A biosfera, também conhecida como a ecosfera, é a soma mundial de todos os ecossistemas. Também pode ser chamada de zona de vida na Terra, um sistema fechado (além da radiação solar e cósmica e calor do interior da Terra), e em grande parte auto-regulável. Pela definição biofisiológica mais geral, a biosfera é o sistema ecológico global que integra todos os seres vivos e suas relações, incluindo sua interação com os elementos da litosfera, geosfera, hidrosfera e atmosfera. Acredita-se que a biosfera tenha evoluído, começando com um processo de biopoiese (vida criada naturalmente a partir de matéria não-viva, como compostos orgânicos simples) ou biogênese (vida criada a partir da matéria viva), pelo menos uns 3,5 bilhões de anos atrás.

De um modo geral, as biosferas são sistemas fechados e autorregulados que contêm ecossistemas. Isso inclui biosferas artificiais, como a Biosfera 2 e BIOS-3, e potencialmente outras em outros planetas ou luas.

Origem e uso do termo
O termo “biosfera” foi cunhado pelo geólogo Eduard Suess em 1875, que ele definiu como o lugar na superfície da Terra onde mora a vida.

Embora o conceito tenha uma origem geológica, é uma indicação do efeito de Charles Darwin e Matthew F. Maury nas ciências da Terra. O contexto ecológico da biosfera vem da década de 1920 (ver Vladimir I. Vernadsky), precedendo a introdução de 1935 do termo “ecossistema” por Sir Arthur Tansley (ver história da ecologia). Vernadsky definiu a ecologia como a ciência da biosfera. É um conceito interdisciplinar para integrar astronomia, geofísica, meteorologia, biogeografia, evolução, geologia, geoquímica, hidrologia e, em geral, toda a vida e as ciências da Terra.

Definição estreita
Os geoquímicos definem a biosfera como sendo a soma total de organismos vivos (a “biomassa” ou “biota”, como referido por biólogos e ecologistas). Nesse sentido, a biosfera é apenas um dos quatro componentes separados do modelo geoquímico, sendo os outros três geosfera, hidrosfera e atmosfera. Quando essas quatro esferas componentes são combinadas em um único sistema, ela é conhecida como Ecosfera. Este termo foi cunhado durante a década de 1960 e engloba componentes biológicos e físicos do planeta.

A Segunda Conferência Internacional sobre Sistemas Fechados de Vida definiu a biosfera como a ciência e tecnologia de análogos e modelos da biosfera da Terra; isto é, biosferas artificiais semelhantes à Terra. Outros podem incluir a criação de biosferas artificiais não-terrestres – por exemplo, biosferas centradas no homem ou uma biosfera marciana nativa – como parte do tópico da biosfera.

Biosfera da Terra

Era
A evidência mais antiga da vida na Terra inclui grafite biogênica encontrada em rochas metassedimentares de 3.7 bilhões de anos da Groenlândia Ocidental e fósseis de tapetes microbianos encontrados em arenito de 3.48 bilhões de anos da Austrália Ocidental. Mais recentemente, em 2015, “restos de vida biótica” foram encontrados em rochas de 4,1 bilhões de anos no oeste da Austrália. Em 2017, supostos microrganismos fossilizados (ou microfósseis) foram anunciados como tendo sido descobertos em precipitações de fontes hidrotermais no Cinturão Nuvvuagittuq de Quebec, no Canadá, que tinha apenas 4,28 bilhões de anos, o registro mais antigo da vida na Terra, sugerindo “um ataque quase instantâneo”. surgimento da vida “após a formação do oceano 4,4 bilhões de anos atrás, e não muito tempo depois da formação da Terra 4,54 bilhões de anos atrás. Segundo o biólogo Stephen Blair Hedges, “se a vida surgisse de forma relativamente rápida na Terra … então poderia ser comum no universo”.

Extensão
Cada parte do planeta, das calotas polares ao equador, apresenta algum tipo de vida. Recentes avanços na microbiologia demonstraram que os micróbios vivem nas profundezas da superfície terrestre e que a massa total da vida microbiana nas chamadas “zonas inabitáveis” pode, em biomassa, exceder toda a vida animal e vegetal da superfície. A espessura real da biosfera na terra é difícil de medir. Os pássaros normalmente voam a altitudes de até 1.800 m (1.100 m) e os peixes vivem até 8.372 m (27.467 pés; 5.202 m) embaixo d’água na Fossa de Porto Rico.

