Thời gian dài người ta đã tin rằng còn sống khác với không sống những đặc tính như trao đổi chất, di chuyển, khó chịu, tăng trưởng, sinh sản, khả năng thích ứng. Tuy nhiên, xét riêng lẻ, tất cả những đặc tính này cũng được tìm thấy trong bản chất vô tri và do đó không thể được coi là những đặc tính cụ thể của sinh vật sống.

Đặc điểm của B. M. Mednikov còn sống (1982) được trình bày dưới dạng tiên đề của sinh học lý thuyết:

1. Tất cả các sinh vật sống là một thể thống nhất của kiểu hình và chương trình xây dựng (kiểu gen) của nó, được di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác (Tiên đề của A. Weisman) * .

2. Chương trình di truyền được hình thành theo kiểu ma trận. Gen của thế hệ trước được sử dụng làm ma trận để xây dựng gen của thế hệ tương lai (tiên đề của N.K. Koltsov).

3. Trong quá trình truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, các chương trình di truyền tạo ra nhiều lý do khác nhau thay đổi ngẫu nhiên và không định hướng, và chỉ ngẫu nhiên mà những thay đổi đó mới có thể thành công trong một môi trường nhất định (Tiên đề đầu tiên của Charles Darwin).

4. Những thay đổi ngẫu nhiên trong chương trình di truyền trong quá trình hình thành kiểu hình được khuếch đại rất nhiều (tiên đề của N.V. Timofeev-Resovsky).

5. Những thay đổi được tăng cường đa dạng trong các chương trình di truyền có thể được lựa chọn bởi các điều kiện môi trường (Tiên đề thứ 2 của Charles Darwin).

Từ những tiên đề này chúng ta có thể suy ra mọi thứ Các tính chất cơ bản thiên nhiên sống, và chủ yếu như sự rời rạc Và chính trực- hai đặc tính cơ bản của tổ chức sự sống trên Trái đất. Trong số các hệ thống sống, không có hai cá thể, quần thể hay loài nào giống hệt nhau. Biểu hiện độc đáo của tính rời rạc và tính toàn vẹn này dựa trên hiện tượng nhân đôi biến đổi.

Lặp lại biến đổi(tự tái tạo có thay đổi) được thực hiện trên cơ sở nguyên lý ma trận (tổng của ba tiên đề đầu). Đây có lẽ là đặc tính duy nhất dành riêng cho sự sống, dưới hình thức tồn tại của nó trên Trái đất mà chúng ta biết đến. Nó dựa trên khả năng tự sinh sản độc đáo của các hệ thống điều khiển chính (DNA, nhiễm sắc thể, gen).

Sự lặp lại được xác định theo nguyên lý ma trận (tiên đề N.K. Koltsov) về tổng hợp các đại phân tử (Hình 2.4).

Hình 2.4. Sơ đồ sao chép DNA (theo J. Savage, 1969)

Ghi chú. Quá trình này liên quan đến việc tách các cặp bazơ (adenine-thymine và guanine-cytosine: A-T, G-C) và tháo gỡ hai chuỗi của chuỗi xoắn ban đầu. Mỗi chuỗi được sử dụng làm khuôn mẫu để tổng hợp chuỗi mới

Khả năng để tự sinh sản theo nguyên tắc ma trận Các phân tử DNA đã có thể hoàn thành vai trò mang tính di truyền của các hệ thống kiểm soát ban đầu (tiên đề của A. Weisman). Sự lặp lại tương ứng có nghĩa là khả năng kế thừa những sai lệch rời rạc so với trạng thái ban đầu (đột biến), một điều kiện tiên quyết cho sự tiến hóa của sự sống.

Vật chất sống về khối lượng, nó chiếm một phần không đáng kể so với bất kỳ lớp vỏ nào phía trên khối cầu. Qua ước tính hiện đại, tổng cộng Khối lượng vật chất sống ở thời đại chúng ta là 2420 tỷ tấn. Giá trị này có thể so sánh với khối lượng vỏ Trái đất ở mức độ này hay mức độ khác được bao phủ bởi sinh quyển (Bảng 2.2).

Bảng 2.2

Khối lượng vật chất sống trong sinh quyển

Sự phân chia sinh quyển	Trọng lượng, t	So sánh
Vật chất sống Bầu không khí Thủy quyển vỏ trái đất

Theo ảnh hưởng tích cực của nó đối với môi trường vật chất sống chiếm nơi đặc biệt và về mặt chất lượng khác biệt rõ rệt so với các lớp vỏ khác trên thế giới, cũng như vật chất sống khác với vật chất chết.

V.I.Vernadsky nhấn mạnh rằng vật chất sống là nhất Mẫu hoạt động vật chất trong Vũ trụ. Nó thực hiện công việc địa hóa khổng lồ trong sinh quyển, biến đổi hoàn toàn lớp vỏ phía trên của Trái đất trong quá trình tồn tại. Tất cả vật chất sống trên hành tinh của chúng ta chiếm 1/11.000.000 khối lượng của toàn bộ hành tinh vỏ trái đất. Về mặt định tính, vật chất sống là phần có tổ chức nhất của vật chất trên Trái đất.

Khi đánh giá thành phần hóa học trung bình của vật chất sống, theo A.P. Vinogradov (1975), V. Larcher (1978) và những người khác, thành phần chính của vật chất sống là các nguyên tố phân bố rộng rãi trong tự nhiên (khí quyển, thủy quyển, không gian): hydro, carbon, oxy, nitơ, phốt pho và lưu huỳnh (Bảng 2.3, Hình 2.5).

Bảng 2.3

Thành phần cơ bản của vật chất sao và mặt trời so với thành phần thực vật, động vật

Nguyên tố hóa học
	Zvezdnoe chất	Nhiều nắng chất	Thực vật	Động vật
Hydro (H)
Heli (Anh ấy)
Nitơ(N)
Cacbon (C)
Magiê (Md)
Oxy(0)
Silicon(Si)
Lưu huỳnh(S)
Sắt(Fe)
Các yếu tố khác

Hình 2.5. Tỷ lệ các nguyên tố hóa học trong sinh vật

vật chất, thủy quyển, thạch quyển và khối lượng của Trái đất nói chung

Vật chất sống của sinh quyển bao gồm các nguyên tử đơn giản và phổ biến nhất trong không gian.

