Χαρακτηριστικά της ζωντανής ύλης

Η σύνθεση της ζωντανής ύλης περιλαμβάνει τόσο οργανικές (με τη χημική έννοια) όσο και ανόργανες ή ορυκτές ουσίες. Ο Βερνάντσκι έγραψε:

Η μάζα της ζωντανής ύλης είναι σχετικά μικρή και υπολογίζεται σε 2,4-3,6·10 12 τόνους (σε ξηρό βάρος) και είναι μικρότερη από 10 −6 μάζες άλλων κελυφών της Γης. Αλλά είναι μια από τις «πιο ισχυρές γεωχημικές δυνάμεις στον πλανήτη μας».

Η ζωντανή ύλη αναπτύσσεται εκεί όπου μπορεί να υπάρχει ζωή, δηλαδή στη διασταύρωση της ατμόσφαιρας, της λιθόσφαιρας και της υδρόσφαιρας. Σε συνθήκες που δεν είναι ευνοϊκές για ύπαρξη, η ζωντανή ύλη περνά σε κατάσταση αναστολής κινούμενης εικόνας.

Η ιδιαιτερότητα της ζωντανής ύλης είναι η εξής:

1. Η ζωντανή ύλη της βιόσφαιρας χαρακτηρίζεται από τεράστια ελεύθερη ενέργεια. Στον ανόργανο κόσμο, μόνο βραχύβιες μη στερεοποιημένες ροές λάβας μπορούν να συγκριθούν με τη ζωντανή ύλη όσον αφορά την ποσότητα της ελεύθερης ενέργειας.
2. Μια έντονη διαφορά μεταξύ της ζωντανής και της μη ζωντανής ύλης της βιόσφαιρας παρατηρείται στον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων: στη ζωντανή ύλη, οι αντιδράσεις συμβαίνουν χιλιάδες και εκατομμύρια φορές πιο γρήγορα.
3. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της ζωντανής ύλης είναι ότι οι επιμέρους χημικές ενώσεις που την αποτελούν - πρωτεΐνες, ένζυμα κ.λπ. - είναι σταθερές μόνο σε ζωντανούς οργανισμούς (σε μεγάλο βαθμό αυτό είναι χαρακτηριστικό και των ορυκτών ενώσεων που συνθέτουν τη ζωντανή ύλη).
4. Αυθαίρετη κίνηση ζωντανής ύλης, σε μεγάλο βαθμό αυτορυθμιζόμενη. Ο V. I. Vernadsky ξεχώρισε δύο συγκεκριμένες μορφές κίνησης της ζωντανής ύλης: α) παθητική, η οποία δημιουργείται με την αναπαραγωγή και είναι εγγενής τόσο στους ζωικούς όσο και στους φυτικούς οργανισμούς. β) ενεργό, το οποίο πραγματοποιείται λόγω της κατευθυνόμενης κίνησης των οργανισμών (είναι τυπικό για τα ζώα και, σε μικρότερο βαθμό, για τα φυτά). Η ζωντανή ύλη τείνει επίσης να γεμίζει όλο τον πιθανό χώρο.
5. Η ζωντανή ύλη παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερη μορφολογική και χημική ποικιλομορφία από τη μη ζωντανή ύλη. Επιπλέον, σε αντίθεση με την άψυχη βιογονική ύλη, η ζωντανή ύλη δεν αντιπροσωπεύεται αποκλειστικά από υγρή ή αέρια φάση. Τα σώματα των οργανισμών είναι χτισμένα και στις τρεις καταστάσεις φάσης.
6. Η ζωντανή ύλη αντιπροσωπεύεται στη βιόσφαιρα με τη μορφή διάσπαρτων σωμάτων - μεμονωμένων οργανισμών. Επιπλέον, όντας διασκορπισμένη, η ζωντανή ύλη δεν βρίσκεται ποτέ στη Γη σε μορφολογικά καθαρή μορφή - με τη μορφή πληθυσμών οργανισμών του ίδιου είδους: αντιπροσωπεύεται πάντα από βιοκαινώσεις.
7. Η ζωντανή ύλη υπάρχει με τη μορφή μιας συνεχούς εναλλαγής γενεών, λόγω της οποίας η σύγχρονη ζωντανή ύλη σχετίζεται γενετικά με τη ζωντανή ύλη περασμένων εποχών. Ταυτόχρονα, η παρουσία μιας εξελικτικής διαδικασίας είναι χαρακτηριστική της ζωντανής ύλης, δηλαδή, η αναπαραγωγή της ζωντανής ύλης δεν συμβαίνει με τον τύπο της απόλυτης αντιγραφής των προηγούμενων γενεών, αλλά από μορφολογικές και βιοχημικές αλλαγές.

Η έννοια της ζωντανής ύλης

Το έργο της ζωντανής ύλης στη βιόσφαιρα είναι αρκετά ποικίλο. Σύμφωνα με τον Vernadsky, το έργο της ζωντανής ύλης στη βιόσφαιρα μπορεί να εκδηλωθεί με δύο κύριες μορφές:

α) χημική (βιοχημική) - Ι είδος γεωλογικής δραστηριότητας. β) μηχανική - II μεταφορική δραστηριότητα.

Η βιογενής μετανάστευση των ατόμων του πρώτου είδους εκδηλώνεται στη συνεχή ανταλλαγή ύλης μεταξύ των οργανισμών και του περιβάλλοντος κατά τη διαδικασία οικοδόμησης του σώματος των οργανισμών, την πέψη των τροφίμων. Η βιογενής μετανάστευση ατόμων του δεύτερου είδους συνίσταται στην κίνηση της ύλης από τους οργανισμούς κατά τη διάρκεια της ζωής τους (κατά την κατασκευή λαγούμια, φωλιές, όταν οι οργανισμοί είναι θαμμένοι στο έδαφος), η κίνηση της ίδιας της ζωντανής ύλης, καθώς και όπως η διέλευση ανόργανων ουσιών μέσω του γαστρικού σωλήνα των σκαθαριών του εδάφους, των σκαθαριών λάσπης, των τροφοδοτικών φίλτρων.

Για να κατανοήσουμε το έργο που κάνει η ζωντανή ύλη στη βιόσφαιρα, τρεις κύριες διατάξεις είναι πολύ σημαντικές, τις οποίες ο V. I. Vernadsky ονόμασε βιογεωχημικές αρχές:

1. Η βιογενής μετανάστευση ατόμων χημικών στοιχείων στη βιόσφαιρα τείνει πάντα στη μέγιστη έκφανσή της.
2. Η εξέλιξη των ειδών κατά τη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου, που οδηγεί στη δημιουργία μορφών ζωής σταθερών στη βιόσφαιρα, προχωρά σε μια κατεύθυνση που ενισχύει τη βιογενή μετανάστευση των ατόμων.
3. Η ζωντανή ύλη βρίσκεται σε συνεχή χημική ανταλλαγή με το κοσμικό περιβάλλον που την περιβάλλει, και δημιουργείται και διατηρείται στον πλανήτη μας από την ακτινοβόλο ενέργεια του Ήλιου.

