21. Классификация биосферного вещества. Живое вещество биосферы. Функции живого вещества (энергетическая, газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная и деструкционная).

Классификация по Вернадскому:

• Живое вещество – совокупность всех живых организмов на планете (микроорганизмов, растений, животных).

• Косное вещество (твердое, жидкое, газообразное) – вещество неорганического происхождения, т. е. образуемое в процессах, в которых живое вещество не участвует (магматические руды, продукты их преобразования абиогенного и т. д.).

• Биогенное вещество – вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами на протяжении геологической истории (торф, уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.).

• Биокосное вещество – вещество, которое создается одновременно в процессах жизнедеятельности живых организмов и в процессах неорганической природы, причем организмы играют ведущую роль (вода, почвы, илы).

• Вещества, находящиеся в процессе радиоактивного распада (радиоактивные элементы).

• Рассеянные атомы, непрерывно образующиеся из различных видов земного вещества под влиянием космического излучения.

• Вещество космического происхождения (космическая пыль, обломки метеоритов и т. д.).

Живое вещество — это совокупность существующих (или существовавших в определенный отрезок времени) живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором.

В пределах биосферы везде встречается либо само живое вещество, либо следы его деятельности: атмосферные и некоторые гидросферные газы, нефть, каменный уголь, известняк, сланцы, торф и др.

В отличие от живых существ на всех уровнях их организации живое вещество, как биогеохимический фактор, в понимании В. И. Вернадского характеризуется элементарным химическим составом, массой и энергией. Оно трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот.

Через живое вещество многократно прошли атомы почти всех химических элементов. В конечном итоге живое вещество определило состав атмосферы, гидросферы, почв, большинства осадочных пород.

Живое вещество биосферы химически и геологически очень активно. При его участии образуются биогенные (каменный уголь, нефть, известняк и др.), а также биокосные вещества (почти вся вода биосферы, почва, кора выветривания и т. д.).

Различают пять главных функций живого вещества в биосфере: энергетическую, газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную и деструкционную. В ряде литературных источников эти функции называют функциями биосферы.

Энергетическая функция — обеспечение потока энергии через живые организмы.

В основе этой функции лежит фотосинтетическая деятельность растений и фотосинтезирующих бактерий, в процессе которой происходит аккумуляция солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают практически все жизненные явления на Земле.

Газовая функция — осуществление миграции газов и их превращения, обеспечение газового состава биосферы.

В процессе функционирования живого вещества создается основная масса газов в биосфере. Биогенное происхождение имеют азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др.

Реализация газовой функции живого вещества указывает на его могущественность как геохимического фактора. Ведь именно живые организмы изменили химический состав атмосферы Земли, насытив ее кислородом, содержание которого в настоящее время составляет в среднем около 21%. До появления жизни доля кислорода в атмосфере составляла всего лишь десятитысячные процента.

Концентрационная функция — извлечение и накопление живыми организмами биогенных элементов окружающей среды. Состав живого вещества существенно отличается от состава косного вещества планеты. В живом веществе преобладают атомы водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, калия, кальция, магния, алюминия, кремния, серы, хлора и т. п. Они входят, к примеру, в состав клеточных мембран и цитоплазмы, ферментов и гормонов, различных пигментов, например хлорофилла (магний), гемоглобина (железо), скелетных образований (кальций, кремний). Концентрация этих элементов в теле живых организмов в сотни, а иногда и в тысячи раз выше, чем во внешней среде. Этим объяснятся неоднородность химического состава биосферы.

Окислительно-восстановительная функция. Благодаря данной функции происходит превращение большинства химических соединений. На поверхности Земли преобладают биогенные процессы окисления и восстановления, которые происходят либо при участии организмов, либо внутри них.

Деструкционная функция обусловливается разложением организмов после их смерти и минерализацией органического вещества. В результате образуются биогенное и биокосное вещества биосферы. Другими словами, благодаря этой функции в биосфере существует круговорот веществ.