Thành phần nguyên tố trung bình của vật chất sống khác với thành phần của vỏ trái đất ở hàm lượng carbon cao. Xét về hàm lượng các yếu tố khác, các sinh vật sống không lặp lại thành phần môi trường sống của chúng. Chúng hấp thụ có chọn lọc các yếu tố cần thiết để xây dựng mô của chúng.

Trong quá trình sống, sinh vật sử dụng những nguyên tử dễ tiếp cận nhất có khả năng hình thành các chất ổn định liên kết hóa học. Như đã lưu ý, hydro, carbon, oxy, nitơ, phốt pho và lưu huỳnh là những nguyên tố hóa học chính của vật chất trên trái đất và được gọi là biofshy. Nguyên tử của chúng tạo ra các phân tử phức tạp trong cơ thể sống khi kết hợp với nước và muối khoáng. Những cấu trúc phân tử này được đại diện bởi carbohydrate, lipid, protein và axit nucleic. Các bộ phận được liệt kê của vật chất sống có mối tương tác chặt chẽ trong sinh vật. Thế giới sinh vật sống trong sinh quyển bao quanh chúng ta là sự kết hợp của nhiều hệ thống sinh học có trật tự cấu trúc và vị trí tổ chức khác nhau. Về vấn đề này, họ nhấn mạnh cấp độ khác nhau sự tồn tại của vật chất sống - từ các phân tử lớn đến thực vật và động vật của các tổ chức khác nhau.

1.phân tử(di truyền) - nhất cấp thấp, trong đó hệ thống sinh học biểu hiện dưới dạng hoạt động của các phân tử lớn có hoạt tính sinh học - protein, axit nucleic, carbohydrate. Từ cấp độ này, người ta quan sát thấy các đặc tính đặc trưng của vật chất sống: quá trình trao đổi chất xảy ra trong quá trình chuyển đổi năng lượng bức xạ và hóa học, truyền di truyền bằng DNA và RNA. Mức độ này được đặc trưng bởi sự ổn định của cấu trúc qua nhiều thế hệ.

2.Di động- mức độ mà các phân tử có hoạt tính sinh học được kết hợp thành một hệ thống duy nhất. Trong một mối quan hệ tổ chức di động Tất cả các sinh vật được chia thành đơn bào và đa bào.

3.Vải vóc- mức độ mà sự kết hợp của các tế bào tương tự tạo thành một mô. Nó bao gồm một tập hợp các tế bào được thống nhất bởi một nguồn gốc và chức năng chung.

4.Đàn organ- mức độ mà một số loại mô tương tác về mặt chức năng để tạo thành một cơ quan cụ thể.

5.sinh vật- mức độ mà sự tương tác của một số cơ quan được giảm xuống thành một hệ thống duy nhất của từng sinh vật. Đại diện bởi một số loại sinh vật.

6.Quần thể-loài, nơi có một tập hợp các sinh vật đồng nhất nhất định có quan hệ thống nhất về nguồn gốc, lối sống và môi trường sống. Ở cấp độ này, những thay đổi tiến hóa cơ bản nói chung xảy ra.

7.Biocenosis và biogeocenosis(hệ sinh thái) - thêm cấp độ cao tổ chức vật chất sống, hợp nhất các sinh vật có thành phần loài khác nhau. Trong biogeocenosis, chúng tương tác với nhau trên một khu vực nhất định trên bề mặt trái đất với các yếu tố phi sinh học đồng nhất.

8.Sinh quyển- mức độ mà nó được hình thành hệ thống tự nhiên hầu hết thứ hạng cao, bao gồm tất cả các biểu hiện của sự sống trên hành tinh của chúng ta. Ở cấp độ này, tất cả các chu kỳ của vật chất xảy ra trong trên quy mô toàn cầu liên quan đến đời sống của sinh vật.

Dựa trên phương pháp dinh dưỡng, vật chất sống được chia thành tự dưỡng và dị dưỡng.

Sinh vật tự dưỡng(từ tiếng Hy Lạp ô tô - chính mình, trof - để cho ăn, ăn) được gọi là những sinh vật lấy những gì chúng cần cho cuộc sống nguyên tố hóa học từ chất xương xung quanh chúng và không cần các hợp chất hữu cơ có sẵn của sinh vật khác để tạo nên cơ thể chúng. Nguồn năng lượng chính được sử dụng bởi sinh vật tự dưỡng là Mặt trời.

Sinh vật tự dưỡng được chia thành sinh vật quang tự dưỡng và sinh vật hóa tự dưỡng. Quang tự dưỡng sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng, hóa tự dưỡng không sử dụng năng lượng oxy hóa chất hữu cơ.

Các sinh vật tự dưỡng bao gồm tảo, thực vật trên cạn, vi khuẩn có khả năng quang hợp cũng như một số vi khuẩn có khả năng oxy hóa các chất vô cơ (hóa tự dưỡng). Sinh vật tự dưỡng là nhà sản xuất chính các chất hữu cơ trong sinh quyển.

Dị dưỡng(từ tiếng Hy Lạp geter - other) - những sinh vật cần chất hữu cơ được hình thành bởi các sinh vật khác để lấy dinh dưỡng. Sinh vật dị dưỡng có khả năng phân hủy tất cả các chất được hình thành bởi sinh vật tự dưỡng và nhiều chất do con người tổng hợp.

Vật chất sống chỉ ổn định trong các sinh vật sống; nó cố gắng lấp đầy mọi không gian có thể. V. I. Vernadsky gọi hiện tượng này là “áp lực cuộc sống”.

Trên Trái đất từ ​​các sinh vật sống hiện có sức mạnh lớn nhất Nấm phồng khổng lồ sinh sản. Mỗi mẫu vật của loại nấm này có thể sản sinh tới 7,5 tỷ bào tử. Nếu mỗi bào tử đóng vai trò là sự khởi đầu của một sinh vật mới, thì khối lượng áo mưa ở thế hệ thứ hai sẽ lớn hơn 800 lần so với kích thước hành tinh của chúng ta.

