1 betyr begrepet levende materie. Grunnleggende om økologi

Massen av levende stoff er bare 0,01 % av massen til hele biosfæren. Ikke desto mindre er det levende stoffet i biosfæren dens viktigste komponent.

Den største konsentrasjonen av liv i biosfæren observeres ved kontaktgrensene mellom jordskjellene: atmosfæren og litosfæren (landoverflaten), atmosfæren og hydrosfæren (havoverflaten), og spesielt ved grensene til tre skjell - atmosfære, hydrosfære og litosfære (kystsoner). Dette er stedene med størst konsentrasjon av liv V.I. Vernadsky kalte dem «livets filmer». Opp og ned fra disse overflatene synker konsentrasjonen av levende stoffer.

Alle systemer studert av økologi inkluderer biotiske komponenter, som sammen danner levende materie.

Begrepet "levende materie" ble introdusert i litteraturen av V.I. Vernadsky, der han forsto helheten av alle levende organismer, uttrykt gjennom masse, energi og kjemisk sammensetning. Livet på jorden er den mest enestående prosessen på overflaten, som mottar den livgivende energien til solen og setter i gang nesten alle de kjemiske elementene i det periodiske systemet.

I følge moderne estimater er den totale massen av levende stoffer i biosfæren omtrent 2400 milliarder tonn (tabell).

Tabell Total masse av levende stoff i biosfæren

Massen av levende stoffer på overflaten av kontinentene er 800 ganger større enn biomassen i verdenshavet. På overflaten av kontinenter dominerer planter kraftig i masse over dyr. I havet ser vi det motsatte forholdet: 93,7 % av havets biomasse kommer fra dyr. Dette skyldes i hovedsak at havmiljøet gir de gunstigste forholdene for dyreernæring. De minste planteorganismene som utgjør planteplankton og lever i den opplyste sonen av hav og hav blir raskt spist av marine dyr, og dermed flytter overgangen av organiske stoffer fra plante- til dyreform biomassen kraftig mot overvekt av dyr.

All levende materie i sin masse opptar en ubetydelig plass sammenlignet med noen av de øvre geosfærene på kloden. For eksempel er massen av atmosfæren 2150 ganger større, hydrosfæren er 602 000 ganger større, og jordskorpen er 1 670 000 ganger større.

Når det gjelder den aktive innvirkningen på miljøet, inntar imidlertid levende materie en spesiell plass og er kvalitativt svært forskjellig fra andre uorganiske naturformasjoner som utgjør biosfæren. For det første skyldes dette det faktum at levende organismer, takket være biologiske katalysatorer (enzymer), presterer, med ordene til akademiker L.S. Berg, fra et fysisk-kjemisk synspunkt, noe utrolig. For eksempel er de i stand til å fiksere molekylært nitrogen fra atmosfæren i kroppen ved temperaturer og trykk som er typiske for det naturlige miljøet.

Under industrielle forhold krever bindingen av atmosfærisk nitrogen til ammoniakk (NH 3) en temperatur på ca. 500 o C og et trykk på 300-500 atmosfærer. Hos levende organismer øker hastigheten på kjemiske reaksjoner under metabolisme med flere størrelsesordener.

I OG. I denne forbindelse kalte Vernadsky levende materie en form for ekstremt aktivert materie.

De viktigste egenskapene til levende ting inkluderer:

1. Enhet X kjemisk oppbygning. Levende vesener består av de samme kjemiske elementene som ikke-levende, men organismer inneholder molekyler av stoffer som kun er karakteristiske for levende ting (nukleinsyrer, proteiner, lipider).

2. Diskrethet og integritet. Ethvert biologisk system (celle, organisme, art, etc.) består av individuelle deler, dvs. diskret. Samspillet mellom disse delene danner et integrert system (for eksempel inkluderer kroppen individuelle organer forbundet strukturelt og funksjonelt til en enkelt helhet).

3. Strukturell organisering. Levende systemer er i stand til å skape orden fra den kaotiske bevegelsen av molekyler, og danner visse strukturer. Levende ting er preget av orden i rom og tid. Dette er et kompleks av komplekse selvregulerende metabolske prosesser som skjer i en strengt definert rekkefølge, rettet mot å opprettholde et konstant indre miljø - homeostase.

4. Metabolisme og energi. Levende organismer er åpne systemer som hele tiden utveksler materie og energi med miljøet. Når miljøforholdene endres, skjer selvregulering av livsprosesser i henhold til tilbakemeldingsprinsippet, rettet mot å gjenopprette konstantheten til det indre miljøet - homeostase. For eksempel kan avfallsprodukter ha en sterk og strengt spesifikk hemmende effekt på de enzymene som dannet det første leddet i en lang kjede av reaksjoner.

5. Selvreproduksjon. Selvfornyelse. Levetiden til ethvert biologisk system er begrenset. For å opprettholde liv skjer en prosess med selvreproduksjon, assosiert med dannelsen av nye molekyler og strukturer som bærer genetisk informasjon som finnes i DNA-molekyler.

