Биокосное вещество и его роль в составе и биосфере Земли
Весь окружающий нас мир — материальный и духовный, живой и неживой — называется одним словом – Природа, мать всего сущего на Земле и вокруг неё. Важнейший элемент природного мира Земли – биосфера. В состав биосферы входят, во-первых, все живые организмы, начиная от простейших одноклеточных, бактерий и заканчивая такой сложной системой, как человек, а во-вторых, так называемое планетное вещество, образующееся при взаимодействии живых организмов и неживой природы.
Таким образом, биосфера состоит из:
- живого вещества (в обобщённом, собирательном значении);,
- биогенных веществ (результат жизнедеятельности организмов – это каменный уголь, газ, торф и т.д.);
- косного вещества (метеориты, прилетевшие из космоса, породы, выброшенные на поверхность при вулканических извержениях, материковые платформы и т.д.);
- биокосного вещества – продукта взаимовлияния живого вещества и косного (воздух, вода, почвы).
Биокосное вещество, согласно определению, — это биосферное вещество, которое является синтезом результатов работы живой материи и неживой природы. Например, навоз – это остаточный продукт, который производят животные в процессе потребления и переработки пищи. Человек добавляет его в почву в качестве удобрения. После сложных химических реакций навоз превращается в перегной. Меняется как состав почвы, так и её химическая формула.
Биокосное вещество биосферы – почва, горные породы, вода солёная и пресная, содержащаяся в естественных природных водоёмах.
Термин «биосфера» был впервые употреблён ещё в 18-м веке знаменитым французским ботаником Ламарком. А австрийский геолог Зюсс и российский учёный Вернадский посвятили не один год жизни изучению этой части земной оболочки. По их мнению, биосфера развивалась эволюционным путём, а её движущей силой Вернадский считал биохимическую энергию живого вещества, живой материи. И именно деятельность живых организмов создаёт и преобразует поверхностную оболочку Земли. Сами организмы, а также то, что они вырабатывают в течение своей жизни, становится значимым геологическим рычагом, способствующим разрушению горных пород на планете, круговороту веществ в природе, изменению водной и воздушной оболочки вокруг нашей планеты, т.е., по сути дела, развитию литосферы, её верхних слоёв. В этих процессах биокосное вещество играет одну из важнейших ролей. Ведь состояние почвы и природных вод зависит, во многом, от «работы» живой материи, а выветривание коры, геологические сдвиги – от косных процессов. Динамическое равновесие тех и других, их взаимодействие обеспечивает биосферу биогеохимической энергией.
Можно утверждать, что биокосное вещество имеет довольно сложную структуру. Его основа минерального происхождения, подвергшаяся, однако, сильнейшим изменениям со стороны живых организмов (состав почвы, воды, воздуха). Биокосного происхождения такие ископаемые, как сланцы, известняк, нефть, ил и др., являющиеся конечным продуктом распада и переработки бактериями умерших растений и животных. Таким образом, биокосное вещество рассматривается в качестве продукта синтеза живого и неживого в природе.
Биокосные вещества образуют в природе целые системы, взаимодействующие между собой. Их отличительная черта – взаимное проникновение живой, органической материи и неживой, косной. Когда в биокосных системах совершается круговорот, они не возвращаются в своём состоянии в исходную точку, а оказываются на новой, т.е. развиваются поступательно.
В свою очередь, биокосные системы Земли образуют единую экосистему. Виды и количество живых организмов внутри неё обусловлены как средой обитания, так и обменом веществ и выделяемой ими энергией. Такая единая экосистема – биосфера нашей планеты.
Источник
Биосфера
Биосфера (греч. bios — жизнь + sphaira — шар) — наружная оболочка Земли, населенная живыми организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Термин «биосфера» предложен австрийским геологом Э. Зюссом, учение о биосфере было создано и развито российским и советским ученым Вернадским Владимиром Ивановичем.
Биосфера — совокупность всех биогеоценозов, это открытая система, структура и свойства которой определяются деятельностью организмов в прошлом и настоящем. Биосферу можно рассматривать как часть лито-, гидро- и атмосферы, заселенную живыми существами.
