ما هي المادة الحية في تعريف علم الأحياء. النوع ومعاييره وخصائصه البيئية

المادة الحية - الكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا.

تبلغ كتلة المادة الحية 0.01٪ فقط من كتلة المحيط الحيوي بأكمله. ومع ذلك، المادة الحيةالمحيط الحيوي هو مكونه الرئيسي.

لوحظ أكبر تركيز للحياة في المحيط الحيوي عند حدود التلامس قذائف أرضية: الغلاف الجوي والغلاف الصخري (سطح الأرض) والغلاف الجوي والغلاف المائي (سطح المحيط) ، وخاصة عند حدود الأصداف الثلاثة - الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري (المناطق الساحلية). هذه هي الأماكن التي يوجد فيها V. دعا فيرنادسكي "أفلام الحياة". صعودا وهبوطا من هذه الأسطح ، ينخفض تركيز المادة الحية.

تشمل السمات الفريدة الرئيسية للمادة الحية ما يلي:

1. القدرة على شغل (إتقان) كل المساحة الخالية بسرعة.ترتبط هذه الخاصية بكل من التكاثر المكثف وقدرة الكائنات الحية على زيادة سطح أجسامها أو المجتمعات التي تشكلها بشكل مكثف.

2. الحركة ليست سلبية فحسب ، بل نشطة أيضًا ،أي ليس فقط تحت تأثير الجاذبية ، قوى الجاذبيةإلخ ، ولكن أيضًا ضد تدفق الماء والجاذبية والحركة تيارات الهواءإلخ.

3. الثبات أثناء الحياة والتحلل السريع بعد الموت(إدراجها في تداول المواد). بسبب التنظيم الذاتي ، يمكن للكائنات الحية أن تحافظ على ثباتها التركيب الكيميائيوالشروط البيئة الداخلية، بالرغم من تغيرات مذهلةالظروف بيئة خارجية. بعد الموت ، يتم فقدان هذه القدرة ، ويتم تدمير البقايا العضوية بسرعة كبيرة. الناتج العضوي و مواد غير عضويةمدرجة في الدورة.

4. قدرة عالية على التكيف (التكيف)إلى ظروف مختلفةوفي هذا الصدد ، لا يقتصر تطوير جميع بيئات الحياة (المائية ، والجو الأرضي ، والتربة ، والكائنات الحية) فحسب ، بل أيضًا على الظروف الصعبة للغاية من حيث المعايير الفيزيائية والكيميائية (توجد الكائنات الحية الدقيقة في الينابيع الحراريةمع درجات حرارة تصل إلى 140 درجة مئوية ، في المياه المفاعلات النووية، في بيئة خالية من الأكسجين).

5. ردود فعل سريعة بشكل هائل.إنها عدة مرات من حيث الحجم أكبر من المادة غير الحية.

6. ارتفاع معدل تجديد المادة الحية.يتم حفظ جزء صغير فقط من المادة الحية (أجزاء من نسبة مئوية) في شكل مخلفات عضوية ، بينما يتم تضمين الباقي باستمرار في عمليات الدورة.

يتم تحديد جميع الخصائص المدرجة للمادة الحية من خلال تركيز احتياطيات كبيرة من الطاقة فيها.

تتميز الوظائف الجيوكيميائية الرئيسية التالية للمادة الحية:

1. الطاقة (البيوكيميائية)- الترابط والتخزين طاقة شمسيةفي المواد العضوية والتبديد اللاحق للطاقة أثناء الاستهلاك والتمعدن المواد العضوية. ترتبط هذه الوظيفة بالتغذية والتنفس والتكاثر والعمليات الحيوية الأخرى للكائنات الحية.

2. غاز- قدرة الكائنات الحية على التغيير والحفاظ على معين تكوين الغازالبيئة والجو بشكل عام. من وظيفة الغازربط فترتين حرجتين (النقاط) في تطوير المحيط الحيوي. يشير أولهما إلى الوقت الذي وصل فيه محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي إلى حوالي 1٪ من المستوى الحديث. أدى ذلك إلى ظهور الكائنات الهوائية الأولى (القادرة على العيش فقط في بيئة تحتوي على الأكسجين). ثانيا نقطة تحوليرتبط بالوقت الذي وصل فيه تركيز الأكسجين إلى ما يقرب من 10٪ من التركيز الحالي. خلق هذا الظروف لتخليق الأوزون وتشكيل طبقة الأوزون في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، مما جعل من الممكن للكائنات الحية أن تطور الأرض.

3. تركيز- "أسر" من البيئة بواسطة الكائنات الحية وتراكم الذرات الحيوية فيها العناصر الكيميائية. تزيد قدرة تركيز المادة الحية من محتوى ذرات العناصر الكيميائية في الكائنات الحية بالمقارنة مع بيئةبعدة أوامر من حيث الحجم. نتيجة نشاط تركيز المادة الحية هو تكوين رواسب من الوقود الأحفوري ، والحجر الجيري ، ورواسب الخام ، إلخ.

4. مؤكسد- الاختزال - الأكسدة والاختزال مواد مختلفةتشمل الكائنات الحية. تحت تأثير الكائنات الحية ، هناك هجرة مكثفة لذرات العناصر ذات متغير التكافؤ(Fe ، Mn ، S ، P ، N ، إلخ) ، يتم إنشاء مركباتها الجديدة ، ويتم ترسيب الكبريتيدات والكبريت المعدني ، ويتم تكوين كبريتيد الهيدروجين

5. مدمرة- تدمير الكائنات الحية ومنتجاتها لنشاطها الحيوي لكل من بقايا المواد العضوية و مواد خاملة. معظم الدور الأساسيفي هذا الصدد ، تعمل المخفضات (المدمرات) - الفطريات والبكتيريا الرخامية.

6. المواصلات- نقل المادة والطاقة النموذج النشطحركات الكائنات الحية.

7. تشكيل البيئة- تحويل البارامترات الفيزيائية والكيميائية للوسط. نتيجة وظيفة تكوين البيئة هي المحيط الحيوي بأكمله ، والتربة كواحدة من الموائل ، والمزيد من الهياكل المحلية.

8. نثر- وظيفة معاكسة للتركيز - تشتت المواد في البيئة. على سبيل المثال ، تشتت المادة أثناء إفراز الكائنات الحية للبراز ، وتغيير الأغطية ، وما إلى ذلك.

9. معلوماتية- تراكم بعض المعلومات بواسطة الكائنات الحية وتثبيتها في بنى وراثية ونقلها إلى الأجيال اللاحقة. هذا هو أحد مظاهر آليات التكيف.

10. النشاط البشري البيوجيوكيميائي- تحول وحركة مواد المحيط الحيوي نتيجة لذلك النشاط البشريللاحتياجات المنزلية والمنزلية. على سبيل المثال ، استخدام مكثفات الكربون - النفط والفحم والغاز.

