główny pomysł W I. Wernadskiego jest to, że najwyższa faza rozwoju materii na Ziemi – życie – determinuje i podporządkowuje inne procesy planetarne. Przy tej okazji napisał, że można bez przesady stwierdzić, że stan chemiczny zewnętrznej skorupy naszej planety, biosfery, znajduje się całkowicie pod wpływem życia i jest determinowany przez organizmy żywe.
Jeśli wszystkie żywe organizmy są równomiernie rozmieszczone na powierzchni Ziemi, tworzą film o grubości 5 mm. Mimo to rola materii żywej w historii Ziemi jest nie mniejsza niż rola procesów geologicznych. Cała masa żywej materii, która była na Ziemi na przykład przez 1 miliard lat, już przekracza masę skorupa Ziemska.
Ilościową cechą materii żywej jest całkowita ilość biomasy. W I. Wiernadski po przeprowadzeniu analiz i obliczeń doszedł do wniosku, że ilość biomasy waha się od 1000 do 10 000 bilionów ton. Okazało się również, że powierzchnia Ziemi to nieco mniej niż 0,0001% powierzchni Słońca, ale zielony obszar jego aparatu transformacji, tj. powierzchnia liści drzew, łodyg traw i zielonych alg daje liczby zupełnie innego rzędu - w różnych porach roku waha się od 0,86 do 4,20% powierzchni Słońca, co wyjaśnia dużą całkowitą energię biosfery. W ostatnie lata podobne obliczenia przy użyciu najnowocześniejszego sprzętu przeprowadził krasnojarski biofizyk I. Gitelzon i potwierdziły kolejność liczb ustaloną ponad pół wieku temu przez V.I. Wernadski.
Znaczące miejsce w twórczości V.I. Według Wernadskiego biosfera jest przypisana zielonej żywej materii roślin, ponieważ tylko ona jest autotroficzna i zdolna do gromadzenia energii promieniowania Słońca, tworząc za jej pomocą pierwotne związki organiczne.
Znaczna część energii materii żywej trafia do tworzenia nowych minerałów wadozy (nieznanych poza nią) w biosferze, a część jest zakopywana w postaci materii organicznej, ostatecznie tworząc złoża węgla brunatnego i kamiennego, łupków bitumicznych, ropy naftowej i gaz. „Mamy tu do czynienia” – napisał V.I. Vernadsky'ego - z nowym procesem, polegającym na powolnym przenikaniu do planety promienistej energii Słońca, która dotarła do powierzchni Ziemi. W ten sposób materia żywa zmienia biosferę i skorupę ziemską. Nieustannie pozostawia w sobie część tych, którzy przez nią przeszli. pierwiastki chemiczne, tworząc ogromne grubości nieznanych poza nim minerałów wadozy lub przenikając bezwładną materię biosfery najdrobniejszym pyłem z jej pozostałości.
Według naukowca skorupa ziemska to głównie pozostałości dawnych biosfer. Nawet jego warstwa granitowo-gnejsowa powstała w wyniku metamorfizmu i topnienia skał, które powstały niegdyś pod wpływem żywej materii. Uważał, że jedynie bazalty i inne podstawowe skały magmowe są głębokie i niezwiązane swoją genezą z biosferą.
W doktrynie biosfery pojęcie „materii żywej” ma fundamentalne znaczenie. Organizmy żywe przekształcają kosmiczną energię promieniowania w ziemską energię chemiczną i tworzą nieskończoną różnorodność naszego świata. Ich oddychanie, odżywianie, metabolizm, śmierć i rozkład, który trwa setki milionów lat, przy ciągłej zmianie pokoleń, powodują wspaniały proces planetarny, który istnieje tylko w biosferze - migrację pierwiastków chemicznych.
Materia żywa, zgodnie z teorią V. I. Wernadskiego, jest czynnikiem biogeochemicznym w skali planetarnej, pod wpływem którego ulega przemianie w otaczającym ją środowisku środowisko abiotyczne i same organizmy żywe. W całej przestrzeni biosfery następuje ciągły ruch cząsteczek wytwarzanych przez życie. Życie w decydujący sposób wpływa na dystrybucję, migrację i dyspersję pierwiastków chemicznych, determinując losy azotu, potasu, wapnia, tlenu, magnezu, strontu, węgla, fosforu, siarki i innych pierwiastków.
Ery rozwoju życia: proterozoik, paleozoik, mezozoik, kenozoik odzwierciedlają nie tylko formy życia na Ziemi, ale także jego zapis geologiczny, los planety. biosfera Vernadsky życie biogeniczne
W doktrynie biosfery materia organiczna Wraz z energią rozpadu promieniotwórczego uważany jest za nośnik energii darmowej. Życie nie jest postrzegane jako mechaniczna suma jednostek czy gatunków, ale zasadniczo jako pojedynczy proces obejmujący całą materię w górnej warstwie planety.
Materia żywa zmieniała się na przestrzeni wszystkich epok i okresów geologicznych. W związku z tym, jak zauważył V.I. Wernadskiego, współczesna materia żywa jest genetycznie spokrewniona z materią żywą ze wszystkich poprzednich epok geologicznych. Jednocześnie w znaczących okresach geologicznych ilość materii żywej nie podlega zauważalnym zmianom. Wzór ten został sformułowany przez naukowców jako stała ilość materii żywej w biosferze (dla danego okresu geologicznego).
Materia żywa pełni w biosferze następujące funkcje biogeochemiczne: gaz - pochłania i uwalnia gazy; redox – utlenia np. węglowodany do dwutlenku węgla i redukuje go do węglowodanów; koncentracja - organizmy skupiające gromadzą w swoich ciałach i szkieletach azot, fosfor, krzem, wapń i magnez. W wyniku pełnienia tych funkcji materia żywa biosfery z bazy mineralnej tworzy naturalne wody i gleby, które powstały w przeszłości i utrzymuje atmosferę w stanie równowagi.
Przy udziale materii żywej zachodzi proces wietrzenia i skały biorą udział w procesach geochemicznych.
Funkcje gazowe i redoks materii żywej są ściśle powiązane z procesami fotosyntezy i oddychania. W wyniku biosyntezy substancji organicznych przez organizmy autotroficzne ze starożytnej atmosfery wydobyto ogromną ilość dwutlenku węgla. Wraz ze wzrostem biomasy roślin zielonych zmieniał się skład gazowy atmosfery – zmniejszała się zawartość dwutlenku węgla i wzrastało stężenie tlenu. Cały tlen w atmosferze powstaje w wyniku procesów życiowych organizmów autotroficznych. Żywa materia jakościowo zmieniła skład gazu w atmosferze - geologiczną powłokę Ziemi. Z kolei tlen jest wykorzystywany przez organizmy do procesu oddychania, w wyniku czego tlen ponownie przedostaje się do atmosfery. dwutlenek węgla.
