Gleba: magiczna substancja, bez której nie byłoby życia na Ziemi

Brud. Pomyje. Ziemia. Mamy wiele synonimów dla tej sprawy, ale, szczerze mówiąc, można powiedzieć, że prawie nie myśleć o tym. I pomyśleć, że nie ma nic. Ale bez życia w glebie, być może, ja nigdy nie mógł rozwijać się z dala od wody. Bez gleby, z pewnością byłby martwy. Gleba jest kluczowa dla niemal każdego aspektu życia na ziemi, ze składowania i filtracji wody do regulacji klimatu, zapobieganie powodziom, obieg składników pokarmowych i ekspansję. Brud pod stopami to wyjątkowe źródło bioróżnorodności: szacuje się, że około jedna czwarta wszystkich gatunków żyją w ziemi. A my wciąż nie otworzyły wszystkie swoje skarby: W styczniu 2015 roku, naukowcy ogłosił, że pierwszy nowy antybiotyk w ciągu ostatnich 30 lat stwierdzono u bakterii glebowych.

„Różnorodność biologiczna gleby pozostaje w dużej mierze niezauważona, ale ma zasadnicze znaczenie dla zdrowia ludzi” - powiedział Tandra Frazier i Diana Wall of Soil Inicjatywy Global Biodiversity.

ONZ nazwany 2015 Rok glebie, a 05 grudnia był Światowy Dzień glebie. Jeśli kiedykolwiek, i nadszedł czas, aby oddać hołd tym niedoceniany substancji, to jest teraz czas. Gdzie glebę i dlaczego odgrywa podstawową dla życia na Ziemi?

Meteoryt Murchison: węglowy chondryt

Podczas narodzin Układu Słonecznego przed naszej planecie powstało, klocki gleby ukryte w atramentowej ciemności przestrzeni. Dowodem na to jest meteorytów zwanych chondrytów węglowych, które pojawiły się na świcie układu słonecznego i są bogate w minerały ilaste, z których najwcześniej była gleba na naszej planecie.

Po powstaniu Ziemi około 4,6 miliarda lat temu, te prymitywne gleby bogate w glinę były rozrzucone na naszej młodej planety. Ale warunki były trudne: Częste i masywny meteoryt topiony i zgnieciony duże ilości tych pierwszych depozytów wkrótce po ich powstawania.

„Jest to debata o tym, czy cała powierzchnia Ziemi może być topiony” - wyjaśnia Grzegorz Retallack, znawca starożytnej ziemi z University of Oregon w Eugene, USA. To wspiera teorię, że nie więcej niż połowa Ziemi topiono w tym samym czasie.

Około 3,8 miliarda lat temu, warunki na Ziemi zaczęły się stabilizować. Stałe meteoryt bombardowanie że okazało planety cholery punkt ten zwolnił, dzięki czemu woda w stanie ciekłym do kondensacji, tworząc jeziorach i morzach. Jest to ważny moment w historii ziemi. Ciekła woda do zachwiania litej skale Ziemi, tworząc minerały i formowania ponad stałej gleby.

Pierwszy życie na Ziemi pojawił się prawdopodobnie nieco później, około 3,5 miliarda lat temu, mówi się najwcześniej dowody, że znaleźliśmy w skamieniałości, które zostały utworzone na skalistych brzegach i przypominają maty mikrobiologiczne - stromatolites - które są nadal znajduje się w ziemia.

Niemal od samego początku życia gleby zaczyna mieć wpływ - a także wpłynąć - życie. Na przykład, te pierwsze maty mikroorganizmów organizmem fotosyntetycznych że wytwarzanie dużych ilości materiałów organicznych, wykorzystującymi energię słoneczną. Ta materia organiczna jest stopniowo ustawieni na linii brzegowej, gdzie jest mieszany z minerałami uwalnianych ze skał pod wpływem erozji, tworząc prawdopodobnie pierwszy prawdziwy ziemi.

Nowoczesne stromatolites w Australii

Ale nie był to rodzaj gleby, do których jesteśmy przyzwyczajeni. Że gleba jest trudna do zatrzymywania wody i składników odżywczych, które mogłyby wesprzeć życie. Wydajność zależy od pory w glebie, które są utworzone między pierwszą granulami- prostą strukturę gleby oznacza, że ​​ona szybko wysuszono, w czasie których składniki odżywcze są wymywane. Z tego powodu, ziemia pozostała niegościnne środowisko i życie ograniczało się do brzegu, gdzie woda była bardziej dostępna.

Żaden organizm miał urządzeń, które umożliwiają odejście od brzegu i całkowicie skolonizować złej jakości ziemi. Kluczem do kolonizacji ziemi była współpraca - czy raczej, wygląd porostów między 700 a 550 milionów lat temu.

Porosty są dość niezwykłe organizmy. Tkance tworzą mutualistyczne związki glonów i grzybów, a czasami bakterii - organizmy są trzy królestwa życia. Porosty są niezwykle wytrzymałe i doskonale elastyczne, dzięki tej wyjątkowej symbiozy.