وبالتالي ، فإن المحيط الحيوي معقد نظام ديناميكي، والقيام بالتقاط وتجميع ونقل الطاقة من خلال تبادل المواد بين المادة الحية والبيئة.

أحد الروابط المركزية في مفهوم المحيط الحيوي هو عقيدة المادة الحية. من خلال التحقيق في عمليات هجرة الذرات في المحيط الحيوي ، تناول V. I. Vernadsky مسألة نشأة (أصل ، حدوث) العناصر الكيميائية في قشرة الأرض ، وبعد ذلك ، الحاجة إلى شرح استقرار المركبات التي تتكون منها الكائنات الحية. بتحليل مشكلة الهجرة الذرية ، توصل إلى استنتاج مفاده أنه "لا يوجد مكان مركبات العضويةمستقل عن المادة الحية. في وقت لاحق ، صاغ مفهوم "المادة الحية": "المادة الحية للمحيط الحيوي هي مجموع كائناته الحية ... سأسمي مجموع الكائنات الحية ، مخفضًا إلى وزنها ، التركيب الكيميائي والطاقة ، المادة الحية. " الغرض الرئيسي للمادة الحية وسمتها المتكاملة هو التراكم طاقة حرةفي المحيط الحيوي. يتم إنتاج الطاقة الجيوكيميائية المعتادة للمادة الحية بشكل أساسي من خلال التكاثر.

تعود جذور الأفكار العلمية لـ V. I. يحاول فهم دور ومهام الإنسان في التطور العام للأرض. من خلال جهودهم ، بدأ الإنسان في تقدمه إلى ذروة التطور الطبيعي للأحياء ، محتلاً تدريجياً المكانة البيئية التي تخصصها له الطبيعة.

في الثلاثينيات ، خص في.أ. فيرنادسكي الإنسانية كجزء خاص من الكتلة الكلية للمادة الحية. أصبح فصل الإنسان عن جميع الكائنات الحية ممكنًا لثلاثة أسباب. أولاً ، الإنسانية ليست منتجًا ، بل مستهلكًا للطاقة الجيوكيميائية. تتطلب مثل هذه الأطروحة مراجعة الوظائف الجيوكيميائية للمادة الحية في المحيط الحيوي. ثانيًا ، الكتلة البشرية ، بناءً على البيانات الديموغرافية ، ليست كمية ثابتة من المادة الحية. وثالثًا ، لا تتميز وظائفها الجيوكيميائية بالكتلة ، بل بنشاط الإنتاج. إن طبيعة استيعاب الإنسانية للطاقة الجيوكيميائية يحددها العقل البشري. من ناحية ، يعد الإنسان ذروة التطور اللاواعي ، "نتاج" النشاط التلقائي للطبيعة ، ومن ناحية أخرى ، البادئ بمرحلة تطور جديدة وموجهة بشكل معقول من التطور نفسه.

ماذا او ما مميزاتمتأصلة في المادة الحية؟بادئ ذي بدء ، إنها طاقة حرة ضخمة. في عملية تطور الأنواع ، زادت الهجرة الحيوية للذرات ، أي طاقة المادة الحية للمحيط الحيوي ، عدة مرات وتستمر في النمو ، لأن المادة الحية تعالج طاقة الإشعاع الشمسي ، الطاقه الذريهالاضمحلال الإشعاعي والطاقة الكونية للعناصر المتناثرة القادمة من مجرتنا. تتميز المادة الحية أيضًا بمعدل مرتفع من التفاعلات الكيميائية مقارنة بالمادة غير الحية ، حيث تكون العمليات المماثلة أبطأ بآلاف وملايين المرات. على سبيل المثال ، يمكن لبعض اليرقات أن تعالج الطعام 200 مرة أكثر مما تزن نفسها في اليوم ، ويأكل حلمة واحدة عددًا من اليرقات في اليوم يعادل وزنها.

من خصائص المادة الحية أن المركبات الكيميائية التي تتكون منها ، وأهمها البروتينات ، تكون ثابتة فقط في الكائنات الحية. بعد الانتهاء من عملية الحياة ، تتحلل المواد العضوية الحية الأصلية إلى مكونات كيميائية. توجد المادة الحية على الكوكب في شكل تناوب مستمر للأجيال ، ويرجع السبب في ذلك إلى أن المتكون حديثًا مرتبط وراثيًا بالمادة الحية في العصور الماضية. هذه هي الوحدة الهيكلية الرئيسية للمحيط الحيوي ، والتي تحدد جميع العمليات الأخرى على سطح قشرة الأرض. تتميز المادة الحية بوجود عملية تطورية. يتم تشفير المعلومات الجينية لأي كائن حي في كل خلية من خلاياه. صنف V. I. Vernadsky المادة الحية إلى متجانسو غير متجانسة.الأول في نظره هو مادة عامة ومحددة ، وما إلى ذلك ، والثاني يمثله خلائط طبيعية من المواد الحية. هذه غابة ، مستنقع ، سهوب ، أي تكاثر حيوي. اقترح العالم توصيف المادة الحية على أساس مؤشرات كمية مثل التركيب الكيميائي ، ومتوسط وزن الكائنات الحية ومتوسط معدل استيطان السطح بها. العالم.

يستشهد V. I. Vernadsky بمتوسط الأرقام لمعدل "نقل الحياة في المحيط الحيوي". يمكن التعبير عن وقت التقاط هذا النوع لكامل سطح كوكبنا في كائنات مختلفة من خلال الأرقام التالية (أيام):

بكتيريا الكوليرا 1.25

Infusoria 10.6 (كحد أقصى)

الدياتومات 16.8 (كحد أقصى)

أخضر 166-183 (متوسط)

العوالق

حشرات 366

الحوت 2159 (الحد الأقصى)

4076

طيور (دجاج) 5600-6100

الثدييات:

خنزير بري 37600

الفيل الهندي 376000

توجد الحياة على كوكبنا في أشكال غير خلوية وخلوية.

شكل غير خلوي يتم تمثيل المادة الحية بالفيروسات الخالية من التهيج وتكوين البروتين الخاص بها. تتكون أبسط الفيروسات فقط من غلاف بروتيني وجزيء DNA أو RNA الذي يشكل جوهر الفيروس. في بعض الأحيان يتم عزل الفيروسات في مملكة خاصة للحياة البرية - فيرا. يمكنهم فقط التكاثر داخل خلايا حية معينة. الفيروسات موجودة في كل مكان بطبيعتها وتشكل تهديدًا لجميع الكائنات الحية. تستقر في خلايا الكائنات الحية ، وتتسبب في موتهم. تم وصف حوالي 500 فيروس تصيب الفقاريات ذوات الدم الحار وحوالي 300 فيروس تدمر النباتات العليا. تدين أكثر من نصف الأمراض البشرية بتطورها لأصغر الفيروسات (فهي أصغر 100 مرة من البكتيريا). هذه هي شلل الأطفال والجدري والإنفلونزا والتهاب الكبد المعدي والحمى الصفراء وما إلى ذلك.

