Кларки живого вещества

Лекция № 6

Тема: Распределение химических элементов
в биосфере

1. Кларки живого вещества.

2. Биогеохимические коэффициенты.

3. Химический элементный состав организмов.

Совокупность живых организмов, выраженную в единицах массы и энергии, В. И. Вернадский назвал живым веществом. В организмах обнаружены почти все элементы периодической системы, но кларки большинства из них очень малы. При подсчетах кларков можно исключить животных, т.к. зоомасса примерно в 700 – 800 раз меньше фитомассы. Среди растений на суше преобладают деревья, и задача во многом сводится к определению среднего состава древесины. Для биологических объектов используются три основных способа выражения химического состава: в расчете на живую (сырую) массу организма, на массу сухого органического вещества и на золу, т.е. на количество минеральных веществ.

Кларки живого вещества впервые наметил В. И. Вернадский, более точно – А. П. Виноградов. Среди последних сводок пользуются известностью кларки Х. Боуэна (1979), В.В. Добровольского (1983, 1994), А. Кабата-Пендиас и Г. Пендиаса (1989).

Живое вещество – это в первую очередь “кислородное вещество”, О в нем 70 %. Большая часть О связана с Н и образует воду, количество которой обычно превышает 50 %. Особенно много ее в водных организмах – более 90 %, а для отдельных животных – даже свыше 99 %. Но и наземные организмы также богаты водой: в травах ее более 85 %, в крупных млекопитающих – свыше 60 % и только споры и семена содержат обычно не более 15 % воды. Меньшая часть О и Н входит в состав белков, жиров, углеводов и других органических соединений.

Из водных мигрантов в организмах преобладают наиболее подвижные: Са больше, чем Al и Fe, К больше, чем Si и т.д. (в земной коре наоборот). В живом веществе в целом мало U, Hg, W и других ядовитых элементов, хотя они и образуют растворимые соединения. Относительно низко содержание Zr, Ti, Ta и других малоподвижных элементов.

Обнаружены в организмах, но нет данных о среднем содержании: Не, Ne, Ar, Sc, Kr, Nb, Rh, Pd, In, Te, Xe, Ta, Tl, Bi, Th. Не обнаружены с достоверностью Ru, Hf, Re, Os, Ir, Po, Ac, Tc, Af, Fr (последние три не обнаружены и в земной коре).

Кларки живого вещества уменьшаются с ростом атомной массы элементов, но, как и для земной коры, прямой зависимости нет. Живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные соединения, – воздушных мигрантов. Главной особенностью истории живого вещества Вернадский считал его образование из газов и превращение после смерти снова в газы (СО₂, NН₃, N₂, Н₂О – водяной пар и т.д.). Поэтому и нет прямой пропорциональности между кларками живого вещества и земной коры.

Дата добавления: 2014-01-11