Konseptet med biosfæren er basert på ideen om levende materie. Mer enn 90 % av alt levende materiale kommer fra bakkevegetasjon(98 % av landbiomassen). Levende materie- den kraftigste geokjemiske og energifaktoren, den ledende kraften i planetarisk utvikling. Hovedkilden til biokjemisk aktivitet av organismer er solenergi, brukt i prosessen med fotosyntese av grønne planter og noen mikroorganismer for å lage organisk materiale. Organisk materiale gir mat og energi til andre organismer. Fotosyntese førte til akkumulering av fritt oksygen i atmosfæren, dannelsen av ozonlaget, som beskytter mot ultrafiolett og hard kosmisk stråling, det støtter moderne gasssammensetning atmosfære. Livet på jorden har alltid eksistert i form av komplekst organiserte komplekser av ulike organismer (biocenoser). Samtidig danner levende organismer og deres habitat integrerte systemer - biogeocenoser. Ernæring, respirasjon og reproduksjon av organismer og de tilhørende prosessene med skapelse, akkumulering og nedbrytning av organisk materiale sikrer en konstant sirkulasjon av materie og energi. Denne syklusen er assosiert med migrering av atomer kjemiske elementer gjennom levende materie. Dermed sirkulerer alt atmosfærisk oksygen gjennom levende stoffer om 2000 år, karbondioksid i 300 år. Sammensetningen av organismene selv er preget av et bredt utvalg av organiske og kjemiske forbindelser. Takket være levende stoffer ble jordsmonn og organisk mineralbrensel (torv, kull, muligens til og med olje) dannet på planeten.

Undersøker prosessene for migrering av atomer i biosfæren, V.I. Vernadsky nærmet seg spørsmålet om opprinnelsen (opprinnelsen) til kjemiske elementer i jordskorpen, og deretter behovet for å forklare stabiliteten til forbindelsene som utgjør organismer. Ved å analysere problemet med atommigrasjon kom han til den konklusjon at organiske forbindelser uavhengig av levende materie ikke eksisterer noe sted. "Under navnet levende materie," skrev V.I. Vernadsky i 1919, "Jeg vil mene helheten av alle organismer, vegetasjon og dyr, inkludert mennesker."

Således er levende materie helheten av levende organismer i biosfæren, numerisk uttrykt i elementær kjemisk sammensetning, masse og energi. På 1930-tallet V.I. Vernadsky fra total masse levende materie skiller menneskeheten som sin spesielle del. Denne separasjonen av mennesket fra alle levende ting ble mulig av tre grunner.

For det første er ikke menneskeheten en produsent, men en forbruker av biogeokjemisk energi. Denne oppgaven krevde en revisjon av de geokjemiske funksjonene til levende materie i biosfæren. For det andre, massen av menneskeheten, basert på demografiske data, er det ikke konstant mengde levende materie. Og for det tredje er dens geokjemiske funksjoner ikke preget av masse, men av produksjonsaktivitet.

Hvis mennesket ikke hadde skilt seg fra den naturlige dyreverdenen, ville tallet hans vært rundt 100 tusen. Slike protomennesker ville ha levd i et begrenset område, og deres utvikling ville blitt bestemt av de langsomme prosessene som er et resultat av genetiske endringer i populasjonen som er karakteristiske for arter. Men med menneskets ankomst var det et kvalitativt sprang i utviklingen av naturen på jorden. Det er all grunn til å tro at denne nye egenskapen er assosiert med fornuft og bevissthet homo sapiens. Dermed er hovedartsforskjellen til en person hans sinn, og det er takket være bevisstheten at menneskeheten har utviklet seg på sin egen måte. Dette ble også reflektert i prosessen med menneskelig reproduksjon, siden dannelsen av sosialt modne former for bevissthet krever lang tid- minst 20 år.

Hva karakteristiske trekk iboende i levende materie? Først av alt dette enorm gratis energi. Under utviklingen av arter, biogen migrasjon av atomer, dvs. energien til levende materie i biosfæren har økt mange ganger og fortsetter å vokse, fordi levende materie behandler energi solstråling, atomenergi radioaktivt forfall og kosmisk energi av spredte elementer som kommer fra vår galakse. Levende materie er også preget høy strømningshastighet kjemiske reaksjoner sammenlignet med livløs materie, hvor lignende prosesser skjer tusenvis og millioner av ganger langsommere. For eksempel kan noen larver behandle 200 ganger mer mat per dag enn de veier seg selv, og en meis spiser like mange larver per dag som den veier.

