Koncept biosfere zasniva se na ideji žive materije. Više od 90% sve žive materije otpada na kopnenu vegetaciju (98% kopnene biomase). živa materija- najmoćniji geohemijski i energetski faktor, vodeća sila razvoja planeta. Glavni izvor biohemijske aktivnosti organizama je sunčeva energija koju koriste u procesu fotosinteze zelene biljke i neki mikroorganizmi za stvaranje organske materije. Organska materija obezbeđuje hranu i energiju drugim organizmima. Fotosinteza je dovela do nakupljanja slobodnog kiseonika u atmosferi, formiranja ozonskog omotača koji štiti od ultraljubičastog i tvrdog kosmičkog zračenja, održava savremeni gasni sastav atmosfere. Život na Zemlji oduvijek je postojao u obliku složeno organiziranih kompleksa različitih organizama (biocenoza). Istovremeno, živi organizmi i njihovo stanište čine integralne sisteme - biogeocenoze. Ishrana, disanje i reprodukcija organizama i s njima povezani procesi stvaranja, akumulacije i propadanja organske materije obezbeđuju stalnu cirkulaciju materije i energije. Ovaj ciklus je povezan sa migracijom atoma hemijskih elemenata kroz živu materiju. Dakle, sav atmosferski kiseonik se okreće kroz živu materiju za 2000 godina, ugljen dioksid za 300 godina. Sastav samih organizama karakteriše široka lepeza organskih i hemijskih jedinjenja. Zahvaljujući živoj materiji, na planeti su nastala tla i organska mineralna goriva (treset, ugalj, možda čak i nafta).

Istražujući procese migracije atoma u biosferi, V.I. Vernadsky je pristupio pitanju geneze (porekla) hemijskih elemenata u zemljinoj kori, a zatim i potrebi da se objasni stabilnost jedinjenja koja čine organizme. Analizirajući problem migracije atoma, došao je do zaključka da nigdje ne postoje organska jedinjenja koja su nezavisna od žive materije. „Pod imenom žive materije“, napisao je V.I. Vernadsky iz 1919. godine, “mislit ću na ukupnost svih organizama, vegetacije i životinja, uključujući čovjeka.”

Dakle, živa materija je ukupnost živih organizama biosfere, numerički izražena elementarnim hemijskim sastavom, masom i energijom. 1930-ih godina IN AND. Vernadsky razlikuje čovečanstvo od ukupne mase žive materije kao njen poseban deo. Ovo odvajanje čovjeka od svih živih bića postalo je moguće iz tri razloga.

Prvo, čovječanstvo nije proizvođač, već potrošač biogeohemijske energije. Takva teza zahtijevala je reviziju geohemijskih funkcija žive tvari u biosferi. Drugo, masa čovječanstva, na osnovu demografskih podataka, nije stalna količina žive tvari. I treće, njegove geohemijske funkcije karakterizira ne masa, već proizvodna aktivnost.

Da se osoba nije izdvojila iz prirodnog životinjskog svijeta, tada bi njegov broj bio oko 100 hiljada. Takvi bi praljudi živjeli na ograničenom području, a njihovu evoluciju određivali bi spori procesi koji nastaju kao rezultat populacijsko-genetskih promjena karakterističnih za specijaciju. Međutim, s pojavom čovjeka došlo je do kvalitativnog skoka u razvoju prirode na Zemlji. Postoje svi razlozi za vjerovanje da je ova nova kvaliteta povezana s umom i sviješću homo sapiensa. Dakle, glavna vrsta razlike čovjeka je njegov um, a zahvaljujući svijesti čovječanstvo se razvilo na svoj način. To se odrazilo i na proces ljudske reprodukcije, budući da je za formiranje društveno zrelih oblika svijesti potrebno dugo – najmanje 20 godina.

Koje su karakteristike žive materije? Prije svega, ovo ogromna besplatna energija. Tokom evolucije vrsta dolazi do biogene migracije atoma, tj. Energija žive supstance biosfere se višestruko povećala i nastavlja da raste, jer živa tvar reciklira energiju sunčevog zračenja, atomsku energiju radioaktivnog raspada i kosmičku energiju rasutih elemenata koja dolazi iz naše Galaksije. Živa materija takođe ima visoka brzina hemijskih reakcija u poređenju sa neživom materijom, gde su slični procesi hiljade i milione puta sporiji. Na primjer, neke gusjenice dnevno mogu preraditi hranu 200 puta više nego što se same teže, a jedna sjenica pojede onoliko gusjenica dnevno koliko i sama teži.