6. Arvelighet. DNA-molekylet er i stand til å lagre og overføre arvelig informasjon, takket være matriseprinsippet for replikasjon, som sikrer materiell kontinuitet mellom generasjoner.

7. Variabilitet. Ved overføring av arvelig informasjon oppstår det noen ganger ulike avvik, noe som fører til endringer i egenskaper og egenskaper hos etterkommere. Hvis disse endringene favoriserer livet, kan de fikses ved valg.

8. Vekst og utvikling. Organismer arver viss genetisk informasjon om muligheten for å utvikle visse egenskaper. Implementeringen av informasjon skjer under individuell utvikling - ontogenese. På et visst stadium av ontogenese vokser kroppen, assosiert med reproduksjon av molekyler, celler og andre biologiske strukturer. Vekst er ledsaget av utvikling.

9. Irritabilitet og bevegelse. Alle levende ting reagerer selektivt på ytre påvirkninger med spesifikke reaksjoner på grunn av egenskapen til irritabilitet. Organismer reagerer på stimulering med bevegelse. Manifestasjonen av bevegelsesformen avhenger av kroppens struktur.

Til de viktigste unike egenskapene til levende materie, som bestemmer dens høye transformative aktiviteter, kan tilskrives:

1. Evne til raskt å okkupere ledig plass , som er assosiert både med intensiv reproduksjon og med organismers evne til intensivt å øke overflaten av kroppen eller samfunnene de danner ( overflod liv ).

2. Bevegelse er ikke bare passiv (under påvirkning av tyngdekraften) , men også aktiv. For eksempel mot strømmen av vann, tyngdekraften, luftstrømmer.

3. Stabilitet under livet og rask nedbrytning etter døden (inkludering i syklusene), samtidig som høy fysisk-kjemisk aktivitet opprettholdes.

4. Høy tilpasningsevne (tilpasning) til ulike forhold og, i forbindelse med dette, utviklingen av ikke bare alle livsmiljøer (vann, land-luft, jord), men også ekstremt vanskelige når det gjelder fysiske og kjemiske parametere.

5. Fenomenalt høy hastighet på kjemiske reaksjoner . Det er flere størrelsesordener større enn i livløs natur. Denne egenskapen kan bedømmes etter hastigheten på behandlingen av stoffet av organismer i livets prosess. For eksempel behandler larvene til noen insekter en mengde stoff per dag som er 100–200 ganger kroppsvekten deres.

6. Høy fornyelseshastighet av levende materie . Det er anslått at det i gjennomsnitt for biosfæren er ca. 8 år (for land er det 14 år, og for havet, der organismer med kort levetid dominerer, er det 33 dager).

7. En rekke former, størrelser og kjemiske alternativer , betydelig overskrider mange kontraster i livløs, inert materie.

8. Individualitet (det er ingen identiske arter og til og med individer i verden).

Alle de listede og andre egenskapene til levende stoffer bestemmes av konsentrasjonen av store energireserver i den. I OG. Vernadsky bemerket at bare lava dannet under vulkanutbrudd kan konkurrere med levende materie i energimetning

Funksjoner av levende materie. All aktivitet av levende materie i biosfæren kan, med en viss grad av konvensjon, reduseres til flere grunnleggende funksjoner som i betydelig grad kan supplere forståelsen av dens transformative biosfære-geologiske aktivitet.

1. Energi . Denne en av de viktigste funksjonene er assosiert med lagring av energi under prosessen med fotosyntese, dens overføring gjennom næringskjeder og spredning i det omkringliggende rommet.

2. Gass – er assosiert med evnen til å endre og opprettholde en viss gasssammensetning av habitatet og atmosfæren som helhet.

3. Redoks – er assosiert med en økning i intensiteten av prosesser som oksidasjon og reduksjon under påvirkning av levende materie.

4. Konsentrasjon – organismers evne til å konsentrere spredte kjemiske elementer i kroppen, øke innholdet med flere størrelsesordener sammenlignet med miljøet, og i kroppen til individuelle organismer – millioner av ganger. Resultatet av konsentrasjonsaktivitet er forekomster av brennbare mineraler, kalksteiner, malmforekomster, etc.

5. Destruktiv – ødeleggelse av organismer og produkter av deres vitale aktivitet, inkludert etter deres død, av både restene av organisk materiale selv og inerte stoffer. Hovedmekanismen for denne funksjonen er relatert til sirkulasjonen av stoffer. Den viktigste rollen i denne forbindelse spilles av lavere former for liv - sopp, bakterier (destruktorer, nedbrytere).

6. Transportere – overføring av materie og energi som følge av en aktiv form for bevegelse av organismer. Ofte utføres slik overføring over enorme avstander, for eksempel under migrasjoner og migrasjoner av dyr.

