelo de podzol en el hemisferio norte se extiende desde la frontera de Estados Unidos a través de Europa (Alemania, Países Bajos, Dinamarca, Polonia), los países bálticos hasta las afueras de Moscú, los Urales y luego a través de Siberia hasta el Zeitgeist Ya, bocio, enfermedad por deficiencia de cobalto, enfermedad de los huesos de cristal, anemia, etc. en animales, plantas y humanos por falta de yodo, cobre, cobalto y calcio. Otro ejemplo, la enfermedad de Keshan (enfermedad de insuficiencia miocárdica), que amenaza gravemente la salud de las personas, se distribuye diagonalmente en más de diez provincias y regiones de mi país, desde Heilongjiang hasta Yunnan.

En 1954, А. P. A partir del análisis químico de más de 6.000 especies de animales y plantas, Vinogradov obtuvo información sobre la distribución de elementos en los organismos. Posteriormente, a principios de los años 1960, él y D. P. Mariuga también publicó datos que comparan la abundancia de elementos en la litosfera, el suelo y las plantas de la superficie. En 1975, J.J. Connor y H.T. Shaklit derivaron 48 elementos en rocas, suelos, plantas y vegetales en los Estados Unidos continentales basándose en los resultados del análisis de más de 8.000 muestras de rocas, suelos, plantas y vegetales en 147 unidades de paisaje en los Estados Unidos. valor de fondo geoquímico.

La investigación anterior no solo proporciona información detallada y rica, sino que lo más valioso es que brinda a las personas una profunda impresión sobre la conexión geoquímica entre la biología y el entorno geológico.

Quien realiza un estudio más completo y sistemático de la relación entre la biología y el medio geológico es sin duda B. B. Borénov y A. И. Perelman et al. (1944-1946), quienes crearon la “Geoquímica del Paisaje”, creen que diversos factores naturales (clima, geología, accidentes geográficos, suelo, hidrología, flora y fauna, etc.) existentes en cualquier área de la superficie terrestre son un unidad estrechamente relacionada y mutuamente restrictiva, es decir, el paisaje geoquímico. El fenómeno geoquímico más importante del paisaje es la actividad de los organismos vivos y la cantidad y calidad de la materia viva acumulada, que está determinada por otros factores naturales distintos de los organismos. Las conexiones más importantes entre todos los factores de un paisaje son las conexiones geoquímicas. Los elementos geoquímicos del paisaje se añaden repetidamente a la composición de los organismos vivos (organización) y luego se separan de ellos (mineralización). Pero este proceso es irreversible, es decir, el paisaje no puede repetir las condiciones pasadas, sino que adquiere constantemente ciertas características nuevas.

Las ideas anteriores se pueden resumir de la siguiente manera: los organismos son el producto inevitable de la evolución a largo plazo de la tierra. Existen vínculos inseparables entre los organismos y el entorno superficial de la corteza terrestre (es decir, el geológico). ambiente) en el que viven. El vínculo más importante es el vínculo geoquímico. El entorno geológico tiene un impacto extremadamente profundo en los organismos y es necesario realizar una investigación unificada sobre los organismos y los factores naturales del entorno geológico en el que existen.

Desafortunadamente, estas ideas sólo se encuentran dispersas en disciplinas relacionadas (como "Geoquímica", "Biogeoquímica", "Geoquímica del paisaje", etc.), cada una de las cuales tiene sus propios objetivos y tareas de investigación. no está diseñado específicamente para discutir de manera integral y sistemática el impacto del entorno geológico en los organismos. Después de años de investigación y resumen, el personal científico y técnico del Instituto de Ciencias Geológicas de Yunnan ha lanzado una nueva disciplina de vanguardia: la ciencia biogeoambiental. A continuación se ofrece una introducción más detallada al contenido de esta materia.

3. Ciencia biogeoambiental La ciencia biogeoambiental es una disciplina que utiliza teorías y métodos geológicos para estudiar la relación entre los organismos y el entorno geológico del que dependen para su supervivencia, centrándose en el impacto del entorno geológico sobre los organismos. Es una disciplina de vanguardia formada por la penetración e integración mutua de la biología, la geología y las ciencias ambientales.

Esta disciplina cree que los seres vivos (microorganismos, plantas, animales, humanos) están indisolublemente ligados al entorno de la superficie de la corteza terrestre (entorno geológico) del que dependen diversos factores del entorno geológico (topografía, movimientos geológicos, estructuras geológicas, formación del suelo). rocas madre), suelo, geoquímica, geofísica, hidrología, etc.) tienen un impacto importante en el crecimiento, desarrollo, calidad y salud de los organismos. La influencia más importante y esencial es el impacto de los elementos geoquímicos sobre los efectos fisiológicos y bioquímicos de los organismos a través de su migración, cambio y acumulación en el sistema biológico roca-suelo madre.