W ten sposób żywe organizmy powstały w przeszłości i utrzymują atmosferę naszej planety przez miliony lat. Wzrost stężenia tlenu w atmosferze planety wpłynął na szybkość i intensywność reakcji redoks w litosferze.
Wiele mikroorganizmów bierze bezpośredni udział w utlenianiu żelaza, co prowadzi do powstawania osadowych rud żelaza lub w redukcji siarczanów z powstawaniem biogennych złóż siarki. Pomimo tego, że organizmy żywe zawierają te same pierwiastki chemiczne, których związki tworzą atmosferę, hydrosferę i litosferę, organizmy nie powtarzają całkowicie składu chemicznego środowiska.
Materia żywa, aktywnie pełniąc funkcję koncentracji, wybiera ze swojego otoczenia pierwiastki chemiczne i to w takich ilościach, jakie potrzebuje. Dzięki funkcji koncentracji organizmy żywe stworzyły wiele skał osadowych, na przykład osadów kredy i wapienia.
Powierzchnia Ziemi nie zawiera potężniejszej, stale działającej, dynamicznej siły niż żywe organizmy. Zgodnie z doktryną żywej materii, tej powłoce przypisuje się funkcję kosmiczną, działając jako łącznik między Ziemią a przestrzenią kosmiczną. Uczestnicząc w procesie fotosyntezy, metabolizmu i przemian substancji naturalnych, materia żywa wykonuje niewyobrażalną pracę chemiczną.
Koncepcja żywej materii V. I. Vernadsky'ego
Koncepcję żywej materii opracował słynny naukowiec V.I. Vernadsky, który osobno rozważał masę biologiczną wśród ogółu innych rodzajów substancji organicznych tworzących biosferę globu. Zdaniem badacza organizmy żywe stanowią niewielki ułamek biosfery. Jednak to właśnie ich żywotna działalność w największym stopniu wpływa na kształtowanie otaczającego świata.
Według koncepcji naukowca materia żywa biosfery składa się zarówno z substancji organicznych, jak i nieorganicznych. Główną specyficzną cechą żywej materii jest obecność ogromnej potencjał energetyczny. Jeśli chodzi o uwalnianie darmowej energii w nieorganicznym środowisku planety, z materią żywą można porównać jedynie strumienie lawy wulkanicznej. Główną różnicą między materią nieożywioną a żywą jest prędkość przepływu reakcje chemiczne, które w tym drugim przypadku zachodzą miliony razy szybciej.
Opierając się na naukach profesora Wernadskiego, obecność żywej materii w biosferze Ziemi może objawiać się w kilku postaciach:
- biochemiczny (udział w metabolizmie substancji chemicznych, tworzenie muszli geologicznych);
- mechaniczne (bezpośredni wpływ biomasy na przemiany świata materialnego).
Biochemiczna forma „aktywności” biomasy planety objawia się ciągłą wymianą substancji pomiędzy środowiskiem a organizmami podczas trawienia pokarmu i budowy organizmu. Mechaniczne oddziaływanie materii żywej na otaczający świat polega na cyklicznym ruchu substancji w trakcie życia organizmów.
Zasady biochemiczne
Aby uzyskać pełne zrozumienie „ilości pracy” wykonywanej przez materię żywą w procesie aktywności życiowej, pozwala na to kilka zasad naukowych znanych jako zasady biochemiczne:
- ruch atomów substancji chemicznych podczas migracji biogennej zawsze dąży do osiągnięcia maksymalnych możliwych przejawów;
- ewolucyjna transformacja gatunków zmierza w kierunku sprzyjającym wzmożonej migracji atomów pierwiastków;
- istnienie biomasy wynika z obecności energii słonecznej;
- żywa materia planety jest zamknięta w ciągłym cyklu wymiany chemikalia ze środowiskiem kosmicznym.
Odbicie żywotnej aktywności materii żywej w funkcjonowaniu biosfery
Życie powstało w formie biosfery dzięki zdolności materii organicznej do reprodukcji, wzrostu i ewolucji form. Początkowo żywa skorupa planety była kompleksem substancji organicznych, które tworzyły cykl pierwiastków. W trakcie rozwoju i transformacji organizmów żywych materia żywa nabyła zdolność do funkcjonowania nie tylko jako ciągły przepływ energii, ale także do ewolucji jako złożony system.
Nowe typy organicznej powłoki Ziemi nie znajdują po prostu swoich korzeni w poprzednich formach. Ich występowanie wynika z przebiegu specyficznych procesów biogennych w środowisku naturalnym, co z kolei wpływa na całą materię żywą, czyli komórki organizmów żywych. Każdy etap ewolucji biosfery charakteryzuje się zauważalnymi zmianami w jej strukturze materialnej i energetycznej. W ten sposób powstają nowe systemy bezwładnej i żywej materii planety.
Rosnący wpływ biomasy na zmiany w układach obojętnych planety jest zauważalny w badaniach wszystkich epok bez wyjątku. Wynika to przede wszystkim ze wzrostu akumulacji energii słonecznej, a także wzrostu intensywności i pojemności cyklu biologicznego pierwiastków. Zmiany w środowisku zawsze z góry determinują pojawienie się nowych, złożonych form życia.
Funkcje materii żywej w biosferze
Po raz pierwszy funkcje biomasy rozważał ten sam Wernadski, pisząc słynne dzieło „Biosfera”. Tutaj naukowiec identyfikuje dziewięć funkcji żywej materii: tlen, wapń, gaz, utlenianie, redukcja, niszczenie, koncentracja, redukcja, metaboliczna, oddechowa.
Rozwój nowoczesnych koncepcji dotyczących żywej materii w biosferze doprowadził do znacznego ograniczenia liczby funkcji żywej materii i ich łączenia w nowe grupy. To właśnie one zostaną omówione dalej.
Funkcje energetyczne materii żywej
Strumienie energii emanujące ze Słońca są prawdziwym darem natury elektromagnetycznej dla roślin. Ponad 90% energii wchodzącej do biosfery planety jest pochłaniane przez litosferę, atmosferę i hydrosferę, a także jest bezpośrednio zaangażowane w przebieg procesów chemicznych.
Funkcje materii żywej polegające na przetwarzaniu energii przez rośliny zielone są głównym mechanizmem materii żywej. Bez obecności procesów przenoszenia i akumulacji energii słonecznej rozwój życia na planecie stałby pod znakiem zapytania.
