Perkara hidup bergantung secara langsung kepada apa? Bahan hidup planet bumi

pengenalan

Biosfera adalah kulit luar bumi, perkembangannya ditentukan oleh kemasukan berterusan tenaga suria. Organisasi kompleks biosfera dikaitkan dengan aktiviti bahan hidup - keseluruhan semua individu bagi setiap spesies makhluk hidup.

Bahan hidup wujud di Bumi dalam bentuk silih berganti generasi. Terima kasih kepada ini, bahan hidup moden ternyata berkaitan secara genetik dengan bahan hidup semua era geologi yang lalu. Bahan hidup dikaitkan dengan bahan lengai - atmosfera (sehingga paras skrin ozon), sepenuhnya dengan hidrosfera dan litosfera, terutamanya dalam sempadan tanah, tetapi bukan sahaja.

Atmosfera, hidrosfera dan tanah mempengaruhi bahan hidup biosfera, menyediakannya dengan nutrisi mineral, air dan udara. Sebagai contoh, sifat tumbuh-tumbuhan bergantung kepada tahap kelembapan tanah.

Bahan hidup biosfera adalah heterogen dan mempunyai tiga jenis interaksi trofik: autotrofi, heterotrofi, mixotrofi. Interaksi ekologi trofik menyumbang kepada transformasi bahan tak organik (lengai) kepada bahan organik dan penstrukturan semula bahan organik menjadi bahan mineral. Wakil setiap kerajaan, jenis dan kelas melaksanakan fungsi mereka dalam interaksi ekologi di peringkat biosfera.

Sinaran kosmik dalam biosfera ditukar kepada pelbagai jenis tenaga. Transformasi tenaga berlaku dalam proses peredarannya antara bahan planet dan organisma hidup biosfera - kitaran biogeokimia bahan: pergerakan jisim besar unsur kimia, pengagihan semula tenaga terkumpul semasa fotosintesis, transformasi maklumat. Kitaran biogeokimia bahan memastikan kesinambungan hidup dalam biosfera dengan jumlah bahan yang terhad dan kemasukan tenaga suria yang berterusan, mengubah wajah planet ini, habitat fizikal dan kimia makhluk hidup, termasuk manusia.

Pengurusan alam sekitar adalah penilaian objektif keadaan dan pengoptimuman penggunaan sumber asli dan keadaan alam sekitar, perlindungan dan pembiakannya.

Bahan hidup

Menurut V.I. Vernadsky, bahan biosfera terdiri daripada:

· Bahan hidup- biojisim organisma hidup moden;

· Nutrien- semua bentuk detritus, serta gambut, arang batu, minyak dan gas asal biogenik;

· Bahan bioinert- campuran nutrien dengan batu mineral asal bukan biogenik (tanah, kelodak, perairan semula jadi, gas dan syal minyak, pasir tar, sebahagian daripada karbonat sedimen);

· Bahan lengai - batuan, mineral, sedimen yang tidak terjejas oleh pengaruh biogeokimia langsung organisma.

Pusat kepada konsep ini ialah konsep bahan hidup, yang V.I. Vernadsky mentakrifkannya sebagai koleksi organisma hidup. Sebagai tambahan kepada tumbuhan dan haiwan, V.I. Vernadsky termasuk di sini manusia, yang pengaruhnya terhadap proses geokimia berbeza daripada pengaruh makhluk hidup lain, pertama, dalam keamatannya, yang meningkat dengan perjalanan masa geologi; kedua, dengan kesan aktiviti manusia terhadap seluruh bahan hidup.

Kesan ini dicerminkan terutamanya dalam penciptaan pelbagai spesies baru tumbuhan yang ditanam dan haiwan domestik. Spesies sedemikian tidak wujud sebelum ini dan tanpa bantuan manusia, mereka sama ada mati atau bertukar menjadi baka liar. Oleh itu, Vernadsky menganggap kerja geokimia bahan hidup dalam hubungan yang tidak dapat dipisahkan dari haiwan, kerajaan tumbuhan dan manusia budaya sebagai kerja keseluruhan tunggal.

Menurut V.I. Vernadsky, pada masa lalu mereka tidak mementingkan dua faktor penting yang mencirikan badan hidup dan produk aktiviti penting mereka:

· Penemuan Pasteur tentang penguasaan sebatian aktif optik yang dikaitkan dengan ketidaksimetri struktur ruang molekul sebagai ciri khas badan hidup.

· Sumbangan organisma hidup kepada tenaga biosfera dan pengaruhnya terhadap badan tidak bernyawa jelas dipandang remeh. Lagipun, biosfera termasuk bukan sahaja bahan hidup, tetapi juga pelbagai badan tidak bernyawa, yang V.I. Vernadsky memanggil lengai (atmosfer, batu, mineral, dll.), Serta badan bioinert yang terbentuk daripada badan hidup dan lengai heterogen (tanah, air permukaan, dll.). Walaupun jirim hidup dalam jumlah dan berat merupakan bahagian yang tidak penting dalam biosfera, dikaitkan dengan perubahan dalam rupa planet kita.

Memandangkan bahan hidup adalah komponen penentu biosfera, boleh dikatakan bahawa ia boleh wujud dan berkembang hanya dalam rangka sistem integral biosfera. Bukan kebetulan bahawa V.I. Vernadsky percaya bahawa organisma hidup adalah fungsi biosfera dan berkait rapat secara material dan bertenaga dengannya, dan merupakan kuasa geologi yang besar yang menentukannya.

Asas awal untuk kewujudan biosfera dan proses biogeokimia yang berlaku di dalamnya ialah kedudukan astronomi planet kita, dan pertama sekali, jaraknya dari Matahari dan kecenderungan paksi bumi ke ekliptik, atau ke satah orbit bumi. Lokasi spatial Bumi ini menentukan terutamanya iklim di planet ini, dan yang terakhir, seterusnya, menentukan kitaran hidup semua organisma yang wujud di atasnya. Matahari adalah sumber tenaga utama dalam biosfera dan pengawal selia semua proses geologi, kimia dan biologi di planet kita. Peranan ini secara kiasan dinyatakan oleh salah seorang pengarang undang-undang pemuliharaan dan transformasi tenaga, Julius Mayer (1814-1878), yang menyatakan bahawa kehidupan adalah penciptaan sinar suria.