Vì vậy, tính chất chung và cụ thể nhất sống- khả năng tự tái tạo, nhân đôi biến đổi dựa trên nguyên lý ma trận. Khả năng này cùng với các đặc điểm khác của sinh vật quyết định sự tồn tại của các cấp độ tổ chức chính của sinh vật. Tất cả các cấp độ tổ chức cuộc sống đều ở trong tương tác phức tạp như những bộ phận của một tổng thể duy nhất. Mỗi cấp độ đều có những quy luật riêng quy định đặc điểm tiến hóa của mọi dạng cơ quan.

sự hóa của người sống. Khả năng tiến hóa đóng vai trò như một thuộc tính của sự sống, là kết quả trực tiếp từ khả năng độc nhất sống bằng cách tự sinh sản bằng các đơn vị sinh học rời rạc. Các đặc tính cụ thể của sự sống đảm bảo không chỉ sự sinh sản của đồng loại (di truyền) mà còn đảm bảo những thay đổi trong cấu trúc tự sinh sản cần thiết cho quá trình tiến hóa (tính biến đổi).

Khối lượng vật chất sống chỉ bằng 0,01% khối lượng của toàn bộ sinh quyển. Tuy nhiên, vật chất sống của sinh quyển là thành phần quan trọng nhất của nó.

Sự tập trung lớn nhất của sự sống trong sinh quyển được quan sát thấy ở ranh giới tiếp xúc giữa các lớp vỏ trái đất: khí quyển và thạch quyển (bề mặt đất), khí quyển và thủy quyển (bề mặt đại dương), và đặc biệt là ở ranh giới của ba lớp vỏ - khí quyển, thủy quyển và thạch quyển (vùng ven biển). Đây là những nơi tập trung sự sống lớn nhất của V.I. Vernadsky gọi chúng là “những bộ phim về cuộc sống”. Lên xuống từ các bề mặt này, nồng độ vật chất sống giảm dần.

Tất cả các hệ thống được nghiên cứu bởi sinh thái học đều bao gồm các thành phần sinh học, cùng nhau tạo thành vật chất sống.

Thuật ngữ “vật chất sống” được V.I. Vernadsky đưa vào văn học, qua đó ông hiểu được tổng thể của mọi sinh vật sống, được biểu hiện thông qua khối lượng, năng lượng và Thành phần hóa học. Sự sống trên Trái đất là quá trình nổi bật nhất trên bề mặt của nó, nhận năng lượng mang lại sự sống của Mặt trời và đưa hầu hết các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn vào hoạt động.

Theo ước tính hiện đại, tổng khối lượng vật chất sống trong sinh quyển là khoảng 2400 tỷ tấn (bảng).

Bàn Tổng khối lượng vật chất sống trong sinh quyển

Khối lượng vật chất sống trên bề mặt các lục địa lớn hơn 800 lần so với sinh khối của Đại dương Thế giới. Trên bề mặt các lục địa, thực vật chiếm ưu thế về khối lượng so với động vật. Ở đại dương chúng ta thấy mối quan hệ ngược lại: 93,7% sinh khối của biển đến từ động vật. Điều này chủ yếu là do môi trường biển có điều kiện thuận lợi nhất cho dinh dưỡng động vật. Các sinh vật thực vật nhỏ nhất tạo nên thực vật phù du và sống trong vùng được chiếu sáng của biển và đại dương sẽ nhanh chóng bị động vật biển ăn thịt và do đó, sự chuyển đổi các chất hữu cơ từ dạng thực vật sang động vật sẽ làm thay đổi mạnh mẽ sinh khối theo hướng chiếm ưu thế của động vật.

Tất cả vật chất sống trong khối lượng của nó chiếm một vị trí không đáng kể so với bất kỳ tầng địa lý phía trên nào của địa cầu. Ví dụ, khối lượng của khí quyển lớn hơn 2150 lần, thủy quyển lớn hơn 602.000 lần và lớp vỏ trái đất lớn hơn 1.670.000 lần.

Tuy nhiên, xét về tác động tích cực của nó đối với môi trường, vật chất sống chiếm một vị trí đặc biệt và rất khác biệt về mặt chất lượng so với các dạng hình thành tự nhiên vô cơ khác tạo nên sinh quyển. Trước hết, điều này là do các sinh vật sống, nhờ các chất xúc tác sinh học (enzym), hoạt động, theo lời của Viện sĩ L.S. Berg, từ quan điểm hóa lý, một điều gì đó đáng kinh ngạc. Ví dụ, chúng có khả năng cố định nitơ phân tử từ khí quyển vào cơ thể ở nhiệt độ và áp suất đặc trưng cho môi trường tự nhiên.

Trong điều kiện công nghiệp, để liên kết nitơ khí quyển với amoniac (NH 3) cần nhiệt độ khoảng 500 o C và áp suất 300-500 atm. Ở các sinh vật sống, tốc độ phản ứng hóa học trong quá trình trao đổi chất tăng lên vài bậc độ lớn.

TRONG VA. Về vấn đề này, Vernadsky gọi vật chất sống là một dạng vật chất cực kỳ hoạt động.

Các đặc tính chính của sinh vật sống bao gồm: 1. Đoàn kết X Thành phần hóa học. Sinh vật sống được tạo thành từ các nguyên tố hóa học giống như vật không sống, nhưng sinh vật có phân tử của chất, đặc trưng chỉ có ở sinh vật sống ( axit nucleic protein, lipid). 2. Sự riêng biệt và tính toàn vẹn. Bất kỳ hệ thống sinh học nào (tế bào, sinh vật, loài, v.v.) đều bao gồm các bộ phận riêng lẻ, tức là rời rạc. Sự tương tác của các bộ phận này được hình thành Toàn bộ hệ thống(ví dụ: cơ thể bao gồm các cơ quan riêng lẻ được kết nối về mặt cấu trúc và chức năng thành một tổng thể duy nhất). 3. Tổ chức cơ cấu. Các hệ thống sống có khả năng tạo ra trật tự từ sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử, hình thành nên những cấu trúc nhất định. Sinh vật được đặc trưng bởi sự trật tự trong không gian và thời gian. Đây là một phức hợp các quá trình trao đổi chất tự điều chỉnh phức tạp xảy ra theo một trình tự được xác định nghiêm ngặt nhằm duy trì môi trường bên trong không đổi - cân bằng nội môi. 4. Trao đổi chất và năng lượng. Sinh vật sống - hệ thống mở, thực hiện trao đổi vật chất và năng lượng liên tục với môi trường. Tự điều chỉnh xảy ra khi điều kiện môi trường thay đổi Quy trình sống theo nguyên tắc nhận xét nhằm mục đích khôi phục tính nhất quán môi trường nội bộ- cân bằng nội môi. Ví dụ, các sản phẩm thải có thể có tác dụng ức chế mạnh và đặc hiệu đối với các enzyme hình thành liên kết ban đầu trong một chuỗi phản ứng dài. 5. Tự sinh sản. Tự đổi mới. Tuổi thọ của bất kỳ hệ thống sinh học giới hạn. Để duy trì sự sống, một quá trình tự sinh sản xảy ra, gắn liền với sự hình thành các phân tử và cấu trúc mới mang thông tin di truyền có trong phân tử DNA. 6. Di truyền. Phân tử DNA có khả năng lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền nhờ nguyên lý sao chép ma trận, đảm bảo tính liên tục vật chất giữa các thế hệ. 7. Sự biến đổi. Khi truyền tải thông tin di truyền đôi khi phát sinh những sai lệch khác nhau, dẫn đến những thay đổi về đặc điểm, tính chất ở con cháu. Nếu những thay đổi này có lợi cho cuộc sống, chúng có thể được khắc phục bằng cách chọn lọc. 8. Tăng trưởng và phát triển. Các sinh vật thừa hưởng thông tin di truyền nhất định về khả năng phát triển các đặc điểm nhất định. Việc thực hiện thông tin xảy ra trong quá trình phát triển cá nhân- phát sinh cá thể. 9. Ở một giai đoạn phát sinh nhất định, cơ thể phát triển, gắn liền với sự sinh sản của các phân tử, tế bào và các cấu trúc sinh học khác. Tăng trưởng đi kèm với phát triển. Khó chịu và di chuyển. Mọi sinh vật đều phản ứng có chọn lọc vớiảnh hưởng bên ngoài