La expresión teórica de la ciencia biogeoambiental es: el estudio del movimiento, intercambio y transformación del flujo de materiales, flujo de energía y flujo de información entre la litosfera (capa superficial), la hidrosfera, la atmósfera (capa inferior) y la biosfera. . Su impacto en los seres vivos.

La ciencia biogeoambiental logra la coexistencia armoniosa entre los organismos y el entorno geológico al comprender la relación entre los organismos y el entorno geológico y transformar el entorno geológico para satisfacer las necesidades de supervivencia biológica, cultivar y desarrollar excelentes recursos biológicos y proteger y la construcción de organismos y seres humanos. Excelente ambiente para la supervivencia. Se puede ver que este tema tiene tanto un significado teórico innovador como un importante valor práctico.

El contenido de la investigación de la ciencia biogeoambiental se puede dividir en dos aspectos principales: uno es estudiar la naturaleza y las características de diversos factores que constituyen el entorno geológico y sus comportamientos y mecanismos específicos que afectan a los organismos; estudiar la selección y el ajuste, métodos para proteger y transformar el entorno geológico para satisfacer las necesidades de supervivencia de los organismos.

La investigación sobre el primer aspecto de las propiedades ambientales incluye los siguientes contenidos:

1. Investigación sobre las características geográficas y geomorfológicas del medio: se refiere a la ubicación geográfica (longitud, latitud ) del área de estudio y la altitud, la relación y configuración de las áreas de la superficie sólida (cuerpo de agua) y líquida (cuerpo de agua), la forma geométrica de la superficie sólida (suave y abierta, ondulaciones violentas, protuberancias, depresiones, empinadas y suaves pendientes), etc. Estas propiedades determinan en primer lugar el microclima de la zona, las condiciones básicas para la supervivencia biológica (suelo e hidrología), así como la erosión y pedogénesis del lugar, así como las condiciones de desarrollo y conservación del suelo. Por supuesto, también es una de las condiciones para la migración de elementos geoquímicos y la generación de propiedades geofísicas. Todos estos afectan directamente a los seres vivos.

2. Investigación sobre la estructura geológica y las características del movimiento geológico del entorno: Las características de la estructura geológica regional determinan el marco geomorfológico del área y la disposición de la combinación estratigráfica de rocas a nivel macro, determinando así también las características de distribución regional de elementos geoquímicos. Generalmente restringen las condiciones básicas para la supervivencia biológica y el patrón general de producción agrícola a gran escala en la zona. Las zonas de actividad geológicamente tectónica son a menudo áreas con fuertes movimientos geoquímicos, que forman ciertos campos de energía y campos materiales geoquímicos anormales. Estas zonas tienen un impacto destacado en los seres vivos.

La naturaleza de los movimientos geológicos es diversa: algunos son violentos, algunos son relativamente estables y silenciosos; algunos son de hundimiento y declive, algunos se pliegan y forman montañas, y otros forman tierra o mar; , etc. . Los movimientos geológicos determinan los cambios en el entorno ecológico del área a gran escala espacial y temporal, determinando así las poblaciones biológicas y la evolución, y afectando profundamente la distribución y características de los organismos contemporáneos.

3. Investigación sobre las propiedades geoquímicas del medio ambiente: Este es uno de los contenidos clave de la investigación biogeoambiental. Como se mencionó anteriormente, las sustancias químicas que componen los organismos vivos siempre mantienen un equilibrio dinámico con la corteza terrestre (es decir, el entorno geológico). La evolución de los seres vivos siempre ha estado seguida de cerca por la evolución de la corteza terrestre. La distribución de elementos químicos en la superficie de la corteza terrestre es absolutamente no uniforme, es decir, los campos de fondo geoquímicos en diferentes regiones son diferentes y tienen diferentes efectos en los organismos, lo que resulta en reacciones biológicas regionales de los organismos, que puede afectar el rendimiento y la calidad al menos, la salud, o en casos severos puede causar enfermedades, deformaciones o incluso la muerte.

Es necesario estudiar los tipos, cantidades y formas de los elementos químicos en el medio geológico, especialmente aquellos elementos característicos estrechamente relacionados con los organismos, en el sistema biológico-suelo-roca madre, y su migración, transformación. y enriquecimiento. Condiciones, mecanismos que afectan a los organismos. Estudiar también relaciones consonánticas o antagónicas entre elementos, etc.

