ana fikir VE. Vernadsky, Dünya'daki maddenin gelişiminin en yüksek aşamasının - yaşamın - diğer gezegensel süreçleri belirlediği ve kendisine tabi tuttuğudur. Bu bağlamda, gezegenimizin dış kabuğu olan biyosferin kimyasal durumunun tamamen yaşamın etkisi altında olduğunu ve canlı organizmalar tarafından belirlendiğini iddia etmenin abartısız olarak mümkün olduğunu yazmıştır.

Tüm canlı organizmalar Dünya yüzeyinde eşit olarak dağılmışsa, 5 mm kalınlığında bir film oluştururlar. Buna rağmen, canlı maddenin Dünya tarihindeki rolü, jeolojik süreçlerin rolünden daha az değildir. Örneğin, 1 milyar yıl boyunca Dünya'da bulunan tüm canlı madde kütlesi, zaten kütleyi aşıyor. kabuk.

Canlı maddenin nicel özelliği, toplam biyokütle miktarıdır. VE. Vernadsky, analizler ve hesaplamalar yaptıktan sonra, biyokütle miktarının 1000 ila 10 000 trilyon ton olduğu sonucuna vardı.Ayrıca, Dünya yüzeyinin Güneş yüzeyinin% 0.0001'inden biraz daha az olduğu, ancak yeşil alanın yeşil alan olduğu ortaya çıktı. onun dönüşüm aparatı, yani ağaçların yapraklarının, otların gövdelerinin ve yeşil alglerin yüzeyi, tamamen farklı bir düzende sayılar verir - yılın farklı dönemlerinde, biyosferin büyük toplam enerjisini açıklayan Güneş yüzeyinin% 0.86 ila% 4.20'si arasında dalgalanır. V son yıllar en son ekipmanı kullanan benzer hesaplamalar Krasnoyarsk biyofizikçisi I. Gitelzon tarafından yapıldı ve V.I. Vernadsky.

V.I.'nin çalışmalarında önemli bir yer. Biyosferdeki Vernadsky, bitkilerin yeşil canlı maddesine atanır, çünkü sadece ototrofiktir ve Güneş'in radyan enerjisini biriktirerek, onun yardımıyla birincil organik bileşikler oluşturur.

Canlı madde enerjisinin önemli bir kısmı, biyosferde yeni vadoz (onun dışında bilinmeyen) minerallerin oluşumuna harcanır ve bir kısmı organik madde şeklinde gömülür, sonuçta kahverengi ve kömür, petrol şeyl birikintileri oluşturur, yağ ve gaz. “Burada uğraşıyoruz” diye yazdı V.I. Vernadsky, - Yeni bir süreçle, Dünya'nın yüzeyine ulaşan Güneş'in radyan enerjisinin gezegenine yavaş bir şekilde nüfuz ederek. Bu şekilde canlı madde biyosferi ve yer kabuğunu değiştirir. İçinden geçenlerin bir parçasını sürekli içinde bırakır. kimyasal elementler, onun yanında, vadoz mineralleri yaratan veya biyosferin inert maddesine kalıntılarının en ince tozuyla nüfuz eden büyük bilinmeyen katmanlar yaratmak ”.

Bilim adamına göre, yerkabuğu esas olarak geçmiş biyosferlerin kalıntılarıdır. Granit-gnays tabakası bile, bir zamanlar canlı maddenin etkisi altında ortaya çıkan kayaların metamorfizma ve yeniden erimesi sonucu oluşmuştur. Sadece bazaltların ve diğer temel magmatik kayaların derin olduğunu ve oluşumlarında biyosferle ilgili olmadığını düşündü.

Biyosfer doktrininde "canlı madde" kavramı esastır. Canlı organizmalar, kozmik ışıma enerjisini karasal, kimyasal enerjiye dönüştürür ve dünyamızın sonsuz çeşitliliğini yaratır. Yüz milyonlarca yıl süren nefes almaları, beslenmeleri, metabolizmaları, ölümleri ve çürümeleri, nesillerin sürekli değişmesiyle, yalnızca biyosferde var olan muazzam bir gezegensel süreç - kimyasal elementlerin göçü - üretirler.

V.I. Vernadsky teorisine göre canlı madde, etkisi altında çevre olarak dönüştüğü gezegen ölçeğinin biyojeokimyasal bir faktörüdür. abiyotik ortam ve canlı organizmaların kendileri. Biyosferin tüm alanı boyunca, yaşam tarafından üretilen moleküllerin sürekli bir hareketi vardır. Yaşam, azot, potasyum, kalsiyum, oksijen, magnezyum, stronsiyum, karbon, fosfor, kükürt ve diğer elementlerin kaderini belirleyen kimyasal elementlerin dağılımını, göçünü ve dağılımını kesin olarak etkiler.

Yaşam gelişiminin dönemleri: Proterozoik, Paleozoik, Mesozoyik, Senozoyik, yalnızca Dünya'daki yaşam biçimlerini değil, aynı zamanda jeolojik kaydını, gezegen kaderini de yansıtır. biyosfer vernadsky biyojenik yaşam

Biyosfer teorisinde, organik madde, radyoaktif bozunma enerjisi ile birlikte serbest enerjinin bir taşıyıcısı olarak kabul edilir. Hayat, bireylerin veya türlerin mekanik bir toplamı olarak değil, aslında gezegenin üst tabakasının tüm maddesini kapsayan tek bir süreç olarak görülür.

Canlı madde tüm jeolojik çağlar ve dönemlerde değişmiştir. Bu nedenle, V.I. Vernadsky'ye göre, modern canlı madde, geçmiş tüm jeolojik çağların canlı maddeleriyle genetik olarak ilişkilidir. Aynı zamanda, önemli jeolojik zaman dilimlerinde, canlı madde miktarı gözle görülür değişikliklere tabi değildir. Bu model, bilim adamı tarafından biyosferde (belirli bir jeolojik dönem için) sabit miktarda canlı madde olarak formüle edilmiştir.

Canlı madde biyosferde aşağıdaki biyojeokimyasal işlevleri yerine getirir: gazlı - gazları emer ve serbest bırakır; redoks - örneğin karbonhidratları karbondioksite oksitler ve karbonhidratlara indirger; konsantrasyon - konsantre organizmalar vücutlarında ve iskeletlerinde azot, fosfor, silikon, kalsiyum, magnezyum biriktirir. Bu işlevlerin yerine getirilmesi sonucunda, biyosferin mineral tabanından gelen canlı maddesi, geçmişte yarattığı doğal suları ve toprakları oluşturur ve atmosferi dengede tutar.

Canlı maddenin katılımıyla ayrışma süreci gerçekleşir ve kayalar jeokimyasal süreçlere dahildir.

Canlı maddenin gaz ve redoks işlevleri, fotosentez ve solunum süreçleriyle yakından ilişkilidir. Organik maddelerin ototrofik organizmalar tarafından biyosentezinin bir sonucu olarak, antik atmosferden büyük miktarda karbondioksit çıkarıldı. Yeşil bitkilerin biyokütlesi arttıkça atmosferin gaz bileşimi değişti - karbondioksit içeriği azaldı ve oksijen konsantrasyonu arttı. Atmosferdeki tüm oksijen, ototrofik organizmaların hayati süreçlerinin bir sonucu olarak oluşur. Canlı madde, atmosferin gaz bileşimini - Dünya'nın jeolojik kabuğunu - niteliksel olarak değiştirdi. Buna karşılık, oksijen organizmalar tarafından solunum süreci için kullanılır ve bunun sonucunda atmosfere yeniden girer. karbon dioksit.