Glony mogą fotosyntezy, zapewniając porostów energia, grzyby i porosty gromadzi oszczędności z odwodnieniem wody. Grzyby dawna cienkich nici, które są doskonale woda zebrana z otoczenia, a także może recykling wody podczas oddychania. Co ważniejsze, porosty zawierające bakterie fotosyntezy - cyjanobakterii - jest w stanie wyciągnąć z atmosferze azotu, który jest uwalniany po ich śmierci nawożenia gleby.

Pracując razem, te różne organizmy połączyli swoje umiejętności, aby skolonizować ponurą martwą glebę, które objęło kontynentach pół miliarda lat temu. Nawet dzisiaj, porosty są jednymi z najbardziej łatwo dostosować organizmów na Ziemi.

Porosty to organizmy o wysokiej odporności

„Porosty mogą kolonizować gołą skałę - mówi Paweł Falkowski z Rutgers University w New Jersey, USA. - mają również kwasy organiczne, które zwiększają odporność na wpływy atmosferyczne skał ".

Oznacza to, że porosty są nie tylko awansowała do pierwszej gleby na Ziemi - one również uległy zmianie ich. Przyspieszenie wietrzenia skał, porosty produkowane więcej składników odżywczych w glebie, dzięki czemu jest bardziej płodna, i utorował drogę dla innych form życia. „Porosty odgrywają ważną wartość w kolonizacji gruntów przez rośliny” - mówi Falkowski.

Druga fala kolonizacji rozpoczął 440 milionów lat temu - bardzo szybko się pierwsze rośliny lądowe zaczęły się zmieniać dookoła. „One do powstania bardziej wyraźnie zaznaczoną strukturę gleby - wyjaśnia Retallack - i przyczyniły się do uwalniania składników odżywczych w glebie fosforu i potasu. Proces ten jest zapłodniona lądzie i na morzu. "

Kluczem do zapłodnienia elektrownie były grzyby w ich systemu korzeniowego. Te „Mikoryza” ukazał się 500 mln lat temu, zanim tam korzenie roślin.

Jak grzyby porosty, mikoryza odbierać energię, współpracując z fotosyntezy roślin. I znowu, porosty, korzystać z obu stron: Mikoryz zwiększyła nić przedłużenia roślin pokrycia i co jest bardziej stabilne, co pozwala na spustowy azotu i innych składników odżywczych z gleby.

Przędze Mikoryza zakopane również w skale uwalniający składniki odżywcze, fosforu, wapnia i żelaza, promowanie wzrostu objętości gleby.

Gleba jest ważne dla wielu rodzajów życia

Naukowcy uważają, że te mutualistyczne relacje były istotne dla ewolucji roślin lądowych - i ta hipoteza jest wzmocniona 15 lat z otwarciem 460-millionoletney kopalnych mikoryzy.

„Te wzajemnie korzystnych relacji pomógł rośliny skolonizować ziemię zanim były korzenie i edukacji, jak wiemy dzisiaj, grunt - mówi Kathy Pole na Uniwersytecie w Leeds w Wielkiej Brytanii. - Z biegiem czasu, rośliny ewoluowały, aby stać się bardziej skomplikowane konstrukcyjnie, stworzyliśmy szerokie naczyniowe układu, liście i korzenie ". Spowodowało to nawet więcej materii organicznej w glebie i pomaga stabilizować ją przed erozją.

Dziś mutualistyczne związki takie jak te stanowią podstawę światowego kolarstwa odżywczych, bez którego byśmy z głodu. Więcej niż 80% w nowoczesnych zakładach z utworzeniem wiązania w mikoryz tworzyć z grzybów nitkowatych i odgrywają one ważną rolę w uwalniania azotu w glebie.

Mikoryza również tworzy rozległą sieć, która stabilizuje strukturę gleby i roślin pozwalają komunikować - „internecie Ziemi” coś w rodzaju

Korzenie roślin - dom na grzyby

Chociaż rośliny skolonizowali tę ziemię i stopniowo wycofane ogromne ilości materii organicznej w glebie, jej zdolność do magazynowania wody wzrasta. Przechowywanie i filtracji wody nawet dzisiaj - jedna z najważniejszych ról gleby polegamy na nim w celu uzyskania wody pitnej i nawadniać ziemię ich. Zdolność do magazynowania wody w glebie jest również ważne w celu zmniejszenia ryzyka wystąpienia powodzi i stanowi ważną bufor przed suszą.

Wody w glebie ma dwa imiona. Poniżej określonego poziomu, gdy gleba jest nasycony, nazywa się brudu vodoy- wyżej, w którym mniej wody dalej wilgotności gleby.

wody gruntowe stanowiły 20% światowych zasobów wody słodkiej, choć w ogólnym zarysie jest to mniej niż 1% całej wody na Ziemi. Jest to ważny rezerwuar wody pitnej dla naszych systemów irygacyjnych i.