4. Investigación sobre las propiedades geofísicas del medio ambiente: No cabe duda de que la integridad y solidez de la corteza terrestre (completa, rota, sólida, quebradiza) y los diversos campos físicos generados por la tierra ( campo magnético, campos de gravedad, campos eléctricos, campos radiactivos, etc.) tienen un gran impacto en los organismos. En primer lugar, afectan directamente la supervivencia de los organismos, además, como las condiciones ambientales para la existencia de elementos químicos, afectan indirectamente a los organismos; al afectar la existencia y migración de elementos. Sin embargo, gran parte de esta área permanece inexplorada y el potencial es enorme.

5. Investigación sobre las propiedades hidrológicas del medio ambiente: El agua es una de las condiciones necesarias para la supervivencia biológica, y su importancia es evidente. Ya sea que la roca madre se erosione hasta convertirse en material madre, que el material madre se derive al suelo con la participación de organismos, o que los elementos se activen en formas efectivas en el suelo y sean absorbidos por los cultivos, todos los procesos involucran el papel del agua.

Es necesario estudiar la relación entre aguas subterráneas, aguas superficiales, aguas del suelo, agua biológica fisiológica y agua atmosférica, y estudiar el impacto de la altura de la superficie freática, el espesor de la zona vadosa y la calidad del agua en los cultivos. También es necesario estudiar los principales problemas ambientales como la salinización, la desertificación y la desertificación de grandes superficies terrestres provocadas por el ascenso y descenso de los niveles freáticos y el avance y retroceso del agua de mar.

6. Investigación sobre desastres geológicos y enfermedades endémicas: Los desastres geológicos son fenómenos desastrosos como deslizamientos de tierra, deslizamientos de tierra, flujos de escombros y erosión del suelo causados ​​por cambios repentinos en el medio ambiente que causan daños importantes a la supervivencia biológica. la producción agrícola a gran escala y la vida humana. La razón de su aparición está estrechamente relacionada con la naturaleza del entorno geológico. Utilizar métodos de teledetección y estudios de campo para predecir áreas donde pueden ocurrir desastres y proponer medidas científicas de prevención y control.

El mecanismo de las enfermedades endémicas es bastante complejo, pero uno de los factores causales importantes es el desorden (deficiencia o exceso) de ciertos elementos químicos relevantes en el medio geológico. Por ejemplo, la enfermedad de Keshan, una miocardiopatía endémica causada por la deficiencia de molibdeno y selenio, se distribuye principalmente en la prefectura de Chuxiong; la geomicosis, un bocio endémico causado por la deficiencia de yodo, se distribuye principalmente en la prefectura de Dehong y se distribuye principalmente en el área de Zhaotong; Las enfermedades causadas por deficiencia o exceso de flúor pueden estudiarse y controlarse utilizando las teorías, métodos y medios de las ciencias biogeoambientales.

La investigación sobre el segundo aspecto de la transformación del entorno geológico se refiere principalmente a la investigación sobre la utilización y desarrollo de determinados minerales no metálicos. Por ejemplo, ha habido muchos ejemplos exitosos del desarrollo de minas de zeolita, utilizando sus propiedades de adsorción e intercambio iónico de alta eficiencia para producir nuevos fertilizantes de zeolita, aditivos alimentarios y agentes de tratamiento de aguas residuales, etc., con resultados muy significativos. No es necesario entrar en detalles aquí.

La ciencia biogeoambiental estudia el impacto de diversos factores geológicos ambientales en los organismos a partir de la relación interactiva entre la biosfera y las tres capas de la corteza terrestre (gas, agua y roca). Estudie cómo los elementos afectan profundamente a los organismos a través de sistemas enzimáticos y expresión genética. Los objetos de investigación de la ciencia biogeoambiental no se limitan a las plantas y animales producidos en la agricultura, sino que incluyen todos los organismos existentes en la naturaleza (microorganismos, plantas, animales y humanos). Su alcance de investigación y campos de aplicación también van mucho más allá de la producción agrícola a gran escala. Cubre una amplia gama de campos de investigación estratégicos como la biodiversidad, el entorno ecológico regional, el desarrollo de tierras y recursos, etc.

4. Ejemplos de investigación A continuación discutiremos el impacto del entorno geológico en los organismos desde cinco aspectos: historia geológica, procesos geológicos, estructuras geológicas, suelo y elementos geoquímicos.