Živu materiju karakteriše njegovih sastavnih hemijskih jedinjenja. od kojih su najvažniji proteini, stabilan samo u živim organizmima. Nakon završetka životnog procesa, izvorne žive organske supstance se razlažu na hemijske sastojke.

Živa materija postoji na planeti u obliku kontinuirane smjene generacija, zahvaljujući čemu je novoformirana generacija genetski povezana sa živom materijom prošlih epoha. Ovo je glavna strukturna jedinica biosfere, koja određuje sve ostale procese na površini zemljine kore. Živa materija je okarakterisana prisustvo evolutivnog procesa. Genetske informacije bilo kojeg organizma šifrirane su u svakoj njegovoj ćeliji. Ove ćelije su prvobitno predodređene da budu same, sa izuzetkom jajeta, iz kojeg se razvija čitav organizam. Dakle, živa materija je u suštini besmrtna.

IN AND. Vernadsky je napomenuo da je živa materija neodvojiva od biosfere, da je njena funkcija i da je istovremeno "jedna od najmoćnijih geohemijskih sila naše planete". Kruženje supstanci V.I. Vernadsky je nazvao biogeohemijske cikluse. Ovi ciklusi i cirkulacija obezbeđuju najvažnije funkcije žive materije u celini. Naučnik je identifikovao pet takvih funkcija:

Plinska funkcija - provode zelene biljke koje oslobađaju kisik u procesu fotosinteze, kao i sve biljke i životinje koje oslobađaju ugljični dioksid kao rezultat disanja;

Funkcija koncentracije - manifestuje se u sposobnosti živih organizama da akumuliraju mnoge hemijske elemente u svom telu (na prvom mestu je ugljenik, među metalima kalcijum);

Redox funkcija - izraženo u hemijskim transformacijama supstanci u procesu života. Kao rezultat, nastaju soli, oksidi, nove tvari. Ova funkcija je povezana sa stvaranjem željeznih i manganskih ruda, krečnjaka, itd.;

Biohemijska funkcija - definira se kao reprodukcija, rast i kretanje u prostoru žive tvari. Sve to dovodi do kruženja hemijskih elemenata u prirodi, njihove biogene migracije;

Funkcija ljudske biogeohemijske aktivnosti - povezana sa biogenom migracijom atoma, koja se višestruko povećava pod uticajem ljudske ekonomske aktivnosti. Čovjek razvija i koristi za svoje potrebe veliki broj tvari zemljine kore, uključujući ugalj, plin, naftu, treset, škriljce i mnoge rude. Istovremeno, dolazi do antropogenog ulaska u biosferu stranih supstanci, i to u količinama koje prelaze dozvoljenu vrijednost. To je dovelo do krizne konfrontacije između čovjeka i prirode. Glavnim razlogom za nadolazeću ekološku krizu smatra se tehnokratski koncept koji smatra biosferu, s jedne strane, kao izvor fizičkih resursa, as druge strane kao kanalizaciju za odlaganje otpada.

Živa materija igra veliku ulogu u razvoju naše planete. Do ovog zaključka došao je ruski naučnik V. I. Vernadsky, proučavajući sastav i evoluciju zemljine kore. On je dokazao da se dobijeni podaci ne mogu objasniti samo geološkim razlozima, bez uzimanja u obzir uloge žive materije u geohemijskoj migraciji atoma.

Od trenutka svog nastanka, život se neprestano razvija i postaje sve složeniji, utiče na okolinu, menjajući je. Na ovaj način, evolucija biosfere teče paralelno sa istorijskim razvojem organskog života.

Životni vijek na Zemlji mjeri se u oko 6-7 milijardi godina. Moguće je da su se primitivni oblici života pojavili i ranije. Ali prve tragove svog boravka ostavili su prije 2,5-3 milijarde godina. Od tada su se na površini planete dogodile fundamentalne promjene i formiralo se do 5 miliona vrsta životinja, biljaka i mikroorganizama. Živa materija je nastala na Zemlji, značajno drugačija od nežive materije.

Razvoj života doveo je do pojave nove opće planetarne strukturne ljuske biosfere, usko povezanog jedinstvenog sistema geoloških i bioloških tijela i procesa transformacije energije i materije.