phản ứng cụ thể do tính chất khó chịu. Các sinh vật phản ứng với sự kích thích bằng chuyển động. Sự biểu hiện của hình thức vận động phụ thuộc vào cấu trúc của cơ thể.Đến các tính năng độc đáo chính của vật chất sống , xác định mức cao của nó hoạt động biến đổi

1. , có thể được quy cho: Khả năng nhanh chóng chiếm không gian trống , gắn liền với cả khả năng sinh sản chuyên sâu và khả năng sinh vật tăng cường mạnh mẽ bề mặt cơ thể hoặc quần thể mà chúng hình thành ( sự sung túc ).

2. mạng sống Vận động không chỉ thụ động (dưới tác dụng của trọng lực), nhưng cũng hoạt động

3. . Ví dụ, chống lại dòng nước, trọng lực, dòng không khí. Sự ổn định trong cuộc sống và sự phân hủy nhanh chóng sau khi chết

4. (đưa vào các chu trình), đồng thời duy trì hoạt tính hóa lý cao. Khả năng thích ứng cao (sự thích ứng) vớiđiều kiện khác nhau

5. và liên quan đến điều này, sự phát triển không chỉ của tất cả các môi trường sống (dưới nước, trên cạn, đất) mà còn cả những môi trường cực kỳ khó khăn về các thông số vật lý và hóa học. . Nó lớn hơn nhiều so với bản chất vô tri. Tính chất này có thể được đánh giá bằng tốc độ xử lý chất này của sinh vật trong quá trình sống. Ví dụ, sâu bướm của một số loài côn trùng xử lý một lượng chất mỗi ngày gấp 100–200 lần trọng lượng cơ thể của chúng.

6. Tốc độ đổi mới vật chất sống cao . Người ta ước tính rằng thời gian trung bình đối với sinh quyển là khoảng 8 năm (đối với đất liền là 14 năm và đối với đại dương, nơi các sinh vật có vòng đời ngắn chiếm ưu thế, là 33 ngày).

7. Sự đa dạng về hình dạng, kích cỡ và lựa chọn hóa học , vượt xa đáng kể nhiều sự tương phản trong vật chất trơ, vô tri.

8. Cá tính (không có trên thế giới cùng loại và thậm chí cả cá nhân).

Tất cả các tính chất được liệt kê và các tính chất khác của vật chất sống được xác định bởi sự tập trung nguồn dự trữ năng lượng lớn trong đó. TRONG VA. Vernadsky lưu ý rằng chỉ có dung nham hình thành trong quá trình phun trào núi lửa mới có thể cạnh tranh với vật chất sống về độ bão hòa năng lượng

Chức năng của vật chất sống. Tất cả hoạt động của vật chất sống trong sinh quyển, với một mức độ quy ước nhất định, có thể được giảm xuống thành một số chức năng cơ bản có thể bổ sung đáng kể cho sự hiểu biết về hoạt động địa chất sinh quyển biến đổi của nó.

1. Năng lượng . Đây là một trong những chức năng quan trọng nhất gắn liền với việc dự trữ năng lượng trong quá trình quang hợp, truyền năng lượng qua chuỗi thức ăn và tiêu tán năng lượng ra không gian xung quanh.

2. Khí ga – gắn liền với khả năng thay đổi và duy trì một thành phần khí nhất định của môi trường sống và toàn bộ bầu khí quyển.

3. oxi hóa khử – gắn liền với sự gia tăng cường độ của các quá trình như oxy hóa và khử dưới tác động của vật chất sống.

4. Sự tập trung – khả năng của sinh vật tập trung các nguyên tố hóa học phân tán trong cơ thể chúng, làm tăng hàm lượng của chúng lên nhiều bậc so với môi trường và trong cơ thể của từng sinh vật – lên hàng triệu lần. Kết quả của hoạt động tập trung là các mỏ khoáng sản dễ cháy, đá vôi, mỏ quặng, v.v..

5. Phá hoại – sự phá hủy của các sinh vật và các sản phẩm của hoạt động sống của chúng, kể cả sau khi chúng chết, cả phần còn lại của chất hữu cơ và các chất trơ. Cơ chế chính của chức năng này liên quan đến sự lưu thông của các chất. Vai trò quan trọng nhất trong vấn đề này được thực hiện bởi hình thức thấp hơn sự sống – nấm, vi khuẩn (sinh vật hủy diệt, sinh vật phân hủy).

6. Chuyên chở - Sự vận chuyển vật chất và năng lượng là kết quả của một hình thức vận động tích cực của sinh vật. Thông thường việc chuyển giao như vậy được thực hiện trên một khoảng cách rất lớn, chẳng hạn như trong quá trình di cư và di cư của động vật.