7. Miljødannende . Denne funksjonen representerer i stor grad resultatet av den kombinerte handlingen til andre funksjoner. Til syvende og sist er det assosiert med transformasjonen av de fysiske og kjemiske parametrene til miljøet. Denne funksjonen kan betraktes i en bredere og snevrere forstand. I vid forstand er resultatet av denne funksjonen hele det naturlige miljøet. Den ble skapt av levende organismer, og de opprettholder også parameterne i en relativt stabil tilstand i nesten alle geosfærer. I en snevrere forstand manifesteres den miljødannende funksjonen til levende materie, for eksempel i dannelse og bevaring av jord fra ødeleggelse (erosjon), i rensing av luft og vann fra forurensning, i å forbedre ernæringen til grunnvannskilder, etc.

8. Spredning funksjon motsatt av konsentrasjon. Det manifesterer seg gjennom de trofiske (ernæringsmessige) og transportaktivitetene til organismer. For eksempel spredning av materie når organismer skiller ut ekskrementer, organismers død under ulike typer bevegelser i rommet, eller endringer i integument.

9. Informasjon Funksjonen til levende materie kommer til uttrykk i det faktum at levende organismer og deres samfunn akkumulerer informasjon, konsoliderer den i arvelige strukturer og overfører den til påfølgende generasjoner. Dette er en av manifestasjonene av tilpasningsmekanismer.

Til tross for det store utvalget av former, all levende materie er fysisk og kjemisk forent . Og dette er en av de grunnleggende lovene i hele den organiske verden - loven om fysisk og kjemisk enhet av levende materie. Det følger av det at det ikke er noe fysisk eller kjemisk middel som ville være dødelig for noen organismer og helt ufarlig for andre. Forskjellen er kun kvantitativ - noen organismer er mer følsomme, andre mindre, noen tilpasser seg raskere, andre langsommere. I dette tilfellet skjer tilpasning i løpet av naturlig utvalg, dvs. på grunn av døden til de individene som ikke var i stand til å tilpasse seg nye forhold.

Dermed er biosfæren et komplekst dynamisk system som fanger opp, akkumulerer og overfører energi gjennom utveksling av stoffer mellom levende materie og miljøet.

Levende materie - levende organismer som bor på planeten vår.

Massen av levende stoff er bare 0,01 % av massen til hele biosfæren. Ikke desto mindre er det levende stoffet i biosfæren dens viktigste komponent.

De viktigste unike egenskapene til levende materie inkluderer følgende:

1. Evnen til raskt å okkupere (mestre) all ledig plass. Denne egenskapen er assosiert både med intensiv reproduksjon og med organismenes evne til intensivt å øke overflaten av kroppen eller samfunnene de danner.

2. Bevegelsen er ikke bare passiv, men også aktiv, det vil si ikke bare under påvirkning av gravitasjon, gravitasjonskrefter osv., men også mot vannstrømmen, gravitasjonen, luftstrømmene osv.

3. Stabilitet under livet og rask nedbrytning etter døden(inkludering i stoffkretsløp). Takket være selvregulering er levende organismer i stand til å opprettholde en konstant kjemisk sammensetning og indre miljøforhold, til tross for betydelige endringer i ytre miljøforhold. Etter døden går denne evnen tapt, og organiske rester blir veldig raskt ødelagt. De resulterende organiske og uorganiske stoffene er inkludert i syklusene.

4. Høy tilpasningskapasitet (tilpasning) til ulike forhold og, i forbindelse med dette, utviklingen av ikke bare alle livsmiljøer (vann, land-luft, jord, organismer), men også ekstremt vanskelige forhold når det gjelder fysiske og kjemiske parametere (mikroorganismer finnes i termiske kilder med temperaturer opp til 140 o C, i vann i atomreaktorer, i et oksygenfritt miljø).

5. Fenomenalt høy reaksjonshastighet. Det er flere størrelsesordener større enn i ikke-levende materie.

6. Høy fornyelseshastighet av levende materie. Bare en liten del av det levende stoffet (en brøkdel av en prosent) er bevart i form av organiske rester, mens resten hele tiden inkluderes i sirkulasjonsprosessene.

Alle de listede egenskapene til levende materie bestemmes av konsentrasjonen av store energireserver i den.

Følgende geokjemiske hovedfunksjoner av levende materie skilles ut:

1. Energi (biokjemisk)- binding og lagring av solenergi i organisk materiale og påfølgende spredning av energi under forbruk og mineralisering av organisk materiale. Denne funksjonen er assosiert med ernæring, respirasjon, reproduksjon og andre vitale prosesser av organismer.

2. Gass- Levende organismers evne til å endre og opprettholde en viss gasssammensetning av deres habitat og atmosfæren som helhet. To vendepunkter (punkter) i utviklingen av biosfæren er knyttet til gassfunksjonen. Den første av disse dateres tilbake til tiden da oksygeninnholdet i atmosfæren nådde omtrent 1 % av moderne nivåer. Dette førte til utseendet til de første aerobe organismene (bare i stand til å leve i et miljø som inneholder oksygen). Det andre vendepunktet er assosiert med tidspunktet da oksygenkonsentrasjonen nådde omtrent 10 % av det nåværende nivået. Dette skapte forhold for syntesen av ozon og dannelsen av ozonlaget i de øvre lagene av atmosfæren, som gjorde det mulig for organismer å kolonisere land.

