Каковы основные функции живого вещества биосферы

Содержание

Функции живого вещества

Каковы основные функции живого вещества биосферы

Главным в учении Владимира Ивановича Вернадского о биосфере является понятие о живом веществе и его роли в биосферных процессах.

Вернадский утверждал, что живое вещество представляет собой уникальное свойство биосферы, является геохимическим единством всего разнообразия рождающихся и умирающих организмов, которые существовали и существуют на Земле. Вернадский выявил особенности живого вещества и его функции в биосфере.

Свойства живого вещества как уникального явления природы проявляются в следующем:

  1. Несмотря на значительное различие в формах и размерах живых организмов, для живого вещества характерно одно общее свойство, которое проявляется в биосфере как физико-химическое единство.
  2. В живых организмах химические реакции протекают намного быстрее, чем в неживом веществе. Большая скорость достигается за счет участия в реакциях ферментов, обычно являющихся органическими веществами белковой природы. Химические реакции в живых организмах упорядочены и для их протекания не требуются жесткие условия (высокая температура, определенная концентрация веществ и др.).
  3. Химические связи, образующиеся в живом веществе, заключают в себе достаточно много энергии. Таким образом живое вещество — это своеобразный накопитель, а также трансформатор лучистой энергии космоса.
  4. Живое вещество подвижно, оно обеспечивает перенос вещества против сил неживой природы (силы тяжести, в горизонтальном направлении). Благодаря движению живое вещество заполняет собой все доступные для жизни среды. Такое «растекание» живого вещества называют давлением жизни. Перемещаясь, живое переносит органические вещества и накопленную в себе солнечную энергию. Вернадский выделял две формы движения живого вещества: пассивную (за счет роста и размножения организмов) и активную (возникающую в результате перемещения организмов). Активная форма движения живого выражается в движении живых организмов.
  5. По сравнению с косным, живое вещество характеризуется намного большим морфологическим и химическим разнообразием. Кроме того, живое вещество постоянно обновляется с помощью размножения, предусматривающего смену поколений.
  6. Живое вещество на протяжении эволюции выполняет геологическую работу, в результате которой возрастает биологическая масса, разнообразие форм жизни, изменяется среда обитания. Все это приводит к изменению физико-химических свойств биосферы.
  7. Живое вещество биосферы представлено в нем в виде дискретных объектов — отдельных живых организмов. Однако организмы не обособлены друг от друга. Особи одного вида живут в популяциях. Популяции разных видов совместно образуют биоценозы. Внутри биоценозов организмы связаны между собой в первую очередь пищевыми цепочками.
  8. Для живого вещества характерно эволюционное развитие.

Благодаря своим особенным свойствам живое вещество представляет собой мощную геологическую силу, своей активностью преобразующую биосферу.

Функции живого вещества в биосфере

Вернадский описал свойства живого вещества, указал как оно воздействует на геологические процессы в биосфере, также он выявил геохимические функции живого вещества.

Он распределил функции живого вещества по пяти группам: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические функции человека.

Описывая эти группы, Вернадский особое внимание уделял биохимической функции.

Он писал: «В отличие от первых трех групп, четвертая группа — биохимические функции — резко отличается тем, что центр ее действия находится не во внешней среде… а внутри организмов… внутри тел живого вещества, связан с их жизнью и смертью».

Позже другие ученые расширили перечень функций живого вещества, хотя все они еще не отражают полностью многообразие его свойств.

Энергетическая функция живого вещества подразумевает поглощение солнечной энергии при фотосинтезе. При этом происходит запасание энергии в химических связях органических соединений.

В дальнейшем энергия передается по цепям питания и разложения. В своем космическом проявлении живое вещество выступает как гигантский аккумулятор и уникальный трансформатор лучистой энергии Солнца.

Геохимическая функция предполагает вовлечение химических элементов Земли в живые организмы и возвращение этих веществ путем биогенной миграции атомов в окружающую среду: в воду, почву, атмосферу.

Концентрационная.