1. El impacto de la historia geológica en la biología

La Tierra se formó hace al menos 4.500 millones de años Según investigaciones de paleontología geológica, la evidencia más antigua de vida encontrada en la Tierra. En Sudáfrica se descubrieron los ultramicrofósiles (descubiertos por microscopía electrónica) - Brevibacterium - que vivieron hace 3.200 millones de años, y los abundantes metazoos comenzaron hace 600 millones de años. Se puede ver que antes del surgimiento de la vida, ésta pasó por una etapa de evolución química de 1.300 millones de años, desde pequeñas moléculas inorgánicas hasta organismos primitivos y luego a la vida, y desde células procarióticas a células eucariotas, de células individuales a células múltiples. células y ha experimentado al menos un largo período de 2.600 millones de años. Este período se mide en cientos de millones de años, mientras que la evolución de los metazoos a partir de hace 600 millones de años ha sido cada vez más rápida y se puede medir en millones de años.

En la Era Cenozoica, la era en la que aparecieron los humanos, la evolución fue tan rápida que tomó diez mil años como unidad.

A lo largo del curso de la evolución biológica en la historia geológica, cada etapa está estrechamente relacionada con el entorno geológico. En la historia geológica de más de 4 mil millones de años, con los cambios graduales del entorno geológico, ha pasado de ser inadecuado para la supervivencia biológica a ser cada vez más adecuado desde el océano hasta la tierra, y se ha expandido gradualmente desde un lugar; De un entorno único a un entorno biológico cada vez más complejo. De lo simple a lo complejo, de lo bajo a lo alto, de las criaturas ordinarias a los primates y, finalmente, a los humanos altamente inteligentes. La evolución del medio ambiente y los organismos es completamente sincrónica y está estrechamente relacionada.

Cuando el entorno geológico se encuentra en una progresión estable y gradual a largo plazo, la evolución de los organismos también es lenta y gradual. Cuando el entorno muestra un giro repentino y brusco, los organismos también sufren lo que se denomina "catastrófico". cambios". ”—extinción masiva o explosión.

La famosa explosión del Cámbrico y la extinción masiva de los dinosaurios al final del Cretácico son ejemplos típicos de mutaciones en el desarrollo biológico. Antes del Cámbrico, debido a que el entorno geológico aún no había evolucionado a una etapa adecuada, la aparición de organismos era sólo de bajo nivel y primitiva. El número de individuos era pequeño, el área de distribución no era amplia y la densidad no era grande. Más importante aún, no había condiciones para que se formaran organismos duros. El caparazón protege sus restos. Por tanto, la posibilidad de conservar fósiles es muy pequeña. Sin embargo, el largo período de 2.600 millones de años antes del Cámbrico (desde los microfósiles más antiguos hace 3.200 millones de años hasta el comienzo del Cámbrico hace 600 millones de años) preparó un salto cualitativo y una reproducción masiva de la condición de explosión biológica.

A principios del período Cámbrico, los tres círculos de la Tierra (litosfera, hidrosfera y atmósfera) sufrieron cambios drásticos. El oxígeno libre aumentó hasta el 10% de la presión de oxígeno moderna, que era suficiente para sustentar a los organismos en el líquido. medio utilizando sus propios órganos para llevar a cabo el ciclo de producción de gas. En este momento, el agua de mar es rica en fósforo, magnesio, silicio y calcio, lo que proporciona una base material para la fabricación biológica de conchas. Una vez que una criatura tiene un caparazón, puede proteger su cuerpo blando semiformado, mejorando enormemente su capacidad para adaptarse a entornos cambiantes y defenderse de enemigos extraños. Como resultado, se produjo la evolución del caparazón, lo que supuso un salto cualitativo en el mundo biológico, provocando dos explosiones de vida en la fauna de la aldea Meishu y en la fauna de Chengjiang.

La repentina extinción de los dinosaurios a finales del Cretácico también estuvo relacionada con el cambio repentino del entorno geológico de esta época. Por un lado, el fuerte movimiento de la corteza terrestre en aquella época provocó fuertes cambios en las condiciones ambientales como el terreno, el clima y las plantas. Por otro lado, algunos estudiosos han propuesto la hipótesis del "impacto del planeta sobre la Tierra" basada en el enriquecimiento de una gran cantidad de elemento iridio (Ir) en la capa de arcilla del sistema del Cretácico superior, porque el iridio es raro en el Tierra, pero su contenido es elevado en meteoritos. Según esto, se cree que debido a la colisión de asteroides se formaron grandes nubes de polvo que bloquearon el cielo y el sol durante mucho tiempo, deteniendo la fotosíntesis de las plantas y destruyendo la cadena alimentaria, lo que llevó a la extinción de grupos de dinosaurios con enormes apetitos.