Det er karakteristisk for levende materie at komponerer den kjemiske forbindelser . de viktigste er proteiner, kun stabil i levende organismer. Etter fullføringen av livsprosessen, den opprinnelige levende organisk materiale spaltes til kjemiske komponenter.

Levende materie eksisterer på planeten i form av en kontinuerlig veksling av generasjoner, på grunn av hvilken den nyopprettede generasjonen er genetisk forbundet med den levende materie fra tidligere epoker. Dette er den viktigste strukturell enhet biosfære, som bestemmer alle andre overflateprosesser jordskorpen. Det er karakteristisk for levende materie tilstedeværelsen av en evolusjonær prosess. Genetisk informasjon av enhver organisme er kryptert i hver av cellene. Disse cellene er opprinnelig bestemt til å være seg selv, med unntak av egget de utvikler seg fra hele organismen. Dermed er levende materie i hovedsak udødelig.

V.I. Vernadsky bemerket at levende materie er uatskillelig fra biosfæren, er dens funksjon og samtidig "en av de kraftigste geokjemiske kreftene på planeten vår." Syklus av stoffer V.I. Vernadsky kalte biogeokjemiske sykluser. Disse syklusene og sirkulasjonen gir essensielle funksjoner levende materie som helhet. Forskeren identifiserte fem slike funksjoner:

Gassfunksjon - utført av grønne planter som frigjør oksygen under fotosyntesen, samt av alle planter og dyr som frigjør karbondioksid som følge av respirasjon;

Konsentrasjonsfunksjon - manifesterer seg i evnen til levende organismer til å akkumulere mange kjemiske elementer i kroppen deres (i første omgang er karbon, blant metaller er kalsium);

Redoks funksjon - kommer til uttrykk i kjemiske transformasjoner av stoffer i livets prosess. Som et resultat dannes det salter, oksider og nye stoffer. Denne funksjonen er forbundet med dannelsen av jern- og manganmalm, kalkstein, etc.;

Biokjemisk funksjon - er definert som reproduksjon, vekst og bevegelse i rommet av levende materie. Alt dette fører til sirkulasjon av kjemiske elementer i naturen, deres biogene migrasjon;

Funksjonen til menneskelig biogeokjemisk aktivitet er assosiert med biogen migrasjon av atomer, som øker mange ganger under påvirkning økonomisk aktivitet person. En person utvikler og bruker for sine behov stort antall stoffer i jordskorpen, inkludert kull, gass, olje, torv, skifer og mange malmer. Samtidig skjer menneskeskapt inntreden i biosfæren fremmede stoffer, og i mengder som overstiger gyldig verdi. Dette førte til en krisekonfrontasjon mellom menneske og natur. Hovedårsaken forestående økologisk krise regnes som et teknokratisk konsept som ser på biosfæren på den ene siden som en kilde til fysiske ressurser, på den andre som en kloakk for avfallshåndtering.

Levende materie spiller stor rolle i utviklingen av planeten vår. Den russiske vitenskapsmannen V.I. Vernadsky kom til denne konklusjonen etter å ha studert sammensetningen og utviklingen av jordskorpen. Han beviste at de oppnådde dataene ikke kan forklares bare av geologiske årsaker, uten å ta hensyn til rollen til levende stoffer i den geokjemiske migrasjonen av atomer.

Fra begynnelsen av livet utvikler og blir livet stadig mer komplekst, påvirker miljøet, endrer det. Slik, utviklingen av biosfæren går parallelt med historisk utvikling organisk liv.

Levetiden på jorden er målt til omtrent 6–7 milliarder år. Det er mulig at primitive livsformer dukket opp enda tidligere. Men de etterlot de første sporene etter deres tilstedeværelse for 2,5–3 milliarder år siden. Siden den gang har radikale endringer skjedd på overflaten av planeten og opptil 5 millioner arter av dyr, planter og mikroorganismer har dannet seg. Levende materie oppsto på jorden, merkbart forskjellig fra livløs materie.

Utviklingen av liv har ført til fremveksten av et nytt planetarisk strukturelt skall av biosfæren, tett sammenkoblet enhetlig system geologiske og biologiske legemer og prosesser for transformasjon av energi og materie.

Biosfæren er ikke bare sfæren for distribusjon av liv, men også resultatet av dens aktivitet.

Planter inntar en spesiell plass blant levende organismer fordi de har evnen til å fotosyntese. De produserer nesten alt organisk materiale på planeten (det er nesten 300 tusen arter av planter).

Funksjoner av levende materie

V.I. Vernadsky ga en idé om de viktigste biogeokjemiske funksjonene til levende materie:

1. Energifunksjon assosiert med lagring av energi under fotosyntese, dens overføring gjennom næringskjeder og spredning.

Denne funksjonen er en av de viktigste. Den er basert på prosessen med fotosyntese, som resulterer i akkumulering av solenergi og dens påfølgende omfordeling mellom komponentene i biosfæren.

Biosfæren kan sammenlignes med en enorm maskin, hvis drift avhenger av en avgjørende faktor- energi: uten det ville alt stoppe umiddelbart.
I biosfæren spiller solstråling rollen som den viktigste energikilden.

Biosfæren akkumulerer energi som kommer fra verdensrommet til planeten vår.

Levende organismer er ikke bare avhengig av strålende energi Solen, de fungerer som et gigantisk batteri (lagring) og en unik transformator (omformer) av denne energien.

Det går slik. Autotrofe planter (og kjemotrofe mikroorganismer) lager organisk materiale. Alle andre organismer på planeten er heterotrofer. De bruker det skapte organiske materialet til mat, noe som resulterer i komplekse sekvenser av syntese og nedbrytning av organisk materiale. Dette er grunnlaget biologisk syklus kjemiske elementer i biosfæren.

Derfor, levende organismer er den viktigste biokjemiske kraften som forvandler jordskorpen.

Migrering og separasjon av kjemiske elementer inn i jordens overflate, i jorda, i sedimentære bergarter ah, atmosfære og hydrosfære utføres med direkte deltakelse av levende materie. Derfor, i geologiske termer levende materie, atmosfære, hydrosfære og litosfære- Dette sammenkoblede deler et enkelt, kontinuerlig utviklende planetarisk skall - biosfæren.

2. Gassfunksjon - evnen til å endre og opprettholde en viss gasssammensetning av habitatet og atmosfæren som helhet.

Den dominerende massen av gasser på planeten er av biogen opprinnelse.

Eksempel:

Atmosfærisk oksygen akkumuleres gjennom fotosyntese.

3. Konsentrasjonsfunksjon- evnen til organismer til å konsentrere spredte kjemiske elementer i kroppen, øke innholdet i forhold til omkringliggende organismer miljø i flere størrelsesordener.

Organismer akkumulerer mange kjemiske elementer i kroppen.

Eksempel:

Blant dem kommer karbon først. Karboninnholdet i kull er tusenvis av ganger høyere i konsentrasjon enn gjennomsnittet for jordskorpen. Olje er en konsentrator av karbon og hydrogen, da den er av biogen opprinnelse. Blant metaller rangerer kalsium først i konsentrasjon. Hel fjellkjeder sammensatt av dyrerester med et kalkholdig skjelett. Konsentratorer av silisium er kiselalger, radiolarier og noen svamper, jod - tarealger, jern og mangan - spesielle bakterier. Virveldyr samler opp fosfor og konsentrerer seg i beinene.

Resultatet av konsentrasjonsaktivitet er forekomster av brennbare mineraler, kalksteiner, malmforekomster osv.

4. Redoks funksjon er assosiert med intensivering, under påvirkning av levende materie, av prosessene med både oksidasjon på grunn av berikelse av miljøet med oksygen, og reduksjon, først og fremst i tilfeller der nedbrytning av organiske stoffer skjer på grunn av oksygenmangel.

Eksempel:

Reduksjonsprosesser er vanligvis ledsaget av dannelse og akkumulering av hydrogensulfid, samt metan. Dette gjør spesielt de dype lagene av sumper praktisk talt livløse, så vel som betydelige bunnvannsøyler (for eksempel i Svartehavet).

Underjordiske brennbare gasser er produkter av nedbrytning av organiske stoffer av planteopprinnelse, tidligere begravd i sedimentære lag.

"På terrestrisk overflater Ingen kjemisk styrke, flere konstant nåværende, EN Det er derfor Og flere mektig Ved hans endelig konsekvenser, hvordan i live organismer, tatt V generelt", - skrev V.I Vernadsky om biosfærens levende materie.

Levende materie, ifølge Vernadsky, utfører en kosmisk funksjon, forbinder jorden med rommet og utfører prosessen med fotosyntese. Ved å bruke solenergi utfører levende materie enormt kjemisk arbeid.

I følge Vernadsky, som først undersøkte funksjonene til levende materie i sin berømte bok "Biosphere", er det ni slike funksjoner: gass, oksygen, oksidasjon, kalsium, reduksjon, konsentrasjon, ødeleggelsesfunksjon. organiske forbindelser, funksjonen av reduktiv dekomponering, funksjonen til metabolisme og respirasjon av organismer.

For tiden, med tanke på ny forskning, skilles følgende funksjoner ut.

Energifunksjon

Absorpsjon av solenergi under fotosyntese og kjemisk energi under nedbrytning av energimettede stoffer, energioverføring gjennom næringskjeder.

Som et resultat er det en sammenheng mellom biosfære-planetariske fenomener og kosmisk stråling, hovedsakelig med solstråling. På grunn av den akkumulerte solenergien oppstår alle livsfenomener på jorden. Det er ikke for ingenting at Vernadsky kalte grønne klorofyllorganismer biosfærens hovedmekanisme.

Den absorberte energien fordeles i økosystemet blant levende organismer i form av mat. En del av energien spres i form av varme, og en del av den samler seg i dødt organisk materiale og blir til en fossil tilstand. Slik ble torvavsetninger dannet, kull, olje og andre brennbare mineraler.

Destruktiv funksjon

Denne funksjonen består av nedbrytning, mineralisering av dødt organisk materiale, kjemisk dekomponering av bergarter, involvering av de resulterende mineralene i det biotiske kretsløpet, dvs. forårsaker transformasjon av levende materie til inert materie. Som et resultat dannes også biogen og bioinert stoff i biosfæren.

Spesielt bør nevnes den kjemiske nedbrytningen av bergarter. "Vi Ikke vi har på Jord flere mektig knuser saken, hvordan i live stoff", skrev Vernadsky. Pionerer

liv på stein - bakterier, blågrønnalger, sopp og lav - har innvirkning på steiner den sterkeste kjemiske effekten av løsninger av et helt kompleks av syrer - karbonsyre, salpetersyre, svovelsyre og forskjellige organiske. Ved å dekomponere visse mineraler med deres hjelp, ekstraherer organismer selektivt og inkluderer i den biotiske syklusen de viktigste ernæringselementene - kalsium, kalium, natrium, fosfor, silisium og mikroelementer.

Konsentrasjonsfunksjon

Dette er det som kalles selektiv akkumulering i løpet av livet. visse typer stoffer som bygger kroppen til en organisme eller fjernes fra den under metabolismen. Som et resultat av konsentrasjonsfunksjonen trekker levende organismer ut og akkumulerer biogene elementer fra miljøet. Sammensetningen av levende stoffer domineres av atomer av lette elementer: hydrogen, karbon, nitrogen, oksygen, natrium, magnesium, silisium, svovel, klor, kalium, kalsium. Konsentrasjonen av disse elementene i kroppen til levende organismer er hundrevis og tusenvis av ganger høyere enn i ytre miljø. Dette forklarer heterogeniteten til den kjemiske sammensetningen av biosfæren og dens betydelige forskjell fra sammensetningen av det livløse stoffet på planeten. Sammen med konsentrasjonsfunksjonen til en levende organisme frigjøres et stoff som er motsatt av det ifølge resultatene - spredning. Det manifesterer seg gjennom trofiske og transportaktiviteter til organismer. For eksempel spredning av et stoff når organismer skiller ut ekskrementer, organismers død når ulike slag bevegelser i rommet, skifte av deksler. Jern i blod hemoglobin spres for eksempel gjennom blodsugende insekter.

Miljødannende funksjon

Transformasjon av fysiske og kjemiske parametere i miljøet (litosfæren, hydrosfæren, atmosfæren) som et resultat av vitale prosesser under forhold som er gunstige for eksistensen av organismer. Denne funksjonen er et felles resultat av funksjonene til levende materie diskutert ovenfor: energifunksjon gir energi til alle deler av den biologiske syklusen; destruktiv og konsentrasjon fremmer utvinning fra naturlig miljø og akkumulering av spredte, men livsviktige elementer for levende organismer. Det er veldig viktig å merke seg at som et resultat av den miljødannende funksjonen i geografisk konvolutt følgende skjedde store begivenheter: gasssammensetningen til den primære atmosfæren ble transformert, endret kjemisk sammensetning vann i primærhavet, et lag av sedimentære bergarter dannet i litosfæren, og fruktbar jord oppsto på landoverflaten jorddekke. "Organism har sak med miljø, Til hvilken Ikke bare Han tilpasset, Men hvilken tilpasset Til ham", - slik karakteriserte Vernadsky den miljødannende funksjonen til levende materie.