Böylece canlı organizmalar geçmişte yaratılmış ve milyonlarca yıldır gezegenimizin atmosferini korumaktadır. Gezegenin atmosferindeki oksijen konsantrasyonundaki artış, litosferdeki redoks reaksiyonlarının hızını ve yoğunluğunu etkiledi.

Pek çok mikroorganizma, tortul demir cevherlerinin oluşumuna veya biyojenik kükürt birikintilerinin oluşumu ile sülfatların azalmasına yol açan demirin oksidasyonunda doğrudan yer alır. Canlı organizmaların bileşiminin, bileşikleri atmosfer, hidrosfer ve litosfer oluşturan aynı kimyasal elementleri içermesine rağmen, organizmalar çevrenin kimyasal bileşimini tamamen tekrarlamaz.

Aktif olarak bir konsantrasyon işlevini yerine getiren canlı bir madde, bu kimyasal elementleri ortamdan ve ihtiyaç duyduğu miktarda seçer. Konsantrasyon fonksiyonunun uygulanması nedeniyle, canlı organizmalar, örneğin tebeşir ve kireçtaşı birikintileri gibi birçok tortul kayaç oluşturmuştur.

Dünyanın yüzeyi, canlı organizmalardan daha güçlü, sürekli hareket eden, dinamik bir kuvvet içermez. Canlı madde doktrinine göre, bu kabuğa, Dünya ile uzay arasında bir bağlantı bağlantısı görevi gören kozmik bir işlev atanır. Doğal maddelerin fotosentez, metabolizma ve dönüşüm süreçlerinde yer alan canlı madde, hayal edilemez kimyasal işler gerçekleştirir.

V.I. Vernadsky'nin canlı madde kavramı

Canlı madde kavramı, biyolojik kütleyi dünyanın biyosferini oluşturan diğer organik madde türlerinin toplamı arasında ayrı ayrı değerlendiren ünlü bilim adamı V.I. Vernadsky tarafından geliştirilmiştir. Araştırmacıya göre, canlı organizmalar biyosferin önemsiz bir bölümünü oluşturuyor. Bununla birlikte, çevreleyen dünyanın oluşumunu en somut şekilde etkileyen hayati faaliyetleridir.

Bilim adamının konseptine göre, biyosferin canlı maddesi hem organik hem de inorganik maddelerden oluşur. Canlı maddenin ana özelliği, büyük bir enerji potansiyelinin varlığıdır. Gezegenin inorganik ortamında serbest enerjinin serbest bırakılması açısından, yalnızca volkanik lav akışları canlı madde ile karşılaştırılabilir. Cansız ve canlı madde arasındaki temel fark akış hızıdır. kimyasal reaksiyonlar, ki bu ikinci durumda milyonlarca kat daha hızlı gerçekleşir.

Profesör Vernadsky'nin öğretilerine dayanarak, dünyanın biyosferindeki canlı maddenin varlığı, kendisini çeşitli şekillerde gösterebilir:

• biyokimyasal (kimyasalların değişimine katılım, jeolojik kabukların oluşumu);
• mekanik (biyokütlenin maddi dünyanın dönüşümü üzerindeki doğrudan etkisi).

Gezegenin biyokütlesinin "aktivitesinin" biyokimyasal formu, gıdaların sindirimi sırasında vücudu oluşturan çevre ve organizmalar arasındaki sürekli madde alışverişinde kendini gösterir. Canlı maddenin çevredeki dünya üzerindeki mekanik etkisi, organizmaların yaşamı boyunca maddelerin döngüsel hareketinden oluşur.

biyokimyasal ilkeler

Canlı bir maddenin yaşam sürecinde gerçekleştirdiği "iş hacminin" tam bir resmini elde etmek için, biyokimyasal ilkeler olarak bilinen çeşitli bilimsel önermeler şunları sağlar:

• biyojenik göç sırasında kimyasal atomlarının hareketi her zaman mümkün olan maksimum tezahürü elde etme eğilimindedir;
• türlerin evrimsel dönüşümü, element atomlarının göçünü artıran bir yönde ilerliyor;
• biyokütlenin varlığı güneş enerjisinin mevcudiyetinden kaynaklanmaktadır;
• gezegenin canlı maddesi sürekli bir değişim döngüsü içindedir kimyasallar bir uzay ortamı ile.

Canlı maddenin hayati aktivitesinin biyosferin işleyişine yansıması

Organik maddenin formları çoğaltma, büyütme ve geliştirme yeteneği nedeniyle yaşam bir biyosfer şeklinde ortaya çıktı. Başlangıçta, gezegenin canlı kabuğu, elementlerin dolaşımını oluşturan bir organik maddeler kompleksiydi. Canlı organizmaların gelişimi ve dönüşümü sırasında, canlı madde yalnızca sürekli bir enerji akışı şeklinde işlev görme yeteneğini değil, aynı zamanda karmaşık bir sistem olarak gelişme yeteneğini de kazandı.

Dünyanın organik kabuğunun yeni türleri, köklerini önceki formlarda bulmaz. Oluşumları, doğal ortamdaki belirli biyojenik süreçlerin seyrinden kaynaklanır ve bu da tüm canlı maddeleri, canlı organizmaların hücrelerini etkiler. Biyosferin evrimindeki her aşama, malzeme ve enerji yapısında gözle görülür değişikliklerle karakterize edilir. Böylece, gezegenin yeni atıl ve canlı maddesi sistemleri ortaya çıkar.

Biyokütlenin gezegenin hareketsiz sistemlerindeki değişim üzerindeki etkisindeki büyüme, istisnasız tüm çağların çalışmasında fark edilir. Bu, her şeyden önce, güneş enerjisi birikimindeki bir artışın yanı sıra, elementlerin biyolojik döngüsünün yoğunluğu ve kapasitesindeki bir artıştan kaynaklanmaktadır. Çevredeki bir değişiklik, her zaman karmaşık bir şekilde organize olmuş yeni yaşam biçimlerinin ortaya çıkmasını önceden belirler.

Biyosferdeki canlı maddenin işlevleri

İlk kez, aynı Vernadsky, "Biyosfer" adlı ünlü eseri yazarken biyokütlenin işlevleri dikkate alındı. Burada bilim adamı, canlı maddenin dokuz işlevini tanımlar: oksijen, kalsiyum, gaz, oksidatif, indirgeyici, yıkıcı, konsantrasyon, indirgeyici, metabolik ve solunum.

Biyosferin canlı maddesiyle ilgili modern kavramların gelişimi, canlı maddenin işlevlerinin sayısında ve bunların yeni gruplar halinde birleşmesinde önemli bir azalmaya yol açmıştır. Aşağıda tartışılacak olan onlar hakkında.

Canlı maddenin enerji fonksiyonları

Canlı maddenin enerji fonksiyonları hakkında konuşursak, her şeyden önce, fotosentez yapma ve güneş enerjisini çeşitli organik bileşiklere dönüştürme yeteneğine sahip bitkilere serilirler.