Cuando el entorno cambia repentinamente, un gran número de especies del ocaso se extinguen, pero un número considerable de nuevas especies sobreviven, ya que sus competidores son eliminados, estas nuevas especies supervivientes continúan desarrollándose en el nuevo entorno. , formando un mundo biológico nuevo y más avanzado después de la mutación. Tras la extinción de los dinosaurios, los mamíferos sustituyeron a los reptiles.

Hay muchos ejemplos de organismos que cambian gradualmente con el medio ambiente. Por ejemplo, en la Era Paleozoica, un pez llamado pez lóbulo evolucionó gradualmente hasta convertirse en anfibios. En ese momento, debido al fuerte movimiento de la corteza terrestre y al entorno cambiante, el mar poco profundo en el margen continental retrocedió y formó lagos, pantanos y humedales. Los peces locales con aletas lobuladas tienen aletas duras y pulmones poderosos. Apenas pueden respirar el aire cuando se enfrentan a la sequía y al agotamiento del agua; usan sus aletas para arrastrarse por el pantano. Con el paso del tiempo, el medio ambiente se convirtió en una tierra real y los descendientes de los peces lóbulos también evolucionaron hasta convertirse en anfibios que podían adaptarse a la vida en la tierra. Al final de la Era Paleozoica, la tierra continuó expandiéndose, la diferenciación del terreno se intensificó y las zonas de clima seco reemplazaron gradualmente a las zonas de clima húmedo, formando vastas cuencas de ríos y lagos interiores. En esta época, los anfibios tuvieron que adaptarse a entornos de vida alejados del agua, y uno de ellos evolucionó hasta convertirse en reptiles primitivos.

Se puede ver que el llamado "aterrizaje de plantas" o "aterrizaje de animales" que apareció en la historia geológica no se debió realmente a que los organismos aterrizaran activamente en la tierra, sino a que el medio ambiente cambió gradualmente desde el principio. océano a la zona de interacción tierra-mar, y finalmente se convirtió en tierra, lo que obligó a las especies que vivían en él a mutar para adaptarse al entorno cambiado. En este par de factores interactivos entre el medio ambiente y la biología, el medio ambiente juega un papel protagonista.

2. El impacto de los procesos geológicos en los organismos

Una investigación realizada por el Instituto de Botánica de Kunming, Academia de Ciencias de China, encontró que los géneros de plantas con semillas endémicas de China tienen dos centros importantes de biodiversidad en Yunnan, uno en el noroeste de Yunnan y el otro en el sureste de Yunnan. Según estadísticas preliminares, el primero tiene alrededor de 48 géneros, pertenecientes a 27 familias respectivamente, incluidos 21 géneros monotípicos, 21 géneros oligotípicos y 6 géneros politípicos. Son principalmente de naturaleza templada, el segundo tiene alrededor de 47 géneros. respectivamente, incluidos 32 géneros monotípicos, 13 géneros oligotípicos y 2 géneros politípicos. Son principalmente de naturaleza tropical y subtropical. Los géneros en los dos centros son muy diferentes en origen. En el primero, el origen ecológico es dominante y el origen histórico es secundario, mientras que en el segundo, el origen histórico es dominante y el origen ecológico es secundario. Por lo tanto, los primeros son principalmente nuevos centros de endemismo, mientras que los segundos son principalmente centros de endemismo antiguos.

La razón fundamental de esta diferencia de características es la diferente naturaleza de los procesos geológicos en las dos zonas. El noroeste de Yunnan pertenece al sistema plegado Qinghai-Tíbet Sichuan-Yunnan, con altas montañas y crestas yuxtapuestas, con una altitud generalmente superior a los 4000 m. Es un famoso país de las maravillas de los Tres Ríos Paralelos. El río Nu, el río Lancang y el río Jinsha fluyen muy juntos en dirección norte-sur. El terreno está extremadamente fragmentado con altas montañas y valles estrechos. El típico valle en forma de "V" es profundo y estrecho. Desde el pie de la montaña hasta la cima, hay varios tipos de vegetación, desde zonas tropicales, subtropicales, templadas hasta frías. La flora alpina es extremadamente rica.

Debido al fuerte y agudo levantamiento de la meseta tibetana y al retroceso hacia el oeste del antiguo Mediterráneo provocado por la orogenia del Himalaya que comenzó en el Mioceno del Período Terciario, aparecieron en esta zona muchos nuevos géneros endémicos. y están en la etapa ascendente. En cuanto a algunos géneros endémicos antiguos que aún se conservan en el centro, sólo aparecen en refugios y se encuentran dispersos.