De fire funksjonene til levende materie vurderes er de viktigste, bestemmende funksjonene. Noen andre funksjoner av levende materie kan skilles ut, for eksempel:

- gass funksjon bestemmer migrasjonen av gasser og deres transformasjoner, sikrer gasssammensetningen til biosfæren. Den dominerende massen av gasser på jorden er av biogen opprinnelse. I prosessen med å fungere av levende materie, dannes hovedgassene: nitrogen, oksygen, karbondioksid, hydrogensulfid, metan, etc. Det er tydelig at gassfunksjonen er en kombinasjon av to grunnleggende funksjoner - destruktiv og miljødannende ;

- oksidativt - gjenopprettende funksjon er kjemisk transformasjon hovedsakelig de stoffene som inneholder atomer med varierende oksidasjonstilstander (forbindelser av jern, mangan, nitrogen, etc.). Samtidig dominerer biogene prosesser med oksidasjon og reduksjon på jordens overflate. Vanligvis manifesteres den oksidative funksjonen til levende stoffer i biosfæren ved at bakterier og noen sopp transformerer relativt oksygenfattige forbindelser i jorda, forvitrer skorpen og hydrosfæren til mer oksygenrike forbindelser. Restaurerende funksjon skjer ved dannelse av sulfater direkte eller gjennom biogent hydrogensulfid produsert av ulike bakterier. Og her ser vi det denne funksjonen er en av manifestasjonene av den miljødannende funksjonen til levende materie;

- transportere funksjon - overføring av materie mot tyngdekraften og i horisontal retning. Siden Newtons tid har det vært kjent at bevegelsen av materiestrømmer på planeten vår bestemmes av tyngdekraften. Ikke-levende materie beveger seg av seg selv skråplan utelukkende fra topp til bunn. Bare i denne retningen beveger elver, isbreer, snøskred og fjell.

Levende materie er den eneste faktoren som bestemmer den omvendte bevegelsen av materie - fra bunn til topp, fra havet - til kontinentene.

På grunn av aktiv bevegelse kan levende organismer bevege seg ulike stoffer eller atomer i horisontal retning, for eksempel pga ulike typer migrasjoner. Bevegelse, eller migrasjon, kjemikalier Vernadsky kalte levende materie biogen migrasjon atomer eller stoffer.

Introduksjon

Biosfæren er det ytre skallet på jorden, hvis utvikling bestemmes av den konstante tilstrømningen av solenergi. Den komplekse organiseringen av biosfæren er assosiert med aktiviteten til levende materie - helheten av alle individer av hver art av levende vesener.

Levende materie eksisterer på jorden i form av en kontinuerlig veksling av generasjoner. Takket være dette viser moderne levende materie seg å være genetisk forbundet med levende materie fra alle tidligere geologiske epoker. Levende stoffer er assosiert med inert stoff - atmosfæren (opp til nivået av ozonskjermen), fullstendig med hydrosfæren og litosfæren, hovedsakelig innenfor jordsmonnets grenser, men ikke bare.

Atmosfæren, hydrosfæren og jordsmonnet påvirker det levende stoffet i biosfæren, og gir den mineralernæring, vann og luft. For eksempel avhenger vegetasjonens natur av graden av jordfuktighet.

Det levende stoffet i biosfæren er heterogent og har tre typer trofiske interaksjoner: autotrofi, heterotrofi, mixotrofi. Trofiske økologiske interaksjoner bidrar til transformasjon av uorganisk (inert) materiale til organisk materiale og omvendt restrukturering av organisk materiale til mineralmateriale. Representanter for hvert rike, type og klasse utfører sine funksjoner i økologiske interaksjoner på biosfærenivå.