Υπάρχουν πέντε κύριες λειτουργίες της ζωντανής ύλης:

1. Ενέργεια. Συνίσταται στην απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας κατά τη φωτοσύνθεση και της χημικής ενέργειας - μέσω της αποσύνθεσης ουσιών κορεσμένων με ενέργεια και της μεταφοράς ενέργειας μέσω της τροφικής αλυσίδας της ετερογενούς ζωντανής ύλης.
2. συγκέντρωση. Επιλεκτική συσσώρευση κατά τη διάρκεια της ζωής ορισμένων τύπων ύλης. Υπάρχουν δύο τύποι συγκεντρώσεων χημικών στοιχείων από ζωντανή ύλη: α) μια μαζική αύξηση των συγκεντρώσεων στοιχείων σε ένα μέσο κορεσμένο με αυτά τα στοιχεία, για παράδειγμα, το θείο και ο σίδηρος είναι άφθονοι στη ζωντανή ύλη σε περιοχές ηφαιστειακού. β) μια συγκεκριμένη συγκέντρωση ενός ή άλλου στοιχείου, ανεξάρτητα από το μέσο.
3. καταστρεπτικός. Συνίσταται στην ανοργανοποίηση της μη βιογενούς οργανικής ύλης, στην αποσύνθεση της άψυχης ανόργανης ύλης και στη συμμετοχή των ουσιών που προκύπτουν στον βιολογικό κύκλο.
4. Διαμόρφωση περιβάλλοντος. Μετασχηματισμός φυσικών και χημικών παραμέτρων του μέσου (κυρίως λόγω μη βιογενούς ύλης).
5. Μεταφορά. Οι τροφικές αλληλεπιδράσεις της ζωντανής ύλης οδηγούν στην κίνηση τεράστιων μαζών χημικών στοιχείων και ουσιών ενάντια στη βαρύτητα και σε οριζόντια κατεύθυνση.

Η ζωντανή ύλη περιλαμβάνει και αναδομεί όλες τις χημικές διεργασίες στη βιόσφαιρα. Η ζωντανή ύλη είναι η πιο ισχυρή γεωλογική δύναμη, που μεγαλώνει με το πέρασμα του χρόνου. Αποτίοντας φόρο τιμής στη μνήμη του μεγάλου ιδρυτή του δόγματος της βιόσφαιρας, ο A. I. Perelman πρότεινε να ονομαστεί η ακόλουθη γενίκευση «νόμος του Vernadsky»:

«Η μετανάστευση των χημικών στοιχείων στην επιφάνεια της γης και στο σύνολο της βιόσφαιρας πραγματοποιείται είτε με άμεση συμμετοχή ζωντανής ύλης (βιογενής μετανάστευση) είτε προχωρά σε περιβάλλον του οποίου τα γεωχημικά χαρακτηριστικά (O 2, CO 2, H 2 S, κ.λπ.) εξαρτώνται κυρίως από τη ζωντανή ύλη, τόσο από αυτή που κατοικεί αυτήν τη στιγμή σε ένα δεδομένο σύστημα, όσο και από αυτή που έχει δράσει στη Γη σε όλη τη γεωλογική ιστορία.

Σημειώσεις

δείτε επίσης

Βιβλιογραφία

• Σχετικά με τις λειτουργίες της ζωντανής ύλης στη βιόσφαιρα // Δελτίο της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. 2003. V. 73. Αρ. 3. S.232-238

Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .

Δείτε τι είναι η "Ζωντανή ουσία" σε άλλα λεξικά:

Το σύνολο των ζωντανών οργανισμών στη βιόσφαιρα, η βιομάζα τους. Χαρακτηρίζεται από ειδική χημική σύσταση (H, C, N, 02, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ca υπερισχύουν), μια τεράστια βιομάζα (80 100 109 τόνοι ξηρής οργανικής ύλης) και ενέργεια ......... Οικολογικό λεξικό

Το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας, που εκφράζεται αριθμητικά σε στοιχειακή χημική σύνθεση, μάζα και ενέργεια. Η έννοια εισήχθη από τον V. I. Vernadsky στη θεωρία του για τη βιόσφαιρα και τον ρόλο των ζωντανών οργανισμών στην κυκλοφορία ουσιών και ενέργειας στη φύση ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας, που εκφράζεται αριθμητικά σε στοιχειακή χημική σύνθεση, μάζα και ενέργεια. Η έννοια εισήχθη από τον V. I. Vernadsky στη θεωρία του για τη βιόσφαιρα και τον ρόλο των ζωντανών οργανισμών στην κυκλοφορία της ύλης και της ενέργειας στη φύση. * * *…… εγκυκλοπαιδικό λεξικό

1) το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας, που εκφράζεται αριθμητικά σε στοιχειακή χημική σύνθεση, μάζα και ενέργεια. Ο όρος εισήχθη από τον V. I. Vernadsky (Βλ. Vernadsky). J. c. συνδέεται με τη βιόσφαιρα υλικά και ενεργειακά μέσω ... ... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

Το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας, αριθμητικά εκφρασμένο σε στοιχειώδη χημική ουσία. σύνθεση, μάζα και ενέργεια. Η έννοια εισήχθη από τον V. I. Vernadsky στη θεωρία του για τη βιόσφαιρα και τον ρόλο των ζωντανών οργανισμών στην κυκλοφορία της ενέργειας και της ενέργειας στη φύση ... Φυσικές Επιστήμες. εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Ζωντανή ύλη- στην έννοια του V. I. Vernadsky, το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας (φυτά, ζώα, έντομα κ.λπ., συμπεριλαμβανομένης της ανθρωπότητας), που εκφράζεται αριθμητικά σε στοιχειακή χημική σύνθεση, μάζα και ενέργεια ... Απαρχές της σύγχρονης φυσικής επιστήμης

ζωντανή ύλη- 1. Το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας με εύρυθμο μεταβολισμό. 2. Πολύπλοκο μοριακό συσσωμάτωμα με σύστημα ελέγχου που περιέχει μηχανισμό για τη μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών. Ε. Ζωντανή ουσία D. Lebendiger Stoff,… … Επεξηγηματικό λεξικό UFO με ισοδύναμα στα αγγλικά και στα γερμανικά

Σύμφωνα με τον VI Vernadsky (1940), το σύνολο των οργανισμών του ίδιου είδους (είδος ομογενής ζωντανή ύλη) ή φυλής (φυλετική ομοιογενής ζωντανή ύλη). Οικολογικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό. Κισινάου: Η κύρια έκδοση του Μολδαβικού Σοβιετικού ... ... Οικολογικό λεξικό

Η έννοια της βιόσφαιρας βασίζεται στην ιδέα της ζωντανής ύλης. Περισσότερο από το 90% της ζωντανής ύλης πέφτει στη χερσαία βλάστηση (98% της βιομάζας της γης). ζωντανή ύλη-ο ισχυρότερος γεωχημικός και ενεργειακός παράγοντας, η ηγετική δύναμη της πλανητικής ανάπτυξης. Η κύρια πηγή βιοχημικής δραστηριότητας των οργανισμών είναι η ηλιακή ενέργεια που χρησιμοποιείται στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης από πράσινα φυτά και ορισμένους μικροοργανισμούς για τη δημιουργία οργανικής ύλης. Η οργανική ύλη παρέχει τροφή και ενέργεια σε άλλους οργανισμούς. Η φωτοσύνθεση οδήγησε στη συσσώρευση ελεύθερου οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, στο σχηματισμό ενός στρώματος όζοντος που προστατεύει από την υπεριώδη και σκληρή κοσμική ακτινοβολία, διατηρεί τη σύγχρονη σύνθεση αερίου της ατμόσφαιρας. Η ζωή στη Γη υπήρχε πάντα με τη μορφή πολύπλοκα οργανωμένων συμπλεγμάτων διαφόρων οργανισμών (βιοκαινώσεις). Ταυτόχρονα, οι ζωντανοί οργανισμοί και ο βιότοπός τους σχηματίζουν αναπόσπαστα συστήματα - βιογεωκενόζες. Η διατροφή, η αναπνοή και η αναπαραγωγή των οργανισμών και οι διαδικασίες δημιουργίας, συσσώρευσης και αποσύνθεσης της οργανικής ύλης που συνδέονται με αυτούς παρέχουν μια συνεχή κυκλοφορία ύλης και ενέργειας. Αυτός ο κύκλος συνδέεται με τη μετανάστευση ατόμων χημικών στοιχείων μέσω της ζωντανής ύλης. Έτσι, όλο το ατμοσφαιρικό οξυγόνο περιστρέφεται μέσω της ζωντανής ύλης σε 2000 χρόνια, το διοξείδιο του άνθρακα σε 300 χρόνια. Η σύνθεση των ίδιων των οργανισμών χαρακτηρίζεται από μεγάλη ποικιλία οργανικών και χημικών ενώσεων. Χάρη στη ζωντανή ύλη, τα εδάφη και τα οργανικά ορυκτά καύσιμα (τύρφη, άνθρακας, ίσως και πετρέλαιο) σχηματίστηκαν στον πλανήτη.

