Живое вещество, его свойства и функции в биосфере

Вернадский впервые провел классификацию всех веществ в биосфере:

1.Биогенные (созданные с участием живых существ). Их происхожде-ние связано с живым веществом (нефть, уголь, торф, известь).

2. Абиоогенные (костные вещества). Их происхождение не связано с живым веществом: минералы магматического происхождения, руды метал-лов, космическая пыль, метеориты. Часть образовалась в результате извер-жения вулканов, вулканические породы подверглись воздействию высокой температуры и превратились в метаморфические (метаморфоза - превращение).

3.Биокостные совмещают свойства биогенных и абиогенных (почва, окаменелости, вода). Это продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми микроорганизмами.

4. Живое вещество (биоценоз).

Вернадский впервые ввел в литературу термин живое вещество и дал ему определение.

«Живое вещество – это совокупность всех животных, растений и микроорганизмов, выраженная через массу, энергию и химический состав».

Он отметил впервые, что живое вещество связано с неживым посред-ством круговорота веществ в природе («биогенный ток атомов»). Оно активно преобразует природу.

Живое вещество - это основа биосферы, хотя и составляет незначитель-ную её часть (0.01% от массы всей биосферы). Если его выделить в сухом виде и распределить по поверхности земли, то образуется слой около 2 см.

Свойства живого вещества:

По Вернадскому живое вещество отличается:

1. Способностью быстро занимать всё свободное пространство. Вернадский назвал это «Всюдностью жизни». Всюдность заключается в том, что живое вещество стремится занять как можно большую территорию. Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением, так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела. Пример: площадь листьев растений, произраста-ющих на 1 га, занимает 8-10 га и более. То же относится и к корневым сис-темам.

К следующим свойствам живого вещества можно отнести:

2. Движение не только пассивное (под действием силы тяжести), но и активное (против сил тяжести, движения воды, воздушных потоков и т.д.);

Пример: Лосось поднимается вверх по течению на нерест, преодолевая пороги по воздуху (активное). Пассивное: под действием сил тяжести и гравитации движутся живые организмы.

3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (всё живое включается в круговорот).

4. Высокая способность приспосабливаться к окружающим условиям – адаптация; Пример: некоторые организмы выносят температуры, близкие к значениям абсолютного нуля -273 С. Микроорганизмы встречаются в термальных источниках с температурой до +140 С, в водах атомных реакторах, в бескислородной среде, в ледовых панцирях, в соляных копях.

5. Феноменально высокая скорость протекания реакций.

Она в сотни, тысячи раз больше, чем в неживом веществе. Об этом свойстве можно судить по скорости переработки вещества организмами в процессе жизнедеятельности. Например, гусеницы некоторых насекомых потребляют за день количество пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела. Дождевые черви, масса тел которых больше в 10 раз биомассы всего человечества, за 150-200 лет пропускают через свои организмы однометровый слой почвы всей земли. По представлениям Вернадского, практически все осадочные породы (слой до 3 км) на 95-99 % переработаны живыми организмами.

ПРИМЕР: В промышленности связывание атмосферного азота

N2 + 3H2 <=> 2NH3 (500 град. и давл. 300-500 атм.) , а клубеньковые бактерии, живущие на корнях бобовых растений, фиксируют азот в своем теле при стандартных условиях (25 С и давл. 1 атмосфера) за счет наличия в них биологических катализаторов – ферментов.

Эти свойства живого вещества обусловлены концентрацией в нём колосаль-ных запасов энергии.