3. Konsentrasjon- "fange" fra miljøet av levende organismer og akkumulering av atomer av biogene kjemiske elementer i dem. Konsentrasjonsevnen til levende stoffer øker innholdet av atomer av kjemiske elementer i organismer sammenlignet med miljøet med flere størrelsesordener. Resultatet av konsentrasjonsaktiviteten til levende stoffer er dannelsen av forekomster av brennbare mineraler, kalksteiner, malmforekomster, etc.

4. Oksidativt-reduktiv - oksidasjon og reduksjon av ulike stoffer med deltakelse av levende organismer. Under påvirkning av levende organismer skjer intensiv migrasjon av atomer av elementer med variabel valens (Fe, Mn, S, P, N, etc.), deres nye forbindelser dannes, sulfider og mineralsvovel avsettes, og hydrogensulfid dannes

5. Destruktiv- ødeleggelse av organismer og produktene av deres vitale aktivitet av både rester av organisk materiale og inerte stoffer. Den viktigste rollen i denne forbindelse spilles av nedbrytere (destruktorer) - saprofytiske sopp og bakterier.

6. Transportere- overføring av materie og energi som et resultat av den aktive formen for bevegelse av organismer.

7. Miljødannende- transformasjon av fysiske og kjemiske parametere i miljøet. Resultatet av den miljødannende funksjonen er hele biosfæren, og jorda som et av habitatene, og mer lokale strukturer.

8. Spredning- en funksjon motsatt konsentrasjon - spredning av stoffer i miljøet. For eksempel spredning av et stoff når organismer skiller ut ekskrementer, endrer integument, etc.

9. Informasjon- akkumulering av viss informasjon av levende organismer, konsolidering av den i arvelige strukturer og overføring til påfølgende generasjoner. Dette er en av manifestasjonene av tilpasningsmekanismer.

10. Biogeokjemisk menneskelig aktivitet- transformasjon og bevegelse av biosfærestoffer som et resultat av menneskelig aktivitet for menneskers økonomiske og hjemlige behov. For eksempel bruken av karbonkonsentratorer - olje, kull, gass.

Dermed er biosfæren et komplekst dynamisk system som fanger opp, akkumulerer og overfører energi gjennom utveksling av stoffer mellom levende materie og miljøet.

"På terrestrisk overflater Nei kjemisk styrke, mer stadig nåværende, EN Derfor Og mer kraftig Av hans endelig konsekvenser, hvordan i live organismer, tatt V generelt", - skrev V.I Vernadsky om biosfærens levende materie.

Levende materie, ifølge Vernadsky, utfører en kosmisk funksjon, forbinder jorden med rommet og utfører prosessen med fotosyntese. Ved å bruke solenergi utfører levende materie enormt kjemisk arbeid.

I følge Vernadsky, som først undersøkte funksjonene til levende materie i sin berømte bok "Biosphere", er det ni slike funksjoner: gass, oksygen, oksidasjon, kalsium, reduksjon, konsentrasjon, funksjonen til ødeleggelse av organiske forbindelser, funksjonen til reduktiv nedbrytning, funksjon av metabolisme og respirasjon av organismer.

For tiden, med tanke på ny forskning, skilles følgende funksjoner ut.

Energifunksjon

Absorpsjon av solenergi under fotosyntese og kjemisk energi under nedbrytning av energimettede stoffer, energioverføring gjennom næringskjeder.

Som et resultat er det en sammenheng mellom biosfære-planetariske fenomener og kosmisk stråling, hovedsakelig solstråling. På grunn av den akkumulerte solenergien oppstår alle livsfenomener på jorden. Det er ikke for ingenting at Vernadsky kalte grønne klorofyllorganismer biosfærens hovedmekanisme.

Den absorberte energien fordeles i økosystemet blant levende organismer i form av mat. Energien forsvinner delvis i form av varme, og akkumuleres delvis i dødt organisk materiale og blir til en fossil tilstand. Slik ble det dannet forekomster av torv, kull, olje og andre brennbare mineraler.

Destruktiv funksjon

Denne funksjonen består av nedbrytning, mineralisering av dødt organisk materiale, kjemisk dekomponering av bergarter, involvering av de resulterende mineralene i det biotiske kretsløpet, dvs. forårsaker transformasjon av levende materie til inert materie. Som et resultat dannes også biogen og bioinert stoff i biosfæren.