Há exemplos mais extremos para a vida no planeta: o abutre de Rüppell foi encontrado em altitudes de 11.300 m (37.100 pés; 7.0 mi); gansos com cabeça de barra migram em altitudes de pelo menos 8.300 m (27.200 pés; 5,2 mi); yaks vivem a altitudes de até 5.400 m (17.700 pés; 3.4 mi) acima do nível do mar; cabras da montanha vivem até 3.050 m (10.010 pés; 1.90 mi). Animais herbívoros nessas elevações dependem de liquens, ervas e gramíneas.

As formas de vida vivem em todas as partes da biosfera da Terra, incluindo solo, fontes termais, dentro de rochas a pelo menos 19 km de profundidade, nas partes mais profundas do oceano e pelo menos 64 km de altura na atmosfera. . Microorganismos, sob certas condições de teste, foram observados para sobreviver ao vácuo do espaço exterior. A quantidade total de solo e carbono bacteriano subsuperficial é estimada em 5 × 1017 g, ou o “peso do Reino Unido”. A massa de microorganismos procariontes – que inclui bactérias e archaea, mas não os microrganismos eucarióticos nucleados – pode chegar a 0,8 trilhão de toneladas de carbono (da massa total da biosfera, estimada entre 1 e 4 trilhões de toneladas). Os micróbios marinhos barofílicos foram encontrados a mais de 10.000 m de profundidade na Fossa das Marianas, o ponto mais profundo dos oceanos da Terra. De fato, formas de vida unicelulares foram encontradas na parte mais profunda da Fossa das Marianas, pelo Challenger Deep, a profundidades de 11.034 m (36.201 ft; 6.856 mi). Outros pesquisadores relataram estudos relacionados que microorganismos prosperam dentro de rochas até 580 m abaixo do fundo do mar, a 2.590 m de oceano ao largo da costa noroeste dos Estados Unidos, bem como 2.400 m. m (7.900 pés; 1,5 mi) abaixo do fundo do mar do Japão. Micróbios termofílicos cultiváveis ​​foram extraídos de núcleos perfurados a mais de 5.000 m (3.100 m) na crosta terrestre na Suécia, a partir de rochas entre 65 e 75 ° C (149 a 169 ° F). A temperatura aumenta com o aumento da profundidade na crosta terrestre. A taxa na qual a temperatura aumenta depende de muitos fatores, incluindo tipo de crosta (continental vs. oceânica), tipo de rocha, localização geográfica, etc. A maior temperatura conhecida na qual a vida microbiana pode existir é de 122 ° C (252 ° F) (Methanopyrus kandleri Strain 116), e é provável que o limite de vida na “biosfera profunda” seja definido pela temperatura e não pela profundidade absoluta. Em 20 de agosto de 2014, os cientistas confirmaram a existência de microrganismos vivendo a 800 m abaixo do gelo da Antártida. Segundo um pesquisador, “Você pode encontrar micróbios em todos os lugares – eles são extremamente adaptáveis ​​às condições e sobrevivem onde quer que estejam”.

Nossa biosfera é dividida em vários biomas, habitados por flora e fauna bastante semelhantes. Em terra, os biomas são separados principalmente pela latitude. Os biomas terrestres situados nos Círculos Ártico e Antártico são relativamente áridos em termos de vida vegetal e animal, enquanto a maioria dos biomas mais populosos se encontra perto do equador.

Distribuição de vida
Constitui uma fina camada de dimensões irregulares, assim como a densidade de biomassa, diversidade e produção primária é irregular. Ela abrange a superfície e o fundo dos oceanos e mares, onde primeiro se desenvolveu, pela superfície dos continentes e nos níveis superficiais da crosta terrestre, onde a vida prospera, com baixa densidade, entre os poros e os interstícios das rochas. .