Niszczące funkcje organizmów żywych
Zdolność mineralizacji związki organiczne, rozkład chemiczny skały, martwa materia organiczna, udział minerałów w obiegu biomasy – to wszystko są destrukcyjne funkcje żywej materii w biosferze. Dom siła napędowa Destrukcyjne funkcje biosfery pełnią bakterie, grzyby i inne mikroorganizmy.
Martwe związki organiczne rozkładają się do stanu substancji nieorganicznych (woda, amoniak, dwutlenek węgla, metan, siarkowodór), powracając do pierwotnego obiegu materii.
Na szczególną uwagę zasługuje destrukcyjne działanie organizmów na skały. Dzięki cyklowi substancji skorupa ziemska jest uzupełniana składnikami mineralnymi uwalnianymi z litosfery. Organizmy żywe, uczestnicząc w rozkładzie minerałów, włączają w ten sposób cały kompleks niezbędnych pierwiastków chemicznych w cyklu biosfery.
Funkcje koncentracji
Selektywna akumulacja substancji w przyrodzie, ich rozmieszczenie, obieg żywej materii - wszystko to tworzy funkcje koncentracji biosfery. Wśród najbardziej aktywnych koncentratorów pierwiastków chemicznych szczególną rolę odgrywają mikroorganizmy.
Budowa szkieletów poszczególnych przedstawicieli świata zwierzęcego wynika z zastosowania rozproszonych minerałów. Żywe przykłady Zastosowanie skoncentrowanych elementów naturalnych obejmuje mięczaki, okrzemki i glony wapienne, koralowce, radiolariony i gąbki krzemieniowe.
Funkcje gazu
podstawa właściwości gazu materia żywa to dystrybucja substancji gazowych przez organizmy żywe. W zależności od rodzaju przetwarzanych gazów wyróżnia się szereg poszczególnych funkcji gazu:
- Tworzenie tlenu - przywrócenie zaopatrzenia planety w tlen w wolnej postaci.
- Dwutlenek - powstawanie biogennych kwasów węglowych w wyniku oddychania przedstawicieli świata zwierząt.
- Ozon – powstawanie ozonu, który pomaga chronić biomasę przed niszczycielskim działaniem promieniowania słonecznego.
- Azot - powstawanie wolnego azotu podczas rozkładu substancji pochodzenia organicznego.
Funkcje tworzące środowisko
Biomasa ma zdolność przekształcania parametrów fizycznych i chemicznych środowisko stworzyć warunki odpowiadające potrzebom organizmów żywych. Jako przykład możemy wyróżnić środowisko roślinne, którego żywotna aktywność pomaga zwiększyć wilgotność powietrza, regulować spływ powierzchniowy i wzbogacać atmosferę w tlen. W pewnym stopniu funkcje środowiskowe są wypadkową wszystkich wyżej wymienionych właściwości materii żywej.
Rola człowieka w kształtowaniu biosfery
Pojawienie się człowieka jako odrębny typ znalazło odzwierciedlenie w pojawieniu się rewolucyjnego czynnika w ewolucji masy biologicznej - świadomej transformacji otaczającego świata. Postęp techniczno-naukowy nie jest jedynie zjawiskiem życia społecznego człowieka, ale w jakiś sposób wiąże się z naturalnymi procesami ewolucji wszystkich istot żywych.
Od niepamiętnych czasów ludzkość dokonuje transformacji żywej materii biosfery, co znalazło odzwierciedlenie we wzroście szybkości migracji atomów środowiska chemicznego, przemianach poszczególnych geosfer, kumulacji przepływów energii w biosferze i zmianach w wyglądzie Ziemi. Obecnie człowieka postrzega się nie tylko jako gatunek, ale także jako siłę zdolną do zmiany powłok planety, co z kolei jest specyficznym czynnikiem ewolucji.
Naturalna chęć zwiększenia liczby gatunków doprowadziła gatunek ludzki do aktywnego korzystania z odnawialnych i nieodnawialnych zasobów biosfery, źródeł energii, substancji zakopanych w skorupach planety. Wypieranie poszczególnych przedstawicieli świata zwierząt z naturalnych siedlisk, niszczenie gatunków w celach konsumpcyjnych, technogeniczna transformacja parametrów środowiskowych - wszystko to pociąga za sobą wyginięcie niezbędne elementy biosfera.
Koncepcja biosfery opiera się na idei żywej materii. Ponad 90% całej żywej materii stanowi roślinność lądowa (98% biomasy lądowej). Żywa materia- najpotężniejszy czynnik geochemiczny i energetyczny, wiodąca siła rozwoju planet. Głównym źródłem aktywności biochemicznej organizmów jest energia słoneczna, wykorzystywana w procesie fotosyntezy przez rośliny zielone i niektóre mikroorganizmy do tworzenia materii organicznej. Materia organiczna dostarcza pożywienia i energii innym organizmom. Fotosynteza doprowadziła do gromadzenia się wolnego tlenu w atmosferze, powstania warstwy ozonowej, która chroni przed ultrafioletem i twardym promieniowaniem kosmicznym, utrzymuje nowoczesny skład gazowy atmosfery. Życie na Ziemi zawsze istniało w postaci kompleksowo zorganizowanych kompleksów różnych organizmów (biocenoz). Jednocześnie organizmy żywe i ich siedliska tworzą integralne systemy - biogeocenozy. Odżywianie, oddychanie i rozmnażanie organizmów oraz związane z nimi procesy powstawania, akumulacji i rozkładu materii organicznej zapewniają stały obieg materii i energii. Z tym cyklem związana jest migracja atomów pierwiastków chemicznych przez materię żywą. Zatem cały tlen atmosferyczny krąży w materii żywej w ciągu 2000 lat, a dwutlenek węgla w ciągu 300 lat. Duża różnorodność produktów organicznych i związki chemiczne charakteryzuje skład samych organizmów. Dzięki żywej materii na planecie powstały gleby i organiczne paliwa mineralne (torf, węgiel, a może nawet ropa naftowa).
Badanie procesów migracji atomów w biosferze, V.I. Wernadski podszedł do kwestii genezy (pochodzenia) pierwiastków chemicznych w skorupie ziemskiej, a następnie konieczności wyjaśnienia trwałości związków tworzących organizmy. Analizując problem migracji atomów doszedł do wniosku, że związki organiczne niezależne od materii żywej nie istnieją nigdzie. „Pod nazwą żywej materii” – napisał V.I. Wernadskiego w 1919 r.: „Będę miał na myśli całość wszystkich organizmów, roślinności i zwierząt, w tym ludzi”.