Запомните, что наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред (к примеру, на границе литосферы и атмосферы).
Границы биосферы
Общая толщина биосферы приблизительно 17 км. Живые организмы проникают вглубь литосферы на расстояние до 6-7 км, заселяют всю толщу гидросферы (до самого дна мирового океана). В атмосфере живые организмы встречаются в нижней части — тропосфере, которую сверху ограничивает озоновый слой (часть стратосферы).
Выше «озонового экрана» существование жизни в привычном для нас виде невозможно, так как губительное УФ (ультрафиолетовое) излучение уничтожает все живое. Возникновению жизни в недрах Земли препятствует высокая температура, оказывающая разрушительное воздействие.
Вещество биосферы
Многокомпонентная сложная система биосферы включает несколько отдельных элементов. Вернадский В.И. создал учение, в соответствии с которым вещество биосферы состоит из:
- Живое вещество
Совокупность всех живых организмов на нашей планете. Именно Вернадский показал, что деятельность живых существ — важнейший фактор геологических изменений планеты.
Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.
Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.
Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.
К биокосному веществу относятся пресная и соленая вода, почва, воздух. Почва является верхним наиболее плодородным слоем литосферы Земли. Почва — уникальный продукт совместной деятельности живых организмов, то есть биологических и геологических процессов, протекающих в живой природе.
Функции живого вещества
Важнейший компонент биосферы — живое вещество, то есть — живые организмы. Их деятельность приводит к наиболее значительным геологическим изменениям в биосфере, они обеспечивают круговорот веществ — главное условие зарождения новой жизни.
Перечислим важнейшие функции живого вещества:
- Энергетическая
Живые организмы постоянно получают и преобразуют энергию. Растения преобразуют энергию солнечного света в энергию химических связей, а животные передают ее по цепочке. После смерти растений и животных энергия возвращается в круговорот благодаря бактериям и грибам — сапротрофам (греч. sapros – гнилой), разлагающим мертвое органическое вещество.
Деятельность живых организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы. В ходе дыхания животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а растения в ходе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бактерии хемотрофы также выделяют в атмосферу некоторые газы, полученные окислением сероводорода, азота.
Я никогда не перестану восхищаться этой функцией живого вещества. Вы только вдумайтесь: на одной и той же почве, рядом друг с другом, растут совершенно разные растения по форме, размеру и окраске плодов, цветков! Каждый раз задумываешься: как это возможно?
Это связано с тем, что каждое живое существо избирательно накапливает определенные химические элементы. К примеру, многие моллюски накапливают кальций, образуют известковый скелет — раковину. После их смерти раковины опускаются на дно, в результате чего создаются залежи полезных ископаемых — известняка (мела).
В результате жизнедеятельности мха сфагнума образуется полезное ископаемое — торф, а папоротниковидные образуют каменный уголь. Это концентрат углеродистых и кальциевых соединений в погибших растениях, которые тысячелетиями отмирали и образовали залежи ископаемых.
Живые организмы способны окислять и восстанавливать различные химические вещества. На реакциях окисления и восстановления основан метаболизм (обмен веществ) любого живого существа, подобные реакции протекают постоянно в ходе фотосинтеза, энергетического обмена.
Без разрушения «старой» жизни, невозможно возникновение «новой». После смерти живых существ их останки подвергаются разрушению, из них высвобождается энергия, накопленная в связях химических веществ. Непрерывный круговорот должен продолжаться всегда — это главное условие жизни.
Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.
При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.
Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.
Все атомы, которыми мы обладаем, которые стали частью наших рук, глаз, носа, языка — все эти атомы кому-то принадлежали до нас! За миллиарды лет существования Земли они успели побывать в мириадах растений, грибов и животных. То, что наши атомы сейчас с нами — великое чудо и немыслимая случайность.
Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство всего живого.
