Характер і локалізація процесів, які здійснюються живою речовиною

Рід геологічної діяльності	Де протікає процес Характер процесу	Всередині організма	За межами організму
І	Хімічний (біохімічний)	Перетравлення їжі, побудова тіла організма	Виділення у зовнішнє середовище продуктів метаболізму і екскретів; позаклітинне перетравлення.
ІІ	Механічний	Пропускання неорганічних компонентів їжі через шлунковий тракт грунтоїдів	А/ Переміщення самої “живої речовини” (наслідок цього – транспортування біогенної речовини); Б/ переміщення неживої речовини організмами в ході життєдіяльності.

 

Для розуміння тієї роботи, яку здійснює жива речовина в біосфері, дуже важливими є три основні положення, які В.І.Вернадський назвав

“ біогеохімічними принципами”1:

- І принцип: “Біогенна міграція атомів хімічних елементів в біосфері завжди прямує до свого максимального прояву”;

- ІІ принцип: “Еволюція видів в ході геологічного часу, яка призводить до створення форм життя, стійких у біосфері, йде в напрямку, що збільшує біогенну міграцію атомів біосфери”, або “При еволюції видів виживають ті організми, які своїм життям збільшують біогенну геохімічну енергію”;

- ІІІ принцип: ”Протягом всього геологічного періоду, починаючи з криптозою, заселення планети повинно бути максимально можливим для всієї живої речовини. яка тоді існувала”.

Для В.Вернадського І біогеохімічний принцип тісно пов”язаний із здатністю живої речовини необмежено розмножуватися в оптимальних умовах. “Вир атомів”. який являє собою життя, за визначенням Жоржа Кюв”є, прямує до необмеженої експансії. Наслідком цього і є максимальний прояв біогенної міграції атомів у біосфері.

ІІ біогеохімічний принцип, по суті, торкається кардинальної проблеми сучасної біологічної теорії – питання про направленість еволюції організмів. За думкою Вернадського, переваги в ході еволюції отримують ті організми, які набули здатності засвоювати нові форми енергії або “навчилися” більш повніше використовувати хімічну енергію, накопичену в інших організмах. В ході біологічної еволюції, таким чином, збільшується “ККД” біосфери в цілому. Математично це зобразив В.В.Алєксєєв, який на основі розрахунків прийшов до таких висновків: “Еволюція повинна йти в напрямку збільшення швидкості обміну речовиною в системі”. І далі: “Стає зрозумілим, чому утворились ферменти, роль яких полягає в різкому збільшенні швидкостей реакцій, які проходять при звичайних умовах виключно повільно”.

ІІІ біогеохімічний принцип пов”язаний з “всюдністю” життя. Цей фактор забезпечує безупинне охоплення живою речовиною будь-якої території, де можливе нормальне функціонування живих організмів.

Біосфера складається з 7 різнорідних частин:

 

 

Жива речовина

 

	Біогенна речовина
	Косна речовина

 

Речовина радіоактив-ного розпаду

Біокосна речовина

Речовина космічного походження

Речовина розсіяних атомів

Різнорідні природні

Частини біосфери

 

 

Біосфера – це область існування живої речовини. В ній живі організми і їхнє середовище життєдіяльності органічно пов”язані і взаємодіють, утворюючи цілісну динамічну систему або екосистему вищого рангу, яка існує завдяки кругообігу речовин планети, яка формує життя в усьому його різномаїтті, стійкості і здатності до прогресивного розвитку. Вона розглядається як термодинамічна область поширення життя на Землі, включає сукупність організмів, в якій, завдяки живим організмам, перетворюється космічна енергія.

В.Вернадський ще назвав біосферу як термодинамічну оболонку з межами температур від +50⁰ до -50 ⁰ і тиском біля 10 000Па, що відповідає межам життя для більшості організмів. За Вернадським, верхня межа біосфери проходить на висоті 15-20 км, захоплюючи тропосферу і нижню частину стратосфери. Знизу біосфера обмежена відкладами на дні океанів (іноді на глибині 10 км) і глибиною проникнення до надр Землі організмів і води. Загальна потужність біосфери може сягати 40 км. Від всіх інших геосфер біосфера відрізняється найбільш енергійним ходом хімічних перетворень, які проходять з використанням хлорофілоносними організмами сонячної енергії.

Біосфера виконує такі функції:

· газову (всі гази біосфери пов”язані з життям, відбувається процес обміну киснем, вуглекислим газом тощо);

· окислювальну (відбувається окислення сполук, які містять мало кисню);

· кальцієву (відбувається виділення Са у вигляді чистих солей);

· відновлювальну (утворення покладів сульфатів тощо);

· концентраційну (накопичення окремих елементів із раніш розсіяних);

· руйнівну (розклад органічних сполук з виділенням води, вуглекислого газу, азоту тощо.

Ту область біосфери, яка представлена біоценозами і прилеглими до неї частинами літосфери, атмосфери і гідросфери, іноді називають фітогеосферою і біогеосферою, а сукупність біоценозів або “шар живої речовини” – біостромою. Живі організми біосфери утворюють біомасу, що складає 0,001% маси земної кори.

На основі ідей В.Вернадського, Н.Б.Вассовича в 1987р. А.М.Іванов та Н.Б.Реймерс запропонували деталізовану схему сучасної будови біосфери:

БІОСФЕРА