3. Биомасса

Биомасса - суммарная масса особей вида, группы вида или сообщества организмов, выражаемая обычно в единицах массы сухого или сырого вещества, отнесенных к единицам площади или объема любого местообитания (кг/га, г/м и т.д.).

Биомасса океана по подсчетам специалистов составляет 0,13 % от суммарной биомассы живых организмов планеты, хотя поверхность океана занимает 70,2% поверхности планеты. Живое вещество планеты сосредоточено в основном в зеленых растениях суши. Организмы, не способные к фотосинтезу, составляют менее 1%. Число видов растений составляет несколько менее 21% от общего числа организмов на планете, а на виды животных, приходится, более 79% и они составляют менее 1% всей биомассы Земли. Этот пример наглядно демонстрирует одну из фундаментальных закономерностей истории развития: более высокий уровень дифференциации сосредоточен в меньшем объеме, чем уровень менее дифференцированный. 

4. Биотический круговорот

Основа биосферы - круговорот органического вещества, осуществляющийся при участии всех населяющих ее организмов - это биотический круговорот.

Биотический круговорот является решением проблемы длительного существования и развития жизни на Земле. На нашей планете запасы доступных минеральных элементов, необходимых для осуществления жизненных функций, не могут быть бесконечными. Если бы они только потреблялись, жизнь рано или поздно должна была бы прекратиться.

Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота веществ, большой и малый. Большой (геологический) наиболее ярко проявляется в круговороте воды и циркуляции атмосферы. Малый круговорот - это биологический. Малый развивается на основе большого абиотического, используя особенности последнего. Поверхность Земли получает ежегодно от Солнца около 5_*10²⁹ ккал лучистой энергии. Около половины тратится на испарение воды, приводя в движение большой круговорот; на создание органического вещества расходуется всего 0,1-0,2%. Поэтому энергия биологического круговорота ничтожно мала по сравнению с энергией, расходуемой на абиотические процессы.

Суммарная годовая продукция фотосинтеза составляет 46 млрд. т органического углерода, 115 млрд. т сухого органического вещества, 123 млрд. т кислорода, при этом используется 170 млрд. т углекислоты и 68 млрд. т воды, 6 млрд. т азота и 2 млрд. т фосфора и др. элементов. Биотический круговорот планеты - это система частных круговоротов экологических систем, связанных между собой различными формами взаимодействия. Понятие "жизнь" относится не к отдельным организмам, а ко всей совокупности живых существ планеты, связанных определенными взаимоотношениями.

5. Учение в.И. Вернадского о биосфере

По мнению В.И. Вернадского биосфера - это планетарная организация жизни, являющаяся закономерной частью космической организованности. Именно эта концепция открывает путь к выяснению самых фундаментальных свойств и законов, обусловливающих специфику жизни, ее возникновение и эволюцию.

Закон биогенной миграции атомов В.И.Вернадского гласит: " Миграция химических элементов на Земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории".

По сути, в этом законе находит отражение формула: для того, чтобы жизнь продолжалась бесконечно долго, необходима биогенная миграция по замкнутому циклу. С этих позиций каждый биологический вид - это звено биотического круговорота. Зеленые растения создают органическое вещество, а не зеленые - разрушают его. В процессах разрушения особенно важная роль принадлежит микроорганизмам. Минерализуя органические остатки животных в "единую валюту" - минеральные соли и простейшие органические соединения типа биогенных стимуляторов, которые вновь используются зелеными растениями при синтезе нового органического вещества. Один из парадоксов жизни в том, что ее непрерывность обеспечивается процессами распада, деструкцией. При деструкции сложных органических соединений освобождается энергия, теряется запас информации, свойственный сложно организованным биосистемам.

Благодаря микробам любая форма жизни будет включаться в биотический круговорот. Таким образом, осуществляется саморегуляция биосферы. Два свойства микроорганизмов позволяют им играть столь важную роль: "быстрая приспособляемость к различным условиям существования и способность использовать в качестве источников углерода и энергии самые различные субстраты". Высшие организмы такими способностями не обладают, поэтому они могут существовать только на прочном фундаменте, созданном одноклеточными.

Следующим важнейшим законом, разработанным В.И. Вернадским, является закон физико-химического единства живого вещества. Он, по сути, состоит в том, что при всем разнообразии живых организмов они настолько сходны по своему составу и свойствам, что вредное для одних из них не может быть абсолютно безразлично для других.

В.И. Вернадский преодолел обманчивую видимость вещей в проблеме жизни. Он пришел к заключению, что "... разгадка жизни не может быть получена только путем изучения живого организма... Изучая проявления жизни в окружающей ее среде, в планетном масштабе, мы должны отойти от обычного для нас аспекта организма... Жизнь составляет неразрывную часть организованности биосферы... Вне биосферы мы жизнь научно не знаем и проявлений ее научно не видим". В.И. Вернадский считал, что свойства живого присущи не отдельному организму, как традиционно считают биологи, это свойства планетной организации жизни - биосферы.

Биосфера "собирает всюду из небесных пространств бесконечное число различных излучений, из которых видные нам световые являются ничтожной частью" - писал В.И. Вернадский.

Вопросы пространственной и временной организации В.И. Вернадский рассматривал с позиций принципа симметрии, которым охвачены явления жизни и мирового Космоса. Симметрия каждого живого организма выражается в его наружной форме, в его внутреннем строении, в его организации. Симметрия биологического времени проявляется в необратимости процессов индивидуального развития организмов, смены поколений и смены форм эволюции.