Perbezaan yang menentukan antara jirim hidup dan jirim lengai adalah seperti berikut:

· Perubahan dan proses dalam jirim hidup berlaku lebih cepat berbanding badan lengai. Oleh itu, untuk mencirikan perubahan dalam bahan hidup, konsep masa sejarah digunakan, dan dalam badan lengai - masa geologi. Sebagai perbandingan, kami perhatikan bahawa satu saat masa geologi sepadan dengan kira-kira seratus ribu tahun masa sejarah;

· Sepanjang masa geologi, kuasa bahan hidup dan kesannya terhadap bahan lengai biosfera meningkat. Kesan ini, menunjukkan V.I. Vernadsky, menampakkan dirinya terutamanya "dalam aliran biogenik berterusan atom daripada bahan hidup ke dalam bahan lengai biosfera dan belakang";

· Hanya dalam benda hidup sahaja perubahan kualitatif dalam organisma berlaku semasa masa geologi. Proses dan mekanisme perubahan ini mula-mula dijelaskan dalam teori asal usul spesies melalui pemilihan semula jadi oleh Charles Darwin (1859);

· Organisma hidup berubah bergantung kepada perubahan dalam persekitaran, menyesuaikan diri dengannya, dan, menurut teori Darwin, ia adalah pengumpulan beransur-ansur perubahan tersebut yang berfungsi sebagai sumber evolusi.

DALAM DAN. Vernadsky mencadangkan bahawa bahan hidup mungkin juga mempunyai proses evolusinya sendiri, dimanifestasikan dalam perubahan mengikut peredaran masa geologi, tanpa mengira perubahan dalam persekitaran.

Untuk mengesahkan pemikirannya, dia merujuk kepada pertumbuhan berterusan sistem saraf pusat haiwan dan kepentingannya dalam biosfera, serta organisasi khas biosfera itu sendiri. Pada pendapatnya, dalam model yang dipermudahkan, organisasi ini boleh dinyatakan sedemikian rupa sehingga tidak ada satu pun titik dalam biosfera "berakhir di tempat yang sama, pada titik yang sama dalam biosfera yang pernah ada sebelumnya." Dalam istilah moden, fenomena ini boleh digambarkan sebagai ketidakbolehbalikan perubahan yang wujud dalam mana-mana proses evolusi dan pembangunan.

Proses evolusi yang berterusan, disertai dengan kemunculan spesies organisma baru, mempengaruhi keseluruhan biosfera secara keseluruhan, termasuk badan bioinert semulajadi, contohnya, tanah, tanah dan air bawah tanah, dsb. Ini disahkan oleh fakta bahawa tanah dan sungai Devonian sama sekali berbeza daripada Tanah Tertiari dan, terutamanya, zaman kita. Oleh itu, evolusi spesies secara beransur-ansur merebak dan merebak ke seluruh biosfera.

Oleh kerana evolusi dan kemunculan spesies baru mengandaikan kewujudan permulaannya, persoalan secara semula jadi timbul: adakah kehidupan mempunyai permulaan sedemikian? Jika ada, maka di mana hendak mencarinya - di Bumi atau di Angkasa? Bolehkah benda hidup timbul daripada benda bukan hidup?

Ramai tokoh agama, artis, ahli falsafah, dan saintis telah memikirkan soalan-soalan ini selama berabad-abad. DALAM DAN. Vernadsky meneliti secara terperinci sudut pandangan yang paling menarik yang dikemukakan oleh pemikir cemerlang dari era yang berbeza, dan sampai pada kesimpulan bahawa tidak ada jawapan yang meyakinkan untuk soalan-soalan ini. Beliau sendiri, sebagai seorang saintis, pada mulanya berpegang kepada pendekatan empirikal untuk menyelesaikan isu-isu ini apabila beliau berhujah bahawa banyak percubaan untuk mengesan kesan kehadiran sebarang bentuk peralihan kehidupan dalam lapisan geologi purba Bumi tidak berjaya. Walau apa pun, beberapa tinggalan hidupan telah ditemui walaupun dalam lapisan Pracambrian sejak 600 juta tahun lalu. Keputusan negatif ini, menurut V.I. Vernadsky, memungkinkan untuk mencadangkan bahawa kehidupan sebagai jirim dan tenaga wujud di Alam Semesta selama-lamanya dan oleh itu tidak mempunyai permulaan. Tetapi andaian sedemikian tidak lebih daripada generalisasi empirikal berdasarkan fakta bahawa kesan bahan hidup masih belum ditemui di lapisan bumi. Untuk menjadi hipotesis saintifik, ia mesti konsisten dengan hasil pengetahuan saintifik yang lain, termasuk konsep sains semula jadi dan falsafah yang lebih luas. Walau apa pun, seseorang tidak boleh tidak mengambil kira pandangan naturalis dan ahli falsafah yang mempertahankan tesis kemunculan bahan hidup daripada bahan bukan hidup, dan pada masa ini juga mengemukakan bukti hipotesis dan model asal usul kehidupan.

Andaian mengenai asal usul kehidupan abiogenik, atau bukan organik, dibuat berulang kali pada zaman dahulu, contohnya, oleh Aristotle, yang mengandaikan kemungkinan kemunculan organisma kecil daripada bahan bukan organik. Dengan kemunculan sains semula jadi eksperimen dan kemunculan sains seperti geologi, paleontologi dan biologi, pandangan ini telah dikritik sebagai tidak dibenarkan oleh fakta empirikal. Kembali pada separuh kedua abad ke-17. Prinsip yang diisytiharkan oleh pakar perubatan dan naturalis Florentine terkenal F. Redi ialah semua benda hidup timbul daripada benda hidup. Kelulusan prinsip ini difasilitasi oleh penyelidikan ahli fisiologi Inggeris terkenal William Harvey (1578-1657), yang percaya bahawa setiap haiwan berasal dari telur, walaupun dia mengakui kemungkinan kehidupan timbul secara abiogenik.

Selepas itu, apabila kaedah fizikokimia menembusi ke dalam penyelidikan biologi, hipotesis tentang asal usul kehidupan abiogenik mula dikemukakan sekali lagi dan lebih bersungguh-sungguh. Di atas kita telah bercakap tentang evolusi kimia sebagai prasyarat untuk kemunculan prebiotik, atau peringkat prebiologi kemunculan kehidupan. V.I. tidak boleh tidak mengambil kira keputusan ini. Vernadsky, dan oleh itu pandangannya mengenai isu-isu ini tidak kekal tidak berubah, tetapi, berdasarkan fakta yang telah ditetapkan dengan tepat, dia tidak membenarkan campur tangan ilahi atau asal usul kehidupan duniawi. Dia memindahkan kemunculan kehidupan di luar Bumi, dan juga mengakui kemungkinan penampilannya di biosfera dalam keadaan tertentu. Dia menulis: “Prinsip Redi... tidak menunjukkan kemustahilan abiogenesis di luar biosfera atau apabila mewujudkan kehadiran dalam biosfera (sekarang atau lebih awal) fenomena fizikokimia yang tidak diterima dalam definisi saintifik bentuk organisasi ini. tempurung bumi.”