Zatem materia żywa to całość żywych organizmów biosfery, wyrażona liczbowo w elementarnym składzie chemicznym, masie i energii. W latach 30. XX wieku W I. Wiernadski odróżnia ludzkość od całkowitej masy żywej materii jako jej szczególną część. To oddzielenie człowieka od wszystkich istot żywych stało się możliwe z trzech powodów.
Po pierwsze, ludzkość nie jest producentem, ale konsumentem energii biogeochemicznej. Praca ta wymagała rewizji funkcji geochemicznych materii żywej w biosferze. Po drugie, masa ludzkości, obliczona na podstawie danych demograficznych, nie jest stałą ilością żywej materii. Po trzecie, jego funkcje geochemiczne charakteryzują się nie masą, ale działalnością produkcyjną.
Gdyby człowiek nie oddzielił się od naturalnego świata zwierząt, jego liczba wynosiłaby około 100 tysięcy. Tacy protoludzie żyliby na ograniczonym obszarze, a ich ewolucja byłaby zdeterminowana przez powolne procesy wynikające ze zmian genetycznych populacji charakterystycznych dla specjacji. Jednak wraz z pojawieniem się człowieka nastąpił jakościowy skok w rozwoju przyrody na Ziemi. Istnieją podstawy, aby sądzić, że ta nowa jakość jest powiązana z umysłem i świadomością homo sapiens. Zatem główną różnicą gatunkową człowieka jest jego umysł i to dzięki świadomości ludzkość rozwinęła się na swój sposób. Znalazło to również odzwierciedlenie w procesie reprodukcji człowieka, ponieważ wymaga tego kształtowanie dojrzałych społecznie form świadomości długi czas- co najmniej 20 lat.
Co cechy nieodłącznie związany z żywą materią? Przede wszystkim to ogromna darmowa energia. Podczas ewolucji gatunków dochodzi do biogenicznej migracji atomów, tj. energia materii żywej w biosferze wzrosła wielokrotnie i nadal rośnie, ponieważ materia żywa przetwarza energię promieniowania słonecznego, energia atomowa rozpad radioaktywny i energia kosmiczna rozproszonych pierwiastków pochodzących z naszej Galaktyki. Scharakteryzowano także materię żywą duża prędkość reakcji chemicznych w porównaniu do materii nieożywionej, gdzie podobne procesy zachodzą tysiące i miliony razy wolniej. Na przykład niektóre gąsienice mogą dziennie przetworzyć 200 razy więcej pożywienia, niż same ważą, a jedna sikora zjada dziennie tyle gąsienic, ile sama waży.
Jest to charakterystyczne dla materii żywej wchodzących w jego skład związków chemicznych. najważniejszymi z nich są białka, stabilny tylko w organizmach żywych. Po zakończeniu procesu życiowego pierwotne żywe substancje organiczne rozkładają się na składniki chemiczne.
Żywa materia istnieje na planecie w formie ciągłej przemiany pokoleń, dzięki czemu nowo powstałe pokolenie jest genetycznie powiązane z żywą materią minionych epok. Jest to główna jednostka strukturalna biosfery, która determinuje wszystkie inne procesy zachodzące na powierzchni skorupy ziemskiej. Jest to charakterystyczne dla materii żywej obecność procesu ewolucyjnego. Informacja genetyczna każdego organizmu jest zaszyfrowana w każdej jego komórce. Komórki te są pierwotnie przeznaczone do bycia sobą, z wyjątkiem komórki jajowej, z której rozwija się cały organizm. Zatem żywa materia jest zasadniczo nieśmiertelna.
W I. Wiernadski zauważył, że materia żywa jest nierozerwalnie związana z biosferą, jest jej funkcją, a jednocześnie „jedną z najpotężniejszych sił geochemicznych na naszej planecie”. Cykl substancji V.I. Wernadski nazwał cykle biogeochemiczne. Te cykle i krążenie zapewniają podstawowe funkcje materia żywa jako całość. Naukowiec zidentyfikował pięć takich funkcji:
Funkcja gazu - przeprowadzane przez rośliny zielone, które w procesie fotosyntezy wydzielają tlen, a także wszystkie rośliny i zwierzęta, które w wyniku oddychania wydzielają dwutlenek węgla;
Funkcja koncentracji - objawia się zdolnością organizmów żywych do akumulacji w swoim organizmie wielu pierwiastków chemicznych (na pierwszym miejscu jest węgiel, wśród metali wapń);
Funkcja redoks - wyraża się w przemianach chemicznych substancji w procesie życia. W rezultacie powstają sole, tlenki i nowe substancje. Funkcja ta związana jest z powstawaniem rud żelaza i manganu, wapieni itp.;
Funkcja biochemiczna - definiuje się jako reprodukcję, wzrost i ruch w przestrzeni materii żywej. Wszystko to prowadzi do krążenia pierwiastków chemicznych w przyrodzie, ich biogennej migracji;
Funkcją ludzkiej aktywności biogeochemicznej jest związane z biogenną migracją atomów, która wielokrotnie wzrasta pod wpływem działalności gospodarczej człowieka. Człowiek rozwija się i wykorzystuje na swoje potrzeby duża liczba substancje skorupy ziemskiej, w tym węgiel, gaz, ropa naftowa, torf, łupki i wiele rud. Jednocześnie następuje antropogeniczne przedostawanie się do biosfery obcych substancji w ilościach przekraczających dopuszczalna wartość. Doprowadziło to do kryzysowej konfrontacji człowieka z przyrodą. Główny powód Zbliżający się kryzys ekologiczny uważany jest za koncepcję technokratyczną, która postrzega biosferę z jednej strony jako źródło zasobów fizycznych, a z drugiej jako kanał do usuwania odpadów.
Wszystkie procesy ekologiczne zachodzą w układach obejmujących materię żywą, dlatego ważne jest, aby móc odróżnić materię żywą od innych rodzajów substancji (nieorganicznych, obojętnych, bioinertnych itp.).
Żywa materia tworzy całość wszystkich ciał, niezależnie od ich przynależności do tej czy innej systematycznej grupy. Całkowita masa (w postaci suchej) żywej materii na planecie Ziemia wynosi (2,4-3,6) * 10 12 ton.
Żywa materia jest nierozerwalnie związana z jej funkcją i stanowi jedną z najpotężniejszych sił geologicznych. Reprezentuje nierozerwalną molekularno-biologiczną jedność, systemową całość charakterystyczne cechy, wspólne dla całej epoki jego istnienia, a także dla każdej indywidualnej epoki geologicznej. Zniszczenie poszczególnych składników żywej materii może doprowadzić do zakłócenia systemu jako całości, czyli katastrofy ekologicznej i śmierci całego systemu żywej materii.
Przyjrzyjmy się niektórym z najbardziej substancje ogólne niezależnie od epoki geologicznej jego istnienia.
