สิ่งมีชีวิตในนิยามทางชีววิทยาคืออะไร ชนิด เกณฑ์ และลักษณะทางนิเวศวิทยา

สิ่งมีชีวิต - สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในโลกของเรา

มวลของสิ่งมีชีวิตมีเพียง 0.01% ของมวลของชีวมณฑลทั้งหมด แต่ถึงอย่างไร, สิ่งมีชีวิตชีวมณฑลเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด

ความเข้มข้นสูงสุดของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลนั้นสังเกตได้ที่ขอบเขตการสัมผัส เปลือกโลก: บรรยากาศและเปลือกโลก (พื้นผิวดิน) บรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์ (พื้นผิวมหาสมุทร) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ขอบเขตของเปลือกหอยทั้งสาม - บรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ และเปลือกโลก (โซนชายฝั่ง) เหล่านี้เป็นสถานที่ที่มีความเข้มข้นของชีวิตมากที่สุด V.I. Vernadsky เรียกสิ่งเหล่านั้นว่า "ภาพยนตร์แห่งชีวิต" ความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตลดลงจากพื้นผิวเหล่านี้

ลักษณะเฉพาะที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตมีดังต่อไปนี้:

1. ความสามารถในการครอบครอง (หลัก) พื้นที่ว่างทั้งหมดอย่างรวดเร็วคุณสมบัตินี้เกี่ยวข้องทั้งกับการสืบพันธุ์แบบเข้มข้นและความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเพิ่มพื้นผิวของร่างกายหรือชุมชนที่พวกมันก่อตัวขึ้นอย่างเข้มข้น

2. การเคลื่อนไหวไม่เพียงแต่เฉื่อยเท่านั้น แต่ยังมีความกระตือรือร้นอีกด้วยนั่นก็คือ ไม่เพียงแต่อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น แรงโน้มถ่วงฯลฯ แต่ยังต้านการไหลของน้ำ แรงโน้มถ่วง การเคลื่อนไหวอีกด้วย การไหลของอากาศฯลฯ

3. ความมั่นคงในช่วงชีวิตและการสลายตัวอย่างรวดเร็วหลังความตาย(รวมอยู่ในวัฏจักรของสาร) ต้องขอบคุณการควบคุมตนเองที่ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถรักษาความคงที่ได้ องค์ประกอบทางเคมีและเงื่อนไข สภาพแวดล้อมภายใน, ถึงอย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเงื่อนไข สภาพแวดล้อมภายนอก- หลังจากความตาย ความสามารถนี้จะหายไป และซากอินทรีย์จะถูกทำลายอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้อินทรีย์และ สารอนินทรีย์รวมอยู่ในรอบ

4. ความสามารถในการปรับตัวสูง (การปรับตัว)ถึง เงื่อนไขที่แตกต่างกันและด้วยเหตุนี้การพัฒนาไม่เพียงแต่สภาพแวดล้อมทั้งหมดของชีวิต (น้ำ พื้นดิน-อากาศ ดิน สิ่งมีชีวิต) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาวะที่ยากมากในแง่ของพารามิเตอร์เคมีกายภาพ (พบจุลินทรีย์ใน น้ำพุร้อนด้วยอุณหภูมิสูงถึง 140 o C ในน้ำ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน)

5. อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงอย่างน่าอัศจรรย์มีขนาดใหญ่กว่าสิ่งไม่มีชีวิตหลายเท่า

6. อัตราการต่ออายุของสิ่งมีชีวิตสูงสิ่งมีชีวิตเพียงส่วนเล็ก ๆ (เศษเสี้ยวของเปอร์เซ็นต์) เท่านั้นที่ถูกเก็บรักษาไว้ในรูปของสารอินทรีย์ตกค้าง ในขณะที่ส่วนที่เหลือจะรวมอยู่ในกระบวนการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง

คุณสมบัติที่ระบุไว้ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตนั้นพิจารณาจากความเข้มข้นของพลังงานสำรองจำนวนมากในนั้น

หน้าที่หลักธรณีเคมีของสิ่งมีชีวิตมีความโดดเด่นดังต่อไปนี้:

1. พลังงาน (ชีวเคมี)- การเข้าเล่มและการจัดเก็บ พลังงานแสงอาทิตย์ในอินทรียวัตถุและการกระจายพลังงานในภายหลังระหว่างการบริโภคและการทำให้เป็นแร่ สารอินทรีย์- หน้าที่นี้เกี่ยวข้องกับโภชนาการ การหายใจ การสืบพันธุ์ และกระบวนการชีวิตอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิต

2. แก๊ส- ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเปลี่ยนแปลงและรักษาไว้ได้บางส่วน องค์ประกอบของก๊าซที่อยู่อาศัยและบรรยากาศโดยทั่วไป กับ ฟังก์ชั่นแก๊สเชื่อมต่อจุดเปลี่ยน (จุด) สองจุดในการพัฒนาชีวมณฑล ครั้งแรกของสิ่งเหล่านี้ย้อนกลับไปถึงเวลาที่ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศถึงประมาณ 1% ของ ระดับทันสมัย- สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตแอโรบิกชนิดแรก (สามารถดำรงชีวิตได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนเท่านั้น) ที่สอง จุดเปลี่ยนเกี่ยวข้องกับเวลาที่ความเข้มข้นของออกซิเจนถึงประมาณ 10% ของระดับสมัยใหม่ สิ่งนี้สร้างเงื่อนไขสำหรับการสังเคราะห์โอโซนและการก่อตัวของชั้นโอโซนในชั้นบนของบรรยากาศซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถตั้งอาณานิคมบนบกได้

3. ความเข้มข้น- “การจับ” จากสิ่งแวดล้อมโดยสิ่งมีชีวิตและการสะสมของอะตอมทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น องค์ประกอบทางเคมี- ความสามารถด้านความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตจะเพิ่มปริมาณอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในสิ่งมีชีวิตเมื่อเปรียบเทียบกับ สิ่งแวดล้อมโดยมีขนาดหลายประการ ผลของกิจกรรมความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตคือการก่อตัวของแร่ธาตุที่ติดไฟได้ หินปูน แร่ ฯลฯ

4. ออกซิเดชั่น-ลด - ออกซิเดชันและการลดลง สารต่างๆเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต ภายใต้อิทธิพลของสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดการอพยพของอะตอมขององค์ประกอบอย่างเข้มข้น ความจุตัวแปร(Fe, Mn, S, P, N ฯลฯ ) สารประกอบใหม่จะถูกสร้างขึ้น ซัลไฟด์และแร่ธาตุซัลเฟอร์ถูกสะสม ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเกิดขึ้น

5. ทำลายล้าง- การทำลายโดยสิ่งมีชีวิตและผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของทั้งสารอินทรีย์ตกค้างและ สารเฉื่อย- ที่สุด บทบาทที่สำคัญในเรื่องนี้ตัวย่อยสลาย (ตัวทำลาย) - เชื้อราและแบคทีเรีย saprophytic - ทำงาน

6. ขนส่ง- การถ่ายโอนสสารและพลังงานเป็นผล แบบฟอร์มที่ใช้งานอยู่การเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิต

7. การก่อตัวของสิ่งแวดล้อม- การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีของสิ่งแวดล้อม ผลลัพธ์ของการทำงานของการสร้างสภาพแวดล้อมคือพื้นที่ชีวมณฑลทั้งหมด และดินในฐานะแหล่งที่อยู่อาศัยแห่งหนึ่ง และโครงสร้างท้องถิ่นมากขึ้น

8. กระจัดกระจาย- ฟังก์ชันตรงข้ามกับความเข้มข้น - การกระจายตัวของสารในสิ่งแวดล้อม เช่น การกระจายตัวของสารเมื่อสิ่งมีชีวิตขับถ่ายอุจจาระ เปลี่ยนผิวหนัง เป็นต้น

9. ข้อมูล- การสะสมข้อมูลบางอย่างโดยสิ่งมีชีวิต การรวมข้อมูลไว้ในโครงสร้างทางพันธุกรรม และการถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อๆ ไป นี่เป็นหนึ่งในอาการของกลไกการปรับตัว

10. กิจกรรมของมนุษย์ทางชีวธรณีเคมี- การเปลี่ยนแปลงและการเคลื่อนตัวของสารชีวมณฑลเป็นผลตามมา กิจกรรมของมนุษย์สำหรับความต้องการของครัวเรือนและครัวเรือน ตัวอย่างเช่นการใช้หัวคาร์บอน - น้ำมัน, ถ่านหิน, ก๊าซ