Spesielt bør nevnes den kjemiske nedbrytningen av bergarter. "Vi Ikke vi har på Jord mer mektig knuser saken, hvordan i live substans", skrev Vernadsky. Pionerer

liv på bergarter - bakterier, blågrønne alger, sopp og lav - har en sterk kjemisk effekt på bergarter med løsninger av et helt kompleks av syrer - karbonsyre, salpetersyre, svovelsyre og forskjellige organiske. Ved å dekomponere visse mineraler med deres hjelp, ekstraherer organismer selektivt og inkluderer i den biotiske syklusen de viktigste ernæringselementene - kalsium, kalium, natrium, fosfor, silisium og mikroelementer.

Konsentrasjonsfunksjon

Dette er navnet på den selektive akkumuleringen i løpet av livet av visse typer stoffer for å bygge kroppen til organismen eller de som fjernes fra den under metabolisme. Som et resultat av konsentrasjonsfunksjonen trekker levende organismer ut og akkumulerer biogene elementer fra miljøet. Sammensetningen av levende stoffer domineres av atomer av lette elementer: hydrogen, karbon, nitrogen, oksygen, natrium, magnesium, silisium, svovel, klor, kalium, kalsium. Konsentrasjonen av disse elementene i kroppen til levende organismer er hundrevis og tusenvis av ganger høyere enn i det ytre miljøet. Dette forklarer heterogeniteten til den kjemiske sammensetningen av biosfæren og dens betydelige forskjell fra sammensetningen av det livløse stoffet på planeten. Sammen med konsentrasjonsfunksjonen til en levende organisme frigjøres et stoff som er motsatt av det ifølge resultatene - spredning. Det manifesterer seg gjennom trofiske og transportaktiviteter til organismer. For eksempel spredning av materie når organismer skiller ut ekskrementer, organismers død under ulike typer bevegelser i rommet, eller endringer i integument. Jern i blod hemoglobin spres for eksempel gjennom blodsugende insekter.

Miljødannende funksjon

Transformasjon av fysiske og kjemiske parametere i miljøet (litosfæren, hydrosfæren, atmosfæren) som et resultat av vitale prosesser under forhold som er gunstige for eksistensen av organismer. Denne funksjonen er et felles resultat av funksjonene til levende materie diskutert ovenfor: energifunksjonen gir energi til alle ledd i den biologiske syklusen; destruktiv og konsentrasjon bidrar til utvinning fra det naturlige miljøet og akkumulering av spredte, men livsviktige for levende organismer, elementer. Det er veldig viktig å merke seg at som et resultat av den miljødannende funksjonen skjedde følgende viktige hendelser i det geografiske skallet: gasssammensetningen til den primære atmosfæren ble transformert, den kjemiske sammensetningen av vannet i det primære havet endret seg, en lag av sedimentære bergarter ble dannet i litosfæren, og et fruktbart jorddekke dukket opp på landoverflaten. "Organisme Det har sak med miljø, Til hvilken Ikke bare Han tilpasset, Men hvilken tilpasset Til ham", - slik karakteriserte Vernadsky den miljødannende funksjonen til levende materie.

De fire funksjonene til levende materie vurderes er de viktigste, bestemmende funksjonene. Noen andre funksjoner av levende materie kan skilles ut, for eksempel:

- gass funksjon bestemmer migrasjonen av gasser og deres transformasjoner, sikrer gasssammensetningen til biosfæren. Den dominerende massen av gasser på jorden er av biogen opprinnelse. I prosessen med å fungere av levende materie, dannes hovedgassene: nitrogen, oksygen, karbondioksid, hydrogensulfid, metan, etc. Det er tydelig at gassfunksjonen er en kombinasjon av to grunnleggende funksjoner - destruktiv og miljødannende ;

- oksidativt - gjenopprettende funksjon består i kjemisk transformasjon hovedsakelig av de stoffene som inneholder atomer med en variabel oksidasjonstilstand (forbindelser av jern, mangan, nitrogen, etc.). Samtidig dominerer biogene prosesser for oksidasjon og reduksjon på jordens overflate. Vanligvis manifesteres den oksidative funksjonen til levende stoffer i biosfæren ved at bakterier og noen sopp transformerer relativt oksygenfattige forbindelser i jorda, forvitrer skorpen og hydrosfæren til mer oksygenrike forbindelser. Den reduserende funksjonen utføres gjennom dannelse av sulfater direkte eller gjennom biogent hydrogensulfid produsert av ulike bakterier. Og her ser vi at denne funksjonen er en av manifestasjonene av den miljødannende funksjonen til levende materie;

- transportere funksjon - overføring av materie mot tyngdekraften og i horisontal retning. Siden Newtons tid har det vært kjent at bevegelsen av materiestrømmer på planeten vår bestemmes av tyngdekraften. Ikke-levende materie i seg selv beveger seg langs et skråplan utelukkende fra topp til bunn. Bare i denne retningen beveger elver, isbreer, snøskred og raser seg.

Levende materie er den eneste faktoren som bestemmer den omvendte bevegelsen av materie - fra bunn til topp, fra havet - til kontinentene.