Walaupun terdapat beberapa percanggahan, doktrin biosfera Vernadsky mewakili langkah besar baru dalam memahami bukan sahaja alam semula jadi, tetapi juga hubungannya yang tidak dapat dipisahkan dengan aktiviti sejarah umat manusia.

Bahan hidup - organisma hidup yang mendiami planet kita.

Jisim bahan hidup hanya 0.01% daripada jisim keseluruhan biosfera. Namun begitu, bahan hidup biosfera adalah komponen terpentingnya.

Tanda-tanda (sifat) benda hidup yang membezakannya dengan benda tak hidup:

Komposisi kimia tertentu. Organisma hidup terdiri daripada unsur kimia yang sama seperti objek tidak bernyawa, tetapi nisbah unsur ini berbeza. Unsur utama hidupan ialah C, O, N dan H.

Struktur selular. Semua organisma hidup, kecuali virus, mempunyai struktur selular.

Metabolisme dan pergantungan tenaga. Organisma hidup adalah sistem terbuka; mereka bergantung kepada bekalan bahan dan tenaga kepada mereka dari persekitaran luaran.

Regulasi kendiri (homeostasis). Organisma hidup mempunyai keupayaan untuk mengekalkan homeostasis - ketekalan komposisi kimia mereka dan keamatan proses metabolik.

Kerengsaan. Organisma hidup menunjukkan kerengsaan, iaitu keupayaan untuk bertindak balas terhadap pengaruh luar tertentu dengan tindak balas tertentu.

Keturunan. Organisma hidup mampu menghantar ciri dan sifat dari generasi ke generasi menggunakan pembawa maklumat - molekul DNA dan RNA.

7. Kebolehubahan. Organisma hidup mampu memperoleh ciri dan sifat baharu.
8. Pembiakan sendiri (reproduction). Organisma hidup mampu membiak - membiak jenisnya sendiri.
9. Perkembangan individu (ontogenesis). Setiap individu dicirikan oleh ontogenesis - perkembangan individu organisma dari lahir hingga akhir hayat (kematian atau bahagian baru). Perkembangan disertai dengan pertumbuhan.
10. Perkembangan evolusi (filogeni). Bahan hidup secara umum dicirikan oleh filogeni - perkembangan sejarah kehidupan di Bumi dari saat kemunculannya hingga sekarang.

Penyesuaian. Organisma hidup mampu menyesuaikan diri, iaitu menyesuaikan diri dengan keadaan persekitaran.

Irama. Organisma hidup mempamerkan aktiviti berirama (harian, bermusim, dll.).

Integriti dan diskret. Di satu pihak, semua benda hidup adalah holistik, tersusun mengikut cara tertentu dan tertakluk kepada undang-undang am; sebaliknya, mana-mana sistem biologi terdiri daripada unsur-unsur yang berasingan, walaupun saling berkaitan.

Hierarki. Bermula dari biopolimer (protein dan asid nukleik) dan berakhir dengan biosfera secara keseluruhan, semua makhluk hidup berada dalam subordinasi tertentu. Fungsi sistem biologi pada tahap yang kurang kompleks memungkinkan kewujudan tahap yang lebih kompleks.

Dunia organisma hidup dalam biosfera yang mengelilingi kita adalah gabungan pelbagai sistem biologi yang berbeza susunan struktur dan kedudukan organisasi yang berbeza.

Sifat hierarki organisasi bahan hidup membolehkan kita membahagikannya secara bersyarat kepada beberapa peringkat.

Tahap organisasi bahan hidup - ini ialah tempat berfungsi bagi struktur biologi tahap kerumitan tertentu dalam hierarki am benda hidup.

Pada masa ini, terdapat 9 peringkat organisasi bahan hidup:

Molekul(pada tahap ini, fungsi molekul besar yang aktif secara biologi, seperti protein, asid nukleik, dll. berlaku);

Subselular(supramolekul). Pada tahap ini, bahan hidup disusun menjadi organel: kromosom, membran sel dan struktur subselular lain.

Selular. Pada tahap ini, benda hidup diwakili oleh sel. Sel ialah unit struktur dan fungsi asas bagi makhluk hidup.

Tisu organ. Pada peringkat ini, bahan hidup disusun menjadi tisu dan organ. Tisu ialah koleksi sel yang serupa dalam struktur dan fungsi, serta bahan antara sel yang berkaitan dengannya. Organ ialah sebahagian daripada organisma multisel yang menjalankan fungsi atau fungsi tertentu.

Organisma (ontogenetik). Pada tahap ini, dicirikan oleh semua ciri-cirinya.

Populasi-spesies. Pada tahap ini, bahan hidup adalah daripada spesies yang sama. Spesies ialah satu set individu (populasi individu) yang mampu membiak dengan pembentukan keturunan yang subur dan menduduki kawasan (kawasan) tertentu di alam semula jadi.

Biocenotik. Pada tahap ini, bahan hidup membentuk biocenosis. Biocenosis ialah koleksi populasi spesies berbeza yang tinggal di wilayah tertentu.

Biogeocenotik. Pada tahap ini, bahan hidup terbentuk
biogeocenosis. Biogeocenosis - gabungan biocenosis dan faktor persekitaran abiotik (iklim, tanah).

Biosfera. Pada tahap ini, bahan hidup membentuk biosfera. Biosfera ialah cangkang Bumi yang diubah oleh aktiviti organisma hidup.

Komposisi kimia organisma hidup boleh dinyatakan dalam dua bentuk: atom dan molekul. Komposisi atom (unsur). mencirikan nisbah atom unsur yang termasuk dalam organisma hidup. Komposisi molekul (bahan). mencerminkan nisbah molekul bahan.

Berdasarkan kandungan relatifnya, unsur-unsur yang membentuk organisma hidup biasanya dibahagikan kepada tiga kumpulan:

Makronutrien- O, C, H, N (jumlah kira-kira 98-99%, mereka
juga dipanggil asas), Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl, Fe (jumlah kira-kira 1-2%). Makroelemen membentuk sebahagian besar komposisi peratusan organisma hidup.

Unsur mikro - Mn, Co, Zn, Cu, B, I, F, dsb. Jumlah kandungannya dalam bahan hidup adalah kira-kira 0.1%

Unsur ultramikro-- Se, U, Hg, Ra, Au, Ag, dsb. Kandungannya dalam bahan hidup adalah sangat kecil (kurang daripada 0.01%), dan peranan fisiologi bagi kebanyakannya tidak didedahkan.