Tam w ewolucji nowoczesny gleby poprzednim rozdziale. Gdzieś między 490 a 430 milionów lat temu, zwierzęta pierwszy wyłonił się z dna oceanu i zaczął kolonizować coraz bardziej kwitnącą ziemię. Gdzieś 420.000.000 lat temu, rozkwitała bezkręgowce lądowe - i gleby, w wyniku czego zmianie.

Te pierwsze mieszkańcy ziemi były roślinożerne pochłaniają maty glonów i porostów, który panował na ziemi i substancji odżywczych do nawożenia gleby. Zaczęli też kopać i skolonizować ziemię, napełniając go z martwej materii organicznej i dokładne wymieszanie go z gliny i innych minerałów, erozji ze skał. Ich działania zostały pod warunkiem, że gleba jest jeszcze bardziej doskonałą strukturę oraz pomoc w dalszym rozwoju roślin z dala od wody.

Różnorodność organizmów żyjących w glebie gwałtownie wzrosła. Są nowe bezkręgowce krocionogi, skoczogonki, roztocza i pierwsi przodkowie pająki. Około 360 milionów lat temu, gleba była w większości takie same jak dzisiaj, a nawet jeśli to było możliwe, aby znaleźć pełną listę odmian gleby pod nogi - łącznie bagiennych i leśnych glebach.

„Na Ziemi, były wszystkie główne odmiany gleb, z wyjątkiem gleb pastwiska - powiedział Retallack. - Meadows pojawiła się zaledwie 65 milionów lat temu, po wymarciu dinozaurów ".

Historia gleby została utworzona przez czynniki fizyczne i organizmów żywych, w procesie tworzenia dynamicznych łańcucha zdarzeń oddziałujących, u zarania czasu geologicznego, miliardy lat temu. historia gleba nadal rozwijać się w wyniku naszych działań w ciągu ostatnich kilku stuleci.

Do roku 1960, cykl azotu świecie była w przybliżeniu symetryczne. Od tego czasu, zastosowanie nawozów azotowych wzrosła o 800%. Zbyt wiele składników odżywczych może być gorzej niż nic - nadmiar azotu przemywa się do rzek i strumieni, co prowadzi do zakwity glonów, uwalnianie tlenku azotu, niebezpieczny gaz cieplarniany i stwarza zagrożenie dla zdrowia ludzkiego.

Zmiana ta - największa w obiegu azotu w 2,5 miliarda lat, a to może mieć poważne konsekwencje dla naszej żywności i klimatu.

Łamanie podstawowych cykli odżywczych w glebie jest przedmiotem szczególnej troski jako układ gleby ma tendencję do powolnego reagowania na zmiany - szkody, które powodują ludzi dzisiaj mogą mieć do skorygowania dziesiątki lub setki lat.

Gleba może być również bezpośrednim źródłem gazów cieplarnianych. Przez uchwycenie materii organicznej w glebie jest głównym przechowywania węgla, zapobiegając staje dwutlenku węgla do atmosfery. Ale gdy torfowiska są spalane, węgiel trafia z powrotem do atmosfery.

Nowoczesne metody uprawy są również szkodliwe dla mikoryzy, zmniejszają one moc naszych kultur coraz ważnych składników odżywczych i degradują strukturę gleby w procesie.

W rzeczywistości, nasze rolnictwo cofania miliardy lat ewolucji gleby i sprawia, że ​​nasze gleby bardziej podatne na erozję. W rzeczywistości połowa najwyższym na świecie warstwą gleby, najbardziej aktywną i ważną częścią gleby, została utracona w ciągu ostatnich 150 lat.

Zniszczona gleba zachowuje mniej wody i składników odżywczych, jest to trudniejsze do uprawy roślin, ziemia jest narażone na powodzie i susze. Wytrącanie z gleby, zbyt, trzeba iść gdzieś, więc erozja gleby zanieczyszcza naszych rzek i strumieni, zabijając organizmy, które żyją w nich.

A problem jest tylko coraz gorzej. Intensyfikacja procesów rolniczych niszczy glebę na całym świecie, a gdy liczba ludności na świecie osiągnie 9 miliardów do 2050 roku, przyszłość naszego bezpieczeństwa żywności jest duży problem.

Dobrą wiadomością jest to, że jeśli zaczniemy dbać o glebach dzisiejszym świecie, między innymi, by móc skorzystać z ich zdolności do przechowywania węgla, który pomoże nam w walce ze zmianami klimatycznymi.

Nie możemy często o tym myślę, ale grunt cichu wspierać naszą egzystencję. Ochronę gleby jako ważną część globalnego ekosystemu dzisiaj, będziemy w pełnym przekonaniem, że będzie w dalszym ciągu zapewniać nam czystą wodą, dobre jedzenie i przyjemnym klimacie w odległej przyszłości.