Pikka aega usuti, et elus erineb elutu omadused nagu ainevahetus, liikuvus, ärrituvus, kasv, paljunemine, kohanemisvõime. Kuid kõiki neid omadusi leidub ka elutu looduse hulgas eraldi ja seetõttu ei saa neid pidada elavate omadusteks.

Vormis sõnastatud B. M. Mednikovi (1982) tunnused teoreetilise bioloogia aksioomid:

1. Kõik elusorganismid osutuvad põlvest põlve pärandatava fenotüübi ja selle konstrueerimise programmi (genotüübi) ühtsuseks. (A. Weismani aksioom) * .

2. Geneetiline programm moodustatakse maatriksi teel. Eelmise põlvkonna geeni kasutatakse maatriksina, millele on ehitatud tulevase põlvkonna geen. (N.K. Koltsovi aksioom).

3. Geneetilised programmid muutuvad põlvest põlve edasikandumise protsessis erinevatel põhjustel juhuslikult ja mittesuunaliselt ning ainult juhuslikult saavad sellised muutused antud keskkonnas edukad olla. (Ch. Darwini 1. aksioom).

4. Juhuslikud muutused geneetilistes programmides fenotüübi kujunemise ajal võimenduvad oluliselt (N. V. Timofejevi-Resovski aksioom).

5. Korduvalt tõhustatud muutused geneetilistes programmides sõltuvad keskkonnatingimustest (Ch. Darwini 2. aksioom).

Nendest aksioomidest võib tuletada kõik eluslooduse põhiomadused ja ennekõike sellised nagu diskreetsus ja terviklikkus - Maa elukorralduse kaks põhiomadust. Elussüsteemide hulgas pole kahte identset isendit, populatsioone ja liike. See diskreetsuse ja terviklikkuse avaldumise ainulaadsus põhineb konvariantse reduplikatsiooni nähtusel.

Konvariantne reduplikatsioon(enese taastootmine muutustega) toimub maatriksprintsiibi alusel (kolme esimese aksioomi summa). See on ilmselt ainus elule omane omadus, selle olemasolu näol meile teadaolevalt Maal. See põhineb ainulaadsel võimel ise taastoota peamisi kontrollsüsteeme (DNA, kromosoomid, geenid).

Reduplikatsiooni määrab makromolekulide sünteesi maatriksprintsiip (N. K. Koltsovi aksioom) (joon. 2.4).

Joonis 2.4. DNA replikatsiooni skeem (J. Savage, 1969 järgi)

Märge. Protsess on seotud aluspaaride (adeniin-tümiin ja guaniin-tsütosiin: A-T, G-C) eraldamisega ja algse heeliksi kahe ahela lahtikerimisega. Iga ahelat kasutatakse mallina uue ahela sünteesil

Võime enesepaljundamine maatriksprintsiibi järgi DNA molekulid suutsid täita algsete kontrollsüsteemide pärilikkuse kandja rolli (A. Weismani aksioom). Konvariantne reduplikatsioon tähendab võimalust pärida algseisundist diskreetseid kõrvalekaldeid (mutatsioone), mis on elu evolutsiooni eeldused.

Elav aine oma massi poolest hõivab see maakera ühegi ülemise kestaga võrreldes tühise osa. Kaasaegsete hinnangute kohaselt on elusaine kogumass meie ajal 2420 miljardit tonni Seda väärtust võib võrrelda Maa kestade massiga, mis on mingil määral kaetud biosfääriga (tabel 2.2).

Tabel 2.2

Elusaine mass biosfääris

Biosfääri jagunemised	Kaal, t	Võrdlus
Elav aine Atmosfäär Hüdrosfäär Maakoor

Oma aktiivse keskkonnamõju poolest on elusainel eriline koht ja see erineb kvalitatiivselt järsult teistest maakera kestadest, nagu ka elusaine surnud ainest.

VI Vernadski rõhutas, et elusaine on Universumi kõige aktiivsem ainevorm. See teeb biosfääris hiiglaslikku geokeemilist tööd, muutes oma eksisteerimise ajal täielikult Maa ülemised kestad. Kogu meie planeedil leiduv elusaine moodustab 1/11 000 000 kogu maakoore massist. Kvalitatiivses mõttes on elusaine Maa aine kõige organiseeritum osa.

Elusaine keskmise keemilise koostise hindamisel on A. P. Vinogradovi (1975) sõnul V. Larcher (1978) jt, elusaine põhikomponentideks on looduses (atmosfäär, hüdrosfäär, kosmos) laialt levinud elemendid: vesinik, süsinik, hapnik, lämmastik, fosfor ja väävel (tabel 2.3, joon. 2.5).

Tabel 2.3

Tähe- ja päikeseaine elementaarne koostis võrreldes taimede ja loomade koostisega

Keemiline element
	täheline aine	päikeseenergia aine	Taimed	Loomad
Vesinik (H)
Heelium (He)
Lämmastik (N)
Süsinik (C)
Magneesium (Md)
hapnik (0)
Räni (Si)
Väävel (S)
raud (Fe)
Muud elemendid

Joonis 2.5 Keemiliste elementide suhe eluslooduses

aines, hüdrosfääris, litosfääris ja Maa massis tervikuna

Biosfääri elusaine koosneb kosmose kõige lihtsamatest ja levinumatest aatomitest.

Elusaine keskmine elementaarne koostis erineb maakoore koostisest suure süsinikusisalduse poolest. Vastavalt muude elementide sisaldusele ei korda elusorganismid oma keskkonna koostist. Nad absorbeerivad valikuliselt oma kudede ehitamiseks vajalikke elemente.

Eluprotsessis kasutavad organismid kõige kättesaadavamaid aatomeid, mis on võimelised moodustama stabiilseid keemilisi sidemeid. Nagu juba märgitud, on vesinik, süsinik, hapnik, lämmastik, fosfor ja väävel maapealse aine peamised keemilised elemendid ja neid nimetatakse biotagasiside. Nende aatomid loovad koos vee ja mineraalsooladega elusorganismides keerulisi molekule. Neid molekulaarstruktuure esindavad süsivesikud, lipiidid, valgud ja nukleiinhapped. Loetletud elusaine osad on organismides tihedas vastasmõjus. Meid ümbritsev biosfääri elusorganismide maailm on kombinatsioon erinevatest bioloogilistest süsteemidest, millel on erinev struktuur ja erinevad organisatsioonilised positsioonid. Sellega seoses eristatakse elusaine olemasolu erinevaid tasemeid, alates suurtest molekulidest kuni erinevate organisatsioonide taimede ja loomadeni.

1.Molekulaarne(geneetiline) - madalaim tase, millel bioloogiline süsteem avaldub bioloogiliselt aktiivsete suurte molekulide-valkude, nukleiinhapete, süsivesikute toimimise kujul. Sellelt tasandilt vaadeldakse omadusi, mis on iseloomulikud eranditult elusainele: kiirgus- ja keemilise energia muundumisel tekkiv ainevahetus, pärilikkuse edasikandumine DNA ja RNA abil. Seda taset iseloomustab struktuuride stabiilsus põlvkondade kaupa.