På grunn av aktiv bevegelse kan levende organismer flytte ulike stoffer eller atomer i horisontal retning, for eksempel gjennom ulike typer migrasjoner. Vernadsky kalte bevegelsen, eller migrasjonen, av kjemiske stoffer for levende materie biogen migrasjon atomer eller stoffer.

Begrepet organisk eller uorganisk stoff blir for lite og konseptet introduseres for å erstatte det levende stoff i biosfæren.

På begynnelsen av det 20. århundre V.I. Vernadsky ga en definisjon av dette konseptet.

Levende materie - hele settet av kropper av levende organismer i, uavhengig av deres systematiske tilknytning.

Definisjonen dukket ikke opp på grunn av skala.

Massen av levende stoffer er relativt liten og er estimert til 2,4-3,6 10 12 tonn (tørrvekt) og er mindre enn 10 −6 massen til andre skjell på jorden. Men det er "en av de kraftigste geokjemiske kreftene på planeten vår."

Grunnleggende egenskaper til levende materie i biosfæren

Evnen til raskt å utforske ledig plass. Dette koblet til begge evne til å reprodusere spesielt i de enkleste organismer, og med det faktum at mange organismer øker kroppsoverflaten betydelig etter hvert som de vokser (planter, for eksempel, eller rekkevidden til et samfunn).
Aktiv og passiv bevegelse.Aktiv bevegelse av levende stoffer i biosfæren- uavhengig bevegelse av organismer som krever energiforbruk: fisk kan svømme mot strømmen, fugler flyr mot tyngdekraften, etc. Passiv bevegelse av levende materie i biosfæren- bevegelse som ikke krever energiforbruk - under påvirkning av naturkrefter - tyngdekraft, tyngdekraft, etc.
Stabilitet av levende materie(organismer) i løpet av livet og rask nedbrytning(på grunn av virkningen av nedbrytere) etter døden.
Hvis vi snakker om kjemiske elementer, så deltar de nettopp på grunn av denne egenskapen til levende materie i forskjellige -, etc.
Høy grad av tilpasning av levende stoffer i biosfæren til miljøforhold. Det faktum at levende organismer har mestret alle 3 miljøene – land, vann og luft – overrasker ingen lenger. I tillegg er det mikroorganismer som tåler både høye og svært lave temperaturer.
Høy hastighet på biokjemiske reaksjoner av levende materie. Faktisk er reaksjonshastigheten i levende organismer ikke mer enn noen få minutter, hastigheten på karbonsyklusen er flere år (ikke mer enn 10).
Vernadsky mente at sedimentære bergarter hovedsakelig dannes av avfallsprodukter fra levende organismer. Og dette er et lag ca 3 km tykt!

Høy fornyelseshastighet av levende materie. Det er beregnet at det i gjennomsnitt for biosfæren er 8 år, mens det for land er 14 år, og for havet, hvor organismer med kort levetid (for eksempel plankton) dominerer, er det 33 dager. Som et resultat av den høye fornyelseshastigheten gjennom hele livets historie, er den totale massen av levende stoff som passerte gjennom biosfæren omtrent 12 ganger jordens masse. Bare en liten del av den (en brøkdel av en prosent) er bevart i form av organiske rester (med V.I. Vernadskys ord, "gikk inn i geologi"), resten ble inkludert i sirkulasjonsprosessene.

Funksjoner av levende materie i biosfæren

Energifunksjon
Produsentene absorberer solenergi og omdanner uorganiske stoffer til organiske, mens nedbrytere bryter ned organiske stoffer til uorganiske. En del av energien i prosessen omdannes til varme.
Konsentrasjon av levende materie
Som et resultat av den vitale aktiviteten til organismer akkumuleres visse stoffer.
Destruktiv
Dette er en konsekvens av energifunksjonen - organisk materiale brytes ned som et resultat av syklusen av stoffer og blir til en mineralsk (uorganisk) form.
Miljødannende funksjon av levende materie
Levende materie endrer og forvandler miljøet.
Transportere
Ernæringsmessige interaksjoner av levende stoffer fører til bevegelse av enorme masser av kjemiske elementer og stoffer mot tyngdekraften og i horisontal retning.

Mer om dette emnet:

Det tok forskerne mange hundre år å forklare prosessene som skjer på planeten vår. Kunnskapen samlet seg gradvis, teoretisk og faktamateriale vokste frem. I dag klarer folk å finne en forklaring på mange naturfenomener, gripe inn i deres forløp, endre eller dirigere dem.

Hvilken rolle den levende verden spiller i alle naturens mekanismer var heller ikke umiddelbart klart. Imidlertid klarte den russiske filosofen, biogeokjemikeren V.I. Vernadsky å lage en teori som ble grunnlaget og forblir det til i dag. Det er hun som forklarer hva hele planeten vår er, hva er relasjonene mellom alle deltakerne på den. Og viktigst av alt, det er denne teorien som svarer på spørsmålet om rollen til levende vesener på planeten Jorden. Det ble kalt jordteorien.