Εξερευνώντας τις διαδικασίες μετανάστευσης ατόμων στη βιόσφαιρα, V.I. Ο Βερνάντσκι προσέγγισε το ζήτημα της γένεσης (προέλευσης) των χημικών στοιχείων στον φλοιό της γης και στη συνέχεια την ανάγκη να εξηγήσει τη σταθερότητα των ενώσεων που συνθέτουν τους οργανισμούς. Αναλύοντας το πρόβλημα της ατομικής μετανάστευσης, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι δεν υπάρχουν οργανικές ενώσεις πουθενά ανεξάρτητες από τη ζωντανή ύλη. «Υπό το όνομα της ζωντανής ύλης», έγραψε ο V.I. Vernadsky το 1919, «Θα εννοώ το σύνολο όλων των οργανισμών, της βλάστησης και των ζώων, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου».

Έτσι, η ζωντανή ύλη είναι το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας, που εκφράζεται αριθμητικά σε στοιχειακή χημική σύνθεση, μάζα και ενέργεια. Στη δεκαετία του 1930 ΣΕ ΚΑΙ. Ο Βερνάντσκι διακρίνει την ανθρωπότητα από τη συνολική μάζα της ζωντανής ύλης ως ειδικό μέρος της. Αυτός ο διαχωρισμός του ανθρώπου από όλα τα έμβια όντα έγινε δυνατός για τρεις λόγους.

Πρώτον, η ανθρωπότητα δεν είναι παραγωγός, αλλά καταναλωτής βιογεωχημικής ενέργειας. Μια τέτοια διατριβή απαιτούσε μια αναθεώρηση των γεωχημικών λειτουργιών της ζωντανής ύλης στη βιόσφαιρα. Δεύτερον, η μάζα της ανθρωπότητας, βάσει δημογραφικών δεδομένων, δεν είναι μια σταθερή ποσότητα ζωντανής ύλης. Και τρίτον, οι γεωχημικές του λειτουργίες χαρακτηρίζονται όχι από μάζα, αλλά από παραγωγική δραστηριότητα.

Εάν ένα άτομο δεν είχε ξεχωρίσει από τον φυσικό κόσμο των ζώων, τότε ο αριθμός του θα ήταν περίπου 100 χιλιάδες. Τέτοιοι πρωτοάνθρωποι θα ζούσαν σε μια περιορισμένη περιοχή και η εξέλιξή τους θα καθοριζόταν από αργές διεργασίες που προκύπτουν ως αποτέλεσμα πληθυσμιακών-γενετικών αλλαγών χαρακτηριστικών της ειδοποίησης. Ωστόσο, με την έλευση του ανθρώπου έγινε ένα ποιοτικό άλμα στην ανάπτυξη της φύσης στη Γη. Υπάρχει κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι αυτή η νέα ποιότητα συνδέεται με το μυαλό και τη συνείδηση ​​του homo sapiens. Έτσι, η κύρια διαφορά είδους ενός ατόμου είναι το μυαλό του και χάρη στη συνείδηση ​​η ανθρωπότητα αναπτύχθηκε με τον δικό της τρόπο. Αυτό αντικατοπτρίστηκε και στη διαδικασία της ανθρώπινης αναπαραγωγής, αφού ο σχηματισμός κοινωνικά ώριμων μορφών συνείδησης απαιτεί πολύ χρόνο - τουλάχιστον 20 χρόνια.

Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της ζωντανής ύλης; Πρώτα απ' όλα αυτό τεράστια δωρεάν ενέργεια.Κατά την εξέλιξη των ειδών, η βιογενής μετανάστευση των ατόμων, δηλ. Η ενέργεια της ζωντανής ουσίας της βιόσφαιρας έχει πολλαπλασιαστεί και συνεχίζει να αυξάνεται, επειδή η ζωντανή ουσία ανακυκλώνει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας, την ατομική ενέργεια της ραδιενεργής αποσύνθεσης και την κοσμική ενέργεια των διάσπαρτων στοιχείων που προέρχονται από τον Γαλαξία μας. Η ζωντανή ύλη έχει επίσης υψηλός ρυθμός χημικών αντιδράσεωνσε σύγκριση με την άψυχη ύλη, όπου παρόμοιες διαδικασίες είναι χιλιάδες και εκατομμύρια φορές πιο αργές. Για παράδειγμα, μερικές κάμπιες την ημέρα μπορούν να επεξεργάζονται την τροφή 200 φορές περισσότερο από ό,τι ζυγίζουν τον εαυτό τους, και ένα στήθος τρώει τόσες κάμπιες την ημέρα όσες ζυγίζει η ίδια.

Η ζωντανή ύλη χαρακτηρίζεται από τις συστατικές χημικές ενώσεις του. οι πιο σημαντικές από τις οποίες είναι οι πρωτεΐνες, σταθερό μόνο σε ζωντανούς οργανισμούς.Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας ζωής, οι αρχικές ζωντανές οργανικές ουσίες αποσυντίθενται σε χημικά συστατικά.

Ζωντανή ύλη υπάρχει στον πλανήτη με τη μορφή μιας συνεχούς εναλλαγής γενεών, χάρη στην οποία η νεοσύστατη γενιά συνδέεται γενετικά με τη ζωντανή ύλη περασμένων εποχών. Αυτή είναι η κύρια δομική μονάδα της βιόσφαιρας, η οποία καθορίζει όλες τις άλλες διεργασίες στην επιφάνεια του φλοιού της γης. Η ζωντανή ύλη χαρακτηρίζεται παρουσία μιας εξελικτικής διαδικασίας.Οι γενετικές πληροφορίες κάθε οργανισμού είναι κρυπτογραφημένες σε κάθε κύτταρο του. Αυτά τα κύτταρα προορίζονται αρχικά να είναι τα ίδια, με εξαίρεση το ωάριο, από το οποίο αναπτύσσεται ολόκληρος ο οργανισμός. Έτσι, η ζωντανή ύλη είναι ουσιαστικά αθάνατη.

