Biyosferdeki canlı maddenin işlevleri. Canlı madde, özellikleri

Gezegenimizde meydana gelen süreçleri açıklamak bilim adamlarının yüzlerce yılını aldı. Bilgi yavaş yavaş birikti, teorik ve gerçek materyal büyüdü. Bugün insanlar birçok şey için bir açıklama bulmayı başarıyorlar doğal olaylar, onların seyrine müdahale edin, değiştirin veya yönlendirin.

Yaşayan dünyanın doğanın tüm mekanizmalarında nasıl bir rol oynadığı da hemen belli olmadı. Ancak Rus filozof biyojeokimyacı V.I. Vernadsky, temel haline gelen ve bugüne kadar da öyle kalan bir teori yaratmayı başardı. Tüm gezegenimizin ne olduğunu, içindeki tüm katılımcılar arasındaki ilişkilerin neler olduğunu açıklayan odur. Ve en önemlisi, canlıların Dünya gezegenindeki rolü hakkındaki soruyu yanıtlayan da bu teoridir. Buna Dünya teorisi deniyordu.

Biyosfer ve yapısı

Bilim adamı, biyosferi yakın temas halinde olan canlı ve cansız şeylerin tüm alanı olarak adlandırmayı önerdi ve sonuç olarak, ortak faaliyetler doğanın belirli jeokimyasal bileşenlerinin oluşumunu teşvik eder.

Yani biyosfer, Dünyanın aşağıdaki yapısal kısımlarını içerir:

• atmosferin alt kısmından ozon tabakasına;
• tüm hidrosfer;
• litosferin üst seviyesi - toprak ve alt katmanlar, yeraltı suyu dahil.

Yani, bunların hepsi canlı organizmaların yaşayabileceği alanlardır. Hepsi de biyosferin canlı maddesi olarak adlandırılan toplam biyokütleyi temsil ediyor. Bu, insanların yanı sıra doğanın tüm krallıklarının temsilcilerini de içerir. Canlı maddenin özellikleri ve işlevleri, biyosferin bir bütün olarak karakterize edilmesinde belirleyicidir, çünkü onun ana bileşeni kesinlikle budur.

Ancak, canlıların yanı sıra, ele aldığımız Dünya'nın kabuğunu oluşturan başka türde maddeler de vardır. Bunlar şöyle:

• biyojenik;
• inert;
• biyoinert;
• radyoaktif;
• kozmik;
• Serbest atomlar ve elementler.

Bu tür bileşikler hep birlikte biyokütlenin ortamını ve yaşam koşullarını oluşturur. Aynı zamanda, doğa krallıklarının temsilcilerinin kendileri de listelenen maddelerin birçok türünün oluşumu üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Genel olarak biyosferin belirlenen tüm bileşenleri, doğayı oluşturan elementlerin toplam kütlesidir. Yakın etkileşimlere giren, enerji ve madde dolaşımını gerçekleştiren, birçok bileşiği biriktirip işleyen kişilerdir. Temel birim canlı maddedir. Canlı maddenin işlevleri farklıdır ancak hepsi gezegenin doğal durumunu korumak için çok önemli ve gereklidir.

Biyosfer doktrininin kurucusu

"Biyosfer" kavramını yaratan, geliştiren, yapılandıran ve tam olarak ortaya koyan, olağanüstü düşünceye, gerçekleri ve verileri analiz etme, karşılaştırma ve mantıklı sonuçlar çıkarma yeteneğine sahipti. V.I. Vernadsky zamanında böyle bir insan oldu. Harika adam natüralist, akademisyen ve bilim adamı, birçok ekolün kurucusu. Eserleri bugüne kadar tüm teorilerin üzerine inşa edildiği temel temel haline geldi.

Tüm biyojeokimyanın yaratıcısıdır. Onun değeri, Rusya'nın (daha sonra SSCB) maden kaynakları tabanının yaratılmasıdır. Öğrencileri Rusya ve Ukrayna'dan geleceğin ünlü bilim adamlarıydı.

Vernadsky'nin sistemdeki insanların baskın konumuna ilişkin tahminleri organik dünya ve biyosferin noosfere dönüşmesinin gerçekleşmesi için her türlü neden var.

Yaşayan madde. Biyosferdeki canlı maddenin işlevleri

Yukarıda da belirttiğimiz gibi, söz konusu canlı madde, doğanın tüm krallıklarına ait organizmaların tamamıdır. İnsanlar herkes arasında özel bir konuma sahiptir. Bunun nedenleri şunlardı:

• üreten değil tüketici konumu;
• zihin ve bilincin gelişimi.

Diğer tüm temsilciler canlı maddelerdir. Canlı maddenin işlevleri Vernadsky tarafından geliştirilmiş ve belirtilmiştir. Organizmalara aşağıdaki rolü verdi:

1. Redoks.
2. Yıkıcı.
3. Taşıma.
4. Çevre oluşturan.
5. Gaz.
6. Enerji.
7. Bilgilendirici.
8. Konsantrasyon.

Biyosferdeki canlı maddenin en temel işlevleri gaz, enerji ve redokstur. Ancak geri kalanlar da önemlidir, karmaşık süreçler Gezegenin canlı kabuğunun tüm parçaları ve unsurları arasındaki etkileşimler.

Tam olarak ne anlama geldiğini ve özün ne olduğunu anlamak için işlevlerin her birine daha ayrıntılı olarak bakalım.

Canlı maddenin redoks fonksiyonu

Her canlı organizmada maddelerin sayısız biyokimyasal dönüşümüyle kendini gösterir. Sonuçta bakterilerden büyük memelilere kadar her şeyde her saniye reaksiyon meydana gelir. Bunun sonucunda bazı maddeler diğerlerine dönüşür, bazıları da kendilerini oluşturan parçalara ayrışır.

Biyosfer için bu tür süreçlerin sonucu besinlerin oluşumudur. Örnek olarak hangi bağlantılar verilebilir?

1. Karbonat kayaları (tebeşir, mermer, kireçtaşı), yumuşakçaların ve diğer birçok deniz ve kara sakininin hayati aktivitesinin bir ürünüdür.
2. Silikon kaya birikintileri, okyanus tabanındaki hayvanların kabuklarında ve kabuklarında meydana gelen asırlardır süren reaksiyonların sonucudur.
3. Kömür ve turba bitkilerde meydana gelen biyokimyasal dönüşümlerin sonucudur.
4. Petrol ve diğerleri.

Dolayısıyla kimyasal reaksiyonlar, insana ve doğaya faydalı birçok maddenin oluşmasının temelini oluşturur. Bu, biyosferdeki canlı maddenin işlevidir.

Konsantrasyon işlevi

Bir maddenin bu rolü kavramını ortaya çıkarmaktan bahsedersek, onun bir öncekiyle yakın ilişkisine dikkat çekmeliyiz. Basitçe söylemek gerekirse, canlı maddenin konsantrasyon işlevi, belirli elementlerin, atomların ve bileşiklerin vücutta birikmesidir. Bunun sonucunda yukarıda sayılan kayaların, minerallerin ve minerallerin oluşumu meydana gelir.