Kosmisk stråling i biosfæren omdannes til ulike typer energi. Transformasjonen av energi skjer i prosessen med dens sirkulasjon mellom stoffet på planeten og levende organismer i biosfæren - den biogeokjemiske syklusen av stoffer: bevegelse av enorme masser av kjemiske elementer, omfordeling av energi akkumulert under fotosyntese, transformasjon av energi. informasjon. Den biogeokjemiske syklusen av stoffer sikrer kontinuiteten til livet i biosfæren med en begrenset mengde stoff og en konstant tilstrømning av solenergi, transformerer planetens ansikt, det fysiske og kjemiske habitatet til levende vesener, inkludert mennesker.

Naturforvaltning - objektiv vurdering forhold og optimalisering av bruken naturressurser og miljøforhold, deres beskyttelse og reproduksjon.

Levende materie

I følge V.I. Vernadsky, stoffet i biosfæren består av:

· Levende materie- biomasse av moderne levende organismer;

· Næringsstoff- alle former for detritus, samt torv, kull, olje og gass av biogen opprinnelse;

· Bioinert stoff - blandinger av næringsstoffer med mineralbergarter av ikke-biogene opprinnelse (jord, silt, naturlig vann, gass- og oljeskifer, bituminøs sand, en del av sedimentære karbonater);

· Inert stoff - bergarter, mineraler, sedimenter som ikke påvirkes av direkte biogeokjemisk påvirkning fra organismer.

Sentralt i dette konseptet er begrepet levende materie, som V.I. Vernadsky definerer det som en samling av levende organismer. I tillegg til planter og dyr har V.I. Vernadsky inkluderer her menneskeheten, hvis innflytelse på geo kjemiske prosesser skiller seg fra påvirkningen av andre levende vesener, for det første i sin intensitet, som øker med den geologiske tidens gang; for det andre av innvirkningen menneskelig aktivitet har på resten av levende materie.

Denne påvirkningen gjenspeiles først og fremst i etableringen av en rekke nye arter kulturplanter og kjæledyr. Slike arter fantes ikke før og uten menneskelig hjelp dør de eller blir til ville raser. Derfor anser Vernadsky det geokjemiske arbeidet med levende materie i den uløselige forbindelsen mellom dyre-, planteriket og den kulturelle menneskeheten som arbeidet til en enkelt helhet.

I følge V.I. Vernadsky, tidligere la de ikke vekt på to viktige faktorer, som karakteriserer levende kropper og produktene av deres vitale aktivitet:

· Pasteurs oppdagelse av overvekt av optisk aktive forbindelser assosiert med dissymmetrien i den romlige strukturen til molekyler, som f.eks. særpreg levende kropper

· Bidraget fra levende organismer til biosfærens energi og deres innflytelse på livløse kropper ble klart undervurdert. Tross alt inkluderer biosfæren ikke bare levende materie, men også forskjellige livløse kropper, som V.I. Vernadsky kaller inerte (atmosfæren, bergarter, mineraler, etc.), så vel som bioinerte legemer dannet av heterogene levende og inerte legemer (jord, overflatevann osv.). Selv om levende materie etter volum og vekt utgjør en ubetydelig del av biosfæren, assosiert med endringer i utseendet til planeten vår.

Siden levende materie er en definerende komponent av biosfæren, kan det hevdes at den bare kan eksistere og utvikle seg innenfor rammen. hele systemet biosfære. Det er ingen tilfeldighet at V.I. Vernadsky mener at levende organismer er en funksjon av biosfæren og er nært forbundet materielt og energetisk med den, og er en enorm geologisk kraft som bestemmer den.

Det første grunnlaget for eksistensen av biosfæren og de biogeokjemiske prosessene som forekommer i den er den astronomiske posisjonen til planeten vår, og først og fremst dens avstand fra solen og dens helning jordens akse til ekliptikken, eller til flyet jordens bane. Denne romlige plasseringen av jorden bestemmer hovedsakelig klimaet på planeten, og sistnevnte bestemmer på sin side livssykluser alle organismene som finnes på den. Solen er hovedkilden til energi i biosfæren og regulatoren av alle geologiske, kjemiske og biologiske prosesser på planeten vår. Denne rollen ble billedlig uttrykt av en av forfatterne av loven om bevaring og transformasjon av energi, Julius Mayer (1814-1878), som bemerket at livet er skapelsen av en solstråle.

Den avgjørende forskjellen mellom levende materie og inert materie er følgende:

· Endringer og prosesser i levende materie skjer mye raskere enn i inerte kropper. Derfor, for å karakterisere endringer i levende materie, brukes begrepet historisk tid, og i inerte kropper - geologisk tid. Til sammenligning bemerker vi at et sekund av geologisk tid tilsvarer omtrent hundre tusen år med historisk tid;

· I løpet av geologisk tid øker kraften til levende stoffer og dens innvirkning på biosfærens inerte stoff. Denne påvirkningen, påpeker V.I. Vernadsky, manifesterer seg først og fremst "i den kontinuerlige biogene strømmen av atomer fra levende materie inn i biosfærens inerte materie og tilbake";

Forekommer bare i levende materie kvalitative endringer organismer i løpet av geologisk tid. Prosessen og mekanismene for disse endringene ble først forklart i teorien om arters opprinnelse av naturlig utvalg C. Darwin (1859);

Levende organismer endres i takt med endring miljø, tilpasse seg det, og ifølge Darwins teori er det den gradvise akkumuleringen av slike endringer som tjener som kilden til evolusjon.

V.I. Vernadsky antyder at levende materie også kan ha sin egen evolusjonsprosess, manifestert i endringer i løpet av geologisk tid, uavhengig av endringer i miljøet.

For å bekrefte tanken sin, viser han til kontinuerlig vekst sentral nervesystemet dyr og dens betydning i biosfæren, samt den spesielle organiseringen av selve biosfæren. Etter hans mening, i en forenklet modell, kan denne organisasjonen uttrykkes på en slik måte at ikke et eneste punkt i biosfæren «ender opp på samme sted, på samme punkt i biosfæren som det noen gang har vært i før». I moderne termer kan dette fenomenet beskrives som irreversibiliteten til endringer som er iboende i enhver evolusjons- og utviklingsprosess.

Den kontinuerlige evolusjonsprosessen, ledsaget av fremveksten av nye arter av organismer, har en innvirkning på hele biosfæren som helhet, inkludert naturlige bioinerte kropper, for eksempel jordsmonn, terrestriske og grunnvann osv. Dette bekreftes av det faktum at jordsmonnet og elvene i Devonian er helt forskjellige fra tertiæren og spesielt vår tid. Dermed sprer utviklingen av arter seg gradvis og sprer seg til hele biosfæren.

Siden evolusjon og fremveksten av nye arter forutsetter eksistensen av dens begynnelse, oppstår naturligvis spørsmålet: har livet en slik begynnelse? Hvis det er det, hvor skal du lete etter det - på jorden eller i verdensrommet? Kan levende ting oppstå fra ikke-levende ting?

Mange religiøse skikkelser, kunstnere, filosofer og vitenskapsmenn har tenkt på disse spørsmålene gjennom århundrene. V.I. Vernadsky undersøker i detalj de mest interessante synspunktene som ble fremsatt av fremragende tenkere forskjellige tidsepoker, og konkluderer med at det ikke finnes noe overbevisende svar på disse spørsmålene. Han selv, som vitenskapsmann, holdt seg først til en empirisk tilnærming til å løse disse problemene da han hevdet at mange forsøk på å oppdage spor av tilstedeværelsen av overgangsformer for liv i de eldgamle geologiske lagene på jorden var mislykket. I alle fall har noen rester av liv blitt oppdaget selv i prekambriske lag som dateres tilbake 600 millioner år. Disse negative resultater, ifølge V.I. Vernadsky, gjør det mulig å antyde at liv som materie og energi eksisterer i universet for alltid og derfor ikke har noen begynnelse. Men en slik antagelse er ikke annet enn en empirisk generalisering basert på det faktum at spor av levende materie ennå ikke er funnet i jordlag. Å bli vitenskapelig hypotese, må den stemme overens med andre resultater vitenskapelig kunnskap, inkludert med bredere begreper innen naturvitenskap og filosofi. I alle fall kan man ikke unngå å ta hensyn til synspunktene til de naturforskerne og filosofene som forsvarte tesen om fremveksten av levende materie fra ikke-levende materie, og som for tiden til og med legger frem en underbyggelse av hypotesen og modellen til livets opprinnelse.

Forutsetninger om livets abiogene eller uorganiske opprinnelse ble gjort gjentatte ganger i antikken, for eksempel av Aristoteles, som innrømmet muligheten for fremveksten av små organismer fra uorganisk materiale. Med fremveksten av eksperimentell naturvitenskap og fremveksten av slike vitenskaper som geologi, paleontologi og biologi, ble dette synspunktet kritisert for ikke å være rettferdiggjort av empiriske fakta. Tilbake i andre halvdel av 1600-tallet. Prinsippet forkynt av den berømte florentinske legen og naturforskeren F. Redi er at alle levende ting oppstår fra levende ting. Godkjenningen av dette prinsippet ble tilrettelagt av forskningen til den berømte engelske fysiologen William Harvey (1578-1657), som mente at hvert dyr kommer fra et egg, selv om han innrømmet muligheten for at liv kan oppstå abiogenisk.

Deretter som penetrasjon fysiske og kjemiske metoder V biologisk forskning igjen og mer og mer insisterende begynte hypoteser om livets abiogene opprinnelse å bli fremsatt. Vi har allerede snakket om ovenfor kjemisk evolusjon som en forutsetning for fremveksten av det prebiotiske, eller prebiologiske stadiet av livets fremvekst. V.I. kunne ikke la være å ta hensyn til disse resultatene. Vernadsky, og derfor forble ikke hans syn på disse spørsmålene uendret, men basert på nøyaktig etablerte fakta tillot han verken guddommelig inngripen eller livets jordiske opprinnelse. Han overførte fremveksten av liv utenfor jorden, og innrømmet også muligheten for at det dukker opp i biosfæren under visse forhold. Han skrev: "Redis prinsipp ... indikerer ikke umuligheten av abiogenese utenfor biosfæren eller når man fastslår tilstedeværelsen i biosfæren (nå eller tidligere) av fysisk-kjemiske fenomener som ikke ble akseptert når vitenskapelig definisjon denne formen for organisering av jordens skall."

Til tross for noen motsetninger, representerer Vernadskys doktrine om biosfæren et nytt stort skritt i å forstå ikke bare levende natur, men også dens uløselige forbindelse med historiske aktiviteter menneskeheten.

• Dette begrepet må ikke forveksles med begrepet "biomasse", som er en del av det biogene stoffet.

Encyklopedisk YouTube

1 / 3

✪ Biogen, bioinert, levende materie

✪ Vladimir Ivanovich Vernadsky levende materie

✪ Biosfære

Undertekster

Kjennetegn på levende materie

Noen organiske stoffer inneholder atomer med varierende oksidasjonstilstander (forbindelser av jern, mangan, nitrogen osv.). Samtidig dominerer biogene prosesser med oksidasjon og reduksjon på jordens overflate. Vanligvis manifesteres den oksidative funksjonen til levende stoffer i biosfæren ved at bakterier og noen sopp transformerer relativt oksygenfattige forbindelser i jorda, forvitrer skorpen og hydrosfæren til mer oksygenrike forbindelser. Den reduserende funksjonen utføres gjennom dannelse av sulfater direkte eller gjennom biogent hydrogensulfid produsert av ulike bakterier. Og her ser vi at denne funksjonen er en av manifestasjonene av den miljødannende funksjonen til levende materie;

- transportfunksjon - overføring av materie mot tyngdekraften og i horisontal retning. Siden Newtons tid har det vært kjent at bevegelsen av materiestrømmer på planeten vår bestemmes av tyngdekraften. Ikke-levende materie i seg selv beveger seg langs et skråplan utelukkende fra topp til bunn. Bare i denne retningen beveger elver, isbreer, snøskred og fjell.

Levende materie omfavner og omorganiserer alle kjemiske prosesser i biosfæren. Levende materie er den mektigste geologiske kraften, og vokser med tiden. I en hyllest til minnet om den store grunnleggeren av læren om biosfæren, foreslo A. I. Perelman å kalle følgende generalisering "Vernadskys lov":

"Migrasjonen av kjemiske elementer på jordoverflaten og i biosfæren som helhet skjer enten med direkte deltakelse av levende materie (biogen migrasjon) eller den skjer i et miljø med geokjemiske egenskaper (O 2, CO 2, H 2 S, etc.) er overveiende betinget av levende materie som den som for tiden lever dette systemet, og den som har virket på jorden gjennom geologisk historie.»

På grunn av aktiv bevegelse kan levende organismer flytte ulike stoffer eller atomer i horisontal retning, for eksempel på grunn av ulike typer migrasjoner. Vernadsky kalte bevegelsen, eller migrasjonen, av kjemiske stoffer for levende materie biogen migrasjon av atomer eller materie.

Se også

• Stoff, materie (fysikk), biogent materie
• Grunnleggende lover for evolusjon av levende materie i biosfæren