أشكال الخلية تمثل الحياة بدائيات النوى وحقيقيات النوى. تشمل بدائيات النوى بكتيريا مختلفة. حقيقيات النوى هي جميع الحيوانات والنباتات العليا ، وكذلك الطحالب أحادية الخلية ومتعددة الخلايا والفطريات والأوليات.

كانت الفكرة الرئيسية لـ V.I. يكمن Vernadsky في حقيقة أن أعلى مرحلة من تطور المادة على الأرض - الحياة - تحدد العمليات الكوكبية الأخرى وتخضعها. وبهذه المناسبة كتب أنه يمكن القول دون مبالغة الحالة الكيميائيةالقشرة الخارجية لكوكبنا ، المحيط الحيوي ، تخضع بالكامل لتأثير الحياة وتتحدد بواسطة الكائنات الحية.

إذا تم توزيع جميع الكائنات الحية بالتساوي على سطح الأرض ، فإنها تشكل فيلمًا بسمك 5 مم. على الرغم من ذلك ، فإن دور المادة الحية في تاريخ الأرض لا يقل عن دورها العمليات الجيولوجية. الكتلة الكاملة للمادة الحية الموجودة على الأرض ، على سبيل المثال ، منذ مليار سنة ، تتجاوز بالفعل الكتلة قشرة الأرض.

السمة الكمية للمادة الحية هي الكمية الإجمالية للكتلة الحيوية. في و. توصل Vernadsky ، بعد إجراء التحليلات والحسابات ، إلى استنتاج مفاده أن كمية الكتلة الحيوية تتراوح من 1000 إلى 10000 تريليون طن. يعطي سطح أوراق الأشجار وسيقان الحشائش والطحالب الخضراء أعدادًا بترتيب مختلف تمامًا - في فترات مختلفة من العام تتراوح من 0.86 إلى 4.20٪ من سطح الشمس ، وهو ما يفسر الطاقة الكلية الكبيرة للطحالب. المحيط الحيوي. في السنوات الاخيرةتم إجراء حسابات مماثلة باستخدام أحدث المعدات بواسطة عالم الفيزياء الحيوية في كراسنويارسك I. Gitelzon وأكد ترتيب الأرقام ، منذ أكثر من نصف قرن ، والذي حدده V. فيرنادسكي.

مكانة مهمة في أعمال V. Vernadsky في المحيط الحيوي المخصص للمادة الحية الخضراء للنباتات ، لأنها فقط ذاتية التغذية وقادرة على التراكم طاقة مشعةتتكون الشمس بمساعدتها من المركبات العضوية الأساسية.

يذهب جزء كبير من طاقة المادة الحية إلى تكوين معادن vadose جديدة (غير معروفة خارجها) في المحيط الحيوي ، ويتم دفن جزء منها في شكل مادة عضوية ، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين رواسب من اللون البني و الفحم الصلبوالصخر الزيتي والنفط والغاز. كتب ف. Vernadsky ، - مع عملية جديدة ، مع تغلغل بطيء في كوكب الأرض من الطاقة المشعة للشمس ، والتي وصلت إلى سطح الأرض. بهذه الطريقة ، تغير المادة الحية المحيط الحيوي وقشرة الأرض. يترك فيه باستمرار جزءًا من العناصر الكيميائية التي مرت به ، مما يخلق ثخانات ضخمة غير معروفة ، بالإضافة إلى معادن الفادوز أو اختراق المادة الخاملة للمحيط الحيوي بأجود الغبار من مخلفاته.

وفقًا للعالم ، فإن قشرة الأرض هي أساسًا بقايا الغلاف الحيوي السابق. حتى طبقة الجرانيت-النيس تشكلت نتيجة للتحول وإعادة ذوبان الصخور التي نشأت في وقت ما تحت تأثير المادة الحية. فقط البازلت والأساسيات الأخرى الصخور الناريةلقد اعتبر عميقاً وفي نشأتها غير مرتبط بالمحيط الحيوي.

في عقيدة المحيط الحيوي ، يعتبر مفهوم "المادة الحية" أساسيًا. الكائنات الحية تحول الطاقة المشعة الكونية إلى أرضية وكيميائية وتخلق مجموعة متنوعة لا نهاية لها من عالمنا. من خلال التنفس والتغذية والتمثيل الغذائي والموت والتحلل ، الذي يستمر لمئات الملايين من السنين ، والتغيير المستمر للأجيال ، فإنها تؤدي إلى أكبر عملية كوكبية لا توجد إلا في المحيط الحيوي - هجرة العناصر الكيميائية.

المادة الحية ، وفقًا لنظرية V. I. Vernadsky ، هي عامل بيوجيوكيميائي على نطاق كوكبي ، تحت تأثيره يتحول كبيئة البيئة اللاأحيائيةوكذلك الكائنات الحية. في كامل مساحة المحيط الحيوي ، هناك حركة مستمرة للجزيئات التي تولدها الحياة. حياة بشكل حاسميؤثر على توزيع وهجرة وتشتت العناصر الكيميائية ، وتحديد مصير النيتروجين والبوتاسيوم والكالسيوم والأكسجين والمغنيسيوم والسترونتيوم والكربون والفوسفور والكبريت وعناصر أخرى.

لا تعكس حقبات تطور الحياة: العصر البدائي ، والحقري ، والدهر الوسيط ، والحقبة الحديثة ، أشكال الحياة على الأرض فحسب ، بل تعكس أيضًا سجلها الجيولوجي ، مصير الكواكب. يعيش المحيط الحيوي vernadsky biogenic

في عقيدة المحيط الحيوي ، المادة العضوية مع الطاقة الاضمحلال الإشعاعيتعتبر حاملة للطاقة المجانية. من ناحية أخرى ، لا تعتبر الحياة كمجموع ميكانيكي للأفراد أو الأنواع ، ولكن ، في جوهرها ، عملية واحدة تشمل كل مادة الطبقة العليا من الكوكب.

تغيرت المادة الحية في جميع العصور والفترات الجيولوجية. لذلك ، كما أشار ف. Vernadsky ، ترتبط المادة الحية الحديثة وراثيًا بالمواد الحية لجميع العصور الجيولوجية الماضية. في الوقت نفسه ، في إطار فترات زمنية جيولوجية كبيرة ، لا تخضع كمية المادة الحية لتغييرات ملحوظة. صاغ العالم هذا النمط على أنه كمية ثابتة من المادة الحية في المحيط الحيوي (لفترة جيولوجية معينة).