7. Hình thành môi trường . Chức năng này phần lớn thể hiện kết quả của hành động kết hợp của các chức năng khác. Cuối cùng, nó gắn liền với sự biến đổi các thông số vật lý và hóa học của môi trường. Chức năng này có thể được xem xét theo nghĩa rộng hơn và hẹp hơn. Theo nghĩa rộng, kết quả của chức năng này là toàn bộ môi trường tự nhiên. Nó được tạo ra bởi các sinh vật sống và chúng cũng duy trì các thông số của nó ở trạng thái tương đối ổn định ở hầu hết các tầng địa chất. Theo nghĩa hẹp hơn, chức năng hình thành môi trường của vật chất sống được thể hiện, ví dụ, trong việc hình thành và bảo vệ đất khỏi bị phá hủy (xói mòn), thanh lọc không khí và nước khỏi ô nhiễm, tăng cường dinh dưỡng cho nguồn nước ngầm, vân vân.

8. tán xạ có tác dụng ngược lại với nồng độ. Nó thể hiện thông qua các hoạt động dinh dưỡng (dinh dưỡng) và vận chuyển của sinh vật. Ví dụ, sự phân tán vật chất khi sinh vật bài tiết phân, cái chết của sinh vật trong các kiểu di chuyển khác nhau trong không gian hoặc sự thay đổi của màng bọc.

9. Thông tin Chức năng của vật chất sống được thể hiện ở chỗ các sinh vật sống và cộng đồng của chúng tích lũy thông tin, củng cố nó trong cấu trúc di truyền và truyền lại cho các thế hệ tiếp theo. Đây là một trong những biểu hiện của cơ chế thích ứng.

Mặc dù có rất nhiều hình thức đa dạng, tất cả các vật chất sống đều thống nhất về mặt vật lý và hóa học . Và đây là một trong những quy luật cơ bản của mọi thứ thế giới hữu cơ- Quy luật thống nhất vật lý và hóa học của vật chất sống. Từ đó suy ra rằng không có tác nhân vật lý hoặc hóa học nào có thể gây tử vong cho một số sinh vật và hoàn toàn vô hại đối với những sinh vật khác. Sự khác biệt chỉ mang tính định lượng - một số sinh vật nhạy cảm hơn, số khác thì kém hơn, một số thích nghi nhanh hơn, số khác chậm hơn. Trong trường hợp này, sự thích nghi xảy ra trong quá trình chọn lọc tự nhiên, tức là. do cái chết của những cá nhân không thể thích nghi với điều kiện mới.

Như vậy, sinh quyển là một hệ thống động lực phức tạp có chức năng thu giữ, tích lũy và truyền năng lượng thông qua quá trình trao đổi chất giữa vật chất sống và môi trường.

Đặc điểm của vật chất sống

Thành phần của vật chất sống bao gồm cả các chất hữu cơ (theo nghĩa hóa học) và các chất vô cơ hoặc khoáng chất. Vernadsky viết:

Khối lượng vật chất sống tương đối nhỏ, ước tính khoảng 2,4-3,6 10 12 tấn (trọng lượng khô) và nhỏ hơn 10 −6 khối lượng của các loại vỏ khác trên Trái đất. Nhưng nó là “một trong những lực địa hóa mạnh nhất trên hành tinh của chúng ta”.

Vật chất sống phát triển ở nơi sự sống có thể tồn tại, tức là ở nơi giao nhau của khí quyển, thạch quyển và thủy quyển. Trong những điều kiện không thuận lợi cho sự tồn tại, vật chất sống rơi vào trạng thái lơ lửng.

Tính đặc thù của vật chất sống như sau:

1. Vật chất sống của sinh quyển được đặc trưng bởi năng lượng tự do khổng lồ. Trong thế giới vô cơ, chỉ những dòng dung nham tồn tại trong thời gian ngắn, chưa đông cứng mới có thể so sánh được với vật chất sống về lượng năng lượng tự do.
2. Sự khác biệt rõ rệt giữa vật chất sống và vật chất không sống của sinh quyển được quan sát thấy ở tốc độ dòng chảy phản ứng hoá học: trong vật chất sống, các phản ứng xảy ra nhanh hơn hàng nghìn, hàng triệu lần.
3. Một đặc điểm khác biệt của vật chất sống là các thành phần riêng biệt tạo nên nó các hợp chất hóa học– protein, enzyme, v.v. – chỉ ổn định trong cơ thể sống (ở mức độ lớn, đây cũng là đặc điểm của các hợp chất khoáng tạo nên vật chất sống).
4. Sự di chuyển tự nguyện của vật chất sống, phần lớn là tự điều chỉnh. V.I. Vernadsky đã xác định được hai hình thức cụ thể chuyển động của vật chất sống: a) thụ động, được tạo ra bởi quá trình sinh sản và vốn có ở cả động vật và sinh vật thực vật; b) hoạt động, được thực hiện do sự chuyển động có định hướng của sinh vật (điều này đặc trưng ở động vật và ở mức độ thấp hơn là ở thực vật). Vật chất sống cũng có một mong muốn cố hữu là lấp đầy mọi không gian có thể.
5. Vật chất sống thể hiện sự đa dạng về hình thái và hóa học lớn hơn đáng kể so với vật chất không sống. Ngoài ra, không giống như vật chất sinh học không sống, vật chất sống không chỉ tồn tại ở pha lỏng hoặc khí. Cơ thể của sinh vật được xây dựng ở cả ba trạng thái pha.
6. Vật chất sống được hiện diện trong sinh quyển dưới dạng các vật thể phân tán - các cá thể sinh vật. Hơn nữa, do bị phân tán, vật chất sống không bao giờ được tìm thấy trên Trái đất ở dạng thuần khiết về mặt hình thái - dưới dạng quần thể các sinh vật cùng loài: nó luôn được thể hiện bằng biocenoses.
7. Vật chất sống tồn tại dưới dạng sự xen kẽ liên tục của các thế hệ, do đó vật chất sống hiện đại có quan hệ di truyền với vật chất sống của các thời đại trước. Trong trường hợp này, đặc điểm của vật chất sống là sự có mặt quá trình tiến hóa, tức là sự sinh sản của vật chất sống không diễn ra theo kiểu sao chép tuyệt đối của các thế hệ trước mà thông qua những thay đổi về hình thái và sinh hóa.

Ý nghĩa của vật chất sống

Công việc của vật chất sống trong sinh quyển khá đa dạng. Theo Vernadsky, hoạt động của vật chất sống trong sinh quyển có thể biểu hiện dưới hai dạng chính:

a) Hóa học (sinh hóa) – I loại hoạt động địa chất; b) Loại hoạt động vận tải cơ học – II.

Sự di chuyển sinh học của các nguyên tử loại một được thể hiện ở sự trao đổi vật chất thường xuyên giữa sinh vật và môi trường trong quá trình xây dựng cơ thể sinh vật và tiêu hóa thức ăn. Sự di cư sinh học của các nguyên tử loại hai bao gồm sự chuyển động của vật chất của sinh vật trong quá trình hoạt động sống của chúng (trong quá trình xây dựng hang, tổ, khi sinh vật được chôn trong lòng đất), sự chuyển động của chính vật chất sống, cũng như sự vận chuyển các chất vô cơ qua đường dạ dày của động vật ăn đất, ăn bùn và ăn lọc.

Để hiểu được công việc mà vật chất sống thực hiện trong sinh quyển, có ba nguyên tắc cơ bản rất quan trọng mà V.I.

1. Sự di chuyển sinh học của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học trong sinh quyển luôn cố gắng đạt được biểu hiện tối đa.
2. Sự tiến hóa của các loài theo thời gian địa chất, dẫn tới việc hình thành các dạng sống ổn định trong sinh quyển, đi theo hướng tăng cường sự di cư sinh học của các nguyên tử.
3. Vật chất sống là sự trao đổi hóa học liên tục với môi trường vũ trụ xung quanh nó, được tạo ra và duy trì trên hành tinh của chúng ta bằng năng lượng bức xạ của Mặt trời.

Có năm chức năng chính của vật chất sống:

1. Năng lượng. Bao gồm sự hấp thụ năng lượng mặt trời trong quá trình quang hợp và năng lượng hóa học - thông qua sự phân hủy các chất bão hòa năng lượng và truyền năng lượng qua chuỗi thức ăn vật chất sống không đồng nhất.
2. Sự tập trung. Tích lũy có chọn lọc trong quá trình hoạt động sống một số loại vật liệu xây dựng. Có hai loại nồng độ các nguyên tố hóa học trong vật chất sống: a) sự gia tăng lớn về nồng độ các nguyên tố trong môi trường bão hòa các nguyên tố này, ví dụ, có nhiều lưu huỳnh và sắt trong vật chất sống ở khu vực có núi lửa; b) nồng độ cụ thể của một nguyên tố cụ thể, bất kể môi trường.
3. Phá hoại. Bao gồm quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ không sinh học, sự phân hủy các chất không sống chất vô cơ, sự tham gia của các chất tạo thành trong chu trình sinh học.
4. Hình thành môi trường. Sự biến đổi các thông số lý, hóa của môi trường (chủ yếu do vật chất phi sinh học).
5. Chuyên chở. Tương tác dinh dưỡng của vật chất sống dẫn đến sự chuyển động của khối lượng lớn các nguyên tố hóa học và chất chống lại trọng lực và theo hướng ngang.

Vật chất sống bao trùm và sắp xếp lại mọi quá trình hóa học của sinh quyển. Vật chất sống là lực địa chất mạnh mẽ nhất, phát triển theo thời gian. Để tưởng nhớ người sáng lập vĩ đại của học thuyết về sinh quyển, A. I. Perelman đề xuất gọi sự khái quát hóa sau đây là “định luật Vernadsky”:

“Sự di chuyển của các nguyên tố hóa học trên bề mặt trái đất và trong toàn bộ sinh quyển xảy ra với sự tham gia trực tiếp của vật chất sống (di cư sinh học) hoặc xảy ra trong môi trường có đặc điểm địa hóa (O 2, CO 2, H 2 S, v.v.) chủ yếu được điều hòa bởi vật chất sống như vật chất hiện đang sinh sống hệ thống này, và là tác nhân đã tác động lên Trái đất trong suốt lịch sử địa chất.”

Ghi chú

Xem thêm

Văn học

• Về chức năng của vật chất sống trong sinh quyển // Bản tin của Viện Hàn lâm Khoa học Nga. 2003. T. 73. Số 3. P.232-238

Quỹ Wikimedia. 2010.

Xem “Vật chất sống” là gì trong các từ điển khác:

Tổng số các sinh vật sống trong sinh quyển, sinh khối của chúng. Nó được đặc trưng bởi thành phần hóa học cụ thể (H, C, N, 02, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ca chiếm ưu thế), sinh khối khổng lồ (80 100 109 tấn chất hữu cơ khô) và năng lượng. … … Từ điển sinh thái

Tổng thể các sinh vật sống trong sinh quyển, được biểu thị bằng số trong thành phần hóa học cơ bản, khối lượng và năng lượng. Khái niệm này được V.I. Vernadsky đưa ra trong học thuyết về sinh quyển và vai trò của các sinh vật sống trong chu trình vật chất và năng lượng trong tự nhiên... Từ điển bách khoa lớn

Tổng thể các sinh vật sống trong sinh quyển, được biểu thị bằng số trong thành phần hóa học cơ bản, khối lượng và năng lượng. Khái niệm này được V.I. Vernadsky đưa ra trong học thuyết về sinh quyển và vai trò của các sinh vật sống trong chu trình vật chất và năng lượng trong tự nhiên. * * *… … từ điển bách khoa

1) tổng số sinh vật sống trong sinh quyển, được biểu thị bằng số về thành phần hóa học cơ bản, khối lượng và năng lượng. Thuật ngữ này được V.I. J.v. được kết nối với sinh quyển về mặt vật chất và năng lượng thông qua... ... Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô

Tổng số các sinh vật sống trong sinh quyển, được biểu thị bằng số dưới dạng hóa học cơ bản. thành phần, khối lượng và năng lượng. Khái niệm này được V.I. Vernadsky đưa ra trong học thuyết về sinh quyển và vai trò của các sinh vật sống trong chu trình năng lượng trong tự nhiên... Khoa học Tự nhiên. từ điển bách khoa

Vật chất sống- theo khái niệm của V.I. Vernadsky, tổng thể các sinh vật sống trong sinh quyển (thực vật, động vật, côn trùng, v.v., bao gồm cả con người), được biểu thị bằng số trong thành phần hóa học cơ bản, khối lượng và năng lượng... Sự khởi đầu của khoa học tự nhiên hiện đại

vật chất sống- 1. Là tập hợp các sinh vật sống trong sinh quyển có quá trình trao đổi chất có trật tự. 2. Tập hợp phân tử phức tạp với hệ thống điều khiển, chứa cơ chế truyền thông tin di truyền. E. Chất sống D. Lebendiger Stoff,… … Từ điển ufological giải thích với các từ tương đương bằng tiếng Anh và tiếng Đức

Theo V.I. sinh thái từ điển bách khoa. Chisinau: Tòa soạn chính của Xô viết Moldavia... ... Từ điển sinh thái

Vật chất sống của sinh quyển, đặc điểm của nó

V.I. Vernadsky đã viết: “Không có lực hóa học nào trên bề mặt trái đất hoạt động liên tục hơn và do đó có hậu quả cuối cùng mạnh hơn các sinh vật sống gộp lại”.

Học thuyết về vật chất sống là một trong những mắt xích trung tâm của khái niệm sinh quyển. Nghiên cứu quá trình di chuyển của các nguyên tử trong sinh quyển, V.I. Vernadsky tiếp cận câu hỏi về nguồn gốc (nguồn gốc, hình dạng) của các nguyên tố hóa học trong vỏ trái đất và sau đó là nhu cầu giải thích tính ổn định của các hợp chất tạo nên sinh vật. Phân tích vấn đề di chuyển của các nguyên tử, ông đi đến kết luận rằng “không có hợp chất hữu cơ, độc lập với vật chất sống." “Khi gọi tên vật chất sống,” V.I. Vernadsky viết vào năm 1919, “tôi muốn nói đến toàn bộ sinh vật, thực vật và động vật, kể cả con người. Từ quan điểm địa hóa, tập hợp sinh vật này chỉ có ý nghĩa bởi khối lượng vật chất tạo nên nó, thành phần hóa học và năng lượng liên quan đến nó. Rõ ràng, chỉ từ quan điểm này thì vật chất sống mới quan trọng đối với đất, bởi vì, vì chúng ta đang đề cập đến tính chất hóa học của đất, nên chúng ta đang đề cập đến một biểu hiện cụ thể của các quá trình địa hóa nói chung.”

Như vậy, vật chất sống là tổng thể các sinh vật sống trong sinh quyển, được thể hiện bằng số lượng về thành phần hóa học cơ bản, khối lượng và năng lượng.

lý do. Thứ nhất, loài người không phải là nhà sản xuất mà là người tiêu dùng năng lượng sinh địa hóa. Luận án này yêu cầu xem xét lại các chức năng địa hóa của vật chất sống trong sinh quyển. Thứ hai, khối lượng nhân loại, dựa trên dữ liệu nhân khẩu học, không lượng không đổi vật chất sống. Và thứ ba, các chức năng địa hóa của nó được đặc trưng không phải bởi khối lượng mà bởi hoạt động sản xuất. Bản chất của việc đồng hóa năng lượng sinh địa hóa của nhân loại được quyết định bởi tâm trí con người. Một mặt, con người là đỉnh cao của quá trình tiến hóa vô thức, là “sản phẩm” của hoạt động tự phát của tự nhiên, mặt khác, con người là người khởi xướng một giai đoạn tiến hóa mới, được định hướng một cách thông minh.

Những đặc điểm đặc trưng vốn có của vật chất sống? Trước hết điều này to lớn năng lượng tự do . Trong quá trình tiến hóa của loài, sự di cư sinh học của các nguyên tử, tức là Năng lượng của vật chất sống trong sinh quyển đã tăng lên nhiều lần và tiếp tục tăng lên vì vật chất sống xử lý năng lượng của bức xạ mặt trời, năng lượng nguyên tử phân rã phóng xạ và năng lượng vũ trụ của các nguyên tố phân tán đến từ Thiên hà của chúng ta. Vật chất sống còn có đặc điểm tốc độ cao của phản ứng hóa học so với vật chất vô tri, nơi các quá trình tương tự diễn ra chậm hơn hàng nghìn triệu lần. Ví dụ, một số loài sâu bướm có thể chế biến lượng thức ăn nhiều hơn 200 lần mỗi ngày so với trọng lượng của chúng và một con tit ăn nhiều sâu bướm mỗi ngày bằng trọng lượng của nó.

Đặc điểm của vật chất sống là các hợp chất hóa học tạo nên nó, trong đó quan trọng nhất là protein, chỉ ổn định trong cơ thể sống . Sau khi hoàn thành quá trình sống, các chất hữu cơ sống ban đầu bị phân hủy thành các thành phần hóa học.

Vật chất sống tồn tại trên hành tinh dưới dạng sự xen kẽ liên tục của các thế hệ, do đó, mới hình thành nên nó có mối liên hệ di truyền với vật chất sống của các thời đại trước. Đây là cái chính đơn vị cấu trúc sinh quyển, quyết định tất cả các quá trình khác trên bề mặt vỏ trái đất. Đó là đặc điểm của vật chất sống sự hiện diện của một quá trình tiến hóa . Thông tin di truyền của bất kỳ sinh vật nào đều được mã hóa trong mỗi tế bào của nó. Hơn nữa, những tế bào này ban đầu được định sẵn là chính chúng, ngoại trừ trứng, từ đó toàn bộ sinh vật phát triển.

V.I. Vernadsky lưu ý rằng các sinh vật sống trên hành tinh là những sinh vật hoạt động liên tục và mạnh mẽ nhất trong các hậu quả cuối cùng của chúng. sức mạnh hóa học. Ông chỉ ra rằng vật chất sống không thể tách rời khỏi sinh quyển, là chức năng của nó và đồng thời là “một trong những lực địa hóa mạnh nhất trên hành tinh của chúng ta”. V.I.Vernadsky gọi sự tuần hoàn của các chất riêng lẻ là các chu trình sinh địa hóa. Những chu kỳ và sự tuần hoàn này cung cấp chức năng cần thiết vật chất sống nói chung. Nhà khoa học đã xác định được năm chức năng như vậy.

Chức năng khí . Được thực hiện bởi cây xanh giải phóng oxy trong quá trình quang hợp, cũng như bởi tất cả thực vật và động vật giải phóng oxy khí cacbonic là kết quả của việc thở. Ngoài ra còn có một chu trình nitơ gắn liền với hoạt động của vi sinh vật. V.I.Vernadsky viết rằng tất cả các loại khí hình thành trong sinh quyển đều có nguồn gốc liên quan chặt chẽ với vật chất sống, luôn mang tính sinh học và biến đổi chủ yếu theo cách sinh học.

