20. Роль и функции живого вещества в биосфере.

По В. И. Вернадскому, биосфера состоит из 3-х частей:

1. живого вещества

2. биогенного вещества

3. биокосного вещества

Живое вещество – это совокупность всех живых организмов нашей планеты. Каждый организм оказывает ничтожно малое воздействие на окружающую среду, но их бесконечное множество: более 2 млн. видов животных и микроорганизмов и около 500 тыс. видов зеленых растений. 99% веса живого вещества составляют зеленые растения (фитомасса – 2400 млрд.т.), остальная часть 1% - приходит на биомассу живых гетеротрофных организмов. Биогенное вещество – обязано своим происхождением живым организмам. Это каменный уголь, битумы, горючие газы, торф, озерный ил, лесная подстилка и почвенный гумус. Биокосное вещество – в его создании участвовали и живые организмы, и неживая природа. К ним относятся почва, вода, приземная часть атмосферы – тропосфера, осадочные породы и глинистые минералы. Современная биосфера охватывает часть атмосферы, гидросферы и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биохимическими циклами миграции вещества и энергии. Элементарной структурной единицей биосферы является биогеоценоз, представляющий собой  сообщества живых организмов (биоценоз) с неорганической средой обитания (биотоп). В целом биосфера представляет собой единство на всех уровнях жизни: особь, популяция, биоценоз, биогеоценоз. В биосфере Земли на всех ее участках встречается живое вещество, либо следы его деятельности: газы атмосферы, запасы нефти и угля, известняки, глины, сланцы и др. Вернадский доказал, что живое вещество – трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный кругооборот. Живое вещество аккумулирует солнечную энергию, трансформирует ее в химическую, механическую и тепловую энергию. Непрерывный обмен веществ с косной материей обеспечивает образование нового вещества, определяя процесс эволюции органического мира. Функции живого вещества и его роль для биосферы различают 5 основных функций живого вещества.

Энергетическая функция основана на фотосинтетической деятельности зеленых растений, в результате которой происходит аккумуляция солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. Накопление солнечной энергии обеспечивает прохождение всех жизненных процессов на земле. Ежегодно растения накапливают 440 квадриллионов  Ккал. энергии.

Газовая функция – обеспечивает газовый состав и динамику газов биосферы. В процессе функционирования живого вещества создаются азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др. (за год растения выделяют 123 млрд.т. кислорода и поглощают 170 млрд.т. углекислого газа).

Концентрационная функция. Пропуская через свое тело большие объемы воздуха и природных растворов, живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений. В составе живого вещества, в отличие от косной неживой природы, преобладают легкие атомы водорода, углерода, азота, кислорода, фосфора, натрия, калия, кальция, железа, марганца, цинка и др.  На долю кислорода, углекислого газа, водорода и азота приходится 99% веса живого вещества.

Окислительно-восстановительная функция тесно связана с биогенной миграцией элементов и концентрированием веществ. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях. Живые клетки располагают настолько эффективными катализаторами – ферментами, что способны осуществлять многие окислительно-восстановительные реакции в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиогенной среде.

Деструкционная функция – связана с разложением организмов после их смерти. В результате происходит минерализация органического вещества и его превращение в косное. Идет огромное накопление биогенного и биокосного вещества биосферы. Живое вещество, образовавшись на Земле более 3 млрд. лет тому назад, вовлекло в грандиозный кругооборот все элементы ее поверхности. Перечисленные функции живого вещества обращены в основном к внешним факторам существования. Все вместе они образуют мощную средообразующую функцию экосферы. Деятельность живых организмов обусловила современный состав атмосферы, от которой зависит радиационный и тепловой режимы на планете, спектральный состав достигающего поверхности Земли солнечного света. Растительный покров существенно определяет водный баланс, распределение влаги, и климатические особенности больших пространств. Живые организмы играют ведущую роль в самоочищении воздуха, рек и озер, от них зависит солевой состав природных вод и распределение химических веществ между сушей и океаном. Благодаря растениям, живыми микроорганизмами создается почва и поддерживается ее плодородие. Наконец, биота одарила человека пищей, одеждой, множеством других вещей, создав уникальное сообщество разнообразных организмов – главное богатство планеты и окружающей человека среды. Окружающей средой для любых организмов может быть неорганическая и органическая природа. Таким образом, жизнь любых организмов возможна только при постоянном взаимодействии с окружающей средой.