Функции живого вещества в биосфере
Одним из центральных звеньев концепции биосферы является учение о живом веществе [8, с. 167]. Исследуя процессы миграции атомов в биосфере, В.И. Вернадский подошел к вопросу о генезисе (происхождение, возникновение) химических элементов в земной коре, а после этого и к необходимости объяснить устойчивость соединений, из которых состоят организмы.
Какие же характерные особенности присущи живому веществу? Прежде всего, это огромная свободная энергия. В процессе эволюции видов биогенная миграция атомов, т. е. энергия живого вещества биосферы, увеличилась во много раз и продолжает расти, ибо живое вещество перерабатывает энергию солнечных излучений, атомную энергию радиоактивного распада и космическую энергию рассеянных элементов, приходящих из нашей Галактики. Живому веществу присуща также высокая скорость протекания химических реакций по сравнению с веществом неживым, где похожие процессы идут в тысячи и миллионы раз медленнее.
К примеру, некоторые гусеницы в сутки могут переработать пищи в 200 раз больше, чем весят сами, а одна синица за день съедает столько гусениц, сколько весит сама.
Для живого вещества характерно то, что слагающие его химические соединения, главнейшими из которых являются белки, устойчивы только в живых организмах. После завершения процесса жизнедеятельности исходные живые органические вещества разлагаются до химических составных частей.
|
|
|
Живое вещество существует на планете в форме непрерывного чередования поколений, благодаря чему вновь образовавшееся генетически связано с живым веществом прошлых эпох. Это главная структурная единица биосферы, определяющая все другие процессы поверхности земной коры. Генетическая информация любого организма зашифрована в каждой его клетке.
В. И. Вернадский в 1937 г. ввел в науку понятие кларки концентраций (Кк). Под Кк он понимал отношение среднего содержания элемента в данной системе к его среднему содержанию в земной коре. А. И. Перельман предложил Кк в живых организмах назвать биофильностью (химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходя в абиотическую среду, затем через какое-то время снова попадают в живой организм и т.д.). Биофильность химических элементов колеблется в очень широких пределах. Так, для С биофильность составляет 780, для N - 160, для Н – 70, О – 1,5, Cl – 1,1. У остальных элементов биофильность меньше единицы. Наименьшая биофильность у Al, Fe, Ti.
Живое вещество избирательно поглощает и накапливает некоторые химические элементы. Поэтому очень важно изучить состав минеральной части живого вещества, т. е. состав золы. Эта способность живого вещества характеризуется коэффициентом биологического поглощения. Коэффициент биологического поглощения (КБП) – это эмпирический показатель, характеризующий интенсивность биологического поглощения элементов. Вычисляется он по формуле: Ах = Jx/nx, где Ах – КБП; Jx – содержание элемента х в золе растения; n – содержание элемента х в породе или в почве, кларк литосферы. По величине этого коэффициента построены ряды биологического поглощения для главных химических элементов. Получилось пять групп элементов, характеризующихся различной интенсивностью использования живыми организмами: от энергетического накопления до очень слабого захвата (табл. 6).
|
|
|
Таблица 6
Ряды биологического поглощения (по А.И. Перельману)
| Элементы
| Интенсивность накопления | Коэффициент биологического поглощения. | ||||||
| 100 n | 10 n | 1 n | 0,1 n | (0,1-0,01)n | ||||
| Биологического накопления | энергичного | P, S, Cl, Br, J | ||||||
| сильного | Ca, Na, Sr, Zn | K, Mg, B, Se | ||||||
| Биологического захвата | слабого накопления и среднего захвата | Mn, F, Ba, Ni, Cu, Ga, Co, Pb, Sn, As, Mo, Hg, Ag, Ra
| ||||||
| слабого и очень слабого захвата | Si, Al, Fe, Ti, Zr, Rb, V, Cr, Li, Y, Nb, Th, Se, Be, Cs, Ta, U, W, Sb, Cd | |||||||
В. И. Вернадский выделил функции живого вещества: газовую, кислородную, окислительную, кальциевую, восстановительную, концентрационную. В настоящее время названия этих функций несколько изменены, некоторые из них объединены. Остановимся на пяти основных функциях – энергетической, газовой, концентрационной, окислительно-восстановительной, деструкционной.
Выделите из представленных функций характерные черты окислительно-восстановительной функции.
Окислительно-восстановительная функция…
[1] обусловливает процессы, связанные с разложением организмов после их смерти, вследствие которой происходит минерализация органического вещества;
[2] проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды.
[3] заключается в химическом превращении в основном веществ, содержащих атомы с переменной степенью окисления. В результате происходит превращение большинства химических соединений;
[4] обусловливает миграцию газов и их превращение, обеспечивает газовый состав биосферы;
[5] осуществляет связь биосферно-планетарных явлений с космическим излучением, преимущественно с солнечной радиацией.
Вариант 4
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 365; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!