2.Mobiilside- tase, mil bioloogiliselt aktiivsed molekulid ühinevad üheks süsteemiks. Mis puutub rakukorraldusse, siis kõik organismid jagunevad ühe- ja mitmerakulisteks.

3.Kangas- tase, mil sarnaste rakkude kombinatsioon moodustab koe. See hõlmab rakkude kogumit, mida ühendab ühine päritolu ja funktsioonid.

4.orel- tase, mil mitut tüüpi kuded toimivad funktsionaalselt ja moodustavad konkreetse organi.

5.Organism- tase, mil mitmete elundite koostoime taandub üksiku organismi ühtseks süsteemiks. Esindatud teatud tüüpi organismidega.

6.populatsiooniliigid, kus on teatud homogeensete organismide kogum, mida ühendab päritolu, eluviisi ja elupaiga ühtsus. Sellel tasandil toimuvad üldiselt elementaarsed evolutsioonilised muutused.

7.Biotsenoos ja biogeocenoos(ökosüsteem) - elusaine kõrgem organiseerituse tase, mis ühendab erineva liigilise koostisega organisme. Biogeocenoosi korral interakteeruvad nad üksteisega teatud maapinna piirkonnas homogeensete abiootiliste teguritega.

8.biosfääri- tasand, millel moodustus kõrgeima astme loomulik süsteem, mis hõlmab kõiki meie planeedi eluilminguid. Sellel tasemel toimuvad kõik ainetsüklid globaalses mastaabis, mis on seotud organismide elulise aktiivsusega.

Toitumise meetodi järgi jaguneb elusaine autotroofideks ja heterotroofideks.

Autotroofid(kreeka keelest autos - ise, trof - sööt, sööt) nimetatakse organisme, kes võtavad eluks vajalikke keemilisi elemente ümbritsevast luumaterjalist ega vaja oma keha ehitamiseks teise organismi valmis orgaanilisi ühendeid. Peamine autotroofide kasutatav energiaallikas on päike.

Autotroofid jagunevad fotoautotroofideks ja kemoautotroofideks. Fotoautotroofid kasutada päikesevalgust energiaallikana kemoautotroofid kasutada anorgaaniliste ainete oksüdatsioonienergiat.

Autotroofsete organismide hulka kuuluvad vetikad, maismaataimed, fotosünteesivõimelised bakterid, aga ka mõned bakterid, mis on võimelised oksüdeerima anorgaanilisi aineid (kemoautotroofid). Autotroofid on biosfääri orgaanilise aine peamised tootjad.

Heterotroofid(kreeka keelest geter - teine) - organismid, mis vajavad toitumiseks teiste organismide moodustatud orgaanilist ainet. Heterotroofid on võimelised lagundama kõiki autotroofide moodustatud aineid ja paljusid neist, mida inimesed sünteesivad.

Elusaine on stabiilne ainult elusorganismides, ta kipub endaga täitma kogu võimaliku ruumi. "Elu surve" nimetas seda nähtust V. I. Vernadskiks.

Maal on olemasolevatest elusorganismidest suurim paljunemisvõime hiiglaslikul kukeseenel. Iga selle seene eksemplar võib toota kuni 7,5 miljardit eost. Kui iga eos oleks uue organismi alguseks, oli vihmamantlite maht juba teises põlvkonnas 800 korda suurem kui meie planeedi suurus.

Seega kõige üldisem ja spetsiifilisem omadus elus- võime ise taastoota, maatriksprintsiibil põhinev kovariantne reduplikatsioon. See võime koos teiste elusolendite tunnustega määrab elusolendite organiseerituse põhitasandite olemasolu. Kõik elukorralduse tasemed on keerulises vastasmõjus ühtse terviku osana. Igal tasandil on oma seadused, mis määravad kõigi elundivormide evolutsiooni tunnused

elavate alandamine. Arenguvõime toimib elu atribuudina, mis tuleneb otseselt elavate inimeste ainulaadsest võimest iseseisvalt taastoota diskreetseid bioloogilisi üksusi. Elu spetsiifilised omadused tagavad mitte ainult omalaadse taastootmise (pärilikkus), vaid ka evolutsiooniks vajalikud muutused isepaljunevates struktuurides (muutlikkus).

Teadlastel kulus meie planeedil toimuvate protsesside selgitamiseks sadu aastaid. Teadmised kogunesid järk-järgult, kasvas teoreetiline ja faktiline materjal. Tänapäeval õnnestub paljudele loodusnähtustele seletus leida, nende kulgu sekkuda, muuta või suunata.

Samuti polnud kohe selge, millist rolli mängib elusmaailm kõigis looduse mehhanismides. Vene filosoof, biogeokeemik V. I. Vernadsky suutis aga luua teooria, mis sai aluseks ja jääb selleks tänapäevani. Just tema selgitab, mis on kogu meie planeet, millised on suhted kõigi sellel osalejate vahel. Ja mis kõige tähtsam, just see teooria annab vastuse küsimusele elusolendite rollist planeedil Maa. Seda nimetati Maa teooriaks.

Biosfäär ja selle struktuur

Teadlane tegi ettepaneku nimetada biosfääriks kogu elava ja eluta ala, mis on tihedas kontaktis ja aitab ühise tegevuse tulemusena kaasa teatud looduse geokeemiliste komponentide moodustumisele.

See tähendab, et biosfäär hõlmab järgmisi Maa struktuuriosi:

• atmosfääri alumine osa osoonikihini;
• kogu hüdrosfäär;
• litosfääri ülemine tase on pinnas ja selle all olevad kihid kuni põhjaveeni (kaasa arvatud).

See tähendab, et need on kõik piirkonnad, mis võivad olla asustatud elusorganismidega. Kõik need omakorda esindavad kogu biomassi, mida nimetatakse biosfääri elusaineks. See hõlmab kõigi looduskuningriikide esindajaid, aga ka inimest. Elusaine omadused ja funktsioonid on biosfääri kui terviku iseloomustamisel määravad, kuna see on selle põhikomponent.

Kuid lisaks elavatele on veel mitut tüüpi aineid, mis moodustavad vaadeldava Maa kesta. Need on näiteks:

• biogeenne;
• inertne;
• bioinertne;
• radioaktiivne;
• ruum;
• vabad aatomid ja elemendid.

Seda tüüpi ühendid koos moodustavad biomassi keskkonna, selle elutingimused. Samal ajal on looduskuningriikide esindajatel endil märkimisväärne mõju nende ainete paljude tüüpide tekkele.

Üldiselt on kõik biosfääri näidatud komponendid loodust moodustavate elementide kogumass. Just nemad astuvad tihedasse koostoimesse, viies läbi energia, ainete tsüklit, kogudes ja töötledes paljusid ühendeid. Põhiüksus on elusaine. Elusaine funktsioonid on erinevad, kuid kõik on planeedi loomuliku seisundi säilitamiseks väga olulised ja vajalikud.

Biosfääri õpetuse rajaja

See, kes lõi mõiste "biosfäär", arendas selle välja, struktureeris ja täielikult paljastas, omas erakordset mõtlemist, võime analüüsida ja võrrelda fakte ja andmeid ning teha loogilisi järeldusi. Omal ajal sai selliseks inimeseks V. I. Vernadsky. Suurmees, loodusteadlane, akadeemik ja teadlane, paljude koolkondade rajaja. Tema töödest sai alusvundament, millele on rajatud kõik teooriad siiani.

Ta on kogu biogeokeemia looja. Tema teene on Venemaa (tollal NSV Liidu) maavarade baasi loomine. Tema õpilased olid tulevikus Venemaa ja Ukraina tuntud teadlased.

Vernadski ennustustel inimeste domineerivast positsioonist orgaanilise maailma süsteemis ja biosfääri kujunemisest noosfääriks on põhjust täituda.

Elav aine. Biosfääri elusaine funktsioonid

Nagu eespool juba märkisime, peetakse elusaineks tervet organismide kogumit, mis kuuluvad kõikidesse looduskuningriikidesse. Inimesed on kõigi seas erilisel positsioonil. Selle põhjused olid järgmised:

• tarbijapositsioon, mitte tootmine;
• meele ja teadvuse arendamine.

Kõik teised esindajad on elav aine. Elusaine funktsioonid töötas välja ja osutas Vernadski. Ta määras organismidele järgmise rolli:

1. Redoks.
2. Hävitav.
3. Transport.
4. Keskkonda kujundav.
5. Gaas.
6. Energia.
7. Informatiivne.
8. kontsentratsioon.

Biosfääri elusaine põhifunktsioonid on gaas, energia ja redoks. Kuid ka ülejäänud on olulised, pakkudes keerukaid interaktsiooniprotsesse planeedi elava kesta kõigi osade ja elementide vahel.

Vaatleme kõiki funktsioone üksikasjalikumalt, et mõista, mida täpselt mõeldakse ja mis on sisuliselt.

Elusaine redoksfunktsioon

See väljendub ainete arvukates biokeemilistes transformatsioonides igas elusorganismis. Lõppude lõpuks esineb reaktsioone kõigil, alates bakteritest kuni suurte imetajateni. Selle tulemusena muutuvad mõned ained teisteks, mõned lagunevad koostisosadeks.

Selliste protsesside tulemuseks biosfääri jaoks on biogeense aine moodustumine. Milliseid seoseid võib välja tuua?

1. Karbonaatkivimid (kriit, marmor, lubjakivi) on molluskite ja paljude teiste mere- ja maismaaelanike jääkprodukt.
2. Ränikivimite ladestused on sajandeid kestnud reaktsioonide tulemus, mis on toimunud ookeanipõhjas asuvates kestades ja loomade kestades.
3. Kivisüsi ja turvas on taimedega toimuvate biokeemiliste transformatsioonide tulemus.
4. Nafta ja muud.

Seetõttu on keemilised reaktsioonid aluseks paljude inimesele ja loodusele kasulike ainete tekkele. See on elusaine funktsioon biosfääris.

keskendumisfunktsioon

Kui rääkida aine selle rolli mõiste avalikustamisest, siis tuleks välja tuua selle lähedane seos eelnevaga. Lihtsamalt öeldes on elusaine kontsentratsioonifunktsioon teatud elementide, aatomite, ühendite kogunemine kehasse. Selle tulemusena tekivad just need kivimid, mineraalid ja mineraalid, mida eespool mainitud.

Iga olend on võimeline endasse akumuleerima mingeid ühendeid. Selle raskusaste on aga igaühe jaoks erinev. Näiteks süsinikku kogub igaüks endasse. Kuid mitte iga organism ei suuda kontsentreerida umbes 20% rauast, nagu seda teevad rauabakterid.

Võime tuua veel mõned näited, mis selgelt illustreerivad elusaine funktsiooni.

1. Diatoomid, radiolaariaanid – räni.
2. - mangaan.
3. Paisunud lobeelia taim - kroom.
4. Solyanka taim - boor.

Lisaks elementidele on paljud elusolendite esindajad võimelised pärast suremist moodustama terveid ainete komplekse.

Aine gaasifunktsioon

See roll on üks tähtsamaid. Gaasivahetus on ju kõigi olendite jaoks elutekitav protsess. Kui rääkida biosfäärist tervikuna, siis elusaine gaasifunktsioon saab alguse taimede tegevusest, mis püüavad kinni süsihappegaasi ja eraldavad piisavas koguses hapnikku.

Milleks piisav? Kõigi nende olendite elu eest, kes pole suutelised seda ise tootma. Ja need on kõik loomad, seened, enamik baktereid. Kui rääkida loomade gaasifunktsioonist, siis see seisneb hapniku tarbimises ja süsinikdioksiidi eraldumises keskkonda hingamise käigus.

See loob üldise tsükli, mis on elu aluseks. Teadlased on tõestanud, et paljude aastatuhandete jooksul on taimed ja muud elusolendid suutnud planeedi atmosfääri täielikult moderniseerida ja enda jaoks kohandada. Juhtus järgmine:

• hapniku kontsentratsioon muutus eluks piisavaks;
• moodustatud, mis kaitseb kõiki elusolendeid hävitava kosmilise ja ultraviolettkiirguse eest;
• õhu koostisest on saanud enamiku olendite jaoks vajalik.

Seetõttu peetakse biosfääri elusaine gaasifunktsiooni üheks kõige olulisemaks.

transpordifunktsioon

See tähendab organismide paljunemist ja ümberasustamist erinevatel territooriumidel. Olendite levitamist ja transporti reguleerivad teatud ökoloogilised seadused. Nende sõnul elab iga isend oma elupaiga. Samuti on konkurentsisuhted, mis viivad uute territooriumide asustamise ja arendamiseni.

Seega on elusaine funktsioonideks biosfääris taastootmine ja ümberasumine, millele järgneb uute tunnuste teke.

Hävitav roll

See on veel üks oluline funktsioon, mis on iseloomulik biosfääri elusolenditele. See seisneb võimes laguneda lihtsateks aineteks pärast suremist, st elutsükli peatamist. Kuni organism elab, on selles aktiivsed keerulised molekulid. Kui surm saabub, algavad destruktureerimise protsessid, lagunemine lihtsateks koostisosadeks.

Seda viib läbi spetsiaalne olendite rühm, mida nimetatakse detritofaagideks või lagundajateks. Need sisaldavad:

• mõned ussid;
• bakterid;
• seened;
• lihtsad ja teised.

Keskkonda kujundav funktsioon

Elusaine põhifunktsioonid oleksid puudulikud, kui me ei näitaks keskkondade teket. Mida see tähendab? Oleme juba juhtinud tähelepanu sellele, et evolutsiooniprotsessis olevad elusolendid on loonud endale atmosfääri. Nad tegid sama ka keskkonnaga.

Kobestades ja küllastades maad mineraalsete ühendite, orgaanilise ainega, lõid nad endale eluks sobiva viljaka kihi - mulla. Sama võib öelda ka ookeanide ja merede vee keemilise koostise kohta. See tähendab, et elusolendid moodustavad iseseisvalt endale elukeskkonna. Siin avaldub nende keskkonda moodustav funktsioon biosfääris.

Elusaine informatiivne roll

See roll on tüüpiline elusorganismidele ja mida kõrgemalt see on arenenud, seda suuremat rolli see informatsiooni kandja ja töötlejana mängib. Mitte ükski elutu objekt ei ole võimeline mäletama, alateadvusesse "salvestama" ja seejärel mis tahes teavet taasesitama. Seda saavad teha ainult elusolendid.

See ei seisne ainult kõne- ja mõtlemisvõimes. Teabefunktsioon hõlmab teatud teadmiste ja tunnuste kogumite säilitamise ja edastamise nähtust pärimise teel.

energiafunktsioon

Energia on kõige olulisem jõuallikas, tänu millele eksisteerib elusaine. Elusaine funktsioonid avalduvad eelkõige võimes töödelda biosfääri energiat erinevateks vormideks, päikeseenergiast soojus- ja elektrienergiani.

Keegi teine ​​ei saa niimoodi koguda ja muuta Päikese kiirgust. Esimene link siin on muidugi taimed. Just nemad neelavad päikesevalgust otse üle kogu roheliste pinna ning muudavad selle siis loomadele kättesaadavaks keemiliste sidemete energiaks. Viimased tõlgivad selle erinevatesse vormidesse:

• soojus;
• elektriline;
• mehaanilised ja teised.

Biosfääri elusaine, selle omadused

V.I.Vernadski kirjutas: "Maa pinnal ei ole keemilist jõudu, mis toimiks pidevalt ja seega oma lõpptagajärgi võimsamalt kui elusorganismid kokku."

Elusaine õpetus on üks keskseid lülisid biosfääri mõistes. Uurides aatomite migratsiooniprotsesse biosfääris, V.I. Vernadski lähenes keemiliste elementide tekke (päritolu, esinemise) küsimusele maakoores ja pärast seda vajadusele selgitada organisme moodustavate ühendite stabiilsust. Aatomirände probleemi analüüsides jõudis ta järeldusele, et "elusainest sõltumatuid orgaanilisi ühendeid ei eksisteeri kusagil". "Elusaine nime all," kirjutas V. I. Vernadsky 1919. aastal, "ma pean silmas kõigi organismide, taimestiku ja loomade, sealhulgas inimese tervikut. Geokeemilisest vaatenurgast on see organismide kogum märkimisväärne ainult selle moodustava aine massi, keemilise koostise ja sellega seotud energia poolest. Ilmselgelt on elusaine mulla jaoks oluline ainult sellest vaatenurgast, kuna kuna tegemist on mullakeemiaga, siis on tegemist üldiste geokeemiliste protsesside konkreetse ilminguga.

Seega on elusaine biosfääri elusorganismide kogum, mis on arvuliselt väljendatud elementide keemilises koostises, massis ja energias.

põhjustel. Esiteks, inimkond ei ole biogeokeemilise energia tootja, vaid tarbija. Selline lõputöö nõudis elusaine geokeemiliste funktsioonide ülevaatamist biosfääris. Teiseks, inimkonna mass ei ole demograafiliste andmete põhjal konstantne elusaine hulk. Ja kolmandaks, selle geokeemilisi funktsioone ei iseloomusta mitte mass, vaid tootmistegevus. Inimkonna poolt biogeokeemilise energia assimilatsiooni olemuse määrab inimmõistus. Ühelt poolt on inimene teadvustamata evolutsiooni kulminatsioon, looduse spontaanse tegevuse "produkt" ja teiselt poolt evolutsiooni enda uue, mõistlikult suunatud etapi algataja.

Millised on elusaine omadused? Esiteks see tohutu vaba energia . Liikide evolutsiooni käigus toimub aatomite biogeenne ränne, s.o. Biosfääri elusaine energia on kordades suurenenud ja kasvab jätkuvalt, sest elusaine taaskasutab päikesekiirguse energiat, radioaktiivse lagunemise aatomienergiat ja meie Galaktikast tulevate hajutatud elementide kosmilist energiat. Ka elusainel on kõrge keemiliste reaktsioonide kiirus võrreldes elutu ainega, kus sarnased protsessid on tuhandeid ja miljoneid kordi aeglasemad. Näiteks võivad mõned röövikud päevas töödelda toitu 200 korda rohkem, kui nad ise kaaluvad, ja üks tihane sööb päevas nii palju röövikuid, kui ta ise kaalub.

Elusainet iseloomustab selle moodustavad keemilised ühendid, millest olulisemad on valgud, on stabiilsed ainult elusorganismides . Pärast eluprotsessi lõppu lagunevad algsed elusorgaanilised ained keemilisteks koostisosadeks.

Elusaine eksisteerib planeedil pideva põlvkondade vaheldumise kujul, tänu millele on see äsja moodustunud geneetiliselt seotud möödunud ajastute elusainega. See on biosfääri peamine struktuuriüksus, mis määrab kõik muud protsessid maakoore pinnal. Iseloomustab elusainet evolutsiooniprotsessi olemasolu . Iga organismi geneetiline informatsioon on krüpteeritud igas selle rakus. Samas on need rakud algselt määratud olema nemad ise, välja arvatud munarakk, millest areneb kogu organism.

V.I. Vernadski märkis, et planeedi elusorganismid on oma lõplike tagajärgede poolest kõige püsivamalt tegutsev ja võimsaim keemiline jõud. Ta tõi välja, et elusaine on biosfäärist lahutamatu, on selle funktsioon ja samal ajal "üks meie planeedi võimsamaid geokeemilisi jõude". V.I.Vernadsky nimetas üksikute ainete ringlust biogeokeemilisteks tsükliteks. Need tsüklid ja ringlus tagavad elusaine kui terviku kõige olulisemad funktsioonid. Teadlane tuvastas viis sellist funktsiooni.

gaasi funktsioon. Seda viivad läbi rohelised taimed, mis eraldavad fotosünteesi käigus hapnikku, samuti kõik taimed ja loomad, kes vabastavad hingamise tulemusena süsihappegaasi. Samuti on mikroorganismide aktiivsusega seotud lämmastiku tsükkel. V.I.Vernadski kirjutas, et kõik biosfääris tekkinud gaasid on oma päritolult tihedalt seotud elusainega, on alati biogeensed ja muutuvad peamiselt biogeensel teel.

keskendumisfunktsioon. See väljendub elusorganismide võimes koguda oma kehasse palju keemilisi elemente (süsinik on esikohal, kaltsium on metallide hulgas). Võime kontsentreerida elemente lahjendatud lahustest on elusaine iseloomulik tunnus. Näiteks koguvad mereorganismid aktiivselt mikroelemente, raskmetalle (elavhõbe, plii, arseen) ja radioaktiivseid elemente.