Oceanos
Nos oceanos a vida está concentrada na camada superficial, zona fótica, na qual a luz. A cadeia trófica começa aqui com fotossintetizadores que são principalmente cianobactérias e protistas, geralmente unicelulares e planctônicos. Os fatores limitantes para o desenvolvimento da vida são aqui alguns nutrientes essenciais, como o ferro, que são escassos, e a máxima produtividade que encontramos nos mares frios e em certas regiões tropicais, contíguas aos continentes, nas quais as correntes extraem nutrientes dos continentes. o fundo do mar. Fora desses locais, as regiões pelágicas (offshore) das latitudes quentes são desertos biológicos, com baixa densidade de vida. Os ecossistemas marinhos mais ricos e complexos são, no entanto, tropicais, e são aqueles que se desenvolvem a uma profundidade muito rasa, apenas alguns metros, ricos em vida bêntica, perto da costa; O exemplo mais claro é os recifes de coral.

Além da zona fótica, há uma vida marinha próspera em cada um dos fundos oceânicos escuros e extensos, que depende, para sua nutrição, da matéria orgânica que cai de cima, na forma de resíduos e cadáveres. Em alguns lugares onde os processos geotectônicos trazem águas quentes carregadas de sais, os principais produtores autotróficos, que obtêm a energia de reações químicas baseadas em substratos inorgânicos, são importantes; o tipo de matabolismo que chamamos de quimiossíntese.

Contra certos preconceitos, a densidade média de vida é maior nos continentes do que nos oceanos da atual biosfera; embora, como o oceano é muito mais extenso, corresponde aproximadamente a 50% da produção primária total do planeta.

Continentes
Nos continentes a cadeia trófica começa a partir das plantas terrestres, fotossintetizadores que obtêm nutrientes minerais do solo graças às mesmas estruturas com as quais estão ancorados, as raízes, fazendo circular a água para a folhagem, onde a evaporam. Por esta razão, o principal fator limitante nos continentes é a disponibilidade de água no solo, ao mesmo tempo que a temperatura, que é mais variável do que nos mares, onde o calor específico alto da água garante um ambiente térmico muito homogêneo. e estável no tempo.

Pela razão indicada, biomassa, produtividade bruta e diversidade ecológica, é distribuída:

Após um gradiente, com um máximo em direção ao equador e um mínimo nas regiões polares, em correlação com a energia disponível.
Concentrado em três bandas estendidas latitudinalmente. O primeiro é o equatorial, onde as chuvas produzidas pela frente intertropical, que são do tipo zênite, ocorrem durante todo o ano ou alternadas com uma estação seca. Os outros dois, mais ou menos simétricos, cobrem as latitudes médias ou temperadas, onde há maior ou menor abundância de chuvas ciclônicas, que acompanham as tempestades.

Entre essas áreas úmidas e vida densa, há duas bandas simétricas de regiões tropicais desérticas ou semi-desérticas, onde, embora a biomassa seja baixa, a biodiversidade é alta. Nas altas latitudes de ambos os hemisférios, temos, finalmente, as regiões polares, onde a pobreza da vida é explicada pela escassez de água líquida, bem como pela falta de energia.

Biosfera profunda
Até recentemente, o nível foi estabelecido como limite para a vida, a poucos metros de profundidade, até onde as raízes das plantas se estendem. Agora, verificamos que não apenas nos fundos oceânicos existem ecossistemas dependentes de organismos quimioautotróficos, mas que a vida desse tipo se estende a níveis profundos da crosta. Consiste em bactérias e arquéias extremófilas, que extraem energia de processos químicos inorgânicos (quimiossíntese). Eles prosperam sem dúvida melhor em lugares onde certas misturas minerais instáveis ​​aparecem, que oferecem um potencial para energia química; mas a Terra é geologicamente um planeta ainda vivo, onde os processos internos ainda geram constantemente situações desse tipo.

Extensão
A biosfera bainha-like começa a cerca de 60 km acima da superfície da Terra e termina a cerca de 5 km abaixo da superfície da Terra. Começa no hemisfério inferior da mesosfera, permeia as camadas remanescentes da atmosfera terrestre e as partes superiores da hidrosfera penetram na pedosfera e terminam na parte superior da litosfera, depois de alguns quilômetros na crosta terrestre. Pelo menos quando se presta atenção aos microrganismos, a biosfera se estende por toda a superfície da Terra, oceanos e fundos marinhos.

