Состав и свойства биосферы

Биосфера представляет собой достаточно сложную систему, которая характеризуется рядом свойств, определяющих ее специфику. К их числу относятся:

1. Т есная связь живого вещества с окружающими условиями, или средой обитания.

То есть, организм и окружающая его среда представляют собой единство. При изменении условий среды обитания живое вещество приспосабливается к новым условиям. При этом оно может изменить свою форму или функции, но не состав. Неживое вещество при этом изменяется коренным образом. Например, граниты, образовавшиеся в условиях высоких температур и высокого давления, попадая на поверхность земли, также начинают «приспосабливаться» к новым условиям. При этом в аридном климате происходит дробление гранита, а во влажном (гумидном) климате – его химическое изменение. Так, минеральное вещество, приспосабливаясь, меняет свой состав, и становится другим веществом в физическом и химическом отношениях.

2. Способность к самовоспроизведению, то есть к размножению.

Это свойство резко отличается живое от неживого и является причиной быстрого распространения жизни на Земле. В.И. Вернадский назвал такую способность биосферы «всюдностью жизни», а сам процесс быстрого размножения - «растеканием жизни». Как установлено, скорость размножения живых организмов различна и зависит от их массы. Так, мелкие организмы размножаются быстрее крупных.

Выявлена даже общая закономерность: скорость размножения организмов обратно пропорциональна их массе. Размножение организмов происходит в геометрической прогрессии. Это определил еще Дарвин.

3. Живые организмы способны к изменчивости.

Это важнейшее биологическое свойство. Основной причиной изменчивости является мутация, которая охватывает весь генетический аппарат и вызывает появление новых признаков в наследственности организмов, что обеспечивает передачу возникшего мутационного признака последующим поколениям. Те изменения в организме, которые не затрагивают генетический аппарат и не передаются последующим поколениям называются последующим поколения называются модификациями. Мутации, в отличие от модификаций, носят направленный характер. Они возникают под влиянием ионизирующей радиации, некоторых химических веществ, температурных и других факторов. Часто причиной мутации является излучение радиоактивных веществ и воздействие рентгеновских лучей.

4. Способность организмов накапливать в своих тканях некоторые химические элементы в избыточном количестве, по сравнению с их концентрацией во внешней среде.

Эту способность Вернадский назвал концентрационной функцией биосферы. Организмы могут накапливать не только широко распространенные химические элементы, но и редкие и рассеянные элементы, которые иногда играют важную роль в физиологии организмов. Так, некоторые цветковые растения концентрируют литий, бериллий, бром. А морские водоросли и губки (например, горчичная трава) – накапливают золото. Все это создает условия для перераспределения химических элементов между оболочками Земли.

5. Рациональное усвоение солнечной энергии.

Живой организм старается удержать и усвоить солнечную энергию - в отличие от камня, который после нагревания тут же отдает тепло. В организме происходят сложные превращения энергии. Получаемая организмом энергия, при этом компенсирует его расходы на жизненные функции и работу. Все превращения энергии в живых организмах совершаются на молекулярном уровне, а биохимические процессы происходят с участием органических катализаторов – ферментов и протекают, поэтому, в 1000 раз быстрее, чем во внешней среде. Это приводит к повышению скорости роста, размножения и деятельности организмов.

6. Устойчивость.

Это способность выживать в изменяющихся условиях Земли: при разных давлениях, температурах, влажности. Устойчивость организмов очень высока. Особенно большая приспособляемость у низкоорганизованных организмов. Так, микроорганизмы обнаружены в метеоритах, которые длительное время находились в космосе при температуре, близкой к абсолютному нулю, а также в воде гейзеров, имеющих температуру + 93 ⁰С. Их нашли в атомных реакторах, где радиоактивность достигает нескольких рентген, а температура больше 300 ⁰С. Высокой устойчивостью отличаются также и растения. В садах Каира растет лотос из семян, пролежавших в гробницах фараонов 3000 лет.

7. Обмен веществ.

Важным свойством живых организмов является обмен веществ живых организмов с окружающей средой. Живые организмы осуществляют ассимиляцию и диссимиляцию веществ, то есть они постоянно усваивают, перерабатываю и выделяют продукты своей жизнедеятельности. За счет этого организмами производятся огромные преобразования на Земле.

8. С обменом веществ связано следующее весомое свойство биосферы: она является катализатором геохимических процессов на Земле.

Таким образом, за время своего существования, то есть за 3 млрд. лет биосфера изменила вещественный состав всех компонентов географической оболочки. Как видно живое вещество не только тесно связано со средой обитания, но и способно изменять ее, приспосабливать для своего обитания. За счет этого живые организмы выполняют огромную геохимическую работу на Земле, и способны преобразовывать планету. Вернадский назвал живое вещество «могучей геологической силой». Причина этой силы – в свойствах живых организмов.

Состав биосферы

По представлениям В. И Вернадского, биосфера включает:

1. Живое вещество – образовано совокупностью живых организмов;

2. Биогенное вещество – создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, сланцы, известняки и т.д.);

3. Косное вещество – объекты, образующиеся в результате процессов не связанных с деятельностью живых организмов (продукты тектонической деятельности – магматические и метаморфические породы, метеориты, некоторые осадочные породы);

4. Биокосное вещество – тела представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (почва, кора выветривания);

5. Радиоактивное вещество – атомы радиоактивных элементов, например уран, торий, радий, радон, углерод и др.

6. Атомы веществ рассеянных в природе – отдельные атомы элементов, встречающиеся в природе в рассеянном состоянии: молибден, кобальт, цинк, медь, золото и др.

7. Вещество космического происхождения – вещество, поступающее на Землю из космоса (метеориты, космическая пыль).

Дата добавления: 2014-01-03