8.3. Жива речовина
Поняття про "живу речовину" було вперше розроблено В.І. Вернадським (1934,1936,1940 рр.). Під живою речовиною він розумів сукупність маси всіх організмів, які населяють нашу планету на даний момент. Вся жива речовина займає мізерну долю у порівнянні з будь-якою із зовнішніх оболонок земної кулі. Згідно із сучасними підрахунками загальна маса живої речовини в нинішню епоху дорівнює 2420 млрд. т, тобто вона майже у 2000 разів поступається навіть сумарній вазі повітря. Але в якісному відношенні жива речовина є найбільш високоорганізованою частиною матерії Землі. Живі організми надзвичайно активні та є носіями величезної енергії. У боротьбі за своє існування організми здійснюють величезну роботу, визначаючи цим напрям геохімічних процесів і надаючи ландшафтам індивідуальних ознак.
За 2,5—3 млрд. років діяльності жива речовина докорінно змінила обличчя планети. Більша частина вуглецю атмосфери перейшла в гумусові горизонти сучасних і давніх ґрунтів, у товщі осадових порід і в різні форми корисних копалин, а також у відклади карбонатів кальцію і магнію. Низька концентрація кисню, яка була властива атмосфері на ранніх стадіях існування Землі, змінилася під впливом фотосинтезу. Внаслідок цього атмосфера стала переважно киснево-азотною, а на великих висотах утворився шар озону, який захищає організми від згубної дії ультрафіолетового випромінювання.
Тривалий геологічний вплив живої речовини на гірські породи і дія на них різних видів вивітрювання сприяла формуванню величезних мас органогенного дрібнозему, товщ осадових порід, ґрунтового покриву. Поява останнього стала можливою завдяки пишному розвитку організмів на суходолі.
Жива речовина нашої планети нині існує у вигляді величезної кількості різноманітних організмів. За способом живлення всі організми поділяють на автотрофні і гетеротрофні. Автотрофні живляться безпосередньо неорганічними мінеральними речовинами. До них належить більша частина рослин і деякі групи мікроорганізмів, вони є першоджерелом біомаси. Гетеротрофні організми живляться готовими органічними речовинами. До гетеротрофних належать тварини і більша частина мікроорганізмів. Гетеротрофні бактерії здійснюють один з найголовніших для кожного ґрунту процесів — розклад органічних решток до простих мінеральних солей. Цей процес відбувається залежно від характеру повітряного режиму в аеробних (при вільному доступі кисню) або анаеробних умовах. В останньому випадку через нестачу кисню в перезволожених тривалий час породах утворюються і нагромаджуються закисні сполуки елементів. Більшість організмів біосфери належить до аеробних.
Населення біосфери у видовому і морфологічному відношенні дуже різноманітне. На Землі нині нараховується близько 2 млн видів організмів (табл. 8).
Таблиця 8. Приблизна кількість видів основних типів мікроорганізмів, рослин і тварин
Найпоширенішими в біосфері є бактерії. Вони зустрічаються в географічній оболонці практично скрізь, але особливо багато їх у ґрунтах. Наприклад, в 1 г ґрунту їх нараховується сотні мільйонів, а в чорноземах кількість мікроскопічних організмів може досягати кількох мільярдів. У водоймах найбільша кількість бактерій міститься в поверхневих шарах, особливо поблизу від берега, де вода більш забруднена і багата поживними речовинами.
Серед рослин більше половини видів — це квіткові — покритонасінні, які виникли в порівняно недавньому геологічному минулому на поверхні континентів. У видовому відношенні органічний світ суші більш різноманітний, ніж водного середовища. Так, кількість видів сухопутних тварин становить 93 %, а водних — тільки 7 %. Майже аналогічне співвідношення склалося і серед рослин: 92 % припадає на наземні види флори і 8 % на водні. Наведені дані свідчать, що можливості для видоутворення на суші більш сприятливі, ніж у воді.
Рослинність тісно пов'язана з умовами середовища і залежить від нього. Ця залежність полягає в тому, що для розвитку рослин потрібні відповідні кліматичні умови і перш за все певна кількість тепла і вологи. Залежність рослинного світу від середовища виявляється в існуванні на суші різних фітоценозів — сукупностей рослин, які населяють певну ділянку, що характеризується більш-менш однорідними умовами існування.
За ставленням до зволоження ґрунтів розрізняють кілька груп рослин з характерними для них особливостями. Наприклад, гідрофіти — це рослини, які поселяються в надмірно зволожених місцях, вони мають здебільшого поверхневу кореневу систему. Інша група, мезофіти, поселяються в місцях із середньою зволоженістю. Ще менше потребують вологи ксерофіти — рослини сухих ґрунтів. Ці рослини побудовані так, що, маючи глибоке або дуже розгалужене коріння, вони завжди спроможні вбирати достатню кількість вологи з ґрунту. Цікавою групою є сукуленти — рослини пустельних областей, які накопичують запаси води в листях, стеблах або підземних органах. Ефемерами називають рослини, які мають дуже короткий період вегетації, вони ніби поспішають закінчити свій життєвий цикл за час, поки є волога.
Тварини теж залежать від середовища, тільки на відміну від рослин вони можуть значною мірою обирати собі умови проживання. Ця здатність розширює їх можливості до адаптації. Хоча границі ареалів проживання тварин не так чітко виражені в природі, як рослин, все ж вони обмежені певними територіями. Разом з навколишнім середовищем рослини і тварини утворюють різні за видовим складом біогеоценози.
Біогеоценоз — це історично сформований взаємозумовлений комплекс живих і неживих компонентів певної ділянки земної поверхні або акваторії, які пов'язані між собою обміном речовин чи енергії. Біогеоценози є елементарною одиницею біосфери. Кожному біоценозу властиві однорідність складу компонентів і певний характер матеріально-енергетичного обміну між ними. Найважливіша роль у біогеоценозах належить зеленим рослинам, які створюють первинну органічну продукцію. Межі біогеоценозів у вертикальному та горизонтальному напрямах переважно збігаються з межами рослинних угруповань.