
- •Происхождение растений
- •Глава I место зеленых растений в космосе и значение их для человека
- •Глава II земля до возникновения на ней растений
- •Глава III как зародилась жизнь на земле
- •Глава IV круговорот жизни и круговорот вещества в природе
- •1. Углерод
- •2. Кислород
- •3. Водород
- •4. Азот
- •5. Зольные составные части
- •Глава V понятие об эволюции. Палеонтологическая летопись
- •Глава VI архейская группа слоев
- •Глава VII палеогеография и условия жизни прошлых геологических периодов
- •Глава VIII палеозойская группа слоев
- •1. Кембрийская система слоев
- •2. Силурийская система слоев
- •3. Девонская система слоев
- •4. Каменноугольная система слоев
- •5. Пермская система слоев
- •Глава IX мезозойская группа систем осадочных образований
- •1 Триасовая система слоев
- •2. Юрская система слоев
- •3. Меловая система слоев
- •Глава X кайнозойская группа слоев
- •1. Третичная система слоев
- •2. Четвертичная система слоев и ледниковый период
- •Геологические периоды и развитие растительного и животного мира*
- •Глава XI как произошли отдельные группы растений
- •1. Происхождение бактерий
- •2. Происхождение водорослей
- •3. Происхождение грибов
- •4. Выход растений на сушу и происхождение наземной растительности
- •5. Происхождение мхов
- •6. Происхождение папоротникообразных растении
- •7. Происхождение шишконосных и других голосеменных растений
- •8. Происхождение цветковых растений
- •9. Происхождение культурных растений
- •Г л а в а XII как произошли главнейшие органы высших растений
- •1. Как произошел корень
- •2. Происхождение листа
- •3. Происхождение стебля
- •4. Происхождение женского гаметофита цветковых растений
- •5. Происхождение мужского гаметофита цветковых растений
- •6. Происхождение цветка
- •7. Происхождение семян
- •Заключение
Глава IV круговорот жизни и круговорот вещества в природе
* Ф. Энгельс. Анти-Дюринг. М., Госполитиздат, 1951, стр. 322. |
Углерод........... 45 Кислород........ 42 Водород.......... 6,5 Азот................. 1,5 Остальные: сера, фосфор, калий,кальций, магний, железо, хлор, кремний, иод, бром, натрий
В то время как первые 4 элемента составляют 95% общего веса сухого вещества растений, все остальные встречающиеся в их золе простые вещества дают в сумме всего 5%. Тем не менее, без серы, фосфора, калия, кальция, магния и железа, как показывают точные опыты с культурами на минеральных растворах, растения существовать не могут. Жизнь растений тесно связана с поглощением элементов, составляющих их тело. Обмен веществ — главная и наиболее важная для нас работа растений. Посмотрим, откуда они заимствуют эти элементы и куда отдают их по использовании. Надо иметь в виду, что растения не поглощают твердой пищи, не имеют пищеварительной полости, а питаются водными растворами необходимых для их дыхания и роста веществ, которые поглощают путем всасывания корнями и внутренними частями мякоти листьев. Для того, чтобы выяснить значение и перемещения каждого из существенных для жизни растений элементов, прибегнем к методу выяснения того круговорота веществ, который постоянно происходит на Земле, то переводя интересующий нас элемент в свободное состояние, то снова связывая его в составе сложных соединений, входящих в состав тела растений или участвующих в их обмене с внешней средой.
1. Углерод
Согласно сводке В. И. Вернадского (Геохимия, 1927), среднее содержание углерода в земной коре соответствует 0,4 — 0,5% от общего ее веса. В странах, богатых известняками (углекислый кальций), количество углерода выше и достигает 10 — 12%. Но во всех подобных случаях значительная часть этого запаса углерода образовалась за счет остатков живых существ и, особенно, растений, погребенных под слоями наносов. Первичными соединениями углерода, возникшими помимо участия организмов в его накоплении, как показывают химические исследования продуктов вулканизма, являются углекислота, окись углерода, углеводороды, наконец, некоторые производные муравьиной кислоты, которая может образовываться при высоких температурах путем восстановления углекислоты в присутствии воды. Угольная кислота, как уже упоминалось, выделяется вулканами в огромных количествах и затем более или менее равномерно распределяется в атмосфере. Как известно, она составляет 0,03% общего веса нижних слоев атмосферы. И хотя углерод составляет только 3/11 веса углекислоты, а остальные 8/11 приходятся на кислород, тем не менее общий запас углерода в атмосфере исчислен в 800 биллионов кг.
* Безводная углекислота, или угольная кислота (вернее ангидрид угольной кислоты), содержит 72,71% кислорода и 27,28% углерода и представляет собою конечный окисел углерода; такого соединения углерода, которое содержало бы больше кислорода, чем его имеется в углекислоте, не существует. |
В процессе дыхания растение, поглощая из воздуха свободный кислород, снова образует углекислоту за счет углеводов и отдает ее назад атмосфере. Процесс этот называется также диссимиляцией и сопровождается потерей в весе, тогда как усвоение углерода углекислоты — ассимиляция дает увеличение веса.
В тех случаях, когда кислорода недостаточно для полного окисления сахара на углекислоту и воду, возникают обычно процессы брожения, дающие при распаде сахара выход спирта и углекислоты. Значительная часть поглощенного растением углерода утилизируется им на постройку его тканей и отдается обратно только после его гибели, когда процессы гниения и брожения разложат и древесину и другие части растения с конечным образованием тюх же углекислоты и воды, метана и пр.
В самом растении углевод претерпевает весьма сложные превращения, входя в состав живого вещества, а также в образуемые растением запасы.
С превращениями углерода тесно связаны превращения солнечной энергии, поглощаемой зелеными растениями одновременно с углекислотой. При усвоении углерода и образования углеводов поглощается масса энергии и вся она переходит в потенциальную химическую энергию углеводов. Если вместо углеводов образуются жирные масла, или за счет углеводов и жирных масел путем присоединения к ним азотистых соединений образуются белки или протеины, то и в них вводится потенциальная химическая энергия, заимствованная от Солнца.
При дыхании, брожении, гниении потенциальная химическая энергия углеводов, жиров и белков, составляющих тело растения, освобождается, превращается в динамическую и так или иначе расходуется. Мы лучше всего это видим, когда сжигаем в наших печах дрова или уголь и пользуемся освобождающимся при этом теплом.
Сжигаемое ежегодно количество каменного угля, не считая других видов топлива, выбрасывает в атмосферу около 1400 000 млн. кг углекислоты, которая снова утилизируется
растениями. Таким образом, общий круговорот углекислоты в природе таков:
1. Углерод углекислоты воздуха.
2. Углерод углеводов, жиров и белков в растениях.
3. Углерод тела животных, полученный ими вместе с растительной пищей.
4. Углекислота, полученнная благодаря дыханию.
5. Остатки животных и растений, постепенно отдающие свой углерод углекислоте, благодаря процессам брожения, или обугливающиеся, или иным путем переходящие в запасы минерального топлива.
6. Углекислота, как продукт горения различных видов топлива.
Часть углекислоты выходит из круга при образовании известняков и других углекислых минералов или солей, но пополняется той углекислотой, которую выбрасывают вулканы.
Уже из этого краткого очерка можно видеть, что общий запас углекислоты в атмосфере мог в различные эпохи, пере житые нашей Землей, изменяться значительно, а вместе с этим изменились и прозрачность атмосферы, а также и условия дыхания живых существ.