Her canlı, bazı bileşikleri kendi bünyesinde biriktirme yeteneğine sahiptir. Ancak bunun şiddeti herkes için farklıdır. Mesela herkes karbon depoluyor. Ancak her organizma, demir bakterileri gibi demirin yaklaşık %20'sini konsantre edemez.

Canlı maddenin bu işlevini açıkça gösteren daha birçok örnek verilebilir.

1. Diatomlar, radyolaryanlar - silikon.
2. - manganez.
3. Lobelia şişmiş bitki - krom.
4. Solyanka bitkisi - bor.

Elementlere ek olarak, canlıların birçok temsilcisi ölümden sonra bütün madde komplekslerini oluşturma yeteneğine sahiptir.

Bir maddenin gaz fonksiyonu

Bu rol ana rollerden biridir. Sonuçta gaz değişimi tüm canlılar için yaşamı oluşturan bir süreçtir. Bir bütün olarak biyosferden bahsedecek olursak, canlı maddenin gaz işlevi, karbondioksiti yakalayıp yeterli miktarda oksijen salan bitkilerin faaliyeti ile başlar.

Ne için yeterli? Kendileri üretemeyen tüm canlıların yaşamı için. Ve bunların hepsi hayvanlar, mantarlar ve çoğu bakteri. Hayvanların gaz fonksiyonundan bahsedecek olursak bu, solunum sırasında oksijen tüketmek ve karbondioksitin çevreye salınmasından ibarettir.

Bu, yaşamın temelini oluşturan genel bir döngü yaratır. Bilim adamları, binlerce yıldır bitkilerin ve diğer canlıların gezegenin atmosferini tamamen modernleştirip ihtiyaçlarına göre uyarlayabildiklerini kanıtladılar. Aşağıdakiler oldu:

• oksijen konsantrasyonu yaşam için yeterli hale geldi;
• tüm canlıları zararlı kozmik ve ultraviyole radyasyondan koruyan;
• havanın bileşimi çoğu canlı için ihtiyaç duyulan şey haline geldi.

Bu nedenle biyosferdeki canlı maddenin gaz fonksiyonunun en önemlilerinden biri olduğu düşünülmektedir.

Taşıma işlevi

Organizmaların farklı bölgelere çoğalmasını ve dağılmasını ifade eder. Canlıların dağılımını ve taşınmasını düzenleyen belirli ekolojik yasalar vardır. Onlara göre her birey kendi yaşam alanını işgal eder. Yeni bölgelerin yerleşmesine ve gelişmesine yol açan rekabetçi ilişkiler de vardır.

Dolayısıyla biyosferdeki canlı maddenin işlevleri üreme ve yerleşme ve ardından yeni özelliklerin oluşmasıdır.

Yıkıcı rol

Bu, biyosferdeki canlıların karakteristik özelliği olan bir diğer önemli işlevdir. Öldükten sonra basit maddelere ayrışma, yani yaşam döngüsünü durdurma yeteneğinde yatmaktadır. Vücut yaşarken, içinde karmaşık moleküller aktiftir. Ölüm gerçekleştiğinde, yıkım ve basit bileşenlere parçalanma süreçleri başlar.

Bu, detritivorlar veya ayrıştırıcılar adı verilen özel bir canlı grubu tarafından gerçekleştirilir. Bunlar şunları içerir:

• bazı solucanlar;
• bakteriler;
• mantarlar;
• protozoa ve diğerleri.

Çevre oluşturma işlevi

Çevrenin oluşumunu belirtmeseydik canlıların temel işlevleri eksik kalırdı. Bu ne anlama geliyor? Canlıların evrim sürecinde kendilerine bir atmosfer yarattıklarını daha önce belirtmiştik. Aynısını çevre konusunda da yaptılar.

Toprağı gevşeterek ve mineral bileşiklerle ve organik maddeyle doyurarak, kendileri için yaşama uygun verimli bir katman olan toprak yarattılar. Aynı şey okyanus ve denizlerdeki suyun kimyasal bileşimi için de söylenebilir. Yani canlılar bağımsız olarak kendilerine yaşam ortamları oluştururlar. Biyosferdeki çevre oluşturma işlevlerinin ortaya çıktığı yer burasıdır.

Canlı maddenin bilgilendirici rolü

Bu rol, özellikle canlı organizmalar için tipiktir ve ne kadar gelişmişse, bilgi taşıyıcısı ve işlemcisi olarak oynadığı rol de o kadar büyük olur. Tek bir cansız nesne bile hatırlama, bilinçaltına “kaydetme” ve sonrasında herhangi bir bilgiyi yeniden üretme yeteneğine sahip değildir. Bunu ancak canlılar yapabilir.

Bu sadece konuşma ve düşünme yeteneğiyle ilgili değil. Bilgi işlevi, belirli bilgi ve özellik kümelerinin miras yoluyla korunması ve aktarılması olgusunu ifade eder.

Enerji fonksiyonu

Enerji, canlı maddenin var olduğu en önemli güç kaynağıdır. Canlı maddenin işlevleri, her şeyden önce biyosferin enerjisini işleyebilme yeteneğinde kendini gösterir. farklı şekiller Güneş enerjisiyle başlayıp termal ve elektrikle bitiyor.

Hiç kimse Güneş'ten gelen radyasyonu bu şekilde biriktiremez ve değiştiremez. Buradaki ilk bağlantı elbette bitkilerdir. Emici olan onlar güneş ışığı doğrudan yeşilliklerin tüm yüzeyine yayılırlar ve ardından onu hayvanların kullanabileceği kimyasal bağların enerjisine dönüştürürler. İkincisi onu farklı biçimlere çevirir:

• termal;
• elektrik;
• mekanik ve diğerleri.

Biyosfer teriminin tanımı.

Biyosfer (eski Yunanca βιος - yaşam ve σφαῖρα - küre, top), etkileri altında ve yaşamsal faaliyetlerinin ürünleri tarafından işgal edilen canlı organizmalar tarafından doldurulan Dünya'nın kabuğudur; “hayat filmi”; Dünyanın küresel ekosistemi.

Biyosfer, Dünya'nın canlı organizmalar tarafından doldurulan ve onlar tarafından dönüştürülen kabuğudur. Biyosfer, gezegenimizde ilk organizmaların ortaya çıkmaya başladığı en geç 3,8 milyar yıl önce oluşmaya başladı. Hidrosferin tamamına, litosferin üst kısmına ve atmosferin alt kısmına nüfuz eder, yani ekosferde yaşar. Biyosfer tüm canlı organizmaların toplamıdır. 3.000.000'den fazla bitki, hayvan, mantar ve bakteri türüne ev sahipliği yapmaktadır. İnsan aynı zamanda biyosferin bir parçasıdır, faaliyetleri birçok doğal süreci aşmaktadır ve V.I. Vernadsky'nin dediği gibi: "İnsan güçlü bir jeolojik güç haline gelir."

