Учение о биосфере разработал В. И. Вернадский. Биосфера – это оболочка Земли, заселенная живыми организмами, включающая в себя часть литосферы, гидросферу и часть атмосферы. Атмосфера – это слой толщиной от 2–3 до 10 км (для спор грибов и бактерий) над поверхностью Земли. Лимитирующим фактором для распространения живых организмов в атмосфере является распределение кислорода и уровень ультрафиолетового излучения. Литосфера заселена живыми организмами на значительную глубину, но наибольшее их количество сосредоточено в поверхностном слое почвы. Ограничивают распространение живых организмов количество кислорода, света, давление и температура. Гидросфера заселена живыми существами на глубину более 11 000 м. Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по месту обитания делятся на 3 группы: 1) планктон – организмы, живущие на поверхности водоемов; 2) нектон – активно передвигающиеся в толще воды; 3) бентос – организмы, обитающие на дне водоемов. Биологический круговорот – это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду. Биомасса выполняет и другие функции: 1) газовая – постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений; 2) концентрационная – постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их отмирания – в неживую природу; 3) окислительно-восстановительная – обмен веществом и энергией с внешней средой. При диссимиляции окисляются органические вещества, при ассимиляции используется энергия АТФ; 4) биохимическая – химические превращения веществ, составляющие основу жизнедеятельности организма. Термин «ноосфера» введен В. И. Вернадским в начале ХХ в. Первоначально ноосфера представлялась как «мыслящая оболочка Земли» (от гр. noqs – «ум»). В настоящее время под ноосферой понимают биосферу, преобразованную трудом и научной мыслью человека. В идеале ноосфера подразумевает новый этап развития биосферы, в основе которого лежит разумное регулирование взаимоотношений человека и природы. Однако в данный момент человек воздействует на биосферу в большинстве случаев губительно. Неразумная хозяйственная деятельность человека привела к появлению глобальных проблем, среди которых: 1) изменение состояния атмосферы в виде появления парникового эффекта и озонового кризиса; 2) уменьшение площади Земли, занятой лесами; 3) опустынивание земель; 4) уменьшение видового разнообразия; 5) загрязнение океанических и пресных вод, а также суши промышленными и сельскохозяйственными отходами; 6) непрерывный рост численности населения.