V.I. Vernadsky eristas:

1. Esimest tüüpi kontsentratsioonifunktsioonid, kui elusaine kontsentreerib keskkonnast need keemilised elemendid, mis sisalduvad eranditult kõigis organismides (H, C, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe).

2. Teist tüüpi kontsentratsioonifunktsioonid, kui akumuleeruvad keemilised elemendid, mida elusorganismides ei leidu või leidub väga väikestes kogustes. Näiteks on holotuurialased võimelised koguma vanaadiumi. Vihmaussid võivad oma kudedesse koguda tsinki, vaske, pliid ja kaadmiumi. Laminaria perekonna vetikad koguvad endasse joodi.

redoksfunktsioon. See väljendub ainete keemilistes muundumistes organismide elutähtsa aktiivsuse protsessis. Selle tulemusena moodustuvad soolad, oksiidid ja uued ained. See funktsioon on seotud raua- ja mangaanimaakide, lubjakivide jms tekkega.

biokeemiline funktsioon. Seda määratletakse kui elusaine paljunemist, kasvu ja liikumist ruumis. Kõik see toob kaasa keemiliste elementide ringluse looduses, nende biogeense rände.

V.I.Vernadsky tõi välja 1. biokeemilise funktsiooni, mis on seotud organismide toitumise, hingamise ja paljunemisega, ning 2. biokeemilise funktsiooni, mida seostatakse elusorganismide kehade hävimisega pärast nende surma. Sel juhul toimub rida biokeemilisi muundumisi: eluskeha – bioinertne – inertne.

Inimese biogeokeemilise aktiivsuse funktsioon. Seda seostatakse aatomite biogeense migratsiooniga, mis inimese ja tema mõistuse majandustegevuse mõjul suureneb kordades. Inimene oma majandustegevuse käigus arendab ja kasutab oma vajadusteks suurel hulgal maapõue aineid, sh. nagu kivisüsi, gaas, nafta, turvas, põlevkivi, paljud maagid. Samal ajal toimub inimtekkeline võõrainete sisenemine biosfääri lubatud väärtust ületavates kogustes. See tõi kaasa kriisivastase vastasseisu inimese ja looduse vahel. Eelseisva ökoloogilise kriisi peamiseks põhjuseks peetakse tehnokraatlikku kontseptsiooni, mis käsitleb biosfääri ühelt poolt füüsiliste ressursside allikana, teisalt aga jäätmete kõrvaldamise kanalisatsioonina.

Praegu heidab maailma majandus igal aastal atmosfääri

 rohkem kui 250 miljonit tonni peeneid aerosoole,

 200 miljonit tonni süsinikmonooksiidi,

 150 miljonit tonni vääveldioksiidi,

 120 miljonit tonni tuhka,

 rohkem kui 50 miljonit tonni süsivesinikke,

 2,5 miljardit (!) tonni lämmastikoksiide.

Aatomite loomulik tsirkulatsioon atmosfääris lihtsalt ei käi inimese tekitatud heitmetega sammu. Ainuüksi elektrijaamades söe põletamise tõttu satub keskkonda kümme korda rohkem arseeni, uraani, kaadmiumi, berülliumi ja tuhandeid kordi rohkem elavhõbedat, kui osaleb looduslikus biokeemilises tsüklis.

IN JA. Vernadsky liigitas elusaine homogeenne ja heterogeenne . Esimene on tema arvates üldine spetsiifiline aine jne ja teist esindavad elusainete looduslikud segud. See on mets, soo, stepp, st. biotsenoos. Teadlane tegi ettepaneku iseloomustada elusainet selliste kvantitatiivsete näitajate alusel nagu keemiline koostis, organismide keskmine kaal ja nende poolt maakera pinna keskmine asustuskiirus.

Vernadski annab keskmised arvud "elu edasikandumise biosfääris" kiiruse kohta. Selle liigi poolt kogu meie planeedi pinna erinevatesse organismidesse püüdmise aega saab väljendada järgmiste arvudega (päevad):

Koolera bakter Vibrio cholerae) 1,25

Infusoria ( Lekconhrys patula) 10,6 (maksimaalne)

Diatoomid ( Nittschia putrida) 16,8 (maksimaalne)

Roheline plankton 166-183 (keskmine)

putukad ( Musca domestica) 366

Kala ( Pleurette platessa) 2159 (maksimaalne)

õistaimed ( Trifolium repens) 4076

Linnud (kanad) 5600-6100

Imetajad: rotid 2800

metssiga 37600

India elevant 376000.

Elu meie planeedil eksisteerib mitterakulises ja rakulises vormis.

Elusaine mitterakulist vormi esindavad viirused, millel puudub ärrituvus ja oma valkude süntees. Lihtsamad viirused koosnevad ainult valgukestast ja DNA (desoksüribonukleiinhappe) või RNA (ribonukleiinhappe) molekulist, mis moodustab viiruse tuuma. Mõnikord eraldatakse viirused spetsiaalsesse metsloomade kuningriiki - Vira. Nad saavad paljuneda ainult teatud elusrakkudes. Viirused on looduses kõikjal ja on kõigi elusolendite ohtlikud vaenlased. Elusorganismide rakkudesse elama asudes põhjustavad nad nende surma. Kirjeldatud on umbes 500 viirust, mis nakatavad soojaverelisi selgroogseid ja umbes 300 viirust, mis ründavad kõrgemaid taimi. Enam kui pooled inimeste haigustest on arenenud kõige väiksematele viirustele (need on 100 korda väiksemad kui bakterid). Piisab nimetada paar kohutavat viiruste põhjustatud haigust, et mõista nende väikseimate olendite ohtu. Need on poliomüeliit, rõuged, gripp, nakkav hepatiit, kollapalavik jne.

Rakulisi eluvorme esindavad prokarüootid (organismid, millel puudub membraaniga seotud tuum) ja eukarüootid (kelle rakud sisaldavad formaliseeritud tuumasid). Prokarüootide hulka kuuluvad mitmesugused bakterid. Eukarüootid on kõik kõrgemad loomad ja taimed, samuti ühe- ja mitmerakulised vetikad, seened ja algloomad.

Peamine idee V.I. Vernadski seisneb selles, et aine kõrgeim arengufaas Maal – elu – määrab ja allutab teised planeediprotsessid. Sel puhul kirjutas ta, et liialdamata võib öelda, et meie planeedi väliskoore ehk biosfääri keemiline olek on täielikult elu mõju all ja selle määravad elusorganismid.

Kui kõik elusorganismid on Maa pinnal ühtlaselt jaotunud, moodustavad nad 5 mm paksuse kile. Vaatamata sellele ei ole elusaine roll Maa ajaloos sugugi väiksem kui geoloogiliste protsesside roll. Kogu elusaine mass, mis on Maal olnud näiteks 1 miljard aastat, ületab juba maakoore massi.

Elusaine kvantitatiivne tunnus on biomassi koguhulk. IN JA. Vernadsky jõudis analüüse ja arvutusi läbi viinud järeldusele, et biomassi kogus on 1000 kuni 10 000 triljonit tonni. puude lehtede, rohuvarte ja rohevetikate pind, annab hoopis teistsuguse järjekorra numbrid - erinevatel aastaperioodidel jääb see vahemikku 0,86–4,20% Päikese pinnast, mis seletab Päikese suurt koguenergiat. biosfäär. Viimastel aastatel tegi sarnaseid arvutusi uusimate seadmete abil Krasnojarski biofüüsik I. Gitelzon ja kinnitas numbrite järjekorda, mille määras enam kui pool sajandit tagasi V.I. Vernadski.

Märkimisväärne koht V.I. Vernadski järgi on biosfääri järgi määratud taimede roheline elusaine, kuna ainult see on autotroofne ja suudab akumuleerida Päikese kiirgusenergiat, moodustades selle abiga primaarseid orgaanilisi ühendeid.

Märkimisväärne osa elusaine energiast läheb uute vadose (väljaspool seda tundmatute) mineraalide moodustumiseks biosfääris ja osa mattub orgaanilise aine kujul, moodustades lõpuks pruun- ja musta kivisöe, põlevkivi lademeid. , nafta ja gaas. "Me tegeleme siin," kirjutas V.I. Vernadsky, - uue protsessiga, Maa pinnale jõudnud Päikese kiirgusenergia aeglase tungimisega planeedile. Nii muudab elusaine biosfääri ja maakoort. See jätab endasse pidevalt osa teda läbinud keemilistest elementidest, luues tohutu paksusega tundmatuid mineraale, lisaks sellele, vadose mineraale või tungides biosfääri inertsesse ainesse koos selle jäänuste peeneima tolmuga.

Teadlase sõnul on maakoor peamiselt kunagiste biosfääride jäänused. Isegi selle graniitgneissi kiht tekkis kunagi elusaine mõjul tekkinud kivimite moonde ja ümbersulamise tulemusena. Ta pidas sügavaks ja oma päritolult biosfääriga mitteseotuks vaid basalte ja muid põhilisi tardkivimeid.

Biosfääri õpetuses on mõiste "elusaine" põhiline. Elusorganismid muudavad kosmilise kiirgusenergia maapealseks, keemiliseks ja loovad meie maailma lõputu mitmekesisuse. Oma hingamise, toitumise, ainevahetuse, surma ja lagunemise, mis kestab sadu miljoneid aastaid, põlvkondade pideva vahetumisega, sünnitavad nad suurejoonelise planeediprotsessi, mis eksisteerib ainult biosfääris – keemiliste elementide rände.

Elusaine on V. I. Vernadski teooria järgi planeedi mastaabis biogeokeemiline tegur, mille mõjul muundub nii ümbritsev abiootiline keskkond kui ka elusorganismid ise. Kogu biosfääri ruumis toimub elu poolt tekitatud molekulide lakkamatu liikumine. Elul on otsustav mõju keemiliste elementide levikule, migratsioonile ja hajumisele, määrates lämmastiku, kaaliumi, kaltsiumi, hapniku, magneesiumi, strontsiumi, süsiniku, fosfori, väävli ja muude elementide saatuse.

Elu arengu epohhid: proterosoikum, paleosoikum, mesosoikum, kenosoikum ei peegelda mitte ainult eluvorme Maal, vaid ka selle geoloogilisi andmeid, planeedi saatust. biosfäär vernadski biogeenne live

Biosfääri õpetuses käsitletakse orgaanilist ainet koos radioaktiivse lagunemise energiaga vaba energia kandjana. Elu seevastu ei peeta üksikisikute või liikide mehaaniliseks summaks, vaid sisuliselt üheks protsessiks, mis hõlmab kogu planeedi ülemise kihi ainest.

Elusaine on muutunud kõigil geoloogilistel ajastutel ja perioodidel. Seetõttu, nagu märkis V.I. Vernadski sõnul on kaasaegne elusaine geneetiliselt seotud kõigi möödunud geoloogiliste epohhide elusainega. Samas oluliste geoloogiliste ajaperioodide raames elusaine hulk märgatavalt ei muutu. Selle mustri sõnastas teadlane kui konstantset elusaine kogust biosfääris (antud geoloogilise perioodi kohta).

Elusaine täidab biosfääris järgmisi biogeokeemilisi funktsioone: gaas – neelab ja vabastab gaase; redoks - oksüdeerib näiteks süsivesikud süsihappegaasiks ja taastab selle süsivesikuteks; kontsentratsioon – kontsentreerivad organismid akumuleerivad oma kehasse ja luustikesse lämmastikku, fosforit, räni, kaltsiumi, magneesiumi. Nende funktsioonide täitmise tulemusena loob mineraalbaasist biosfääri elusaine looduslikud veed ja pinnased, see on loodud minevikus ja hoiab atmosfääri tasakaalus.

Elusaine osalusel toimub ilmastikuprotsess ja kivimid kaasatakse geokeemilistesse protsessidesse.

Elusaine gaasi- ja redoksfunktsioonid on tihedalt seotud fotosünteesi ja hingamise protsessidega. Orgaaniliste ainete biosünteesi tulemusena autotroofsete organismide poolt eraldati iidsest atmosfäärist tohutul hulgal süsihappegaasi. Roheliste taimede biomassi suurenedes muutus atmosfääri gaasiline koostis – vähenes süsihappegaasi sisaldus, tõusis hapniku kontsentratsioon. Kogu atmosfääris olev hapnik tekib autotroofsete organismide elutähtsate protsesside tulemusena. Elusaine on kvalitatiivselt muutnud atmosfääri gaasilist koostist – Maa geoloogilist kesta. Organismid kasutavad omakorda hapnikku hingamisprotsessiks, mille tulemusena eraldub atmosfääri taas süsihappegaas.

Seega on elusorganismid loodud minevikus ja säilitada atmosfääri meie planeedil miljoneid aastaid. Hapniku kontsentratsiooni tõus planeedi atmosfääris mõjutas redoksreaktsioonide kiirust ja intensiivsust litosfääris.

Paljud mikroorganismid on otseselt seotud raua oksüdatsiooniga, mis põhjustab setteliste rauamaagide moodustumist või sulfaatide redutseerimist biogeensete väävliladestuste tekkega. Vaatamata asjaolule, et elusorganismide koostis sisaldab samu keemilisi elemente, mille ühendid moodustavad atmosfääri, hüdrosfääri ja litosfääri, ei korda organismid täielikult keskkonna keemilist koostist.

Aktiivselt kontsentreerimisfunktsiooni täitev elusaine valib keskkonnast välja need keemilised elemendid ja sellises koguses, mida ta vajab. Kontsentratsioonifunktsiooni rakendamise tõttu on elusorganismid loonud palju settekivimeid, näiteks kriidi- ja lubjakivimaardlaid.

Mõiste biosfäär definitsioon.

Biosfäär (muu kreeka keelest βιος - elu ja σφαῖρα - kera, pall) - Maa kest, kus elavad elusorganismid, mis on nende mõju all ja mis on hõivatud nende elutegevuse saadustega; "Elufilm"; Maa globaalne ökosüsteem.