Ноосфера
Ноосфера (греч. noos — разум и sphaira — шар) — термин введенный русским ученым В.И. Вернадским. Ноосфера подразумевает взаимодействие природы и общества, при котором человек является главным определяющим фактором эволюции. Человек становится крупнейшей геологической силой.
Споры о том, можно ли считать современный этап развития цивилизации ноосферой остаются открытыми. Основная идея ноосферы — разумное, рациональное поведение человека, при котором он сосуществует в гармонии со всеми другими формами жизни.
К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: «Пока не потеряешь, не осознаешь ценность». Неужели растения должны исчезнуть с лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного величия может сильно пострадать.
Круговорот веществ
Углерод находится в природе в основном в составе углекислого газа, угольной кислоты и ее нерастворимых солей — карбоната кальция (из которого состоят раковины моллюсков). Отмирая, живые организмы образуют залежи полезных ископаемых: торф, древесину, каменный уголь, нефть. Известняк может надолго исключить углерод из круговорота веществ.
Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек «вернул их в строй» вместе с выхлопными газами.
Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности микроорганизмов, бактерий и водорослей.
Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).
В листьях в процессе биосинтеза азот преобразуется в белки. Травоядные животные поедают растения, таким образом, белок включается в их состав. После смерти животных белки разлагаются сапротрофами, которые выделяют аммиак, нитраты. Часть нитратов усваивается растениями, а часть восстанавливается бактериями до атмосферного азота — цикл замыкается.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Биокосное вещество и его роль в составе и биосфере Земли
Содержание статьи
- Биокосное вещество и его роль в составе и биосфере Земли
- Почему биосферу называют экосистемой
- Что входит в состав биосферы
Образование биокосного вещества
Биокосное вещество входит в состав биосферы. К таким веществам относятся: пресная и солёная вода естественных природных водоёмов, почва, горные породы и т.п. Биокосное тело имеет сложную структуру на минеральной основе и создается живыми организмами и косными процессами – живые организмы взаимодействуют с минеральной основой и преобразуют её. Живые организмы в биокосном веществе играют главную роль. Свойства почвы, горных пород, воды зависят от его деятельности.
Роль биокосного вещества в биосфере Земли
Биокосное вещество играет важную роль в процессе развития биосферы. В природе биокосные вещества составляют большие изменяющиеся равновесные системы, которые взаимодействуют между собой. Биокосные системы Земли – это естественно-исторические образования, появившиеся в определенной геохимической обстановке при участии живого вещества в процессе эволюции физико-географической оболочки. Все биокосные системы образуют единую экосистему Земли. Без почвы, коры выветривания, воды, природных илов жизнь на Земле немыслима.
Биокосные системы всегда изменяются – для них характерно поступательное развитие, они не возвращаются в прежнее состояние. В результате кругооборота в биосфере формируется окислительно-восстановительная зональность биокосных систем, способствующая жизнедеятельности живых организмов. Например, в верхних зонах озерных водоемов развивается фотосинтез, растения выделяют кислород, и формируется окислительная обстановка. В глубоких частях водоемов происходит разложение органического вещества, образуется углекислый газ, а в илах может сложиться восстановительная среда. Т.е. в биокосной системе гидросферы постоянно происходят различные физико-химические процессы. Вода без этих процессов на Земле – это абсолютно инертное тело, лишенное жизни. Вода, биокосная система гидросферы – обязательная часть существования всего живого, ведь она составляет 60% массы тела живых организмов суши.
Илы, образующиеся в воде, также очень важны для развития биосферы. Гнилые озерные илы используют в качестве удобрений, лечебных грязей, подкормки для домашних животных. Такие илы богаты органическими соединениями, среди которых есть белки, витамины и другие биологически активные вещества.
Почва насыщена живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности, мертвым органическим веществом. Она является резервуаром природных газов, способствует изменению их состава. В развитии биосферы почвы обеспечивают существование биогеоценоза, участвуют в регулировании состава природных вод и почвенного воздуха, переводят загрязняющие вещества в недоступные для живых организмов формы. Соединения, образующие в почве, не позволяют выпускать ядовитые газы в атмосферу.
Источник