Fransız doğa bilimci Jean Baptiste Lamarck XIX'in başı V. ilk kez biyosfer kavramını, terimin kendisini bile tanıtmadan önerdi. "Biyosfer" terimi, 1875 yılında Avusturyalı jeolog ve paleontolog Eduard Suess tarafından önerildi.

Biyojeokimyacı ve filozof V.I. tarafından biyosferin bütünsel bir doktrini oluşturuldu. İlk kez, canlı organizmalara yalnızca şimdiki zamandaki değil geçmişteki faaliyetlerini de dikkate alarak Dünya gezegenindeki en önemli dönüştürücü güç rolünü atadı.

Daha geniş bir tanım daha var: Biyosfer - yaşamın kozmik bir beden üzerindeki dağılım alanı. Dünya dışındaki uzay nesnelerinde yaşamın varlığı hala bilinmemekle birlikte, biyosferin onlara daha gizli alanlara, örneğin litosferik boşluklara veya buzul altı okyanuslara kadar uzanabileceğine inanılmaktadır. Örneğin Jüpiter'in uydusu Europa'nın okyanusunda yaşamın var olma ihtimali üzerinde duruluyor.

Canlı madde kavramı.

Canlı madde, sistematik bağlılıklarına bakılmaksızın biyosferdeki canlı organizmaların tamamıdır. Terim V.I.

Bu kavramın biyojenik maddenin bir parçası olan "biyokütle" kavramıyla karıştırılmaması gerekir.

1 Canlı maddenin özellikleri

2 Canlı maddenin anlamı ve işlevleri

3 Ayrıca bakınız

4 Edebiyat

5 Not

Canlı maddenin özellikleri[wiki metnini düzenle]

Canlı maddenin bileşimi hem organik (kimyasal anlamda) hem de inorganik veya mineral maddeleri içerir. Vernadsky şunu yazdı: Yaşam fenomeninin karmaşık karbon bileşiklerinin - canlı proteinlerin - varlığıyla açıklanabileceği fikri, jeokimyanın ampirik gerçeklerinin bütünlüğü tarafından geri dönülemez bir şekilde çürütüldü... Canlı madde, tüm organizmaların bütünlüğüdür.

Canlı maddenin kütlesi nispeten küçüktür ve 2,4-3,6·1012 ton (kuru ağırlık olarak) olduğu tahmin edilmektedir ve Dünya'nın diğer kabuklarının kütlesinin 10−6'sından daha azdır. Ancak “gezegenimizdeki en güçlü jeokimyasal kuvvetlerden biri.”

Canlı madde, yaşamın var olabileceği yerde, yani atmosfer, litosfer ve hidrosferin kesişiminde gelişir. Varoluş için elverişsiz koşullar altında canlı madde, askıya alınmış bir canlanma durumuna girer.

Canlı maddenin özellikleri aşağıdaki gibidir:

Biyosferin canlı maddesi muazzam serbest enerjiyle karakterize edilir. İnorganik dünyada, serbest enerji miktarı açısından yalnızca kısa ömürlü, sertleşmemiş lav akışları canlı maddeyle karşılaştırılabilir.

Biyosferin canlı ve cansız maddeleri arasında kimyasal reaksiyonların hızında keskin bir fark gözlenir: Canlı maddede reaksiyonlar binlerce ve milyonlarca kat daha hızlı ilerler.

Canlı maddenin ayırt edici bir özelliği, onu oluşturan bireysel kimyasal bileşiklerin (proteinler, enzimler vb.) yalnızca canlı organizmalarda stabil olmasıdır (bu, büyük ölçüde canlı maddeyi oluşturan mineral bileşiklerin de özelliğidir) .

Canlı maddenin gönüllü hareketi, büyük ölçüde kendi kendini düzenleyen. V.I.Vernadsky, canlı maddenin iki spesifik hareket biçimini tanımladı: a) üreme yoluyla oluşturulan ve hem hayvan hem de bitki organizmalarında bulunan pasif; b) organizmaların yönlendirilmiş hareketi nedeniyle gerçekleştirilen aktif (hayvanlar ve daha az ölçüde bitkiler için tipiktir). Canlı maddenin ayrıca mümkün olan tüm alanı doldurma yönünde doğal bir arzusu vardır.

Canlı madde, cansız maddeye göre önemli ölçüde daha fazla morfolojik ve kimyasal çeşitlilik sergiler. Ayrıca, cansız abiojenik maddenin aksine, canlı madde yalnızca sıvı veya gaz fazında temsil edilmez. Organizmaların vücutları her üç faz halinde de inşa edilmiştir.

Canlı madde biyosferde dağınık cisimler - bireysel organizmalar şeklinde sunulur. Dahası, dağınık olduğundan, canlı madde Dünya'da hiçbir zaman morfolojik olarak saf bir biçimde - aynı türden organizma popülasyonları biçiminde bulunmaz: her zaman biyosinozlarla temsil edilir.

Canlı madde, modern canlı maddenin genetik olarak geçmiş çağların canlı maddesiyle ilişkili olması nedeniyle sürekli bir nesil değişimi şeklinde mevcuttur. Aynı zamanda, evrimsel bir sürecin varlığı canlı maddenin karakteristiğidir, yani canlı maddenin çoğalması önceki nesillerin mutlak kopyalanması yoluyla değil, morfolojik ve biyokimyasal değişiklikler yoluyla gerçekleşir.

Canlı maddenin anlamı ve işlevleri[wiki metnini düzenle]

Biyosferdeki canlı maddenin çalışmaları oldukça çeşitlidir. Vernadsky'ye göre biyosferdeki canlı maddenin işi iki ana biçimde kendini gösterebilir:

a) kimyasal (biyokimyasal) – I tipi jeolojik aktivite; b) mekanik – II tipi taşıma faaliyeti.

Birinci türden atomların biyojenik göçü, organizmaların vücudunu inşa etme ve yiyecekleri sindirme sürecinde organizmalar ve çevre arasındaki sürekli madde alışverişinde kendini gösterir. İkinci tür atomların biyojenik göçü, maddenin organizmalar tarafından yaşam aktiviteleri sırasında (oyukların, yuvaların inşası sırasında, organizmalar toprağa gömüldüğünde) hareketinden, canlı maddenin kendisinin hareketinden ve ayrıca canlı maddenin hareketinden oluşur. inorganik maddelerin yer yiyenlerin, silt yiyenlerin ve filtreyle beslenenlerin mide kanalından geçişi.

Canlı maddenin biyosferde yaptığı işi anlamak için V.I. Vernadsky'nin biyojeokimyasal prensipler dediği üç temel prensip çok önemlidir:

Atomların biyojenik göçü kimyasal elementler biyosferde her zaman maksimum tezahürü için çabalar.

Türlerin jeolojik zaman içindeki evrimi, biyosferde istikrarlı yaşam formlarının oluşmasına yol açarak, atomların biyojenik göçünü artıracak yönde ilerlemektedir.

Canlı madde, kendisini çevreleyen kozmik çevreyle sürekli kimyasal alışveriş halindedir ve gezegenimizde Güneş'in ışınım enerjisi tarafından yaratılıp sürdürülür.