Извлечение из окружающей среды и избирательное накопление химических элементов для построения тел живых организмов и вовлечение их в биологический круговорот веществ.

Благодаря концентрационной функции живого произошло создание залежей полезных ископаемых: осадочных пород, нефти, углей, горючих сланцев и др.

Читайте также  Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Газовая функция живого вещества выражается в выделении свободного кислорода, а также переход его в озон; выделение свободного азота, сероводорода, метана и других газов при разложении живого вещества; поддержание на определенном уровне количества углекислого газа в атмосфере. Живое вещество сформировало современный состав атмосферы.

Деструктивная функция проявляется в разложении вещества и вовлечении его в биологический круговорот.

Разрушая органику и разлагая минералы, живые организмы избирательно извлекают из них разнообразные химические элементы Земли и вовлекают их в биологический круговорот.

Средообразующая функция — это преобразование физико-химических параметров среды в процессе существования живого вещества.

Организмы создают почву, участвуют в изменении климата, определяют своеобразие ландшафта. Перестройку общего лика Земли осуществляет человек.

Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести (по вертикали вверх) и в горизонтальном направлении (путем «растекания»).

Историческая. Эволюционное развитие многообразия живых форм и всего живого; организмов, видов, экосистем и биосферы в целом.

Самовоспроизводящая. Все живые организмы происходят только от живых организмов: клетка от клетки, живое только из живого.

Таким образом живое вещество является преобразователем среды и участником всех процессов биосферы. Причем эта деятельность живого проявляется не единично, а массово, постоянно и в огромных масштабах.

По этому поводу В.И.

Вернадский писал: «На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».

Огромную роль в преобразовании общего лика Земли выполняет человек.

Биосфера — космическое явление

В учении Вернадского о биосфере Земля предстает как маленькая частица гигантской Вселенной, крошечным оазисом, где закономерно создавались условия для возникновения и развития жизни, которую сама планета защищает от губительного жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Вернадский подчеркивал, что жизнь на Земле связана с концентрацией солнечной энергии, что живое вещество в форме зеленого растительного мира накапливает эту энергию, которая может сохраняться миллионы лет в виде различных топливно-сырьевых ресурсов (газа, нефти, торфа, угля и т. д.). Одновременно с процессом «собирательства» энергии Земля как открытая система обменивается энергией с космосом. Благодаря тому и другому происходит непрерывное изменение биосферы, ее эволюция, которая идет в сторону роста «свободной энергии биосферы», выражая тем самым наиважнейшую естественно-историческую закономерность развития живого на нашей планете. Термином «свободная энергия биосферы» Вернадский называл работу, совершаемую живым веществом Земли.

Источник: http://blgy.ru/biology10pro/living-matter-functions

2.2 Особенности накопления радионуклидов растениями живого

Биоиндикация как метод оценки состояния окружающей среды

f3. Биоиндикация на разных уровнях организации живого

Биоиндикация может осуществляться на всех уровнях организации живого: биологических макромолекул, клеток, тканей и органов, организмов, популяций (пространственная группировка особей одного вида), сообществ, экосистем и биосферы в целом…

2.1. Свойства живого вещества

Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией, которую можно было бы сравнить разве что с огненным потоком лавы, но энергия лавы не долговременна. В живом веществе, благодаря присутствию ферментов…

2.2. Функции живого вещества

Какие же функции живого вещества в биосфере? В.И…

Биосфера и ее свойства. Последствия парникового эффекта

fБиосфера. Основные функции и свойства живого вещества в биосфере

Впервые понятие биосфера, как «область жизни», было введено в науку Ж.Б. Ламарном в начале 19 века, а в геологию Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под этим термином совокупность всех организмов. Это определение близко к современному понятию биота…

Биосфера и ее свойства. Последствия парникового эффекта

Основные функции живого вещества в биосфере

Энергетическая. Поглощение солнечной энергии в процессе фотосинтеза, а химической энергии путем распада энергонасыщенных веществ; передача энергии пищевыми цепями разнородного живого вещества Концентрационная…