El sudeste de Yunnan pertenece al sistema plegado del sur de China. No hay montañas ni crestas majestuosas como el noroeste de Yunnan, y tiene la forma de una suave llanura montañosa. La elevación de la superficie de la plantación es generalmente de 1200 a 1400 m, mucho más baja que la del noroeste de Yunnan. Debido a que está cortado por el río Nanpanjiang y el sistema de agua del río Rojo, la altitud del fondo del valle es aún menor. La altitud de la desembocadura del tramo inferior del río Rojo es de sólo 76,4 m, que es el punto más bajo de Yunnan. Forma una enorme brecha con el pico principal de la montaña nevada Meili, el pico más alto en el noroeste de Yunnan, que tiene 6740 m, alcanzando los 6664 m. La forma de relieve kárstico dentro del territorio está relativamente desarrollada, a menudo forma un mosaico de montañas de tierra y montañas de piedra caliza. creando un paisaje único. Hay vegetación tropical a subtropical desde el valle del río hasta la cima de la montaña.

Desde el Paleógeno, los procesos geológicos en esta zona han sido mucho más estables y tranquilos que los del noroeste de Yunnan, por lo que es posible que se hayan conservado muchos géneros endémicos antiguos, mientras que un pequeño número de nuevos géneros endémicos Los géneros se han conservado, esto se debe a que esta zona se encuentra en la zona de transición de la flora tropical a la subtropical, sumado a la diversidad de la matriz rocosa.

3. El impacto de las estructuras geológicas en los seres vivos

El efecto de los patrones estructurales geológicos en los seres vivos es muy obvio. Esto se debe a que los patrones estructurales geológicos generados por los movimientos geológicos transforman una. grande El territorio se divide en unidades paisajísticas con diferentes propiedades, cada una de las cuales tiene diferente morfología superficial, altitud, propiedades geoquímicas, condiciones hidrológicas y otras características, controlando y determinando así las bases para su respectiva producción y desarrollo biológico agrícola a gran escala. Como gran provincia agrícola en zonas montañosas con estructuras geológicas complejas, Yunnan tiene patrones más obvios.

Según una investigación de Ye Huimin de la Academia de Ciencias Agrícolas de Yunnan y Wang Wenfu de la Estación de Suelos y Fertilizantes de Yunnan, toda la provincia de Yunnan se puede dividir en tres unidades paisajísticas diferentes:

1) Cinturón plegado occidental: las montañas Hengduan El área está formada por los tres principales sistemas hídricos del río Nujiang, el río Lancang y el río Jinsha, y las montañas Gaoligong, las montañas Wuliang y las montañas Ailao.

Esta zona se puede dividir en dos secciones: norte y sur, con altas montañas y valles profundos en el norte, y media montaña y amplios valles en forma de cinturones montañosos en el sur. Las montañas descienden de más de 3.000 m a más de 1.300 m, y los valles descienden de 1.000 m a más de 500 m. El espectro horizontal y vertical del suelo en las montañas Hengduan es muy obvio. De mayor a menor y de norte a sur, son suelo marrón, suelo amarillo-marrón, suelo rojo montaña, suelo rojo rojo y suelo rojo ladrillo. La gran estructura de producción agrícola es: silvicultura - valle seco - té, caña de azúcar, arroz índica y japónica - cultivo de caucho en caliente, arroz índica, etc.

2) Meseta montañosa del este: es el lugar de nacimiento de los sistemas de agua de Panjiang del sur y del norte y del río Rojo. Las montañas medias y bajas son cortas y poco claras, y el terreno montañoso es suavemente ondulado. Hay una gran cantidad de cuencas distribuidas en forma de gansos voladores. Incluye tres partes: la meseta kárstica oriental de Yunnan, la meseta de la cuenca del lago Yunnan oriental y la meseta roja central de Yunnan. El espectro de bandas horizontales del suelo en esta área es más obvio, pero el espectro de bandas verticales no es muy prominente. De norte a sur, son suelo marrón, suelo rojo marrón, suelo rojo de montaña, suelo rojo rojo y suelo rojo ladrillo. La distribución de la producción agrícola a gran escala es la siguiente: silvicultura-maíz-tabaco curado al humo, arroz japónica-caña de azúcar, cultivos en caliente de arroz índica-japónica-caucho y arroz índica.