Canlı maddenin işlevleri:

1. Enerji fonksiyonu

Emilim güneş enerjisi fotosentez sırasında ve enerjiye doymuş maddelerin ayrışması sırasında kimyasal enerji, besin zincirleri yoluyla enerji aktarımı.

Sonuç olarak biyosfer-gezegen olgusu ile kozmik radyasyon arasında bir bağlantı vardır. güneş radyasyonu. Biriken güneş enerjisi nedeniyle Dünya'daki tüm yaşam olayları meydana gelir. Vernadsky'nin yeşil klorofil organizmalarını biyosferin ana mekanizması olarak adlandırması boşuna değil.

Emilen enerji ekosistem içerisinde canlı organizmalar arasında yiyecek şeklinde dağıtılır. Enerjinin bir kısmı ısı şeklinde dağılır, bir kısmı da ölü organik maddede birikerek fosil haline dönüşür. Turba, kömür, petrol ve diğer yanıcı mineral yatakları bu şekilde oluşmuştur.

2. Yıkıcı işlev

Bu işlev, ayrışma, ölü organik maddenin mineralizasyonu, kayaların kimyasal ayrışması, ortaya çıkan minerallerin biyotik döngüye dahil edilmesinden oluşur; Canlı maddenin atıl maddeye dönüşmesine neden olur. Sonuç olarak biyosferin biyojenik ve biyoinert maddesi de oluşur.

Kayaların kimyasal ayrışmasından özel olarak söz edilmelidir. Vernadsky, "Dünyada, canlı maddeden daha güçlü bir madde kırıcımız yok" diye yazdı. Öncüler

Kayalardaki yaşamın (bakteriler, mavi-yeşil algler, mantarlar ve likenler) üzerinde etkisi vardır. kayalar bütün bir asit kompleksinin (karbonik, nitrik, sülfürik ve çeşitli organik) çözeltilerinin en güçlü kimyasal etkisi. Organizmalar, belirli mineralleri bunların yardımıyla ayrıştırarak, en önemli besin elementlerini (kalsiyum, potasyum, sodyum, fosfor, silikon ve mikro elementler) seçici olarak çıkarır ve biyotik döngüye dahil eder.

3. Konsantrasyon işlevi

Bu, organizmanın vücudunu inşa etmek için kullanılan belirli türdeki maddelerin veya metabolizma sırasında ondan uzaklaştırılan maddelerin yaşamı boyunca seçici birikiminin adıdır. Konsantrasyon fonksiyonunun bir sonucu olarak canlı organizmalar besinleri çıkarır ve biriktirir. çevre. Canlı maddenin bileşimine hafif elementlerin atomları hakimdir: hidrojen, karbon, nitrojen, oksijen, sodyum, magnezyum, silikon, kükürt, klor, potasyum, kalsiyum. Bu elementlerin canlı organizmaların vücudundaki konsantrasyonu dış ortama göre yüzlerce ve binlerce kat daha fazladır. Bu, biyosferin kimyasal bileşiminin heterojenliğini ve gezegenin cansız maddesinin bileşiminden önemli farkını açıklar. Bir maddenin canlı organizmasının konsantrasyon fonksiyonunun yanı sıra, sonuçlar açısından zıt fonksiyon da ayırt edilir - saçılma. Organizmaların trofik ve taşıma faaliyetleriyle kendini gösterir. Örneğin, organizmaların dışkı atması sırasında bir maddenin yayılması, organizmaların dışkı atması sırasında ölümü. çeşitli türler uzayda hareketler, örtülerin değişmesi. Kan hemoglobinindeki demir, örneğin kan emen böcekler yoluyla dağılır.

4. Çevre oluşturma işlevi

Organizmaların varlığı için uygun koşullarda hayati süreçlerin bir sonucu olarak çevrenin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin (litosfer, hidrosfer, atmosfer) dönüşümü. Bu işlev, yukarıda tartışılan canlı maddenin işlevlerinin ortak bir sonucudur: enerji işlevi, biyolojik döngünün tüm bağlantılarına enerji sağlar; yıkıcı ve konsantrasyon, doğal ortamdan ekstraksiyona ve dağınık, ancak canlı organizmalar için hayati önem taşıyan elementlerin birikmesine katkıda bulunur. Coğrafi kabukta çevre oluşturma işlevi sonucunda aşağıdakilerin meydana geldiğini belirtmek çok önemlidir: büyük olaylar: Birincil atmosferin gaz bileşimi değişti, birincil okyanus sularının kimyasal bileşimi değişti, litosferde bir tortul kaya tabakası oluştu ve kara yüzeyinde verimli bir toprak örtüsü ortaya çıktı. Vernadsky, canlı maddenin çevre oluşturma işlevini şöyle tanımladı: "Bir organizma, yalnızca kendisinin adapte olduğu değil, aynı zamanda ona adapte olduğu bir çevreyle ilgilenir."

Canlı maddenin dikkate alınan dört işlevi, temel belirleyici işlevlerdir. Canlı maddenin diğer bazı işlevleri de ayırt edilebilir; örneğin:

Gaz fonksiyonu, gazların göçünü ve dönüşümlerini belirler ve biyosferin gaz bileşimini sağlar. Dünyadaki gazların büyük çoğunluğu biyojenik kökenlidir. Canlı maddenin işleyiş sürecinde ana gazlar yaratılır: nitrojen, oksijen, karbondioksit, hidrojen sülfür, metan vb. Gaz fonksiyonunun, yıkıcı ve çevre oluşturucu olmak üzere iki temel fonksiyonun birleşimi olduğu açıkça görülmektedir. ;

Redoks fonksiyonu, esas olarak değişken derecede oksidasyona sahip atomlar içeren maddelerin (demir, manganez, nitrojen vb. bileşikleri) kimyasal dönüşümünden oluşur. Aynı zamanda, Dünya yüzeyinde biyojenik oksidasyon ve indirgeme süreçleri hakimdir. Tipik olarak, biyosferdeki canlı maddenin oksidatif işlevi, bakteriler ve bazı mantarlar tarafından topraktaki, hava kabuğundaki ve hidrosferdeki nispeten oksijen açısından zayıf bileşiklerin daha oksijen açısından zengin bileşiklere dönüştürülmesinde kendini gösterir. İndirgeme işlevi, doğrudan sülfatların oluşumu yoluyla veya çeşitli bakteriler tarafından üretilen biyojenik hidrojen sülfit yoluyla gerçekleştirilir. Burada da bu fonksiyonun, canlı maddenin çevre oluşturma fonksiyonunun tezahürlerinden biri olduğunu görüyoruz;

Taşıma işlevi, maddenin yerçekimine karşı ve yatay yönde aktarılmasıdır. Newton'un zamanından beri gezegenimizdeki madde akışının hareketinin yerçekimi kuvveti tarafından belirlendiği biliniyor. Cansız maddenin kendisi eğimli bir düzlem boyunca yalnızca yukarıdan aşağıya doğru hareket eder. Nehirler, buzullar, çığlar ve dağ eteğindeki taş yığınları ancak bu yönde hareket eder.