Использование ГИС технологий для оценки загрязнения окружающей среды на примере г. Ялта

f1.3 Классификация и функции ГИС

Классификация ГИС по их функциональности связана с программным обеспечением ГИС. Пока же уместно выделить самые общие функции ГИС, вынесенные в ее определение выше: это получение данных, их ввод в компьютерную (точнее цифровую среду)…

Комплексный анализ состояния биосферы

f4. Устойчивость живого организма к загрязнению

Организм человека имеет ряд защитных систем, которые противостоят неблагоприятным воздействиям внешней среды, поэтому при различных экопатологиях поражаются в первую очередь. Первой защитной системой являются кожные покровы…

Организмы – индикаторы качества среды

2.1 Биоиндикация на разных уровнях организации живого

Биоиндикация может осуществляться на всех уровнях организации живого: биологических макромолекул, клеток, тканей и органов, организмов, популяций (пространственная группировка особей одного вида), сообществ, экосистем и биосферы в целом…

Роль воды в природе и в жизни человека

Вода — структурный компонент живого

Основой любой живой структуры есть органические молекулы и вода, как растворитель. Органические молекулы по отношению к воде представляют собой амфифильные молекулы (имеют неполярную, нейтральную часть и часть…

Способы ликвидации последствий заражения токсичными и радиоактивными веществами

Основные функции:

— участие в организации и проведении расследования по случаю аварии или инцидента; — анализ и оценка собранной информации; — подготовка заключения и рекомендаций…

Читайте также  Самое тугоплавкое вещество

Сущность природоохранной функции социально-культурной деятельности

I.2 Функции социально-культурной деятельности и роль природоохранной функции в системе социально-культурной деятельности

Осуществление социально-культурной работы в сфере охраны природы стало необходимым и важным в свете тревожного настроения в России и мире в целом…

Функции живого вещества в биосфере

Живое вещество по составу есть вся совокупность живых организмов, обитающих в биосфере. Живое вещество имеет биомассу, обладает продуктивностью и имеет особенные по сравнению с косным веществом свойства…

Экология природопользования

f1. Закон физико-химического единства живого вещества и биогеохимические принципы В.И. Вернадского. Термодинамическое правило Вант-Гоффа — Аррениуса и другие физико-химические закономерности развития основ жизни

Закон физико-химического единства живого вещества и биогеохимические принципы В.И. Вернадского — одни из важнейших закономерностей развития биосистем. Закон биогенной миграции атомов (В.И…

Источник: http://eco.bobrodobro.ru/17342

Живое вещество и животные в биосфере

Функции живого вещества в биосфере разнообразны, но все они служат одной цели — движению химических элементов. Зачем необходимо это движение, и каким образом оно происходило 3,5 млрд.

лет назад, то есть до того, как на Земле появилась жизнь? С момента своего появления, роль живого вещества в биосфере стала ключевой.

Несмотря на незначительную массу, примерно 10-6 массы других оболочек Земли, оно является носителем энергии, благодаря которой это движение происходит.

В понятие «живое вещество биосферы» входят все живые организмы на планете. Независимо от того к какому классу, виду, роду и так далее они относятся. Это не только органические вещества, но и неорганические, а также минералы.

«Живет» оно во всех слоях биосферы – в литосфере, гидросфере и атмосфере.

Если условия существования непригодны, оно либо впадает в состояние анабиоза, то есть замедляет все свои процессы настолько, что видимые проявления жизни практически отсутствуют, либо погибает.

Отличительные черты и роль

Как же отличить живое вещество биосферы от неживого?

  • Во-первых, и это самое главное и основное отличие, живое обладает энергией.
  • Во-вторых, в нем химические реакции проходят гораздо быстрее. Причем разница в скорости протекания может достигать тысяч и даже миллионов раз.
  • В-третьих, в состав живого вещества входят такие, которые в неживом существовать не могут. Например, белки.
  • В-четвертых, живое вещество имеет способность к саморегулированию. То есть размножается и перемещается. Тем самым заполняя собой все свободное и пригодное пространство.

