24 Проаналізуйте, у чому полягає геохiмiчна роль живої речовина планети. Які ще функції виконує жива речовина і чому її вважають основою функціонування біосфери?

За В.І, Вернадським жива речовина як важливий біогеохімічний фактор характеризується елементарним хімічним складом, масою та енергією.

Хімічний елементарний склад живої речовини характеризується перевагою небагатьох елементів: H, С, О, N, P, S – біофільні елементи. Атоми цих елементів утворюють складні молекули вуглеводів, білків, ліпідів, нуклеїнових кислот. Розрізняють наступні рівні існування живої речовини: молекулярний, клітинний, тканинний, органний, організменний, популяційно-видовий, біоценотичний, біогеоценотичний, біосферний. За способом живлення всі організми поділяють на автотрофи і гетеротрофи. За потребою у доступі вільного кисню – на аероби і анаероби.

Елементарною структурною одиницею біосфери за В.І.Вернадським є біогеоценоз (біоценоз + біотоп + обмін енергії і речовин). Біосфера – це складна система ієрархічно побудована єдність, що включає перелічені вище рівні життя. Кожен із цих перелічених рівнів є відносно незалежним. Це відкриває можливість еволюції макросистем у широкому смислі. Еволюційною одиницею біосфери є популяція. Вся ця величезна кількість живих істот знаходиться у надзвичайно складних взаємовідносинах між собою і з неживою природою. Кількість можливих зв’язків між членами екологічної системи визначається за формулою:

А= .

де А – число зв’язків, N – число видів в екосистемі. Втручання людини у ці зв’язки має сумні наслідки. Слід пам’ятати, що біосферні зв’язки склалися протягом певного, тривалого проміжку часу. У природі немає нічого зайвого, непотрібного.

За В.І. Вернадським жива речовина характеризується такими функціями:

1) Енергетична функція полягає у здійсненні зв’язку біосферно-планетарних явищ з космічним випромінюванням (переважно з сонячною радіацією). В основі цієї функції лежить фотосинтетична діяльність зелених рослин.

2) Газова функція – жива речовина обумовлює міграцію газів і їх перетворення, забезпечує газовий склад біосфери. Основна маса газів має біогенне походження. У процесі функціонування живої речовини створюються основні гази: N2, O2, CO2, CH4, H2S та ін.

3) Концентраційна функція проявляється у вилученні і накопиченні живими організмами біогенних елементів оточуючого середовища. Склад живої речовини суттєво відрізняється від костної. У живій речовині переважають атоми H2, C, S, Cl2, K, Ca. Концентрація цих елементів у тілі живих організмів у сотні і тисячі разів вища, ніж в оточуючому середовищі. Цим пояснюється неоднорідність хімічного складу біосфери.

4) Окисно-відновна функція полягає у хімічному перетворенні в основному речовин, що містять атоми із змінними ступенями окислення (сполуки Fe, Mn та ін.).

5) Деструктивна функція – жива речовина обумовлює процеси, пов’язані з розкладом організмів після їх смерті (проходить мінералізація органічної речовини, перетворення живої речовини в костну. Утворюються біокостна і біогенна речовини.

Вивчаючи живу речовину, Вернадський сформулював ряд законів:

1) Закон фізико-хімічної єдності живої речовини: уся жива речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу. Шкідливе для однієї частинки живої речовини шкодить іншій, тільки у різній мірі.

2) Закон константності: кількість живої речовини біосфери (за певний геологічний час) є величина постійна. Будь-яка зміна кількості речовини в одному реґіоні неминуче приводить до такої ж за обсягом зміни речовини в іншому реґіоні, тільки із зворотним знаком. Наслідком цього закону є правило обов’язкового заповнення екологічних ніш.