Extensão vertical
De acordo com o conhecimento atual, o limite superior da biosfera terrestre é ligeiramente acima da estratopausa, na mesosfera mais baixa a 60 km de altitude. Ainda existem certos microorganismos em estágios permanentes antes. Nestas altitudes atmosféricas eles desafiam as baixas temperaturas que variam de cerca de -50 ° C (estratosfera mais baixa) a cerca de 0 ° C (mesosfera mais baixa), assim como a quase completa falta de água e a forte radiação ultravioleta. Assumimos que os microrganismos encontrados não passam por todo o seu ciclo de vida tão longe da superfície da Terra. Em vez disso, eles só devem ser girados para cima da superfície da Terra de várias maneiras e depois permanecer na estratosfera e na mesosfera mais baixa por algum tempo.

Abaixo da estratosfera está a troposfera, a camada mais densa e mais baixa da atmosfera terrestre. Aqui o ar tem temperaturas do ar mais altas graças ao efeito estufa natural e é relativamente baixo em radiação devido à camada de ozônio estratosférico acima. Por estas razões, existem os habitats de criaturas terrestres na troposfera, induzidas pela temperatura na maior parte, mesmo abaixo da zona altitudinal nival.

Abaixo da troposfera, por um lado, os fundos da pedosfera e, por outro lado, as águas da hidrosfera seguem. Os solos são habitados por uma variedade de organismos do solo. Seu habitat é limitado ao fundo pelo suprimento de água do solo e ar do solo, com microorganismos penetrando mais profundamente. Os microrganismos intactos, mas congelados, encontram-se ainda profundamente no permafrost. Nas águas existem formas de vida no fundo e mais uma vez muitos metros no corpo de água lamacenta. De fato, uma proporção maior da biomassa total da Terra na forma de archaea e bactérias em sedimentos oceânicos. Mas os membros mais proeminentes da vida aquática mantêm-se nas camadas superiores e leves de epipelágica. Além disso, as densidades de espécies e indivíduos podem se tornar muito pequenas. Isto é especialmente verdade para o mar profundo. No entanto, sua escuridão fria é interrompida por ilhas vulcânicas e atóis, que se elevam acima da superfície da água. Submarino, Guyots e Seamounts fornecem habitats para muitos organismos, algumas destas montanhas submarinas podem subir para o epipelagial. Visto em todo o mundo, os montes submarinos ocorrem com muita frequência e ocupam uma área do tamanho da Europa. Coletivamente, eles provavelmente são um dos maiores biomas principais. Dependendo da profundidade da água, ilhas vulcânicas, atóis, montes submarinos e guindastes podem encontrar diversas comunidades que interrompem a vida no deserto do fundo do mar desta maneira.

Abaixo dos solos e cursos de água lamacentos, as rochas da litosfera se unem. Aqui cavernas foram encontrados para conter ecossistemas de cavernas simples consistindo de microorganismos e alguns organismos multicelulares. Todas as outras comunidades da litosfera consistem exclusivamente de microorganismos. Alguns vivem em depósitos de petróleo, costuras de carvão, hidratos de gás, em aquíferos profundos ou em poros finos diretamente no leito rochoso. Além disso, pelo menos certos estágios microbianos de longo prazo também ocorrem em cúpulas salinas. Pode-se supor que a biosfera na litosfera desce até a profundidade a partir da qual a temperatura ambiente sobe geotermicamente acima de 150 ° C. A essa temperatura, ela deve ficar muito quente mesmo para micróbios hipertermofílicos. Como regra geral, supõe-se que a temperatura ambiente aumenta em 3 ° C por 100 metros de profundidade. Assim, a biosfera teria que terminar em cerca de 5 km de profundidade da litosfera. No entanto, existem fortes desvios regionais em relação a essa regra geral.

Ecossistemas microbianos também podem ser encontrados em lagos subglaciais, que são completamente isolados do ambiente pelo gelo glacial sobreposto. Microorganismos também são encontrados no fundo do próprio gelo da geleira. Ainda não está claro até que ponto eles só sobrevivem ou mostram processos ativos de vida lá.

Extensão horizontal
Os seres vivos não se distribuem uniformemente pela biosfera. Primeiro, existem biomas com grandes espécies e densidades de indivíduos. Estes incluem, por exemplo, as florestas tropicais e os recifes de coral. Por outro lado, existem também áreas com vida microscópica macroscópica e microscópica muito escassa. Estes incluem desertos frios e desertos secos no campo e fundos marinhos nos oceanos dos mares profundos sem luz e frios (Bathyal, Abissal, Hadal). No entanto, dentro das áreas desérticas espalhadas áreas do interior de maior biodiversidade: oásis de água nos desertos secos, fenômenos pós-vulcânicos (fontes termais, solfatares, fumarolas, mofettes) nos desertos frios, bem como fontes hidrotermais (Black Smokers, White Smokers ) e fontes de metano (Cold Seeps), em fundos marinhos profundos,

Construção
Apenas uma casca fina da terra é espaço com vida. Medido pelo volume total da terra, a biosfera tem apenas um pequeno volume. Pois os organismos terrestres têm certas afirmações sobre seu ambiente abiótico. A maioria das partes do mundo não consegue atender às demandas.

