Kjennetegn på levende materie

Sammensetningen av levende stoffer inkluderer både organiske (i kjemisk forstand) og uorganiske, eller mineralske, stoffer. Vernadsky skrev:

Massen av levende stoffer er relativt liten og er estimert til 2,4-3,6 10 12 tonn (tørrvekt) og er mindre enn 10 −6 massen til andre skjell på jorden. Men det er "en av de kraftigste geokjemiske kreftene på planeten vår."

Levende materie utvikler seg der liv kan eksistere, det vil si i skjæringspunktet mellom atmosfæren, litosfæren og hydrosfæren. Under forhold som er ugunstige for tilværelsen, går levende materie inn i en tilstand av suspendert animasjon.

Spesifisiteten til levende materie er som følger:

1. Det levende stoffet i biosfæren er preget av enorm fri energi. I den uorganiske verden er det kun kortvarige, uherdede lavastrømmer som kan sammenlignes med levende materie når det gjelder mengden fri energi.
2. En skarp forskjell mellom levende og ikke-levende stoffer i biosfæren er observert i strømningshastigheten kjemiske reaksjoner: i levende materie skjer reaksjoner tusenvis og millioner av ganger raskere.
3. Et særtrekk ved levende materie er at de enkelte komponentene som utgjør den kjemiske forbindelser– proteiner, enzymer osv. – er kun stabile i levende organismer (i stor grad er dette også karakteristisk for mineralforbindelser som utgjør levende materie).
4. Frivillig bevegelse av levende materie, stort sett selvregulerende. V.I. Vernadsky identifiserte to spesifikke skjemaer bevegelse av levende materie: a) passiv, som skapes ved reproduksjon og er iboende i både dyr og planteorganismer; b) aktiv, som utføres på grunn av rettet bevegelse av organismer (det er typisk for dyr og, i mindre grad, for planter). Levende materie har også et iboende ønske om å fylle all mulig plass.
5. Levende stoffer viser betydelig større morfologisk og kjemisk mangfold enn ikke-levende stoffer. I tillegg, i motsetning til ikke-levende abiogent stoff, er levende stoff ikke representert utelukkende i væske- eller gassfasen. Organismens kropper er bygget i alle tre fasetilstander.
6. Levende stoffer presenteres i biosfæren i form av spredte kropper - individuelle organismer. Når det er spredt, blir levende stoff aldri funnet på jorden i en morfologisk ren form - i form av populasjoner av organismer av samme art: det er alltid representert av biocenoser.
7. Levende materie eksisterer i form av en kontinuerlig veksling av generasjoner, på grunn av hvilken moderne levende materie er genetisk relatert til levende materie fra tidligere tidsepoker. I dette tilfellet er tilstedeværelsen karakteristisk for levende materie evolusjonsprosess, dvs. reproduksjon av levende stoffer skjer ikke i henhold til typen absolutt kopiering av tidligere generasjoner, men gjennom morfologiske og biokjemiske endringer.

Betydningen av levende materie

Arbeidet med levende materie i biosfæren er ganske mangfoldig. I følge Vernadsky kan arbeidet med levende materie i biosfæren manifestere seg i to hovedformer:

a) kjemisk (biokjemisk) – I type geologisk aktivitet; b) mekanisk – II type transportaktivitet.

Biogen migrasjon av atomer av den første typen manifesteres i den konstante utvekslingen av materie mellom organismer og miljøet i prosessen med å bygge kroppen av organismer og fordøye mat. Biogen migrasjon av atomer av den andre typen består i bevegelse av materie av organismer under deres livsaktivitet (under bygging av huler, reir, når organismer er begravd i bakken), bevegelse av selve levende materie, samt passasje av uorganiske stoffer gjennom magekanalen til jordetere, siltetere og filtermatere.

For å forstå arbeidet som levende materie gjør i biosfæren, er tre grunnleggende prinsipper svært viktige, som V.I. Vernadsky kalte biogeokjemiske prinsipper:

1. Biogen migrering av atomer kjemiske elementer i biosfæren streber alltid etter sin maksimale manifestasjon.
2. Utviklingen av arter over geologisk tid, som fører til dannelsen av livsformer som er stabile i biosfæren, går i en retning som forsterker den biogene migrasjonen av atomer.
3. Levende materie er i kontinuerlig kjemisk utveksling med det kosmiske miljøet som omgir den, og skapes og vedlikeholdes på planeten vår av solens strålende energi.