1. Układ składający się z żywej materii (organizmu) jest zdolny do wzrostu, to znaczy zwiększa swoje rozmiary.
2. Organizm (żywy) w czasie swojego istnienia zachowuje to, co najlepsze typowe znaki i jest w stanie przekazywać te cechy w drodze dziedziczenia, czyli jest nośnikiem i transmiterem.
3. Organizm żywy w ciągu swojego życia jest zdolny do rozwoju, który dzieli się na dwa okresy - embrionalny i postembrionalny.
4. Materia żywa, jako odrębny organizm, jest zdolna do rozmnażania, co zapewnia istnienie tego gatunku przez długi czas (z historycznego punktu widzenia).
5. Materia żywa charakteryzuje się ukierunkowanym metabolizmem.
Poziomy organizacji materii żywej
Materia żywa, jako całość wszystkich organizmów żyjących na Ziemi, składa się z kilku królestw (Prokarioty, Zwierzęta, Rośliny, Grzyby), które pozostają w złożonych związkach. Materia żywa ma złożoną strukturę i różne poziomy organizacji. Przyjrzyjmy się niektórym z nich według stopnia złożoności.
1. Gen molekularny (suborganizm) - specjalna forma organizacji żywych istot, nieodłączna dla wszystkich organizmów bez wyjątku, będąca zbiorem różnych substancji organicznych i nieorganicznych połączonych pewną strukturą oraz systemem procesów biochemicznych, które to umożliwiają zachowanie tego zestawu związków jako integralnego układu zdolnego do wzrostu, rozwoju, samozachowania i rozmnażania się przez cały okres istnienia tego organizmu, tj. aż do śmierci.
2. Komórkowy - wszystkie istoty żywe (z wyjątkiem niekomórkowych form życia) zbudowane są ze specjalnych struktur - komórek, które mają ściśle określoną strukturę, właściwą zarówno organizmom z królestwa roślin, jak i organizmom z królestwa zwierząt i grzybów; niektóre organizmy składają się z jednej komórki, dlatego takie organizmy na poziomie komórkowym odpowiadają nowemu poziomowi organizacji - organizmowi (patrz piąty poziom organizacji).
3. Tkanka – charakterystyczna dla złożonych organizmów wielokomórkowych, w których komórki wyspecjalizowały się zgodnie z pełnionymi funkcjami, co doprowadziło do powstania tkanek – zbioru komórek mających to samo pochodzenie, podobną budowę i pełniących te same lub podobne funkcje; Rośliny i zwierzęta rozróżnia się w następujący sposób: w roślinach wyróżnia się tkanki powłokowe, podstawowe, mechaniczne, przewodzące i merystemy (tkanki wzrostowe); u zwierząt - tkanki powłokowe, nerwowe, mięśniowe i łączne.
4. Organiczne - w organizmach wysoce zorganizowanych tkanki tworzą struktury przeznaczone do pełnienia określonych funkcji, które nazywane są narządami, a narządy są łączone w układy narządów (na przykład żołądek jest częścią układu trawiennego).
5. Organizm - układy narządów łączą się w system, podczas którego funkcjonuje żywotna aktywność konkretnej żywej istoty; wiadomo, że występuje w przyrodzie duża liczba Jednokomórkowe organizmy.
6. Populacja-gatunek - osobniki jednego gatunku tworzą specjalne grupy żyjące na danym określonym terytorium i zajmujące określone nisza ekologiczna, które nazywane są populacjami, a populacje identycznych organizmów tworzą podgatunki i gatunki.
7. Biogeocenotyczny - ten poziom organizacji materii żywej związany jest z faktem, że na danym terytorium żyje określona liczba populacji różne rodzaje(zarówno zwierzęta, jak i rośliny, grzyby, prokarioty i niekomórkowe formy życia), które są ze sobą powiązane różnymi połączeniami, w tym także pokarmowymi.
8. Biosfera jest najwyższy poziom organizacje istot żywych na planecie Ziemia, czyli cały zbiór żyjących na niej istot żywych, które są ze sobą powiązane planetarnym cyklem pierwiastków i związków chemicznych; do czego może prowadzić zakłócenie tego cyklu globalna katastrofa a nawet do śmierci wszystkich żywych istot.
W konsekwencji poziomy organizacji 1-5 są charakterystyczne dla pojedynczego organizmu, a poziomy 6-8 są charakterystyczne dla zbioru organizmów. Należy pamiętać, że człowiek jest integralną częścią materii żywej na planecie Ziemia, ale jego działania, ze względu na obecność inteligencji, znacznie różnią się od działań innych organizmów, a mimo to jest integralną częścią przyrody i nie jest jego „królem”.
Krótki opis składu chemicznego materii żywej
Materia żywa to złożony układ związków bioorganicznych, organicznych i nieorganicznych. W materii żywej znaleziono prawie wszystkie stabilne pierwiastki chemiczne, znane człowiekowi, ale w różne ilości. Dzielimy je na biogenne i niebiogenne, w zależności od ich roli w organizmach żywych.
Podstawą materii żywej są związki bioorganiczne i organiczne. Substancje bioorganiczne obejmują kwasy nukleinowe, witaminy itp. Substancje te nazywane są bioorganicznymi, ponieważ związki te powstają w organizmach i bez tych substancji życie jest zasadniczo niemożliwe (dotyczy to zwłaszcza białek i kwasów nukleinowych). Przykładami substancji organicznych tworzących materię żywą są kwasy organiczne (jabłkowy, octowy, mlekowy itp.), mocznik i inne związki chemiczne.
Ogólna charakterystyka organizmów komórkowych, ich klasyfikacja ze względu na obecność jądra komórkowego
Organizmy komórkowe przeważają nad organizmami niekomórkowymi i mają złożoną klasyfikację. Badając strukturę komórki, odkryto, że większość komórkowych form organizmów koniecznie zawiera specjalną organellę - jądro. Jednak w komórkach niektórych organizmów nie ma jądra. Dlatego organizmy komórkowe podzielony na dwa duże grupy- jądrowe (lub eukarioty) i niejądrowe (lub prokarioty). W tym podrozdziale rozważymy prokarioty.
Prokarioty (pozbawione jądra) to organizmy, których komórki nie mają oddzielnie utworzonego jądra.
Organizmy niejądrowe obejmują bakterie i niebiesko-zielone algi, które tworzą królestwo Drobyanka, które jest częścią superkrólestwa Przedjądrowego, czyli Prokariotów. W praktyce największe znaczenie mają bakterie.