تؤدي المادة الحية الوظائف البيوجيوكيميائية التالية في المحيط الحيوي: الغاز - يمتص الغازات ويطلقها ؛ الأكسدة والاختزال - يتأكسد ، على سبيل المثال ، الكربوهيدرات إلى ثاني أكسيد الكربونويعيدها إلى الكربوهيدرات. التركيز - تتراكم الكائنات المركزة النيتروجين والفوسفور والسيليكون والكالسيوم والمغنيسيوم في أجسامها وهياكلها. نتيجة لأداء هذه الوظائف ، تتشكل المادة الحية للمحيط الحيوي من القاعدة المعدنية مياه طبيعيةوالتربة ، خلقت في الماضي وتحافظ على الغلاف الجوي في حالة توازن.

بمشاركة المادة الحية ، تتم عملية التجوية ، و الصخورتشارك في العمليات الجيوكيميائية.

ترتبط وظائف الغاز والاختزال في المادة الحية ارتباطًا وثيقًا بعمليات التمثيل الضوئي والتنفس. نتيجة للتخليق الحيوي للمواد العضوية بواسطة الكائنات ذاتية التغذية ، تم استخلاصها من الجو القديم كمية كبيرةثاني أكسيد الكربون. مع زيادة الكتلة الحيوية للنباتات الخضراء ، تغير تكوين الغاز في الغلاف الجوي - انخفض محتوى ثاني أكسيد الكربون ، وزاد تركيز الأكسجين. يتكون كل الأكسجين في الغلاف الجوي نتيجة للعمليات الحيوية للكائنات ذاتية التغذية. لقد غيرت المادة الحية من الناحية النوعية تكوين الغاز في الغلاف الجوي - القشرة الجيولوجية للأرض. في المقابل ، يتم استخدام الأكسجين من قبل الكائنات الحية في عملية التنفس ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي.

وهكذا ، خلقت الكائنات الحية في الماضي وتحافظ على الغلاف الجوي لكوكبنا لملايين السنين. أثرت زيادة تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي للكوكب على معدل وشدة تفاعلات الأكسدة والاختزال في الغلاف الصخري.

تشترك العديد من الكائنات الحية الدقيقة بشكل مباشر في أكسدة الحديد ، مما يؤدي إلى تكوين الرواسب خامات الحديد، أو للحد من الكبريتات مع تكوين رواسب الكبريت الحيوية. على الرغم من حقيقة أن تكوين الكائنات الحية يشتمل على نفس العناصر الكيميائية ، والتي تشكل مركباتها الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري ، فإن الكائنات الحية لا تكرر تمامًا التركيب الكيميائي للبيئة.

المادة الحية ، التي تؤدي وظيفة التركيز بنشاط ، تختار من البيئة العناصر الكيميائية وبالكمية التي تحتاجها. بفضل تنفيذ وظيفة التركيز ، خلقت الكائنات الحية الكثير صخور رسوبية، على سبيل المثال ، رواسب الطباشير والحجر الجيري.

المادة الحية - الكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا.

تبلغ كتلة المادة الحية 0.01٪ فقط من كتلة المحيط الحيوي بأكمله. ومع ذلك ، فإن المادة الحية للمحيط الحيوي هي المكون الرئيسي لها.

علامات (خصائص) المادة الحية التي تميزها عن غير الحية:

تركيبة كيميائية معينة. تتكون الكائنات الحية من نفس العناصر الكيميائية مثل الأشياء ذات الطبيعة غير الحية ، لكن نسبة هذه العناصر مختلفة. العناصر الأساسية للكائنات الحية هي C و O و N و H.

هيكل الخلية.جميع الكائنات الحية ، باستثناء الفيروسات ، لها بنية خلوية.

الأيض والاعتماد على الطاقة.الكائنات الحية هي أنظمة مفتوحة ، فهي تعتمد على تلقي المواد والطاقة من البيئة الخارجية.

التنظيم الذاتي (التوازن).الكائنات الحية لديها القدرة على الحفاظ على التوازن - ثبات تركيبها الكيميائي وكثافة عمليات التمثيل الغذائي.

التهيج.تظهر الكائنات الحية التهيج ، أي القدرة على الاستجابة لبعض تأثيرات خارجية ردود فعل محددة.

الوراثة.الكائنات الحية قادرة على نقل العلامات والخصائص من جيل إلى جيل بمساعدة ناقلات المعلومات - جزيئات DNA و RNA.

7. تقلب.الكائنات الحية قادرة على اكتساب ميزات وخصائص جديدة.
8. التكاثر الذاتي (التكاثر).الكائنات الحية قادرة على التكاثر - لتتكاثر من نوعها.
9. التطور الفردي (التولد).يتميز كل فرد بالتطور الجنيني - التطور الفردي للكائن الحي منذ الولادة وحتى نهاية الحياة (الموت أو الانقسام الجديد). التنمية مصحوبة بالنمو.
10. التطور التدريجي(نشأة).تتميز المادة الحية ككل بعلم التطور - التطور التاريخي للحياة على الأرض من لحظة ظهورها حتى الوقت الحاضر.

الاقتباسات.الكائنات الحية قادرة على التكيف ، أي التكيف مع الظروف البيئية.

إيقاع.تظهر الكائنات الحية إيقاع نشاط الحياة (يومي ، موسمي ، إلخ).

النزاهة والاستقامة. من ناحية ، الكل المادة الحيةكلي ، منظم بطريقة معينة ، يخضع للقوانين العامة ؛ من ناحية أخرى ، يتكون أي نظام بيولوجي من عناصر منفصلة ، وإن كانت مترابطة.

التسلسل الهرمي.بدءًا من البوليمرات الحيوية (البروتينات والأحماض النووية) وانتهاءً بالمحيط الحيوي ككل ، فإن جميع الكائنات الحية تخضع لبعض التبعية. إن عمل الأنظمة البيولوجية على مستوى أقل تعقيدًا يجعل من الممكن وجود مستوى أكثر تعقيدًا.

عالم الكائنات الحية في المحيط الحيوي المحيط بنا هو مزيج من أنظمة بيولوجية مختلفة ذات ترتيب هيكلي مختلف ومواقف تنظيمية مختلفة.

تسمح لنا الطبيعة الهرمية لتنظيم المادة الحية بتقسيمها بشكل مشروط إلى عدد من المستويات.

مستوى تنظيم المادة الحية -إنه مكان وظيفي للبنية البيولوجية لدرجة معينة من التعقيد في التسلسل الهرمي العام للأحياء.

يوجد حاليًا 9 مستويات من تنظيم المادة الحية:

جزيئي(في هذا المستوى ، عمل الجزيئات الكبيرة النشطة بيولوجيًا ، مثل البروتينات ، احماض نوويةوإلخ.)؛

خلوي فرعي(فوق الجزيئي). في هذا المستوى ، يتم تنظيم المادة الحية في عضيات: الكروموسومات ، غشاء الخليةوغيرها من الهياكل الخلوية.

خلوي. في هذا المستوى ، يتم تمثيل المادة الحية بالخلايا. الخلية هي هيكلية أولية و وحدة وظيفيةعلى قيد الحياة.

