20) Биогенная миграция элементов в биосфере. Биологический круговорот.

МИГРАЦИЯ БИОГЕННАЯ ГЕОХИМИЧЕСКАЯ — перемещение хим. элементов в биосфере при участии организмов. М. б. г. охватывает большую часть хим. элементов (Н, С, N, О, Р, S, Cl, К, Са, Сu, Mn, Zn, Mo, Fe, V, Со, Sr, Br, I и др.) и является одним из важнейших факторов геохим. миграции. В ее основе лежат свойства живого вещества и геохим. среды. Определенная роль в М. б. г. принадлежит биогенным орг. веществам, являющимся продуктами посмертного превращения живого вещества. Характер и интенсивность М. б. г. определяются массой живого вещества и его геохим. энергией (см. Биогеохимия). Участие организмов в рассеянии, концентрировании и распределении хим. элементов в биосфере можно объяснить только включением последних в процессы обмена веществ организмов и биогенный синтез соединений, содер. определенные элементы (напр., Сu — в окислительные ферменты, Сo — витамин В₁₂, J — гормон тироксин, Zn — гормон инсулин). При изучении процессов М. б. г. необходимо учитывать отдельные звенья биогеохим. пищевых цепей, (см. Биогеохимические провинции и зоны) . Особый интерес для понимания закономерностей М. б. г. представляют превращения форм соединений хим. элементов в разл. звеньях пищевых цепей, выяснение биологических закономерностей концентрирования хим. элементов организмами. Последние (бактерии) формируют, напр., озерные железные руды. За счет растений образуются ископаемые угли (усвоение воздушной СО₂) и т. п.

Общее понятие о биологическом круговороте веществ

С момента начала изучения взаимодействия живых организмов с окружающей средой стало ясно, что процессы биогенного массообмена имеют циклический характер (см. рис.2.3.2).

Циклы массообмена различной протяженности в пространстве и неодинаковой длительности во времени образуют динамическую систему биосферы. В.И. Вернадский считал, что история большинства химических элементов, образующих более 99% массы биосферы, может быть понята лишь с учетом круговых миграций (циклов). При этом он подчеркивал, что «эти циклы обратимы лишь в главной части атомов, часть же элементов неизбежно и постоянно выходит из круговорота. Этот выход закономерен, т.е. круговой процесс не является вполне обратимым». Неполная обратимость и несбалансированность миграционных циклов допускают определенные концентрации мигрирующего элемента, к которым организмы могут адаптироваться, но в то же время, обеспечивают вывод избыточного количества элемента из данного цикла.

То есть, целостность биосферы как системы обусловлена непрерывным обменом веществом между её компонентами, в котором ключевую роль играют процессы, связанные с синтезом и разложением органического вещества. Реализуются они как в ходе обмена веществ между живыми организмами и окружающей средой, так и в процессах минерализации органического вещества после смерти организма в целом или отмирания отдельных его органов. Кроме того, свой вклад в круговорот вещества в биосфере сносят и небиогенные по своей природе процессы обмена веществом между различными компонентами географической оболочки.