Unsur kimia yang membentuk organisma hidup dan pada masa yang sama melaksanakan fungsi biologi dipanggil biogenik. Malah mereka yang terkandung dalam sel dalam kuantiti yang boleh diabaikan tidak boleh digantikan dengan apa-apa dan sangat diperlukan untuk kehidupan.

Unsur kimia adalah sebahagian daripada sel dalam bentuk ion dan molekul bahan bukan organik dan organik. Bahan bukan organik yang paling penting dalam sel ialah air dan garam mineral, bahan organik yang paling penting ialah karbohidrat, lipid, protein dan asid nukleik.

Karbohidrat- sebatian organik yang mengandungi karbon, hidrogen dan oksigen. Mereka dibahagikan kepada mudah (monosakarida) dan kompleks (polisakarida). Karbohidrat adalah sumber tenaga utama untuk semua bentuk aktiviti selular. Mereka mengambil bahagian dalam pembinaan tisu tumbuhan yang kuat (khususnya, selulosa) dan memainkan peranan nutrien simpanan dalam organisma. Karbohidrat adalah hasil utama fotosintesis dalam tumbuhan hijau.

Lipid- ini adalah bahan seperti lemak yang kurang larut dalam air (terdiri daripada atom karbon dan hidrogen). Lipid terlibat dalam pembinaan partition selular (membran) dan mengalirkan haba dengan buruk, dengan itu melaksanakan fungsi perlindungan. Selain itu, lipid adalah nutrien simpanan.

tupai Ia adalah gabungan asid amino proteinogenik (20 keping) dan terdiri daripada 30-50% AK. Protein bersaiz besar, pada dasarnya adalah makromolekul. Protein bertindak sebagai pemangkin semula jadi untuk proses kimia. Protein juga mengandungi logam seperti besi, magnesium, dan mangan.

Asid nukleik(NK) membentuk nukleus sel. Terdapat 2 jenis utama NA: DNA - asid deoksiribonukleik dan RNA - asid ribonukleik. NC mengawal proses sintesis dan menghantar maklumat keturunan dari generasi ke generasi.

Semua organisma hidup yang hidup di Bumi adalah sistem terbuka yang bergantung kepada bekalan bahan dan tenaga dari luar. Proses memakan bahan dan tenaga dipanggil makanan. Semua organisma hidup dibahagikan kepada autotrof dan heterotrofik mengikut kaedah pemakanan mereka.

Autotrof(organisma autotrof) - organisma yang menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon (tumbuhan dan beberapa bakteria). Dalam erti kata lain, ini adalah organisma yang mampu mencipta sebatian organik daripada bukan organik - karbon dioksida, air, garam mineral (ini terutamanya termasuk tumbuhan yang menjalankan fotosintesis).

Heterotrof(organisma heterotrofik) - organisma yang menggunakan sebatian organik sebagai sumber karbon (haiwan, kulat dan kebanyakan bakteria). Dalam erti kata lain, ini adalah organisma yang tidak mampu mencipta bahan organik daripada bukan organik, tetapi memerlukan bahan organik siap sedia (mikroorganisma dan haiwan).

Tiada sempadan yang jelas antara auto- dan heterotrof. Contohnya, organisma euglenoid (flagellata) menggabungkan mod pemakanan autotrof dan heterotropik.

Berhubung dengan oksigen bebas, organisma dibahagikan kepada tiga kumpulan: aerobes, anaerobes dan bentuk fakultatif.

Aerobes- organisma yang boleh hidup hanya dalam persekitaran oksigen (haiwan, tumbuhan, beberapa bakteria dan kulat).

Anaerobes- organisma yang tidak dapat hidup dalam persekitaran oksigen (beberapa bakteria).

Borang pilihan- organisma yang boleh hidup dengan kehadiran oksigen dan tanpanya (beberapa bakteria dan kulat).

Pada masa ini, seluruh dunia makhluk hidup dibahagikan kepada 3 kumpulan sistematik besar:

Kepekatan terbesar kehidupan dalam biosfera diperhatikan pada sempadan sentuhan antara cangkang bumi: atmosfera dan litosfera (permukaan tanah), atmosfera dan hidrosfera (permukaan lautan), dan terutamanya di sempadan tiga cengkerang - atmosfera, hidrosfera dan litosfera (zon pantai). Ini adalah tempat-tempat dengan kepekatan terbesar kehidupan V.I. Vernadsky memanggil mereka "filem kehidupan." Naik dan turun dari permukaan ini kepekatan bahan hidup berkurangan.

Ciri unik utama bahan hidup, yang menentukan aktiviti transformasinya yang sangat tinggi, termasuk yang berikut:

Keupayaan untuk cepat menduduki (menguasai) semua ruang kosong. Sifat ini dikaitkan dengan pembiakan intensif dan dengan keupayaan organisma untuk meningkatkan secara intensif permukaan badan mereka atau komuniti yang mereka bentuk.

Pergerakan bukan sahaja pasif, tetapi juga aktif, iaitu, bukan sahaja di bawah pengaruh graviti, daya graviti, dsb., tetapi juga terhadap aliran air, graviti, arus udara, dsb.

Kestabilan semasa hidup dan penguraian yang cepat selepas kematian(kemasukan dalam kitaran bahan). Terima kasih kepada pengawalan kendiri, organisma hidup dapat mengekalkan komposisi kimia yang berterusan dan keadaan persekitaran dalaman, walaupun terdapat perubahan ketara dalam keadaan persekitaran luaran. Selepas kematian, keupayaan ini hilang, dan sisa organik dimusnahkan dengan cepat. Bahan organik dan bukan organik yang terhasil dimasukkan ke dalam kitaran.

Kapasiti penyesuaian tinggi (penyesuaian) kepada pelbagai keadaan dan, sehubungan dengan ini, pembangunan bukan sahaja semua persekitaran hidupan (akuatik, udara darat, tanah, organisma), tetapi juga keadaan yang amat sukar dari segi parameter fizikal dan kimia (mikroorganisma ditemui dalam mata air terma dengan suhu sehingga 140 o C, dalam perairan reaktor nuklear, dalam persekitaran bebas oksigen).

Kadar tindak balas yang luar biasa tinggi. Ia adalah beberapa urutan magnitud yang lebih besar daripada jirim bukan hidup.

Kadar pembaharuan bahan hidup yang tinggi. Hanya sebahagian kecil bahan hidup (sebahagian kecil daripada peratus) dipelihara dalam bentuk sisa organik, manakala selebihnya sentiasa dimasukkan ke dalam proses peredaran.