ΣΕ ΚΑΙ. Ο Βερνάντσκι σημείωσε ότι η ζωντανή ύλη είναι αδιαχώριστη από τη βιόσφαιρα, είναι η λειτουργία της και ταυτόχρονα «μια από τις πιο ισχυρές γεωχημικές δυνάμεις του πλανήτη μας». Κυκλοφορία ουσιών V.I. Ο Βερνάντσκι ονόμασε βιογεωχημικούς κύκλους. Αυτοί οι κύκλοι και οι κύκλοι παρέχουν τις πιο σημαντικές λειτουργίες της ζωντανής ύλης στο σύνολό της. Ο επιστήμονας εντόπισε πέντε τέτοιες λειτουργίες:

Λειτουργία αερίου -εκτελείται από πράσινα φυτά που απελευθερώνουν οξυγόνο κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, καθώς και από όλα τα φυτά και τα ζώα που απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα ως αποτέλεσμα της αναπνοής·

Λειτουργία συγκέντρωσης -εκδηλώνεται στην ικανότητα των ζωντανών οργανισμών να συσσωρεύουν πολλά χημικά στοιχεία στο σώμα τους (στην πρώτη θέση είναι ο άνθρακας, μεταξύ των μετάλλων το ασβέστιο).

Συνάρτηση οξειδοαναγωγής -εκφράζεται στους χημικούς μετασχηματισμούς των ουσιών στη διαδικασία της ζωής. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται άλατα, οξείδια, νέες ουσίες. Αυτή η λειτουργία σχετίζεται με το σχηματισμό μεταλλευμάτων σιδήρου και μαγγανίου, ασβεστόλιθων κ.λπ.

Βιοχημική λειτουργία -ορίζεται ως αναπαραγωγή, ανάπτυξη και κίνηση στο χώρο της ζωντανής ύλης. Όλα αυτά οδηγούν στην κυκλοφορία των χημικών στοιχείων στη φύση, στη βιογενή τους μετανάστευση.

Η λειτουργία της ανθρώπινης βιογεωχημικής δραστηριότητας -συνδέεται με τη βιογενή μετανάστευση των ατόμων, η οποία αυξάνεται πολλές φορές υπό την επίδραση της ανθρώπινης οικονομικής δραστηριότητας. Ο άνθρωπος αναπτύσσει και χρησιμοποιεί για τις ανάγκες του μεγάλο αριθμό ουσιών του φλοιού της γης, όπως άνθρακας, φυσικό αέριο, πετρέλαιο, τύρφη, σχιστόλιθος και πολλά μεταλλεύματα. Ταυτόχρονα, λαμβάνει χώρα μια ανθρωπογενής είσοδος στη βιόσφαιρα ξένων ουσιών και σε ποσότητες που υπερβαίνουν την επιτρεπόμενη τιμή. Αυτό οδήγησε σε μια σύγκρουση κρίσης μεταξύ ανθρώπου και φύσης. Κύρια αιτία της επικείμενης οικολογικής κρίσης θεωρείται η τεχνοκρατική αντίληψη, η οποία θεωρεί τη βιόσφαιρα αφενός ως πηγή φυσικών πόρων και αφετέρου ως υπόνομο για τη διάθεση των απορριμμάτων.

Ζωντανή ύλη της βιόσφαιρας, τα χαρακτηριστικά της

Ο V.I.Vernadsky έγραψε: «Δεν υπάρχει χημική δύναμη στην επιφάνεια της γης που να ενεργεί πιο συνεχώς, και επομένως πιο ισχυρή στις τελικές της συνέπειες, από τους ζωντανούς οργανισμούς μαζί».

Το δόγμα της ζωντανής ύλης είναι ένας από τους κεντρικούς κρίκους στην έννοια της βιόσφαιρας. Εξερευνώντας τις διαδικασίες μετανάστευσης ατόμων στη βιόσφαιρα, V.I. Ο Βερνάντσκι προσέγγισε το ζήτημα της γένεσης (προέλευσης, εμφάνισης) των χημικών στοιχείων στον φλοιό της γης και μετά από αυτό, την ανάγκη να εξηγήσει τη σταθερότητα των ενώσεων που αποτελούν τους οργανισμούς. Αναλύοντας το πρόβλημα της ατομικής μετανάστευσης, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι «οργανικές ενώσεις ανεξάρτητες από τη ζωντανή ύλη δεν υπάρχουν πουθενά». «Υπό το όνομα της ζωντανής ύλης», έγραψε ο V. I. Vernadsky το 1919, «θα εννοώ το σύνολο όλων των οργανισμών, της βλάστησης και των ζώων, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου. Από γεωχημική άποψη, αυτό το σύνολο οργανισμών είναι σημαντικό μόνο από τη μάζα της ύλης που το αποτελείται, τη χημική του σύνθεση και την ενέργεια που σχετίζεται με αυτό. Προφανώς, μόνο από αυτή την άποψη είναι σημαντική η ζωντανή ύλη για το έδαφος, αφού, αφού έχουμε να κάνουμε με χημεία του εδάφους, έχουμε να κάνουμε με μια ιδιαίτερη εκδήλωση γενικών γεωχημικών διεργασιών.

Έτσι, η ζωντανή ύλη είναι το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας, που εκφράζεται αριθμητικά σε στοιχειακή χημική σύνθεση, μάζα και ενέργεια.

αιτιολογικό. Πρώτον, η ανθρωπότητα δεν είναι παραγωγός, αλλά καταναλωτής βιογεωχημικής ενέργειας. Μια τέτοια διατριβή απαιτούσε μια αναθεώρηση των γεωχημικών λειτουργιών της ζωντανής ύλης στη βιόσφαιρα. Δεύτερον, η μάζα της ανθρωπότητας, βάσει δημογραφικών δεδομένων, δεν είναι μια σταθερή ποσότητα ζωντανής ύλης. Και τρίτον, οι γεωχημικές του λειτουργίες χαρακτηρίζονται όχι από μάζα, αλλά από παραγωγική δραστηριότητα. Η φύση της αφομοίωσης της βιογεωχημικής ενέργειας από την ανθρωπότητα καθορίζεται από το ανθρώπινο μυαλό. Από τη μια, ο άνθρωπος είναι το αποκορύφωμα της ασυνείδητης εξέλιξης, το «προϊόν» της αυθόρμητης δραστηριότητας της φύσης, και από την άλλη, ο εμπνευστής ενός νέου, εύλογα κατευθυνόμενου σταδίου της ίδιας της εξέλιξης.

Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της ζωντανής ύλης; Πρώτα απ' όλα αυτό τεράστια δωρεάν ενέργεια . Κατά την εξέλιξη των ειδών, η βιογενής μετανάστευση των ατόμων, δηλ. Η ενέργεια της ζωντανής ύλης της βιόσφαιρας έχει πολλαπλασιαστεί και συνεχίζει να αυξάνεται, επειδή η ζωντανή ύλη ανακυκλώνει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας, την ατομική ενέργεια της ραδιενεργής αποσύνθεσης και την κοσμική ενέργεια των διάσπαρτων στοιχείων που προέρχονται από τον Γαλαξία μας. Η ζωντανή ύλη έχει επίσης υψηλός ρυθμός χημικών αντιδράσεων σε σύγκριση με την άψυχη ύλη, όπου παρόμοιες διαδικασίες είναι χιλιάδες και εκατομμύρια φορές πιο αργές. Για παράδειγμα, μερικές κάμπιες την ημέρα μπορούν να επεξεργάζονται την τροφή 200 φορές περισσότερο από ό,τι ζυγίζουν τον εαυτό τους, και ένα στήθος τρώει τόσες κάμπιες την ημέρα όσες ζυγίζει η ίδια.

Η ζωντανή ύλη χαρακτηρίζεται από οι χημικές ενώσεις που το αποτελούν, οι πιο σημαντικές από τις οποίες είναι οι πρωτεΐνες, είναι σταθερές μόνο στους ζωντανούς οργανισμούς . Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας ζωής, οι αρχικές ζωντανές οργανικές ουσίες αποσυντίθενται σε χημικά συστατικά.

Η ζωντανή ύλη υπάρχει στον πλανήτη με τη μορφή μιας συνεχούς εναλλαγής γενεών, χάρη στην οποία, νεοσύστατη, σχετίζεται γενετικά με τη ζωντανή ύλη περασμένων εποχών. Αυτή είναι η κύρια δομική μονάδα της βιόσφαιρας, η οποία καθορίζει όλες τις άλλες διεργασίες στην επιφάνεια του φλοιού της γης. Η ζωντανή ύλη χαρακτηρίζεται η παρουσία μιας εξελικτικής διαδικασίας . Οι γενετικές πληροφορίες κάθε οργανισμού είναι κρυπτογραφημένες σε κάθε κύτταρο του. Ταυτόχρονα, αυτά τα κύτταρα προορίζονται αρχικά να είναι τα ίδια, με εξαίρεση το ωάριο, από το οποίο αναπτύσσεται ολόκληρος ο οργανισμός.

Ο V.I. Vernadsky σημείωσε ότι οι ζωντανοί οργανισμοί του πλανήτη είναι η πιο σταθερά ενεργή και ισχυρή χημική δύναμη όσον αφορά τις τελικές συνέπειές της. Επισήμανε ότι η ζωντανή ύλη είναι αδιαχώριστη από τη βιόσφαιρα, είναι η λειτουργία της και ταυτόχρονα «μια από τις πιο ισχυρές γεωχημικές δυνάμεις του πλανήτη μας». Ο V.I.Vernadsky ονόμασε την κυκλοφορία των μεμονωμένων ουσιών βιογεωχημικούς κύκλους. Αυτοί οι κύκλοι και οι κύκλοι παρέχουν τις πιο σημαντικές λειτουργίες της ζωντανής ύλης στο σύνολό της. Ο επιστήμονας εντόπισε πέντε τέτοιες λειτουργίες.

λειτουργία αερίου. Διενεργείται από πράσινα φυτά που απελευθερώνουν οξυγόνο κατά τη φωτοσύνθεση, καθώς και από όλα τα φυτά και τα ζώα που απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα ως αποτέλεσμα της αναπνοής. Υπάρχει επίσης ένας κύκλος αζώτου που σχετίζεται με τη δραστηριότητα των μικροοργανισμών. Ο V.I.Vernadsky έγραψε ότι όλα τα αέρια που σχηματίζονται στη βιόσφαιρα συνδέονται στενά λόγω της προέλευσής τους με τη ζωντανή ύλη, είναι πάντα βιογενή και αλλάζουν κυρίως με βιογενή τρόπο.

λειτουργία συγκέντρωσης. Εκδηλώνεται στην ικανότητα των ζωντανών οργανισμών να συσσωρεύουν πολλά χημικά στοιχεία στο σώμα τους (ο άνθρακας είναι στην πρώτη θέση, το ασβέστιο είναι μεταξύ των μετάλλων). Η ικανότητα συγκέντρωσης στοιχείων από αραιά διαλύματα είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της ζωντανής ύλης. Για παράδειγμα, οι θαλάσσιοι οργανισμοί συσσωρεύουν ενεργά ιχνοστοιχεία, βαρέα μέταλλα (υδράργυρος, μόλυβδος, αρσενικό) και ραδιενεργά στοιχεία.

Ο V.I. Vernadsky διέκρινε:

1. Συναρτήσεις συγκέντρωσης του πρώτου είδους, όταν η ζωντανή ύλη συγκεντρώνει από το περιβάλλον εκείνα τα χημικά στοιχεία που περιέχονται σε όλους ανεξαιρέτως τους οργανισμούς (H, C, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe).

2. Συναρτήσεις συγκέντρωσης δεύτερου είδους, όταν υπάρχει συσσώρευση χημικών στοιχείων που δεν βρίσκονται σε ζωντανούς οργανισμούς, ή μπορούν να βρεθούν σε πολύ μικρές ποσότητες. Για παράδειγμα, οι ολοθούριοι είναι σε θέση να συσσωρεύουν βανάδιο. Οι γαιοσκώληκες μπορούν να συσσωρεύσουν ψευδάργυρο, χαλκό, μόλυβδο και κάδμιο στους ιστούς τους. Τα φύκια του γένους Laminaria συσσωρεύουν ιώδιο μέσα τους.

συνάρτηση οξειδοαναγωγής. Εκφράζεται στους χημικούς μετασχηματισμούς ουσιών στη διαδικασία της ζωτικής δραστηριότητας των οργανισμών. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται άλατα, οξείδια και νέες ουσίες. Αυτή η λειτουργία σχετίζεται με το σχηματισμό μεταλλευμάτων σιδήρου και μαγγανίου, ασβεστόλιθων κ.λπ.

βιοχημική λειτουργία.Ορίζεται ως αναπαραγωγή, ανάπτυξη και κίνηση στο χώρο της ζωντανής ύλης. Όλα αυτά οδηγούν στην κυκλοφορία των χημικών στοιχείων στη φύση, στη βιογενή τους μετανάστευση.

Ο V.I.Vernadsky ξεχώρισε την 1η βιοχημική λειτουργία, η οποία σχετίζεται με τη διατροφή, την αναπνοή και την αναπαραγωγή των οργανισμών, και τη 2η βιοχημική λειτουργία, η οποία σχετίζεται με την καταστροφή των σωμάτων των ζωντανών οργανισμών μετά το θάνατό τους. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνουν χώρα μια σειρά βιοχημικών μετασχηματισμών: ζωντανό σώμα - βιοαδρανές - αδρανές.

Η λειτουργία της ανθρώπινης βιογεωχημικής δραστηριότητας. Συνδέεται με τη βιογενή μετανάστευση των ατόμων, η οποία αυξάνεται πολλές φορές υπό την επίδραση της οικονομικής δραστηριότητας του ανθρώπου και του μυαλού του. Ένα άτομο κατά τη διάρκεια της οικονομικής του δραστηριότητας αναπτύσσει και χρησιμοποιεί για τις ανάγκες του μεγάλο αριθμό ουσιών του φλοιού της γης, περιλαμβανομένων. όπως άνθρακας, φυσικό αέριο, πετρέλαιο, τύρφη, σχιστόλιθος, πολλά μεταλλεύματα. Ταυτόχρονα, εμφανίζεται ανθρωπογενής είσοδος στη βιόσφαιρα ξένων ουσιών σε ποσότητες που υπερβαίνουν την επιτρεπόμενη τιμή. Αυτό οδήγησε σε μια σύγκρουση κρίσης μεταξύ ανθρώπου και φύσης. Βασική αιτία της επικείμενης οικολογικής κρίσης θεωρείται η τεχνοκρατική αντίληψη, η οποία θεωρεί τη βιόσφαιρα αφενός ως πηγή φυσικών πόρων και αφετέρου ως υπόνομο για τη διάθεση των απορριμμάτων.

Επί του παρόντος, η παγκόσμια οικονομία εκπέμπει ετησίως στην ατμόσφαιρα

 περισσότεροι από 250 εκατομμύρια τόνοι λεπτών αερολυμάτων,

 200 εκατομμύρια τόνοι μονοξειδίου του άνθρακα,

 150 εκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του θείου,

 120 εκατομμύρια τόνοι τέφρας,

 περισσότεροι από 50 εκατομμύρια τόνοι υδρογονανθράκων,

 2,5 δισεκατομμύρια (!) τόνοι οξειδίων του αζώτου.