ดังนั้นชีวมณฑลจึงมีความซับซ้อน ระบบไดนามิกซึ่งจับ สะสม และถ่ายโอนพลังงานผ่านกระบวนการเมแทบอลิซึมระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

การเชื่อมโยงหลักประการหนึ่งของแนวคิดเรื่องชีวมณฑลคือหลักคำสอนเรื่องสิ่งมีชีวิต การตรวจสอบกระบวนการอพยพของอะตอมในชีวมณฑล V.I. Vernadsky เข้าหาคำถามเกี่ยวกับการกำเนิด (ต้นกำเนิดลักษณะที่ปรากฏ) ขององค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลกและหลังจากนั้นจำเป็นต้องอธิบายความเสถียรของสารประกอบที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิต เมื่อวิเคราะห์ปัญหาการย้ายถิ่นของอะตอม เขาสรุปได้ว่า “ไม่มี” สารประกอบอินทรีย์เป็นอิสระจากสิ่งมีชีวิต” ต่อมาเขาได้กำหนดแนวคิดเรื่อง "สิ่งมีชีวิต": "สิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลคือจำนวนทั้งสิ้นของสิ่งมีชีวิตของมัน... ฉันจะเรียกจำนวนทั้งสิ้นของสิ่งมีชีวิตซึ่งลดลงเหลือเพียงน้ำหนัก องค์ประกอบทางเคมี และพลังงาน สิ่งมีชีวิต" วัตถุประสงค์หลักของสิ่งมีชีวิตและคุณลักษณะที่สำคัญคือการสะสม พลังงานฟรีในชีวมณฑล พลังงานธรณีเคมีธรรมดาของสิ่งมีชีวิตนั้นเกิดขึ้นจากการสืบพันธุ์เป็นหลัก

แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ของ V. I. Vernadsky เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาลของชีวิตเกี่ยวกับชีวมณฑลและการเปลี่ยนแปลงไปสู่คุณภาพใหม่ - noosphere มีรากฐานมาจากศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อนักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทำความพยายามครั้งแรก เพื่อทำความเข้าใจบทบาทและภารกิจของมนุษย์ในการวิวัฒนาการโดยทั่วไปของโลก ด้วยความพยายามของพวกเขาเองที่มนุษย์เริ่มก้าวหน้าไปสู่จุดสูงสุดของวิวัฒนาการตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต โดยค่อยๆ ยึดครองระบบนิเวศเฉพาะที่ธรรมชาติจัดสรรให้กับเขา

ในช่วงทศวรรษที่ 30 V.I. Vernadsky ได้แยกมนุษยชาติออกจากมวลสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นส่วนพิเศษ การแยกมนุษย์ออกจากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นไปได้ด้วยเหตุผลสามประการ ประการแรก มนุษยชาติไม่ใช่ผู้ผลิต แต่เป็นผู้บริโภคพลังงานชีวธรณีเคมี วิทยานิพนธ์นี้จำเป็นต้องมีการแก้ไขฟังก์ชันธรณีเคมีของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑล ประการที่สอง มวลมนุษยชาติเมื่อพิจารณาจากข้อมูลประชากร ไม่ใช่ปริมาณสิ่งมีชีวิตที่คงที่ และประการที่สาม หน้าที่ธรณีเคมีของมันนั้นไม่ได้มีลักษณะเฉพาะโดยมวล แต่โดยกิจกรรมการผลิต ธรรมชาติของการดูดซึมพลังงานชีวชีวเคมีของมนุษยชาตินั้นถูกกำหนดโดยจิตใจของมนุษย์ ในด้านหนึ่ง มนุษย์คือจุดสุดยอดของวิวัฒนาการโดยไม่รู้ตัว ซึ่งเป็น "ผลผลิต" ของกิจกรรมที่เกิดขึ้นเองของธรรมชาติ และในอีกด้านหนึ่ง มนุษย์คือผู้ริเริ่มขั้นตอนใหม่ของวิวัฒนาการที่ควบคุมอย่างชาญฉลาดด้วยตัวมันเอง

อะไร คุณสมบัติลักษณะมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเหรอ?ประการแรก มันเป็นพลังงานอิสระจำนวนมหาศาล ในกระบวนการวิวัฒนาการของสปีชีส์ การอพยพของอะตอมทางชีวภาพ เช่น พลังงานของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑล เพิ่มขึ้นหลายครั้งและยังคงเติบโตต่อไป เนื่องจากสิ่งมีชีวิตประมวลผลพลังงานของรังสีดวงอาทิตย์ พลังงานปรมาณูการสลายกัมมันตภาพรังสีและพลังงานจักรวาลขององค์ประกอบกระจัดกระจายที่มาจากกาแล็กซีของเรา สิ่งมีชีวิตยังมีคุณลักษณะพิเศษด้วยอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่สูงเมื่อเทียบกับสิ่งไม่มีชีวิต ซึ่งกระบวนการที่คล้ายกันเกิดขึ้นช้ากว่าหลายพันล้านเท่า ตัวอย่างเช่น ตัวหนอนบางตัวสามารถแปรรูปอาหารได้มากกว่าที่มันชั่งน้ำหนักตัวเองถึง 200 เท่าต่อวัน และตัวหนึ่งกินตัวหนอนได้มากเท่ากับน้ำหนักในหนึ่งวัน

เป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่สารประกอบทางเคมีที่ประกอบขึ้นเป็นโปรตีนที่สำคัญที่สุดมีความคงตัวเฉพาะในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น หลังจากสิ้นสุดกระบวนการชีวิต สารอินทรีย์ที่มีชีวิตดั้งเดิมจะสลายตัวเป็นส่วนประกอบทางเคมี สิ่งมีชีวิตมีอยู่บนโลกในรูปแบบของการสลับรุ่นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการที่สิ่งมีชีวิตที่สร้างขึ้นใหม่มีความเชื่อมโยงทางพันธุกรรมกับสิ่งมีชีวิตในยุคอดีต นี่คือหน่วยโครงสร้างหลักของชีวมณฑลซึ่งกำหนดกระบวนการอื่น ๆ ทั้งหมดบนพื้นผิวเปลือกโลก สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเฉพาะด้วยการมีอยู่ของกระบวนการวิวัฒนาการ ข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตใดๆ จะถูกเข้ารหัสในแต่ละเซลล์ของมัน V.I. Vernadsky จำแนกสิ่งมีชีวิตเป็น เป็นเนื้อเดียวกันและ ต่างกันสิ่งแรกในความเห็นของเขาคือสารทั่วไปที่จำเพาะ ฯลฯ และอย่างที่สองแสดงด้วยส่วนผสมของสิ่งมีชีวิตเป็นประจำ นี่คือป่า หนองน้ำ ที่ราบกว้างใหญ่ เช่น biocenosis นักวิทยาศาสตร์เสนอให้จำแนกลักษณะของสิ่งมีชีวิตบนพื้นฐานของตัวชี้วัดเชิงปริมาณเช่นองค์ประกอบทางเคมีน้ำหนักเฉลี่ยของสิ่งมีชีวิตและอัตราการล่าอาณานิคมโดยเฉลี่ยของพื้นผิวโดยพวกมัน โลก.

V.I. Vernadsky ให้ตัวเลขเฉลี่ยสำหรับอัตราการแพร่เชื้อของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑล เวลาที่สิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ใช้ในการจับภาพพื้นผิวโลกทั้งหมดของเราในสิ่งมีชีวิตต่างๆ สามารถแสดงได้ด้วยตัวเลข (วัน) ต่อไปนี้:

อหิวาตกโรคแบคทีเรีย 1.25

ซิลิเอต 10.6 (สูงสุด)

ไดอะตอม 16.8 (สูงสุด)

เขียว 166-183 (เฉลี่ย)

แพลงก์ตอน

แมลง 366

ราศีมีน 2159 (สูงสุด)

ไม้ดอก 4076

นก (ไก่) 5600-6100

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม:

หมูป่า 37600

ช้างอินเดีย 376000

สิ่งมีชีวิตบนโลกของเรามีอยู่ในรูปแบบที่ไม่ใช่เซลล์และเซลล์

รูปแบบที่ไม่ใช่เซลล์ สิ่งมีชีวิตแสดงโดยไวรัสที่ไม่มีความหงุดหงิดและการสังเคราะห์โปรตีนของพวกมันเอง ไวรัสที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยเปลือกโปรตีนและโมเลกุล DNA หรือ RNA ที่ประกอบเป็นแกนกลางของไวรัส บางครั้งไวรัสก็ถูกแยกออกเป็นอาณาจักรแห่งธรรมชาติที่มีชีวิตพิเศษ - วีรา พวกมันสามารถสืบพันธุ์ได้ภายในเซลล์ที่มีชีวิตบางเซลล์เท่านั้น ไวรัสมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติและเป็นภัยคุกคามต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โดยการตกตะกอนในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต พวกมันจะทำให้พวกมันตาย มีการอธิบายว่ามีไวรัสประมาณ 500 ตัวที่ติดเชื้อในสัตว์มีกระดูกสันหลังเลือดอุ่น และไวรัสประมาณ 300 ตัวที่ทำลายพืชชั้นสูง โรคในมนุษย์มากกว่าครึ่งหนึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนาของไวรัสขนาดเล็ก (มีขนาดเล็กกว่าแบคทีเรีย 100 เท่า) ได้แก่ โปลิโอ ไข้ทรพิษ ไข้หวัดใหญ่ โรคตับอักเสบติดเชื้อ ไข้เหลือง เป็นต้น

แบบฟอร์มเซลลูล่าร์ ชีวิตถูกแทนด้วยโปรคาริโอตและยูคาริโอต โปรคาริโอตประกอบด้วยแบคทีเรียหลายชนิด ยูคาริโอตล้วนเป็นสัตว์และพืชชั้นสูง เช่นเดียวกับสาหร่าย เห็ดรา และโปรโตซัวที่มีเซลล์เดียวและหลายเซลล์

แนวคิดหลักของ V.I. Vernadsky คือช่วงสูงสุดของการพัฒนาสสารบนโลก - ชีวิต - กำหนดและรองกระบวนการของดาวเคราะห์อื่น ๆ ในโอกาสนี้เขาเขียนว่าสามารถพูดได้โดยไม่ต้องพูดเกินจริงว่า สถานะทางเคมีเปลือกโลกชั้นนอกของโลกของเราซึ่งก็คือชีวมณฑลนั้นได้รับอิทธิพลจากสิ่งมีชีวิตโดยสิ้นเชิงและถูกกำหนดโดยสิ่งมีชีวิต

หากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีการกระจายเท่าๆ กันบนพื้นผิวโลก พวกมันจะก่อตัวเป็นฟิล์มหนา 5 มม. อย่างไรก็ตาม บทบาทของสิ่งมีชีวิตในประวัติศาสตร์โลกก็ไม่น้อยไปกว่าบทบาทนี้ กระบวนการทางธรณีวิทยา- มวลของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อยู่บนโลกเป็นเวลา 1 พันล้านปีนั้นมีจำนวนมากกว่ามวลไปแล้ว เปลือกโลก.

ลักษณะเชิงปริมาณของสิ่งมีชีวิตคือปริมาณชีวมวลทั้งหมด วี.ไอ. เมื่อทำการวิเคราะห์และคำนวณ Vernadsky ได้ข้อสรุปว่าปริมาณชีวมวลอยู่ในช่วง 1,000 ถึง 10,000 ล้านล้านตัน ปรากฎว่าพื้นผิวโลกน้อยกว่า 0.0001% ของพื้นผิวดวงอาทิตย์เล็กน้อย แต่ พื้นที่สีเขียวของอุปกรณ์การเปลี่ยนแปลงเช่น พื้นผิวของใบต้นไม้ ก้านหญ้า และสาหร่ายสีเขียวให้ตัวเลขในลำดับที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง - ในช่วงเวลาต่าง ๆ ของปีจะอยู่ในช่วง 0.86 ถึง 4.20% ของพื้นผิวดวงอาทิตย์ ซึ่งอธิบายพลังงานรวมขนาดใหญ่ของชีวมณฑล ใน ปีที่ผ่านมาการคำนวณที่คล้ายกันโดยใช้อุปกรณ์ล่าสุดดำเนินการโดยนักชีวฟิสิกส์ของ Krasnoyarsk I. Gitelzon และยืนยันลำดับของตัวเลขที่กำหนดโดย V.I. เวอร์นาดสกี้.

สถานที่สำคัญในงานของ V.I. ตามชีวมณฑลของ Vernadsky พบว่าสิ่งมีชีวิตสีเขียวของพืชได้รับการจัดสรรเนื่องจากมีเพียงออโตโทรฟิคเท่านั้นและสามารถสะสมได้ พลังงานที่เปล่งประกายดวงอาทิตย์ก่อตัวเป็นสารประกอบอินทรีย์ปฐมภูมิด้วยความช่วยเหลือ

พลังงานส่วนสำคัญของสิ่งมีชีวิตไปสู่การก่อตัวของแร่ธาตุวาโดสใหม่ (ไม่ทราบภายนอก) ในชีวมณฑล และส่วนหนึ่งถูกฝังอยู่ในรูปของอินทรียวัตถุ ซึ่งท้ายที่สุดก็ก่อตัวเป็นตะกอนสีน้ำตาลและ ถ่านหิน, หินน้ำมัน, น้ำมันและก๊าซ “เรากำลังติดต่อที่นี่” เขียนโดย V.I. Vernadsky - ด้วยกระบวนการใหม่ที่มีการแทรกซึมเข้าสู่ดาวเคราะห์พลังงานรังสีของดวงอาทิตย์อย่างช้าๆซึ่งมาถึงพื้นผิวโลก ด้วยวิธีนี้ สิ่งมีชีวิตจึงเปลี่ยนแปลงชีวมณฑลและเปลือกโลก มันปล่อยองค์ประกอบทางเคมีที่ผ่านไปอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดแร่ธาตุวาโดสที่มีความหนามหาศาลซึ่งไม่มีใครรู้จักนอกจากนั้น หรือแทรกซึมสสารเฉื่อยของชีวมณฑลด้วยฝุ่นที่ดีที่สุดที่เหลืออยู่”

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นซากของชีวมณฑลในอดีต แม้แต่ชั้นหินแกรนิต-gneis ก็ก่อตัวขึ้นจากการแปรสภาพและการละลายของหินที่เคยเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสิ่งมีชีวิต เฉพาะหินบะซอลต์และพื้นฐานอื่นๆ หินอัคนีเขาถือว่าพวกมันอยู่ลึกและในแหล่งกำเนิดไม่เกี่ยวข้องกับชีวมณฑล

ในหลักคำสอนของชีวมณฑล แนวคิดเรื่อง "สิ่งมีชีวิต" ถือเป็นพื้นฐาน สิ่งมีชีวิตแปลงพลังงานรังสีคอสมิกให้เป็นพลังงานเคมีบนโลก และสร้างความหลากหลายอันไม่มีที่สิ้นสุดให้กับโลกของเรา ด้วยการหายใจ โภชนาการ เมแทบอลิซึม ความตายและการสลายตัวซึ่งกินเวลาหลายร้อยล้านปี ด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของรุ่น พวกมันก่อให้เกิดกระบวนการของดาวเคราะห์อันยิ่งใหญ่ที่มีอยู่ในชีวมณฑลเท่านั้น - การอพยพขององค์ประกอบทางเคมี

สิ่งมีชีวิตตามทฤษฎีของ V. I. Vernadsky เป็นปัจจัยทางชีวธรณีเคมีในระดับดาวเคราะห์ภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงโดยรอบ สภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตนั่นเอง ทั่วทั้งพื้นที่ของชีวมณฑลมีการเคลื่อนที่ของโมเลกุลที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตอย่างต่อเนื่อง ชีวิต อย่างเด็ดขาดส่งผลต่อการกระจายตัว การโยกย้าย และการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมี กำหนดชะตากรรมของไนโตรเจน โพแทสเซียม แคลเซียม ออกซิเจน แมกนีเซียม สตรอนเซียม คาร์บอน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ และองค์ประกอบอื่นๆ

ยุคของการพัฒนาสิ่งมีชีวิต: Proterozoic, Paleozoic, Mesozoic, Cenozoic ไม่เพียงสะท้อนถึงรูปแบบของสิ่งมีชีวิตบนโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบันทึกทางธรณีวิทยาของมันด้วย ชะตากรรมของดาวเคราะห์- ชีวมณฑล vernadsky สิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ

ในหลักคำสอนเรื่องชีวมณฑลอินทรียวัตถุควบคู่กับพลังงาน การสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีถือเป็นตัวพาพลังงานอิสระ ชีวิตไม่ได้ถูกมองว่าเป็นเพียงผลรวมเชิงกลของแต่ละบุคคลหรือสปีชีส์ แต่โดยพื้นฐานแล้วเป็นกระบวนการเดียวที่รวบรวมสสารทั้งหมดไว้ในชั้นบนสุดของโลก

สิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงตลอดทุกยุคสมัยและทุกยุคทางธรณีวิทยา ดังนั้นตามที่ระบุไว้โดย V.I. Vernadsky สิ่งมีชีวิตสมัยใหม่มีความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรมกับสิ่งมีชีวิตในยุคธรณีวิทยาที่ผ่านมาทั้งหมด ในเวลาเดียวกันในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่สำคัญ ปริมาณของสิ่งมีชีวิตไม่อยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจน รูปแบบนี้ถูกกำหนดโดยนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นปริมาณสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลที่คงที่ (สำหรับช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่กำหนด)

สิ่งมีชีวิตทำหน้าที่ทางชีวธรณีเคมีต่อไปนี้ในชีวมณฑล: ก๊าซ - ดูดซับและปล่อยก๊าซ รีดอกซ์ - ออกซิไดซ์เช่นคาร์โบไฮเดรตเป็น คาร์บอนไดออกไซด์และคืนให้เป็นคาร์โบไฮเดรต ความเข้มข้น - สิ่งมีชีวิตที่มีสมาธิจะสะสมไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซิลิคอน แคลเซียม และแมกนีเซียมในร่างกายและโครงกระดูก จากการทำหน้าที่เหล่านี้ สิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลจึงถูกสร้างขึ้นจากฐานแร่ น้ำธรรมชาติและดินที่ถูกสร้างขึ้นในอดีตและรักษาบรรยากาศให้อยู่ในสภาวะสมดุล

ด้วยการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตกระบวนการผุกร่อนจึงเกิดขึ้นและ หินรวมอยู่ในกระบวนการธรณีเคมี

หน้าที่ของก๊าซและรีดอกซ์ของสิ่งมีชีวิตมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์สารอินทรีย์โดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคจึงถูกสกัดจาก บรรยากาศโบราณ จำนวนมากคาร์บอนไดออกไซด์. เมื่อชีวมวลของพืชสีเขียวเพิ่มขึ้น องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศก็เปลี่ยนไป - ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงและความเข้มข้นของออกซิเจนเพิ่มขึ้น ออกซิเจนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นจากกระบวนการสำคัญของสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค สิ่งมีชีวิตได้เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศในเชิงคุณภาพ - เปลือกทางธรณีวิทยาของโลก ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตจะใช้ออกซิเจนในกระบวนการหายใจ ส่งผลให้คาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ

ดังนั้นสิ่งมีชีวิตที่ถูกสร้างขึ้นในอดีตและรักษาชั้นบรรยากาศของโลกของเรามาเป็นเวลาหลายล้านปี ความเข้มข้นของออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลกส่งผลต่อความเร็วและความรุนแรงของปฏิกิริยารีดอกซ์ในเปลือกโลก

จุลินทรีย์หลายชนิดเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเกิดออกซิเดชันของเหล็กซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของตะกอน แร่เหล็กหรือการลดซัลเฟตด้วยการก่อตัวของกำมะถันทางชีวภาพ แม้ว่าสิ่งมีชีวิตจะมีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน แต่สารประกอบที่ก่อตัวเป็นบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ และเปลือกโลก สิ่งมีชีวิตไม่ได้ทำซ้ำองค์ประกอบทางเคมีของสิ่งแวดล้อมอย่างสมบูรณ์

สิ่งมีชีวิตซึ่งทำหน้าที่ควบคุมความเข้มข้นอย่างแข็งขัน เลือกองค์ประกอบทางเคมีเหล่านั้นจากถิ่นที่อยู่ของมันและในปริมาณที่ต้องการ ต้องขอบคุณการใช้งานฟังก์ชั่นความเข้มข้น สิ่งมีชีวิตจึงสร้างสิ่งมีชีวิตมากมาย หินตะกอนเช่น คราบชอล์กและหินปูน

สิ่งมีชีวิต - สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในโลกของเรา

มวลของสิ่งมีชีวิตมีเพียง 0.01% ของมวลของชีวมณฑลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด

สัญญาณ (คุณสมบัติ) ของสิ่งมีชีวิตที่แยกแยะจากสิ่งไม่มีชีวิต:

องค์ประกอบทางเคมีจำเพาะ- สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีเช่นเดียวกับวัตถุไม่มีชีวิต แต่อัตราส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้แตกต่างกัน องค์ประกอบหลักของสิ่งมีชีวิตคือ C, O, N และ H

โครงสร้างเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นไวรัส มีโครงสร้างเซลล์

การเผาผลาญและการพึ่งพาพลังงานสิ่งมีชีวิตเป็นระบบเปิดซึ่งขึ้นอยู่กับการจัดหาสารและพลังงานจากสภาพแวดล้อมภายนอก

การควบคุมตนเอง (สภาวะสมดุล)สิ่งมีชีวิตมีความสามารถในการรักษาสภาวะสมดุล - ความคงที่ขององค์ประกอบทางเคมีและความเข้มข้นของกระบวนการเผาผลาญ

ความหงุดหงิดสิ่งมีชีวิตแสดงอาการหงุดหงิด กล่าวคือ ความสามารถในการตอบสนองต่อบางอย่าง อิทธิพลภายนอก ปฏิกิริยาเฉพาะ.

พันธุกรรมสิ่งมีชีวิตมีความสามารถในการถ่ายทอดลักษณะและคุณสมบัติจากรุ่นสู่รุ่นโดยใช้พาหะข้อมูล - โมเลกุล DNA และ RNA

• 7. ความแปรปรวนสิ่งมีชีวิตสามารถรับลักษณะและคุณสมบัติใหม่ได้
• 8. การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง (การสืบพันธุ์)สิ่งมีชีวิตสามารถสืบพันธุ์ได้-สืบพันธุ์ได้ด้วยตัวเอง
• 9. การพัฒนาส่วนบุคคล (การสร้างเซลล์)แต่ละคนมีลักษณะเฉพาะโดยการสร้างยีน - การพัฒนาส่วนบุคคลของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่แรกเกิดจนถึงจุดสิ้นสุดของชีวิต (การตายหรือการแบ่งตัวใหม่) การพัฒนามาพร้อมกับการเติบโต
• 10. การพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ(สายวิวัฒนาการ)สิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยสายวิวัฒนาการ - การพัฒนาทางประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลกตั้งแต่ช่วงเวลาที่มันเกิดขึ้นจนถึงปัจจุบัน

การดัดแปลงสิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวได้ กล่าวคือ ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม

จังหวะ.สิ่งมีชีวิตแสดงกิจกรรมเป็นจังหวะ (รายวัน ตามฤดูกาล ฯลฯ)

ความซื่อสัตย์และความรอบคอบ- ในด้านหนึ่งทั้งหมด สิ่งมีชีวิตแบบองค์รวม จัดในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง อยู่ภายใต้กฎหมายทั่วไป ในทางกลับกัน ระบบทางชีววิทยาใดๆ ประกอบด้วยองค์ประกอบที่แยกจากกันแม้ว่าจะเชื่อมโยงถึงกันก็ตาม

ลำดับชั้นเริ่มต้นจากไบโอโพลีเมอร์ (โปรตีนและกรดนิวคลีอิก) และลงท้ายด้วยชีวมณฑลโดยรวม สิ่งมีชีวิตทั้งหมดอยู่ในสังกัดที่แน่นอน การทำงานของระบบชีวภาพในระดับที่ซับซ้อนน้อยกว่าทำให้การมีอยู่ของระดับที่ซับซ้อนมากขึ้นเป็นไปได้

โลกของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลที่อยู่รอบตัวเราคือการผสมผสานระหว่างระบบทางชีววิทยาต่างๆ ที่มีลำดับโครงสร้างและตำแหน่งขององค์กรที่แตกต่างกัน

ลักษณะลำดับชั้นขององค์กรของสิ่งมีชีวิตช่วยให้เราสามารถแบ่งย่อยมันออกเป็นหลายระดับอย่างมีเงื่อนไข

ระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต -นี่คือสถานที่ทำงานของโครงสร้างทางชีววิทยาในระดับหนึ่งของความซับซ้อนในลำดับชั้นทั่วไปของสิ่งมีชีวิต

ปัจจุบันมีการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิตอยู่ 9 ระดับ:

โมเลกุล(ในระดับนี้การทำงานของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น โปรตีน จะเกิดขึ้น กรดนิวคลีอิกฯลฯ );

เซลล์ย่อย(เหนือโมเลกุล). ในระดับนี้ สิ่งมีชีวิตถูกจัดเป็นออร์แกเนล ได้แก่ โครโมโซม เยื่อหุ้มเซลล์และโครงสร้างย่อยเซลล์อื่นๆ

เซลล์- ในระดับนี้ สิ่งมีชีวิตจะถูกแสดงโดยเซลล์ เซลล์เป็นโครงสร้างเบื้องต้นและ หน่วยการทำงานมีชีวิตอยู่.