Biosfäär on Maa kest, mis on asustatud elusorganismidega ja nende poolt muudetud. Biosfäär hakkas moodustuma hiljemalt 3,8 miljardit aastat tagasi, kui meie planeedile hakkasid kerkima esimesed organismid. See tungib läbi kogu hüdrosfääri, litosfääri ülemise osa ja atmosfääri alumise osa, see tähendab, et see asustab ökosfääri. Biosfäär on kõigi elusorganismide kogum. See on koduks enam kui 3 000 000 taime-, looma-, seen- ja bakteriliigile. Ka inimene on osa biosfäärist, tema tegevus ületab paljusid looduslikke protsesse ja nagu ütles V. I. Vernadski: "Inimesest saab võimas geoloogiline jõud."

Prantsuse loodusteadlane Jean Baptiste Lamarck 19. sajandi alguses. esimest korda pakkus välja biosfääri kontseptsiooni, isegi seda terminit ise kasutusele võtmata. Mõiste "biosfäär" pakkus välja Austria geoloog ja paleontoloog Eduard Suess 1875. aastal.

Holistilise biosfääri õpetuse lõi biogeokeemik ja filosoof V. I. Vernadsky. Esmakordselt määras ta elusorganismidele planeedi Maa peamise transformeeriva jõu rolli, võttes arvesse nende tegevust mitte ainult praegusel ajal, vaid ka minevikus.

On veel üks, laiem määratlus: biosfäär - elu leviku ala kosmilisel kehal. Kuigi elu olemasolu muudel kosmoseobjektidel peale Maa pole veel teada, arvatakse, et biosfäär võib nendeni levida varjatumates piirkondades, näiteks litosfääri õõnsustes või jääaluses ookeanis. Näiteks kaalutakse elu olemasolu võimalust Jupiteri kuu Europa ookeanis.

Elusaine mõiste.

Elusaine on biosfääri elusorganismide kogum, sõltumata nende süstemaatilisest kuuluvusest. Mõiste võttis kasutusele V. I. Vernadsky.

Seda mõistet ei tohiks segi ajada mõistega "biomass", mis on toitaine osa.

1 Elusaine omadused

2 Elusaine tähendus ja funktsioonid

3 Vaata ka

4 Kirjandus

5 Märkused

Elusaine omadused [muuda wiki teksti]

Elusaine koostisesse kuuluvad nii orgaanilised (keemilises mõttes) kui ka anorgaanilised ehk mineraalsed ained. Vernadski kirjutas: Idee, et elunähtusi saab seletada keeruliste süsinikuühendite – elavate valkude olemasoluga, lükkab pöördumatult ümber geokeemia empiiriliste faktide kogu... Elusaine on kõigi organismide tervik.

Elusaine mass on suhteliselt väike ja on hinnanguliselt 2,4-3,6·1012 t (kuivmassis) ja on alla 10-6 teiste Maa kestade massist. Kuid see on üks "meie planeedi võimsamaid geokeemilisi jõude".

Elusaine areneb seal, kus elu saab eksisteerida, see tähendab atmosfääri, litosfääri ja hüdrosfääri ristumiskohas. Tingimustes, mis ei ole eksistentsi jaoks soodsad, läheb elusaine anabioosi seisundisse.

Elusaine eripära on järgmine:

Biosfääri elusainet iseloomustab tohutu vaba energia. Anorgaanilises maailmas saab vaba energia hulga poolest võrrelda vaid lühiajalisi tahkumata laavavooge elusainega.

Teravat erinevust biosfääri elus- ja eluta aine vahel täheldatakse keemiliste reaktsioonide kiiruses: elusaines toimuvad reaktsioonid tuhandeid ja miljoneid kordi kiiremini.

Elusaine eripäraks on see, et selle moodustavad üksikud keemilised ühendid - valgud, ensüümid jne - on stabiilsed ainult elusorganismides (suurel määral on see omane ka elusainet moodustavatele mineraalühenditele).

Elusaine meelevaldne liikumine, suures osas isereguleeruv. V. I. Vernadski tõi välja kaks spetsiifilist elusaine liikumisvormi: a) passiivne, mis tekib paljunemise teel ja on omane nii looma- kui taimeorganismidele; b) aktiivne, mis toimub organismide suunatud liikumise tõttu (see on tüüpiline loomadele ja vähemal määral ka taimedele). Ka elusaine kipub täitma kogu võimaliku ruumi.

Elusainel on palju suurem morfoloogiline ja keemiline mitmekesisus kui eluta aine. Lisaks, erinevalt elutust abiogeensest ainest, ei esinda elusainet ainult vedel või gaasifaas. Organismide kehad on ehitatud kõigis kolmes faasiolekus.

Elusaine on biosfääris esindatud hajutatud kehade - üksikute organismide kujul. Pealegi, kuna elusaine on hajutatud, ei leidu seda Maal kunagi morfoloogiliselt puhtal kujul - sama liigi organismide populatsioonide kujul: seda esindavad alati biotsenoosid.

Elusaine eksisteerib põlvkondade pideva vaheldumise kujul, mille tõttu on kaasaegne elusaine geneetiliselt seotud möödunud ajastute elusainega. Samal ajal on elusainele iseloomulik evolutsiooniprotsessi olemasolu, st elusaine paljunemine ei toimu mitte eelnevate põlvkondade absoluutse kopeerimise tüübi, vaid morfoloogiliste ja biokeemiliste muutuste kaudu.

Elusaine tähendus ja funktsioonid [muuda wiki teksti]

Elusaine töö biosfääris on üsna mitmekesine. Vernadski sõnul võib elusaine töö biosfääris avalduda kahes peamises vormis:

a) keemiline (biokeemiline) - I tüüpi geoloogiline tegevus; b) mehaaniline - II tüüpi transporditegevus.

Esimest tüüpi aatomite biogeenne migratsioon väljendub pidevas ainevahetuses organismide ja keskkonna vahel organismide keha ülesehitamise ja toidu seedimise protsessis. Teist tüüpi aatomite biogeenne ränne seisneb aine liikumises organismide poolt nende eluea jooksul (urgude, pesade rajamisel, organismide maasse mattumisel), elusaine enda liikumises ning anorgaaniliste ainete läbimine mullamardikate, mudamardikate, filtrisöötjate mao kaudu.

Et mõista tööd, mida elusaine biosfääris teeb, on väga olulised kolm peamist sätet, mida V. I. Vernadsky nimetas biogeokeemilisteks põhimõteteks:

Keemiliste elementide aatomite biogeenne migratsioon biosfääris avaldub alati maksimaalselt.

Geoloogilise aja jooksul toimuv liikide areng, mis viib biosfääris stabiilsete eluvormide tekkeni, kulgeb suunas, mis soodustab aatomite biogeenset migratsiooni.

Elusaine on pidevas keemilises vahetuses teda ümbritseva kosmilise keskkonnaga ning seda loob ja säilitab meie planeedil Päikese kiirgusenergia.

Elusaine funktsioonid:

1. Energiafunktsioon

Päikeseenergia neeldumine fotosünteesi ja keemilise energia energiarikaste ainete lagunemisel, energia ülekanne toiduahelate kaudu.

Selle tulemusena realiseerub biosfäärilis-planetaarsete nähtuste seos kosmilise kiirgusega, peamiselt päikesekiirgusega. Tänu kogunenud päikeseenergiale kulgevad kõik elunähtused Maal edasi. Pole ime, et Vernadski nimetas rohelisi klorofülli organisme biosfääri peamiseks mehhanismiks.

Neeldunud energia jaotub ökosüsteemis toidu kujul elusorganismide vahel. Osa energiast hajub soojuse kujul ja osa koguneb surnud orgaanilises aines ja läheb fossiilsesse olekusse. Nii tekkisid turba, kivisöe, nafta ja muude põlevate mineraalide maardlad.

2. Destruktiivne funktsioon

See funktsioon seisneb lagunemises, surnud orgaanilise aine mineraliseerumises, kivimite keemilises lagunemises, moodustunud mineraalide kaasamises biotiilisse tsüklisse, s.o. põhjustab elusaine muutumist inertseks. Selle tulemusena moodustub ka biosfääri biogeenne ja bioinertne aine.

Eraldi tuleb mainida kivimite keemilist lagunemist. "Meil ei ole Maal võimsamat mateeria purustajat kui elusaine," kirjutas Vernadsky. Pioneerid

elu kividel - bakterid, sinivetikad, seened ja samblikud - avaldavad kivimitele kõige tugevamat keemilist mõju terve happekompleksi - süsihappe-, lämmastik-, väävel- ja erinevate orgaaniliste - lahustega. Nende abiga teatud mineraale lagundades ekstraheerivad organismid valikuliselt ja kaasavad biootilist tsüklisse olulisemad toitained - kaltsium, kaalium, naatrium, fosfor, räni, mikroelemendid.

3. Kontsentratsioonifunktsioon

Nii nimetatakse teatud tüüpi ainete selektiivset kogunemist elu jooksul organismi keha ehitamiseks või sellest ainevahetuse käigus eemaldamiseks. Kontsentratsioonifunktsiooni tulemusena eraldavad ja akumuleerivad elusorganismid keskkonna biogeenseid elemente. Elusaine koostises domineerivad kergete elementide aatomid: vesinik, süsinik, lämmastik, hapnik, naatrium, magneesium, räni, väävel, kloor, kaalium, kaltsium. Nende elementide kontsentratsioon elusorganismide kehas on sadu ja tuhandeid kordi suurem kui väliskeskkonnas. See seletab biosfääri keemilise koostise heterogeensust ja selle olulist erinevust planeedi elutu aine koostisest. Koos elusorganismi kontsentratsioonifunktsiooniga eraldub talle tulemuste poolest vastandlik aine - hajumine. See avaldub organismide troofilise ja transporditegevuse kaudu. Näiteks aine hajumine väljaheidete väljutamisel organismide poolt, organismide surm erinevat laadi liikumisel ruumis ja katete muutumine. Vere hemoglobiini raud hajub näiteks verd imevate putukate kaudu.

4. Keskkonda kujundav funktsioon

Keskkonna füüsikaliste ja keemiliste parameetrite (litosfäär, hüdrosfäär, atmosfäär) muutumine elutähtsate protsesside tulemusena organismide eksisteerimiseks soodsates tingimustes. See funktsioon on ülalpool käsitletud elusaine funktsioonide ühistulemus: energiafunktsioon annab energiat kõikidele bioloogilise tsükli lülidele; hävitav ja kontsentreeritus aitavad kaasa looduslikust keskkonnast eraldamisele ja hajusate, kuid elusorganismide jaoks elutähtsate elementide kogunemisele. Väga oluline on märkida, et geograafilises ümbrises keskkonda kujundava funktsiooni tulemusena toimusid järgmised suuremad sündmused: primaarse atmosfääri gaasikoostis muutus, esmase ookeani vete keemiline koostis muutus, litosfääris tekkis settekivimite kiht ja maapinnale tekkis viljakas muldkate. "Organism tegeleb keskkonnaga, millega ta pole mitte ainult kohanenud, vaid mis on sellega kohanenud," nii iseloomustas Vernadsky elusaine keskkonda kujundavat funktsiooni.

Elusaine vaadeldavad neli funktsiooni on peamised defineerivad funktsioonid. Eristada saab veel mõnda elusaine funktsiooni, näiteks:

Gaasifunktsioon määrab gaaside migratsiooni ja nende muundumise, annab biosfääri gaasilise koostise. Valdav gaaside mass Maal on biogeense päritoluga. Elusaine funktsioneerimise käigus tekivad peamised gaasid: lämmastik, hapnik, süsinikdioksiid, vesiniksulfiid, metaan jne. On selgelt näha, et gaasifunktsioon on kombinatsioon kahest põhifunktsioonist - hävitavast ja keskkonda kujundavast funktsioonist. ;

Redoksfunktsioon seisneb peamiselt nende ainete keemilises muundamises, mis sisaldavad muutuva oksüdatsiooniastmega aatomeid (raua, mangaani, lämmastiku jne ühendid). Samal ajal valitsevad Maa pinnal biogeensed oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid. Tavaliselt avaldub elusaine oksüdatiivne funktsioon biosfääris mullas, ilmastikukoores ja hüdrosfääris olevate suhteliselt hapnikuvaeste ühendite muundamisel bakterite ja mõnede seente poolt hapnikurikasteks ühenditeks. Redutseerimisfunktsioon viiakse läbi sulfaatide moodustumisega otse või erinevate bakterite poolt toodetud biogeense vesiniksulfiidi kaudu. Ja siin näeme, et see funktsioon on elusaine keskkonda kujundava funktsiooni üks ilminguid;

Transpordifunktsioon – aine ülekanne gravitatsiooni vastu ja horisontaalsuunas. Newtoni ajast on teada, et ainevoolude liikumist meie planeedil määrab gravitatsioonijõud. Elutu aine ise liigub mööda kaldtasandit eranditult ülalt alla. Jõed, liustikud, laviinid, tasapinnad liiguvad ainult selles suunas.

Elusaine hõlmab ja struktureerib ümber kõik biosfääri keemilised protsessid. Elusaine on kõige võimsam geoloogiline jõud, mis aja jooksul kasvab. Austades biosfääri õpetuse suure rajaja mälestust, tegi A. I. Perelman ettepaneku nimetada järgmist üldistust "Vernadski seaduseks":

«Keemiliste elementide migratsioon maapinnal ja biosfääris tervikuna toimub kas elusaine otsesel osalusel (biogeenne migratsioon) või toimub see keskkonnas, mille geokeemilised iseärasused (O2, CO2, H2S jne). ).

Aktiivse liikumise tõttu võivad elusorganismid liigutada erinevaid aineid või aatomeid horisontaalsuunas, näiteks erinevat tüüpi rände tõttu. Keemiliste ainete liikumist või migratsiooni elusaine poolt nimetas Vernadsky aatomite või aine biogeenseks migratsiooniks.