Živa tvar. Funkcije žive materije u biosferi

Zemljina površina ne sadrži snažniju, trajniju, dinamičnu snagu od živih organizama. Prema doktrini žive materije, ovoj ljusci je dodijeljena kozmička funkcija, koja djeluje kao veza između Zemlje i svemira. Sudjelujući u procesu fotosinteze, razmjene i transformacije prirodnih tvari, živa tvar obavlja nezamisliv kemijski rad.

Pojam žive materije u I. Vernadskom

Koncept živuće materije razvio je poznati znanstvenik V.I. Vernadski, koji je zasebno razmatrao biološku masu u sastavu drugih vrsta organskih tvari koje čine biosferu svijeta. Prema istraživaču, živi organizmi čine zanemariv dio biosfere. Međutim, njihova egzistencija najviše utječe na formiranje okolnog svijeta.

Prema konceptu znanstvenika, živa supstanca biosfere sastoji se i od organske i od anorganske tvari. Glavna specifičnost žive tvari je prisutnost ogromnog energetskog potencijala. U smislu oslobađanja slobodne energije u anorganskom okruženju planeta sa živom tvari, mogu se uspoređivati ​​samo tokovi vulkanskih lava. Glavna razlika između nežive i žive materije je brzina protoka kemijskih reakcija, koja se u ovom drugom slučaju događa milijun puta brže.

Na temelju učenja profesora Vernadskog, prisutnost žive materije u zemaljskoj biosferi može se manifestirati u nekoliko oblika:

• biokemijska (sudjelovanje u razmjeni kemikalija, formiranje geoloških školjki);
• mehanički (izravan utjecaj biomase na transformaciju materijalnog svijeta).

Biokemijski oblik "aktivnosti" biomase planeta očituje se kontinuirano metabolizam između okoliša i organizama tijekom probave hrane, izgradnje tijela. Mehanički učinak žive tvari na svijet oko nas je cikličko kretanje tvari u tijeku vitalne aktivnosti organizama.

Biokemijski principi

Nekoliko znanstvenih tvrdnji, poznatih kao biokemijski principi, omogućuju nam da dobijemo potpunu sliku o “radnom opterećenju” koje živa tvar obavlja u procesu svoje životne aktivnosti:

• kretanje atoma kemijskih tvari tijekom biogene migracije uvijek uzrokuje najveće moguće manifestacije;
• evolutivna transformacija vrsta se kreće u smjeru koji vodi poboljšanju migracije atoma elemenata;
• postojanje biomase zbog prisutnosti solarne energije;
• živa materija planeta je zatvorena u kontinuiranom ciklusu razmjene kemikalija sa svemirskim okruženjem.

Refleksija vitalne aktivnosti žive tvari na funkcioniranje biosfere

Život je nastao u obliku biosfere zbog sposobnosti organske mase da se razmnožava, raste i razvija. U početku je živa ljuska planeta bila složena organska tvar formiranje ciklusa elemenata. Tijekom razvoja i transformacije živih organizama, živa materija je stekla sposobnost da funkcionira ne samo kao kontinuirani tok energije, već i da se razvija kao složeni sustav.

Nove vrste organske ljuske svijeta ne pronalaze samo svoje korijene u prethodnim oblicima. Njihova pojava je posljedica protoka specifičnih biogenih procesa u prirodnom okruženju, koji, pak, utječe na svu živu tvar, stanice živih organizama. Svaku fazu evolucije biosfere karakteriziraju izrazite promjene u njezinoj materijalnoj i energetskoj strukturi. Dakle, postoje novi sustavi inertne i žive materije planeta.

Sve veći utjecaj biomase na promjene u inertnim sustavima planeta vidljiv je u proučavanju svih razdoblja bez iznimke. To je prije svega posljedica povećanja akumulacije sunčeve energije, kao i povećanja intenziteta i kapaciteta biološkog ciklusa elemenata. Promjene u okolišu uvijek predodređuju nastanak novih složenih oblika života.

Funkcije žive materije u biosferi

Po prvi put, funkcije biomase Vernadski je razmatrao u pisanju poznatog djela pod nazivom „Biosfera“. Ovdje znanstvenik identificira devet funkcija žive tvari: kisik, kalcij, plin, oksidirajući, reducirajući, destruktivan, koncentriran, reducirajući, metabolički, respiratorni.

Razvoj suvremenih pojmova o živoj tvari biosfere doveo je do značajnog smanjenja broja funkcija žive materije i njihovog ujedinjenja u nove skupine. O njima će se dalje raspravljati.

Energetske funkcije žive tvari

Ako govorimo o energetskim funkcijama žive materije, one se polažu prvenstveno na biljke koje imaju sposobnost fotosinteze i pretvaraju solarnu energiju u različite organske spojeve.

Tokovi energije koji proizlaze iz sunca za biljke su pravi dar elektromagnetske prirode. Više od 90% energije koja ulazi u biosferu planeta apsorbira litosfera, atmosfera i hidrosfera, a također izravno sudjeluje u tijeku kemijskih procesa.

Funkcije žive materije, usmjerene na transformaciju energije zelenim biljkama, glavni su mehanizam žive materije. Bez procesa prijenosa i akumulacije sunčeve energije, razvoj života na planeti bio bi upitan.

Razorne funkcije živih organizama

Sposobnost mineralizacije organskih spojeva, kemijska razgradnja stijena, mrtva organska tvar i uključenost minerala u cirkulaciju biomase - sve su to destruktivne funkcije žive tvari u biosferi. Glavna pokretačka snaga destruktivnih funkcija biosfere su bakterije, gljivice i drugi mikroorganizmi.

gangrenozan organski spojevi razgraditi do stanja tvari anorganske prirode (voda, amonijak, ugljični dioksid, metan, sumporovodik), vraćajući se u izvornu cirkulaciju tvari.

Razorni utjecaj organizama na stijene zaslužuje posebnu pozornost. Zbog cirkulacije tvari, zemljina kora se obnavlja s mineralnim komponentama koje se oslobađaju iz litosfere. Sudjelovanjem u razgradnji minerala živi organizmi tako u cirkulaciju biosfere uključuju cijeli kompleks najvažnijih kemijskih elemenata.

Funkcije koncentracije

Selektivna akumulacija tvari u prirodi, njihova distribucija, ciklus žive materije - sve to čini koncentracijske funkcije biosfere. Među najaktivnijim koncentratorima kemijskih elemenata posebnu ulogu imaju mikroorganizmi.

Konstrukcija kostura pojedinih članova životinjskog svijeta posljedica je uporabe raspršenih mineralne tvari. Upečatljiv primjer upotrebe koncentriranih prirodnih elemenata su mekušci, dijatomeje i vapnene alge, koralji, radiolarije, kremene spužve.

Funkcije plina

Osnova plinskih svojstava žive materije je distribucija plinovitih tvari živim organizmima. Na temelju vrste plinova koje treba pretvoriti, razlikuju se različite funkcije plina:

1. Stvaranje kisika - obnova kisikovog rezervata planeta u slobodnom obliku.
2. Dioksid - stvaranje biogenih ugljičnih kiselina kao posljedica disanja predstavnika životinjskog svijeta.
3. Ozon - stvaranje ozona, što doprinosi zaštiti biomase od destruktivnih učinaka sunčevog zračenja.
4. Dušik - stvaranje slobodnog dušika u razgradnji tvari organskog podrijetla.

Funkcije zaštite okoliša

Biomasa ima sposobnost pretvaranja fizikalnih i kemijskih parametara okoline u stvaranje uvjeta koji zadovoljavaju potrebe živih organizama. Kao primjer možemo izdvojiti biljni okoliš, čija vitalna aktivnost pridonosi povećanju vlažnosti zraka, regulaciji površinskog otjecanja i obogaćivanju atmosfere kisikom. U određenoj mjeri, funkcije oblikovanja okoliša rezultat su svih gore navedenih svojstava žive tvari.

Uloga čovjeka u formiranju biosfere

Pojava čovjeka kao zasebne vrste odražava se u nastanku revolucionarnog faktora u evoluciji biološke mase - svjesnoj transformaciji okolnog svijeta. Tehnički i znanstveni napredak nije samo fenomen društvenog života ljudskog bića, već na neki način pripada prirodnim procesima evolucije svih živih bića.

Od pamtivijeka, čovječanstvo je transformiralo živu materiju biosfere, što je utjecalo na povećanje stope migracije atoma kemijskog okruženja, transformaciju pojedinih geosfera, akumulaciju tokova energije u biosferi, promjenu izgleda Zemlje. Danas se čovjek ne smatra samo kao vrsta, već i kao sila sposobna mijenjati omotnice planeta, što je pak specifičan faktor evolucije.

Prirodna želja da se poveća broj vrsta dovela je ljudsku vrstu do aktivnog korištenja obnovljivih i neobnovljivih resursa biosfere, izvora energije, tvari zakopanih u omotnice planeta. Potiskivanje pojedinih članova životinjskog svijeta od prirodnih staništa, uništavanje vrsta u potrošačke svrhe i antropogena transformacija okolišnih parametara - sve to podrazumijeva nestanak najvažnijih elemenata biosfere.