3) Meseta dividida al norte: el tramo medio del río Jinsha. El terreno de toda el área es ondulado. De oeste a este se encuentran Yunling, la montaña nevada Yulong, Baicaoling, la montaña Santai, el pico Wulian. y la montaña Dayao. Hay montañas altas que se elevan por encima de los 4000 m sobre el nivel del mar. El río Jinsha pasa a través de la montaña de oeste a este, y el fondo del valle corta a unos 1000 m. El espectro de bandas verticales del suelo es extremadamente obvio, pero el espectro de bandas horizontales no lo es. De mayor a menor, son: suelo subalpino de desierto frío, suelo subalpino de pradera-suelo marrón oscuro, suelo marrón, suelo amarillo marrón-suelo amarillo, suelo rojo de montaña-suelo rojo seco. El diseño de la producción agrícola a gran escala corresponde a la cría de animales. -maíz forestal: frutas subtropicales, hortalizas de invierno y arroz índica.

Los tres tipos anteriores de grandes unidades de paisaje de producción agrícola son causados ​​por procesos geotectónicos. Desde el Movimiento del Himalaya a mediados del Período Terciario, la Placa India en el oeste y la Placa Euroasiática en el este han chocado, provocando fallas activas y levantamiento de la corteza en el noroeste de Yunnan, que está relacionada con la meseta Qinghai-Tíbet. ha sido edificante de manera particularmente violenta. Yunnan se divide en el cinturón plegado occidental de Yunnan y la penillanura oriental de Yunnan. Al final del Plioceno, la corteza continuó ascendiendo, formando un patrón alto en el norte y bajo en el sur, dividiendo aún más la penillanura oriental de Yunnan en una meseta dividida en el norte y una meseta montañosa en el este. El primero está conectado con la meseta Qinghai-Tíbet y está conectado por el sistema de agua del río Jinsha. Como resultado, se formaron los tres grandes paisajes mencionados anteriormente, que restringieron el diseño de la producción agrícola a gran escala en Yunnan.

4. La influencia del entorno geológico en los organismos a través del suelo

El suelo es el puente entre el entorno geológico y los organismos. Muchos rasgos del entorno geológico se transmiten a las plantas a través de él. Luego pasa de las plantas a los animales y a los humanos a través de la cadena alimentaria. Como dijo el famoso científico del suelo Williams, el suelo conecta el mundo inorgánico con el mundo orgánico y el mundo abiótico con el mundo biótico.

Los datos geoquímicos confirman que existe una estrecha relación entre el suelo y los organismos en la composición química. Felsman señaló que la composición química promedio de la biosfera corresponde en pequeña medida a la composición promedio de la atmósfera y la hidrosfera y corresponde más cercana y verdaderamente a la composición química promedio del suelo; En otras palabras, la composición química del suelo predetermina en cierta medida la composición química de los organismos que crecen en él.

El científico del suelo H. Jenny cree que, a excepción del nitrógeno, el almacenamiento original de otros nutrientes en el suelo se hereda de la roca madre. En última instancia, la lixiviación de iones reduce las diferencias y promueve similitudes entre varios suelos y su vegetación. Sin embargo, en ciertos climas y lugares del terreno, la fertilidad del suelo y la producción de biomasa todavía indican su estado original.

Creemos que en la misma zona climática, suelos aparentemente idénticos desarrollados en diferentes rocas madre siempre llevarán la "huella innata" de la roca madre y tendrán más o menos diferencias, dando así a los cultivos un crecimiento con efectos diferentes. , que es una de las cuestiones clave en el estudio del impacto del medio ambiente en los organismos.

Por ejemplo, en la gran superficie de suelo rojo de roca carbonatada del Paleozoico superior en el condado de Mile, en el sureste de Yunnan, el crecimiento y la calidad del tabaco también mostrarán ciertas diferencias.

Cuando la roca madre es piedra caliza relativamente pura de la Formación Datang del Carbonífero Inferior (Montañas Mile Five), las hojas de tabaco generalmente sufren de deficiencia de magnesio y síntomas de color blanco amarillento. Las puntas de las hojas y las hojas verdes se vuelven de color amarillo pálido o incluso blanco. Afecta la primera mitad de la hoja e incluso la hoja entera. Afecta gravemente la calidad intrínseca de las hojas del tabaco. Este fenómeno básicamente no existe en otras áreas de suelos rojos carbonatados dominados por dolomita. La razón es que la antigua roca madre se compone principalmente de CaCO3 y muy poco MgCO3. Los iones de magnesio de la roca madre son inicialmente escasos. Además, durante el proceso de formación del suelo rojo se lixivian fuertemente iones básicos como calcio y magnesio. lo que intensifica aún más los iones de magnesio. El grado de deficiencia de iones pone en peligro las hojas de tabaco. Cuando se añadió fertilizante de magnesio, la situación mejoró significativamente.

El impacto del entorno geológico sobre el suelo se manifiesta en al menos dos aspectos, a saber, el impacto sobre las propiedades físicas y químicas del suelo y su distribución macroscópica.

El entorno geológico aporta todos los elementos minerales al suelo y determina el tipo de minerales arcillosos del suelo. De los 16 elementos esenciales para las plantas superiores, 11 (calcio, magnesio, fósforo, azufre, hierro, manganeso, boro, zinc, cobre, molibdeno) provienen de la roca madre. Investigaciones posteriores muestran que hay muchos oligoelementos que tienen un impacto importante en la biología, como las tierras raras, el selenio, el germanio, el plomo, el cadmio, el mercurio, el arsénico, etc., todos los cuales provienen de la roca madre. Los minerales arcillosos afectan la capacidad del suelo para retener fertilizantes. Entre los tres principales minerales arcillosos, la montmorillonita tiene la mayor capacidad de retención de fertilizantes, seguida de la illita y la caolinita. Los minerales arcillosos del suelo se pueden dividir en dos tipos según su origen: tipo clástico y tipo neoplásico. El primero proviene intacto de la roca madre, mientras que el segundo se forma a partir de minerales de silicato en la roca madre bajo la acción de la geología supergénica (meteorización). . Por lo tanto, no importa qué tipo de minerales arcillosos sean, están controlados por las propiedades de la roca madre y los procesos geológicos supergénicos.

El tamaño de las partículas de los minerales resistentes a la intemperie en la roca madre, su contenido en la roca y las condiciones de intemperie determinan en gran medida la textura del suelo. Por ejemplo, la arenisca de cuarzo de grano grueso forma suelo arenoso grueso, el granito forma principalmente marga arenosa con grava, la limolita dolomítica o la lutita limosa forman varias margas limosas y las rocas carbonatadas altamente erosionadas a menudo forman arcilla pesada.

Las propiedades de la roca madre, las condiciones climáticas y las propiedades del agua subterránea determinan las condiciones de reacción del suelo (principalmente el valor del pH). Por ejemplo, el suelo calizo primario formado en áreas de piedra caliza tiene una reacción alcalina obvia, el suelo rojo también formado a partir de piedra caliza pero fuertemente lixiviado tiene una reacción ácida, y el suelo en áreas de arenisca y granito también suele tener una reacción ácida.

Ya sea la erosión de la roca para convertirla en material original, que luego se deriva al suelo bajo acción biológica; o los nutrientes minerales se convierten en formas disponibles y son absorbidos por los cultivos o el agua subterránea trae directamente ciertos nutrientes al suelo y los suministra; a los cultivos de agua, cada proceso tiene un aporte de agua. Las condiciones del agua subterránea proporcionadas por el entorno geológico afectan fundamentalmente al sistema biológico del suelo.

En términos del impacto en la macrodistribución del suelo, Lu Jinggang de la Universidad Agrícola de Zhejiang ha estudiado el impacto de los movimientos neotectónicos en el suelo durante muchos años y descubrió que el suelo en un cierto período de tiempo a menudo no lo es. Adecuado para el espacio donde se ubica. Por ejemplo. El suelo rojo típico sólo debería formarse en colinas bajas. Sin embargo, en muchas zonas montañosas del sur de China que se elevan con fuerza, el suelo rojo aparece en altitudes elevadas, como a unos 2.500 m en Kunming, Yunnan, a unos 4.000 m en Ganzi, Sichuan, e incluso a más altura. 4900 m en la zona del Monte Everest en el Tíbet. Esto se debe obviamente al aumento de los movimientos neotectónicos, que elevaron el suelo rojo originalmente más bajo a la altura que se ve hoy. Algunos suelos rojos de gran altitud se han utilizado como materiales parentales para convertirse en suelos amarillos de montaña o suelos de praderas de montaña.

Por el contrario, a medida que el movimiento neotectónico se hunde, el suelo rojo también puede quedar enterrado bajo capas sedimentarias de diferentes profundidades. Este fenómeno ocurre a menudo en las tierras bajas de ríos y lagos que se hunden, como las áreas ribereñas del lago Dongting y el lago Poyang, y cerca de los estuarios de ríos importantes como el río Qiantang, el río Minjiang y el río Pearl en la costa sureste. , quedan enterrados bajo sus capas sedimentarias. El suelo rojo debajo del suelo generalmente se vuelve amarillo y menos ácido.

Si se observa el cinturón horizontal latitudinal global del suelo, éste suele ser muy desigual.