Semua sifat bahan hidup yang disenaraikan ditentukan oleh kepekatan rizab tenaga yang besar di dalamnya.

Fungsi geokimia utama bahan hidup berikut dibezakan:

Tenaga (biokimia)- pengikatan dan penyimpanan tenaga suria dalam bahan organik dan pelesapan tenaga seterusnya semasa penggunaan dan mineralisasi bahan organik. Fungsi ini dikaitkan dengan pemakanan, pernafasan, pembiakan dan proses penting organisma yang lain.

Gas- keupayaan organisma hidup untuk mengubah dan mengekalkan komposisi gas tertentu habitat dan atmosfera secara keseluruhan. Dua titik pusingan (titik) dalam pembangunan biosfera dikaitkan dengan fungsi gas. Yang pertama ini bermula pada masa kandungan oksigen di atmosfera mencapai kira-kira 1% daripada tahap moden. Ini membawa kepada kemunculan organisma aerobik pertama (mampu hidup hanya dalam persekitaran yang mengandungi oksigen). Titik balik kedua dikaitkan dengan masa apabila kepekatan oksigen mencapai kira-kira 10% daripada paras semasa. Ini mewujudkan keadaan untuk sintesis ozon dan pembentukan lapisan ozon di lapisan atas atmosfera, yang membolehkan organisma menjajah tanah.

penumpuan- "menangkap" dari persekitaran oleh organisma hidup dan pengumpulan atom unsur kimia biogenik di dalamnya. Keupayaan kepekatan bahan hidup meningkatkan kandungan atom unsur kimia dalam organisma berbanding dengan persekitaran dengan beberapa urutan magnitud. Hasil daripada aktiviti kepekatan bahan hidup adalah pembentukan deposit mineral mudah terbakar, batu kapur, deposit bijih, dll.

Secara oksidatif-reduktif - pengoksidaan dan pengurangan pelbagai bahan dengan penyertaan organisma hidup. Di bawah pengaruh organisma hidup, penghijrahan intensif atom unsur dengan valensi berubah (Fe, Mn, S, P, N, dll.) Berlaku, sebatian baru mereka dicipta, sulfida dan sulfur mineral dimendapkan, dan hidrogen sulfida terbentuk.

Memusnahkan- pemusnahan oleh organisma dan hasil aktiviti penting mereka kedua-dua sisa bahan organik dan bahan lengai. Peranan paling penting dalam hal ini dimainkan oleh pengurai (pemusnah) - kulat saprofit dan bakteria.

Pengangkutan- pemindahan jirim dan tenaga hasil daripada bentuk aktif pergerakan organisma.

Pembentukan persekitaran- transformasi parameter fizikal dan kimia persekitaran. Hasil daripada fungsi pembentukan alam sekitar adalah keseluruhan biosfera, dan tanah sebagai salah satu habitat, dan lebih banyak struktur tempatan.

berselerak- fungsi yang bertentangan dengan kepekatan - penyebaran bahan dalam persekitaran. Contohnya, penyebaran bahan apabila organisma mengeluarkan najis, menukar integumen, dsb.

Maklumat- pengumpulan maklumat tertentu oleh organisma hidup, penyatuannya dalam struktur keturunan dan penghantaran kepada generasi berikutnya. Ini adalah salah satu manifestasi mekanisme penyesuaian.

Aktiviti manusia biogeokimia- transformasi dan pergerakan bahan biosfera sebagai hasil daripada aktiviti manusia untuk keperluan ekonomi dan domestik manusia. Sebagai contoh, penggunaan penumpu karbon - minyak, arang batu, gas.

Oleh itu, biosfera ialah sistem dinamik kompleks yang menangkap, mengumpul dan memindahkan tenaga melalui pertukaran bahan antara bahan hidup dan alam sekitar.

Idea utama V.I. Vernadsky ialah fasa tertinggi perkembangan jirim di Bumi - kehidupan - menentukan dan menundukkan proses planet lain. Pada kesempatan ini, beliau menulis bahawa boleh dikatakan tanpa keterlaluan bahawa keadaan kimia kerak luar planet kita, biosfera, sepenuhnya di bawah pengaruh kehidupan dan ditentukan oleh organisma hidup.

Jika semua organisma hidup diagihkan sama rata di permukaan Bumi, mereka membentuk filem setebal 5 mm. Walaupun begitu, peranan bahan hidup dalam sejarah Bumi tidak kurang daripada peranan proses geologi. Keseluruhan jisim bahan hidup yang ada di Bumi, sebagai contoh, selama 1 bilion tahun, sudah melebihi jisim kerak bumi.

Ciri kuantitatif bahan hidup ialah jumlah keseluruhan biojisim. DALAM DAN. Vernadsky, setelah menjalankan analisis dan pengiraan, membuat kesimpulan bahawa jumlah biojisim berkisar antara 1000 hingga 10,000 trilion tan Ia juga ternyata bahawa permukaan Bumi sedikit kurang daripada 0.0001% permukaan Matahari, tetapi. kawasan hijau radas transformasinya, i.e. permukaan daun pokok, batang rumput dan alga hijau memberikan bilangan susunan yang sama sekali berbeza - dalam tempoh yang berbeza dalam setahun ia berkisar antara 0.86 hingga 4.20% permukaan Matahari, yang menerangkan jumlah tenaga biosfera yang besar. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengiraan serupa menggunakan peralatan terkini telah dijalankan oleh ahli biofizik Krasnoyarsk I. Gitelzon dan mengesahkan susunan nombor yang ditentukan lebih setengah abad yang lalu oleh V.I. Vernadsky.

Tempat penting dalam karya V.I. Menurut Vernadsky, biosfera ditugaskan kepada bahan hidup hijau tumbuhan, kerana hanya ia adalah autotrof dan mampu mengumpul tenaga pancaran Matahari, membentuk sebatian organik primer dengan bantuannya.

Sebahagian besar tenaga bahan hidup pergi ke pembentukan vadose baru (tidak diketahui di luarnya) mineral dalam biosfera, dan sebahagiannya tertimbus dalam bentuk bahan organik, akhirnya membentuk deposit arang batu coklat dan keras, syal minyak, minyak. dan gas. "Kami berurusan di sini," tulis V.I. Vernadsky, - dengan proses baru, dengan penembusan perlahan ke dalam planet tenaga pancaran Matahari, yang mencapai permukaan Bumi. Dengan cara ini, bahan hidup mengubah biosfera dan kerak bumi. Ia secara berterusan meninggalkan di dalamnya sebahagian daripada unsur kimia yang melaluinya, mencipta ketebalan besar mineral vadose yang tidak diketahui selainnya, atau meresap bahan lengai biosfera dengan habuk terbaik dari sisanya.