Canlı madde biyosferin tüm kimyasal süreçlerini kucaklar ve yeniden düzenler. Canlı madde, zamanla büyüyen en güçlü jeolojik güçtür. Biyosfer doktrininin büyük kurucusunun anısına saygı duruşunda bulunan A. I. Perelman, aşağıdaki genellemeye "Vernadsky yasası" adını vermeyi önerdi:

“Kimyasal elementlerin dünya yüzeyinde ve bir bütün olarak biyosferde göçü, ya canlı maddenin doğrudan katılımıyla (biyojenik göç) ya da jeokimyasal özellikleri (O2, CO2, H2S vb.) aynı olan bir ortamda meydana gelir. ağırlıklı olarak şu anda bu sistemde yaşayan ve jeolojik tarih boyunca Dünya üzerinde etkili olan canlı madde tarafından belirleniyor.”

Aktif hareket nedeniyle, canlı organizmalar çeşitli maddeleri veya atomları örneğin çeşitli göç türleri yoluyla yatay yönde hareket ettirebilir. Hareket veya göç, kimyasallar Vernadsky canlı maddeyi atomların veya maddenin biyojenik göçü olarak adlandırdı.

Canlı madde - gezegenimizde yaşayan canlı organizmalar.

Canlı maddenin kütlesi tüm biyosferin kütlesinin yalnızca %0,01'idir. Bununla birlikte biyosferin canlı maddesi onun en önemli bileşenidir.

Biyosferdeki en büyük yaşam yoğunluğu, dünyanın kabukları arasındaki temas sınırlarında gözlenir: atmosfer ve litosfer (kara yüzeyi), atmosfer ve hidrosfer (okyanus yüzeyi) ve özellikle üç kabuğun sınırlarında - atmosfer, hidrosfer ve litosfer (kıyı bölgeleri). Bunlar yaşamın en yoğun olduğu yerler V.I. Vernadsky bunlara "hayat filmleri" adını verdi. Bu yüzeylerden yukarı ve aşağı doğru canlı madde konsantrasyonu azalır.

Canlı maddenin temel benzersiz özellikleri şunları içerir:

1. Tüm boş alanı hızlı bir şekilde işgal etme (ustalaştırma) yeteneği. Bu özellik hem yoğun üreme hem de organizmaların vücut yüzeyini veya oluşturdukları toplulukları yoğun bir şekilde artırma yeteneği ile ilişkilidir.

2. Hareket sadece pasif değil aynı zamanda aktiftir. yani sadece yerçekiminin, yerçekimi kuvvetlerinin vb. etkisi altında değil, aynı zamanda suyun akışına, yerçekimine, hava akımlarına vb. karşı da.

3. Yaşam boyunca stabilite ve ölümden sonra hızlı ayrışma(madde döngülerine dahil olma). Kendi kendini düzenleme sayesinde canlı organizmalar, dış çevre koşullarındaki önemli değişikliklere rağmen sabit bir kimyasal bileşim ve iç çevre koşullarını koruyabilirler. Ölümden sonra bu yetenek kaybolur ve organik kalıntılar çok hızlı bir şekilde yok edilir. Ortaya çıkan organik ve inorganik maddeler döngülere dahil edilir.

4. Yüksek uyarlanabilir kapasite (adaptasyon)çeşitli koşullara ve buna bağlı olarak yaşamın tüm ortamlarının (su, kara-hava, toprak, organizma) değil, aynı zamanda fiziksel ve kimyasal parametreler açısından son derece zor koşulların (mikroorganizmaların doğada bulunduğu) gelişimi. kaplıcalar sıcaklığı 140 o C'ye kadar olan nükleer reaktörlerin sularında, oksijensiz bir ortamda).

5. Olağanüstü yüksek reaksiyon hızı. Bu, cansız maddeye göre birkaç kat daha büyüktür.

6. Canlı maddenin yüksek oranda yenilenmesi. Canlı maddenin yalnızca küçük bir kısmı (yüzde birin bir kısmı) organik kalıntılar şeklinde korunurken, geri kalanı sürekli olarak dolaşım süreçlerine dahil edilir.

Canlı maddenin listelenen özelliklerinin tümü, içindeki büyük enerji rezervlerinin konsantrasyonuyla belirlenir.

Canlı maddenin aşağıdaki ana jeokimyasal fonksiyonları ayırt edilir:

1. Enerji (biyokimyasal)- Güneş enerjisinin organik maddede bağlanması ve depolanması ve ardından organik maddenin tüketimi ve mineralizasyonu sırasında enerjinin yayılması. Bu işlev organizmaların beslenmesi, solunumu, üremesi ve diğer hayati süreçleriyle ilişkilidir.

2. Gaz- canlı organizmaların, yaşam alanlarının ve bir bütün olarak atmosferin belirli bir gaz bileşimini değiştirme ve sürdürme yeteneği. İLE gaz fonksiyonu Biyosferin gelişiminde iki dönüm noktasını (noktayı) birbirine bağlayın. Bunlardan ilki, atmosferdeki oksijen içeriğinin modern seviyelerin yaklaşık %1'ine ulaştığı zamanlara kadar uzanıyor. Bu, ilk aerobik organizmaların (yalnızca oksijen içeren bir ortamda yaşayabilen) ortaya çıkmasına yol açtı. Saniye dönüm noktası Oksijen konsantrasyonunun modern seviyelerin yaklaşık %10'una ulaştığı bir zamanla ilişkilidir. Bu, ozon sentezi ve atmosferin üst katmanlarında ozon tabakasının oluşması için koşullar yarattı ve bu da organizmaların karada koloni kurmasını mümkün kıldı.

3. Konsantrasyon- Canlı organizmalar tarafından çevreden “yakalanma” ve biyojenik kimyasal elementlerin atomlarının içlerinde birikmesi. Canlı maddenin konsantrasyon yeteneği, çevreye kıyasla organizmalardaki kimyasal elementlerin atomlarının içeriğini birkaç kat artırır. Canlı maddenin konsantrasyon aktivitesinin sonucu, yanıcı mineraller, kireçtaşları, cevher yatakları vb. birikintilerinin oluşmasıdır.

4. Oksidatif olarak-indirgeyici - canlı organizmaların katılımıyla çeşitli maddelerin oksidasyonu ve indirgenmesi. Canlı organizmaların etkisi altında, değişken değerlikli elementlerin (Fe, Mn, S, P, N, vb.) atomlarının yoğun göçü meydana gelir, yeni bileşikleri oluşturulur, sülfürler ve mineral kükürt biriktirilir ve hidrojen sülfür oluşur.

5. Yıkıcı- organizmalar ve onların yaşamsal faaliyetlerinin ürünleri tarafından hem organik madde kalıntılarının hem de inert maddelerin yok edilmesi. Bu bağlamda en önemli rol, ayrıştırıcılar (yıkıcılar) - saprofit mantarlar ve bakteriler tarafından oynanır.

6. Taşıma- organizmaların aktif hareketinin bir sonucu olarak madde ve enerjinin transferi.

7. Çevre oluşturan- çevrenin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin dönüşümü. Çevre oluşturma işlevinin sonucu tüm biyosfer, habitatlardan biri olan toprak ve daha fazla yerel yapıdır.

8. Saçılma- konsantrasyonun tersi bir işlev - maddelerin çevrede dağılması. Örneğin, organizmalar dışkı çıkardığında, deriyi değiştirdiğinde vb. bir maddenin dağılması.

9. Bilgi- Belirli bilgilerin canlı organizmalar tarafından birikmesi, kalıtsal yapılarda pekiştirilmesi ve sonraki nesillere aktarılması. Bu adaptasyon mekanizmalarının tezahürlerinden biridir.

10. Biyojeokimyasal insan aktivitesi- İnsanların ekonomik ve evsel ihtiyaçları için insan faaliyetinin bir sonucu olarak biyosfer maddelerinin dönüşümü ve hareketi. Örneğin, karbon yoğunlaştırıcıların kullanımı - petrol, kömür, gaz.

Dolayısıyla biyosfer, canlı madde ile çevre arasındaki madde alışverişi yoluyla enerjiyi yakalayan, biriktiren ve aktaran karmaşık bir dinamik sistemdir.

giriiş

Biyosfer, gelişimi sürekli güneş enerjisi akışıyla belirlenen dünyanın dış kabuğudur. Biyosferin karmaşık organizasyonu, canlı maddenin aktivitesiyle - her canlı türünün tüm bireylerinin bütünlüğü - ilişkilidir.

Canlı madde Dünya üzerinde nesillerin sürekli değişimi şeklinde var olur. Bu sayede modern canlı maddenin, tüm geçmiş jeolojik çağların canlı maddesiyle genetik olarak bağlantılı olduğu ortaya çıkıyor. Canlı madde, atıl maddeyle ilişkilidir - atmosfer (ozon ekranının seviyesine kadar), tamamen hidrosfer ve litosfer ile, esas olarak toprağın sınırları içinde, ancak sadece bunlarla değil.

Atmosfer, hidrosfer ve toprak, biyosferin canlı maddesini etkileyerek ona mineral beslenmesi, su ve hava sağlar. Örneğin bitki örtüsünün doğası toprağın nem derecesine bağlıdır.

Biyosferin canlı maddesi heterojendir ve üç tür trofik etkileşime sahiptir: ototrofi, heterotrofi, miksotropi. Trofik ekolojik etkileşimler inorganik (inert) maddenin organik maddeye dönüşmesine ve organik maddenin mineral maddeye ters şekilde yeniden yapılandırılmasına katkıda bulunur. Her krallığın, türün ve sınıfın temsilcileri, biyosfer düzeyindeki ekolojik etkileşimlerde işlevlerini yerine getirir.

Biyosferdeki kozmik radyasyon çeşitli enerji türlerine dönüştürülür. Enerjinin dönüşümü, gezegenin maddesi ile biyosferin canlı organizmaları arasındaki dolaşım sürecinde meydana gelir - maddelerin biyojeokimyasal döngüsü: büyük kimyasal element kütlelerinin hareketi, fotosentez sırasında biriken enerjinin yeniden dağıtımı, dönüşümü bilgi. Maddelerin biyojeokimyasal döngüsü, sınırlı miktarda madde ve sürekli güneş enerjisi akışıyla biyosferdeki yaşamın sürekliliğini sağlar, gezegenin yüzünü, insanlar da dahil olmak üzere canlıların fiziksel ve kimyasal yaşam alanını dönüştürür.

Doğa yönetimi - durumun objektif değerlendirmesi ve kullanımın optimizasyonu doğal kaynaklar ve çevre koşulları, bunların korunması ve çoğaltılması.

Canlı madde

V.I.'ye göre. Vernadsky'ye göre biyosferin maddesi şunlardan oluşur:

· Canlı madde- modern canlı organizmaların biyokütlesi;

· Besin- biyojenik kökenli turba, kömür, petrol ve gazın yanı sıra her türlü döküntü;

· Biyoinert madde- besinlerin biyojenik olmayan kökenli mineral kayalarla karışımları (toprak, silt, doğal sular, gaz ve petrol şist, katran kumları, tortul karbonatların bir kısmı);

· İnert madde - Organizmaların doğrudan biyojeokimyasal etkisinden etkilenmeyen kayalar, mineraller, çökeltiler.

Bu kavramın merkezinde, V.I. Vernadsky bunu yaşayan organizmaların bir koleksiyonu olarak tanımlıyor. Bitkilere ve hayvanlara ek olarak V.I. Vernadsky buraya, jeokimyasal süreçler üzerindeki etkisi diğer canlıların etkisinden farklı olan, öncelikle jeolojik zamanla artan yoğunluğu bakımından farklı olan insanlığı da içeriyor; ikincisi, insan faaliyetinin canlı maddenin geri kalanı üzerindeki etkisi.

Bu etki öncelikle çok sayıda yeni kültür bitkisi ve evcil hayvan türünün yaratılmasına yansıyor. Bu türler daha önce yoktu ve insan yardımı olmadan ya ölüyorlar ya da yabani türlere dönüşüyorlar. Bu nedenle Vernadsky, hayvan, bitki krallığı ve kültürel insanlığın ayrılmaz bağlantısındaki canlı maddenin jeokimyasal çalışmasını tek bir bütünün işi olarak görüyor.

V.I.'ye göre. Vernadsky, geçmişte canlı bedenleri ve onların yaşamsal faaliyetlerinin ürünlerini karakterize eden iki önemli faktöre önem vermiyorlardı:

· Pasteur'ün moleküllerin uzaysal yapısının simetrisizliği ile ilişkili optik olarak aktif bileşiklerin baskınlığını keşfetmesi, örneğin ayırt edici özellik yaşayan bedenler

· Canlı organizmaların biyosferin enerjisine katkısı ve cansız bedenler üzerindeki etkileri açıkça küçümseniyordu. Sonuçta, biyosfer sadece canlı maddeyi değil aynı zamanda V.I.'nin de belirttiği çeşitli cansız bedenleri de içeriyor. Vernadsky, atıl (atmosfer, kayalar, mineraller vb.) Ayrıca heterojen canlı ve atıl cisimlerden (toprak, yüzey suyu vb.) oluşan biyoinert cisimleri de adlandırır. Hacim ve ağırlık bakımından canlı madde, gezegenimizin görünümündeki değişikliklerle ilişkili olarak biyosferin önemsiz bir bölümünü oluştursa da.

Canlı madde biyosferin belirleyici bir bileşeni olduğundan, yalnızca biyosferin bütünleşik bir sistemi çerçevesinde var olabileceği ve gelişebileceği ileri sürülebilir. V.I. Vernadsky, canlı organizmaların biyosferin bir fonksiyonu olduğuna ve biyosferle maddi ve enerjisel olarak yakından bağlantılı olduğuna ve onu belirleyen devasa bir jeolojik güç olduğuna inanıyor.

Biyosferin varlığının ve içinde meydana gelen biyojeokimyasal süreçlerin ilk temeli, gezegenimizin astronomik konumu ve her şeyden önce Güneş'ten uzaklığı ve dünyanın ekseninin ekliptiğe veya düzlemine eğimidir. dünyanın yörüngesi. Dünyanın bu mekansal konumu esas olarak gezegendeki iklimi belirler ve ikincisi de buna göre belirler. yaşam döngüleriüzerinde bulunan tüm organizmalar. Güneş, biyosferdeki ana enerji kaynağıdır ve gezegenimizdeki tüm jeolojik, kimyasal ve biyolojik süreçlerin düzenleyicisidir. Bu rol, enerjinin korunumu ve dönüşümü yasasının yazarlarından biri olan ve yaşamın bir güneş ışınının yaratılması olduğunu belirten Julius Mayer (1814-1878) tarafından mecazi olarak ifade edilmiştir.

Canlı madde ile hareketsiz madde arasındaki belirleyici fark şudur:

· Canlı maddelerdeki değişim ve süreçler, hareketsiz cisimlere göre çok daha hızlı gerçekleşir. Bu nedenle, canlı maddedeki değişiklikleri karakterize etmek için tarihsel zaman kavramı ve hareketsiz cisimlerde - jeolojik zaman kavramı kullanılır. Karşılaştırma yapmak gerekirse, jeolojik zamanın bir saniyesinin yaklaşık yüz bin yıllık tarihsel zamana karşılık geldiğini belirtelim;

· Jeolojik zaman içerisinde canlı maddenin gücü ve biyosferin atıl maddesi üzerindeki etkisi artar. Bu etki, V.I. Vernadsky, kendisini öncelikle "atomların canlı maddeden biyosferin atıl maddesine ve geriye doğru sürekli biyojenik akışında" gösterir;

· Jeolojik zaman içerisinde organizmalarda niteliksel değişiklikler yalnızca canlı maddelerde meydana gelir. Bu değişikliklerin süreci ve mekanizmaları ilk kez Charles Darwin'in (1859) doğal seçilim yoluyla türlerin kökeni teorisinde açıklanmış;

· Canlılar çevredeki değişikliklere bağlı olarak değişir, ona uyum sağlar ve Darwin'in teorisine göre evrimin kaynağı bu değişikliklerin kademeli olarak birikmesidir.

V.I. Vernadsky, canlı maddenin, çevredeki değişikliklerden bağımsız olarak, jeolojik zamanın akışıyla birlikte ortaya çıkan değişikliklerle kendini gösteren kendi evrim sürecine de sahip olabileceğini öne sürüyor.

Düşüncesini doğrulamak için hayvanların merkezi sinir sisteminin sürekli büyümesine ve bunun biyosferdeki önemine ve ayrıca biyosferin özel organizasyonuna atıfta bulunuyor. Ona göre, basitleştirilmiş bir modelde bu organizasyon, biyosferdeki tek bir noktanın "biyosferde daha önce bulunduğu aynı yerde, aynı noktada son bulmayacağı" şekilde ifade edilebilir. İÇİNDE modern terimler bu olgu, herhangi bir evrim ve gelişme sürecinin doğasında olan değişikliklerin geri döndürülemezliği olarak tanımlanabilir.

Yeni organizma türlerinin ortaya çıkmasının eşlik ettiği sürekli evrim süreci, toprak, yer altı ve yer altı suları vb. gibi doğal biyoinert cisimler dahil olmak üzere tüm biyosferi bir bütün olarak etkiler. Bu, Devoniyen topraklarının ve nehirlerinin Üçüncül dönemden ve özellikle çağımızdan tamamen farklı olduğu gerçeğiyle doğrulanmaktadır. Böylece türlerin evrimi yavaş yavaş yayılarak tüm biyosfere yayılıyor.

Evrim ve yeni türlerin ortaya çıkışı, başlangıcının varlığını varsaydığından, doğal olarak şu soru ortaya çıkıyor: Yaşamın böyle bir başlangıcı var mı? Varsa, onu nerede aramalı - Dünya'da mı yoksa Uzayda mı? Canlılar cansızlardan meydana gelebilir mi?

Yüzyıllar boyunca pek çok dini şahsiyet, sanatçı, filozof ve bilim adamı bu sorular üzerinde düşündü. V.I. Vernadsky, farklı dönemlerin önde gelen düşünürlerinin ortaya koyduğu en ilginç bakış açılarını ayrıntılı olarak inceliyor ve bu soruların ikna edici bir cevabının olmadığı sonucuna varıyor. Kendisi de bir bilim insanı olarak, Dünya'nın eski jeolojik katmanlarında herhangi bir ara geçiş formunun varlığının izlerini tespit etmeye yönelik çok sayıda girişimin başarısız olduğunu savunurken, başlangıçta bu sorunları çözmek için ampirik bir yaklaşıma bağlı kaldı. Zaten 600 milyon yıl öncesine ait Prekambriyen katmanlarında bile bazı yaşam kalıntılarına rastlanmıştır. V.I.'ye göre bu olumsuz sonuçlar. Vernadsky, yaşamın madde ve enerji olarak Evrende sonsuza dek var olduğunu ve dolayısıyla bir başlangıcı olmadığını öne sürmeyi mümkün kılıyor. Ancak böyle bir varsayım, dünya katmanlarında henüz canlı madde izine rastlanmadığı gerçeğine dayanan ampirik bir genellemeden başka bir şey değildir. Bilimsel bir hipotez olabilmesi için diğer sonuçlarla tutarlı olması gerekir. bilimsel bilgi Daha geniş doğa bilimleri ve felsefe kavramları da dahil. Her durumda, canlı maddenin cansız maddeden ortaya çıktığı tezini savunan ve hatta şu anda hipotezin ve modelin kanıtını ortaya koyan doğa bilimcilerin ve filozofların görüşlerini dikkate almamak mümkün değildir. yaşamın kökeni.

Yaşamın abiojenik veya inorganik kökenine ilişkin varsayımlar, eski zamanlarda, örneğin küçük organizmaların inorganik maddeden ortaya çıkma olasılığını varsayan Aristoteles tarafından defalarca yapılmıştır. Deneysel doğa bilimlerinin ortaya çıkışı ve jeoloji, paleontoloji ve biyoloji gibi bilimlerin ortaya çıkışıyla birlikte bu bakış açısı ampirik gerçeklerle desteklenmediği için eleştirildi. 17. yüzyılın ikinci yarısında. Floransalı ünlü hekim ve doğa bilimci F. Redi'nin ortaya koyduğu prensip, tüm canlıların canlılardan türediğidir. Bu prensibin onaylanması, yaşamın abiojenik olarak ortaya çıkma ihtimalini kabul etmesine rağmen her hayvanın bir yumurtadan geldiğine inanan ünlü İngiliz fizyolog William Harvey'in (1578-1657) araştırmasıyla kolaylaştırılmıştır.

Daha sonra fizikokimyasal yöntemlerin biyolojik araştırmalara nüfuz etmesiyle birlikte, yaşamın abiogenik kökenine ilişkin hipotezler yeniden ve daha ısrarla ortaya atılmaya başlandı. Yukarıda, prebiyotik veya yaşamın ortaya çıkışının biyolojik öncesi aşamasının ortaya çıkmasının ön koşulu olarak kimyasal evrimden bahsetmiştik. V.I. bu sonuçları hesaba katmaktan kendini alamadı. Vernadsky ve dolayısıyla bu konulara ilişkin görüşleri değişmedi, ancak kesin olarak belirlenmiş gerçeklere dayanarak ne ilahi müdahaleye ne de yaşamın dünyevi kökenine izin vermedi. Yaşamın kökenini Dünya'nın ötesine aktardı ve aynı zamanda biyosferde ortaya çıkma olasılığını da kabul etti. belirli koşullar. Şöyle yazdı: “Redi ilkesi... biyosfer dışında abiogenezin imkansızlığını veya biyosferde (şimdi veya daha önce) bu organizasyon biçiminin bilimsel tanımında kabul edilmeyen fizikokimyasal olayların varlığını belirlerken göstermez. Dünyanın kabuğu.”

Bazı çelişkilere rağmen Vernadsky'nin biyosfer doktrini, yalnızca canlı doğayı değil, aynı zamanda onun insanlığın tarihsel faaliyetleriyle ayrılmaz bağlantısını da anlamada yeni ve büyük bir adımı temsil ediyor.

V.I. Vernadsky'nin muazzam değeri, canlı madde hakkındaki yeni fikir içeriğinin doğrulanmasıdır. Vernadsky canlı maddeyi "ağırlıklarına indirgenmiş organizmaların toplamı" olarak adlandırdı. kimyasal bileşim ve enerji." Kütlesindeki canlı madde, biyosferin önemsiz bir bölümünü temsil eder. Dünyanın tüm canlı maddesi yüzeyine eşit olarak dağılmışsa, gezegenimizi 2 cm kalınlığında bir tabaka ile kaplayacaktır. Ancak V.I. Vernadsky'ye göre, oluşumunda öncü işlevleri yerine getiren canlı maddedir. yer kabuğu.

Canlı maddenin bir dizi spesifik özelliği vardır:

1. Canlı madde muazzam serbest enerjiyle karakterize edilir.

2. Canlı maddelerde kimyasal reaksiyonlar, cansız maddelere göre binlerce (bazen milyonlarca) kat daha hızlı gerçekleşir. Bu nedenle, canlı maddedeki değişiklikleri karakterize etmek için tarihsel zaman kavramını, hareketsiz madde için ise jeolojik zaman kavramını kullanırlar.

3. Kimyasal bileşikler Canlı maddenin bir parçası olan (enzimler, proteinler vb.) yalnızca canlı organizmalarda stabildir.

4. Canlı madde, büyüme ve üreme nedeniyle pasif ve organizmaların yönlendirilmiş hareketi biçiminde aktif olan gönüllü hareketle karakterize edilir. Birincisi tüm canlı organizmaların bir özelliğidir, ikincisi ise hayvanların ve nadir durumlarda bitkilerin özelliğidir.

5. Canlı madde, cansız maddeye göre çok daha fazla kimyasal ve morfolojik çeşitlilikle karakterize edilir.

6. Dünyanın biyosferindeki canlı madde, dağınık cisimler (bireysel organizmalar) biçiminde bulunur. Canlı organizmaların boyutu ve kütlesi büyük ölçüde dalgalanır (109'dan büyük aralık).

7. Canlı madde yalnızca canlı maddeden doğar ve Dünya'da nesillerin sürekli değişimi şeklinde var olur.

Biyosferdeki canlı organizmalar çok dengesiz bir şekilde dağılmıştır. Hidrosfer ve litosferin yüksek rakımlarında ve derinliklerinde organizmalar oldukça nadirdir. Yaşam esas olarak dünyanın yüzeyinde, toprakta ve Dünya Okyanusunun yüzey katmanında yoğunlaşmıştır.

V.I. Vernadsky, canlı maddenin iki konsantrasyon biçimini tanımladı: geniş alanları kaplayan yaşam filmleri ve küçük alanlarla (örneğin bir gölet) temsil edilen yaşam konsantrasyonları. Biyosferin geri kalanı canlı maddenin seyrekleştiği bir bölgedir.

Okyanusta, faz arayüzünde bulunan planktonik ve dip olmak üzere iki yaşam filmi ayırt edilebilir. Planktonik, atmosfer ve hidrosferin sınırında, altta ise hidrosfer ve litosferin sınırında yer alır. Okyanustaki yaşam yoğunlukları üç türe ayrılır: kıyı, sargassum ve resif.

Karada da var çeşitli şekiller yaşamın konsantrasyonu. Karadaki yaşamın üst katmanı, atmosfer ve litosferin sınırında yer alan karasaldır. Altında yaşamın toprak tabakası var. karmaşık sistemçok sayıda bakteri, protozoa ve canlı organizmaların diğer temsilcilerinin yaşadığı yer.

Karadaki yaşam yoğunlukları kıyı, taşkın yatağı ve tropik formlarla temsil edilir.

Dünyadaki canlı organizmaların tür kompozisyonunun oranında önemli bir model gözlenmektedir. Bitkiler %21’ini oluşturur toplam sayı türler toplam biyokütlenin %99'unu oluşturur. Hayvanlar arasında türlerin %96'sı omurgasızlar, yalnızca %4'ü omurgalılar ve bunların yalnızca %10'u memelilerdir.

Bu nedenle, nispeten düşük bir evrimsel gelişim seviyesine sahip organizmalar, niceliksel olarak önemli ölçüde baskındır.

Canlı maddenin kütlesi, cansız maddenin kütlesiyle karşılaştırıldığında çok küçüktür ve biyosferin atıl maddesinin yalnızca %0,01-0,02'sine karşılık gelir. Aynı zamanda canlı maddeler jeokimyasal süreçlerde baskın rol oynamaktadır. Bitki ve hayvanların yaşamsal faaliyetleri sayesinde her yıl biyokütlenin yaklaşık %10'u yeniden üretilir. Biyosferdeki canlı madde şunları gerçekleştirir: önemli işlevler:

1. Enerji fonksiyonu - kemosentez sırasında güneş enerjisinin ve enerjinin emilmesi, enerjinin besin zinciri yoluyla daha fazla aktarılması.

2. Konsantrasyon işlevi – belirli kimyasalların seçici olarak birikmesi.

3. Çevre oluşturma işlevi – çevrenin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin dönüşümü.

4. Taşıma işlevi – maddelerin dikey ve yatay yönlerde taşınması.

5. Yıkıcı işlev – biyojen olmayan maddenin mineralizasyonu, cansız inorganik maddenin ayrışması.

Canlı organizmalar solunum, beslenme, metabolizma ve enerji süreçlerinde biyosferdeki kimyasal elementleri taşırlar.

Ana işlev Biyosfer, maddelerin atmosfer, toprak, hidrosfer ve canlı organizmalar arasındaki dolaşımında ifade edilen kimyasal elementlerin döngüsünü sağlamaktır.