Η φυσική κυκλοφορία των ατόμων στην ατμόσφαιρα απλά δεν συμβαδίζει με τις ανθρωπογενείς εκπομπές. Μόνο λόγω της καύσης άνθρακα στα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, το αρσενικό, το ουράνιο, το κάδμιο, το βηρύλλιο εισέρχεται στο περιβάλλον δεκάδες φορές και ο υδράργυρος - χιλιάδες φορές περισσότερο από ό,τι εμπλέκεται στον φυσικό βιοχημικό κύκλο.

ΣΕ ΚΑΙ. Ο Βερνάντσκι ταξινόμησε τη ζωντανή ύλη σε ομοιογενής και ετερογενής . Η πρώτη κατά την άποψή του είναι μια γενική, ειδική ουσία κ.λπ., και η δεύτερη αντιπροσωπεύεται από φυσικά μείγματα ζωντανών ουσιών. Αυτό είναι δάσος, βάλτος, στέπα, δηλ. βιοκένωση. Ο επιστήμονας πρότεινε να χαρακτηριστεί η ζωντανή ύλη με βάση ποσοτικούς δείκτες όπως η χημική σύνθεση, το μέσο βάρος των οργανισμών και ο μέσος ρυθμός καθίζησης της επιφάνειας της υδρογείου από αυτούς.

Ο Βερνάντσκι δίνει μέσους αριθμούς για το ρυθμό «μεταφοράς ζωής στη βιόσφαιρα». Ο χρόνος σύλληψης από αυτό το είδος ολόκληρης της επιφάνειας του πλανήτη μας σε διαφορετικούς οργανισμούς μπορεί να εκφραστεί με τα ακόλουθα στοιχεία (ημέρες):

Το βακτήριο της χολέρας Vibrio cholerae) 1,25

infusoria ( Lekconhrys patula) 10,6 (μέγιστο)

Διάτομα ( Nittschia putrida) 16,8 (μέγιστο)

Πράσινο πλαγκτόν 166-183 (μέσος όρος)

έντομα ( Musca domestica) 366

Ψάρι ( Pleurette platessa) 2159 (μέγιστο)

ανθοφόρα φυτά ( Το Trifolium repens) 4076

Πτηνά (κοτόπουλα) 5600-6100

Θηλαστικά: αρουραίοι 2800

αγριογουρουνι 37600

Ινδικός ελέφαντας 376000.

Η ζωή στον πλανήτη μας υπάρχει σε μη κυτταρικές και κυτταρικές μορφές.

Η μη κυτταρική μορφή της ζωντανής ύλης αντιπροσωπεύεται από ιούς που στερούνται ευερεθιστότητας και τη δική τους πρωτεϊνοσύνθεση. Οι απλούστεροι ιοί αποτελούνται μόνο από ένα κέλυφος πρωτεΐνης και ένα μόριο DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ) ή RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ) που αποτελεί τον πυρήνα του ιού. Μερικές φορές οι ιοί απομονώνονται σε ένα ειδικό βασίλειο της άγριας ζωής - το Vira. Μπορούν να αναπαραχθούν μόνο μέσα σε ορισμένα ζωντανά κύτταρα. Οι ιοί είναι πανταχού παρόντες στη φύση και είναι επικίνδυνος εχθρός όλων των ζωντανών όντων. Εγκαθιστώντας στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών, προκαλούν το θάνατό τους. Έχουν περιγραφεί περίπου 500 ιοί που μολύνουν θερμόαιμα σπονδυλωτά και περίπου 300 ιοί που επιτίθενται στα ανώτερα φυτά. Περισσότερες από τις μισές ανθρώπινες ασθένειες οφείλουν την ανάπτυξή τους στους μικρότερους ιούς (είναι 100 φορές μικρότεροι από τα βακτήρια). Αρκεί να αναφέρουμε μερικές τρομερές ασθένειες που προκαλούνται από ιούς για να συνειδητοποιήσουμε την απειλή αυτών των μικρότερων πλασμάτων. Πρόκειται για την πολιομυελίτιδα, την ευλογιά, τη γρίπη, τη λοιμώδη ηπατίτιδα, τον κίτρινο πυρετό κ.λπ.

Οι κυτταρικές μορφές ζωής αντιπροσωπεύονται από προκαρυώτες (οργανισμούς που δεν έχουν πυρήνα δεσμευμένο στη μεμβράνη) και ευκαρυώτες (τα κύτταρα των οποίων περιέχουν επισημοποιημένους πυρήνες). Οι προκαρυώτες περιλαμβάνουν διάφορα βακτήρια. Οι ευκαρυώτες είναι όλα ανώτερα ζώα και φυτά, καθώς και μονοκύτταρα και πολυκύτταρα φύκια, μύκητες και πρωτόζωα.

ιδιότητες της ζωντανής ύλης.

Ζώσα ύλη, έννοια.

Διάλεξη 3. ΖΩΝΤΑΝΗ ΟΥΣΙΑ ΤΟΥ ΠΛΑΝΗΤΗ.

Η διδασκαλία του V.I. Vernadsky λέει ότι η ζωντανή ύλη (το σύνολο των ζωντανών οργανισμών) καθορίζει και υποτάσσει όλωςάλλες πλανητικές διεργασίες. Εάν κατανέμεται ομοιόμορφα στην επιφάνεια της Γης, τότε οι ζωντανοί οργανισμοί σχηματίζουν μια μεμβράνη πάχους 5 mm. Όμως, παρόλα αυτά, ο ρόλος τους είναι μεγάλος. Σημαντική θέση κατέχει η πράσινη ζωντανή ύλη των φυτών, γιατί. είναι αυτότροφο και είναι ικανό να συσσωρεύει ηλιακή ενέργεια και να τη μετατρέπει σε ενέργεια χημικών δεσμών οργανικών ενώσεων.

Οι ζωντανοί οργανισμοί μετατρέπουν την κοσμική ακτινοβόλο ενέργεια σε γήινη χημική ενέργεια και δημιουργούν μια ατελείωτη ποικιλία του κόσμου μας. Με την αναπνοή, τη διατροφή, το μεταβολισμό, τον θάνατο και τη φθορά τους, που συμβαίνουν εδώ και εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, δημιουργούν μια μεγαλειώδη πλανητική διαδικασία - μετανάστευση χημικών στοιχείων,ή τον κύκλο τους.

Η ζωντανή ύλη, σύμφωνα με τη θεωρία του Vernadsky, είναι ένας βιογεωχημικός παράγοντας σε πλανητική κλίμακα, υπό την επίδραση του οποίου μετασχηματίζονται τόσο η περιβάλλουσα αβιοτική σφαίρα όσο και οι ίδιοι οι ζωντανοί οργανισμοί. Ασβεστολιθικά στρώματα, κοιτάσματα άνθρακα, μεταλλεύματα σιδήρου - όλα αυτά είναι μια εκδήλωση της δραστηριότητας της ζωτικής δύναμης.

Η ζωντανή ύλη, παρά την τεράστια ποικιλομορφία της, είναι ενωμένη στην ατομική της βάση. Η ατομική μετανάστευση δεν συμβαίνει μόνο μεταξύ των ίδιων των οργανισμών, αλλά και από τον οργανισμό προς το περιβάλλον και αντίστροφα. Αυτό δεν θα είχε συμβεί αν η χημική σύσταση των οργανισμών δεν ήταν κοντά στη χημική σύνθεση του φλοιού της γης. Και η χημική σύνθεση του τελευταίου καθορίζεται όχι μόνο από γεωλογικούς λόγους, αλλά και από νόμους κοσμικής φύσης (για παράδειγμα, τη δομή των ατόμων). Επομένως, σύμφωνα με τον Vernadsky, η ζωή είναι μια κοσμική διαδικασία. Στους οργανισμούς κυριαρχούν ελαφρά στοιχεία του περιοδικού πίνακα: H, C, N, O, Na, Mg, P, S, K, Ca, κ.λπ.

Ο όρος «ζωντανή ύλη» εισήχθη στη βιβλιογραφία από τον V. I. Vernadsky. Κάτω από αυτό, κατανοούσε το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών, που εκφράζεται μέσω της μάζας, της ενέργειας και της χημικής σύνθεσης.

Σύμφωνα με τον Vernadsky, η ζωντανή ύλη αποτελείται από επτά διαφορετικά, αλλά γεωλογικά αλληλένδετα μέρη: ζωντανή ύλη. βιογενής ουσία; αδρανής ουσία? βιο-αδρανής ουσία? ραδιενεργή ουσία; διάσπαρτα άτομα. ύλη κοσμικής προέλευσης. Μέσα στη βιόσφαιρα, είτε ζωντανή ύλη είτε ίχνη της βιογεωχημικής της δραστηριότητας βρίσκονται παντού. Τα αέρια της ατμόσφαιρας (οξυγόνο, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα), τα φυσικά νερά, καθώς και οι καυστοβιόλιθοι (έλαια, κάρβουνα), οι ασβεστόλιθοι, οι άργιλοι και τα μεταμορφωμένα παράγωγά τους (πλάκες, μάρμαρα, γρανίτες κ.λπ.) δημιουργούνται βασικά από τη ζωντανή ύλη του πλανήτης. Τα στρώματα του φλοιού της γης, που επί του παρόντος στερούνται ζωντανής ύλης, αλλά επεξεργάστηκαν από τον ίδιο στο γεωλογικό παρελθόν, ο Βερνάντσκι αναφέρθηκε στην περιοχή των «πρώην βιόσφαιρων». Η βιόσφαιρα είναι μωσαϊκό σε δομή και σύνθεση, αντικατοπτρίζοντας τη γεωχημική και γεωφυσική ετερογένεια του προσώπου της Γης (ωκεανοί, λίμνες, βουνά, φαράγγια, πεδιάδες κ.λπ.) και την άνιση κατανομή της ζωντανής ύλης στον πλανήτη τόσο σε προηγούμενες εποχές όσο και στην ώρα μας. Η μέγιστη περιεκτικότητα της ζωντανής ύλης της υδρόσφαιρας περιορίζεται σε ρηχά νερά, η ελάχιστη - σε περιοχές βαθέων υδάτων (άβυσσος). στην ξηρά, αυτή η ανομοιομορφία εκδηλώνεται σε ένα μωσαϊκό βιογεωκενοτικής κάλυψης (δάση, βάλτοι, στέπες, έρημοι κ.λπ.) με ελάχιστη πυκνότητα ζωντανής ύλης σε ψηλά βουνά, ερήμους και πολικές περιοχές.

Οι ουσίες άψυχης φύσης είναι αδρανείς (για παράδειγμα, ορυκτά). Στη φύση, επιπλέον, οι βιο-αδρανείς ουσίες αντιπροσωπεύονται αρκετά ευρέως, ο σχηματισμός και η σύνθεση των οποίων καθορίζεται από ζωντανά και αδρανή συστατικά (για παράδειγμα, έδαφος, νερό).

Ζωντανή ύλη- η βάση της βιόσφαιρας, αν και είναι ένα εξαιρετικά μικρό μέρος της. Εάν απομονωθεί στην καθαρή του μορφή και κατανεμηθεί ομοιόμορφα στην επιφάνεια της Γης, τότε θα είναι ένα στρώμα περίπου 2 cm ή ένα εξαιρετικά μικρό κλάσμα του όγκου ολόκληρης της βιόσφαιρας, το πάχος του οποίου μετριέται σε δεκάδες χιλιόμετρα. Ποιος είναι ο λόγος για την τόσο υψηλή χημική δραστηριότητα και τον γεωλογικό ρόλο της ζωντανής ύλης;

Πρώτα απ 'όλα, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ζωντανοί οργανισμοί, χάρη σε βιολογικούς καταλύτες (ένζυμα), επιτελούν, σύμφωνα με τα λόγια του ακαδημαϊκού L. S. Berg, κάτι απίστευτο από φυσικοχημική άποψη. Για παράδειγμα, είναι σε θέση να σταθεροποιήσουν το μοριακό άζωτο της ατμόσφαιρας στο σώμα τους στις συνήθεις τιμές θερμοκρασίας και πίεσης για το φυσικό περιβάλλον. Υπό βιομηχανικές συνθήκες, η δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου με την αμμωνία απαιτεί θερμοκρασία περίπου 500°C και πίεση 300-500 ατμοσφαιρών.

Στους ζωντανούς οργανισμούς, οι ρυθμοί των χημικών αντιδράσεων στη διαδικασία του μεταβολισμού αυξάνονται κατά μια τάξη ή πολλές τάξεις μεγέθους. Ο V. I. Vernadsky, σε σχέση με αυτό, ονόμασε τη ζωντανή ύλη εξαιρετικά ενεργοποιημένη ύλη.

Ένας από τους κεντρικούς κρίκους στην έννοια της βιόσφαιρας είναι το δόγμα της ζωντανής ύλης. Διερευνώντας τις διαδικασίες μετανάστευσης των ατόμων στη βιόσφαιρα, ο V. I. Vernadsky προσέγγισε το ζήτημα της γένεσης (προέλευσης, εμφάνισης) των χημικών στοιχείων στον φλοιό της γης και μετά από αυτό, την ανάγκη να εξηγηθεί η σταθερότητα των ενώσεων που αποτελούν τους οργανισμούς. Αναλύοντας το πρόβλημα της ατομικής μετανάστευσης, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι «οργανικές ενώσεις ανεξάρτητες από τη ζωντανή ύλη δεν υπάρχουν πουθενά». Αργότερα, διατυπώνει την έννοια της «ζωντανής ύλης»: «Η ζωντανή ύλη της βιόσφαιρας είναι το σύνολο των ζωντανών οργανισμών της... Θα ονομάσω ζωντανή ύλη το σύνολο των οργανισμών, μειωμένο στο βάρος, τη χημική σύσταση και την ενέργειά τους. ” Ο κύριος σκοπός της ζωντανής ύλης και το αναπόσπαστο χαρακτηριστικό της είναι η συσσώρευση ελεύθερης ενέργειας στη βιόσφαιρα. Η συνήθης γεωχημική ενέργεια της ζωντανής ύλης παράγεται κυρίως μέσω της αναπαραγωγής.

Οι επιστημονικές ιδέες του V. I. Vernadsky για τη ζωντανή ύλη, για την κοσμική φύση της ζωής, για τη βιόσφαιρα και τη μετάβασή της σε μια νέα ποιότητα - τη νοόσφαιρα, έχουν τις ρίζες τους στον 19ο και στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν φιλόσοφοι και φυσικοί επιστήμονες έκαναν την πρώτη επιχειρεί να κατανοήσει το ρόλο και τα καθήκοντα του ανθρώπου στη γενική εξέλιξη της γης. Ήταν μέσα από τις προσπάθειές τους που ο άνθρωπος ξεκίνησε την πρόοδό του στα ύψη της φυσικής εξέλιξης των ζωντανών, καταλαμβάνοντας σταδιακά την οικολογική θέση που του είχε παραχωρήσει η φύση.