Biosfera nije samo sfera distribucije života, već i rezultat njegove aktivnosti.

Biljke zauzimaju posebno mjesto među živim organizmima jer imaju sposobnost fotosinteze. Oni proizvode gotovo svu organsku materiju na planeti (postoji skoro 300 hiljada biljnih vrsta).

Funkcije žive materije

V. I. Vernadsky je dao ideju o glavnim biogeohemijskim funkcijama žive materije:

1. energetska funkcija povezana sa skladištenjem energije u procesu fotosinteze, njenim prijenosom kroz lance ishrane i disipacijom.

Ova funkcija je jedna od najvažnijih. Zasnovan je na procesu fotosinteze, što rezultira akumulacijom sunčeve energije i njenom naknadnom preraspodjelom između komponenti biosfere.

Biosfera se može uporediti sa ogromnom mašinom, čiji rad zavisi od jednog odlučujućeg faktora – energije: bez nje bi sve odmah stalo.
U biosferi, sunčevo zračenje igra ulogu glavnog izvora energije.

Biosfera akumulira energiju koja dolazi iz Kosmosa na našu planetu.

Živi organizmi ne ovise samo o sunčevoj energiji zračenja, oni djeluju kao džinovski akumulator (akumulator) i jedinstveni transformator (pretvarač) te energije.

To se dešava na sledeći način. Autotrofne biljke (i hemotrofni mikroorganizmi) stvaraju organsku materiju. Svi ostali organizmi na planeti su heterotrofi. Stvorenu organsku materiju koriste kao hranu, što dovodi do složenih sekvenci sinteze i razgradnje organskih supstanci. To je ono što je osnova biološki ciklus hemijskih elemenata u biosferi.

To je, živi organizmi su najvažnija biohemijska sila koja transformiše zemljinu koru.

Migracija i razdvajanje hemijskih elemenata na zemljinoj površini, u tlu, sedimentnim stijenama, atmosferi i hidrosferi odvija se uz direktno učešće žive tvari. Dakle, u geološkom dijelu živa materija, atmosfera, hidrosfera i litosfera- ovo je međusobno povezanim dijelovima jedinstvena planetarna školjka koja se neprestano razvija - biosfera.

2. Funkcija gasa – sposobnost promene i održavanja određenog gasnog sastava životne sredine i atmosfere u celini.

Preovlađujuća masa gasova na planeti je biogenog porekla.

primjer:

Atmosferski kiseonik se akumulira fotosintezom.

3. funkcija koncentracije- sposobnost organizama da koncentrišu rasute hemijske elemente u svom telu, povećavajući njihov sadržaj u poređenju sa okruženjem koje okružuje organizme za nekoliko redova veličine.

Organizmi akumuliraju mnoge hemijske elemente u svojim tijelima.

primjer:

Među njima, ugljenik je na prvom mestu. Sadržaj ugljika u uglju u smislu koncentracije je hiljadama puta veći od prosjeka za zemljinu koru. Ulje je koncentrator ugljika i vodonika, jer ima biogeno porijeklo. Kalcijum zauzima prvo mesto među metalima po koncentraciji. Čitavi planinski lanci sačinjeni su od ostataka životinja sa krečnjačkim skeletom. Koncentratori silicija su dijatomeje, radiolarije i neke spužve, jod - alge alge, željezo i mangan - posebne bakterije. Kralježnjaci akumuliraju fosfor koji se koncentriše u njihovim kostima.

Rezultat koncentracijske aktivnosti su nalazišta zapaljivih minerala, krečnjaka, rude itd.

4. redoks funkcija povezuje se sa intenziviranjem pod uticajem žive materije procesa kako oksidacije usled obogaćivanja okoline kiseonikom, tako i redukcije, prvenstveno u onim slučajevima kada se organska materija razgrađuje u nedostatku kiseonika.

primjer:

Procesi oporavka obično su praćeni stvaranjem i akumulacijom vodonik sulfida i metana. To, posebno, čini duboke slojeve močvara praktički beživotnim, kao i značajne pridonske vodene slojeve (na primjer, u Crnom moru).

Podzemni zapaljivi gasovi su produkti raspadanja organskih materija biljnog porekla, ranije zakopanih u sedimentne slojeve.

"Na zemaljski površine br hemijski snagu, više stalno struja, a jer i više moćan on njihov final posljedice, kako živ organizmi, uzeti in Uglavnom", - V. I. Vernadsky je pisao o živoj materiji biosfere.

Živa materija, prema Vernadskom, obavlja kosmičku funkciju, povezuje Zemlju sa svemirom i sprovodi proces fotosinteze. Koristeći sunčevu energiju, živa materija obavlja gigantski hemijski rad.

Prema Vernadskom, koji je prvi razmatrao funkcije žive materije u svojoj čuvenoj knjizi "Biosfera", postoji devet takvih funkcija: gas, kiseonik, oksidacija, kalcijum, redukcija, koncentracija, funkcija uništavanja organskih jedinjenja, funkcija redukcije. razgradnju, funkciju metabolizma i disanja organizama.

Trenutno, uzimajući u obzir nova istraživanja, razlikuju se sljedeće funkcije.

energetska funkcija

Apsorpcija sunčeve energije tokom fotosinteze i hemijske energije tokom razgradnje energetski bogatih supstanci, prenos energije kroz lance ishrane.

Kao rezultat toga, ostvaruje se veza biosfersko-planetarnih fenomena sa kosmičkim zračenjem, uglavnom sa sunčevim zračenjem. Zbog akumulirane sunčeve energije odvijaju se sve životne pojave na Zemlji. Nije ni čudo što je Vernadsky nazvao organizme zelenog klorofila glavnim mehanizmom biosfere.

Apsorbirana energija se distribuira unutar ekosistema među živim organizmima u obliku hrane. Dio energije se raspršuje u obliku topline, a dio se akumulira u mrtvoj organskoj tvari i prelazi u fosilno stanje. Tako su nastala ležišta treseta, uglja, nafte i drugih zapaljivih minerala.

destruktivnu funkciju

Ova funkcija se sastoji u razgradnji, mineralizaciji mrtve organske materije, hemijskom razgradnji stijena, uključivanju nastalih minerala u biotički ciklus, tj. izaziva transformaciju žive materije u inertnu. Kao rezultat, formira se i biogena i bioinertna supstanca biosfere.

Posebno treba spomenuti hemijsku razgradnju stijena. „Mi ne imamo na zemlja više moćan crusher stvar, kako živ supstanca"- napisao je Vernadski. Pioniri

život na stijenama - bakterije, modrozelene alge, gljive i lišajevi - imaju najjače hemijsko djelovanje na stijene s otopinama čitavog kompleksa kiselina - ugljične, dušične, sumporne i raznih organskih. Razgrađujući određene minerale uz njihovu pomoć, organizmi selektivno izdvajaju i uključuju u biotički ciklus najvažnije nutrijente - kalcijum, kalijum, natrijum, fosfor, silicijum, mikroelemente.

funkcija koncentracije

Ovo je naziv selektivnog nakupljanja u toku života određenih vrsta supstanci za izgradnju tijela organizma ili uklonjene iz njega tokom metabolizma. Kao rezultat funkcije koncentracije, živi organizmi izdvajaju i akumuliraju biogene elemente okoline. U sastavu žive materije dominiraju atomi lakih elemenata: vodonik, ugljenik, azot, kiseonik, natrijum, magnezijum, silicijum, sumpor, hlor, kalijum, kalcijum. Koncentracija ovih elemenata u tijelu živih organizama je stotine i hiljade puta veća nego u vanjskom okruženju. Ovo objašnjava heterogenost hemijskog sastava biosfere i njegovu značajnu razliku od sastava nežive materije planete. Uz koncentracijsku funkciju živog organizma neke supstance, prema rezultatima se oslobađa suprotna njoj - rasipanje. Manifestira se kroz trofičke i transportne aktivnosti organizama. Na primjer, disperzija materije pri izlučivanju izmeta organizmima, odumiranje organizama pri raznim vrstama kretanja u prostoru i promjena pokrova. Hemoglobin iz krvi se raspršuje, na primjer, putem insekata koji sišu krv.