As reivindicações dos seres vivos começam com a exigência de espaço. Eles só podem ficar em lugares que fornecem espaço suficiente para o tamanho do corpo. Se houver espaço suficiente, o local também deve oferecer possibilidades adequadas de ficar no quarto. Quais opções são adequadas difere da forma de vida para a forma de vida. Por exemplo, as árvores precisam de espaço de enraizamento e locais de fixação no fundo do mar, enquanto o fitoplâncton já se dá bem com o corpo livre de água. Os pedidos de localização podem mudar sazonalmente e depender da idade.

Exemplo: O adulto albatroz-rei precisa de algum espaço para suas asas de três metros de largura. Eles percorrem as camadas baixas de ar sobre o oceano aberto. Lá eles capturam principalmente polvos, bebem água do mar, dormem no ar ou flutuam na superfície do mar. As crias adultas de algas rei não precisam de nenhuma oportunidade sólida de assentamento. No entanto, isso muda sazonalmente. Porque eles voam para o continente a cada dois anos. Lá eles se gabam, ocupam um terreno fértil, incubam um ovo por 79 dias e protegem os filhotes muito indefesos nas primeiras cinco semanas de vida. Depois, os pais voam para o mar novamente. No entanto, eles retornam em intervalos irregulares para o local de reprodução para alimentar as aves jovens. As aves jovens devem perseverar em terra,

Além disso, os fatores ecológicos abióticos (fisio-sistema, localização) devem se mover em larguras de banda toleráveis ​​em formas de vida terrena. Isso se aplica de maneira notável às ofertas de energia térmica e água líquida e a jusante dos outros fatores ecológicos abióticos. Além disso, o paradeiro também deve garantir a nutrição dos seres vivos. Os organismos autotróficos devem ter nutrientes suficientes e organismos heterotróficos suficientes nutrientes.

No curso da história da Terra, as formas de vida evoluíram em tamanhos corporais muito diferentes, métodos de assentamento, Physiosystemansprüche e dietas. Agora, as mesmas condições não prevalecem em toda parte dentro da biosfera. Portanto, nenhuma coisa viva ocorre em todos os lugares da biosfera. As formas de vida com adaptações semelhantes ou complementares são encontradas juntas no mesmo local. Juntos, eles formam ecorregiões (Eu-bioma) e ecozonas (zonobioms).

A localização das zonas ecológicas do continente depende do clima. O clima depende do grau de latitude (→ zonas de iluminação), da distância ao mar (→ oceanicidade / continentalidade) e possivelmente das altas montanhas que impedem a precipitação (→ geleira climática). No geral, os ecozones correm aproximadamente em círculo largo paralelo.

A localização das ecozonas dos oceanos (reinos) depende da temperatura da água próxima da superfície. Também deve-se ter em mente que, para muitos organismos marinhos, as margens continentais ou a vasta vastidão dos oceanos são barreiras que restringem sua disseminação. Um total de doze eco-zonas marinhas são distintas em todo o mundo. Dentro de uma ecologia marinha, ecorregiões desérticas são próximas a ecorregiões de grande abundância organísmica. Isso ocorre porque as mesmas condições tróficas não prevalecem em todos os lugares dos oceanos: o fitoplâncton só pode prosperar extensivamente em seções do mar com um rico suprimento de materiais de construção. O fitoplâncton está na base das cadeias alimentares marinhas. Consequentemente, há também outras formas de vida marinha especialmente numerosas. Áreas marítimas com altas concentrações de materiais de construção são áreas de ressurgência em que a água profunda rica em prédios se eleva até a superfície da água. Grandes quantidades de runot podem produzir um efeito similar (bomba de baleia).