Biosfæren og dens struktur

Forskeren foreslo å kalle biosfæren hele området av levende og ikke-levende ting som er i nær kontakt og, som et resultat av felles aktivitet, bidrar til dannelsen av visse geokjemiske komponenter i naturen.

Det vil si at biosfæren inkluderer følgende strukturelle deler av jorden:

den nedre delen av atmosfæren til ozonlaget;
hele hydrosfæren;
det øvre nivået av litosfæren - jord og nedre lag, opp til og med grunnvann.

Det vil si at dette er alle de områdene som er i stand til å bli bebodd av levende organismer. Alle av dem representerer på sin side den totale biomassen, som kalles biosfærens levende materie. Dette inkluderer representanter for alle naturriker, så vel som mennesker. Egenskapene og funksjonene til levende materie er avgjørende for å karakterisere biosfæren som helhet, siden det er nettopp dette som er hovedkomponenten.

Men i tillegg til levende ting, er det flere typer stoffer som utgjør skallet på jorden vi vurderer. Disse er som:

biogene;
inert;
bioinert;
radioaktive;
kosmisk;
frie atomer og grunnstoffer.

Til sammen danner disse typene forbindelser miljøet for biomasse og levevilkårene for den. Samtidig har representanter for naturrikene selv en betydelig innflytelse på dannelsen av mange typer av de listede stoffene.

Generelt er alle de utpekte komponentene i biosfæren den totale massen av elementer som utgjør naturen. Det er de som inngår nære interaksjoner, utfører sirkulasjonen av energi og stoffer, akkumulerer og behandler mange forbindelser. Grunnenheten er levende materie. Funksjonene til levende materie er forskjellige, men alle er svært viktige og nødvendige for å opprettholde planetens naturlige tilstand.

Grunnlegger av læren om biosfæren

Den som skapte konseptet "biosfære", utviklet det, strukturerte det og avslørte det fullt ut, hadde ekstraordinær tenkning, evnen til å analysere og sammenligne fakta og data og trekke logiske konklusjoner. V.I Vernadsky ble en slik person i sin tid. En stor mann, naturforsker, akademiker og vitenskapsmann, grunnlegger av mange skoler. Arbeidene hans ble det grunnleggende grunnlaget som alle teorier er bygget på frem til i dag.

Han er skaperen av all biogeokjemi. Hans fortjeneste er opprettelsen av mineralressursbasen til Russland (den gang USSR). Elevene hans var fremtidige kjente forskere fra Russland og Ukraina.

Vernadskys spådommer om menneskers dominerende posisjon i den organiske verdens system og at biosfæren utvikler seg til noosfæren har all grunn til å gå i oppfyllelse.

Levende materie. Funksjoner av levende materie i biosfæren

Som vi allerede har antydet ovenfor, er det levende stoffet som vurderes hele settet av organismer som tilhører alle naturens riker. Folk inntar en særstilling blant alle. Årsakene til dette var:

en forbrukerposisjon, ikke en produserende;
utvikling av sinn og bevissthet.

Alle andre representanter er levende materie. Funksjonene til levende materie ble utviklet og indikert av Vernadsky. Han tildelte følgende rolle til organismer:

Redoks.
Destruktiv.
Transportere.
Miljødannende.
Gass.
Energi.
Informasjonsmessig.
Konsentrasjon.

De mest grunnleggende funksjonene til levende materie i biosfæren er gass, energi og redoks. Resten er imidlertid også viktige, og sikrer komplekse prosesser for interaksjon mellom alle deler og elementer i det levende skallet på planeten.

La oss se på hver av funksjonene mer detaljert for å forstå hva som er ment og hva essensen er.

Redoksfunksjon av levende materie

Manifesterer seg i en rekke biokjemiske transformasjoner av stoffer i hver levende organisme. Når alt kommer til alt skjer det annenhver reaksjon hos alt fra bakterier til store pattedyr. Som et resultat blir noen stoffer omdannet til andre, noen desintegrerer i komponentene deres.

Resultatet av slike prosesser for biosfæren er dannelsen av næringsstoffer. Hvilke sammenhenger kan gis som eksempel?

Karbonatbergarter (kritt, marmor, kalkstein) er et produkt av den vitale aktiviteten til bløtdyr og mange andre marine og terrestriske innbyggere.
Silisiumbergartavsetninger er et resultat av flere hundre år gamle reaksjoner som forekommer i skjell og skjell til dyr på havbunnen.
Kull og torv er et resultat av biokjemiske transformasjoner som skjer med planter.
Olje og andre.

Derfor er kjemiske reaksjoner grunnlaget for dannelsen av mange stoffer som er nyttige for mennesker og natur. Dette er funksjonen til levende materie i biosfæren.

Konsentrasjonsfunksjon

Hvis vi snakker om å avsløre konseptet med denne rollen til et stoff, bør vi påpeke dets nære forhold til den forrige. Enkelt sagt er konsentrasjonsfunksjonen til levende materie akkumulering av visse elementer, atomer og forbindelser inne i kroppen. Som et resultat oppstår dannelsen av selve bergartene, mineralene og mineralene nevnt ovenfor.