В-пятых, существует во всех фазовых состояниях. В-шестых, является индивидуальным организмом и при смене поколений, характеризуется преемственностью или наследственностью.

Живое вещество биосферы обеспечивает миграцию химических элементов как от одного организма к другому, так и между организмом и окружающей средой.

Перемещение происходит, когда живые организмы переваривают пищу, развиваются и растут, а также передвигаясь в процессе жизнедеятельности.

Первое такое перемещение элементов называется химически или биохимическим, а второе – механическим.

Причем деятельность живых организмов стремится к тому, чтобы эта миграция шла максимально быстро, а энергия, получаемая от Солнца, использовалась наиболее эффективно. Для этого они постоянно и непрерывно приспосабливаются, адаптируются и развиваются.

Функции

Роль живых организмов в биосфере заключается в выполнении ими нескольких функций. Основными из них являются: энергетическая, деструктивная, концентрационная и средообразующая.

Энергетическая функция. Она связана со способностью зеленых хлорофилльных организмов к фотосинтезу.

С помощью полученной ими солнечной энергии, они преобразовывают простейшие соединения такие как, вода, углекислый газ и минералы, в сложные органические вещества, которые, в свою очередь, являются необходимыми для существования других живых существ.

Такой способностью обладают растения. Для процесса фотосинтеза они используют всего лишь 1% солнечной энергии, попадающей на Землю. Ежегодно они производят порядка 145 млрд. тонн кислорода, для чего потребляют около 200 млрд. тонн углекислого газа.

Органического вещества при этом вырабатывается более 100 млрд. тонн. Так растения пополняют атмосферу свободным кислородом.

Если бы растения не делали это постоянного, то кислород, как активный химический элемент, вступал в реакции и образовывал различные соединения и в итоге совершенно исчез из атмосферы Земли. А с ним прекратила бы существование и жизнь.

Кроме растений, органическое вещество в очень небольшом количестве – не более 0,5% от общего количества, производят некоторые бактерии. Этот процесс называется хемосинтез. В нем задействована не солнечная энергия, а энергия, выделяющаяся в процессе реакций окисления серных и азотных соединений.

Синтезированные таким образом органические соединения – белок, сахар и так далее, — вместе с заключенной в них энергией, являются пищей и распространяются по трофической цепи.

Кроме того, синтезированная растениями энергия  рассеивается как тепло или накапливаться в отмершем органическом веществе, переходя в ископаемое состояние.

И в этом следующая функция — деструктивная.

Эта роль живых организмов в биосфере еще носит название минерализация органических веществ. В результате разложения, отмершее органическое вещество преобразовывается в простые неорганические соединения.

В этом процессе участвуют живые организмы, выполняющие деструктивную или разрушительную функцию. В трофической цепи они получили название «редуценты». Это грибы, бактерии, черви и микроорганизмы.

Результатом разложения являются: углекислый газ, воды, сероводород, метан, аммиак и так далее. Которые, в свою очередь, являются «пищей» для растений. И процесс начинается вновь.
Важную роль играет процесс разложения, проходящий в литосфере.

Благодаря ему из горных пород высвобождается такие элементы, как кремний, алюминий, магний и железо.

Читайте также  Метан класс опасности вещества

Редуценты, с помощью имеющихся в их распоряжении кислот, «добывают» и «отправляют» в биотический оборот такие важнейшие химические элементы, как кальций, калий, натрий, фосфор, кремний и различные микроэлементы. Благодаря деструкторам, почва обретает свою плодородность.

Еще одна функция живых организмов – концентрационная. Под нею подразумевается процесс, в ходе когда некоторые их виды извлекают, а затем накапливают у себя определенные химические элементы.

В этом случае концентрация таких элементов, как: углерод, водород, азот, натрий, магний, кремний, сера, хлор, калий, кальций и кислород, может быть в сотни и тысячи раз выше, чем в окружающей среде.

Например, марганца в 1200000 раз, серебра – 240000, а железа – в 65000. Яркими примерами такого накопления могут быть раковины, панцири и скелеты.