Güneş'ten yayılan enerji akışları, bitkiler için gerçek bir elektromanyetik doğa armağanıdır. Gezegenin biyosferine giren enerjinin %90'ından fazlası litosfer, atmosfer ve hidrosfer tarafından emilir ve ayrıca kimyasal süreçlerin seyrine doğrudan katılır.

Yeşil bitkiler tarafından enerjiyi dönüştürmeyi amaçlayan canlı maddenin işlevleri, canlı maddenin ana mekanizmasıdır. Güneş enerjisinin transfer ve birikim süreçlerinin varlığı olmadan, gezegendeki yaşamın gelişimi söz konusu olurdu.

Canlı organizmaların yıkıcı işlevleri

Mineralize etme yeteneği organik bileşikler, kimyasal ayrışma kayalar, ölü organik maddeler, minerallerin biyokütle dolaşımına katılımı - bunların hepsi biyosferdeki canlı maddenin yıkıcı işlevleridir. Biyosferin yıkıcı işlevlerinin arkasındaki ana itici güç bakteri, mantar ve diğer mikroorganizmalardır.

Ölü organik bileşikler, maddenin orijinal dolaşımına geri dönen inorganik maddelerin (su, amonyak, karbondioksit, metan, hidrojen sülfür) durumuna ayrışır.

Organizmaların kayalar üzerindeki yıkıcı etkisi özel bir ilgiyi hak ediyor. Maddelerin dolaşımı nedeniyle, yerkabuğu litosferden salınan mineral bileşenlerle doldurulur. Minerallerin ayrışmasında yer alan canlı organizmalar, biyosfer döngüsündeki en önemli kimyasal elementlerin bütün bir kompleksini içerir.

Konsantrasyon fonksiyonları

Maddelerin doğada seçici birikimi, dağılımı, canlı maddenin dolaşımı - tüm bunlar biyosferin konsantrasyon işlevlerini oluşturur. Kimyasal elementlerin en aktif yoğunlaştırıcıları arasında mikroorganizmalar özel bir rol oynar.

Hayvan dünyasının bireysel temsilcilerinin iskeletlerinin yapımı, dağınık mineral maddelerin kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Yumuşakçalar, diatomlar ve kalkerli algler, mercanlar, radyolarlar ve çakmaktaşı süngerler, konsantre doğal elementlerin kullanımına ilişkin çarpıcı örneklerdir.

Gaz fonksiyonları

Temel gaz özellikleri canlı madde, gaz halindeki maddelerin canlı organizmalar tarafından dağılımıdır. Dönüştürülen gazların türüne bağlı olarak, bir dizi ayrı gaz işlevi ayırt edilir:

1. Oksijen oluşturma - gezegenin oksijen kaynağının serbest biçimde restorasyonu.
2. Dioksit - hayvan dünyasının temsilcilerinin solunumunun bir sonucu olarak biyojenik karbonik asitlerin oluşumu.
3. Ozon - biyokütleyi güneş radyasyonunun yıkıcı etkilerinden korumaya yardımcı olan ozon oluşumu.
4. Azot - organik kökenli maddelerin ayrışması sırasında serbest azot oluşumu.

Çevre oluşturan işlevler

Biyokütle, fiziksel ve kimyasal parametreleri dönüştürme yeteneğine sahiptir. Çevre canlı organizmaların ihtiyaçlarını karşılayan koşullar yaratmak. Örnek olarak, hayati aktivitesi havadaki nem artışına, yüzey akışının düzenlenmesine ve atmosferin oksijenle zenginleşmesine katkıda bulunan bitki ortamını ayırabiliriz. Bir dereceye kadar, çevre oluşturma işlevleri, canlı maddenin yukarıda belirtilen tüm özelliklerinin sonucudur.

Biyosferin oluşumunda insanın rolü

Bir kişinin görünüşü olarak ayrı bir tür biyolojik kütlenin evriminde devrimci bir faktörün ortaya çıkışına yansıdı - çevreleyen dünyanın bilinçli bir dönüşümü. Teknik ve bilimsel ilerleme, yalnızca bir insanın sosyal yaşamının bir olgusu değil, bir şekilde tüm canlıların doğal evrim süreçlerine atıfta bulunur.

Çok eski zamanlardan beri insanlık, kimyasal ortamın atomlarının göç hızındaki bir artışa, bireysel jeosferlerin dönüşümüne, biyosferde enerji akışlarının birikmesine ve bir değişime yansıyan biyosferin canlı maddesini dönüştürdü. Dünya'nın görünüşü. Şu anda, insan sadece bir tür olarak değil, aynı zamanda evrimde belirli bir faktör olan gezegenin kabuklarını değiştirebilen bir güç olarak da kabul edilmektedir.

Türlerin sayısını artırmaya yönelik doğal eğilim, insan türünü biyosferin yenilenebilir ve yenilenemez kaynaklarının, enerji kaynaklarının, gezegenin kabuklarına gömülü maddelerin aktif kullanımına yönlendirdi. Hayvan dünyasının bireysel temsilcilerinin doğal yaşam alanlarından uzaklaştırılması, türlerin tüketici amaçlı yok edilmesi, çevresel parametrelerin teknolojik dönüşümü - tüm bunlar ortadan kaybolmayı gerektirir. temel unsurlar biyosfer.

Biyosfer kavramı, canlı madde kavramına dayanmaktadır. Tüm canlı maddelerin %90'ından fazlası karasal bitki örtüsünden (kara biyokütlesinin %98'i) sorumludur. Yaşam meselesi- en güçlü jeokimyasal ve enerjisel faktör, gezegensel gelişimin önde gelen gücü. Organizmaların biyokimyasal aktivitesinin ana kaynağı, yeşil bitkiler ve bazı mikroorganizmalar tarafından organik madde oluşturmak için fotosentez sürecinde kullanılan güneş enerjisidir. Organik madde diğer organizmalara besin ve enerji sağlar. Fotosentez, atmosferde serbest oksijen birikmesine, ultraviyole ve sert kozmik radyasyona karşı koruyan bir ozon tabakasının oluşmasına yol açar, atmosferin modern gaz bileşimini korur. Dünyadaki yaşam her zaman çeşitli organizmaların (biyosenozlar) karmaşık bir şekilde organize edilmiş kompleksleri şeklinde var olmuştur. Aynı zamanda, canlı organizmalar ve habitatları bütünleyici sistemler oluşturur - biyojeozozlar. Organizmaların beslenmesi, solunumu ve üremesi ve organik maddenin yaratılması, birikmesi ve çürümesi ile ilgili süreçler, madde ve enerjinin sürekli dolaşımını sağlar. Bu döngü, kimyasal elementlerin atomlarının canlı madde yoluyla göçü ile ilişkilidir. Yani, 2000 yılda tüm atmosferik oksijen canlı maddelerde, karbondioksit ise 300 yılda döner. Organizmaların bileşimi, çok çeşitli organik ve kimyasal bileşiklerle karakterize edilir. Canlı maddeler sayesinde gezegende topraklar ve organik mineral yakıtlar (turba, kömür, hatta muhtemelen petrol) oluştu.

Biyosferdeki atomların göç süreçlerini inceleyen V.I. Vernadsky, yerkabuğundaki kimyasal elementlerin oluşumu (kökeni) sorusuna ve ardından organizmaları oluşturan bileşiklerin kararlılığını açıklama ihtiyacına yaklaştı. Atomların göçü problemini analiz ederek, canlı maddeden bağımsız organik bileşiklerin hiçbir yerde bulunmadığı sonucuna vardı. “Yaşayan madde adı altında” yazdı V.I. Vernadsky 1919'da "İnsanlar da dahil olmak üzere tüm organizmaların, bitki örtüsünün ve hayvanların bütününü kastediyorum."

Bu nedenle, canlı madde, temel kimyasal bileşim, kütle ve enerji ile sayısal olarak ifade edilen biyosferin canlı organizmalarının bir toplamıdır. 1930'larda. VE. Vernadsky, insanlığı özel kısmı olarak canlı maddenin toplam kütlesinden ayırır. İnsanın tüm canlılardan bu ayrılığı üç nedenden dolayı mümkün olmuştur.

Birincisi, insanlık bir üretici değil, biyojeokimyasal enerjinin bir tüketicisidir. Bu tez, biyosferdeki canlı maddenin jeokimyasal fonksiyonlarının gözden geçirilmesini gerektiriyordu. İkincisi, demografik verilere dayanan insanlık kitlesi sabit bir canlı madde miktarı değildir. Üçüncüsü, jeokimyasal işlevleri kütle ile değil, üretim faaliyeti ile karakterize edilir.

İnsan, doğal hayvan dünyasından sıyrılmasaydı, sayısı yaklaşık 100 bin olurdu. Bu tür prototipler sınırlı bir alanda yaşayacak ve evrimleri, türleşmenin özelliği olan popülasyon genetik değişikliklerinin bir sonucu olarak meydana gelen yavaş süreçler tarafından belirlenecekti. Bununla birlikte, insanın ortaya çıkışıyla birlikte, doğanın Dünya'daki gelişiminde niteliksel bir sıçrama gerçekleşti. Bu yeni niteliğin homo sapiens'in zihni ve bilinciyle ilişkili olduğuna inanmak için her türlü neden var. Bu nedenle, insanın ana ayırt edici özelliği zihnidir ve insanlığın kendi yolunda geliştiği bilinç sayesindedir. Bu, toplumsal olarak olgun bilinç biçimlerinin oluşumu gerektirdiğinden, insan üreme sürecine yansıdı. uzun zaman- en az 20 yıl.

nelerdir özellikler canlı maddenin doğasında var mı? her şeyden önce büyük serbest enerji. Türlerin evrimi sırasında atomların biyojenik göçü, yani. biyosferin canlı maddesinin enerjisi birçok kez arttı ve büyümeye devam ediyor, çünkü canlı madde güneş radyasyonunun enerjisini işliyor, atomik Enerji Galaksimizden gelen dağınık elementlerin radyoaktif bozunması ve kozmik enerjisi. Canlı madde de doğasında var yüksek oranda kimyasal reaksiyon benzer süreçlerin binlerce ve milyonlarca kez daha yavaş olduğu cansız madde ile karşılaştırıldığında. Örneğin, bazı tırtıllar günde kendi ağırlıklarından 200 kat daha fazla gıda işleyebilir ve günde bir baştankara kendi ağırlığı kadar tırtıl yer.

canlı maddenin özelliğidir oluşturan kimyasal bileşikler... en önemlileri proteinlerdir, sadece canlı organizmalarda stabildir. Hayati aktivite sürecinin sona ermesinden sonra, orijinal canlı organik maddeler kimyasal bileşenlere ayrışır.

Yaşam meselesi gezegende nesillerin sürekli değişimi şeklinde var olur yeni oluşan neslin genetik olarak geçmiş çağların canlı maddesiyle ilişkili olması nedeniyle. Yerkabuğunun yüzeyindeki diğer tüm süreçleri belirleyen biyosferin ana yapısal birimidir. Canlı madde ile karakterize edilir evrimsel bir sürecin varlığı. Herhangi bir organizmanın genetik bilgisi, hücrelerinin her birinde şifrelenir. Bu hücreler, tüm organizmanın geliştiği yumurta dışında, başlangıçta kendileri olmaya mahkumdur. Bu nedenle, canlı madde özünde ölümsüzdür.

VE. Vernadsky, canlı maddenin biyosferden ayrılamaz olduğunu, onun işlevi olduğunu ve aynı zamanda "gezegenimizin en güçlü jeokimyasal kuvvetlerinden biri" olduğunu belirtti. Maddelerin dolaşımı V.I. Vernadsky biyojeokimyasal döngüler olarak adlandırdı. Bu döngüler ve sirkülasyon temel fonksiyonlar bir bütün olarak canlı madde. Bilim adamı bu tür beş işlevi tanımladı:

Gaz fonksiyonu - fotosentez sırasında oksijen salan yeşil bitkiler ile solunum sonucu karbondioksit salan tüm bitki ve hayvanlar tarafından gerçekleştirilir;

Konsantrasyon fonksiyonu - canlı organizmaların vücutlarında birçok kimyasal element biriktirme yeteneğinde kendini gösterir (ilk etapta karbon, metaller arasında - kalsiyum);

Redoks işlevi - yaşam sürecinde maddelerin kimyasal dönüşümlerinde ifade edilir. Sonuç olarak, tuzlar, oksitler ve yeni maddeler oluşur. Bu işlev, demir ve manganez cevherleri, kireçtaşları vb. oluşumu ile ilişkilidir;

Biyokimyasal fonksiyon - canlı maddenin uzayda üremesi, büyümesi ve hareketi olarak tanımlanır. Bütün bunlar, doğada kimyasal elementlerin dolaşımına, biyojenik göçlerine yol açar;

İnsan biyojeokimyasal aktivitesinin işlevi - insan ekonomik faaliyetinin etkisi altında büyük ölçüde artan atomların biyojenik göçü ile ilişkilidir. İnsan kendi ihtiyaçları için geliştirir ve kullanır çok sayıda kömür, gaz, petrol, turba, şeyl, birçok cevher gibi yer kabuğunun maddeleri. Aynı zamanda, yabancı maddelerin biyosferine antropojenik bir giriş var ve aşan miktarlarda izin verilen değer... Bu, insan ve doğa arasında bir kriz çatışmasına yol açtı. Asıl sebep yaklaşan çevresel kriz, biyosferi bir yandan fiziksel kaynakların kaynağı, diğer yandan atık bertarafı için bir kanalizasyon olarak gören teknokratik bir kavram olarak kabul edilir.

Tüm ekolojik süreçler, canlı madde içeren sistemlerde gerçekleşir, bu nedenle canlı maddeyi diğer madde türlerinden (inorganik, inert, biyoinert, vb.) ayırt edebilmek önemlidir.

Canlı madde, şu veya bu sistematik gruba ait olmalarından bağımsız olarak, herkesin bedenlerinin bütününü oluşturan şeydir. Dünya gezegenindeki canlı maddenin toplam kütlesi (kuru) (2.4-3.6) * 10 12 tondur.

Canlı madde ayrılmaz ve onun işlevidir, aynı zamanda en güçlü jeolojik kuvvetlerden biridir. Çözülmez bir moleküler biyolojik birlik, sistemik bir bütündür. karakteristik özellikler, varlığının tüm çağının yanı sıra her bir ayrı jeolojik çağ için ortaktır. Canlı maddenin bireysel bileşenlerinin yok edilmesi, sistemin bir bütün olarak bozulmasına, yani. ekolojik bir felakete ve bir bütün olarak canlı madde sisteminin ölümüne yol açabilir.

Varlığının jeolojik döneminden bağımsız olarak en yaygın maddelerden bazılarını ele alalım.

1. Canlı maddeden (bir organizma) oluşan bir sistem büyüme yeteneğine sahiptir, yani boyutu artar.

2. Bir organizma (canlı) varlığı sırasında en tipik özelliklerini korur ve bu özellikleri kalıtım yoluyla iletebilir, yani taşıyıcı ve aktarıcıdır.

3. Yaşamı boyunca canlı bir organizma, embriyonik ve postembriyonik olmak üzere iki döneme ayrılan gelişme yeteneğine sahiptir.

4. Ayrı bir organizma olarak canlı madde, bu türün varlığının uzun (tarihsel açıdan) bir süre için garanti altına alınması nedeniyle üreme yeteneğine sahiptir.

5. Yönlendirilmiş bir metabolizma, canlı maddenin özelliğidir.

Canlı maddenin organizasyonel seviyeleri

Canlı madde, Dünya üzerinde yaşayan tüm organizmaların toplamı olarak karmaşık ilişkiler içinde olan birkaç krallıktan (Prokaryotlar, Hayvanlar, Bitkiler, Mantarlar) oluşur. Canlı madde karmaşık bir yapıya ve farklı organizasyon seviyelerine sahiptir. Bazılarını karmaşıklık sırasına göre ele alalım.

1. Moleküler gen (altorganik) - belirli bir yapı ve bir biyokimyasal süreç sistemi ile birbirine bağlı, çeşitli organik ve inorganik maddelerden oluşan, istisnasız tüm organizmalarda bulunan canlıların özel bir organizasyon şekli. bu bileşik grubunu, bu organizmanın tüm varoluş süresi boyunca, yani ölüme kadar büyüme, gelişme, kendini koruma ve üreme yeteneğine sahip ayrılmaz bir sistem olarak koruyun.

2. Hücresel - tüm canlılar (hücresel olmayan yaşam formları hariç) özel yapılar tarafından oluşturulur - kesin olarak tanımlanmış bir yapıya sahip olan hücreler, hem Bitki krallığındaki organizmalarda hem de Hayvanlar krallığındaki organizmalarda bulunur. Mantarlar; bazı organizmalar bir hücreden oluşur, bu nedenle hücresel seviyedeki bu tür organizmalar yeni bir organizasyon seviyesine - organizma olana (beşinci organizasyon seviyesine bakınız) karşılık gelir.

3. Doku - dokuların oluşumuna yol açan, gerçekleştirilen işlevlere göre hücrelerin uzmanlaşmasının olduğu karmaşık çok hücreli organizmaların özelliği - aynı kökene, benzer yapıya sahip ve aynı veya benzer işlevleri yerine getiren bir dizi hücre ; bitkiler ve hayvanlar arasında ayrım yapar, bu nedenle bitkilerde örtü, temel, mekanik, iletken dokular ve meristemler (büyüme dokuları) ayırt edilir; hayvanlarda - örtü, sinir, kas ve bağ dokuları.

4. Organ - yüksek düzeyde organize organizmalarda, dokular, organ adı verilen belirli işlevleri yerine getirmek için tasarlanmış yapılar oluşturur ve organlar organ sistemlerinde birleştirilir (örneğin, mide sindirim sisteminin bir parçasıdır).

5. Örgütsel - organ sistemleri, işleyişi sırasında belirli bir canlının hayati aktivitesinin gerçekleştirildiği; doğada var olduğu biliniyor Büyük sayı Tek hücreli organizmalar.

6. Popülasyona özgü - bir türün bireyleri, belirli bir bölgede yaşayan ve popülasyon olarak adlandırılan belirli bir ekolojik nişi işgal eden özel gruplar oluşturur ve aynı organizmaların popülasyonları alt türler ve türler oluşturur.

7. Biyojeosenotik - canlı maddenin bu düzeydeki organizasyonu, bu bölgede belirli sayıda popülasyonun yaşadığı gerçeğiyle ilişkilidir. farklı şekiller(hem hayvanlar hem de bitkiler, mantarlar, prokaryotlar ve hücresel olmayan yaşam formları), gıda dahil çeşitli bağlantılarla birbirine bağlıdır.

8. Biyosfer, kimyasal elementlerin ve kimyasal bileşiklerin gezegensel dolaşımı ile birbirine bağlı olan, üzerinde yaşayan canlıların tamamı olan Dünya gezegenindeki yaşamın en yüksek organizasyonudur; bu döngünün ihlali aşağıdakilere yol açabilir: küresel felaket ve hatta tüm canlıların ölümüne.

Sonuç olarak, 1-5 organizasyon seviyesi tek bir organizma için ve 6-8 - bir dizi organizma için karakteristiktir. İnsanın Dünya gezegenindeki canlı maddenin ayrılmaz bir parçası olduğu unutulmamalıdır, ancak aklın varlığı nedeniyle faaliyeti diğer organizmaların faaliyetlerinden önemli ölçüde farklıdır ve yine de doğanın ayrılmaz bir parçasıdır, ve onun "kralı" değil.

Canlı maddenin kimyasal bileşiminin kısa açıklaması

Canlı madde, biyoorganik, organik ve inorganik bileşiklerden oluşan karmaşık bir sistemdir. Hemen hemen tüm kararlı kimyasal elementler canlı maddenin bileşiminde bulunur, adam tarafından bilinen ama içinde farklı miktarlar... Bunlar canlı organizmalardaki rollerine göre biyojenik ve biyojenik olmayan olarak ikiye ayrılır.

Canlı maddenin temeli biyoorganik ve organik bileşiklerden oluşur. Biyoorganik maddeler arasında nükleik asitler, vitaminler vb. bulunur. Bu maddelere biyoorganik denir çünkü bu bileşikler organizmalarda üretilir ve bu maddeler olmadan yaşam temelde imkansızdır (bu özellikle proteinler ve nükleik asitler için geçerlidir). Canlı maddeyi oluşturan organik maddelere örnek olarak organik asitler (malik, asetik, laktik vb.), üre ve diğer kimyasal bileşikler verilebilir.

Hücresel organizmaların genel özellikleri, hücrede çekirdek bulunmasına göre sınıflandırılmaları

Hücresel organizmalar, hücresel olmayanlara göre baskındır ve karmaşık bir sınıflandırmaya sahiptir. Hücrenin yapısını incelerken, hücrelerin bileşimindeki hücresel organizma formlarının çoğunun mutlaka özel bir organoid - çekirdek içerdiği bulundu. Bununla birlikte, bazı organizmaların hücrelerinde çekirdek yoktur. Bu yüzden hücresel organizmalar ikiye bölünmüş büyük gruplar- nükleer (veya ökaryotlar) ve nükleer olmayan (veya prokaryotlar). Bu alt bölümde prokaryotları ele alacağız.

Hücreleri ayrı olarak oluşturulmuş bir çekirdeğe sahip olmayan organizmalara prokaryot (nükleer olmayan) denir.

Nükleer olmayan organizmalar, Prenükleer veya Prokaryotların süper krallığının bir parçası olan Drobyanka krallığını oluşturan bakterileri ve mavi-yeşil algleri içerir. Pratik anlamda, bakteriler en büyük öneme sahiptir.

Bakteri gövdesi, bir zar ve sitoplazmaya sahip farklı şekillerde bir hücreden oluşur. Belirgin organel yoktur; hücre bir DNA molekülü içerir; bir halkada kapalıdır, sitoplazmadaki konumuna nükleoid denir.

Bakteriler hücrenin şekline göre koklara (küresel), basillere (çubuk şeklinde), vibriolara (kavisli), spirillaya (spiral şeklinde kavisli) ayrılır.

bakteri çoğalır sıradan bölünme(uygun koşullarda, her bölüm 20-30 dakika içinde gerçekleştirilir). saldırgan olumsuz koşullar bakteri hücresi, sıcaklık, nem, radyasyon gibi çeşitli faktörlere karşı oldukça dirençli bir spora dönüşür. Uygun koşullarda sporlar şişer, zarları yırtılır ve bakteri hücreleri hayati hale gelir.

Oksijen ile ilgili olarak, anaerobik (moleküler oksijenin olmadığı ortamlarda yaşarlar) ve aerobik (yaşamları için O 2'ye ihtiyaç duyarlar), hem aerobik hem de anaerobik ortamlarda yaşayabilen bakteriler de vardır.

Türler, kriterleri ve ekolojik özellikleri

Doğada yaşayan madde, ayrı ayrı taksonomik birimler - türler (biyolojik türler) şeklinde bulunur.

Biyolojik türler (türler) - ortak morfofizyolojik özelliklere, biyokimyasal, genetik (kalıtsal) benzerliğe sahip, birbirleriyle serbestçe iç içe geçen ve verimli yavrular veren, benzer varoluş koşullarına uyarlanmış, belirli bir alanı (dağılım alanı) işgal eden bir dizi birey ) doğada, yani aynı ekolojik nişi işgal ediyor.

Türler, popülasyonlar ve alt türlerden oluşur (ikincisi tüm türler için tipik değildir). Biyolojik türler aşağıdaki kriterlerle karakterize edilir:

1) genetik, yani belirli bir türün tüm bireyleri aynı kromozom setine sahiptir;

2) biyokimyasal, yani. bu türün tüm bireyleri, diğer türlerin benzer bileşiklerinden farklı olan aynı kimyasal bileşikler (nükleik asitler, vb.) ile karakterize edilir;

3) morfofizyolojik, yani aynı türden organizmalar ortak özellikler dış ve iç yapı ve hayati aktivitelerini sağlayan aynı süreçlerle karakterize edilir;

4) ekolojik, yani belirli bir türün bireyleri, doğal çevre ile aynı (diğer türlerden farklı) ilişkilere girerler;

5) tarihsel - bu türün bireyleri aynı kökene ve süreçte rahim içi gelişim biyogenetik yasaya göre bu gelişimin aynı döngüsünden geçerler;

6) coğrafi - bu türün bireyleri belirli bir bölgede yaşar ve bu bölgede var olmak için uyarlanmıştır.

"Ekoloji" biliminde, "tür" teriminin aşağıdaki çeşitleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

1. Zararlı bir tür - bir kişiye ekonomik zarar vermek veya hastalığa neden olan; kavram görecelidir, çünkü gezegende yaşayan herhangi bir tür belirli bir ekolojik niş işgal eder ve belirli bir ekolojik rol oynar; örneğin, bir kurt insan ekonomik faaliyetine büyük zarar verebilir, ancak doğanın bir "hemşiresi" dir, beslendiği türün yaşayamayan bireylerinin "ayırılmasında" önemli bir rol oynar.

2. Soyu tükenmiş bir tür, pterodaktil gibi evrimsel süreçler sonucunda yok olmuş bir türdür.

3. Nesli tükenmekte olan türler - özellikleri uyuşmayan türler modern koşullar yeni koşullarda yaşama uyum için varoluş ve genetik olanaklar pratik olarak tükenmiştir; bu türler, ancak tam ekiminin bir sonucu olarak hayatta kalabilir (Kırmızı Kitap'a girilmiştir).

4. Nesli tükenmekte olan türler - hayatta kalan bireylerin sayısının türün üremesi için yetersiz olması, ancak genetik olarak türün çevresel koşullara uyum için elverişli fırsatlara sahip olması nedeniyle nesli tükenme tehlikesiyle karşı karşıya olan bir organizma türü (Kırmızı listede listelenmiştir). Nesli tükenmekte olan bir tür olarak kitap).

5. Korunan türler - bireylere kasıtlı olarak zarar verilmesi ve habitatının ihlali, çeşitli derecelerde (uluslararası, eyalet, yerel), örneğin samur vb.

Türün yapısı, popülasyonlarda ve alt türlerde birleştirilmiş ayrı bireylerden oluşmasıdır. Alt türlerin varlığı, yalnızca çeşitli koşullarla karakterize edilen geniş alanlara sahip türler için tipiktir.

Popülasyon, belirli bir bölgede yaşayan, diğer bölgelerle doğal sınırları olan ve bu popülasyonun bireylerini diğerinin bireyleri ile yetiştirmeyi zorlaştıran, belirli bir türün, tam teşekküllü yavruları geçebilen ve üretebilen bir grup bireydir. Bir türün ekolojik biriminin popülasyon olduğu unutulmamalıdır.

popülasyonlar farklı şekiller bu bölgede yaşayan, bu popülasyonların gıda dahil çeşitli bağlantılarla birbirine bağlı olduğu bir biyosenoz oluşturur.

İnorganik maddeler ve canlılardaki rolleri

Canlı madde, diğer herhangi bir madde gibi, toplamı hem inorganik hem de organik bireysel kimyasal bileşiklerden niteliksel olarak farklı olan canlı maddeyi oluşturan inorganik ve organik bileşikleri oluşturan kimyasal elementlerin atomlarından oluşur.

İnorganik maddelere karbon atomu içermeyen maddeler denir (karbonun kendisi, oksitleri, karbonik asit, tuzları, rhodan, hidrojen tiyosiyanat, rhodanitler, siyanür, hidrojen siyanür, siyanürler hariç).

Organizmalar su, bazı sodyum tuzları, potasyum, kalsiyum ve diğer kimyasal elementleri içerir.

Bazı oksitlerin, hidroksitlerin ve tuzların canlı maddedeki rolünün kısa açıklaması

Organizmalardaki oksitlerden büyük önem karbondioksit (karbon dioksit, karbon monoksit (IV), karbon dioksit (dioksit)) vardır. Bu madde solunum ürünlerinden biridir (tüm organizmalar için!). Suda çözündüğünde (örneğin, sitoplazmada, kan plazmasında vb.), karbon dioksit, ayrışma üzerine bikarbonat iyonlarına (HCO 3) ve karbonat iyonlarına (CO 2 - 3) ayrışan karbonik asit oluşturur ( birlikte ) ortamın reaksiyonunu stabilize eden bir karbonat tampon sistemi. Fazla CO2 vücuttan (tüm organizmalarda: hem bitkilerde hem de hayvanlarda) meydana gelen işlemler sonucunda vücuttan atılır.

Canlı maddede bulunan en önemli hidroksitler karbonik (H2CO3), fosforik (H3PO4) ve diğer bazı asitlerdir. Yukarıda belirtildiği gibi (örneğin, karbonik asit), bu hidroksitler, sulu çözeltilerde tampon sistemlerinin oluşturulmasına katkıda bulunur, bu da ortamın protoplazmadaki veya vücutta bulunan diğer sıvı ortamdaki reaksiyonunun stabilizasyonuna yol açar. Fosforik asit, çeşitli fosfor içeren bileşiklerin oluşumunda büyük rol oynar (örneğin, AMP'den ADP veya ADP'den ATP oluşumunda; ATP - adenosin trifosfat, ADP - adenosin difosfat, AMP - adenosin monofosfat; bu maddeler bir rol oynar. özümseme ve asimilasyon süreçlerinde önemli bir rol oynar).

Hidroklorik (hidroklorik) asit (HCl) organizmalar için de önemlidir. İçinde bulunur mide suyu veya gıdanın sindirimine yardımcı olan solüsyonlarda (örneğin insan midesinde).

Organizmalarda ayrışmış durumda, yani iyon şeklindedirler. Bazı anyonların (negatif yüklü iyonlar) ve katyonların (pozitif yüklü iyonlar) canlı maddedeki biyolojik rolünü düşünün.

Katyonların biyolojik rolünün kısa açıklaması

Canlı maddede, aşağıdaki katyonlar çok önemlidir: K +, Ca 2+, Na +, Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ ve diğerleri.

1. Sodyum katyonları (Na +). Bu iyonlar belirli bir ozmotik basınç(Ozmotik basınç, sulu çözeltilerde ortaya çıkar ve etkisi altında ozmozun gerçekleştirildiği kuvvettir, yani. maddelerin yarı geçirgen bir zardan tek taraflı difüzyonu). Ayrıca farklı geçirgenlikleri nedeniyle potasyum katyonları (K+) ile birlikte hücre zarı, vücudun hücrelerinin ve dokularının iletkenliğini sağlayan biyokimyasal potansiyellerde bir farkın ortaya çıktığı bir zar dengesi yaratırlar; bir bütün olarak vücudun su ve iyon değişimine katılır. Vücuda (hücre) formda girerler. sulu çözelti sodyum klorit. Hayvanlarda ve insanlarda, terlemenin bir sonucu olarak, performanslarını keskin bir şekilde azaltan büyük miktarda sodyum klorür kaybolabilir. Bu iyonlar, bazı organik ve inorganik anyonlarla birlikte asit-baz dengesini düzenler (örneğin, HCO iyonları - 3, CH3 COO - ve diğerleri ile).

2. K + katyonları. Bu iyonlar Na+ iyonlarıyla birlikte zar dengesini oluşturur. Protein sentezini aktive ederler ve daha yüksek hayvanların ve insanların organizmalarında kalbin biyoritmlerini etkilerler. K + iyonları makro gübrelerin bir parçasıdır - potasyum ve tarım bitkilerinin verimliliğini önemli ölçüde etkiler.

3. Ca2+ katyonları. Bu iyonlar, K+ iyonlarının antagonistleridir (yani, ikincisine kıyasla zıt etki sergilerler). Membran yapılarının bir parçasıdırlar, oluşturan pektin maddeleri oluştururlar. hücreler arası madde bitki organizmalarında. Kalsiyum tuzlarının bileşimindeki bu iyonlar en önemlilerinin oluşumunda görev alırlar. bağ dokusu- omurgalıların ve insanların ve diğer bazı organizmaların (örneğin, koelenteratlar, vb.) iskeletini oluşturan kemik. Hücre oluşum süreçlerini düzenler, uygulamaya katılırlar kas kasılmaları kan pıhtılaşması ve diğer süreçlerde önemli bir rol oynar.

4. Katyonlar Mg 2+. Bu iyonların rolü (bazı durumlarda) Ca2+ iyonlarının rolüne benzer ve organizmalarda belirli oranlarda bulunurlar. Ek olarak, Mg 2+ iyonları bitkilerin en önemli fotosentetik pigmentinin bir parçasıdır - klorofil, DNA sentezini aktive eder ve enerji metabolizmasının uygulanmasına katılır.

5. İyonlar Fe 2+. Solunum sürecinde yer alan en önemli solunum pigmenti olan hemoglobinin bir parçası oldukları için birçok hayvanın yaşamında önemli bir rol oynarlar. Kas proteininin bir parçasıdır - miyoglobin, klorofil sentezinde yer alırlar, yani. Fe 2+ iyonları, birçok redoks işleminin gerçekleştirildiği bileşiklerin temelidir.

6. İyonlar Cu 2+, Mn 2+, Cr 3+ ve bir dizi başka iyon da çeşitli organizmalarda redoks işlemlerinde yer alır (bu iyonlar karmaşık organometalik bileşiklerin parçasıdır).

Bazı anyonların biyolojik rolünün kısa açıklaması

En önemlileri H 2 PO - 4, HPO 2-4, Cl -, I -, PO 3 - 4, Br -, F -, HCO - 3, NO - 3, SO 2 - 4 ve bir sayıdır. bu iyonların bazılarının çeşitli organizmalardaki rolü.

1. Nitrat ve nitrit iyonları (sırasıyla NO - 3, NO - 2).

Azot içeren iyonlar, bitki organizmalarında önemli bir rol oynar, çünkü bileşimlerinde bağlı azot içerirler ve azot içeren "yaşam maddelerinin" - proteinler ve nükleik asitlerin sentezi için (amonyum katyonları - NH + 4) ile birlikte kullanılırlar. Bu iyonların fazlası bitki organizmasına girdiğinde, içlerinde birikir ve (gıdanın bir parçası olarak) insan ve hayvan organizmasına girerek bu organizmaların metabolizmasında rahatsızlıklara ("nitrat ve nitrit zehirlenmesi") neden olabilir. Bu, toprağa uygularken gerekli olan azotlu gübrelerin optimal kullanımını sağlar.

2. Hidro- ve dihidrojen fosfat iyonları (sırasıyla HPO 2-4, H2P04 -).

Bu iyonlar metabolizmada yer alır ve önemli bir rol oynayan nükleik asitlerin, mono-, di- ve triadenosin-fosfatların sentezinde gereklidir. enerji değişimi ve çeşitli organizmalarda (bitkiler, hayvanlar vb.) organik maddelerin sentezi. Bu iyonlar, asit-baz dengesinin korunmasında, ortamın reaksiyonunun sabitliğinin belirli sınırlar içinde tutulmasında rol oynar.

3. Sülfat iyonları (SO 2 4) - protein üretiminde kullanılan kükürt içeren doğal alfa-amino asitlerin sentezi için gerekli bir kükürt kaynağı. Bazı vitaminlerin, enzimlerin (bitki organizmalarında) sentezi için gereklidir. Hayvan organizmalarında sülfat iyonları, karaciğerde oluşan kimyasal bileşikleri nötralize etmek için reaksiyonların bir ürünüdür.