Estrutura organísmica
O tamanho da biosfera é determinado principalmente por microorganismos. Nas fronteiras externas da biosfera, apenas estágios permanentes de micróbios são encontrados, os quais são imunes a condições inóspitas. Isso se aplica à mesosfera e estratosfera, bem como aos solos permafrost, cúpulas salgadas e gelo glacial profundo. Mas mesmo dentro dos limites da biosfera podem ser encontrados muitos ecossistemas que consistem exclusivamente em microorganismos. Isso se aplica a todas as comunidades dentro da litosfera, ou seja, para depósitos de petróleo bruto, carvão e hidratos de gás, bem como para aquíferos profundos, sedimentos mais profundos do oceano e ecossistemas em rochas sólidas simples. Além disso, os microrganismos ocupam todas as salas que também são habitadas por organismos multicelulares. Eles ainda vivem e nestes metabiontes, na pele e rizosfera, bem como nas folhas e no trato digestivo. A biosfera terrestre prova ser uma esfera de microorganismos em toda parte, especialmente em suas áreas mais extremas. Em comparação, o habitat dos metabiontes parece muito limitado.

Construção trófica
Estritamente falando, a biosfera consiste em muitos ecossistemas que estão mais ou menos interligados. Em todos os ecossistemas, os seres vivos cumprem uma de três funções tróficas diferentes: Os produtores primários – também chamados de autótrofos – constroem biomassa a partir de materiais de construção de baixa energia. Esta biomassa é então consumida pelos consumidores. Durante a produção e o consumo, grandes quantidades de material residual são coletadas. Os resíduos do inventário são de organismos da terceira função trófica, os Destruenten, explorados até os materiais de construção de baixa energia. Os materiais de construção podem então ser usados ​​novamente pelos produtores primários para construir nova biomassa.

A existência de consumidores e destruidores depende da presença de produtores primários. Ecossistemas completos só podem ser desenvolvidos em lugares onde os produtores primários encontram condições de vida adequadas. Isso finalmente se aplica a toda a biosfera. A extensão e a existência de toda a biosfera é espaço-temporal, dependendo da presença de produtores primários.

Os produtores primários mais impressionantes e importantes da biosfera terrestre são os organismos fotoautotróficos. Eles operam a fotossíntese para produzir sua biomassa a partir de materiais de construção de baixa energia com a ajuda da luz. Entre os organismos fotoautotróficos mais conhecidos estão as plantas terrestres e as algas (→ organismos fototróficos), onde mais de 99% da biomassa total das plantas é produzida pelas plantas terrestres. A produção primária fotoautotrófica dos oceanos é feita principalmente por haptófitos e cianobactérias não calcificantes.

Organismos fotoautotróficos estão na base de muitos ecossistemas terrestres. A biosfera mostra seus ecossistemas mais ricos em espécies e indivíduos em locais onde podem existir plantas ou outras formas de vida fotoautotróficas. No campo, em lugares onde a luz do dia entra, mas fora dos desertos frios, fora dos desertos secos e abaixo do nível de altitude nivalente. Na água na zona eufótica do epipelagial.

Além das áreas de luz do dia, os relacionamentos de longo prazo só podem ser estabelecidos se os seus produtores primários fototróficos estiverem satisfeitos apenas com escassa atividade vulcânica – ou se eles se tornarem completamente independentes da biomassa gerada fotoautotroficamente. Na base desses ecossistemas completamente independentes da luz, os produtores primariamente são quimioautotróficos. Os organismos quimioautotróficos também cultivam sua biomassa a partir de materiais de construção de baixa energia. Eles ganham a energia necessária não da luz, mas de certas reações químicas. Os ecossistemas que dependem de produtores quimioautotróficos primários incluem hidrotermais (fumantes negros, fumantes brancos), resfriados, lagos subglaciais, cavernas completamente isoladas do mundo exterior e vários ecossistemas microbianos no leito rochoso (→ Endólitos).

No entanto, a biosfera também inclui espaços que não estão diretamente associados aos ecossistemas fotoautotróficos ou quimioautotróficos. Em vez disso, eles ficam entre e fora deles. Devido a condições de vida desfavoráveis, os quartos não podem ser colonizados por produtores primários. No entanto, essas áreas inóspitas podem ser temporariamente tomadas pelos consumidores, que retornam aos ecossistemas autotroficamente mantidos.