Menurut saintis itu, kerak bumi kebanyakannya tinggalan bekas biosfera. Malah lapisan granit-gneisnya telah terbentuk hasil daripada metamorfisme dan pencairan batuan yang pernah timbul di bawah pengaruh bahan hidup. Dia menganggap hanya basalt dan batuan igneus asas lain yang dalam dan tidak berkaitan dengan biosfera dalam genesisnya.

Dalam doktrin biosfera, konsep "bahan hidup" adalah asas. Organisma hidup menukarkan tenaga pancaran kosmik kepada tenaga kimia bumi dan mencipta kepelbagaian dunia kita yang tidak berkesudahan. Dengan pernafasan, pemakanan, metabolisme, kematian dan penguraian mereka, yang berlangsung ratusan juta tahun, dengan perubahan generasi berterusan, mereka menimbulkan proses planet yang hebat yang hanya wujud dalam biosfera - penghijrahan unsur kimia.

Materi hidup, menurut teori V.I. Vernadsky, adalah faktor biogeokimia pada skala planet, di bawah pengaruhnya kedua-dua persekitaran abiotik dan organisma hidup itu sendiri berubah. Di seluruh ruang biosfera, terdapat pergerakan berterusan molekul yang dihasilkan oleh kehidupan. Kehidupan secara tegas mempengaruhi pengedaran, penghijrahan dan penyebaran unsur kimia, menentukan nasib nitrogen, kalium, kalsium, oksigen, magnesium, strontium, karbon, fosforus, sulfur dan unsur-unsur lain.

Era perkembangan kehidupan: Proterozoik, Paleozoik, Mesozoik, Cenozoik mencerminkan bukan sahaja bentuk kehidupan di Bumi, tetapi juga rekod geologinya, nasib planetnya. biosfera vernadsky kehidupan biogenik

Dalam teori biosfera, bahan organik, bersama-sama dengan tenaga pereputan radioaktif, dianggap sebagai pembawa tenaga bebas. Kehidupan dilihat bukan sebagai jumlah mekanikal individu atau spesies, tetapi pada asasnya satu proses yang merangkumi semua perkara di lapisan atas planet ini.

Bahan hidup telah berubah sepanjang semua era dan zaman geologi. Akibatnya, seperti yang dinyatakan oleh V.I. Vernadsky, bahan hidup moden secara genetik berkaitan dengan bahan hidup semua era geologi yang lalu. Pada masa yang sama, dalam tempoh masa geologi yang ketara, jumlah bahan hidup tidak tertakluk kepada perubahan yang ketara. Corak ini dirumuskan oleh saintis sebagai jumlah bahan hidup yang tetap dalam biosfera (untuk tempoh geologi tertentu).

Bahan hidup melaksanakan fungsi biogeokimia berikut dalam biosfera: gas - menyerap dan membebaskan gas; redoks - mengoksida, sebagai contoh, karbohidrat kepada karbon dioksida dan mengurangkannya kepada karbohidrat; kepekatan - organisma penumpuan mengumpul nitrogen, fosforus, silikon, kalsium, dan magnesium dalam badan dan rangka mereka. Hasil daripada melaksanakan fungsi-fungsi ini, bahan hidup biosfera dari asas mineral mencipta air dan tanah semula jadi ia dicipta pada masa lalu dan mengekalkan atmosfera dalam keadaan keseimbangan.

Dengan penyertaan bahan hidup, proses luluhawa berlaku, dan batuan termasuk dalam proses geokimia.

Fungsi gas dan redoks bahan hidup berkait rapat dengan proses fotosintesis dan respirasi. Hasil daripada biosintesis bahan organik oleh organisma autotrof, sejumlah besar karbon dioksida telah diekstrak dari atmosfera purba. Apabila biojisim tumbuhan hijau meningkat, komposisi gas atmosfera berubah - kandungan karbon dioksida berkurangan dan kepekatan oksigen meningkat. Semua oksigen di atmosfera terbentuk hasil daripada proses penting organisma autotrof. Bahan hidup telah secara kualitatif mengubah komposisi gas atmosfera - cangkang geologi Bumi. Sebaliknya, oksigen digunakan oleh organisma untuk proses pernafasan, akibatnya karbon dioksida sekali lagi dibebaskan ke atmosfera.

Oleh itu, organisma hidup dicipta pada masa lalu dan mengekalkan atmosfera planet kita selama berjuta-juta tahun. Peningkatan kepekatan oksigen dalam atmosfera planet mempengaruhi kelajuan dan keamatan tindak balas redoks dalam litosfera.

Banyak mikroorganisma terlibat secara langsung dalam pengoksidaan besi, yang membawa kepada pembentukan bijih besi sedimen, atau dalam pengurangan sulfat dengan pembentukan deposit sulfur biogenik. Walaupun fakta bahawa organisma hidup mengandungi unsur kimia yang sama, sebatian yang membentuk atmosfera, hidrosfera dan litosfera, organisma tidak sepenuhnya mengulangi komposisi kimia alam sekitar.

Bahan hidup, secara aktif melaksanakan fungsi kepekatan, memilih dari habitatnya unsur kimia tersebut dan dalam kuantiti yang diperlukannya. Terima kasih kepada fungsi kepekatan, organisma hidup mencipta banyak batu sedimen, contohnya, deposit kapur dan batu kapur.

Bahan hidup - organisma hidup yang mendiami planet kita.

Jisim bahan hidup hanya 0.01% daripada jisim keseluruhan biosfera. Namun begitu, bahan hidup biosfera adalah komponen terpentingnya.

Ciri unik utama bahan hidup termasuk yang berikut:

1. Keupayaan untuk cepat menduduki (menguasai) semua ruang kosong. Sifat ini dikaitkan dengan pembiakan intensif dan dengan keupayaan organisma untuk meningkatkan secara intensif permukaan badan mereka atau komuniti yang mereka bentuk.

2. Pergerakan bukan sahaja pasif, tetapi juga aktif, iaitu, bukan sahaja di bawah pengaruh graviti, daya graviti, dsb., tetapi juga terhadap aliran air, graviti, arus udara, dsb.

3. Kestabilan semasa hidup dan penguraian yang cepat selepas kematian(kemasukan dalam kitaran bahan). Terima kasih kepada pengawalan kendiri, organisma hidup dapat mengekalkan komposisi kimia yang berterusan dan keadaan persekitaran dalaman, walaupun terdapat perubahan ketara dalam keadaan persekitaran luaran. Selepas kematian, keupayaan ini hilang, dan sisa organik dimusnahkan dengan cepat. Bahan organik dan bukan organik yang terhasil dimasukkan ke dalam kitaran.