4. Halid iyonları (Cl - - klorür iyonları, Br - bromür iyonları, I - - iyodür iyonları, F - - florür iyonları). Katyonlar için karşı iyonlardır (özellikle Cl -), yani katyonlarla nötr bir sistem oluştururlar. İyon sistemi (katyonlar ve anyonlar) su ile birlikte ozmotik basınç ve turgor yaratır; klorür iyonları hayvanlar için makro besinlerdir ve halojenür iyonlarının geri kalanı eser elementlerdir, yani. küçük (mikro) miktarlarda herhangi bir organizma için gereklidir. İyodür iyonlarının önemi, en önemli hormonun bir parçası olmalarıdır - tiroksin ve bu iyonların fazlalığı ve eksikliği, insanlarda çeşitli hastalıkların ortaya çıkmasına neden olur (miksidem ve mezar hastalığı). Florür iyonları değişimi etkiler kemik dokusu dişler, bromür iyonları, hipofiz bezinde bulunan kimyasal bileşiklerin bir parçasıdır.

Canlıları oluşturan organik bileşiklerin genel özellikleri, sınıflandırılması ve ekolojik rolleri

Karbon atomu içeren maddelere (karbon, oksitleri, karbonik asit, tuzları, rhodan, hidrojen tiyosiyanat, rhodanitler, siyanojen, hidrojen siyanür, siyanürler, karboniller ve karbürler hariç) organik denir.

Organik madde çok karmaşık bir sınıflandırmaya sahiptir. Bu maddelerden bazıları organizmalarda bulunmaz (ne canlı ne de ölü). Yapay olarak elde edilmişlerdir ve doğada bulunmazlar. Bir dizi organik bileşik organizmalar tarafından "asimile edilmez", yani. Ayrıştırıcıların ve detritivorların etkisi altında doğada bozunmaz. Bu tür bileşikler arasında polietilen, SMS (sentetik deterjanlar), bazı pestisitler vb. Bulunur. Bu nedenle, insan tarafından kimyasal olarak elde edilen organik maddeleri kullanırken, doğal koşullarda çeşitli dönüşümlere, yani "asimilasyona" uğrama yeteneklerini hesaba katmak gerekir. "Bu maddelerin biyosfer tarafından ...

Vücutta bulunan organik maddeler büyük ekolojik öneme sahiptir, bir veya başka bir maddenin eksikliği, fazlalığı veya yokluğu ya çeşitli hastalıklar veya bu organizmanın ölümüne. En önemlileri nükleik asitler, karbonhidratlar, yağlar ve vitaminlerdir.

Organik veya inorganik madde kavramı çok küçülür ve kavramının yerini alır. biyosferin canlı maddesi.

20. yüzyılın başında V.I. Vernadsky bu kavrama bir tanım verdi.

Yaşam meselesi - sistematik bağlantılarından bağımsız olarak, içindeki canlı organizmaların bütünü.

Tanım ölçekten gelmedi.

Canlı maddenin kütlesi nispeten küçüktür ve 2.4-3.6 · 10 12 ton (kuru ağırlıkta) olarak tahmin edilmektedir ve Dünya'nın diğer kabuklarının 10 -6 kütlesinden daha azdır. Ancak bu, "gezegenimizdeki en güçlü jeokimyasal kuvvetlerden" biridir.

Biyosferin canlı maddesinin temel özellikleri

1. Boş alana hızlı bir şekilde hakim olma yeteneği. o her ikisi ile ilgili çoğalma yeteneği,özellikle en basit organizmalarda ve birçok organizmanın büyüme sırasında vücut yüzeyini önemli ölçüde arttırdığı gerçeğiyle (örneğin bitkiler veya topluluk alanı).
2. Aktif ve pasif hareket.Biyosferin canlı maddesinin aktif hareketi- enerji tüketimi gerektiren organizmaların bağımsız hareketi: balıklar akıntıya karşı yüzebilir, kuşlar uçabilir, yerçekiminin üstesinden gelebilir, vb. Biyosferin canlı maddesinin pasif hareketi- enerji tüketimi gerektirmeyen hareket - doğal kuvvetlerin etkisi altında - yerçekimi, yerçekimi vb.
3. Canlı maddenin kararlılığı(organizmalar) yaşam ve hızlı ayrışma sırasında(redüktörlerin etkisinden dolayı) ölümden sonra.
   Kimyasal elementler hakkında konuşursak, o zaman tam olarak canlı maddenin bu özelliğinden dolayı çeşitli - vb.
4. Biyosferin canlı maddesinin çevre koşullarına yüksek derecede adaptasyonu. Canlı organizmaların 3 ortama da - karasal, su ve hava - hakim olması artık kimseyi şaşırtmıyor. Ayrıca hem yüksek hem de çok düşük sıcaklıklara dayanabilen mikroorganizmalar vardır.
5. Canlı maddenin yüksek oranda biyokimyasal reaksiyonları. Gerçekten de, canlı organizmalardaki reaksiyon hızı birkaç dakikadan fazla değildir, karbon döngüsü hızı birkaç yıldır (10'dan fazla değildir).
   Vernadsky, tortul kayaların esas olarak canlı organizmaların hayati aktivitesinin ürünleri tarafından oluştuğuna inanıyordu. Ve bu katman yaklaşık 3 km kalınlığında!
   

Canlı maddenin yüksek oranda yenilenmesi... Ortalama olarak biyosfer için 8 yıl, kara için 14 yıl ve kısa ömürlü organizmaların (örneğin plankton) hakim olduğu okyanus için 33 gün olduğu tahmin edilmektedir. Yaşamın varoluş tarihinin tamamındaki yüksek yenilenme hızının bir sonucu olarak, biyosferden geçen canlı maddenin toplam kütlesi, Dünya kütlesinin yaklaşık 12 katıdır. Organik kalıntılar şeklinde sadece küçük bir kısmı (yüzdenin bir kısmı) korunur (V. I. Vernadsky'nin sözleriyle, “jeolojiye girdi”), geri kalanı dolaşım süreçlerine dahil edildi.

Biyosferin canlı maddesinin işlevleri

1. enerji fonksiyonu
   Üreticiler güneş enerjisi tüketerek inorganik maddeleri organik maddelere dönüştürür, ayrıştırıcılar ise organik maddeleri inorganik maddelere ayrıştırır. Bu süreçte enerjinin bir kısmı ısıya dönüşür.
2. Canlı maddenin konsantrasyonu
   Organizmaların hayati aktivitesinin bir sonucu olarak, bazı maddeler birikir.
3. yıkıcı
   Bu, enerji fonksiyonunun bir sonucudur - organik madde, maddelerin dolaşımının bir sonucu olarak ayrışır ve mineral (inorganik) bir forma dönüşür.
4. Canlı maddenin çevre oluşturma işlevi
   Canlı madde değişir, çevreyi dönüştürür.

5. Ulaşım
   Canlı maddenin besin etkileşimleri, çok büyük kimyasal element ve madde kütlelerinin yerçekimine karşı ve yatay yönde hareketine yol açar.
   

Bu konu hakkında daha fazlası: