Живое вещество, его функции

Совокупность всех живых организмов планеты образует биомассу, или живое вещество Земли. Его сухая масса оценивается приблизительно в 1,8-2,5 10¹² т. Это кажущееся невероятным ко­личество на самом деле составляет всего лишь 0,01 % массы земной коры, однако еще В. И. Вер-надский отмечал, что на земной поверхности нет иной химической силы, которая бы действовала более постоянно, а поэтому и более могущественной по своим конечным результатам, чем живое вещество.

И действительно, роль живых организмов в процессах, происходящих на планете, огромна. Хорошо известно, что весь кислород в атмосфере имеет биогенное происхождение, панцири от­мерших морских и пресноводных одноклеточных образовали в течение миллионов лет такие оса­дочные породы, как известняки и диатомит, а без бактерий, грибов, водорослей и почвенных одноклеточных невозможно формирование плодородного слоя почвы. Живое вещество ежегодно воспроизводит около 10% биомассы, а это 232,5 х 10⁹ т сухого органического вещества, при этом в фотосинтез вовлекается 46 х 10⁹ т углерода, для чего они пропускают через себя 170 х 10⁹ т ди­оксида углерода и 68 х 10⁹ т воды. Кроме того, в процесс вовлекается 6 х 10⁹ т азота, 2 х 10⁹ т фос­фора в год, а также тысячи тонн калия, кальция, магния, серы, железа и других химических элементов.

Изучение деятельности живого вещества позволило В. И. Вернадскому выделить девять вы­полняемых им биогеохимических функций, в настоящее время к ним относят энергетическую, га­зовую, окислительно-восстановительную, концентрационную, деструктивную, средообразующую и др.

Энергетическая — связана с обеспечением поглощения солнечной энергии, ее аккумуляции в химических связях органических соединений и передаче по цепям питания и разложения, что, в конечном итоге, позволяет живому веществу выступать движущей силой геологических про­цессов.

Газовая — заключается в изменении газового состава атмосферы в процессе фотосинтеза и ды­хания. Ее осуществляют растения и некоторые бактерии, которые в процессе фотосинтеза выделя­ют в атмосферу кислород и поглощают углекислый газ, тогда как все без исключения организмы поглощают кислород и выделяют углекислый газ в процессе дыхания. Часть бактерий способна также в процессе жизнедеятельности выделять азот, его оксиды, сероводород и др. Благодаря де­ятельности живых организмов не только сформировался, но и поддерживается постоянный состав атмосферы.

Окислительно-восстановительная — обусловлена окислением и восстановлением различных элементов в почве и гидросфере живыми организмами, что сопровождается образованием солей, оксидов и свободных соединений, а в конечном итоге, известняков, бокситов и различных руд.

Концентрационная — связана с избирательным извлечением и накоплением в живом веще­стве химических элементов (углерода, водорода, азота и др.). Некоторые из них являются специ­фическими концентраторами определенных элементов: многие морские водоросли — йода, люти­ки — лития, ряска — радия, диатомовые водоросли и злаки — кремния, которые затем переходят в залежи полезных ископаемых.

Деструктивная — проявляется в завершении биологического круговорота веществ, посколь­ку в процессе жизнедеятельности организмов-редуцентов происходит разрушение (деструкция) отмерших остатков и продуктов жизнедеятельности до неорганических веществ, которые могут быть вновь вовлечены в биогенную миграцию атомов.

Средообразующая — обусловлена преобразованием состава окружающей среды в процессе жизнедеятельности биомассы, например, формированием состава атмосферы, накоплением солей в гидросфере, почвообразованием и регуляцией климатических изменений.