Canlı madde: Canlı maddenin işlevleri. Vernadsky'nin biyosfer doktrini

Canlı maddenin kütlesi tüm biyosferin kütlesinin yalnızca %0,01'idir. Bununla birlikte biyosferin canlı maddesi onun en önemli bileşenidir.

Biyosferdeki en büyük yaşam yoğunluğu, dünyanın kabukları arasındaki temas sınırlarında gözlenir: atmosfer ve litosfer (kara yüzeyi), atmosfer ve hidrosfer (okyanus yüzeyi) ve özellikle üç kabuğun sınırlarında - atmosfer, hidrosfer ve litosfer (kıyı bölgeleri). Bunlar yaşamın en yoğun olduğu yerler V.I. Vernadsky bunlara "hayat filmleri" adını verdi. Bu yüzeylerden yukarı ve aşağı doğru canlı madde konsantrasyonu azalır.

Ekolojinin incelediği tüm sistemler, birlikte canlı maddeyi oluşturan biyotik bileşenleri içerir.

"Canlı madde" terimi, kütle, enerji ve kimyasal bileşim ile ifade edilen tüm canlı organizmaların bütününü anladığı V.I. Vernadsky tarafından literatüre kazandırılmıştır. Dünya üzerindeki yaşam, Güneş'in hayat veren enerjisini alan ve periyodik tablonun hemen hemen tüm kimyasal elementlerini harekete geçiren, yüzeyindeki en olağanüstü süreçtir.

Modern tahminlere göre biyosferdeki toplam canlı madde kütlesi yaklaşık 2400 milyar tondur (tablo).

Tablo Biyosferdeki toplam canlı madde kütlesi

Kıtaların yüzeyindeki canlı madde kütlesi, Dünya Okyanusunun biyokütlesinden 800 kat daha fazladır. Kıtaların yüzeyinde bitkiler kütle olarak hayvanlara göre keskin bir şekilde üstündür. Okyanuslarda ise tam tersi bir ilişki görüyoruz: Deniz biyokütlesinin %93,7'si hayvanlardan geliyor. Bunun temel nedeni hayvan beslenmesi için en uygun koşulların deniz ortamında mevcut olmasıdır. Fitoplanktonu oluşturan ve denizlerin ve okyanusların ışıklı bölgesinde yaşayan en küçük bitki organizmaları, deniz hayvanları tarafından hızla yenir ve böylece organik maddelerin bitkiden hayvan formuna geçişi, biyokütleyi keskin bir şekilde hayvanların üstünlüğüne doğru kaydırır.

Kütlesindeki tüm canlı maddeler, dünyanın herhangi bir üst jeosferiyle karşılaştırıldığında önemsiz bir yer kaplar. Örneğin atmosferin kütlesi 2150 kat, hidrosfer 602.000 kat, yer kabuğu ise 1.670.000 kat daha büyüktür.

Ancak canlı madde, çevre üzerindeki aktif etkisi açısından özel bir yere sahiptir ve biyosferi oluşturan diğer inorganik doğal oluşumlardan niteliksel olarak çok farklıdır. Her şeyden önce bu, Akademisyen L.S.'nin sözleriyle canlı organizmaların biyolojik katalizörler (enzimler) sayesinde performans göstermesinden kaynaklanmaktadır. Berg, fizikokimyasal açıdan inanılmaz bir şey. Örneğin, doğal ortam için tipik olan sıcaklık ve basınçlarda, vücutlarındaki atmosferden gelen moleküler nitrojeni sabitleyebilmektedirler.

Endüstriyel koşullarda atmosferik nitrojenin amonyağa (NH3) bağlanması yaklaşık 500 o C sıcaklık ve 300-500 atmosfer basınç gerektirir. Canlı organizmalarda metabolizma sırasındaki kimyasal reaksiyonların hızı birkaç kat artar.

V.I. Bu bağlamda Vernadsky, canlı maddeyi son derece aktif bir madde türü olarak adlandırdı.

Canlıların temel özellikleri şunlardır:

1. Birlik X kimyasal bileşim. Canlılar, cansızlarla aynı kimyasal elementlerden oluşur, ancak organizmalar yalnızca canlılara özgü madde molekülleri (nükleik asitler, proteinler, lipitler) içerir.

2. Ayrıklık ve bütünlük. Herhangi bir biyolojik sistem (hücre, organizma, tür vb.) ayrı parçalardan oluşur; ayrık. Bu parçaların etkileşimi bütünsel bir sistem oluşturur (örneğin, vücut, yapısal ve işlevsel olarak tek bir bütün halinde birbirine bağlanan ayrı organları içerir).

3. Yapısal organizasyon. Canlı sistemler, belirli yapılar oluşturarak moleküllerin kaotik hareketinden düzen yaratma yeteneğine sahiptir. Canlılar zaman ve mekandaki düzenlilik ile karakterize edilir. Bu, sabit bir iç ortamı (homeostazisi) korumayı amaçlayan, kesin olarak tanımlanmış bir sırayla meydana gelen, kendi kendini düzenleyen karmaşık metabolik süreçlerin bir kompleksidir.

4. Metabolizma ve enerji. Canlı organizmalar çevreyle sürekli madde ve enerji alışverişi yapan açık sistemlerdir. Çevresel koşullar değiştiğinde, yaşam süreçlerinin kendi kendini düzenlemesi, iç ortamın - homeostazın - sabitliğini yeniden sağlamayı amaçlayan geri bildirim ilkesine göre gerçekleşir.

5. Örneğin atık ürünler, uzun bir reaksiyon zincirinin ilk halkasını oluşturan enzimler üzerinde güçlü ve kesinlikle spesifik bir engelleyici etkiye sahip olabilir. Kendini yenileme. Herhangi bir biyolojik sistemin ömrü sınırlıdır.

6. Yaşamı sürdürmek için, DNA moleküllerinde bulunan genetik bilgiyi taşıyan yeni moleküllerin ve yapıların oluşumuyla ilişkili bir kendi kendine üreme süreci meydana gelir. Kalıtım.

7. DNA molekülü, matris replikasyon prensibi sayesinde kalıtsal bilgiyi saklama ve aktarma yeteneğine sahip olup nesiller arasında maddi devamlılığı sağlar. Değişkenlik.

8. Kalıtsal bilgileri aktarırken bazen çeşitli sapmalar ortaya çıkar ve bu da torunların özelliklerinde ve özelliklerinde değişikliklere yol açar. Eğer bu değişiklikler yaşamın lehineyse seçilim yoluyla düzeltilebilir. Büyüme ve gelişme.

9. Organizmalar, belirli özellikleri geliştirme olasılığına ilişkin belirli genetik bilgileri miras alırlar. Bilginin uygulanması bireysel gelişim -ontogenez sırasında gerçekleşir.

Ontogenezin belirli bir aşamasında, moleküllerin, hücrelerin ve diğer biyolojik yapıların çoğalmasıyla ilişkili olarak organizmanın büyümesi meydana gelir. Büyümeye gelişme eşlik eder. Sinirlilik ve hareket. Tüm canlılar sinirlilik özelliğinden dolayı dış etkilere seçici olarak belirli tepkilerle tepki verirler. Organizmalar uyarılara hareketle yanıt verir. Hareket biçiminin tezahürü vücudun yapısına bağlıdır. Canlı maddenin temel benzersiz özelliklerine

1. yüksekliğini belirleyen dönüştürücü faaliyetler , şunlara atfedilebilir: Boş alanı hızlı bir şekilde işgal etme yeteneği ).

2. hem yoğun üreme hem de organizmaların vücutlarının yüzeyini veya oluşturdukları toplulukları yoğun bir şekilde artırma yeteneği ile ilişkilidir ( bolluk hayat Hareket sadece pasif değildir

3. (yer çekiminin etkisi altında) , ama aynı zamanda aktif

4. . Örneğin suyun akışına, yer çekimine, hava akımlarına karşı. Yaşam boyunca stabilite ve ölümden sonra hızlı ayrışma

5. (döngülere dahil olma), yüksek fizikokimyasal aktiviteyi korurken. . Cansız doğadakinden birkaç kat daha büyüktür. Bu özellik, maddenin yaşam sürecinde organizmalar tarafından işlenme hızı ile değerlendirilebilir. Örneğin bazı böceklerin tırtılları günde vücut ağırlıklarının 100-200 katı kadar madde işlerler.

6. Canlı maddenin yüksek oranda yenilenmesi . Biyosfer için ortalama olarak bu sürenin yaklaşık 8 yıl olduğu tahmin edilmektedir (kara için bu süre 14 yıl, kısa ömürlü organizmaların çoğunlukta olduğu okyanus için ise 33 gün).

7. Çeşitli şekil, boyut ve kimyasal seçenekler cansız, hareketsiz maddedeki birçok zıtlığı önemli ölçüde aşıyor.

8. Bireysellik (Dünyada özdeş türler ve hatta bireyler yoktur).

Yukarıdakilerin tümü ve canlı maddenin diğer özellikleri, içindeki büyük enerji rezervlerinin konsantrasyonuyla belirlenir. V.I. Vernadsky, yalnızca volkanik patlamalar sırasında oluşan lavların enerji doygunluğu açısından canlı maddeyle rekabet edebileceğini belirtti.

Canlı maddenin işlevleri. Biyosferdeki canlı maddenin tüm faaliyetleri, belirli bir düzeyde bir uzlaşmayla, dönüştürücü biyosfer-jeolojik faaliyetinin anlaşılmasını önemli ölçüde destekleyebilecek çeşitli temel işlevlere indirgenebilir.

1. Enerji . Bu en önemli işlevlerden biri, fotosentez işlemi sırasında enerjinin depolanması, besin zincirleri yoluyla iletilmesi ve çevredeki alana yayılmasıyla ilişkilidir.

2. Gaz - Habitatın ve bir bütün olarak atmosferin belirli bir gaz bileşimini değiştirme ve sürdürme yeteneği ile ilişkilidir.

3. Redoks – canlı maddenin etkisi altında oksidasyon ve redüksiyon gibi süreçlerin yoğunluğunun artmasıyla ilişkilidir.

4. Konsantrasyon Organizmaların, vücutlarındaki dağılmış kimyasal elementleri yoğunlaştırma, içeriklerini çevreye kıyasla birkaç kat artırma ve bireysel organizmaların vücudunda milyonlarca kat artırma yeteneği. Konsantrasyon faaliyetinin sonucu yanıcı mineraller, kireçtaşları, cevher yatakları vb. yataklarıdır.

5. Yıkıcı - Organizmalar ve onların ölümleri de dahil olmak üzere yaşamsal faaliyetlerinin ürünlerinin, hem organik madde kalıntılarının hem de inert maddelerin yok edilmesi. Bu fonksiyonun ana mekanizması maddelerin dolaşımıyla ilgilidir. Bu bağlamda en önemli rol, daha düşük yaşam formları - mantarlar, bakteriler (yıkıcılar, ayrıştırıcılar) tarafından oynanır.

6. Taşıma Organizmaların aktif hareketinin bir sonucu olarak madde ve enerjinin transferi. Çoğu zaman bu tür bir transfer, örneğin hayvanların göçleri ve göçleri sırasında çok büyük mesafelerde gerçekleştirilir.

7. Çevre oluşturan . Bu işlev büyük ölçüde diğer işlevlerin birleşik eyleminin sonucunu temsil eder. Sonuçta çevrenin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin dönüşümü ile ilişkilidir. Bu fonksiyon daha geniş ve daha dar anlamda düşünülebilir. Geniş anlamda bu işlevin sonucu doğal ortamın tamamıdır. Canlı organizmalar tarafından yaratılmıştır ve neredeyse tüm jeosferlerde parametrelerini nispeten istikrarlı bir durumda tutarlar. Daha dar anlamda, canlı maddenin çevre oluşturucu işlevi, örneğin toprağın oluşumunda ve tahribattan (erozyondan) korunmasında, hava ve suyun kirlilikten arındırılmasında, yeraltı suyu kaynaklarının beslenmesinin arttırılmasında, vesaire.

8. Saçılma Konsantrasyona zıt işlev görür. Organizmaların trofik (beslenme) ve taşıma faaliyetleriyle kendini gösterir. Örneğin, organizmalar dışkı çıkarırken maddenin dağılması, uzayda çeşitli hareketler sırasında organizmaların ölümü veya derideki değişiklikler.

9. Bilgi Canlı maddenin işlevi, canlı organizmaların ve topluluklarının bilgi biriktirmesi, onu kalıtsal yapılarda pekiştirmesi ve sonraki nesillere aktarmasıyla ifade edilir. Bu adaptasyon mekanizmalarının tezahürlerinden biridir.

Çok çeşitli formlara rağmen, tüm canlı maddeler fiziksel ve kimyasal olarak birleşmiştir . Ve bu, tüm organik dünyanın temel yasalarından biridir - canlı maddenin fiziksel ve kimyasal birliği yasası. Buradan, bazı organizmalar için ölümcül, diğerleri için ise kesinlikle zararsız olabilecek hiçbir fiziksel veya kimyasal maddenin bulunmadığı sonucu çıkmaktadır. Aradaki fark yalnızca nicelikseldir; bazı organizmalar daha duyarlıdır, diğerleri daha az, bazıları daha hızlı adapte olur, diğerleri daha yavaş. Bu durumda adaptasyon doğal seçilim sürecinde meydana gelir, yani. yeni koşullara uyum sağlayamayan bireylerin ölümü nedeniyle.

Dolayısıyla biyosfer, canlı madde ile çevre arasındaki madde alışverişi yoluyla enerjiyi yakalayan, biriktiren ve aktaran karmaşık bir dinamik sistemdir.

Uzun zamandır buna inanılıyordu canlı farklı cansız metabolizma, hareketlilik, sinirlilik, büyüme, üreme, uyum sağlama gibi özellikler. Ancak ayrı ayrı tüm bu özellikler cansız doğada da bulunmaktadır ve bu nedenle canlıya özgü özellikler olarak değerlendirilemez.

Yaşayan B. M. Mednikov'un (1982) özellikleri şu şekilde formüle edilmiştir: teorik biyolojinin aksiyomları:

1. Tüm canlı organizmalar, nesilden nesile miras kalan bir fenotip birliği ve onun inşası için bir program (genotip) olarak ortaya çıkar. (A. Weisman'ın Aksiyomu) * .

2. Genetik program matris şeklinde oluşturulur. Önceki neslin geni, gelecek neslin geninin üzerine inşa edildiği bir matris olarak kullanılır (N.K. Koltsov'un aksiyomu).

3. Nesilden nesile aktarım sürecinde genetik programlar çeşitli nedenlerle rastgele ve yönsüz olarak değişir ve bu değişikliklerin belirli bir ortamda başarılı olması ancak tesadüf eseri olabilir. (Charles Darwin'in 1. aksiyomu).

4. Bir fenotipin oluşumu sırasında genetik programlardaki rastgele değişiklikler büyük ölçüde artar (N.V. Timofeev-Resovsky'nin aksiyomu).

5.Genetik programlardaki çoklu geliştirilmiş değişiklikler, çevresel koşullar tarafından seçilime tabidir (Charles Darwin'in 2. aksiyomu).

Bu aksiyomlardan canlı doğanın tüm temel özellikleri çıkarılabilir ve her şeyden önce aşağıdakiler gibi: ayrıklık Ve bütünlük- Dünyadaki yaşamın organizasyonunun iki temel özelliği. Canlı sistemler arasında hiçbir birey, popülasyon veya tür birbirinin aynısı değildir. Ayrıklığın ve bütünlüğün bu eşsiz tezahürü, eşdeğişken çoğaltma olgusuna dayanmaktadır.

Konvaryant çoğaltma(değişikliklerle kendini yeniden üretme), matris ilkesi (ilk üç aksiyomun toplamı) temelinde gerçekleştirilir. Bu muhtemelen bizim bildiğimiz, Dünya'daki varlığı biçiminde hayata özgü tek özelliktir. Ana kontrol sistemlerinin (DNA, kromozomlar, genler) benzersiz kendi kendine çoğalma yeteneğine dayanmaktadır.

Yeniden çoğaltma, makromoleküllerin sentezinin matris prensibi (N.K. Koltsov'un aksiyomu) ile belirlenir (Şekil 2.4).

Şekil 2.4 DNA replikasyon şeması (J. Savage, 1969'a göre)

Not. İşlem, baz çiftlerinin (adenin-timin ve guanin-sitozin: A-T, G-C) ayrılması ve orijinal sarmalın iki zincirinin çözülmesiyle ilişkilidir. Her zincir yeni bir zincirin sentezi için şablon olarak kullanılır.

Yetenek matris ilkesine göre kendini yeniden üretme DNA molekülleri, orijinal kontrol sistemlerinin kalıtım taşıyıcısı rolünü yerine getirebildi (A. Weisman'ın aksiyomu). Eşdeğişken çoğaltma, yaşamın evrimi için bir ön koşul olan orijinal durumdan farklı sapmaların (mutasyonlar) miras alınması olasılığı anlamına gelir.

Canlı madde kütle açısından dünyanın üst kabuklarından herhangi birine kıyasla önemsiz bir kesir kaplar. Modern tahminlere göre, zamanımızdaki toplam canlı madde kütlesi 2420 milyar tondur. Bu değer, biyosferin kapladığı Dünya kabuklarının kütlesiyle bir dereceye kadar karşılaştırılabilir (Tablo 2.2).

Tablo2.2

Biyosferdeki canlı madde kütlesi

Biyosferin bölümleri

Ağırlık, ton

Karşılaştırmak

Canlı madde

Atmosfer

Hidrosfer

Yer kabuğu

Çevre üzerindeki aktif etkisi açısından, canlı madde özel bir yere sahiptir ve tıpkı canlı maddenin ölü maddeden farklı olması gibi, dünyanın diğer kabuklarından niteliksel olarak keskin bir şekilde farklıdır.

V.I. Vernadsky, canlı maddenin Evrendeki en aktif madde formu olduğunu vurguladı. Biyosferde devasa bir jeokimyasal çalışma gerçekleştirerek, varlığı sırasında Dünya'nın üst kabuklarını tamamen dönüştürüyor. Gezegenimizdeki tüm canlı maddeler, tüm yer kabuğunun kütlesinin 1/11.000.000'ini oluşturur. Niteliksel açıdan canlı madde, Dünya maddesinin en organize kısmıdır.

A.P. Vinogradov'a (1975) göre canlı maddenin ortalama kimyasal bileşimini değerlendirirken, V.

Larcher (1978) ve diğerlerine göre, canlı maddenin ana bileşenleri doğada yaygın olarak bulunan elementlerdir (atmosfer, hidrosfer, uzay): hidrojen, karbon, oksijen, nitrojen, fosfor ve kükürt (Tablo 2.3, Şekil 2.5).

Tablo2.3

Bitki ve hayvanların bileşimi ile karşılaştırıldığında yıldız ve güneş maddesinin temel bileşimi
	Kimyasal element Zvezdnoe	madde Zvezdnoe	Güneşli	Bitkiler
Hayvanlar
Hidrojen (H)
Helyum (He)
Azot(N)
Karbon (C)
Magnezyum (Md)
Oksijen(0)
Silikon(Si)
Kükürt(S)
Demir (Fe)

Diğer unsurlar

Şekil 2.5 Canlılardaki kimyasal elementlerin oranı

madde, hidrosfer, litosfer ve bir bütün olarak Dünya'nın kütlesi

Biyosferin canlı maddesi uzaydaki en basit ve en yaygın atomlardan oluşur.

Yaşam sürecinde organizmalar, kararlı kimyasal bağlar oluşturabilen en erişilebilir atomları kullanır. Daha önce de belirtildiği gibi, hidrojen, karbon, oksijen, nitrojen, fosfor ve kükürt, dünyevi maddenin ana kimyasal elementleridir ve bunlara denir. biyolojik olarak utangaç. Atomları su ve mineral tuzlarıyla birleştiğinde canlı organizmalarda karmaşık moleküller oluşturur. Bu moleküler yapılar karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitlerle temsil edilir. Canlı maddenin listelenen kısımları organizmalarda yakın etkileşim halindedir. Bizi çevreleyen biyosferdeki canlı organizmaların dünyası, farklı yapısal düzene ve farklı organizasyonel konumlara sahip çeşitli biyolojik sistemlerin birleşimidir. Bu bağlamda, büyük moleküllerden bitkilere ve çeşitli organizasyonlardaki hayvanlara kadar canlı maddenin farklı varoluş seviyeleri ayırt edilir.

1.Moleküler(genetik) - biyolojik sistemin, biyolojik olarak aktif büyük moleküllerin (proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar) işleyişi şeklinde kendini gösterdiği en düşük seviye. Bu seviyeden itibaren, yalnızca canlı maddenin karakteristik özellikleri gözlenir: radyant ve kimyasal enerjinin dönüşümü sırasında meydana gelen metabolizma, kalıtımın DNA ve RNA kullanılarak aktarılması. Bu seviye, yapıların nesiller boyunca stabilitesi ile karakterize edilir.

2.Hücresel- biyolojik olarak aktif moleküllerin tek bir sistemde birleştirildiği seviye. Hücresel organizasyonla ilgili olarak, tüm organizmalar tek hücreli ve çok hücreli olarak ikiye ayrılır.

3.Kumaş- benzer hücrelerin birleşiminin bir doku oluşturduğu seviye. Ortak bir köken ve işlevlerle birleşmiş bir hücre topluluğunu kapsar.

4.Organ- belirli bir organı oluşturmak için çeşitli doku türlerinin işlevsel olarak etkileşime girdiği seviye.

5.Organizma- Bir dizi organın etkileşiminin, bireysel organizmanın tek bir sistemine indirgendiği düzey. Belirli organizma türleri tarafından temsil edilir.

6.Popülasyon türleri, köken birliği, yaşam tarzı ve habitat ile bağlantılı belirli homojen organizmaların bir koleksiyonunun bulunduğu yer. Bu seviyede genel olarak temel evrimsel değişiklikler meydana gelir.

7.Biyosinoz ve biyojeosinoz(ekosistem), farklı tür kompozisyonlarındaki organizmaları birleştiren, canlı maddenin daha yüksek düzeyde bir organizasyonudur. Biyojeosinozda, dünya yüzeyinin belirli bir bölgesinde homojen abiyotik faktörlerle birbirleriyle etkileşime girerler.

8.Biyosfer- Gezegenimizdeki yaşamın tüm tezahürlerini kapsayan, en yüksek seviyedeki doğal sistemin oluştuğu seviye. Bu seviyede, organizmaların yaşamsal faaliyetleriyle ilişkili olarak küresel ölçekte tüm madde döngüleri meydana gelir.

Beslenme yöntemine göre canlı madde ototroflara ve heterotroflara ayrılır.

Ototroflar(Yunanca autos - kendi, trof - beslenmek, yemek anlamına gelir) yaşam için ihtiyaç duydukları kimyasal elementleri kendilerini çevreleyen kemik maddesinden alan ve vücutlarını oluşturmak için başka bir organizmanın hazır organik bileşiklerine ihtiyaç duymayan organizmalardır.

Ototrofların kullandığı ana enerji kaynağı Güneş'tir. Ototroflar fotoototroflara ve kemoototroflara ayrılır. Fotoototroflar Güneş ışığını enerji kaynağı olarak kullanmak, kemoototroflar

inorganik maddelerin oksidasyon enerjisini kullanır.

Ototrofik organizmalar arasında algler, kara bitkileri, fotosentez yapabilen bakteriler ve ayrıca inorganik maddeleri oksitleyebilen bazı bakteriler (kemoototroflar) bulunur. Ototroflar biyosferdeki organik maddenin birincil üreticileridir. Heterotroflar

(Yunanca alıcıdan - diğer) - beslenmeleri için diğer organizmaların oluşturduğu organik maddeye ihtiyaç duyan organizmalar. Heterotroflar, ototrofların oluşturduğu tüm maddeleri ve insanlar tarafından sentezlenenlerin çoğunu parçalama yeteneğine sahiptir.

Canlı madde yalnızca canlı organizmalarda kararlıdır; mümkün olan tüm alanı doldurmaya çalışır. V.I. Vernadsky bu fenomeni "yaşam baskısı" olarak adlandırdı.

Dünyadaki mevcut canlı organizmalar arasında dev kurtçuk mantarı en büyük üreme gücüne sahiptir. Bu mantarın her bir örneği 7,5 milyara kadar spor üretebilir. Her spor yeni bir organizmanın başlangıcı olsaydı, ikinci nesildeki yağmurlukların hacmi gezegenimizin boyutundan 800 kat daha fazla olurdu. Böylece, en genel ve özel özellik canlı-

Yaşayanların Nizami. Evrimleşme yeteneği, yaşamın bir özelliği olarak hareket eder ve doğrudan canlının ayrı biyolojik birimleri kendi kendine üretme konusundaki benzersiz yeteneğinden kaynaklanır. Canlılığın kendine özgü özellikleri, yalnızca kendi türünün üremesini (kalıtım) değil, aynı zamanda evrim için gerekli olan kendini yeniden üreten yapılarda meydana gelen değişiklikleri (değişkenlik) de sağlar.

Biyosfer teriminin tanımı.

Biyosfer (eski Yunanca βιος - yaşam ve σφαῖρα - küre, top), etkileri altında ve yaşamsal faaliyetlerinin ürünleri tarafından işgal edilen canlı organizmalar tarafından doldurulan Dünya'nın kabuğudur; “hayat filmi”; Dünyanın küresel ekosistemi.

Biyosfer, Dünya'nın canlı organizmalar tarafından doldurulan ve onlar tarafından dönüştürülen kabuğudur. Biyosfer, gezegenimizde ilk organizmaların ortaya çıkmaya başladığı en geç 3,8 milyar yıl önce oluşmaya başladı. Hidrosferin tamamına, litosferin üst kısmına ve atmosferin alt kısmına nüfuz eder, yani ekosferde yaşar. Biyosfer tüm canlı organizmaların toplamıdır. 3.000.000'den fazla bitki, hayvan, mantar ve bakteri türüne ev sahipliği yapmaktadır. İnsan aynı zamanda biyosferin bir parçasıdır, faaliyetleri birçok doğal süreci aşmaktadır ve V.I. Vernadsky'nin dediği gibi: "İnsan güçlü bir jeolojik güç haline gelir."

Fransız doğa bilimci Jean Baptiste Lamarck, 19. yüzyılın başında. ilk kez biyosfer kavramını, terimin kendisini bile tanıtmadan önerdi. "Biyosfer" terimi, 1875 yılında Avusturyalı jeolog ve paleontolog Eduard Suess tarafından önerildi.

Biyojeokimyacı ve filozof V.I. tarafından biyosferin bütünsel bir doktrini oluşturuldu. İlk kez, canlı organizmalara sadece şimdiki zamanda değil geçmişteki faaliyetlerini de dikkate alarak Dünya gezegenindeki en önemli dönüştürücü güç rolünü atadı.

Daha geniş bir tanım daha var: Biyosfer - yaşamın kozmik bir beden üzerindeki dağılım alanı. Dünya dışındaki uzay nesnelerinde yaşamın varlığı hala bilinmemekle birlikte, biyosferin bunlara daha gizli alanlara, örneğin litosferik boşluklara veya buzul altı okyanuslara kadar uzanabileceğine inanılmaktadır. Örneğin Jüpiter'in uydusu Europa'nın okyanusunda yaşamın var olma ihtimali üzerinde duruluyor.

Canlı madde kavramı.

Canlı madde, sistematik bağlılıklarına bakılmaksızın biyosferdeki canlı organizmaların tamamıdır. Terim V.I.

Bu kavramın biyojenik maddenin bir parçası olan "biyokütle" kavramıyla karıştırılmaması gerekir.

1 Canlı maddenin özellikleri

2 Canlı maddenin anlamı ve işlevleri

3 Ayrıca bakınız

4 Edebiyat

5 Not

Canlı maddenin özellikleri[wiki metnini düzenle]

Canlı maddenin bileşimi hem organik (kimyasal anlamda) hem de inorganik veya mineral maddeleri içerir. Vernadsky şunu yazdı: Yaşam fenomeninin karmaşık karbon bileşiklerinin - canlı proteinlerin - varlığıyla açıklanabileceği fikri, jeokimyanın ampirik gerçeklerinin bütünlüğü tarafından geri dönülemez bir şekilde çürütüldü... Canlı madde, tüm organizmaların bütünlüğüdür.

Canlı maddenin kütlesi nispeten küçüktür ve 2,4-3,6·1012 ton (kuru ağırlık olarak) olduğu tahmin edilmektedir ve Dünya'nın diğer kabuklarının kütlesinin 10−6'sından daha azdır. Ancak “gezegenimizdeki en güçlü jeokimyasal kuvvetlerden biri.”

Canlı madde, yaşamın var olabileceği yerde, yani atmosfer, litosfer ve hidrosferin kesişiminde gelişir. Varoluş için elverişsiz koşullar altında canlı madde, askıya alınmış bir canlanma durumuna girer.

Canlı maddenin özellikleri aşağıdaki gibidir:

Biyosferin canlı maddesi muazzam serbest enerji ile karakterize edilir. İnorganik dünyada, serbest enerji miktarı açısından yalnızca kısa ömürlü, sertleşmemiş lav akışları canlı maddeyle karşılaştırılabilir.

Biyosferin canlı ve cansız maddeleri arasında kimyasal reaksiyonların hızında keskin bir fark gözlenir: Canlı maddede reaksiyonlar binlerce ve milyonlarca kat daha hızlı ilerler.

Canlı maddenin ayırt edici bir özelliği, onu oluşturan bireysel kimyasal bileşiklerin (proteinler, enzimler vb.) yalnızca canlı organizmalarda stabil olmasıdır (bu, büyük ölçüde, canlı maddeyi oluşturan mineral bileşiklerin de özelliğidir) .

Canlı maddenin keyfi hareketi, büyük ölçüde kendi kendini düzenleyen. V.I. Vernadsky, canlı maddenin iki spesifik hareket biçimini tanımladı: a) üreme yoluyla yaratılan ve hem hayvan hem de bitki organizmalarında bulunan pasif; b) organizmaların yönlendirilmiş hareketi nedeniyle gerçekleştirilen aktif (hayvanlar ve daha az ölçüde bitkiler için tipiktir). Canlı maddenin ayrıca mümkün olan tüm alanı doldurma yönünde doğal bir arzusu vardır.

Canlı madde, cansız maddeye göre önemli ölçüde daha fazla morfolojik ve kimyasal çeşitlilik sergiler. Ayrıca, cansız abiojenik maddenin aksine, canlı madde yalnızca sıvı veya gaz fazında temsil edilmez. Organizmaların vücutları her üç faz halinde de inşa edilmiştir.

Canlı madde biyosferde dağınık cisimler - bireysel organizmalar şeklinde sunulur. Dahası, dağınık olduğundan, canlı madde Dünya'da hiçbir zaman morfolojik olarak saf bir biçimde - aynı türden organizma popülasyonları biçiminde bulunmaz: her zaman biyosinozlarla temsil edilir.

Canlı madde, modern canlı maddenin genetik olarak geçmiş çağların canlı maddesiyle ilişkili olması nedeniyle sürekli bir nesil değişimi şeklinde mevcuttur. Aynı zamanda, evrimsel bir sürecin varlığı canlı maddenin karakteristiğidir, yani canlı maddenin çoğalması önceki nesillerin mutlak kopyalanması yoluyla değil, morfolojik ve biyokimyasal değişiklikler yoluyla gerçekleşir.

Canlı maddenin anlamı ve işlevleri[wiki metnini düzenle]

Biyosferdeki canlı maddenin çalışmaları oldukça çeşitlidir. Vernadsky'ye göre biyosferdeki canlı maddenin çalışması iki ana biçimde kendini gösterebilir:

a) kimyasal (biyokimyasal) – I tipi jeolojik aktivite; b) mekanik – II tipi taşıma faaliyeti.

Birinci türden atomların biyojenik göçü, organizmaların vücudunu inşa etme ve yiyecekleri sindirme sürecinde organizmalar ve çevre arasındaki sürekli madde alışverişinde kendini gösterir. İkinci tür atomların biyojenik göçü, maddenin organizmalar tarafından yaşam aktiviteleri sırasında (oyukların, yuvaların inşası sırasında, organizmalar toprağa gömüldüğünde), canlı maddenin kendisinin hareketinden oluşur. inorganik maddelerin yer yiyenlerin, silt yiyenlerin ve filtreyle beslenenlerin mide kanalından geçişi.

Canlı maddenin biyosferde yaptığı işi anlamak için V.I. Vernadsky'nin biyojeokimyasal prensipler dediği üç temel prensip çok önemlidir:

Biyosferdeki kimyasal elementlerin atomlarının biyojenik göçü her zaman maksimum tezahürü için çaba gösterir.

Türlerin jeolojik zaman içindeki evrimi, biyosferde istikrarlı yaşam formlarının oluşmasına yol açarak, atomların biyojenik göçünü artıracak yönde ilerlemektedir.

Canlı madde, kendisini çevreleyen kozmik çevreyle sürekli kimyasal alışveriş halindedir ve gezegenimizde Güneş'in ışınım enerjisi tarafından yaratılıp sürdürülür.

Canlı maddenin işlevleri:

1. Enerji fonksiyonu

Fotosentez sırasında güneş enerjisinin emilmesi ve enerjiye doymuş maddelerin ayrışması sırasında kimyasal enerjinin emilmesi, besin zincirleri yoluyla enerji aktarımı.

Sonuç olarak, biyosfer-gezegen olgusu ile kozmik radyasyon, özellikle de güneş radyasyonu arasında bir bağlantı vardır. Biriken güneş enerjisi nedeniyle Dünya'daki tüm yaşam olayları meydana gelir. Vernadsky'nin yeşil klorofil organizmalarını biyosferin ana mekanizması olarak adlandırması boşuna değil.

Emilen enerji ekosistem içerisinde canlı organizmalar arasında yiyecek şeklinde dağıtılır. Enerjinin bir kısmı ısı şeklinde dağılır, bir kısmı da ölü organik maddede birikerek fosil haline dönüşür. Turba, kömür, petrol ve diğer yanıcı mineral yatakları bu şekilde oluşmuştur.

2. Yıkıcı işlev

Bu işlev, ayrışma, ölü organik maddenin mineralizasyonu, kayaların kimyasal ayrışması, ortaya çıkan minerallerin biyotik döngüye dahil edilmesinden oluşur; Canlı maddenin atıl maddeye dönüşmesine neden olur. Sonuç olarak biyosferin biyojenik ve biyoinert maddesi de oluşur.