Στη δεκαετία του 1930, ο V. I. Vernadsky ξεχώρισε την ανθρωπότητα ως ένα ειδικό μέρος της συνολικής μάζας της ζωντανής ύλης. Αυτός ο διαχωρισμός του ανθρώπου από όλα τα έμβια όντα έγινε δυνατός για τρεις λόγους. Πρώτον, η ανθρωπότητα δεν είναι παραγωγός, αλλά καταναλωτής βιογεωχημικής ενέργειας. Μια τέτοια διατριβή απαιτούσε μια αναθεώρηση των γεωχημικών λειτουργιών της ζωντανής ύλης στη βιόσφαιρα. Δεύτερον, η μάζα της ανθρωπότητας, βάσει δημογραφικών δεδομένων, δεν είναι μια σταθερή ποσότητα ζωντανής ύλης. Και τρίτον, οι γεωχημικές του λειτουργίες χαρακτηρίζονται όχι από μάζα, αλλά από παραγωγική δραστηριότητα. Η φύση της αφομοίωσης της βιογεωχημικής ενέργειας από την ανθρωπότητα καθορίζεται από το ανθρώπινο μυαλό. Από τη μια πλευρά, ο άνθρωπος είναι το αποκορύφωμα της ασυνείδητης εξέλιξης, το «προϊόν» της αυθόρμητης δραστηριότητας της φύσης, και από την άλλη, ο εμπνευστής ενός νέου, εύλογα κατευθυνόμενου σταδίου της ίδιας της εξέλιξης.

Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της ζωντανής ύλης;Πρώτα απ 'όλα, είναι μια τεράστια δωρεάν ενέργεια. Στη διαδικασία της εξέλιξης των ειδών, η βιογενής μετανάστευση των ατόμων, δηλαδή η ενέργεια της ζωντανής ύλης της βιόσφαιρας, έχει πολλαπλασιαστεί και συνεχίζει να αυξάνεται, επειδή η ζωντανή ύλη ανακυκλώνει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας, την ατομική ενέργεια της ραδιενεργής διάσπασης και της κοσμικής ενέργειας των διάσπαρτων στοιχείων που προέρχονται από τον Γαλαξία μας. Η ζωντανή ύλη χαρακτηρίζεται επίσης από υψηλό ρυθμό χημικών αντιδράσεων σε σύγκριση με τη μη ζωντανή ύλη, όπου παρόμοιες διαδικασίες είναι χιλιάδες και εκατομμύρια φορές πιο αργές. Για παράδειγμα, μερικές κάμπιες την ημέρα μπορούν να επεξεργάζονται την τροφή 200 φορές περισσότερο από ό,τι ζυγίζουν τον εαυτό τους, και ένα στήθος τρώει τόσες κάμπιες την ημέρα όσες ζυγίζει η ίδια.

Για τη ζωντανή ύλη είναι χαρακτηριστικό ότι οι χημικές ενώσεις που την αποτελούν, οι σημαντικότερες από τις οποίες είναι οι πρωτεΐνες, είναι σταθερές μόνο στους ζωντανούς οργανισμούς. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας ζωής, οι αρχικές ζωντανές οργανικές ουσίες αποσυντίθενται σε χημικά συστατικά. Η ζωντανή ύλη υπάρχει στον πλανήτη με τη μορφή μιας συνεχούς εναλλαγής γενεών, λόγω της οποίας η νεοσύστατη ύλη συνδέεται γενετικά με τη ζωντανή ύλη περασμένων εποχών. Αυτή είναι η κύρια δομική μονάδα της βιόσφαιρας, η οποία καθορίζει όλες τις άλλες διεργασίες στην επιφάνεια του φλοιού της γης. Η ζωντανή ύλη χαρακτηρίζεται από την παρουσία μιας εξελικτικής διαδικασίας. Οι γενετικές πληροφορίες κάθε οργανισμού είναι κρυπτογραφημένες σε κάθε κύτταρο του. Ο V. I. Vernadsky ταξινόμησε τη ζωντανή ύλη σε ομοιογενήςκαι ετερογενής.Η πρώτη κατά την άποψή του είναι μια γενική, ειδική ουσία κ.λπ., και η δεύτερη αντιπροσωπεύεται από φυσικά μείγματα ζωντανών ουσιών. Αυτό είναι δάσος, έλος, στέπα, δηλαδή βιοκένωση. Ο επιστήμονας πρότεινε να χαρακτηριστεί η ζωντανή ύλη με βάση ποσοτικούς δείκτες όπως η χημική σύνθεση, το μέσο βάρος των οργανισμών και ο μέσος ρυθμός καθίζησης της επιφάνειας της υδρογείου από αυτούς.

Ο V. I. Vernadsky αναφέρει μέσους αριθμούς για το ρυθμό «μεταφοράς ζωής στη βιόσφαιρα». Ο χρόνος σύλληψης από αυτό το είδος ολόκληρης της επιφάνειας του πλανήτη μας σε διαφορετικούς οργανισμούς μπορεί να εκφραστεί με τα ακόλουθα στοιχεία (ημέρες):

βακτήρια χολέρας 1,25

Infusoria 10,6 (μέγιστο)

Διάτομα 16,8 (μέγιστο)

Πράσινο 166-183 (μέσο)

πλαγκτόν

Έντομα 366

Ιχθείς 2159 (μέγιστο)

Ανθοφόρα φυτά 4076

Πτηνά (κοτόπουλα) 5600-6100

Θηλαστικά:

αγριογουρουνι 37600

ελέφαντας Ινδός 376000

Η ζωή στον πλανήτη μας υπάρχει σε μη κυτταρικές και κυτταρικές μορφές.

μη κυτταρική μορφή Η ζωντανή ύλη αντιπροσωπεύεται από ιούς που στερούνται ευερεθιστότητας και τη δική τους πρωτεϊνοσύνθεση. Οι απλούστεροι ιοί αποτελούνται μόνο από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος και ένα μόριο DNA ή RNA που αποτελεί τον πυρήνα του ιού. Μερικές φορές οι ιοί απομονώνονται σε ένα ειδικό βασίλειο της άγριας ζωής - το Vira. Μπορούν να αναπαραχθούν μόνο μέσα σε ορισμένα ζωντανά κύτταρα. Οι ιοί είναι πανταχού παρόντες στη φύση και αποτελούν απειλή για όλα τα ζωντανά όντα. Εγκαθιστώντας στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών, προκαλούν το θάνατό τους. Έχουν περιγραφεί περίπου 500 ιοί που προσβάλλουν τα θερμόαιμα σπονδυλωτά και περίπου 300 ιοί που καταστρέφουν τα ανώτερα φυτά. Περισσότερες από τις μισές ανθρώπινες ασθένειες οφείλουν την ανάπτυξή τους στους μικρότερους ιούς (είναι 100 φορές μικρότεροι από τα βακτήρια). Πρόκειται για την πολιομυελίτιδα, την ευλογιά, τη γρίπη, τη λοιμώδη ηπατίτιδα, τον κίτρινο πυρετό κ.λπ.

Μορφές κυττάρων η ζωή αντιπροσωπεύεται από προκαρυώτες και ευκαρυώτες. Οι προκαρυώτες περιλαμβάνουν διάφορα βακτήρια. Οι ευκαρυώτες είναι όλα ανώτερα ζώα και φυτά, καθώς και μονοκύτταρα και πολυκύτταρα φύκια, μύκητες και πρωτόζωα.