В.И.Вернадский о биогеохимической функции живого вещества
(http://www.ecosystema.ru/07referats/function.htm)
3.Концентрационная (накопительная) функция - избирательное накопление определенных веществ, рассеянных в природе - водорода, углерода, азота, кислорода, кальция, магния, натрия, калия, фосфора и многих других, включая тяжелые металлы, в живых существах. Раковины моллюсков, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных — все это примеры проявления концентрационной функции живого вещества.
Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов - это характерная особенность живого вещества. Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Например, в продуктах жизнедеятельности некоторых из них по сравнению с природной средой содержание марганца увеличено в 1 200 000 раз, железа - в 65 000, ванадия - в 420 000, серебра - в 240 000 раз. Для построения своих скелетов или покровов активно концентрируют рассеянные минералы морские организмы. Так, существуют кальциевые организмы - известковые водоросли, моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, и т. п., и кремниевые - диатомовые водоросли, кремниевые губки, радиолярии. Особого внимания заслуживает способность морских организмов накапливать микроэлементы, тяжелые металлы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк), радиоактивные элементы. В теле беспозвоночных и рыб их концентрация может в сотни тысяч раз превосходить содержание в морской воде. Вследствие этого морские организмы полезны как источник микроэлементов, но вместе с тем употребление их в пищу может грозить отравлением тяжелыми металлами или быть опасным в связи с повышенной радиоактивностью.
(http://www.ecosystema.ru/07referats/function.htm)
4.Средообразующая функция. Живое вещество преобразует физико-химические параметры среды в условия, благоприятные для существования организмов. В этом проявляется еще одна главная функция живого вещества — средообразующая. Например, леса регулируют поверхностный сток, увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом. Можно сказать, что средообразующая функция - совместный результат всех рассмотренных выше функций живого вещества: энергетическая функция обеспечивает энергией все звенья биологического круговорота (в ходе фотосинтеза растения выполняют газовую функцию: поглощают углекислый газ и выделяют кислород); деструктивная и концентрационная способствуют извлечению из природной среды и накоплению рассеянных, но жизненно важных для организмов элементов.
Средообразующие функции живого вещества создали и поддерживают баланс вещества и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе человека. Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия. Эту способность живого вещества к восстановлению благоприятных условий существования выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области термодинамических равновесий. Он заключается в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений. В теории управления аналогичное явление носит название отрицательных обратных связей. Благодаря этим связям система возвращается в первоначальное состояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. Например, на повышение содержания углекислого газа в атмосфере биосфера отвечает усилением фотосинтеза, который снижает концентрацию кислорода. Таким образом, устойчивость биосферы оказывается явлением не статическим, а динамическим.
Средообразующая роль живого вещества имеет химическое проявление и выражается в соответствующих биогеохимических функциях, которые свидетельствуют об участии живых организмов в химических процессах изменения вещественного состава биосферы. В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события: был преобразован газовый состав первичной атмосферы; изменился химический состав вод первичного океана; образовалась толща осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник плодородный почвенный покров (также плодородны воды океана, рек и озер). Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека. (http://www.ecosystema.ru/07referats/function.htm)
5.Биогеохимические функции
Вернадский предположил, что живое вещество биосферы выполняет и биогеохимические функции жизни, формирующие среду для существования живого.
В.И. Вернадский химические проявления живого вещества в биосфере разделил на 5 групп биогеохимических функций:
1.Газовые: Ведущая роль в осуществлении газовой функции живого вещества биосферы принадлежит зеленым растениям: для синтеза органических веществ они используют углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. Все остальные организмы только используют кислород в процессе дыхания и пополняют при этом запасы углекислого газа в атмосфере. Благодаря способности автотрофных организмов к фотосинтезу из древней атмосферы было извлечено значительное количество углекислого газа. По мере увеличения биомассы зеленых растений изменялся газовый состав атмосферы: снижалось содержание углекислого газа и увеличивалась концентрация кислорода. Таким образом, живое вещество качественно изменило газовый состав атмосферы и поныне поддерживает его на определенном уровне.
1.1кислородно-углекислотная (в результате создается подавляющая масса свободного кислорода на планете). Носителями этой функции являются хлорофиллсодержащие зеленые растения;
1.2.углекислотная (независимая от кислородной) – создается биогенная угольная кислота в результате дыхания животных, жизнедеятельности грибов, бактерий;
1.3.озонная и перекисьводородная (биогенный кислород, переходя в озон, предохраняет жизнь от пагубного действия ультрафиолетового излучения);
1.4.азотная –свободный азот тропосферы создается веществом почвы. По мнению В.И. Вернадского не меньшее значение имеет биогенная реакция, идущая на поверхности океана, главным образом, в фитопланктоне и саргассовых областях;
1.5.углеводородная (сотни и тысячи биогенных газов-углеводородов создаются живым веществом. В хвойных лесах в солнечные дни количество углеводородов в воздухе может достигать нескольких процентов по весу;
1.6.водная –биогенный круговорот воды
1.7.сероводородная и сульфидная (биогенное образование сероводорода является важнейшим звеном биогеохимического цикла серы в атмосфере. Превращение органической серы животными и бактериями в конечный продукт – сероводород и восстановление минеральной серы бактериями в процессе десульфофикации – две стадии сероводородной функции живых организмов). ((О.С. Безуглова, Д.С. Орлов. «Биогеохимия.»-180с)
2.Концентрационные: проявляются способности живых организмов накапливать химические элементы. Эти функции связаны с аккумуляцией живыми организмами из внешней среды химических элементов: водорода, углерода, азота, кислорода, кальция, магния, натрия, калия, фосфора и многих других, включая тяжелые металлы. Отмирание живого вещества, естественная смерть или случайная гибель организмов, особенно массовая, приводят к аномально высокому содержанию большинства из них в почве и литосфере вплоть до образования горных пород однородного химического состава, например торфа, углей, известняков, сапропелей, мела, железных руд осадочного происхождения. (О.С. Безуглова, Д.С. Орлов. «Биогеохимия.»-220с.)