Exemplo: Muitas aves migratórias passam por seus habitats com vida autotrófica extremamente esparsa em suas migrações anuais. Então cegonhas brancas voam pelo deserto seco do Saara. Gansos listrados atravessam o cume principal livre de vegetação do Himalaia. No entanto, ambas as espécies de aves escolhem o seu inverno e áreas de reprodução novamente em habitats habitados por plantas. Então, eles só ficam temporariamente fora dos ecossistemas fotoautotroficamente mantidos.

A migração vertical é semelhante à migração anual de aves: dependendo da hora do dia, muitos organismos aquáticos migram para frente e para trás entre as camadas epipelagial e baixa da água abaixo. Alguns membros do fitoplâncton migram à noite para adquirir materiais de construção nas camadas mais profundas da água. Ao amanhecer, eles retornam à superfície da água. Ao mesmo tempo, há um movimento oposto do zooplâncton e de alguns animais maiores. Eles nadam no abrigo das trevas para a superfície da água para fazer presas, e retornam de madrugada à profundidade para se protegerem mesmo de predadores maiores.

Além disso, os resíduos dos ecossistemas autotroficamente mantidos estão constantemente desaparecendo. Os resíduos podem ser reciclados por destruidores além dos limites reais desses ecossistemas. Dessa forma, os ecossistemas podem emergir – e assim expandir a biosfera – que não são baseados diretamente nos produtores primários atuais, mas no lixo. Exemplos típicos de tais ecossistemas são os solos, que estão sujeitos a uma diversidade constante de estoque vivo terrestre. Mas também corpos de água e camadas de água mais profundas abaixo da zona eufótica pertencem a ela, para o qual o lixo de inventário escorre da Epipelagial e das margens. Particularmente digno de menção são as quedas de baleias: as baleias mortas afundam no fundo do mar e entregam grandes quantidades de resíduos utilizáveis ​​para os habitantes do fundo do mar. Os walkadavers também servem como estações intermediárias para organismos de águas profundas em suas migrações entre os ecossistemas baseados em quimioautótrofos das fontes hidrotermais (fumantes) e metano (seps frias) amplamente disseminadas. A redução do lixo marinho no mar ocorre em taxas mais baixas, mesmo nas zonas de baixo consumo de oxigênio (zona mínima de oxigênio s) por organismos apropriadamente adaptados. Além de solos e corpos d’água distantes, muitas cavernas estão entre os ecossistemas baseados em resíduos, na medida em que não estão completamente isolados do mundo exterior. No inventário de cavernas, o lixo é introduzido de várias maneiras, um exemplo proeminente é o guano de morcego.

Biosferas Artificiais
Biosferas experimentais, também chamadas de sistemas ecológicos fechados, foram criadas para estudar os ecossistemas e o potencial para sustentar a vida fora da Terra. Estes incluem espaçonaves e os seguintes laboratórios terrestres:

Biosfera 2 no Arizona, Estados Unidos, 3.15 acres (13.000 m2).
BIOS-1, BIOS-2 e BIOS-3 no Instituto de Biofísica de Krasnoyarsk, na Sibéria, na então União Soviética.
Biosfera J (CEEF, Instalações Fechadas de Experiências Ecológicas), uma experiência no Japão.
Sistema Micro-Ecológico de Suporte à Vida Alternativa (MELiSSA) na Universitat Autònoma de Barcelona

Biosferas Extraterrestres
Nenhuma biosfera foi detectada além da Terra; portanto, a existência de biosferas extraterrestres permanece hipotética. A hipótese da terra rara sugere que eles devem ser muito raros, salvo aqueles compostos apenas de vida microbiana. Por outro lado, os análogos da Terra podem ser bastante numerosos, pelo menos na Via Láctea, dado o grande número de planetas. Três dos planetas descobertos TRAPPIST-1 em órbita poderiam conter biosferas. Dada a compreensão limitada da abiogênese, atualmente não se sabe qual a porcentagem desses planetas que realmente desenvolvem as biosferas.

Com base nas observações da equipe do Telescópio Espacial Kepler, calculou-se que, desde que a probabilidade de abiogênese seja maior que 1 a 1000, a biosfera alienígena mais próxima deve estar a menos de 100 anos-luz da Terra.

Também é possível que biosferas artificiais sejam criadas no futuro, por exemplo, em Marte. O processo de criar um sistema não contido que imite a função da biosfera da Terra é chamado terraformação.