Det er fem hovedfunksjoner til levende materie:

1. Energi. Den består av å absorbere solenergi under fotosyntesen, og kjemisk energi gjennom nedbryting av energimettede stoffer og energioverføring gjennom næringskjeden heterogen levende materie.
2. Konsentrasjon. Selektiv akkumulering under livsaktivitet visse typer stoffer. Det er to typer konsentrasjoner av kjemiske grunnstoffer i levende stoffer: a) en massiv økning i konsentrasjonene av grunnstoffer i et miljø mettet med disse grunnstoffene, for eksempel er det mye svovel og jern i levende stoffer i områder med vulkanisme; b) en spesifikk konsentrasjon av et bestemt element, uavhengig av miljøet.
3. Destruktiv. Består i mineralisering av ikke-biogent organisk materiale, nedbryting av ikke-levende uorganisk materiale, involvering av de resulterende stoffene i den biologiske syklusen.
4. Miljødannende. Transformasjon av fysiske og kjemiske parametere i miljøet (hovedsakelig på grunn av ikke-biogent materiale).
5. Transportere. Ernæringsmessige interaksjoner av levende stoffer fører til bevegelse av enorme masser av kjemiske elementer og stoffer mot tyngdekraften og i horisontal retning.

Levende materie omfavner og omorganiserer alt kjemiske prosesser biosfære. 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":

"Migrasjon av kjemiske elementer til jordens overflate og i biosfæren som helhet utføres enten med direkte deltakelse av levende stoffer (biogen migrasjon) eller det skjer i et miljø hvis geokjemiske egenskaper (O 2, CO 2, H 2 S, etc.) hovedsakelig bestemmes av levende materien som den som for tiden bor dette systemet, og den som har virket på jorden gjennom geologisk historie.»

Notater

Se også

Litteratur

• Om funksjonene til levende materie i biosfæren // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2003. T. 73. Nr. 3. P.232-238

Wikimedia Foundation.

2010.

Se hva «Levende materie» er i andre ordbøker: Helheten av levende organismer i biosfæren, deres biomasse. Karakterisert av en spesifikk kjemisk sammensetning (H, C, N, 02, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ca dominerer), enorm biomasse (80 100 109 tonn tørr organisk materiale ) og energi...

Økologisk ordbok Helheten av levende organismer i biosfæren, uttrykt numerisk i elementær kjemisk sammensetning, masse og energi. Konseptet ble introdusert av V.I. Vernadsky i hans doktrine om biosfæren og rollen til levende organismer i syklusen av materie og energi i naturen...

Helheten av levende organismer i biosfæren, uttrykt numerisk i elementær kjemisk sammensetning, masse og energi. Konseptet ble introdusert av V.I. Vernadsky i hans doktrine om biosfæren og rollen til levende organismer i materie- og energisyklusen i naturen. * * *… … Encyklopedisk ordbok

1) helheten av levende organismer i biosfæren, uttrykt numerisk i elementær kjemisk sammensetning, masse og energi. Begrepet ble introdusert av V.I. Vernadsky (Se Vernadsky). J.v. forbundet med biosfæren materielt og energisk gjennom... ... Stor sovjetisk leksikon

Helheten av levende organismer i biosfæren, uttrykt numerisk i elementære kjemiske termer. sammensetning, masse og energi. Konseptet ble introdusert av V.I. Vernadsky i hans doktrine om biosfæren og rollen til levende organismer i energisyklusen i naturen ... Naturvitenskap. Encyklopedisk ordbok

Levende materie- i konseptet V.I. Vernadsky, helheten av levende organismer i biosfæren (planter, dyr, insekter, etc., inkludert menneskeheten), numerisk uttrykt i elementær kjemisk sammensetning, masse og energi... Begynnelsen av moderne naturvitenskap

levende materie- 1. Et sett med levende organismer i biosfæren som har en ordnet metabolisme. 2. Kompleks molekylært aggregat med kontrollsystem, som inneholder overføringsmekanismen arvelig informasjon. E. Levende stoff D. Lebendiger Stoff, … … Forklarende ufologisk ordbok med ekvivalenter på engelsk og tysk

I følge V.I. Vernadsky (1940), en samling av organismer av samme art (spesifikk homogen levende materie) eller rase (rasehomogen levende materie). Økologisk encyklopedisk ordbok. Chisinau: Hovedredaksjonen til det moldaviske sovjet... ... ) og energi...

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 til organismer er solenergi, brukt under 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 forskjellige forskjellige organismer(biocenoser). Samtidig dannes levende organismer og deres habitat komplette 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. Assosiert med denne syklusen er migrering av atomer av 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 migrasjon av atomer, kom han til den konklusjon at det ikke er noen organiske forbindelser, uavhengig av levende materie. "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 skiller menneskeheten fra den totale massen av levende materie 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 hastighet på 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 dets kjemiske forbindelser. de viktigste er proteiner, kun stabil i levende organismer. Etter fullføringen av livsprosessen brytes de opprinnelige levende organiske stoffene ned 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 - uttrykt i kjemiske transformasjoner 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 i biosfæren, dens egenskaper

V.I. Vernadsky skrev: "Det er ingen kjemisk kraft på jordens overflate som virker mer konstant, og derfor kraftigere i sine endelige konsekvenser, enn levende organismer samlet."

Læren om levende materie er et av de sentrale leddene i begrepet biosfære. Undersøker prosessene for migrering av atomer i biosfæren, V.I. Vernadsky nærmet seg spørsmålet om opprinnelsen (opprinnelsen, utseendet) til kjemiske elementer i jordskorpen, og etter det behovet for å forklare stabiliteten til forbindelsene som utgjør organismer. Ved å analysere problemet med atommigrasjon, kom han til den konklusjon at "det er ingen organiske forbindelser noe sted som er uavhengig av levende materie." "Med navnet på levende materie," skrev V.I Vernadsky i 1919, "vil jeg mene hele organismen, vegetasjonen og dyrene, inkludert mennesker. Fra et geokjemisk synspunkt er denne samlingen av organismer viktig bare av massen av materie som utgjør den, dens kjemiske sammensetning og energien knyttet til den. Det er klart at bare fra dette synspunktet er levende materie viktig for jorda, siden, siden vi har å gjøre med jordkjemi, har vi å gjøre med en spesiell manifestasjon av generelle geokjemiske prosesser.»

Således er levende materie helheten av levende organismer i biosfæren, numerisk uttrykt i elementær kjemisk sammensetning, masse og energi.

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 er massen av menneskeheten, basert på demografiske data, ikke en konstant mengde levende materie. Og for det tredje er dens geokjemiske funksjoner ikke preget av masse, men av produksjonsaktivitet. Naturen til menneskehetens assimilering av biogeokjemisk energi bestemmes av menneskesinnet. På den ene siden er mennesket kulminasjonen av ubevisst evolusjon, et "produkt" av naturens spontane aktivitet, og på den andre siden er det initiativtakeren til et nytt, intelligent styrt stadium av selve evolusjonen.

Hvilke karakteristiske trekk er 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 energien fra solstråling, atomenergi fra radioaktivt forfall og kosmisk energi fra spredte elementer som kommer fra vår galakse. Levende materie er også preget høy hastighet på 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 de kjemiske forbindelsene som utgjør den, hvorav de viktigste er proteiner, er kun stabile i levende organismer . Etter fullføringen av livsprosessen brytes de opprinnelige levende organiske stoffene ned til kjemiske komponenter.

Levende materie eksisterer på planeten i form av en kontinuerlig veksling av generasjoner, på grunn av hvilken den, nydannet, er genetisk forbundet med den levende materie fra tidligere epoker. Dette er den viktigste strukturelle enheten i biosfæren, som bestemmer alle andre prosesser på overflaten av jordskorpen. Det er karakteristisk for levende materie tilstedeværelsen av en evolusjonær prosess . Den genetiske informasjonen til enhver organisme er kryptert i hver av cellene. Dessuten er disse cellene i utgangspunktet bestemt til å være seg selv, med unntak av egget, som hele organismen utvikler seg fra.

V.I. Vernadsky bemerket at levende organismer på planeten er de mest konstant aktive og kraftige i deres endelige konsekvenser kjemisk styrke. Han påpekte at levende materie er uatskillelig fra biosfæren, er dens funksjon og samtidig «en av de mektigste geokjemiske kreftene på planeten vår». V.I. Vernadsky kalte sirkulasjonen av individuelle stoffer biogeokjemiske sykluser. Disse syklusene og sirkulasjonen gir de viktigste funksjonene til levende materie som helhet. Forskeren identifiserte fem slike funksjoner.