أنسجة الجهاز. في هذا المستوى ، يتم تنظيم المادة الحية في الأنسجة والأعضاء. الأنسجة - مجموعة من الخلايا متشابهة في التركيب والوظيفة ، وكذلك المواد بين الخلايا المرتبطة بها. العضو هو جزء من كائن حي متعدد الخلايا يؤدي وظيفة أو وظائف محددة.

عضوي (جيني).على هذا المستوى يتميز بكل معالمه.

الأنواع السكانية.في هذا المستوى ، تكون المادة الحية هي نفسها الأنواع. النوع عبارة عن مجموعة من الأفراد (مجموعات من الأفراد) قادرة على التزاوج مع تكوين ذرية خصبة واحتلال منطقة معينة (نطاق) في الطبيعة.

بيوسينوتيك.في هذا المستوى ، تشكل المادة الحية التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي - مجموع السكان أنواع مختلفةالذين يعيشون في منطقة معينة.

التكاثر الحيوي. في هذا المستوى ، تتشكل المادة الحية
التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي - مجموعة من التكاثر الحيوي و العوامل غير الحيويةالموطن (المناخ والتربة).

المحيط الحيوي.في هذا المستوى ، تشكل المادة الحية المحيط الحيوي. المحيط الحيوي هو قشرة الأرض التي تحولت بفعل نشاط الكائنات الحية.

يمكن التعبير عن التركيب الكيميائي للكائنات الحية في شكلين: ذري وجزيئي. التركيب الذري (الأولي)يميز نسبة ذرات العناصر المدرجة في الكائنات الحية. التركيب الجزيئي (المادي)يعكس نسبة جزيئات المواد.

وفقًا للمحتوى النسبي للعناصر التي تتكون منها الكائنات الحية ، من المعتاد التقسيم إلى ثلاث مجموعات:

المغذيات الكبيرة المقدار- O ، C ، H ، N (حوالي 98-99 ٪ في المجموع ، هم
أيضا يسمى أساسي)، Ca ، K ، Si ، Mg ، P ، S ، Na ، Cl ، Fe (حوالي 1-2٪ إجمالاً). تشكل المغذيات الكبيرة المقدار الكتلة الرئيسية تكوين النسبة المئويةكائنات حية.

أثر العناصر - Mn ، Co ، Zn ، Cu ، B ، I ، F ، إلخ. يبلغ إجمالي محتواها في المادة الحية حوالي 0.1٪

عناصر فائقة الصغر- Se ، U ، Hg ، Ra ، Au ، Ag ، إلخ. محتواها في المادة الحية صغير جدًا (أقل من 0.01٪) ، ولم يتم الكشف عن الدور الفسيولوجي لمعظمها.

العناصر الكيميائية التي هي تكوين الكائنات الحية وفي نفس الوقت تؤدي وظائف بيولوجية، وتسمى حيوي.حتى تلك الموجودة في الخلايا بكميات ضئيلة لا يمكن استبدالها بأي شيء وهي ضرورية للغاية للحياة.

العناصر الكيميائية هي جزء من الخلايا على شكل أيونات وجزيئات من مواد عضوية وغير عضوية. من أهم المواد غير العضوية في الخلية الماء والأملاح المعدنية وأهم المواد العضوية هي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية.

الكربوهيدرات- المركبات العضوية التي تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين. وهي مقسمة إلى (السكريات الأحادية) البسيطة والمعقدة (السكريات). الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة لجميع أشكال النشاط الخلوي. يشاركون في بناء أنسجة نباتية قوية (على وجه الخصوص ، السليلوز) ويلعبون دور العناصر الغذائية الاحتياطية في الكائنات الحية. الكربوهيدرات هي المنتج الأساسي لعملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء.

الدهون- هذه مواد شبيهة بالدهون ضعيفة الذوبان في الماء (تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين). تشارك الدهون في بناء جدران الخلايا (الأغشية) ، وتوصيل الحرارة بشكل سيئ ، وبالتالي وظيفة الحماية. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الدهون من العناصر الغذائية الاحتياطية.

السناجبعبارة عن مزيج من الأحماض الأمينية البروتينية (20 قطعة) ويتكون من 30-50٪ AA. البروتينات كبيرة الحجم ، وهي في الأساس جزيئات ضخمة. تعمل البروتينات كمحفزات طبيعية للتدفق العمليات الكيميائية. تحتوي البروتينات أيضًا على معادن مثل الحديد والمغنيسيوم والمنغنيز.

احماض نووية(NK) تشكل نواة الخلية. هناك نوعان رئيسيان من NK: DNA - deoxy حمض النووي الريبيو RNA - حمض الريبونوكليك. ناغورني كاراباخ تنظم عملية التوليف ، وتنفيذ نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى جيل.

جميع الكائنات الحية على الأرض أنظمة مفتوحةحسب مدخلات المادة والطاقة من الخارج. تسمى عملية استهلاك المادة والطاقة غذاء.تنقسم جميع الكائنات الحية إلى ذاتية التغذية وغيرية التغذية.

التغذية التلقائية(الكائنات ذاتية التغذية) - الكائنات الحية التي تستخدم ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون (النباتات وبعض البكتيريا). بعبارة أخرى ، هذه كائنات حية قادرة على تكوين مركبات عضوية من غير عضوية - ثاني أكسيد الكربون والماء والأملاح المعدنية (وتشمل هذه ، أولاً وقبل كل شيء ، النباتات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي).

مغاير التغذية(الكائنات غيرية التغذية) - الكائنات الحية التي تستخدم المركبات العضوية كمصدر للكربون (الحيوانات والفطريات ومعظم البكتيريا). بمعنى آخر ، هذه كائنات غير قادرة على تكوين مواد عضوية من مواد غير عضوية ، ولكنها تحتاج إلى مواد عضوية جاهزة (كائنات دقيقة وحيوانات).

لا توجد حدود واضحة بين السيارات وغير المتجانسة. على سبيل المثال ، تجمع كائنات الأوجلينا (السوط) بين أنماط التغذية ذاتية التغذية وغيرية التغذية.

فيما يتعلق بالأكسجين الحر ، تنقسم الكائنات الحية إلى ثلاث مجموعات: الهوائية ، اللاهوائية والأشكال الاختيارية.

ايروبس- الكائنات الحية التي يمكن أن تعيش فقط في بيئة الأكسجين (الحيوانات والنباتات وبعض البكتيريا والفطريات).

اللاهوائية- الكائنات الحية غير القادرة على العيش في بيئة أكسجين (بعض البكتيريا).

نماذج اختيارية- الكائنات الحية التي يمكن أن تعيش في وجود الأكسجين وبدونها (بعض البكتيريا والفطريات).