С элементами «пригодными» для накопления, некоторые виды накапливают в себе ядовитые, отравляющие и радиоактивные вещества. И попадание их в пищевую цепь явно не носит положительного характера.

Противоположностью концентрационной функции является рассеивающая. Она проявляется при различных выделениях, перемещениях и тому подобное. Например, происходит рассеивание железа из крови, при укусах различных насекомых или кровососущих.

Биосфера — это не только взаимодействие между живыми организмами и обмен между ними энергией. Существенная роль живых организмов в биосфере – это ее преобразование.

Живые организмы меняют физико-химические параметры окружающей их среды, а такая их функция получила название «средооразующей». Она, как результат всех ранее рассмотренных функций в совокупности.

Извлечение химических элементов, накопление их, а затем, с помощью полученной энергии, «отправление» в путь по биологическому кругообороту, привело к существенным изменениям природной среды.

За миллиарды лет изменился газовый состав атмосферы, химический – вод, появились осадочные породы и донные отложения, возник плодородный почвенный покров. И в настоящее время мы сталкиваемся с этим влиянием.

Преобразовывая внешнюю среду, организмы создают оптимальный баланс энергии и «питательного» вещества для своего существования и всей биосферы в целом.

Этот баланс в результате многочисленных внутренних и внешних воздействий, всегда находится под угрозой разрушения.

И вещество, за счет перечисленных своих качеств, сопротивляется такому влиянию, восстанавливает нарушенное и приводит систему в стабильное состояние.

Рассматриваемые функции живых организмов в биосфере касались двух этапов преобразования органического вещества в неорганическое и наоборот.

На этих этапах свою роль играют растения, как продуценты, и бактерии, грибы и микроорганизмы, как редуценты.

Какова же роль консументов или потребителей, основными видами которых являются животные?

Животные

Самый насыщенный, с точки зрения количества переходов от одного организма к другому, является этап между тем, как растения произвели кислород и заканчивается тем, когда погибший организм попал «на стол» разрушителей.

Пища, богатая химическими элементами и энергией, начинает свое «путешествие по желудкам» потребителей со второго этапа трофической цепи. Животные поедают растения, их ткань и соки. Они называются фитофагами.

К ним относят также фитонематодов. Это насекомые и моллюски, также питающиеся растительной пищей. Растительной пищи фитофаги усваивают немного, но этого хватает для роста и развития их организмов, а также для продолжения рода.

На этом этапе часть энергии, выработанной ранее растениями и поглощенной фитофагами, теряется. Фитофагами питаются зоофаги. Это третий уровень пищевой цепи. К зоофагам относят хищников и паразитов.

Этот этап передачи энергии и миграции органического вещества очень многослоен. Хищники есть на каждой его ступеньке или разряде. Хищник, которого никто не может съесть в живом виде, стоит на верхней ступени пищевой цепи.

Количество потребляемой энергии от ступени к ступени расходуется весьма незначительно.

Следующий уровень использует не более 1% энергии предыдущего. С гибелью фитофагов и зоофагов, их тела попадают к сапрофагам и бактериям. Сапрофаги – это те же разрушители, редуценты или могильщики.

На их «столе» завершает свое путешествие органическое вещество. Круг замкнулся. В процессе этого круговорота количество вещества или химических элементов осталось прежнее. Каким оно и было миллионы лет назад. Израсходовано только энергия.

Считается, что роль животных в биосфере в том, что они способствуют перемещению химических веществ, участвуют в их распределении и в обмене энергией. Но их роль представляется несколько шире.

Как живая самоорганизующаяся система биосфера стремиться к равновесию и поддержанию своего внутреннего баланса. Масса ее живого вещества должна поддерживаться в определенном объеме и эту функцию выполняют животные.

Примером могут быть те биосистемы, где животный мир исчез или на грани того. Объем вещества в результате падает, что неукоснительно приводит к разрушению баланса и гибели системы.

— Биосфера – лик планеты

Источник: http://ecology-of.ru/eko-razdel/zhivoe-veshchestvo-i-zhivotnye-v-biosfere/

Понравилась статья? Поделить с друзьями: