Живое вещество по Вернадскому

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности

Вернадский  определил живое вещество как  «совокупность организмов, выраженную в единицах массы и энергии».  Живое вещество играет наиболее важную роль по сравнению с другими веществами биосферы, и выполняет рад важнейших функций.

По Вернадскому  таких функций девять: газовая, кислородная, окислительная, кальциевая, восстановительная, концентрационная, функция разрушения органических соединений, функция восстановительного разложения, функция метаболизма и дыхания организмов.  

В настоящее  время название этих функций несколько  изменено, некоторые из них объединены. Мы приводим их в соответствии с  классификацией А. В. Лапо (1987).

1. Энергетическая. Связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей ее по цепям питания, рассеиванием. Эта функция - одна из важнейших

Энергетическая  функция живого вещества нашла отражение  в двух биогеохимических принципах, сформулированных В.И.Вернадским. В соответствии с первым из них геохимическая биогенная энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению. Второй принцип гласит, что в процессе эволюции выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают геохимическую энергию.

2. Газовая - способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.Газовые функции заключаются в участии живых организмов в миграции газов и их

превращениях. В  зависимости от того, о каких газах  идет речь, выделяется

несколько газовых  функций.

1.                      Кислородно-диоксидуглеродная –  создание основной

массы свободного кислорода на планете. Носителем  данной функции является

каждый зеленый  организм. Выделение кислорода идет только при солнечном свете,

ночью этот фотохимический процесс сменяется выделением зелеными растениями

углекислого газа.

2.                      Диоксидуглеродная, не зависимая  от кислородной –

образование биогенной  угольной кислоты как следствие  дыхания животных, грибов

и бактерий. Значение функции возрастает в области  подземной тропосферы, не

имеющей кислорода.

3.                      Озонная и пероксидводородная  – образование озона (и,

возможно, пероксида  водорода). Биогенный кислород, переходя в озон,

предохраняет  жизнь от разрушительного действия радиации Солнца. Выполнение

этой функции  вызвало образование защитного  озонового экрана.

4.                      Азотная – создание основной  массы свободного азота

тропосферы за счет выделения его азотовыделяющими бактериями при разложении

органического вещества. Реакция происходит в условиях как суши,  так и

океана.

5.                      Углеводородная – осуществление  превращений многих

биогенных газов, роль которых в биосфере огромна. К их числу относятся,

например, природный  газ, терпены, содержащиеся в эфирных  маслах, скипидаре и

обусловливающие аромат цветов, запах хвойных.

Вследствие выполнения живым веществом газовых биогеохимических функций в

течение геологического развития Земли сложились современный  химический состав

атмосферы с  уникально высоким содержанием  кислорода и низким содержанием

углекислого газа, а также умеренные температурные  условия.

Следует отметить, что, в соответствии с гипотезой  О.Г.Сорохтина, не весь

кислород атмосферы  имеет биогенное происхождение, 30% его поступило в

воздушный бассейн  в результате дегазации недр 

3. Окислительно-восстановительная. Связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов как окисления, благодаря обогащению среды кислородом, так и восстановления прежде всего в тех случаях, когда идет разложение органических веществ при дефиците кислорода. Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном море). Данный процесс в связи с деятельностью человека прогрессирует.

4. Концентрационная - способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков (по марганцу, например, в теле отдельных организмов - в миллионы раз). Результат концентрационной деятельности - залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т. п. Эту функцию живого вещества всесторонне изучает наука биоминералогия. Организмы-концентраторы используются для решения конкретных прикладных вопросов, например для обогащения руд интересующими человека химическими элементами или соединениями.

5. Деструктивная - разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни - грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).

6. Транспортная - перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных. С транспортной функцией в значительной мере связана концентрационная роль сообществ организмов, например, в местах их скопления (птичьи базары и другие колониальные поселения).

7. Средообразующая. Эта функция является в значительной мере интегративной (результат совместного действия других функций). С ней в конечном счете связано преобразование физико-химических параметров среды. Эту функцию можно рассматривать в широком и более узком планах.

В широком понимании  результатом данной функции является вся природная среда. Она создана  живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии ее параметры практически во всех геосферах.

В более узком  плане средообразующая функция  живого вещества проявляется, например, в образовании почв. В. И. Вернадский, как отмечалось выше, почву называл биокосным телом, подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании и существовании. Роль живых организмов в образовании почв убедительно показал Ч. Дарвин в работе «Образование растительного слоя земли деятельностью дождевых червей». Известный ученый В. В. Докучаев назвал почву «зеркалом ландшафта», подчеркивая тем самым, что она продукт основного ландшафтообразующего элемента - биоценозов и, прежде всего, растительного покрова.

Локальная средообразующая  деятельность живых организмов и  особенно их сообществ проявляется  также в трансформации ими  метеорологических параметров среды. Это прежде всего относится к сообществам с большой массой органического вещества (биомассой). Например, в лесных сообществах микроклимат существенно отличается от открытых (полевых) пространств. Здесь меньше суточные и годовые колебания температур, выше влажность воздуха, ниже содержание углекислоты в атмосфере на уровне полога, насыщенного листьями (результат фотосинтеза), и повышенное ее количество в припочвенном слое (следствие интенсивно идущих процессов разложения органического вещества на почве и в верхних горизонтах почвы).

8. Наряду с  концентрационной функцией живого  вещества выделяется противоположная ей по результатам - рассеивающая. Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов при разного рода перемещениях в пространстве, смене покровов. Железо гемоглобина крови рассеивается, например, кровососущими насекомыми и т. п.

Важна также информационная функция живого вещества, выражающаяся в том, что живые организмы и их сообщества накапливают определенную информацию, закрепляют ее в наследственных структурах и затем передают последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.

В обобщающем виде роль живого вещества сформулирована геохимиком А. Н. Перельманом в виде «Закона биогенной миграции атомов» (В. И. Вернадского): «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом...» В соответствии с этим законом понимание процессов, протекающих в биосфере, невозможно без учета биотических и биогенных факторов. Воздействуя на живое население Земли, люди тем самым изменяют условия миграции атомов, а следовательно, воздействуют на основополагающие геологические процессы.