เนื้อเยื่ออวัยวะ- ในระดับนี้สิ่งมีชีวิตจะถูกจัดเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะ เนื้อเยื่อคือกลุ่มของเซลล์ที่มีโครงสร้างและหน้าที่คล้ายคลึงกัน รวมถึงสารระหว่างเซลล์ที่เกี่ยวข้องด้วย อวัยวะเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ทำหน้าที่หรือหน้าที่เฉพาะ

สิ่งมีชีวิต (การถ่ายทอดทางพันธุกรรม)ในระดับนี้โดดเด่นด้วยคุณลักษณะทั้งหมด

ประชากร-สายพันธุ์ในระดับนี้สิ่งมีชีวิตก็เป็นชนิดเดียวกัน สปีชีส์คือกลุ่มของบุคคล (ประชากรของบุคคล) ที่สามารถผสมพันธุ์กับการก่อตัวของลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์และครอบครองพื้นที่ (พื้นที่) ในธรรมชาติ

ชีวะวิทยาในระดับนี้ สิ่งมีชีวิตจะก่อให้เกิดไบโอซีโนส Biocenosis - จำนวนทั้งสิ้นของประชากร ประเภทต่างๆอาศัยอยู่ในดินแดนแห่งหนึ่ง

ชีวจีโอซีโนติก- ในระดับนี้สิ่งมีชีวิตก่อตัวขึ้น
ไบโอจีโอซีโนส ไบโอจีโอซีโนซิส - จำนวนทั้งสิ้นของ biocenosis และ ปัจจัยที่ไม่มีชีวิตที่อยู่อาศัย (ภูมิอากาศ ดิน)

ชีวมณฑล.ในระดับนี้ สิ่งมีชีวิตก่อตัวเป็นชีวมณฑล ชีวมณฑลคือเปลือกโลกที่ถูกเปลี่ยนแปลงโดยกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต

องค์ประกอบทางเคมีของสิ่งมีชีวิตสามารถแสดงได้เป็นสองรูปแบบ: อะตอมและโมเลกุล องค์ประกอบของอะตอม (ธาตุ)แสดงลักษณะอัตราส่วนของอะตอมขององค์ประกอบที่รวมอยู่ในสิ่งมีชีวิต องค์ประกอบโมเลกุล (วัสดุ)สะท้อนถึงอัตราส่วนของโมเลกุลของสาร

ขึ้นอยู่กับเนื้อหาที่เกี่ยวข้อง องค์ประกอบที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตมักจะแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

สารอาหารหลัก- O, C, H, N (รวมประมาณ 98-99% ของพวกเขา
เรียกอีกอย่างว่า ขั้นพื้นฐาน) Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl, Fe (รวมประมาณ 1-2%) องค์ประกอบมาโครประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของ องค์ประกอบเปอร์เซ็นต์สิ่งมีชีวิต

องค์ประกอบขนาดเล็ก - Mn, Co, Zn, Cu, B, I, F ฯลฯ ปริมาณรวมในสิ่งมีชีวิตประมาณ 0.1%

องค์ประกอบอัลตราไมโคร-- Se, U, Hg, Ra, Au, Ag ฯลฯ ปริมาณสารเหล่านี้ในสิ่งมีชีวิตมีขนาดเล็กมาก (น้อยกว่า 0.01%) และบทบาททางสรีรวิทยาของสารส่วนใหญ่ไม่มีการเปิดเผย

องค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตและในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่ ฟังก์ชั่นทางชีวภาพเรียกว่า ชีวภาพแม้แต่สิ่งที่มีอยู่ในเซลล์ในปริมาณเล็กน้อยก็ไม่สามารถแทนที่ด้วยสิ่งใดสิ่งหนึ่งได้และจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับชีวิต

องค์ประกอบทางเคมีเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ในรูปของไอออนและโมเลกุลของสารอนินทรีย์และอินทรีย์ สารอนินทรีย์ที่สำคัญที่สุดในเซลล์คือน้ำและเกลือแร่ สารอินทรีย์ที่สำคัญที่สุด ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน และกรดนิวคลีอิก

คาร์โบไฮเดรต- สารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน แบ่งออกเป็นแบบง่าย (โมโนแซ็กคาไรด์) และเชิงซ้อน (โพลีแซ็กคาไรด์) คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับกิจกรรมของเซลล์ทุกรูปแบบ พวกเขามีส่วนร่วมในการสร้างเนื้อเยื่อพืชที่แข็งแรง (โดยเฉพาะเซลลูโลส) และมีบทบาทในการสำรองสารอาหารในสิ่งมีชีวิต คาร์โบไฮเดรตเป็นผลิตภัณฑ์หลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงในพืชสีเขียว

ไขมัน- สารเหล่านี้เป็นสารคล้ายไขมันซึ่งละลายในน้ำได้ไม่ดี (ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน) ไขมันมีส่วนเกี่ยวข้องในการสร้างพาร์ติชันของเซลล์ (เมมเบรน) และนำความร้อนได้ไม่ดีจึงมีประสิทธิภาพ ฟังก์ชั่นการป้องกัน- นอกจากนี้ลิพิดยังเป็นแหล่งสะสมสารอาหารอีกด้วย

กระรอกเป็นส่วนผสมของกรดอะมิโนโปรตีโอนิก (20 ชิ้น) และประกอบด้วย AK 30-50% โปรตีนมีขนาดใหญ่ โดยพื้นฐานแล้วเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ โปรตีนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาตามธรรมชาติสำหรับการไหลของ กระบวนการทางเคมี- โปรตีนยังมีโลหะเช่นเหล็ก แมกนีเซียม และแมงกานีส

กรดนิวคลีอิก(NK) สร้างนิวเคลียสของเซลล์ NA มี 2 ประเภทหลัก: DNA - deoxy กรดไรโบนิวคลีอิกและ RNA - กรดไรโบนิวคลีอิก NC ควบคุมกระบวนการสังเคราะห์และส่งข้อมูลทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่น

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยู่บนโลกนี้ได้แก่ ระบบเปิดขึ้นอยู่กับการจ่ายสสารและพลังงานจากภายนอก กระบวนการบริโภคสสารและพลังงานเรียกว่า อาหาร.สิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นออโตโทรฟิคและเฮเทอโรโทรฟิคตามวิธีการทางโภชนาการ

ออโตโทรฟ(สิ่งมีชีวิต autotrophic) - สิ่งมีชีวิตที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นแหล่งคาร์บอน (พืชและแบคทีเรียบางชนิด) กล่าวอีกนัยหนึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างสารประกอบอินทรีย์จากอนินทรีย์ - คาร์บอนไดออกไซด์, น้ำ, เกลือแร่ (ซึ่งรวมถึงพืชที่ทำการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นหลัก)

เฮเทอโรโทรฟ(สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิก) - สิ่งมีชีวิตที่ใช้สารประกอบอินทรีย์เป็นแหล่งคาร์บอน (สัตว์ เชื้อรา และแบคทีเรียส่วนใหญ่) กล่าวอีกนัยหนึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างสารอินทรีย์จากอนินทรีย์ได้ แต่ต้องการสารอินทรีย์สำเร็จรูป (จุลินทรีย์และสัตว์)

ไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างอัตโนมัติและเฮเทอโรโทรฟ ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตยูกเลนอยด์ (แฟลเจลเลต) รวมโหมดโภชนาการแบบออโตโทรฟิคและเฮเทอโรโทรฟิคเข้าด้วยกัน

ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนอิสระ สิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม: แอโรบี แอนแอโรบี และรูปแบบปัญญา

แอโรบิก- สิ่งมีชีวิตที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจน (สัตว์ พืช แบคทีเรียและเชื้อราบางชนิด)

แอนแอโรบี- สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนได้ (แบคทีเรียบางชนิด)

แบบฟอร์มทางเลือก- สิ่งมีชีวิตที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ทั้งที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน (แบคทีเรียและเชื้อราบางชนิด)

ปัจจุบันโลกของสิ่งมีชีวิตทั้งโลกถูกแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่อย่างเป็นระบบ:

ความเข้มข้นสูงสุดของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลนั้นสังเกตได้ที่ขอบเขตการสัมผัสระหว่างเปลือกโลก: บรรยากาศและเปลือกโลก (พื้นผิวดิน) บรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์ (พื้นผิวมหาสมุทร) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ขอบเขตของเปลือกหอยทั้งสาม - บรรยากาศ อุทกสเฟียร์ และธรณีภาค (โซนชายฝั่ง) เหล่านี้เป็นสถานที่ที่มีความเข้มข้นของชีวิตมากที่สุด V.I. Vernadsky เรียกสิ่งเหล่านั้นว่า "ภาพยนตร์แห่งชีวิต" ความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตลดลงจากพื้นผิวเหล่านี้

ลักษณะเฉพาะที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นตัวกำหนดกิจกรรมการเปลี่ยนแปลงที่สูงมาก ได้แก่ :

ความสามารถในการครอบครอง (หลัก) พื้นที่ว่างทั้งหมดอย่างรวดเร็วคุณสมบัตินี้เกี่ยวข้องทั้งกับการสืบพันธุ์แบบเข้มข้นและความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเพิ่มพื้นผิวของร่างกายหรือชุมชนที่พวกมันก่อตัวขึ้นอย่างเข้มข้น

การเคลื่อนไหวไม่เพียงแต่เฉื่อยเท่านั้น แต่ยังมีความกระตือรือร้นอีกด้วยนั่นก็คือไม่เพียงแต่อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วง ฯลฯ เท่านั้น แต่ยังต้านการไหลของน้ำ แรงโน้มถ่วง กระแสลม ฯลฯ ด้วย

ความมั่นคงในช่วงชีวิตและการสลายตัวอย่างรวดเร็วหลังความตาย(รวมอยู่ในวัฏจักรของสาร) ด้วยการกำกับดูแลตนเอง สิ่งมีชีวิตจึงสามารถรักษาองค์ประกอบทางเคมีและสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่ แม้ว่าสภาพแวดล้อมภายนอกจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญก็ตาม หลังจากความตาย ความสามารถนี้จะหายไป และซากอินทรีย์จะถูกทำลายอย่างรวดเร็ว สารอินทรีย์และอนินทรีย์ที่เกิดขึ้นจะรวมอยู่ในวงจร

ความสามารถในการปรับตัวสูง (การปรับตัว)สู่สภาวะต่างๆ และด้วยเหตุนี้ การพัฒนาไม่เพียงแต่ทุกสภาพแวดล้อมของชีวิต (ทางน้ำ พื้นดิน-อากาศ ดิน สิ่งมีชีวิต) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาวะที่ยากลำบากอย่างยิ่งในแง่ของพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีด้วย (พบจุลินทรีย์ในบ่อน้ำพุร้อน ด้วยอุณหภูมิสูงถึง 140 o C ในน้ำของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงอย่างน่าอัศจรรย์มีขนาดใหญ่กว่าสิ่งไม่มีชีวิตหลายเท่า

อัตราการต่ออายุของสิ่งมีชีวิตสูงสิ่งมีชีวิตเพียงส่วนเล็ก ๆ (เศษเสี้ยวของเปอร์เซ็นต์) เท่านั้นที่ถูกเก็บรักษาไว้ในรูปของสารอินทรีย์ตกค้าง ในขณะที่ส่วนที่เหลือจะรวมอยู่ในกระบวนการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง

คุณสมบัติที่ระบุไว้ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตนั้นพิจารณาจากความเข้มข้นของพลังงานสำรองจำนวนมากในนั้น

หน้าที่หลักธรณีเคมีของสิ่งมีชีวิตมีความโดดเด่นดังต่อไปนี้:

พลังงาน (ชีวเคมี)- การจับและการเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในอินทรียวัตถุและการกระจายพลังงานในภายหลังระหว่างการบริโภคและการทำให้เป็นแร่ของอินทรียวัตถุ หน้าที่นี้เกี่ยวข้องกับโภชนาการ การหายใจ การสืบพันธุ์ และกระบวนการชีวิตอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิต

แก๊ส- ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเปลี่ยนแปลงและรักษาองค์ประกอบก๊าซบางอย่างของที่อยู่อาศัยและบรรยากาศโดยรวม จุดเปลี่ยน (จุด) สองจุดในการพัฒนาชีวมณฑลเกี่ยวข้องกับการทำงานของแก๊ส ครั้งแรกเกิดขึ้นตั้งแต่สมัยที่ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศสูงถึงประมาณ 1% ของระดับสมัยใหม่ สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตแอโรบิกชนิดแรก (สามารถดำรงชีวิตได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนเท่านั้น) จุดเปลี่ยนที่สองสัมพันธ์กับเวลาที่ความเข้มข้นของออกซิเจนถึงประมาณ 10% ของระดับปัจจุบัน สิ่งนี้สร้างเงื่อนไขสำหรับการสังเคราะห์โอโซนและการก่อตัวของชั้นโอโซนในชั้นบนของบรรยากาศซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถตั้งอาณานิคมบนบกได้

ความเข้มข้น- "การจับ" จากสิ่งแวดล้อมโดยสิ่งมีชีวิตและการสะสมอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีทางชีวภาพในนั้น ความสามารถในการรวมความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตจะเพิ่มปริมาณอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในสิ่งมีชีวิตเมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งแวดล้อมตามขนาดหลายประการ ผลของกิจกรรมความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตคือการก่อตัวของแร่ธาตุที่ติดไฟได้ หินปูน แร่ ฯลฯ

ออกซิเดชั่น-ลด - ออกซิเดชันและรีดักชันของสารต่าง ๆ โดยมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิต ภายใต้อิทธิพลของสิ่งมีชีวิตการอพยพอย่างเข้มข้นของอะตอมขององค์ประกอบที่มีความจุแปรผัน (Fe, Mn, S, P, N ฯลฯ ) เกิดขึ้นสารประกอบใหม่จะถูกสร้างขึ้นซัลไฟด์และแร่ซัลเฟอร์จะถูกสะสมและไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเกิดขึ้น

ทำลายล้าง- การทำลายโดยสิ่งมีชีวิตและผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมที่สำคัญของทั้งซากอินทรียวัตถุและสารเฉื่อย บทบาทที่สำคัญที่สุดในเรื่องนี้คือผู้ย่อยสลาย (ตัวทำลาย) - เชื้อราและแบคทีเรีย saprophytic

ขนส่ง- การถ่ายโอนสสารและพลังงานอันเป็นผลมาจากรูปแบบการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิต

การก่อตัวของสิ่งแวดล้อม- การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีของสิ่งแวดล้อม ผลลัพธ์ของการทำงานของการสร้างสภาพแวดล้อมคือพื้นที่ชีวมณฑลทั้งหมด และดินในฐานะแหล่งที่อยู่อาศัยแห่งหนึ่ง และโครงสร้างท้องถิ่นมากขึ้น

กระจัดกระจาย- ฟังก์ชันตรงข้ามกับความเข้มข้น - การกระจายตัวของสารในสิ่งแวดล้อม เช่น การกระจายตัวของสารเมื่อสิ่งมีชีวิตขับถ่ายอุจจาระ เปลี่ยนผิวหนัง เป็นต้น

ข้อมูล- การสะสมข้อมูลบางอย่างโดยสิ่งมีชีวิต การรวมข้อมูลไว้ในโครงสร้างทางพันธุกรรม และการถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อๆ ไป นี่เป็นหนึ่งในอาการของกลไกการปรับตัว

กิจกรรมของมนุษย์ทางชีวธรณีเคมี- การเปลี่ยนแปลงและการเคลื่อนย้ายของสารชีวมณฑลอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์เพื่อตอบสนองความต้องการทางเศรษฐกิจและในประเทศของมนุษย์ ตัวอย่างเช่นการใช้หัวคาร์บอน - น้ำมัน, ถ่านหิน, ก๊าซ

ดังนั้น ชีวมณฑลจึงเป็นระบบไดนามิกที่ซับซ้อนซึ่งจับ สะสม และถ่ายโอนพลังงานผ่านการแลกเปลี่ยนสารระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

มวลของสิ่งมีชีวิตมีเพียง 0.01% ของมวลของชีวมณฑลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด

ความเข้มข้นสูงสุดของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลนั้นสังเกตได้ที่ขอบเขตการสัมผัสระหว่างเปลือกโลก: บรรยากาศและเปลือกโลก (พื้นผิวดิน) บรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์ (พื้นผิวมหาสมุทร) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ขอบเขตของเปลือกหอยทั้งสาม - บรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ และธรณีภาค (เขตชายฝั่ง) เหล่านี้เป็นสถานที่ที่มีความเข้มข้นของชีวิตมากที่สุด V.I. Vernadsky เรียกสิ่งเหล่านั้นว่า "ภาพยนตร์แห่งชีวิต" ความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตลดลงจากพื้นผิวเหล่านี้

ระบบทั้งหมดที่ศึกษาโดยนิเวศวิทยาประกอบด้วยส่วนประกอบทางชีวภาพซึ่งรวมกันเป็นสิ่งมีชีวิต

คำว่า "สิ่งมีชีวิต" ถูกนำมาใช้ในวรรณคดีโดย V.I. Vernadsky ซึ่งเขาเข้าใจถึงจำนวนทั้งสิ้นของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่แสดงออกมาผ่านมวล พลังงาน และองค์ประกอบทางเคมี ชีวิตบนโลกเป็นกระบวนการที่โดดเด่นที่สุดบนพื้นผิว โดยได้รับพลังงานที่ให้ชีวิตของดวงอาทิตย์ และองค์ประกอบทางเคมีเกือบทั้งหมดในตารางธาตุก็เคลื่อนที่

ตามการประมาณการสมัยใหม่ มวลรวมของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลอยู่ที่ประมาณ 2,400 พันล้านตัน (ตาราง)

โต๊ะ น้ำหนักรวมสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑล

มวลของสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวของทวีปนั้นมากกว่ามวลชีวภาพของมหาสมุทรโลกถึง 800 เท่า บนพื้นผิวของทวีป พืชมีมวลเหนือกว่าสัตว์อย่างมาก ในมหาสมุทร เราเห็นความสัมพันธ์ที่ตรงกันข้าม: 93.7% ของมวลชีวภาพในทะเลมาจากสัตว์ สาเหตุหลักมาจากการที่ใน สภาพแวดล้อมทางทะเลมีเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโภชนาการสัตว์ สิ่งมีชีวิตจากพืชที่เล็กที่สุดที่ประกอบเป็นแพลงก์ตอนพืชและอาศัยอยู่ในบริเวณที่มีแสงสว่างของทะเลและมหาสมุทรจะถูกสัตว์ทะเลกินอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการเปลี่ยนผ่านของสารอินทรีย์จากพืชสู่สัตว์จึงเปลี่ยนชีวมวลอย่างรวดเร็วไปสู่ความเหนือกว่าของสัตว์

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในมวลของมันครอบครองสถานที่ที่ไม่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับธรณีสเฟียร์ตอนบนของโลก ตัวอย่างเช่น มวลของบรรยากาศมากกว่า 2,150 เท่า ไฮโดรสเฟียร์มากกว่า 602,000 เท่า และเปลือกโลกมากกว่า 1,670,000 เท่า

อย่างไรก็ตาม ในแง่ของผลกระทบเชิงรุกต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตครอบครองสถานที่พิเศษและมีคุณภาพแตกต่างอย่างมากจากการก่อตัวทางธรรมชาติอนินทรีย์อื่น ๆ ที่ประกอบเป็นชีวมณฑล ประการแรก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตต้องขอบคุณตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ (เอนไซม์) ดำเนินการตามคำพูดของนักวิชาการ L.S. ภูเขาน้ำแข็งจากมุมมองทางเคมีกายภาพ มีบางสิ่งที่เหลือเชื่อ ตัวอย่างเช่น พวกมันสามารถตรึงโมเลกุลไนโตรเจนจากบรรยากาศในร่างกายได้ที่อุณหภูมิและความดันตามแบบฉบับของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

ในสภาวะทางอุตสาหกรรม การจับระหว่างไนโตรเจนในบรรยากาศกับแอมโมเนีย (NH 3) ต้องใช้อุณหภูมิประมาณ 500 o C และความดัน 300-500 บรรยากาศ ในสิ่งมีชีวิต อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างการเผาผลาญจะเพิ่มขึ้นหลายระดับ

วี.ไอ. ในเรื่องนี้ Vernadsky เรียกสิ่งมีชีวิตเป็นรูปแบบของสสารที่มีฤทธิ์รุนแรงมาก

คุณสมบัติหลักของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ : 1. ความสามัคคีเอ็กซ์ องค์ประกอบทางเคมีสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีแบบเดียวกับสิ่งไม่มีชีวิต แต่สิ่งมีชีวิตก็มี โมเลกุลของสาร, ลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต (กรดนิวคลีอิก, โปรตีน, ไขมัน) 2. ความรอบคอบและความซื่อสัตย์ระบบทางชีววิทยาใดๆ (เซลล์ สิ่งมีชีวิต สปีชีส์ ฯลฯ) ประกอบด้วยแต่ละส่วน เช่น ไม่ต่อเนื่อง ปฏิสัมพันธ์ของชิ้นส่วนเหล่านี้เกิดขึ้น ทั้งระบบ(เช่น ร่างกายประกอบด้วยอวัยวะแต่ละส่วนซึ่งเชื่อมต่อกันทั้งทางโครงสร้างและหน้าที่เป็นอวัยวะเดียว) 3. การจัดโครงสร้างระบบสิ่งมีชีวิตสามารถสร้างความสงบเรียบร้อยได้ การเคลื่อนไหวของโมเลกุลทำให้เกิดโครงสร้างบางอย่าง สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเป็นความเป็นระเบียบเรียบร้อยในอวกาศและเวลา นี่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนของกระบวนการเมตาบอลิซึมที่ควบคุมตนเองที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดโดยมีเป้าหมายเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่ - สภาวะสมดุล 4. การเผาผลาญและพลังงานสิ่งมีชีวิตเป็นระบบเปิดที่แลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง การควบคุมตนเองเกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง กระบวนการชีวิตตามหลักการ ข้อเสนอแนะมีวัตถุประสงค์เพื่อฟื้นฟูความคงที่ของสภาพแวดล้อมภายใน - สภาวะสมดุล 5. ตัวอย่างเช่น ของเสียสามารถมีผลยับยั้งที่รุนแรงและจำเพาะต่อเอนไซม์เหล่านั้นที่ก่อให้เกิดการเชื่อมโยงเริ่มต้นในปฏิกิริยาลูกโซ่ยาวการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ต่ออายุตนเอง ตลอดชีพแต่อย่างใดระบบชีวภาพ จำกัดเพื่อรักษาชีวิต กระบวนการสืบพันธุ์ด้วยตนเองจึงเกิดขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของโมเลกุลและโครงสร้างใหม่ที่เกิดขึ้น 6. พันธุกรรมข้อมูลทางพันธุกรรม 7. ความแปรปรวนพบได้ในโมเลกุลดีเอ็นเอ 8. โมเลกุล DNA สามารถจัดเก็บและส่งข้อมูลทางพันธุกรรมได้ ต้องขอบคุณหลักการเมทริกซ์ของการจำลองแบบ ซึ่งรับประกันความต่อเนื่องของวัสดุระหว่างรุ่นเมื่อส่งข้อมูลทางพันธุกรรมบางครั้งมีการเบี่ยงเบนต่าง ๆ เกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงลักษณะและคุณสมบัติของผู้สืบทอด หากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เอื้ออำนวยต่อชีวิต สามารถแก้ไขได้ด้วยการเลือก การเจริญเติบโตและการพัฒนาสิ่งมีชีวิตสืบทอดข้อมูลทางพันธุกรรมบางอย่างเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการพัฒนาลักษณะบางอย่าง 9. การนำข้อมูลไปใช้เกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาส่วนบุคคล

- พัฒนาการในขั้นตอนหนึ่งของการเกิดมะเร็ง การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ของโมเลกุล เซลล์ และโครงสร้างทางชีววิทยาอื่น ๆ การเติบโตมาพร้อมกับการพัฒนา ความหงุดหงิดและการเคลื่อนไหวสิ่งมีชีวิตทุกชนิดตอบสนองต่ออิทธิพลภายนอกอย่างเลือกสรรด้วยปฏิกิริยาเฉพาะเนื่องจากคุณสมบัติของความหงุดหงิด สิ่งมีชีวิตตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยการเคลื่อนไหว การแสดงรูปแบบการเคลื่อนไหวขึ้นอยู่กับโครงสร้างของร่างกาย

1. สู่คุณสมบัติหลักอันเป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งกำหนดความสูงของมัน กิจกรรมการเปลี่ยนแปลง สามารถนำมาประกอบกับ: ).

2. ความสามารถในการครอบครองพื้นที่ว่างอย่างรวดเร็ว ซึ่งเกี่ยวข้องทั้งกับการสืบพันธุ์แบบเข้มข้นและความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการเพิ่มพื้นผิวของร่างกายหรือชุมชนที่พวกมันก่อตัวอย่างเข้มข้น ( แต่ยังมีความกระตือรือร้นอีกด้วย- เช่น ต้านการไหลของน้ำ แรงโน้มถ่วง กระแสลม

3. ความมั่นคงในช่วงชีวิตและการสลายตัวอย่างรวดเร็วหลังความตาย (รวมไว้ในวัฏจักร) โดยที่ยังคงรักษากิจกรรมเคมีกายภาพไว้ในระดับสูง

4. ความสามารถในการปรับตัวสูง (การปรับตัว) ให้เข้ากับสภาวะต่างๆ และด้วยเหตุนี้ การพัฒนาไม่เพียงแต่สภาพแวดล้อมของชีวิตทั้งหมด (ทางน้ำ พื้นดิน-อากาศ ดิน) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมที่ยากมากในแง่ของพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีด้วย

5. ปฏิกิริยาเคมีความเร็วสูงอย่างน่าอัศจรรย์ - มีขนาดใหญ่กว่าในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตอยู่หลายประการ คุณสมบัตินี้สามารถตัดสินได้จากอัตราการแปรรูปสารโดยสิ่งมีชีวิตในกระบวนการของชีวิต ตัวอย่างเช่น ตัวหนอนของแมลงบางชนิดจะประมวลผลสารในปริมาณต่อวันซึ่งคิดเป็น 100–200 เท่าของน้ำหนักตัวของพวกมัน

6. อัตราการต่ออายุของสิ่งมีชีวิตสูง - ประมาณว่าโดยเฉลี่ยแล้วสำหรับชีวมณฑลจะอยู่ที่ประมาณ 8 ปี (สำหรับพื้นดินคือ 14 ปีและสำหรับมหาสมุทรซึ่งสิ่งมีชีวิตที่มีอายุสั้นมีอำนาจเหนือกว่าคือ 33 วัน)

7. มีรูปร่าง ขนาด และตัวเลือกทางเคมีที่หลากหลาย เกินกว่าความแตกต่างอย่างมากในเรื่องไม่มีชีวิตและสสารเฉื่อย

8. บุคลิกลักษณะ (ไม่ใช่ในโลก. ประเภทเดียวกันและแม้กระทั่งบุคคล)

คุณสมบัติทั้งหมดที่ระบุไว้และคุณสมบัติอื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิตนั้นพิจารณาจากความเข้มข้นของพลังงานสำรองขนาดใหญ่ในนั้น วี.ไอ. Vernadsky ตั้งข้อสังเกตว่ามีเพียงลาวาที่เกิดขึ้นระหว่างการปะทุของภูเขาไฟเท่านั้นที่สามารถแข่งขันกับสิ่งมีชีวิตในเรื่องความอิ่มตัวของพลังงาน

หน้าที่ของสิ่งมีชีวิต- กิจกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลสามารถลดลงไปสู่การทำงานพื้นฐานหลายประการที่สามารถเสริมความเข้าใจในกิจกรรมทางธรณีวิทยาและชีวมณฑลที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญ

1. พลังงาน - นี่คือหนึ่งใน ฟังก์ชั่นที่จำเป็นเกี่ยวข้องกับการกักเก็บพลังงานในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง การส่งพลังงานผ่านห่วงโซ่อาหาร และการกระจายไปในอวกาศโดยรอบ

2. แก๊ส – มีความเกี่ยวข้องกับความสามารถในการเปลี่ยนแปลงและรักษาองค์ประกอบก๊าซของแหล่งที่อยู่อาศัยและบรรยากาศโดยรวม

3. รีดอกซ์ – เกี่ยวข้องกับการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการ เช่น ออกซิเดชันและการลดลงภายใต้อิทธิพลของสิ่งมีชีวิต

4. ความเข้มข้น – ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรวมองค์ประกอบทางเคมีที่กระจัดกระจายในร่างกายของพวกเขา เพิ่มปริมาณของพวกมันตามขนาดต่างๆ เมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อม และในร่างกายของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด – หลายล้านครั้ง ผลของกิจกรรมความเข้มข้นคือการสะสมของแร่ธาตุที่ติดไฟได้ หินปูน แร่ ฯลฯ

5. ทำลายล้าง - การทำลายโดยสิ่งมีชีวิตและผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิต รวมถึงหลังจากการตาย ทั้งซากของอินทรียวัตถุและสารเฉื่อย กลไกหลักของการทำงานนี้เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนของสาร มีบทบาทที่สำคัญที่สุดในเรื่องนี้ แบบฟอร์มที่ต่ำกว่าชีวิต – เชื้อรา แบคทีเรีย (ตัวทำลาย ตัวย่อยสลาย)

6. ขนส่ง – การถ่ายโอนสสารและพลังงานอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิต บ่อยครั้งที่การเคลื่อนย้ายดังกล่าวเกิดขึ้นในระยะทางอันกว้างใหญ่ เช่น ระหว่างการอพยพและการย้ายถิ่นของสัตว์

7. การก่อตัวของสิ่งแวดล้อม - ฟังก์ชันนี้ส่วนใหญ่แสดงถึงผลลัพธ์ของการทำงานร่วมกันของฟังก์ชันอื่นๆ ท้ายที่สุดแล้วมันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีของสิ่งแวดล้อม ฟังก์ชันนี้สามารถพิจารณาได้ในความหมายที่กว้างและแคบยิ่งขึ้น ในความหมายกว้างๆ ผลลัพธ์ของฟังก์ชันนี้คือผลลัพธ์ทั้งหมด สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ- มันถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิต และพวกมันยังรักษาพารามิเตอร์ของมันให้อยู่ในสถานะที่ค่อนข้างเสถียรในเกือบทุกภูมิศาสตร์ ในความหมายที่แคบกว่านั้น หน้าที่ในการสร้างสภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตนั้นแสดงออกมา ตัวอย่างเช่น ในการก่อตัวและการอนุรักษ์ดินจากการถูกทำลาย (การกัดเซาะ) ในการทำให้อากาศและน้ำบริสุทธิ์จากมลพิษ ในการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการของแหล่งน้ำใต้ดิน ฯลฯ

8. กระจัดกระจาย ทำหน้าที่ตรงข้ามกับความเข้มข้น มันแสดงออกผ่านกิจกรรมทางโภชนาการ (โภชนาการ) และการขนส่งของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น การแพร่กระจายของสสารเมื่อสิ่งมีชีวิตขับถ่ายอุจจาระ การตายของสิ่งมีชีวิตระหว่างการเคลื่อนไหวประเภทต่างๆ ในอวกาศ หรือการเปลี่ยนแปลงของจำนวนเต็ม

9. ข้อมูล หน้าที่ของสิ่งมีชีวิตแสดงออกมาในความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตและชุมชนของพวกมันสะสมข้อมูล รวบรวมไว้ในโครงสร้างทางพันธุกรรม และส่งผ่านไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป นี่เป็นหนึ่งในอาการของกลไกการปรับตัว

แม้จะมีหลากหลายรูปแบบ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นหนึ่งเดียวทางกายภาพและทางเคมี - และนี่คือหนึ่งในกฎพื้นฐานของทุกสิ่ง โลกอินทรีย์– กฎแห่งความสามัคคีทางกายภาพและเคมีของสิ่งมีชีวิต ตามมาด้วยว่าไม่มีสารทางกายภาพหรือสารเคมีที่จะเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบางชนิดและไม่เป็นอันตรายต่อผู้อื่นอย่างแน่นอน ความแตกต่างเป็นเพียงเชิงปริมาณเท่านั้น สิ่งมีชีวิตบางชนิดไวกว่า บางชนิดน้อยกว่า บางชนิดปรับตัวได้เร็ว บางชนิดก็ช้ากว่า ในกรณีนี้ การปรับตัวเกิดขึ้นระหว่างการคัดเลือกโดยธรรมชาติ เช่น เนื่องจากการเสียชีวิตของบุคคลที่ไม่สามารถปรับตัวเข้ากับสภาวะใหม่ได้

ดังนั้น ชีวมณฑลจึงเป็นระบบไดนามิกที่ซับซ้อนซึ่งจับ สะสม และถ่ายโอนพลังงานผ่านการแลกเปลี่ยนสารระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม