6. Биосфера и ее строение. Живое вещество. Функции живого вещества

Термин «биосфера» был введен Зюсом, но учение о биосфере разработано русским ученым Вернадским в 1 половине 20 века. Под биосферой понимают оболочку нашей планеты, населенную живыми организмами. В связи с этим в биосфере выделяют 3 составные части: атмосферу, литосферу и гидросферу.

Атмосфера только частично заселена живыми организмами. Споры бактерий и грибов могут находиться в тропосфере и нижних слоях стратосферы до озонового слоя. Озоновый слой защищает планету от жестокого ультрафиолетового излучения, и поэтому выход живых организмов за его пределы фактические невозможен. Воздушная среда не является местом постоянного обитания живых организмов, т.к. в ней отсутствуют источники питания.

Литосфера – это верхний слой твердой оболочки планеты. На поверхности твердого гранитного слоя расположены осадочные породы, в результате воздействия на них живых организмов сформировался самый верхний слой – почва. Этот слой в наибольшей степени населенный живыми организмами. Следы живых организмов обнаружены на глубине до 4-6 км, поэтому этот слой тоже относится к биосфере.

Гидросфера – 2/3 площади земли, и в отличие от других сфер она полностью заселена живыми организмами. К гидросфере относятся соленые морские воды, поверхностный сток вод, запасы пресной воды в виде ледников, подземные минеральные и пресные воды, грунтовые воды, а также пары воды в атмосфере.

Согласно учению Вернадского на планете выделяют следующие группы веществ: костное вещество, биокостное вещество, биогенное вещество и живое вещество). Костное вещество – минеральная часть земли, которая лишена контакта с живыми организмами. Это вещество находится в центре нашей планеты и периодически, в виде активизации вулканической деятельности, может выносится на поверхность. Биокостное вещество – это вещество, главная часть которого составляют минеральные основы, но минеральная часть его подвержена значительному воздействию живых организмов и в результате этого претерпела изменение физических и химических свойств (почва). Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть, газ, торф). Живое вещество – совокупность всех живых организмов, которые когда-то существовали на нашей планете и существуют в настоящее время. Вернадскому принадлежит заслуга открытия роли живого вещества в биологическом развитии нашей планеты.

Живое вещество, в отличие от минерального состава планеты характеризуется рядом особенностей:

1) живое вещество имеет прерывный характер, т.к. оно представляет отдельный организм

2) органические соединения, которые образуют живое вещество состоят из тех же элементов, что и неживая природа, но отличаются в десятки раз большим разнообразием и совершено иными свойствами, чем минеральная часть. Органические соединения не способны длительное время существовать вне живого организма

3) живое вещество способно к самообновлению. В основе этого свойства лежит способность организма к размножению

4) живое вещество, в отличие от неживой материи, способно к эволюционному развитию, т.е. к существенным и значительным изменениям своих свойств в результате приспособления к изменениям условий среды.

Функции живого вещества:

1) энергетическая – заключается в том, что растущие организмы способны энергию Солнца преобразовывать в энергию химических связей и направлять ее по цепям питания, обеспечивая многообразие форм живых организмов

2) газовая – состав атмосферы сформирован под действием живых организмов. В настоящее время благодаря живым организмам поддерживается постоянство химического состава атмосферы (выделение углекислого газа при дыхании и т.д.)

3) окислительно-восстановительная - живое вещество из окружающей среды поглощает элементы, включая их в реакции, которые связаны с восстановлением или окислением. Особенную роль в этом процессе выполняют элементы, обладающие свойством переменой валентности

4) концентрационная – живые организмы из окружающей среды химические элементы поглощают избирательно. Углерод – 0,03% в тропосфере, а в живых организмах – 2 место после кислорода. Все живые организмы накапливают повышенное количество фосфора, азота, серы и других элементов.

5) Деструкционная (разрушительная) – выполняют редуценты (бактерии и грибы). Благодаря им осуществляется круговорот веществ в природе.