4. Kapasiti penyesuaian tinggi (penyesuaian) kepada pelbagai keadaan dan, sehubungan dengan ini, pembangunan bukan sahaja semua persekitaran hidupan (akuatik, udara darat, tanah, organisma), tetapi juga keadaan yang amat sukar dari segi parameter fizikal dan kimia (mikroorganisma ditemui dalam mata air terma dengan suhu sehingga 140 o C, dalam perairan reaktor nuklear, dalam persekitaran bebas oksigen).

5. Kadar tindak balas yang luar biasa tinggi. Ia adalah beberapa urutan magnitud yang lebih besar daripada dalam jirim tidak bernyawa.

6. Kadar pembaharuan bahan hidup yang tinggi. Hanya sebahagian kecil bahan hidup (sebahagian kecil daripada peratus) dipelihara dalam bentuk sisa organik, manakala selebihnya sentiasa dimasukkan ke dalam proses peredaran.

Semua sifat bahan hidup yang disenaraikan ditentukan oleh kepekatan rizab tenaga yang besar di dalamnya.

Fungsi geokimia utama bahan hidup berikut dibezakan:

1. Tenaga (biokimia)- pengikatan dan penyimpanan tenaga suria dalam bahan organik dan pelesapan tenaga seterusnya semasa penggunaan dan mineralisasi bahan organik. Fungsi ini dikaitkan dengan pemakanan, pernafasan, pembiakan dan proses penting organisma yang lain.

2. Gas- keupayaan organisma hidup untuk mengubah dan mengekalkan komposisi gas tertentu habitat dan atmosfera secara keseluruhan. Dua titik pusingan (titik) dalam pembangunan biosfera dikaitkan dengan fungsi gas. Yang pertama ini bermula pada masa kandungan oksigen di atmosfera mencapai kira-kira 1% daripada tahap moden. Ini membawa kepada kemunculan organisma aerobik pertama (mampu hidup hanya dalam persekitaran yang mengandungi oksigen). Titik balik kedua dikaitkan dengan masa apabila kepekatan oksigen mencapai kira-kira 10% daripada paras semasa. Ini mewujudkan keadaan untuk sintesis ozon dan pembentukan lapisan ozon di lapisan atas atmosfera, yang membolehkan organisma menjajah tanah.

3. penumpuan- "menangkap" dari persekitaran oleh organisma hidup dan pengumpulan atom unsur kimia biogenik di dalamnya. Keupayaan kepekatan bahan hidup meningkatkan kandungan atom unsur kimia dalam organisma berbanding dengan persekitaran dengan beberapa urutan magnitud. Hasil daripada aktiviti kepekatan bahan hidup adalah pembentukan deposit mineral mudah terbakar, batu kapur, deposit bijih, dll.

4. Secara oksidatif-reduktif - pengoksidaan dan pengurangan pelbagai bahan dengan penyertaan organisma hidup. Di bawah pengaruh organisma hidup, penghijrahan intensif atom unsur dengan valensi berubah (Fe, Mn, S, P, N, dll.) Berlaku, sebatian baru mereka dicipta, sulfida dan sulfur mineral dimendapkan, dan hidrogen sulfida terbentuk.

5. Memusnahkan- pemusnahan oleh organisma dan hasil aktiviti penting mereka kedua-dua sisa bahan organik dan bahan lengai. Peranan paling penting dalam hal ini dimainkan oleh pengurai (pemusnah) - kulat saprofit dan bakteria.

6. Pengangkutan- pemindahan jirim dan tenaga hasil daripada bentuk aktif pergerakan organisma.

7. Pembentukan persekitaran- transformasi parameter fizikal dan kimia persekitaran. Hasil daripada fungsi pembentukan alam sekitar adalah keseluruhan biosfera, dan tanah sebagai salah satu habitat, dan lebih banyak struktur tempatan.

8. berselerak- fungsi yang bertentangan dengan kepekatan - penyebaran bahan dalam persekitaran. Contohnya, penyebaran bahan apabila organisma mengeluarkan najis, menukar integumen, dsb.

9. Maklumat- pengumpulan maklumat tertentu oleh organisma hidup, penyatuannya dalam struktur keturunan dan penghantaran kepada generasi berikutnya. Ini adalah salah satu manifestasi mekanisme penyesuaian.

10. Aktiviti manusia biogeokimia- transformasi dan pergerakan bahan biosfera sebagai hasil daripada aktiviti manusia untuk keperluan ekonomi dan domestik manusia. Sebagai contoh, penggunaan penumpu karbon - minyak, arang batu, gas.

Oleh itu, biosfera ialah sistem dinamik kompleks yang menangkap, mengumpul dan memindahkan tenaga melalui pertukaran bahan antara bahan hidup dan alam sekitar.

Konsep biosfera adalah berdasarkan idea tentang bahan hidup. Lebih daripada 90% daripada semua bahan hidup adalah tumbuh-tumbuhan darat (98% daripada biojisim tanah). benda hidup- faktor geokimia dan tenaga yang paling berkuasa, kuasa peneraju pembangunan planet. Sumber utama aktiviti biokimia organisma ialah tenaga suria, digunakan dalam proses fotosintesis oleh tumbuhan hijau dan beberapa mikroorganisma untuk mencipta bahan organik. Bahan organik membekalkan makanan dan tenaga kepada organisma lain. Fotosintesis membawa kepada pengumpulan oksigen bebas di atmosfera, pembentukan lapisan ozon, yang melindungi daripada sinaran ultraungu dan kosmik keras ia mengekalkan komposisi gas moden atmosfera. Kehidupan di Bumi sentiasa wujud dalam bentuk kompleks tersusun kompleks pelbagai organisma (biocenoses). Pada masa yang sama, organisma hidup dan habitatnya membentuk sistem integral - biogeocenoses. Pemakanan, respirasi dan pembiakan organisma serta proses penciptaan, pengumpulan dan pereputan bahan organik yang berkaitan memastikan peredaran bahan dan tenaga yang berterusan. Berkaitan dengan kitaran ini ialah penghijrahan atom unsur kimia melalui bahan hidup. Oleh itu, semua oksigen atmosfera beredar melalui bahan hidup dalam 2000 tahun, karbon dioksida dalam 300 tahun. Komposisi organisma itu sendiri dicirikan oleh pelbagai jenis sebatian organik dan kimia. Terima kasih kepada bahan hidup, tanah dan bahan api mineral organik (gambut, arang batu, mungkin juga minyak) terbentuk di planet ini.