Ciało bakterii składa się z jednej komórki o różnych kształtach, która ma błonę i cytoplazmę. Nie ma jasno określonych organelli; komórka zawiera jedną cząsteczkę DNA; jest zamknięty w pierścieniu, jego lokalizacja w cytoplazmie nazywa się nukleoidem.
W zależności od kształtu komórki bakterie dzielą się na ziarniaki (kuliste), pałeczki (w kształcie pręcika), wibrios (w kształcie łuku), spirillę (zakrzywione w kształcie spirali).
Bakterie się rozmnażają zwykły podział(w sprzyjających warunkach każdy podział przeprowadza się w ciągu 20-30 minut). Kiedy awansujesz niekorzystne warunki Komórka bakteryjna zamienia się w zarodnik, który jest wysoce odporny na różne czynniki - temperaturę, wilgotność, promieniowanie. Pod wpływem sprzyjających warunków zarodniki pęcznieją, ich błony pękają, a komórki bakteryjne stają się żywotnie aktywne.
W odniesieniu do tlenu rozróżniają bakterie beztlenowe (żyją w środowiskach, w których nie ma tlenu cząsteczkowego) i tlenowe (wymagają do życia tlenu); są też bakterie, które mogą żyć zarówno w środowisku tlenowym, jak i beztlenowym.
Gatunek, jego kryteria i cechy ekologiczne
Materia żywa w przyrodzie występuje w postaci odrębnych odrębnych jednostek taksonomicznych - gatunków (gatunków biologicznych).
Gatunki biologiczne (gatunki) - zbiór osobników o wspólnych cechach morfofizjologicznych, podobieństwie biochemicznym, genetycznym (dziedzicznym), swobodnie krzyżujących się ze sobą i wydających płodne potomstwo, przystosowanych do podobnych warunków życia, zajmujących określone siedlisko (obszar dystrybucji) ) w przyrodzie, czyli zajmując tę samą niszę ekologiczną.
Gatunki tworzą populacje i podgatunki (ten ostatni nie jest typowy dla wszystkich gatunków). Gatunek biologiczny charakteryzuje się następującymi kryteriami:
1) genetyczne, tj. wszystkie osobniki danego gatunku mają ten sam zestaw chromosomów;
2) biochemiczny, tj. wszystkie osobniki tego gatunku charakteryzują się tymi samymi związkami chemicznymi (kwasami nukleinowymi itp.), które różnią się od podobnych związków innych gatunków;
3) morfofizjologiczny, tj. organizmy tego samego gatunku znaki ogólne zewnętrzne i Struktura wewnętrzna i charakteryzują się tymi samymi procesami, które zapewniają ich aktywność życiową;
4) ekologiczne, tj. osobniki danego gatunku wchodzą w takie same (inne niż inne gatunki) relacje ze środowiskiem przyrodniczym;
5) historyczne – osobniki danego gatunku mają to samo pochodzenie i przebieg rozwój wewnątrzmaciczny przechodzą ten sam cykl tego rozwoju zgodnie z prawem biogenetycznym;
6) geograficzne – osobniki danego gatunku żyją na określonym terytorium i są przystosowane do życia na tym terytorium.
W nauce „ekologii” szeroko stosowane są następujące odmiany terminu „gatunek”.
1. Gatunek szkodliwy - powodujący szkody gospodarcze dla ludzi lub chorobotwórcze; koncepcja jest względna, ponieważ każdy gatunek żyjący na planecie zajmuje pewną niszę ekologiczną i pełni określoną rolę ekologiczną; na przykład wilk może wyrządzić ogromne szkody w działalności gospodarczej człowieka, ale jest to „porządek” natury i odgrywa dużą rolę w „uboju” niezdolnych do życia osobników gatunku, którym się żeruje.
2. Gatunek wymarły to gatunek, który zniknął w wyniku procesów ewolucyjnych, na przykład pterodaktyl.
3. Gatunek zagrożony to gatunek, którego właściwości nie odpowiadają nowoczesne warunki egzystencja i genetyczne możliwości przystosowania się do życia w nowych warunkach są praktycznie wyczerpane; gatunek taki można zachować jedynie w wyniku jego całkowitej uprawy (wymienionej w Czerwonej Księdze).
4. Gatunek zagrożony – gatunek organizmów, któremu grozi wyginięcie ze względu na to, że liczba osobników przeżywających jest niewystarczająca do rozrodu gatunku, ale genetycznie gatunek posiada korzystne możliwości przystosowania się do warunków otoczenie zewnętrzne(wpisany do Czerwonej Księgi jako gatunek zagrożony).
5. Gatunek chroniony - gatunek, którego umyślne wyrządzanie krzywdy osobnikom i naruszanie jego siedlisk jest zabronione przez niektóre akty prawne różnej rangi (międzynarodowe, państwowe, lokalne), na przykład sobol itp.
Struktura gatunku polega na tym, że tworzą go pojedyncze osobniki zjednoczone w populacjach i podgatunkach. Obecność podgatunków jest charakterystyczna tylko dla tych gatunków, które je mają duże obszary charakteryzujący się różnymi warunkami.
Populacja to grupa osobników danego gatunku, zdolna do krzyżowania i wydawania na świat pełnoprawnego potomstwa, żyjąca na danym terytorium, mająca naturalne granice z innymi terytoriami, co utrudnia krzyżowanie osobników danej populacji z osobnikami innej populacji. Należy pamiętać, że jednostką ekologiczną gatunku jest populacja.
Populacje różne rodzajeżyjące na danym terytorium tworzą biocenozę, w której populacje te łączą się ze sobą różnymi powiązaniami, w tym pokarmowymi.
Substancje nieorganiczne i ich rola w materii żywej
Materia żywa, jak każda inna substancja, składa się z atomów pierwiastków chemicznych wchodzących w skład związków nieorganicznych i organicznych, których całość tworzy materię żywą, która jakościowo różni się od poszczególnych związków chemicznych zarówno nieorganicznych, jak i organicznych.
Substancje nieorganiczne to substancje, które nie zawierają atomów węgla (z wyjątkiem samego węgla, jego tlenków, kwasu węglowego, jego soli, rodanu, tiocyjanianu wodoru, tiocyjanków, cyjanu, cyjanowodoru, cyjanków).
Skład organizmów obejmuje wodę, niektóre sole sodu, potasu, wapnia i inne pierwiastki chemiczne.
Krótki opis roli niektórych tlenków, wodorotlenków i soli w materii żywej
Z tlenków w organizmach bardzo ważne zawiera dwutlenek węgla (dwutlenek węgla, tlenek węgla (IV), dwutlenek węgla). Substancja ta jest jednym z produktów oddychania (dla wszystkich organizmów!). Po rozpuszczeniu w wodzie (na przykład w cytoplazmie, osoczu krwi itp.) dwutlenek węgla tworzy kwas węglowy, który po dysocjacji rozkłada się na jony wodorowęglanowe (HCO 3) i jony węglanowe (CO 2-3), tworząc (wspólnie) układ buforów węglanowych, stabilizujący reakcję środowiska. Nadmiar CO 2 jest usuwany z organizmu w wyniku procesów zachodzących podczas (we wszystkich organizmach: zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych).