حاليًا ، ينقسم عالم الكائنات الحية بأكمله إلى 3 مجموعات منهجية كبيرة:

لوحظ أكبر تركيز للحياة في المحيط الحيوي عند حدود التلامس بين قذائف الأرض: الغلاف الجوي والغلاف الصخري (سطح الأرض) والغلاف الجوي والغلاف المائي (سطح المحيط) ، وخاصة عند حدود ثلاث قذائف - الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري (المناطق الساحلية). هذه هي الأماكن التي يوجد فيها V. دعا فيرنادسكي "أفلام الحياة". صعودا وهبوطا من هذه الأسطح ، ينخفض تركيز المادة الحية.

تشمل السمات الفريدة الرئيسية للمادة الحية ، والتي تحدد نشاطها التحويلي العالي للغاية ، ما يلي:

القدرة على شغل (إتقان) كل المساحة الخالية بسرعة.ترتبط هذه الخاصية بكل من التكاثر المكثف وقدرة الكائنات الحية على زيادة سطح أجسامها أو المجتمعات التي تشكلها بشكل مكثف.

الحركة ليست سلبية فحسب ، بل نشطة أيضًا ،أي ليس فقط تحت تأثير الجاذبية وقوى الجاذبية وما إلى ذلك ، ولكن أيضًا ضد تدفق الماء والجاذبية وتيارات الهواء وما إلى ذلك.

الثبات أثناء الحياة والتحلل السريع بعد الموت(إدراجها في تداول المواد). بفضل التنظيم الذاتي ، تستطيع الكائنات الحية الحفاظ على تركيبة كيميائية ثابتة وظروف البيئة الداخلية ، على الرغم من التغيرات الكبيرة في الظروف البيئية. بعد الموت ، يتم فقدان هذه القدرة ، ويتم تدمير البقايا العضوية بسرعة كبيرة. يتم تضمين المواد العضوية وغير العضوية الناتجة في الدورات.

قدرة عالية على التكيف (التكيف)لظروف مختلفة ، وفيما يتعلق بهذا ، ليس فقط تطوير جميع بيئات الحياة (الماء ، والهواء الأرضي ، والتربة ، والكائن الحي) ، ولكن أيضًا ظروف صعبة للغاية من حيث المعايير الفيزيائية والكيميائية (توجد الكائنات الحية الدقيقة في الينابيع الحرارية مع درجات حرارة تصل إلى 140 درجة مئوية ، في مياه المفاعلات النووية ، في بيئة خالية من الأكسجين).

ردود فعل سريعة بشكل هائل.إنها عدة مرات من حيث الحجم أكبر من المادة غير الحية.

ارتفاع معدل تجديد المادة الحية.يتم حفظ جزء صغير فقط من المادة الحية (أجزاء من نسبة مئوية) في شكل مخلفات عضوية ، بينما يتم تضمين الباقي باستمرار في عمليات الدورة.

يتم تحديد جميع الخصائص المدرجة للمادة الحية من خلال تركيز احتياطيات كبيرة من الطاقة فيها.

تتميز الوظائف الجيوكيميائية الرئيسية التالية للمادة الحية:

الطاقة (البيوكيميائية)- ربط وتخزين الطاقة الشمسية في المواد العضوية وتبديد الطاقة اللاحق أثناء استهلاك وتمعدن المواد العضوية. ترتبط هذه الوظيفة بالتغذية والتنفس والتكاثر والعمليات الحيوية الأخرى للكائنات الحية.

غاز- قدرة الكائنات الحية على تغيير والحفاظ على تركيبة غاز معينة للبيئة والغلاف الجوي ككل. ترتبط فترتان حرجتان (نقطتان) في تطوير المحيط الحيوي بوظيفة الغاز. يشير أولهما إلى الوقت الذي وصل فيه محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي إلى حوالي 1٪ من المستوى الحالي. أدى ذلك إلى ظهور الكائنات الهوائية الأولى (القادرة على العيش فقط في بيئة تحتوي على الأكسجين). ترتبط نقطة التحول الثانية بالوقت الذي وصل فيه تركيز الأكسجين إلى حوالي 10٪ من النقطة الحالية. خلق هذا الظروف لتخليق الأوزون وتشكيل طبقة الأوزون في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، مما جعل من الممكن للكائنات الحية أن تطور الأرض.

تركيز- "التقاط" من البيئة بواسطة الكائنات الحية وتراكم ذرات العناصر الكيميائية الحيوية فيها. تزيد قدرة تركيز المادة الحية من محتوى ذرات العناصر الكيميائية في الكائنات الحية مقارنة بالبيئة بعدة مراتب من حيث الحجم. نتيجة نشاط تركيز المادة الحية هو تكوين رواسب من الوقود الأحفوري ، والحجر الجيري ، ورواسب الخام ، إلخ.

مؤكسد-اختزالي - أكسدة واختزال المواد المختلفة بمشاركة الكائنات الحية. تحت تأثير الكائنات الحية ، هناك هجرة مكثفة لذرات العناصر ذات التكافؤ المتغير (Fe ، Mn ، S ، P ، N ، إلخ) ، يتم إنشاء مركباتها الجديدة ، وترسب الكبريتيدات والكبريت المعدني ، وكبريتيد الهيدروجين لقد تكون.

مدمرة- تدمير الكائنات الحية ومنتجاتها لنشاطها الحيوي لكل من بقايا المواد العضوية والمواد الخاملة. يتم لعب الدور الأكثر أهمية في هذا الصدد من قبل المُحلِّلات (المُدمِّرات) - الفطريات والبكتيريا الرخامية.

المواصلات- انتقال المادة والطاقة نتيجة الشكل النشط لحركة الكائنات الحية.

تشكيل البيئة- تحويل البارامترات الفيزيائية والكيميائية للوسط. نتيجة وظيفة تكوين البيئة هي المحيط الحيوي بأكمله ، والتربة كواحدة من الموائل ، والمزيد من الهياكل المحلية.

نثر- وظيفة معاكسة للتركيز - تشتت المواد في البيئة. على سبيل المثال ، تشتت المادة أثناء إفراز الكائنات الحية للبراز ، وتغيير الأغطية ، وما إلى ذلك.

معلوماتية- تراكم بعض المعلومات بواسطة الكائنات الحية وتثبيتها في بنى وراثية ونقلها إلى الأجيال اللاحقة. هذا هو أحد مظاهر آليات التكيف.

النشاط البشري البيوجيوكيميائي- تحول وحركة مواد المحيط الحيوي نتيجة للنشاط البشري لتلبية الاحتياجات الاقتصادية والمحلية للفرد. على سبيل المثال ، استخدام مكثفات الكربون - النفط والفحم والغاز.

وبالتالي ، فإن المحيط الحيوي هو نظام ديناميكي معقد يلتقط الطاقة ويراكمها وينقلها من خلال تبادل المواد بين المادة الحية والبيئة.

تشتمل جميع الأنظمة التي تدرسها علم البيئة على مكونات حيوية تشكل معًا مادة حية.

تم إدخال مصطلح "المادة الحية" في الأدبيات من قبل V. I. الحياة على الأرض هي العملية الأكثر بروزًا على سطحها ، حيث تستقبل الطاقة الواهبة للحياة من الشمس وتطلق جميع العناصر الكيميائية تقريبًا في الجدول الدوري.

وفقًا للتقديرات الحديثة ، يبلغ إجمالي كتلة المادة الحية في المحيط الحيوي حوالي 2400 مليار طن (جدول).

الطاولة الوزن الكليالمادة الحية في المحيط الحيوي

كتلة المادة الحية على سطح القارات أكبر بـ 800 مرة من الكتلة الحيوية للمحيط العالمي. على سطح القارات ، تسود النباتات بشكل حاد في كتلتها على الحيوانات. في المحيط ، نلاحظ العلاقة المعاكسة: 93.7 ٪ من الكتلة الحيوية للبحر تمثلها الحيوانات. هذا يرجع أساسًا إلى حقيقة أن في البيئة البحريةهناك أفضل الظروف لتغذية الحيوان. أصغر الكائنات الحية النباتية التي تشكل العوالق النباتية وتعيش في المنطقة المضيئة من البحار والمحيطات تأكلها الحيوانات البحرية بسرعة ، وبالتالي ، فإن انتقال المواد العضوية من الشكل النباتي إلى الشكل الحيواني يغير بشكل حاد الكتلة الحيوية نحو غلبة الحيوانات.

تحتل جميع المواد الحية في كتلتها مكانًا ضئيلًا مقارنة بأي من الغلاف الجوي العلوي للكرة الأرضية. على سبيل المثال ، كتلة الغلاف الجوي أكبر بمقدار 2150 مرة ، والغلاف المائي أكبر بـ 602000 مرة ، وقشرة الأرض أكبر بـ 1670000 مرة.

ومع ذلك ، من حيث تأثيرها النشط على البيئة ، تحتل المادة الحية مكانًا خاصًا وتختلف نوعياً بشكل حاد عن التكوينات الطبيعية غير العضوية الأخرى التي تشكل المحيط الحيوي. بادئ ذي بدء ، هذا يرجع إلى حقيقة أن الكائنات الحية ، بفضل المحفزات البيولوجية (الإنزيمات) ، تعمل ، على حد تعبير الأكاديمي L.S. بيرج ، من وجهة نظر فيزيائية كيميائية ، شيء لا يصدق. على سبيل المثال ، يمكنهم تثبيت النيتروجين الجزيئي للغلاف الجوي في أجسامهم بالقيم المعتادة لدرجة الحرارة والضغط للبيئة الطبيعية.

في الظروف الصناعية ، يتطلب ربط النيتروجين الجوي بالأمونيا (NH 3) درجة حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية وضغط من 300-500 من الغلاف الجوي. في الكائنات الحية ، تزداد معدلات التفاعلات الكيميائية في عملية التمثيل الغذائي بعدة أوامر من حيث الحجم.

في و. في هذا الصدد ، أطلق Vernadsky على المادة الحية شكلاً من أشكال المادة النشطة للغاية.

تشمل الخصائص الرئيسية للكائنات الحية ما يلي:

1. وحدة X التركيب الكيميائي.تتكون الكائنات الحية من نفس العناصر الكيميائية مثل الكائنات غير الحية ، ولكن الكائنات الحية لديها جزيئات المادة، مميزة فقط للكائنات الحية (الأحماض النووية والبروتينات والدهون).

2. التكتم والنزاهة.يتكون أي نظام بيولوجي (خلية ، كائن حي ، أنواع ، إلخ) من أجزاء منفصلة ، أي منفصله. تفاعل هذه الأجزاء يتشكل نظام كامل(على سبيل المثال ، يتضمن تكوين الجسم أعضاء منفصلة متصلة هيكليًا ووظيفيًا في كل واحد).

3. التنظيم الهيكلي.الأنظمة الحية قادرة على خلق النظام من الفوضى الحركة الجزيئية، وتشكيل هياكل معينة. تتميز الكائنات الحية بالانتظام في المكان والزمان. هذا عبارة عن مجموعة من عمليات التمثيل الغذائي المعقدة ذاتية التنظيم التي تحدث بترتيب محدد بدقة ، تهدف إلى الحفاظ على ثبات البيئة الداخلية - الاستتباب.

4. التمثيل الغذائي والطاقة.الكائنات الحية هي أنظمة مفتوحة تتبادل المادة والطاقة باستمرار مع البيئة. عندما تتغير الظروف البيئية ، يحدث التنظيم الذاتي العمليات الحيويةحسب المبدأ استجابةيهدف إلى استعادة ثبات البيئة الداخلية - الاستتباب. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لمنتجات النفايات تأثير مثبط قوي ومحدد بدقة على تلك الإنزيمات التي تشكل الرابط الأولي في سلسلة طويلة من التفاعلات.

5. التكاثر الذاتي.التحديث الذاتي. عمر أي النظام البيولوجيمحدود. للحفاظ على الحياة ، تحدث عملية تكاثر ذاتي ، مرتبطة بتكوين جزيئات وهياكل جديدة تحمل المعلومات الجينيةوجدت في جزيئات الحمض النووي.

6. الوراثة.جزيء الحمض النووي قادر على تخزين ونقل المعلومات الوراثية ، وذلك بفضل مبدأ المصفوفة للتكرار ، مما يوفر استمرارية المواد بين الأجيال.

7. تقلب.أثناء نقل المعلومات الوراثية ، تحدث أحيانًا انحرافات مختلفة ، مما يؤدي إلى تغيير في خصائص وخصائص الأحفاد. إذا كانت هذه التغييرات مواتية للحياة ، فيمكن إصلاحها عن طريق الاختيار.

8. النمو والتنمية.ترث الكائنات الحية معلومات وراثية معينة حول إمكانية تطوير سمات معينة. تحقيق المعلومات يحدث أثناء التنمية الفردية- تطور الجنين. في مرحلة معينة من التكوّن ، يتم نمو الكائن الحي ، المرتبط بتكاثر الجزيئات وخلايا الهياكل البيولوجية الأخرى. النمو مصحوب بالتنمية.

9. التهيج والحركة.تتفاعل جميع الكائنات الحية بشكل انتقائي مع التأثيرات الخارجية مع ردود فعل محددة بسبب خاصية التهيج. الكائنات الحية تستجيب للتحفيز بالحركة. يعتمد مظهر شكل الحركة على بنية الكائن الحي.

إلى السمات الفريدة الرئيسية للمادة الحية، مما تسبب في ارتفاعه النشاط التحويلي، يمكن أن يعزى إلى:

1. القدرة على شغل مساحة خالية بسرعة ، والذي يرتبط بكل من التكاثر المكثف وقدرة الكائنات الحية على زيادة سطح أجسامها أو المجتمعات التي تشكلها بشكل مكثف ( الوجود في كل مكان الحياة ).

