Основные компоненты Биосферы

Живое вещество – это совокупность организмов, населяющих планету в данное время. Оно измеряется биомассой. Различают фитобиомассу (растений) и зообиомассу (животных). Биомасса суши составляет 3-10*10^12 тонн, причём зообиомасса составляет < 1% фитобиомассы. Основную часть наземной биомассы составляет масса древесных сообществ. На долю водных организмов приходится примерно 3*10^9 тонн, причём здесь преобладает зообиомасса.

Биогенное вещество – по определению Вернадского органо-минеральные и органические продукты созданные живым веществом. Это уголь, битум, горючие газы, торф, нефть, гумус почвы, экскременты, пыльца, кора деревьев, остатки отмершего организма.

а) Необиогенное – образовано живым веществом существующим в данную геологическую эпоху.

б) Палеогенное – образовано живым веществом прошедших эпох

Косное вещество (биогенное) – вулканические породы, продукты вулканизма, газы из недр земли, космическое вещество.

Биокосное вещество – так Вернадский назвал вещества, образованные при взаимодействии живого вещества и неживой природы. Это газы нижних слоёв атмосферы, осадочные породы, почвы, леса итп.

Сегодня Биосферу определяют как древнюю, исключительно сложную, многокомпонентную, общепланетарную, термодинамически открытую саморегулирующуюся систему живого вещества и неживой материи, которая накапливает и перераспределяет огромные ресурсы энергии и определяет состав и динамику земной поверхности атмосферы и гидросферы.

Термодинамическая открытость – Биосфера – это глобальная открытая система, то есть система обменивающаяся с окружающей средой веществом и энергией. «вход» - это поток солнечной энергии, поступление вещества из недр земли и космоса. «Выход» - те образовавшиеся в процессе жизнедеятельности организмов вещества которые по каким – то причинам оказались изъятыми из биотического кругооборота (многие осадочные породы, уголь) иногда на многие миллионы лет.

Способность к саморегуляции – Биосфера – это самоорганизованная саморегулирующаяся система устойчивая к внешним воздействиям, то есть обладающая гомеостазом. Её можно рассматривать как саморегулирующуюся кибернетическую систему в которой жизнь играет роль ведущей части центра системы. Примером устойчивости и саморегулирования является постоянство газового состава атмосферы и несмотря на нестационарные выделения кислорода; стабильность состава вод океана, несмотря на вынос полутора миллионов тонн в год карбоната кальция и использование этого вещества организмами с последующим удалением в осадок. Аналогично поглощение избытка углекислого газа из атмосферы океана. Регуляция численности и сохранение постоянства видового состава организмов в биогеоценозах.

Устойчивость биосферы – её сопротивляемость (резистентность) к внешним воздействиям является важным свойством благодаря которому биосфера сохраняется, несмотря на естественные и антропогенные воздействия. Однако резистентность имеет границы: при попадании кислых осадков в водоём, первоначально если имеются вещества основной природы (известняки, доломиты) то есть биокосные вещества, водоём сопротивляется этому воздействию. По мере исчерпания буферного действия водоём начинает закисляться, что приводит к постепенному исчезновению жизни. Поэтому вопрос о допустимой экологической нагрузки на биосферу и её компоненты чрезвычайно важен и его изучению уделяется очень большое внимание.

Лекция 3

Специфические свойства живого вещества.

в термодинамическом плане живое вещество является неустойчивым, т.к. оно характеризуется большим избытком свободной энергии. По этой причине слагающие живое вещество индивидуальные соединения – белки, ферменты и др. – устойчивы только в живых организмах.

В генетическом плане живое вещество характеризуется высокой скоростью и избирательностью, протекающих в ходе его жизнедеятельности химических процессов. Ферменты – это исключительно активные биокатализаторы, позволяющие в мягких условиях осуществить процессы, для которых современная технология вынуждена использовать высокие температуры и добавления. Целый ряд синтезов, осуществляемых в живых организмах, например синтез белков, химии пока не доступен.

Живое вещество обнаруживает гораздо большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. В то же время характеризуется удивительным биохимическим единством. 2 млн органических веществ, входящих в состав живого вещества и всего около 2 тысяч минералов, единство генетического кода, небольшой набор аминокислот обеспечивают поразительное разнообразие белков.

Дисперсность живого вещества. Живое вещество существует в виде отдельного организма. Его размеры измеряются от 20 нм до 100 м.

Способность к произвольным движениям. Пассивное движение создается ростом или размножением активное движение – это направленное перемещение организма. Живое вещество стремится наполнить собой все возможное пространство. Стремление к экспанции (захват) свойственно всему живому. Вернадский назвал это свойство давлением жизни.

Отсутствие морфологически чистых форм живого вещества – популяций одного вида. Оно всегда представлено биоценозами.

Живое вещество существует в форме непрерывного чередования поколений. Генетическая связь с предшествующими поколениями в сочетании с постоянным обновлением лежит в основе эволюционного процесса, приводящего к более или менее быстрым морфологическим и биохимическим изменениям вида.

Геологические функции живого вещества.

Вернадский впервые показал, что живое вещество, являясь исключительно активной массой, играет решающую роль в формировании поверхности земли. Являясь трансформатором солнечной энергии и преобразуя ее, живое вещество вовлекает в кругооборот биогенную, биокосную и абиогенную материи. В составе живого вещества обнаружены почти все существующие на земле химические элементы – свыше 80, хотя основными биогенными веществами являются кислород, азот, водород, фосфор, сера, углерод.

Вернадский выделил 2 рода геологической деятельности организма:

Дата добавления: 2014-01-04