Funkcija formiranja okoline

Transformacija fizičko-hemijskih parametara životne sredine (litosfera, hidrosfera, atmosfera) kao rezultat vitalnih procesa u uslovima povoljnim za postojanje organizama. Ova funkcija je zajednički rezultat gore navedenih funkcija žive materije: energetska funkcija obezbeđuje energiju svim karika biološkog ciklusa; destruktivnost i koncentracija doprinose izvlačenju iz prirodnog okruženja i akumulaciji rasutih, ali vitalnih elemenata za žive organizme. Vrlo je važno napomenuti da su se kao rezultat funkcije formiranja okoliša u geografskom omotaču dogodili sljedeći veliki događaji: transformiran je plinski sastav primarne atmosfere, promijenjen hemijski sastav voda primarnog okeana, a u litosferi se formirao sloj sedimentnih stijena, a na površini kopna pojavio se plodni pokrivač tla. „Organizam Ima posao co okruženje, to koji ne samo on prilagođeno, ali koji prilagođeno to njega", - tako je Vernadsky okarakterizirao funkciju žive tvari koja stvara okoliš.

Razmotrene četiri funkcije žive materije su glavne funkcije koje definišu. Mogu se razlikovati neke druge funkcije žive materije, na primjer:

- gas funkcija izaziva migraciju gasova i njihove transformacije, obezbeđuje gasni sastav biosfere. Preovlađujuća masa gasova na Zemlji je biogenog porekla. U toku funkcionisanja žive materije stvaraju se glavni gasovi: azot, kiseonik, ugljen-dioksid, vodonik sulfid, metan itd. Jasno se vidi da je funkcija gasa kombinacija dve osnovne funkcije – destruktivne i životne sredine;

- oksidirajuće - restorative funkcija sastoji se u kemijskoj transformaciji uglavnom onih tvari koje sadrže atome s promjenjivim stupnjem oksidacije (jedinjenja željeza, mangana, dušika itd.). Istovremeno, na površini Zemlje preovlađuju biogeni procesi oksidacije i redukcije. Obično se oksidativna funkcija žive materije u biosferi manifestuje u konverziji bakterija i nekih gljiva relativno siromašnih jedinjenja u tlu, kori i hidrosferi u jedinjenja bogata kiseonikom. Redukciona funkcija se provodi stvaranjem sulfata direktno ili putem biogenog sumporovodika koji proizvode različite bakterije. I ovde vidimo da je ova funkcija jedna od manifestacija funkcije žive materije koja formira okruženje;

- transport funkcija - prijenos materije protiv gravitacije iu horizontalnom smjeru. Još od vremena Njutna je poznato da je kretanje tokova materije na našoj planeti određeno silom gravitacije. Sama neživa materija kreće se duž nagnute ravni isključivo od vrha do dna. Rijeke, glečeri, lavine, sipine kreću se samo u ovom smjeru.

Živa materija je jedini faktor koji određuje obrnuto kretanje materije - odozdo prema gore, od okeana - ka kontinentima.

Zbog aktivnog kretanja, živi organizmi mogu pomicati različite tvari ili atome u horizontalnom smjeru, na primjer, zbog različitih vrsta migracija. Kretanje ili migracija hemijskih supstanci živom materijom naziva Vernadski biogeni migracija atomi ili supstance.

Uvod

Biosfera je vanjski omotač zemlje, čiji je razvoj određen stalnim prilivom sunčeve energije. Složena organizacija biosfere povezana je sa aktivnošću žive materije - ukupnosti svih pojedinaca svake vrste živih bića.

Živa materija postoji na Zemlji u obliku kontinuirane smjene generacija. Zbog toga se ispostavlja da je savremena živa materija genetski povezana sa živom materijom svih prošlih geoloških epoha. Živa materija je povezana sa inertnom materijom – atmosferom (do nivoa ozonskog ekrana), u potpunosti sa hidrosferom i litosferom, uglavnom u granicama tla, ali ne samo.

Atmosfera, hidrosfera i tlo utiču na živu materiju biosfere, obezbeđujući joj mineralnu ishranu, vodu i vazduh. Na primjer, priroda vegetacije ovisi o stupnju vlažnosti tla.

Živa materija biosfere je heterogena i ima tri tipa trofičkih interakcija: autotrofija, heterotrofija, miksotrofija. Trofičke ekološke interakcije doprinose transformaciji neorganske (inertne) materije u organsku materiju i obrnutom preuređenju organske materije u mineralnu. Predstavnici svakog kraljevstva, tipa i klase obavljaju svoje funkcije u ekološkim interakcijama na nivou biosfere.

Kosmičko zračenje u biosferi se pretvara u različite vrste energije. Transformacija energije se dešava u procesu njenog kruženja između materije planete i živih organizama biosfere - biogeohemijska cirkulacija supstanci: kretanje ogromnih masa hemijskih elemenata, preraspodela energije akumulirane u procesu fotosinteze i transformacija informacija. Biogeohemijska cirkulacija supstanci osigurava kontinuitet života u biosferi sa ograničenom količinom materije i stalnim prilivom sunčeve energije, transformiše lice planete, fizičko-hemijsko stanište živih bića, uključujući i ljude.

Upravljanje prirodom – objektivna procjena stanja i optimizacija korištenja prirodnih resursa i uslova životne sredine, njihova zaštita i reprodukcija.

Živa materija

Prema V.I. Vernadskog, supstanca biosfere se sastoji od:

· Živa materija- biomasa savremenih živih organizama;

· Nutrient- svi oblici detritusa, kao i treset, ugalj, nafta i gas biogenog porekla;

· bioinertna supstanca- mješavine biogenih supstanci sa mineralnim stijenama nebiogenog porijekla (zemljište, mulj, prirodne vode, gas i uljni škriljci, katran pijesak, dio sedimentnih karbonata);

· Inertna supstanca - stene, minerali, sedimenti na koje ne utiče direktni biogeohemijski uticaj organizama.

Centralno za ovaj koncept je koncept žive materije, koji V.I. Vernadsky definiše kao skup živih organizama. Pored biljaka i životinja, V.I. Vernadski takođe uključuje čovečanstvo, čiji se uticaj na geohemijske procese razlikuje od uticaja drugih živih bića, prvo po svom intenzitetu, koji se povećava tokom geološkog vremena; drugo, uticajem koji ljudska aktivnost ima na ostatak žive materije.

Taj se utjecaj prvenstveno ogleda u stvaranju brojnih novih vrsta gajenih biljaka i domaćih životinja. Takve vrste prije nisu postojale i bez ljudske pomoći ili umiru ili se pretvaraju u divlje pasmine. Stoga Vernadsky geohemijski rad žive tvari u neraskidivoj vezi životinjskog, biljnog carstva i kulturnog čovječanstva smatra djelom jedne cjeline.

Prema V.I. Vernadskog, u prošlosti nisu pridavali značaj dva važna faktora koji karakterišu živa tijela i njihove metaboličke produkte:

· Pasteurovo otkriće prevlasti optički aktivnih jedinjenja povezanih sa disimetrijom prostorne strukture molekula, kao karakterističnom osobinom živih tela.

· Doprinos živih organizama energiji biosfere i njihov uticaj na neživa tela je očigledno potcenjen. Uostalom, sastav biosfere uključuje ne samo živu materiju, već i niz neživih tijela, koja V.I. Vernadsky naziva inertnim (atmosfera, stijene, minerali itd.), kao i bio-inertna tijela nastala od heterogenih živih i inertnih tijela (tla, površinske vode itd.). Iako je živa materija po zapremini i težini beznačajan dio biosfere, povezan s promjenom izgleda naše planete.

Pošto je živa materija odlučujuća komponenta biosfere, može se tvrditi da ona može postojati i razvijati se samo u okviru integralnog sistema biosfere. Nije slučajno što je stoga V.I. Vernadsky smatra da su živi organizmi funkcija biosfere i da su s njom usko povezani materijalno i energetski, ogromna su geološka sila koja je određuje.

Početna osnova za postojanje biosfere i biogeokemijskih procesa koji se u njoj odvijaju je astronomski položaj naše planete, a prije svega njena udaljenost od Sunca i nagib Zemljine ose prema ekliptici, odnosno ravni zemljina orbita. Ovaj prostorni raspored Zemlje određuje uglavnom klimu na planeti, a ova, zauzvrat, određuje životne cikluse svih organizama koji postoje na njoj. Sunce je glavni izvor energije biosfere i regulator svih geoloških, hemijskih i bioloških procesa na našoj planeti. Ovu ulogu je slikovito izrazio jedan od autora zakona održanja i transformacije energije Julius Mayer (1814-1878), koji je primijetio da je život stvaranje sunčevog zraka.

Odlučujuća razlika između žive materije i inertne materije je sljedeća:

· Promjene i procesi u živoj tvari odvijaju se mnogo brže nego u inertnim tijelima. Stoga se za karakterizaciju promjena u živoj materiji koristi koncept historijskog vremena, au inertnim tijelima - geološkog vremena. Za poređenje, napominjemo da sekunda geološkog vremena odgovara otprilike sto hiljada godina istorijskog vremena;

· Tokom geološkog vremena povećava se snaga žive materije i njen uticaj na inertnu materiju biosfere. Ovaj uticaj, ističe V.I. Vernadskog, manifestuje se prvenstveno "u kontinuiranom biogenom toku atoma iz žive materije u inertnu materiju biosfere i obrnuto";

· Kvalitativne promjene organizama se dešavaju u toku geološkog vremena samo u živoj materiji. Proces i mehanizme ovih promjena prvi je objasnio u teoriji porijekla vrsta prirodnom selekcijom C. Darwin (1859);

Živi organizmi se mijenjaju ovisno o promjenama u okolini, prilagođavaju joj se i, prema Darwinovoj teoriji, postupno nakupljanje takvih promjena služi kao izvor evolucije.

IN AND. Vernadsky sugerira da i živa materija može imati svoj vlastiti proces evolucije, koji se manifestira u promjenama s tokom geološkog vremena, bez obzira na promjene u okruženju.

Da bi potvrdio svoju misao, on se poziva na kontinuirani rast centralnog nervnog sistema životinja i njegov značaj u biosferi, kao i na posebnu organizaciju same biosfere. Prema njegovom mišljenju, u pojednostavljenom modelu, ova organizacija se može izraziti na način da ni jedna tačka biosfere "ne padne na isto mjesto, istu tačku biosfere, kao što je to ikada bilo". U modernim terminima, ovaj fenomen se može opisati kao nepovratnost promjena koje su inherentne svakom procesu evolucije i razvoja.

Kontinuirani proces evolucije, praćen nastankom novih vrsta organizama, ima utjecaja na cjelokupnu biosferu u cjelini, uključujući prirodna bio-inertna tijela, kao što su tla, površinske i podzemne vode itd. To potvrđuje i činjenica da su tla i rijeke devona potpuno drugačija od onih u tercijaru, a još više u našem vremenu. Tako se evolucija vrsta postupno širi i prelazi na cijelu biosferu.

Budući da evolucija i pojava novih vrsta pretpostavljaju postojanje vlastitog početka, prirodno se postavlja pitanje: ima li život takav početak? Ako postoji, gdje ga onda tražiti - na Zemlji ili u svemiru? Može li život nastati iz neživota?

Tokom vekova, mnoge religiozne ličnosti, predstavnici umetnosti, filozofi i naučnici razmišljali su o ovim pitanjima. IN AND. Vernadsky detaljno ispituje najzanimljivija gledišta koja su iznijeli istaknuti mislioci različitih epoha i dolazi do zaključka da na ova pitanja nema uvjerljivog odgovora. On sam, kao naučnik, u početku se držao empirijskog pristupa rješavanju ovih pitanja, kada je tvrdio da su brojni pokušaji da se pronađu tragovi prisustva bilo kakvih prijelaznih oblika života u drevnim geološkim slojevima Zemlje bili neuspješni. U svakom slučaju, neki ostaci života otkriveni su čak iu pretkambrijskim slojevima, koji broje 600 miliona godina. Ovi negativni rezultati, prema V.I. Vernadskog, omogućavaju sugerisanje da život kao materija i energija postoji u Univerzumu zauvek i stoga nema početak. Ali takva pretpostavka nije ništa drugo do empirijska generalizacija zasnovana na činjenici da tragovi žive materije još nisu pronađeni u slojevima Zemlje. Da bi postala naučna hipoteza, mora biti u skladu sa drugim rezultatima naučnog saznanja, uključujući šire koncepte prirodnih nauka i filozofije. U svakom slučaju, ne može se ne računati sa stavovima onih prirodoslovaca i filozofa koji su branili tezu o nastanku žive materije iz nežive materije, a u današnje vreme čak izneli i potkrepljenje hipoteze i modela nastanka. od zivota.

Pretpostavke o abiogenom, ili neorganskom porijeklu života, iznošene su iznova u antičko doba, na primjer, od strane Aristotela, koji je dopustio mogućnost nastanka malih organizama iz neorganske tvari. Dolaskom eksperimentalne prirodne nauke i pojavom takvih nauka kao što su geologija, paleontologija i biologija, ovo gledište je kritikovano kao neopravdano empirijskim činjenicama. Još u drugoj polovini 17. veka. Načelo koje je proglasio poznati firentinski ljekar i prirodnjak F. Redi, da sve živo nastaje od živih bića. Konstataciju ovog principa olakšala su istraživanja poznatog engleskog fiziologa Williama Harveya (1578-1657), koji je vjerovao da svaka životinja dolazi iz jajeta, iako je priznavao mogućnost nastanka života na abiogeni način.

Kasnije, kako su fizičko-hemijske metode prodrle u biološka istraživanja, hipoteze o abiogenom poreklu života počele su se ponovo i upornije postavljati. Gore smo već govorili o hemijskoj evoluciji kao preduvjetu za nastanak prebiotičke, odnosno prebiološke faze u nastanku života. V.I. Vernadskog, pa stoga njegovi stavovi o ovim pitanjima nisu ostali nepromijenjeni, ali, oslanjajući se na tlo precizno utvrđenih činjenica, nije dopustio ni božansku intervenciju ni zemaljsko porijeklo života. Prenio je nastanak života izvan Zemlje, a također je dopustio mogućnost njegovog pojavljivanja u biosferi pod određenim uvjetima. Napisao je: „Redijev princip... ne ukazuje na nemogućnost abiogeneze izvan biosfere ili prilikom utvrđivanja prisutnosti u biosferi (sada ili ranije) fizičko-hemijskih pojava koje nisu bile prihvaćene u naučnoj definiciji ovog oblika organizacije zemaljska školjka."

Uprkos nekim kontradiktornostima, Vernadskyjeva teorija biosfere predstavlja novi veliki korak u razumijevanju ne samo žive prirode, već i njene neodvojive veze s povijesnom djelatnošću čovječanstva.

• Ovaj koncept ne treba miješati s konceptom "biomase", koja je dio biogene supstance.

Enciklopedijski YouTube

1 / 3

✪ Biogena, bio-inertna, živa materija

✪ Vladimir Ivanovič Vernadsky živa supstanca

✪ Biosfera

Titlovi

Karakteristike žive materije

Neke organske tvari sadrže atome s promjenjivim stupnjem oksidacije (jedinjenja željeza, mangana, dušika itd.). Istovremeno, na površini Zemlje preovlađuju biogeni procesi oksidacije i redukcije. Obično se oksidativna funkcija žive materije u biosferi manifestuje u konverziji bakterija i nekih gljiva relativno siromašnih jedinjenja u tlu, kori i hidrosferi u jedinjenja bogata kiseonikom. Redukciona funkcija se provodi stvaranjem sulfata direktno ili putem biogenog sumporovodika koji proizvode različite bakterije. I ovde vidimo da je ova funkcija jedna od manifestacija funkcije žive materije koja formira okruženje;

- transportna funkcija - prijenos materije protiv gravitacije iu horizontalnom smjeru. Još od vremena Njutna je poznato da je kretanje tokova materije na našoj planeti određeno silom gravitacije. Sama neživa materija kreće se duž nagnute ravni isključivo od vrha do dna. Rijeke, glečeri, lavine, sipine kreću se samo u ovom smjeru.

Živa materija obuhvata i restrukturira sve hemijske procese u biosferi. Živa materija je najmoćnija geološka sila koja raste s vremenom. Odajući počast uspomeni na velikog osnivača doktrine biosfere, A. I. Perelman je predložio da se sljedeća generalizacija nazove "zakon Vernadskog":

„Migracija hemijskih elemenata na zemljinoj površini i u biosferi u celini odvija se ili uz direktno učešće žive materije (biogena migracija) ili se odvija u okruženju čije geohemijske karakteristike (O 2, CO 2, H 2 S, itd.) su pretežno uslovljeni živom materijom, kako onom koja trenutno nastanjuje dati sistem, tako i onim što je djelovalo na Zemlju kroz geološku historiju.

Zbog aktivnog kretanja, živi organizmi mogu pomicati različite tvari ili atome u horizontalnom smjeru, na primjer, zbog različitih vrsta migracija. Kretanje ili migracija hemijskih supstanci živom materijom naziva Vernadski biogena migracija atoma ili materije.

vidi takođe

• Supstanca, Materija (fizika), Biogena supstanca
• Osnovni zakoni evolucije žive materije u biosferi