Najważniejszymi wodorotlenkami zawartymi w żywej materii są kwasy węglowy (H 2 CO 3), fosforowy (H 3 PO 4) i niektóre inne kwasy. Jak wskazano powyżej (na przykładzie kwasu węglowego) wodorotlenki te przyczyniają się do tworzenia układów buforowych w roztworach wodnych, co prowadzi do stabilizacji środowiska reakcji w protoplazmie lub innych ciekłych ośrodkach zawartych w organizmie. Kwas fosforowy odgrywa ogromną rolę w tworzeniu różnych związków zawierających fosfor (na przykład w tworzeniu ADP z AMP lub ATP z ADP; ATP - trifosforan adenozyny, ADP - difosforan adenozyny, AMP - monofosforan adenozyny; substancje te odgrywają rolę ważną rolę w procesach dysymilacji i asymilacji).
Kwas solny (HCI) jest również ważny dla organizmów. Zawarte jest w sok żołądkowy lub w roztworach ułatwiających trawienie pokarmu (np. w ludzkim żołądku).
W organizmach występują w stanie zdysocjowanym, czyli w postaci jonów. Rozważmy biologiczną rolę niektórych anionów (jony naładowane ujemnie) i kationów (jony naładowane dodatnio) w materii żywej.
Krótki opis biologicznej roli kationów
W materii żywej największe znaczenie mają kationy: K +, Ca 2+, Na +, Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ i kilka innych.
1. Kationy sodu (Na +). Jony te tworzą pewien ciśnienie osmotyczne(Ciśnienie osmotyczne występuje w roztworach wodnych i jest siłą, pod wpływem której zachodzi osmoza, czyli jednokierunkowa dyfuzja substancji przez półprzepuszczalną membranę). Dodatkowo razem z kationami potasu (K+) ze względu na różną przepuszczalność Błona komórkowa tworzą równowagę błonową, w której powstaje różnica potencjałów biochemicznych, która zapewnia przewodnictwo komórek i tkanek organizmu; biorą udział w metabolizmie wody i jonów w organizmie jako całości. Wpisz treść (komórkę) w formularzu roztwór wodny chlorek sodu. Zwierzęta i ludzie mogą w wyniku pocenia się tracić duże ilości chlorku sodu, co znacznie zmniejsza ich wydajność. Jony te, wraz z niektórymi anionami organicznymi i nieorganicznymi, regulują Równowaga kwasowej zasady(na przykład z jonami HCO - 3, CH 3 COO - itp.).
2. Kationy K +. Jony te wraz z jonami Na+ tworzą równowagę membranową. Aktywują syntezę białek, a u zwierząt wyższych i ludzi wpływają na biorytmy serca. Jony K+ wchodzą w skład makronawozów – potażu i znacząco wpływają na produkcyjność roślin rolniczych.
3. Kationy Ca 2+. Jony te są antagonistami jonów K+ (tzn. wykazują odwrotne działanie w porównaniu do tych ostatnich). Są częścią struktur błonowych, tworzą substancje pektynowe, które tworzą substancja międzykomórkowa w organizmach roślinnych. Jony te w składzie soli wapnia biorą udział w tworzeniu najważniejszych tkanka łączna- kość, która tworzy szkielet kręgowców i ludzi oraz niektórych innych organizmów (na przykład koelenteraty itp.). Regulują procesy powstawania komórek i uczestniczą w ich realizacji skurcze mięśni odgrywają ważną rolę w krzepnięciu krwi i innych procesach.
4. Kationy Mg 2+. Rola tych jonów jest podobna (w niektórych przypadkach) do roli jonów Ca 2+ i występują one w organizmach w określonych proporcjach. Ponadto jony Mg 2+ wchodzą w skład najważniejszego pigmentu fotosyntetycznego roślin – chlorofilu, aktywują syntezę DNA i uczestniczą w metabolizmie energetycznym.
5. Jony Fe 2+. Odgrywają ważną rolę w życiu wielu zwierząt, gdyż wchodzą w skład najważniejszego barwnika oddechowego – hemoglobiny, która bierze udział w procesie oddychania. Wchodzą w skład białka mięśniowego – mioglobiny i biorą udział w syntezie chlorofilu, tj. Jony Fe 2+ są podstawą związków, dzięki którym realizuje się wiele procesów redoks.
6. Jony Cu 2+, Mn 2+, Cr 3+ i szereg innych jonów biorą również udział w procesach redoks zachodzących w różnych organizmach (jony te są częścią złożonych związków metaloorganicznych).
Krótki opis biologicznej roli niektórych anionów
Najważniejsze aniony to H2PO - 4, HPO 2-4, Cl -, I -, PO 3-4, Br -, F -, HCO - 3, NO - 3, SO 2-4 i wiele innych Rozważmy pokrótce rolę niektórych z tych jonów w różnych organizmach.
1. Jony azotanowe i azotynowe (odpowiednio NO - 3, NO - 2).
Jony zawierające azot odgrywają ważną rolę w organizmach roślinnych, ponieważ zawierają związany azot i są wykorzystywane (wraz z kationami amonowymi - NH + 4) do syntezy zawierających azot „substancji życia” - białek i kwasów nukleinowych. Kiedy nadmiar tych jonów przedostanie się do organizmu rośliny, kumulują się w nim i przedostając się (w ramach pożywienia) do organizmu ludzi i zwierząt, mogą powodować zaburzenia w metabolizmie tych organizmów („zatrucie azotanami i azotynami”). Powoduje to konieczność optymalnego wykorzystania nawozów azotowych przy ich aplikacji do gleby.
2. Jony wodoro- i diwodorofosforanowe (odpowiednio HPO 2-4, H 2 PO 4 - odpowiednio).
Jony te biorą udział w metabolizmie i są niezbędne w syntezie kwasów nukleinowych, fosforanów mono-, di- i triadenozyny, które odgrywają ważną rolę metabolizm energetyczny oraz synteza substancji organicznych w różnych organizmach (roślinach, zwierzętach itp.). Jony te uczestniczą w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej, utrzymując stałość odczynu środowiska w określonych granicach.
3. Jony siarczanowe (SO 2 4) są źródłem siarki niezbędnej do syntezy naturalnych alfa-aminokwasów zawierających siarkę, wykorzystywanych do produkcji białek. Niezbędny do syntezy niektórych witamin i enzymów (w organizmach roślinnych). W organizmach zwierzęcych jony siarczanowe powstają w wyniku reakcji neutralizacji związków chemicznych powstających w wątrobie.
4. Jony halogenkowe (Cl - jony chlorkowe, Br - jony bromkowe, I - jony jodkowe, F - jony fluorkowe). Są przeciwjonami dla kationów (zwłaszcza Cl -), czyli tworzą z kationami układ obojętny. Układ jonów (kationów i anionów) wraz z wodą wytwarza ciśnienie osmotyczne i turgor; Jony chlorkowe są makroelementami dla zwierząt, a pozostałe jony halogenkowe to mikroelementy, tj. niezbędne dla każdego organizmu w małych (mikro) ilościach. Znaczenie jonów jodkowych polega na tym, że wchodzą one w skład najważniejszego hormonu – tyroksyny, a nadmiar i niedobór tych jonów prowadzi do pojawienia się u człowieka różnych chorób (obrzęk śluzowaty i Choroba Gravesa). Jony fluoru wpływają na metabolizm tkanka kostna zębów, jony bromkowe wchodzą w skład związków chemicznych zawartych w przysadce mózgowej.
Ogólna charakterystyka i klasyfikacja związków organicznych tworzących materię żywą oraz ich rola ekologiczna
Substancje zawierające atomy węgla (z wyłączeniem węgla, jego tlenków, kwasu węglowego, jego soli, rodanu, rodanu-wodoru, tiocyjanków, cyjanu, cyjanowodoru, cyjanków, karbonylków i węglików) nazywane są organicznymi.
Substancje organiczne mają bardzo złożoną klasyfikację. Niektóre z tych substancji nie występują w organizmach (ani żywych, ani martwych). Zostały one uzyskane sztucznie i nie występują w przyrodzie. Wiele związków organicznych nie jest „przyswajanych” przez organizmy, tj. nie rozkłada się w naturze pod wpływem rozkładających się i detrytivores. Takie związki obejmują polietylen, SMS (syntetyczny detergenty), niektóre pestycydy itp. Dlatego stosując substancje organiczne pozyskane chemicznie przez człowieka, należy wziąć pod uwagę ich zdolność do ulegania różnym przemianom w warunkach naturalnych, czyli „przyswajaniu” tych substancji przez biosferę.
Substancje organiczne zawarte w organizmie mają ogromne znaczenie ekologiczne, do czego prowadzi niedobór, nadmiar lub brak danej substancji różne choroby lub do śmierci tego organizmu. Najważniejsze z nich to kwasy nukleinowe, węglowodany, tłuszcze i witaminy.
Pojęcie substancji organicznej lub nieorganicznej staje się zbyt małe i wprowadza się pojęcie, które je zastępuje żywa materia biosfery.
Na początku XX wieku V.I. Wiernadski podał definicję tego pojęcia.
Żywa materia - cały zbiór ciał organizmów żywych, niezależnie od ich systematycznej przynależności.
Definicja nie pojawiła się ze względu na skalę.
Masa żywej materii jest stosunkowo niewielka i szacowana jest na 2,4-3,6 · 10 · 12 ton (sucha masa) i stanowi mniej niż 10 −6 masy innych skorup Ziemi. Ale jest to „jedna z najpotężniejszych sił geochemicznych na naszej planecie”.
Podstawowe właściwości materii żywej w biosferze
- Możliwość szybkiego eksplorowania wolnej przestrzeni. Ten połączone oba z zdolność do reprodukcji zwłaszcza u organizmów najprostszych oraz z faktem, że wiele organizmów w miarę wzrostu znacznie zwiększa swoją powierzchnię ciała (na przykład rośliny lub zasięg zbiorowiska).
- Ruch czynny i bierny.Aktywny ruch żywej materii biosfery- niezależny ruch organizmów wymagający nakładu energii: ryby mogą płynąć pod prąd, ptaki latać pod prąd itp. Pasywny ruch materii żywej w biosferze- ruch nie wymagający nakładu energii - pod wpływem sił naturalnych - grawitacji, grawitacji itp.
- Stabilność materii żywej(organizmy) podczas życia i szybkiego rozkładu(w wyniku działania rozkładających się) po śmierci.
Jeśli mówimy o pierwiastkach chemicznych, to właśnie ze względu na tę właściwość materii żywej uczestniczą one w różnych - itp. - Wysoki stopień adaptacji materii żywej biosfery do warunków środowiskowych. Fakt, że organizmy żywe opanowały wszystkie 3 środowiska – ziemię, wodę i powietrze – już nikogo nie dziwi. Ponadto istnieją mikroorganizmy, które są w stanie wytrzymać zarówno wysokie, jak i bardzo niskie temperatury.
- Wysoka prędkość reakcji biochemicznych materii żywej. Rzeczywiście, szybkość reakcji w organizmach żywych wynosi nie więcej niż kilka minut, prędkość obiegu węgla wynosi kilka lat (nie więcej niż 10).
Vernadsky uważał, że skały osadowe powstają głównie z produktów przemiany materii organizmów żywych. A to warstwa o grubości około 3 km!
Wysokie tempo odnowy żywej materii. Oblicza się, że średnio dla biosfery jest to 8 lat, dla lądu 14 lat, a dla oceanu, gdzie przeważają organizmy o krótkim czasie życia (np. plankton) – 33 dni. W wyniku wysokiego tempa odnowy w całej historii życia całkowita masa żywej materii, która przeszła przez biosferę, jest około 12 razy większa od masy Ziemi. Tylko niewielka jego część (ułamek procenta) zachowała się w postaci pozostałości organicznych (według słów V.I. Wernadskiego „poszła do geologii”), reszta została włączona w procesy cyrkulacji.
Funkcje materii żywej w biosferze
- Funkcja energii
Producenci absorbują energię słoneczną, przekształcając substancje nieorganiczne w organiczne, natomiast rozkładający rozkładają substancje organiczne w nieorganiczne. Część energii w procesie zamieniana jest na ciepło. - Koncentracja materii żywej
W wyniku życiowej aktywności organizmów gromadzą się pewne substancje. - Destrukcyjny
Jest to konsekwencja funkcji energetycznej – materia organiczna rozkłada się w wyniku cyklu substancji i przechodzi w formę mineralną (nieorganiczną). - Środowiskowa funkcja materii żywej
Żywa materia zmienia i przekształca środowisko. Transport
Oddziaływania odżywcze materii żywej prowadzą do przemieszczania się ogromnych mas pierwiastków i substancji chemicznych wbrew grawitacji i w kierunku poziomym.