Menyiasat proses penghijrahan atom dalam biosfera, V.I. Vernadsky mendekati persoalan genesis (asal) unsur kimia dalam kerak bumi, dan kemudian keperluan untuk menjelaskan kestabilan sebatian yang membentuk organisma. Menganalisis masalah penghijrahan atom, dia membuat kesimpulan bahawa sebatian organik bebas daripada bahan hidup tidak wujud di mana-mana. "Di bawah nama benda hidup," tulis V.I. Vernadsky pada tahun 1919, "Saya akan maksudkan keseluruhan semua organisma, tumbuh-tumbuhan dan haiwan, termasuk manusia."

Oleh itu, bahan hidup ialah keseluruhan organisma hidup biosfera, dinyatakan secara numerik dalam komposisi kimia asas, jisim dan tenaga. Pada tahun 1930-an. DALAM DAN. Vernadsky membezakan manusia daripada jumlah jisim bahan hidup sebagai bahagian istimewanya. Pemisahan manusia daripada semua makhluk hidup ini menjadi mungkin kerana tiga sebab.

Pertama, manusia bukanlah pengeluar, tetapi pengguna tenaga biogeokimia. Tesis ini memerlukan semakan fungsi geokimia bahan hidup dalam biosfera. Kedua, jisim manusia, berdasarkan data demografi, bukanlah jumlah benda hidup yang tetap. Dan ketiga, fungsi geokimianya tidak dicirikan oleh jisim, tetapi oleh aktiviti pengeluaran.

Sekiranya manusia tidak berpisah dari dunia haiwan semulajadi, bilangannya akan menjadi kira-kira 100 ribu. Protohuman seperti itu akan hidup dalam julat terhad, dan evolusi mereka akan ditentukan oleh proses perlahan yang terhasil daripada perubahan genetik populasi ciri-ciri spesiasi. Walau bagaimanapun, dengan kedatangan manusia terdapat lonjakan kualitatif dalam pembangunan alam semula jadi di Bumi. Terdapat banyak sebab untuk mempercayai bahawa kualiti baru ini dikaitkan dengan minda dan kesedaran homo sapiens. Oleh itu, perbezaan spesies utama seseorang adalah fikirannya, dan berkat kesedaran bahawa manusia telah berkembang dengan caranya sendiri. Ini juga dicerminkan dalam proses pembiakan manusia, kerana pembentukan bentuk kesedaran yang matang secara sosial memerlukan masa yang lama - sekurang-kurangnya 20 tahun.

Apakah ciri ciri yang wujud dalam bahan hidup? Pertama sekali ini tenaga percuma yang besar. Semasa evolusi spesies, penghijrahan biogenik atom, i.e. Tenaga bahan hidup dalam biosfera telah meningkat berkali-kali ganda dan terus berkembang, kerana bahan hidup memproses tenaga sinaran suria, tenaga atom pereputan radioaktif dan tenaga kosmik unsur berselerak yang datang dari Galaxy kita. Bahan hidup juga dicirikan kelajuan tinggi tindak balas kimia berbanding dengan bahan tidak bernyawa, di mana proses serupa berlaku beribu-ribu dan berjuta-juta kali lebih perlahan. Sebagai contoh, sesetengah ulat boleh memproses 200 kali lebih banyak makanan setiap hari daripada beratnya sendiri, dan seekor ulat memakan seberapa banyak ulat setiap hari berbanding beratnya.

Ia adalah ciri benda hidup itu sebatian kimia penyusunnya. yang paling penting ialah protein, stabil hanya dalam organisma hidup. Selepas selesai proses hayat, bahan organik hidup asal terurai kepada komponen kimia.

Bahan hidup wujud di planet ini dalam bentuk silih berganti generasi yang berterusan, disebabkan oleh itu generasi yang baru terbentuk secara genetik berkaitan dengan bahan hidup era lampau. Ini adalah unit struktur utama biosfera, yang menentukan semua proses lain di permukaan kerak bumi. Ia adalah ciri-ciri bahan hidup kehadiran proses evolusi. Maklumat genetik mana-mana organisma disulitkan dalam setiap selnya. Sel-sel ini pada asalnya ditakdirkan untuk menjadi diri mereka sendiri, dengan pengecualian telur, dari mana seluruh organisma berkembang. Oleh itu, bahan hidup pada dasarnya adalah abadi.

DALAM DAN. Vernadsky menyatakan bahawa bahan hidup tidak dapat dipisahkan dari biosfera, adalah fungsinya dan pada masa yang sama "salah satu kuasa geokimia yang paling kuat di planet kita." Kitaran bahan V.I. Vernadsky dipanggil kitaran biogeokimia. Kitaran dan peredaran ini menyediakan fungsi terpenting bagi bahan hidup secara keseluruhan. Para saintis mengenal pasti lima fungsi tersebut:

Fungsi gas - dijalankan oleh tumbuhan hijau yang membebaskan oksigen semasa fotosintesis, serta oleh semua tumbuhan dan haiwan yang membebaskan karbon dioksida hasil daripada pernafasan;

Fungsi penumpuan - menampakkan dirinya dalam keupayaan organisma hidup untuk mengumpul banyak unsur kimia dalam badan mereka (di tempat pertama adalah karbon, antara logam adalah kalsium);

Fungsi redoks - dinyatakan dalam transformasi kimia bahan dalam proses kehidupan. Akibatnya, garam, oksida, dan bahan baru terbentuk. Fungsi ini dikaitkan dengan pembentukan bijih besi dan mangan, batu kapur, dll.;

Fungsi biokimia - ditakrifkan sebagai pembiakan, pertumbuhan dan pergerakan dalam ruang benda hidup. Semua ini membawa kepada peredaran unsur kimia dalam alam semula jadi, penghijrahan biogenik mereka;

Fungsi aktiviti biogeokimia manusia ialah dikaitkan dengan penghijrahan biogenik atom, yang meningkat berkali-kali di bawah pengaruh aktiviti ekonomi manusia. Manusia membangun dan menggunakan untuk keperluannya sejumlah besar bahan dalam kerak bumi, termasuk arang batu, gas, minyak, gambut, syal, dan banyak bijih. Pada masa yang sama, terdapat kemasukan antropogenik bahan asing ke dalam biosfera, dan dalam kuantiti melebihi nilai yang dibenarkan. Ini membawa kepada konfrontasi krisis antara manusia dan alam. Sebab utama krisis alam sekitar yang akan berlaku dianggap sebagai konsep teknokratik yang memandang biosfera, di satu pihak, sebagai sumber sumber fizikal, dan di sisi lain, sebagai pembetung untuk pelupusan sisa.