Gassfunksjon. Det utføres av grønne planter som frigjør oksygen under fotosyntesen, samt av alle planter og dyr som frigjør karbondioksid som følge av respirasjon. Det er også en nitrogensyklus forbundet med aktiviteten til mikroorganismer. V.I Vernadsky skrev at alle gasser som dannes i biosfæren er nært beslektet i opprinnelse til levende materie, er alltid biogene og endres hovedsakelig på en biogen måte.

Konsentrasjonsfunksjon. Det manifesterer seg i evnen til levende organismer til å akkumulere mange kjemiske elementer i kroppen deres (karbon kommer først, blant metaller kalsium). Evnen til å konsentrere elementer fra fortynnede løsninger er et karakteristisk trekk ved levende materie. For eksempel akkumulerer marine organismer aktivt mikroelementer, tungmetaller(kvikksølv, bly, arsen), radioaktive grunnstoffer.

V.I. Vernadsky utmerket seg:

1. Konsentrasjonsfunksjoner av den første typen, når levende stoffer fra miljøet konsentrerer de kjemiske elementene som finnes i alle organismer uten unntak (H, C, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe).

2. Konsentrasjonsfunksjoner av den andre typen, når det er en opphopning av kjemiske elementer som ikke finnes i levende organismer, eller kan finnes i svært små mengder. For eksempel er holothurianer i stand til å akkumulere vanadium. Meitemark kan akkumulere sink, kobber, bly og kadmium i vevet deres. Alger av slekten tare akkumulerer jod.

Redoks funksjon. Uttrykt i kjemiske transformasjoner av stoffer i løpet av organismers liv. Som et resultat av dette dannes det salter, oksider og nye stoffer. Dannelsen av jern- og manganmalm, kalksteiner etc. er forbundet med denne funksjonen.

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

V.I. Vernadsky identifiserte den første biokjemiske funksjonen, som er assosiert med ernæring, respirasjon og reproduksjon av organismer, og den andre biokjemiske funksjonen, som er assosiert med ødeleggelsen av kroppene til levende organismer etter deres død. I dette tilfellet skjer en rekke biokjemiske transformasjoner: levende kropp - bioinert - inert.

Funksjon av menneskelig biogeokjemisk aktivitet. Det er assosiert med den biogene migrasjonen av atomer, som øker mange ganger under påvirkning av menneskelig økonomisk aktivitet og hans sinn. Mennesket, i løpet av sin økonomiske virksomhet, utvikler og bruker til sine behov en stor mengde stoffer fra jordskorpen, inkl. som kull, gass, olje, torv, skifer og mange malmer. Samtidig skjer menneskeskapt inntrengning av fremmede stoffer i biosfæren i mengder som overstiger tillatt verdi. Dette førte til en krisekonfrontasjon mellom menneske og natur. Hovedårsaken til den forestående miljøkrisen anses å være et teknokratisk konsept som ser på biosfæren på den ene siden som en kilde til fysiske ressurser, og på den andre som en kloakk for avfallshåndtering.

For tiden slipper verdensøkonomien årlig ut

 mer enn 250 millioner tonn fine aerosoler,

 200 millioner tonn karbonmonoksid,

 150 millioner tonn svoveldioksid,

 120 millioner tonn aske,

 mer enn 50 millioner tonn hydrokarboner,

 2,5 milliarder (!) tonn nitrogenoksider.

Den naturlige syklusen av atomer i atmosfæren holder rett og slett ikke tritt med menneskeskapte utslipp. Kun ved å brenne kull i kraftverk i miljø titalls ganger mer arsen, uran, kadmium, beryllium kommer inn, og tusenvis av ganger mer kvikksølv enn det som er involvert i den naturlige biokjemiske syklusen.

V.I. Vernadsky klassifiserte levende materie i homogen Og heterogen . Den første etter hans syn er et generisk, spesifikt stoff, etc., og det andre er representert av vanlige blandinger av levende stoffer. Dette er en skog, sump, steppe, dvs. biocenose. Forskeren foreslo å karakterisere levende materie på grunnlag av slike kvantitative indikatorer som kjemisk sammensetning, gjennomsnittlig vekt av organismer og gjennomsnittlig hastighet deres bosetting av klodens overflate.