Hver skapning er i stand til å akkumulere noen forbindelser i seg selv. Imidlertid er alvorlighetsgraden av dette forskjellig for alle. For eksempel lagrer alle karbon. Men ikke alle organismer er i stand til å konsentrere rundt 20 % av jern, slik jernbakterier gjør.

Det kan gis flere eksempler som tydelig illustrerer denne funksjonen til levende materie.

Kiselalger, radiolarier - silisium.
- mangan.
Lobelia hovne plante - krom.
Solyanka plante - bor.

I tillegg til elementer er mange representanter for levende vesener i stand til å danne hele komplekser av stoffer etter døden.

Gassfunksjonen til et stoff

Denne rollen er en av de viktigste. Tross alt er gassutveksling en livsdannende prosess for alle skapninger. Hvis vi snakker om biosfæren som helhet, begynner gassfunksjonen til levende materie med aktiviteten til planter, som fanger karbondioksid og frigjør en tilstrekkelig mengde oksygen.

Tilstrekkelig til hva? For livet til alle de skapningene som ikke er i stand til å produsere det selv. Og disse er alle dyr, sopp, de fleste bakterier. Hvis vi snakker om gassfunksjonen til dyr, så består den i forbruk av oksygen og frigjøring av karbondioksid til miljøet under respirasjon.

Dette skaper en generell syklus som ligger til grunn for livet. Forskere har bevist at over mange årtusener har planter og andre levende vesener vært i stand til å fullstendig modernisere og tilpasse planetens atmosfære til deres behov. Følgende skjedde:

oksygenkonsentrasjonen har blitt tilstrekkelig for livet;
dannet som beskytter alle levende ting mot skadelig kosmisk og ultrafiolett stråling;
luftens sammensetning har blitt det som trengs for de fleste skapninger.

Derfor regnes gassfunksjonen til levende materie i biosfæren som en av de viktigste.

Transportfunksjon

Det innebærer reproduksjon og spredning av organismer over forskjellige territorier. Det er visse økologiske lover som styrer distribusjon og transport av skapninger. Ifølge dem okkuperer hvert individ sitt eget habitat. Det er også konkurranseforhold som fører til bosetting og utvikling av nye territorier.

Dermed er funksjonene til levende materie i biosfæren reproduksjon og bosetting med den påfølgende dannelsen av nye egenskaper.

Destruktiv rolle

Dette er en annen viktig funksjon som er karakteristisk for levende vesener i biosfæren. Det ligger i evnen til å dekomponere til enkle stoffer etter døden, det vil si å stoppe livssyklusen. Mens kroppen lever, er komplekse molekyler aktive i den. Når døden inntreffer, begynner prosesser med destrukturering og desintegrasjon til enkle komponenter.

Dette utføres av en spesiell gruppe skapninger som kalles detritivorer eller nedbrytere. Disse inkluderer:

noen ormer;
bakterie;
sopp;
protozoer og andre.

Miljødannende funksjon

De grunnleggende funksjonene til levende materie ville være ufullstendige hvis vi ikke indikerte dannelsen av miljøet. Hva betyr det? Vi har allerede påpekt at levende vesener, i utviklingsprosessen, skapte en atmosfære for seg selv. Det samme gjorde de med miljøet.

Ved å løsne og mette jorden med mineralforbindelser og organisk materiale, skapte de for seg selv et fruktbart lag egnet for liv - jord. Det samme kan sies om den kjemiske sammensetningen av vann i hav og hav. Det vil si at levende vesener selvstendig danner livsmiljøer for seg selv. Det er her deres miljødannende funksjon i biosfæren kommer til uttrykk.

Informasjonsrollen til levende materie

Denne rollen er typisk typisk for levende organismer, og jo mer høyt utviklet den er, desto større rolle spiller den som bærer og prosessor av informasjon. Ikke et eneste livløst objekt er i stand til å huske, "ta opp" i underbevisstheten og deretter reprodusere informasjon av noe slag. Bare levende vesener kan gjøre dette.

Det handler ikke bare om evnen til å snakke og tenke. Informasjonsfunksjonen innebærer fenomenet bevaring og overføring av visse sett med kunnskap og egenskaper ved arv.

Energifunksjon

Energi er den viktigste kilden til styrke på grunn av hvilken levende materie eksisterer. Funksjonene til levende materie manifesteres først og fremst i evnen til å behandle energien til biosfæren til forskjellige former, fra solenergi til termisk og elektrisk.

Ingen andre kan akkumulere og endre stråling fra solen på denne måten. Den første lenken her er selvfølgelig planter. Det er de som absorberer sollys direkte over hele overflaten til de grønne. Deretter konverterer de det til energien til kjemiske bindinger, tilgjengelig for dyr. Sistnevnte oversetter det til forskjellige former:

termisk;
elektrisk;
mekaniske og andre.