Тема: Функції живої речовини (концентраційна, окисно – відновна, дестукційна)

ПЛАН:

4. Концентраційна функція живої речовини: загальна характеристика і значення.

Організми-концентратори 1-го та 2-го роду. Утворення копалин біогенного походження і біогеохімічні принципи їх пошуку.

5. Окисно-відновна функція живої речовини: загальна характеристика і значення. Мікроорганізми-відновники та мікроорганізми-окисники. Результати здійснення живою речовиною окисно-відновної функції.

8. Деструкційна функція живої речовини: загальна характеристика і значення.

Поняття біогенної міграції. Детритна і пасовищна міграція.

Вступ

Жива речовина біосфери в ході свого існування одночасно виконує різноманітні біогеохімічні функції (В.І. Вернадський).

4. Концентраційна функція проявляється у здатності живих організмів акумулювати різноманітні хімічні елементи, у тому числі мікроелементи, із зовнішнього середовища (ґрунт, вода, атмосфера).

Серед організмів є види та роди, що переважно концентрують той чи інший хімічний елемент, і є показниками геохімізму середовища.

Організми-концентратори відомі для таких елементів: Li, B, F, Al, Si, P, Mg, S, Cl, K, Ca, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, As, Br, Sr, J, Ba, Th, U тощо.

Організми – концентратори 1-го і 2-го роду

Концентраційна функція першого роду: організми захоплюють із навколишнього середовища хімічні елементи, які є в тілі всіх живих організмів. (Н, С, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe – всього 14 елементів).

Концентраційна функція другого роду: організми накопичують хімічні елементи, які не зустрічаються в живих організмах або зустрічаються в малих кількостях. Напр., лишайники накопичують важкі метали, злаки – кремній, молюски - кальцій тощо.

На здатності живої речовини до концентрації хімічних елементів ґрунтуються біогеохімічні методи пошуку корисних копалин і виділення біогеохімічних провінцій.

Геохімічні пошуки і розвідка родовищ корисних копалин – методи, що базуються на дослідженні закономірностей розміщення хімічних елементів у літосфері, гідросфері, атмосфері й біосфері.

Проводяться з метою виявлення корисних копалин.

Відповідно характеру речовини розрізняють літохімічні, гідрохімічні, атмохімічні і біогеохімічні зйомки та радіометричні методи.

Найбільше значення мають літохімічні і радіометричні методи пошуків і розвідки руд, а також атмохімічні методи пошуків нафтових і газових родовищ.

ЗНАЧЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ЗДІЙСНЕННЯ:

Концентраційна функція полягає в біогенній міграції атомів, які спочатку концентруються в живих організмах у процесі синтезу органічних речовин, а потім, після їх відмирання і мінералізації, переходять знову в неживу природу. Наслідком концентраційної функції живих організмів є скупчення хімічних сполук у певних місцях земної кори, нагромадження корисних копалин, наприклад, вапняку, торфу, кам'яного вугілля.

5. Окислювально-відновна функція живої речовини

Виражається у хім. перетвореннях речовин у процесі життєдіяльності організмів. У ґрунті, водному та повітряному середовищах внаслідок окислювально-відновних реакцій утворюються солі, оксиди, різноманітні нові речовини. З діяльністю мікроорганізмів пов'язане формування залізних та марганцевих руд, вапняків і т.п.

Окисно-відновна функція лежить в основі обміну речовин і енергії організму із зовнішнім середовищем. Утворення речовин у живих організмах є результатом окисно-відновних реакцій. У процесі синтезу органічних речовин переважають відновні реакції і витрачається енергія. А в процесі розщеплення і окиснення у присутності кисню переважають окисні реакції й енергія виділяється.

Життя — комплекс безупинних і взаємопов’язаних процесів синтезу і розпаду органічних речовин, що об'єднують усі живі організми на Землі.

Вернадський розрізняв 2 протилежні БГХ-функції цього типу:

- окисна: більш бідні киснем сполуки – солі, закиси Fe, Mn, нітрити, H₂S, N₂ + досить древні за походженням організми (бактерії, здебільшого гетеротерофи);

- відновна: виражена для сульфатів при переході їх у H₂S, FeS, FeS₂ + специфічні бактерії та гриби (десульфурування, денітрифікації з утворенням H₂S, оксидів нітрогену, сірчистих металів, метану, водню).

Окисниками можуть бути всі елементи та їх іони, що здатні приймати електрони, а відновниками - віддавати їх.

Найважливіший окисник - кисень (O₂, Н₂O₂ та ін.), це пов'язане як з високим кларком кисню, так і з його високою хімічною активністю.

Найважливішими відновниками в біосфері є молекулярний водень Н₂, сірководень Н₂S, сполуки вуглецю (СН₄, СО, різні органічні сполуки), Fе (Fе²⁺), Mn (Mn²⁺, Mn³⁺).

Окиснення обов’язково супроводжується відновленням, але в біогеохімії, як і ряді інших дисциплін, говорять окремо про окиснення і окремо про відновлення. Так, у зоні окиснення сульфідних родовищ відбувається окиснення S, Fе, Cu. При цьому має місце відновлення O₂, однак це не відбилося у найменуванні процесу.

Окисно - відновна функція здійснюється живою речовиною біосфери. У процесі фотосинтезу всі автотрофи відновлюють СO₂, переводячи С в органічні сполуки. Гетеротрофні організми, трансформуючи органічні сполуки, окиснюють їх до кінцевих продуктів мінералізації - СО₂, Н₂О.

Провідна роль в окисно-відновній трансформації сполук елементів, за винятком відновлення СO₂, належить мікроорганізмам (хоча деякі з них також відновлюють СO₂ - ціанобактерії, водорості).