Vernadsky gir gjennomsnittlige tall for hastigheten på "overføring av liv i biosfæren." Tiden det tar en gitt art å fange hele overflaten av planeten vår i forskjellige organismer kan uttrykkes i følgende tall (dager):

Kolera bakterie ( Vibrio kolerae) 1,25

Ciliater ( Lekconhrys patula) 10,6 (maksimum)

Kiselalger ( Nittschia putrida) 16,8 (maksimum)

Grønn plankton 166-183 (gjennomsnitt)

Insekter ( Musca domestica) 366

fisk ( Pleurettes platessa) 2159 (maksimalt)

Blomstrende planter (Trifolium repens) 4076

Fugler (kyllinger) 5600-6100

Pattedyr: rotter 2800

villgris 37600

Indisk elefant 376000.

Livet på planeten vår eksisterer i ikke-cellulære og cellulære former.

Den ikke-cellulære formen for levende materie er representert av virus som mangler irritabilitet og egen proteinsyntese. De enkleste virusene består kun av et proteinskall og et DNA-molekyl (deoksy ribonukleinsyre) eller RNA (ribonukleinsyre), som utgjør kjernen i viruset. Noen ganger er virus isolert i et spesielt rike av levende natur - Vira. De kan bare formere seg inne i visse levende celler. Virus er allestedsnærværende i naturen og er en farlig fiende av alt levende. Ved å bosette seg i cellene til levende organismer forårsaker de deres død. Rundt 500 virus er beskrevet som infiserer varmblodige virveldyr og rundt 300 virus som angriper høyereliggende planter. Mer enn halvparten av menneskelige sykdommer skyldes utviklingen av små virus (de er 100 ganger mindre enn bakterier). Det er nok å nevne noen forferdelige sykdommer forårsaket av virus for å innse trusselen fra disse små skapningene. Disse er polio, kopper, influensa, smittsom hepatitt, gul feber, etc.

Cellulære livsformer er representert av prokaryoter (organismer som ikke har en membranbundet kjerne) og eukaryoter (hvis celler inneholder dannede kjerner). Prokaryoter inkluderer forskjellige bakterier. Eukaryoter er alle høyerestående dyr og planter, så vel som encellede og flercellede alger, sopp og protozoer.

Egenskaper til levende materie.

Levende materie, konsept.

Forelesning 3. PLANETENS LEVENDE MATERIE.

Læren til V.I. Vernadsky sier at levende materie (helheten av levende organismer) bestemmer og underordner fullstendig andre planetariske prosesser. Hvis det er jevnt fordelt på jordens overflate, danner levende organismer en film som er 5 mm tykk. Men ikke desto mindre er deres rolle stor. Et betydelig sted er okkupert av det grønne levende stoffet til planter, fordi den er autotrofisk og er i stand til å samle energien til solen og omdanne den til energi kjemiske bindinger organiske forbindelser.

Levende organismer forvandler rommet strålende energi inn i jordens kjemi og skape det endeløse mangfoldet i vår verden. Med deres pust, ernæring, metabolisme, død og nedbrytning, som har pågått i hundrevis av millioner av år, gir de opphav til en storslått planetarisk prosess - migrasjon av kjemiske elementer, eller syklusen deres.

Levende materie, ifølge Vernadskys teori, er en biogeokjemisk faktor på planetarisk skala, under påvirkning av hvilken både den omkringliggende abiotiske sfæren og de levende organismene selv blir transformert. Kalksteinslag, kullforekomster, jernmalm- alt dette er en manifestasjon av livskraftens aktivitet.

Levende materie, til tross for dets enorme mangfold, er forent i sitt atombasis. Atomvandring skjer ikke bare mellom organismene selv, men også fra organismen til miljøet og tilbake. Dette hadde ikke skjedd hvis den kjemiske sammensetningen av organismer ikke var i nærheten av den kjemiske sammensetningen av jordskorpen. Og den kjemiske sammensetningen av sistnevnte bestemmes ikke bare av geologiske årsaker, men også av lover av kosmisk natur (for eksempel strukturen til atomer). Derfor, ifølge Vernadsky, er livet romprosess. Lette grunnstoffer fra det periodiske system dominerer i organismer: H, C, N, O, Na, Mg, P, S, K, Ca, etc.

Begrepet "levende materie" ble introdusert i litteraturen av V.I. Ved det forsto han helheten av alle levende organismer, uttrykt gjennom masse, energi og kjemisk sammensetning.

I følge Vernadsky består levende materie av syv forskjellige, men geologisk sammenkoblede deler: levende materie; næringsstoff; inert materie; bioinert stoff; radioaktivt stoff; spredte atomer; stoff kosmisk opprinnelse. Innenfor biosfæren finnes enten levende materie eller spor av dens biogeokjemiske aktivitet overalt. Atmosfæriske gasser (oksygen, nitrogen, karbondioksid), naturlig vann, så vel som caustobiolitter (oljer, kull), kalksteiner, leire og deres metamorfe derivater (skifer, klinkekuler, granitter, etc.) er i utgangspunktet skapt av det levende stoffet på planeten. Vernadsky tilskrev lag av jordskorpen, for tiden blottet for levende materie, men behandlet av den i den geologiske fortiden, til regionen med "tidligere biosfærer." Biosfæren er mosaikk i struktur og sammensetning, og gjenspeiler den geokjemiske og geofysiske heterogeniteten til jordens overflate (hav, innsjøer, fjell, kløfter, sletter, etc.) og den ujevn fordeling av levende stoffer på planeten både i tidligere tidsepoker og i vår tid. Det maksimale innholdet av levende stoffer i hydrosfæren er begrenset til grunt vann, minimum - til dypt vann (avgrunn); på land manifesteres denne ujevnheten i en mosaikk av biogeocenotisk dekke (skoger, sumper, stepper, ørkener, etc.) med en minimal tetthet av levende stoffer i høylandet, ørkener og polare områder.

Stoffer av livløs natur er klassifisert som inerte (for eksempel mineraler). I naturen er i tillegg bioinerte stoffer ganske bredt representert, hvis dannelse og sammensetning bestemmes av levende og inerte komponenter (for eksempel jord, vann).

Levende materie- grunnlaget for biosfæren, selv om den utgjør en ekstremt ubetydelig del av den. Hvis du velger det i ren form og fordelt jevnt over jordens overflate, vil det være et lag på omtrent 2 cm eller en ekstremt liten brøkdel av volumet til hele biosfæren, hvis tykkelse måles i titalls kilometer. Hva er årsaken til så høy kjemisk aktivitet og den geologiske rollen til levende materie?

Først og fremst skyldes dette det faktum at levende organismer, takket være biologiske katalysatorer (enzymer), gjør, med ordene til akademiker L. S. Berg, noe utrolig fra et fysisk-kjemisk synspunkt. For eksempel er de i stand til å fiksere molekylært nitrogen fra atmosfæren i kroppen ved temperaturer og trykk som er typiske for det naturlige miljøet. Under industrielle forhold krever bindingen av atmosfærisk nitrogen til ammoniakk en temperatur på ca. 500°C og et trykk på 300-500 atmosfærer.

Hos levende organismer øker hastigheten på kjemiske reaksjoner under metabolisme med en ordre eller flere størrelsesordener. I denne forbindelse kalte V.I. Vernadsky levende materie ekstremt aktivert materie.

Et av de sentrale leddene i begrepet biosfære er læren om levende materie. Ved å undersøke prosessene for migrering av atomer i biosfæren, nærmet V.I. Vernadsky seg til spørsmålet om opprinnelsen (opprinnelsen, utseendet) til kjemiske elementer i jordskorpen, og etter det 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." Senere formulerer han begrepet «levende materie»: «Den levende materie i biosfæren er helheten av dens levende organismer... Jeg vil kalle helheten av organismer, redusert til deres vekt, kjemisk sammensetning og energi, levende materie». Hovedformålet med levende materie og dets integrerte attributt er akkumulering av fri energi i biosfæren. Den vanlige geokjemiske energien til levende stoffer produseres primært gjennom reproduksjon.

De vitenskapelige ideene til V.I. Vernadsky om levende materie, om livets kosmiske natur, om biosfæren og dens overgang til en ny kvalitet - noosfæren, er forankret i det 19. og tidlige 20. århundre, da filosofer og naturvitere gjorde de første forsøkene. å forstå menneskets rolle og oppgaver generell evolusjon Jord. Det var gjennom deres innsats at mennesket begynte sin fremgang til høyden naturlig evolusjon lever, og okkuperer gradvis den økologiske nisjen som er tildelt den av naturen.

På 30-tallet skilte V.I Vernadsky ut menneskeheten fra den totale massen av levende materie 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 er massen av menneskeheten, basert på demografiske data, ikke en konstant mengde levende materie. Og for det tredje er dens geokjemiske funksjoner ikke preget av masse, men av produksjonsaktivitet. Naturen til menneskehetens assimilering av biogeokjemisk energi bestemmes av menneskesinnet. På den ene siden er mennesket kulminasjonen av ubevisst evolusjon, et "produkt" av naturens spontane aktivitet, og på den andre siden er det initiativtakeren til et nytt, intelligent styrt stadium av selve evolusjonen.

Hvilke karakteristiske trekk er iboende i levende materie? Først av alt er det en enorm gratis energi. I prosessen med utvikling av arter har den biogene migrasjonen av atomer, det vil si energien til det levende stoffet i biosfæren, økt mange ganger og fortsetter å vokse, fordi levende stoffer behandler energien til solstråling, atomenergien til radioaktive stoffer. forfall og den kosmiske energien til spredte elementer som kommer fra vår galakse. Levende stoffer er også preget av en høy hastighet av kjemiske reaksjoner sammenlignet med ikke-levende stoffer, 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 som den veier på en dag

Det er karakteristisk for levende materie at de kjemiske forbindelsene som utgjør det, hvorav de viktigste er proteiner, er stabile bare i levende organismer. Etter fullføringen av livsprosessen brytes de opprinnelige levende organiske stoffene ned til kjemiske komponenter. Levende materie eksisterer på planeten i form av en kontinuerlig veksling av generasjoner, på grunn av hvilken den nydannede er genetisk forbundet med den levende materie fra tidligere epoker. Dette er den viktigste strukturelle enheten i biosfæren, som bestemmer alle andre prosesser på overflaten av jordskorpen. Levende materie er preget av tilstedeværelsen av en evolusjonær prosess. Den genetiske informasjonen til enhver organisme er kryptert i hver av cellene. V.I. Vernadsky klassifiserte levende materie i homogen Og heterogen. Den første etter hans syn er et generisk, spesifikt stoff, etc., og det andre er representert av vanlige blandinger av levende stoffer. Dette er en skog, en sump, en steppe, det vil si en biocenose. Forskeren foreslo å karakterisere levende materie på grunnlag av slike kvantitative indikatorer som kjemisk sammensetning, gjennomsnittlig vekt av organismer og gjennomsnittlig koloniseringshastighet av klodens overflate.

V.I. Vernadsky gir gjennomsnittlige tall for hastigheten på "overføring av liv i biosfæren." Tiden det tar en gitt art å fange hele overflaten av planeten vår i forskjellige organismer, kan uttrykkes med følgende tall (dager):

Kolerabakterie 1,25

Ciliates 10.6 (maksimalt)

Kiselalger 16,8 (maksimalt)

Grønn 166–183 (gjennomsnitt)

plankton

Insekter 366

Fiskene 2159 (maks)

Blomstrende planter 4076

Fugler (kyllinger) 5600-6100

Pattedyr:

villgris 37600

Indisk elefant 376000

Livet på planeten vår eksisterer i ikke-cellulære og cellulære former.

Ikke-cellulær form levende materie er representert av virus som mangler irritabilitet og egen proteinsyntese. De enkleste virusene består kun av et proteinskall og et DNA- eller RNA-molekyl som utgjør kjernen i viruset. Noen ganger er virus isolert i et spesielt rike av levende natur - Vira. De kan bare formere seg inne i visse levende celler. Virus er allestedsnærværende i naturen og utgjør en trussel mot alt levende. Ved å bosette seg i cellene til levende organismer forårsaker de deres død. Det er beskrevet rundt 500 virus som infiserer varmblodige virveldyr, og rundt 300 virus som ødelegger høyerestående planter. Mer enn halvparten av menneskelige sykdommer skyldes utviklingen av små virus (de er 100 ganger mindre enn bakterier). Disse er polio, kopper, influensa, smittsom hepatitt, gul feber, etc.

Cellulære former livet er representert av prokaryoter og eukaryoter. Prokaryoter inkluderer forskjellige bakterier. Eukaryoter er alle høyerestående dyr og planter, så vel som encellede og flercellede alger, sopp og protozoer.