2. الحركة ليست سلبية فقط (تحت تأثير الجاذبية) لكنها نشطة أيضًا. على سبيل المثال ، ضد تدفق الماء والجاذبية وحركة التيارات الهوائية.

3. الثبات أثناء الحياة والتحلل السريع بعد الموت (التضمين في الدورات) ، مع الحفاظ على النشاط الفيزيائي والكيميائي العالي.

4. قدرة عالية على التكيف (التكيف) مع مختلف الظروف ، وفيما يتعلق بذلك ، ليس فقط تطوير جميع بيئات الحياة (المائية ، والأرضية ، والهواء ، والتربة) ، ولكن أيضًا صعب للغاية من حيث المعايير الفيزيائية والكيميائية.

5. تفاعلات كيميائية سريعة بشكل هائل . إنها عدة مرات من حيث الحجم أكبر مما كانت عليه في الطبيعة غير الحية. يمكن الحكم على هذه الخاصية من خلال معدل معالجة المادة بواسطة الكائنات الحية في عملية الحياة. على سبيل المثال ، تعالج يرقات بعض الحشرات كمية من مادة في اليوم تعادل 100 إلى 200 ضعف وزن جسمها.

6. ارتفاع معدل تجديد المادة الحية . تشير التقديرات إلى أنه في المتوسط بالنسبة للمحيط الحيوي يبلغ حوالي 8 سنوات (للأرض ، 14 عامًا ، وبالنسبة للمحيطات ، حيث تسود الكائنات الحية ذات العمر القصير ، 33 يومًا).

7. مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام والخيارات الكيميائية ، وهي تتعدى بشكل ملحوظ العديد من التناقضات في المادة الجامدة والخاملة.

8. الفردية (ليس في العالم نفس الأنواعوحتى الأفراد).

يتم تحديد جميع الخصائص المدرجة وغيرها من خصائص المادة الحية من خلال تركيز احتياطيات كبيرة من الطاقة فيها. في و. لاحظ Vernadsky أن الحمم البركانية التي تشكلت أثناء الانفجارات البركانية فقط هي التي يمكنها منافسة المادة الحية من حيث تشبع الطاقة.

وظائف المادة الحية. يمكن اختزال كل نشاط المادة الحية في المحيط الحيوي ، بدرجة معينة من التقارب ، إلى عدة وظائف أساسية يمكن أن تكمل بشكل كبير فكرة نشاطها الحيوي-الجيولوجي التحويلي.

1. طاقة . هذا واحد من الوظائف الأساسيةيرتبط بتخزين الطاقة في عملية التمثيل الضوئي ، ونقلها عبر سلاسل الغذاء وتبديدها في الفضاء المحيط.

2. غاز - يرتبط بالقدرة على التغيير والحفاظ على تركيبة غاز معينة للبيئة والغلاف الجوي ككل.

3. الأكسدة والاختزال - يرتبط بزيادة في شدة العمليات مثل الأكسدة والاختزال تحت تأثير المادة الحية.

4. تركيز - قدرة الكائنات الحية على تركيز العناصر الكيميائية المتناثرة في أجسامها ، وزيادة محتواها بعدة أوامر من حيث الحجم ، مقارنة بالبيئة ، وفي جسم الكائنات الفردية - ملايين المرات. نتيجة نشاط التركيز هي رواسب المعادن القابلة للاحتراق ، والحجر الجيري ، ورواسب الخام ، وما إلى ذلك.

5. مدمرة - تدمير الكائنات الحية ومنتجاتها لنشاطها الحيوي ، بما في ذلك بعد موتها ، كل من بقايا المواد العضوية نفسها والمواد الخاملة. ترتبط الآلية الرئيسية لهذه الوظيفة بتداول المواد. يتم لعب الدور الأكثر أهمية في هذا الصدد أشكال أقلالحياة - الفطريات والبكتيريا (المدمرات والمحللات).

6. المواصلات - انتقال المادة والطاقة نتيجة الشكل النشط لحركة الكائنات الحية. غالبًا ما يتم إجراء مثل هذا النقل عبر مسافات شاسعة ، على سبيل المثال ، أثناء هجرات الحيوانات وتحركات البدو الرحل.

7. تشكيل البيئة . هذه الوظيفة هي إلى حد كبير نتيجة للعمل المشترك للوظائف الأخرى. في النهاية ، يرتبط بتحويل المعلمات الفيزيائية والكيميائية للوسط. يمكن النظر إلى هذه الوظيفة من منظور أوسع وأضيق. بمعنى واسع ، نتيجة هذه الوظيفة هي الكل بيئة طبيعية. تم إنشاؤه بواسطة الكائنات الحية ، كما أنها تحافظ أيضًا على معلماتها في حالة مستقرة نسبيًا في جميع الغلاف الجوي تقريبًا. بمعنى أضيق ، تتجلى وظيفة تكوين البيئة للمادة الحية ، على سبيل المثال ، في تكوين التربة والحفاظ عليها من التلف (التعرية) ، وتنقية الهواء والماء من التلوث ، وفي تعزيز إمدادات مصادر المياه الجوفية ، إلخ.

8. نثر تعمل عكس التركيز. يتجلى من خلال الأنشطة الغذائية (الغذائية) والنقل للكائنات الحية. على سبيل المثال ، تشتت المادة أثناء إفراز الكائنات الحية للبراز ، وموت الكائنات الحية أثناء أنواع مختلفة من الحركات في الفضاء ، وتغيير الأغلفة.

9. معلوماتية يتم التعبير عن وظيفة المادة الحية في حقيقة أن الكائنات الحية ومجتمعاتها تجمع المعلومات وتثبتها في الهياكل الوراثية وتنقلها إلى الأجيال اللاحقة. هذا هو أحد مظاهر آليات التكيف.

على الرغم من التنوع الهائل في الأشكال ، جميع المواد الحية هي نفسها فيزيائيًا وكيميائيًا . وهذا هو أحد القوانين الأساسية لكل شيء. عالم عضوي- قانون الوحدة الفيزيائية والكيميائية للمادة الحية. ويترتب على ذلك أنه لا يوجد عامل فيزيائي أو كيميائي من شأنه أن يكون قاتلاً لبعض الكائنات الحية وغير ضار على الإطلاق للآخرين. الفرق هو فقط كمي - بعض الكائنات أكثر حساسية ، والبعض الآخر أقل ، والبعض الآخر يتكيف بشكل أسرع ، والبعض الآخر أبطأ. في هذه الحالة ، يحدث التكيف في سياق الانتقاء الطبيعي ، أي بسبب وفاة هؤلاء الأفراد الذين لم يتمكنوا من التكيف مع الظروف الجديدة.