Kayaların kimyasal ayrışmasından özel olarak söz edilmelidir. Vernadsky, "Dünyada canlı maddeden daha güçlü bir madde kırıcımız yok" diye yazdı. Öncüler

kayalardaki yaşam - bakteriler, mavi-yeşil algler, mantarlar ve likenler - bütün bir asit kompleksinin (karbonik, nitrik, sülfürik ve çeşitli organik) çözeltileriyle kayalar üzerinde güçlü bir kimyasal etkiye sahiptir. Organizmalar, belirli mineralleri bunların yardımıyla ayrıştırarak, en önemli besin elementlerini (kalsiyum, potasyum, sodyum, fosfor, silikon ve mikro elementler) seçici olarak çıkarır ve biyotik döngüye dahil eder.

3. Konsantrasyon işlevi

Bu, organizmanın vücudunu inşa etmek için kullanılan belirli türdeki maddelerin veya metabolizma sırasında ondan uzaklaştırılan maddelerin yaşamı boyunca seçici birikiminin adıdır. Konsantrasyon fonksiyonunun bir sonucu olarak, canlı organizmalar çevredeki biyojenik elementleri çıkarır ve biriktirir. Canlı maddenin bileşimine hafif elementlerin atomları hakimdir: hidrojen, karbon, nitrojen, oksijen, sodyum, magnezyum, silikon, kükürt, klor, potasyum, kalsiyum. Bu elementlerin canlı organizmaların vücudundaki konsantrasyonu dış ortama göre yüzlerce ve binlerce kat daha fazladır. Bu, biyosferin kimyasal bileşiminin heterojenliğini ve gezegenin cansız maddesinin bileşiminden önemli farkını açıklar. Bir maddenin canlı bir organizmanın konsantrasyon fonksiyonu ile birlikte, sonuçlar açısından bunun tersi ayırt edilir - saçılma. Organizmaların trofik ve taşıma faaliyetleriyle kendini gösterir. Örneğin, organizmalar dışkı çıkarırken maddenin dağılması, uzayda çeşitli hareketler sırasında organizmaların ölümü veya derideki değişiklikler. Kan hemoglobinindeki demir, örneğin kan emen böcekler yoluyla dağılır.

4. Çevre oluşturma işlevi

Organizmaların varlığı için uygun koşullarda hayati süreçlerin bir sonucu olarak çevrenin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin (litosfer, hidrosfer, atmosfer) dönüşümü. Bu işlev, yukarıda tartışılan canlı maddenin işlevlerinin ortak bir sonucudur: enerji işlevi, biyolojik döngünün tüm bağlantılarına enerji sağlar; yıkıcı ve konsantrasyon, doğal ortamdan ekstraksiyona ve dağınık, ancak canlı organizmalar için hayati önem taşıyan elementlerin birikmesine katkıda bulunur. Çevre oluşturma işlevinin bir sonucu olarak coğrafi kabukta aşağıdaki önemli olayların meydana geldiğini belirtmek çok önemlidir: birincil atmosferin gaz bileşimi değişti, birincil okyanus sularının kimyasal bileşimi değişti, Litosferde tortul kayaç tabakası oluşmuş ve kara yüzeyinde verimli bir toprak örtüsü ortaya çıkmıştır. Vernadsky, canlı maddenin çevre oluşturma işlevini şöyle tanımladı: "Bir organizma, yalnızca kendisinin adapte olduğu değil, aynı zamanda ona adapte olduğu bir çevreyle ilgilenir."

Canlı maddenin dikkate alınan dört işlevi, temel belirleyici işlevlerdir. Canlı maddenin diğer bazı işlevleri de ayırt edilebilir; örneğin:

Gaz fonksiyonu, gazların göçünü ve dönüşümlerini belirler ve biyosferin gaz bileşimini sağlar. Dünyadaki gazların büyük çoğunluğu biyojenik kökenlidir. Canlı maddenin işleyiş sürecinde ana gazlar yaratılır: nitrojen, oksijen, karbondioksit, hidrojen sülfür, metan vb. Gaz fonksiyonunun, yıkıcı ve çevre oluşturucu olmak üzere iki temel fonksiyonun birleşimi olduğu açıkça görülmektedir. ;

Redoks fonksiyonu, esas olarak değişken derecede oksidasyona sahip atomlar içeren maddelerin (demir, manganez, nitrojen vb. bileşikleri) kimyasal dönüşümünden oluşur. Aynı zamanda, Dünya yüzeyinde biyojenik oksidasyon ve indirgeme süreçleri hakimdir. Tipik olarak, biyosferdeki canlı maddenin oksidatif işlevi, bakteriler ve bazı mantarlar tarafından topraktaki, hava kabuğundaki ve hidrosferdeki nispeten oksijen açısından zayıf bileşiklerin daha oksijen açısından zengin bileşiklere dönüştürülmesinde kendini gösterir. İndirgeme işlevi, doğrudan sülfatların oluşumu yoluyla veya çeşitli bakteriler tarafından üretilen biyojenik hidrojen sülfit yoluyla gerçekleştirilir. Burada da bu fonksiyonun, canlı maddenin çevre oluşturma fonksiyonunun tezahürlerinden biri olduğunu görüyoruz;

Taşıma işlevi, maddenin yerçekimine karşı ve yatay yönde aktarılmasıdır. Newton'un zamanından beri gezegenimizdeki madde akışının hareketinin yerçekimi kuvveti tarafından belirlendiği biliniyor. Cansız maddenin kendisi eğimli bir düzlem boyunca yalnızca yukarıdan aşağıya doğru hareket eder. Nehirler, buzullar, çığlar ve dağ eteğindeki taş yığınları ancak bu yönde hareket eder.

Canlı madde biyosferin tüm kimyasal süreçlerini kucaklar ve yeniden düzenler. Canlı madde, zamanla büyüyen en güçlü jeolojik güçtür. Biyosfer doktrininin büyük kurucusunun anısına saygı duruşunda bulunan A. I. Perelman, aşağıdaki genellemeye "Vernadsky yasası" adını vermeyi önerdi:

“Kimyasal elementlerin dünya yüzeyinde ve bir bütün olarak biyosferde göçü, ya canlı maddenin doğrudan katılımıyla (biyojenik göç) ya da jeokimyasal özellikleri (O2, CO2, H2S vb.) aynı olan bir ortamda meydana gelir. ağırlıklı olarak şu anda bu sistemde yaşayan ve jeolojik tarih boyunca Dünya üzerinde etkili olan canlı madde tarafından belirleniyor."

Aktif hareket nedeniyle, canlı organizmalar çeşitli maddeleri veya atomları örneğin çeşitli göç türleri yoluyla yatay yönde hareket ettirebilir. Vernadsky, kimyasal maddelerin canlı madde yoluyla hareketini veya göçünü, atomların veya maddenin biyojenik göçü olarak adlandırdı.

Biyosfer kavramı canlı madde fikrine dayanmaktadır. Tüm canlı maddenin %90'ından fazlası karasal bitki örtüsüdür (kara biyokütlesinin %98'i). Yaşayan madde- en güçlü jeokimyasal ve enerji faktörü, gezegensel gelişimin öncü gücü. Organizmaların biyokimyasal aktivitesinin ana kaynağı, yeşil bitkiler ve bazı mikroorganizmalar tarafından organik madde oluşturmak için fotosentez sürecinde kullanılan güneş enerjisidir. Organik madde diğer organizmalara besin ve enerji sağlar. Fotosentez, atmosferde serbest oksijen birikmesine, ultraviyole ve sert kozmik radyasyondan koruyan ve atmosferin modern gaz bileşimini koruyan bir ozon tabakasının oluşmasına yol açtı. Dünyadaki yaşam her zaman çeşitli organizmaların (biyosenozlar) karmaşık bir şekilde organize edilmiş kompleksleri biçiminde var olmuştur. Aynı zamanda, canlı organizmalar ve onların yaşam alanları bütünleyici sistemler - biyojeosinozları oluşturur. Organizmaların beslenmesi, solunumu ve üremesi ile ilgili organik maddenin yaratım, birikim ve bozunma süreçleri, madde ve enerjinin sürekli dolaşımını sağlar. Bu döngüyle bağlantılı olarak kimyasal elementlerin atomlarının canlı madde yoluyla göçü gerçekleşir. Böylece atmosferik oksijenin tamamı canlı maddelerde 2000 yılda, karbondioksit ise 300 yılda dolaşır. Organizmaların bileşimi çok çeşitli organik ve kimyasal bileşiklerle karakterize edilir. Gezegende yaşayan maddeler sayesinde topraklar ve organik mineral yakıtlar (turba, kömür, hatta petrol) oluştu.

Biyosferdeki atomların göç süreçlerini inceleyen V.I. Vernadsky, yer kabuğundaki kimyasal elementlerin oluşumu (kökeni) sorununa ve ardından organizmaları oluşturan bileşiklerin stabilitesini açıklama ihtiyacına yaklaştı. Atom göçü sorununu analiz ederek, canlı maddeden bağımsız organik bileşiklerin hiçbir yerde bulunmadığı sonucuna vardı. V.I. "Canlı madde adı altında" diye yazdı. Vernadsky 1919'da "İnsanlar dahil tüm organizmaların, bitki örtüsünün ve hayvanların bütününü kastedeceğim."

Dolayısıyla canlı madde, biyosferdeki canlı organizmaların toplamıdır ve temel kimyasal bileşim, kütle ve enerji cinsinden sayısal olarak ifade edilir. 1930'larda V.I. Vernadsky, insanlığı, canlı maddenin toplam kütlesinden özel bir parçası olarak ayırıyor. İnsanın tüm canlılardan bu şekilde ayrılması üç nedenden dolayı mümkün olmuştur.

Öncelikle insanlık biyojeokimyasal enerjinin üreticisi değil tüketicisidir. Bu tez, biyosferdeki canlı maddenin jeokimyasal fonksiyonlarının revizyonunu gerektirdi. İkincisi, demografik verilere göre insanlık kitlesi sabit miktarda canlı madde değildir. Üçüncüsü, jeokimyasal fonksiyonları kütle ile değil üretim faaliyeti ile karakterize edilir.

Eğer insan doğal hayvanlar aleminden ayrılmamış olsaydı sayısı 100 bin civarında olacaktı. Bu tür proto-insanlar sınırlı bir aralıkta yaşamış olmalı ve onların evrimi, türleşmenin karakteristik özelliği olan popülasyon genetik değişikliklerinden kaynaklanan yavaş süreçler tarafından belirlenmiş olmalıdır. Ancak insanın gelişiyle birlikte Dünya'da doğanın gelişiminde niteliksel bir sıçrama yaşandı. Bu yeni niteliğin homo sapiens'in zihni ve bilinciyle ilişkili olduğuna inanmak için her türlü neden var. Dolayısıyla insanın temel tür farkı zihnidir ve insanlığın kendine göre gelişmesi bilinç sayesindedir. Bu aynı zamanda insanın üreme sürecine de yansıdı, çünkü sosyal olarak olgun bilinç biçimlerinin oluşumu uzun bir zaman gerektiriyor - en az 20 yıl.

Canlı maddenin doğasında hangi karakteristik özellikler vardır? Her şeyden önce bu büyük bedava enerji. Türlerin evrimi sırasında atomların biyojenik göçü, yani. Biyosferdeki canlı maddenin enerjisi birçok kez arttı ve büyümeye devam ediyor, çünkü canlı madde güneş radyasyonunun enerjisini, radyoaktif bozunmanın atom enerjisini ve Galaksimizden gelen dağınık elementlerin kozmik enerjisini işler. Canlı madde de karakterize edilir kimyasal reaksiyonların yüksek hızı benzer süreçlerin binlerce ve milyonlarca kat daha yavaş gerçekleştiği cansız maddeyle karşılaştırıldığında. Örneğin, bazı tırtıllar günde kendi ağırlığının 200 katı kadar yiyecek işleyebilir ve bir baştankara günde kendi ağırlığı kadar tırtıl yer.

Canlı maddenin karakteristik özelliği onu oluşturan kimyasal bileşikler. Bunlardan en önemlisi proteinler, yalnızca canlı organizmalarda kararlıdır. Yaşam sürecinin tamamlanmasının ardından orijinal canlı organik maddeler kimyasal bileşenlere ayrışır.

Canlı madde Gezegende nesillerin sürekli değişimi şeklinde var oluyor Yeni oluşan neslin genetik olarak geçmiş çağların canlı maddeleri ile bağlantılı olması nedeniyle. Bu, yer kabuğunun yüzeyindeki diğer tüm süreçleri belirleyen biyosferin ana yapısal birimidir. Canlı maddenin özelliğidir Evrimsel bir sürecin varlığı. Herhangi bir organizmanın genetik bilgisi, her hücresinde şifrelenmiştir. Bu hücreler, tüm organizmanın geliştiği yumurta hariç, başlangıçta kendileri olmaya mahkumdur. Dolayısıyla canlı madde özünde ölümsüzdür.

V.I. Vernadsky, canlı maddenin biyosferden ayrılamaz, onun işlevi olduğunu ve aynı zamanda "gezegenimizdeki en güçlü jeokimyasal kuvvetlerden biri" olduğunu kaydetti. Maddelerin döngüsü V.I. Vernadsky biyojeokimyasal döngüler adını verdi. Bu döngüler ve dolaşım, bir bütün olarak canlı maddenin en önemli işlevlerini sağlar. Bilim adamı bu tür beş işlevi belirledi:

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

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

Redoks işlevi - Yaşam sürecinde maddelerin kimyasal dönüşümlerinde ifade edilir. Sonuç olarak tuzlar, oksitler ve yeni maddeler oluşur. Bu işlev demir ve manganez cevherlerinin, kireçtaşlarının vb. oluşumuyla ilişkilidir;

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

İnsan biyojeokimyasal aktivitesinin işleviİnsan ekonomik faaliyetinin etkisi altında birçok kez artan atomların biyojenik göçüyle ilişkilidir. İnsan, yerkabuğundaki kömür, gaz, petrol, turba, şist ve birçok maden cevheri gibi çok sayıda maddeyi kendi ihtiyaçları için geliştirir ve kullanır. Aynı zamanda, yabancı maddelerin biyosfere antropojenik girişi ve izin verilen değeri aşan miktarlarda söz konusudur. Bu, insan ve doğa arasında krize yol açtı. Yaklaşan çevre krizinin ana nedeninin, biyosferi bir yandan fiziksel kaynak kaynağı, diğer yandan atıkların bertarafı için bir kanalizasyon olarak gören teknokratik bir kavram olduğu düşünülmektedir.

Canlı madde - gezegenimizde yaşayan canlı organizmalar.

Canlı maddenin kütlesi tüm biyosferin kütlesinin yalnızca %0,01'idir. Bununla birlikte biyosferin canlı maddesi onun en önemli bileşenidir.

Canlı maddenin temel benzersiz özellikleri şunları içerir:

1. Tüm boş alanı hızlı bir şekilde işgal etme (ustalaştırma) yeteneği. Bu özellik hem yoğun üreme hem de organizmaların vücut yüzeyini veya oluşturdukları toplulukları yoğun bir şekilde artırma yeteneği ile ilişkilidir.

2. Hareket sadece pasif değil aynı zamanda aktiftir. yani sadece yerçekiminin, yerçekimi kuvvetlerinin vb. etkisi altında değil, aynı zamanda suyun akışına, yerçekimine, hava akımlarına vb. karşı da.

3. Yaşam boyunca stabilite ve ölümden sonra hızlı ayrışma(madde döngülerine dahil olma). Kendi kendini düzenleme sayesinde canlı organizmalar, dış çevre koşullarındaki önemli değişikliklere rağmen sabit bir kimyasal bileşim ve iç çevre koşullarını koruyabilirler. Ölümden sonra bu yetenek kaybolur ve organik kalıntılar çok hızlı bir şekilde yok edilir. Ortaya çıkan organik ve inorganik maddeler döngülere dahil edilir.

4. Yüksek uyarlanabilir kapasite (adaptasyon)çeşitli koşullara ve buna bağlı olarak yaşamın tüm ortamlarının (su, kara-hava, toprak, organizma) gelişmesinin yanı sıra, fiziksel ve kimyasal parametreler açısından son derece zor koşullar (kaplıcalarda mikroorganizmalar bulunur) 140 o C'ye kadar sıcaklıklarda, nükleer reaktörlerin sularında, oksijensiz bir ortamda).

5. Olağanüstü yüksek reaksiyon hızı. Cansız maddeden birkaç kat daha büyüktür.

6. Canlı maddenin yüksek oranda yenilenmesi. Canlı maddenin yalnızca küçük bir kısmı (yüzde birin bir kısmı) organik kalıntılar şeklinde korunurken, geri kalanı sürekli olarak dolaşım süreçlerine dahil edilir.

Canlı maddenin listelenen özelliklerinin tümü, içindeki büyük enerji rezervlerinin konsantrasyonuyla belirlenir.

Canlı maddenin aşağıdaki ana jeokimyasal fonksiyonları ayırt edilir:

1. Enerji (biyokimyasal)- Güneş enerjisinin organik maddede bağlanması ve depolanması ve ardından organik maddenin tüketimi ve mineralizasyonu sırasında enerjinin yayılması. Bu fonksiyon organizmaların beslenmesi, solunumu, üremesi ve diğer yaşam süreçleriyle ilişkilidir.

2. Gaz- canlı organizmaların, yaşam alanlarının ve bir bütün olarak atmosferin belirli bir gaz bileşimini değiştirme ve sürdürme yeteneği. Biyosferin gelişiminde iki dönüm noktası (nokta) gaz fonksiyonuyla ilişkilidir. Bunlardan ilki, atmosferdeki oksijen içeriğinin modern seviyelerin yaklaşık %1'ine ulaştığı zamanlara kadar uzanıyor. Bu, ilk aerobik organizmaların (yalnızca oksijen içeren bir ortamda yaşayabilen) ortaya çıkmasına yol açtı. İkinci dönüm noktası, oksijen konsantrasyonunun mevcut seviyesinin yaklaşık %10'una ulaştığı zamanla ilişkilidir. Bu, ozon sentezi ve atmosferin üst katmanlarında ozon tabakasının oluşması için koşullar yarattı ve bu da organizmaların karada koloni kurmasını mümkün kıldı.

3. Konsantrasyon- Canlı organizmalar tarafından çevreden “yakalanma” ve biyojenik kimyasal elementlerin atomlarının içlerinde birikmesi. Canlı maddenin konsantrasyon yeteneği, çevreye kıyasla organizmalardaki kimyasal elementlerin atomlarının içeriğini birkaç kat artırır. Canlı maddenin konsantrasyon aktivitesinin sonucu, yanıcı mineraller, kireçtaşları, cevher yatakları vb. birikintilerinin oluşmasıdır.

4. Oksidatif olarak-indirgeyici - canlı organizmaların katılımıyla çeşitli maddelerin oksidasyonu ve indirgenmesi. Canlı organizmaların etkisi altında, değişken değerlikli elementlerin (Fe, Mn, S, P, N, vb.) atomlarının yoğun göçü meydana gelir, yeni bileşikleri oluşturulur, sülfürler ve mineral kükürt biriktirilir ve hidrojen sülfür oluşur.

5. Yıkıcı- organizmalar ve onların yaşamsal faaliyetlerinin ürünleri tarafından hem organik madde kalıntılarının hem de inert maddelerin yok edilmesi. Bu bağlamda en önemli rol, ayrıştırıcılar (yıkıcılar) - saprofit mantarlar ve bakteriler tarafından oynanır.

6. Taşıma- organizmaların aktif hareketinin bir sonucu olarak madde ve enerjinin transferi.

7. Çevre oluşturan- çevrenin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin dönüşümü. Çevre oluşturma işlevinin sonucu tüm biyosfer, habitatlardan biri olan toprak ve daha fazla yerel yapıdır.

8. Saçılma- konsantrasyonun tersi bir işlev - maddelerin çevrede dağılması. Örneğin, organizmalar dışkı çıkardığında, deriyi değiştirdiğinde vb. bir maddenin dağılması.

9. Bilgi- Belirli bilgilerin canlı organizmalar tarafından birikmesi, kalıtsal yapılarda pekiştirilmesi ve sonraki nesillere aktarılması. Bu adaptasyon mekanizmalarının tezahürlerinden biridir.

10. Biyojeokimyasal insan aktivitesi- Biyosfer maddelerinin, insanların ekonomik ve evsel ihtiyaçları için insan faaliyeti sonucu dönüşümü ve hareketi. Örneğin, karbon yoğunlaştırıcıların kullanımı - petrol, kömür, gaz.

Dolayısıyla biyosfer, canlı madde ile çevre arasındaki madde alışverişi yoluyla enerjiyi yakalayan, biriktiren ve aktaran karmaşık bir dinamik sistemdir.