Chức năng tập trung. Nó thể hiện ở khả năng các sinh vật sống tích lũy nhiều nguyên tố hóa học trong cơ thể (cacbon đứng đầu, trong số các kim loại canxi). Khả năng cô đặc các nguyên tố từ dung dịch loãng – tính năng đặc trưng vật chất sống. Ví dụ, các sinh vật biển tích cực tích lũy các nguyên tố vi lượng, kim loại nặng(thủy ngân, chì, asen), các nguyên tố phóng xạ.

V.I.Vernadsky đã phân biệt:

1. Chức năng tập trung loại một, khi vật chất sống tập trung từ môi trường những nguyên tố hóa học có trong mọi sinh vật không loại trừ (H, C, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe).

2. Chức năng nồng độ loại thứ hai, khi có sự tích tụ các nguyên tố hóa học không có trong cơ thể sống hoặc có thể tìm thấy với số lượng rất nhỏ. Ví dụ, hải sâm có khả năng tích lũy vanadi. Giun đất có thể tích lũy kẽm, đồng, chì và cadmium trong mô của chúng. Tảo thuộc chi tảo bẹ tích lũy iốt.

Chức năng oxi hóa khử. Thể hiện trong biến đổi hóa học chất trong quá trình sống của sinh vật. Kết quả là muối, oxit và các chất mới được hình thành. Sự hình thành quặng sắt và mangan, đá vôi, v.v. gắn liền với chức năng này.

Chức năng sinh hóa.Được định nghĩa là sự sinh sản, tăng trưởng và vận động trong không gian của vật chất sống. Tất cả điều này dẫn đến sự lưu thông của các nguyên tố hóa học trong tự nhiên, sự di cư sinh học của chúng.

V.I. Vernadsky đã xác định chức năng sinh hóa đầu tiên gắn liền với dinh dưỡng, hô hấp và sinh sản của sinh vật và chức năng sinh hóa thứ hai gắn liền với sự phá hủy cơ thể của các sinh vật sống sau khi chúng chết. Trong trường hợp này, một số biến đổi sinh hóa xảy ra: cơ thể sống - trơ sinh học - trơ.

Chức năng hoạt động sinh địa hóa của con người. Liên quan đến sự di chuyển sinh học của các nguyên tử, tăng lên nhiều lần dưới ảnh hưởng hoạt động kinh tế con người và tâm trí của anh ta. Một người, trong quá trình hoạt động kinh tế của mình, phát triển và sử dụng cho nhu cầu của mình một số lượng lớn các chất của vỏ trái đất, bao gồm. như than, khí đốt, dầu, than bùn, đá phiến và nhiều loại quặng. Đồng thời, sự xâm nhập của con người vào sinh quyển xảy ra chất lạ với số lượng vượt quá giá trị cho phép. Điều này dẫn đến một cuộc đối đầu khủng hoảng giữa con người và thiên nhiên. Lý do chínhđang đe dọa khủng hoảng sinh tháiđược coi là một khái niệm kỹ trị, một mặt coi sinh quyển là nguồn tài nguyên vật chất, mặt khác là một cống thoát nước để xử lý chất thải.

Hiện nay, nền kinh tế thế giới hàng năm thải ra

 hơn 250 triệu tấn sol khí mịn,

 200 triệu tấn cacbon monoxit,

 150 triệu tấn sulfur dioxide,

 120 triệu tấn tro,

 hơn 50 triệu tấn hydrocarbon,

 2,5 tỷ (!) tấn oxit nitơ.

Chu kỳ tự nhiên của các nguyên tử trong khí quyển không theo kịp tốc độ phát thải do con người tạo ra. Chỉ do đốt than trong các nhà máy điện mà lượng asen, uranium, cadmium, berili và thủy ngân thải ra môi trường nhiều gấp hàng chục lần so với lượng tham gia vào chu trình sinh hóa tự nhiên.

TRONG VA. Vernadsky phân loại vật chất sống thành đồng nhất Và không đồng nhất . Theo quan điểm của ông, cái đầu tiên là một chất chung, một chất cụ thể, v.v., và cái thứ hai được thể hiện bằng hỗn hợp thông thường của các chất sống. Đây là một khu rừng, đầm lầy, thảo nguyên, tức là. bệnh sinh học. Nhà khoa học đề xuất mô tả đặc điểm của vật chất sống trên cơ sở các chỉ tiêu định lượng như thành phần hóa học, trọng lượng trung bình của sinh vật và tốc độ trung bình sự định cư của chúng trên bề mặt địa cầu.

Vernadsky đưa ra những con số trung bình về tốc độ “truyền sự sống trong sinh quyển”. Thời gian để loài này chiếm lĩnh toàn bộ bề mặt hành tinh của chúng ta là sinh vật khác nhau có thể được biểu thị bằng số (ngày) sau:

Vi khuẩn tả ( Vibrio dịch tả) 1,25

Ciliat ( Lekconhrys patula) 10,6 (tối đa)

Tảo cát ( Nittschia putrida) 16,8 (tối đa)

Sinh vật phù du xanh 166-183 (trung bình)

Côn trùng ( Musca nội địa) 366

Cá ( đĩa Pleurettes) 2159 (tối đa)

Thực vật có hoa ( Trifolium repens) 4076

Chim (gà) 5600-6100

Động vật có vú: chuột 2800

lợn rừng 37600

Voi Ấn Độ 376000.

Sự sống trên hành tinh của chúng ta tồn tại ở dạng không tế bào và tế bào.

Dạng vật chất sống không phải tế bào được đại diện bởi các virus thiếu khả năng kích thích và tổng hợp protein của chính chúng. Các virus đơn giản nhất chỉ bao gồm vỏ protein và phân tử DNA (deoxy axit ribonucleic) hoặc RNA (axit ribonucleic), tạo nên lõi của virus. Đôi khi virus được phân lập thành một vương quốc đặc biệt của thiên nhiên sống - Vira. Chúng chỉ có thể sinh sản bên trong một số tế bào sống nhất định. Virus có mặt khắp nơi trong tự nhiên và là kẻ thù nguy hiểm của mọi sinh vật. Bằng cách định cư trong tế bào của các sinh vật sống, chúng gây ra cái chết của chúng. Khoảng 500 loại virus đã được mô tả là lây nhiễm ở động vật có xương sống máu nóng và khoảng 300 loại virus tấn công thực vật bậc cao. Hơn một nửa số bệnh ở người phát triển là do các loại virus nhỏ (chúng nhỏ hơn vi khuẩn 100 lần). Chỉ cần kể tên một vài căn bệnh khủng khiếp do virus gây ra là đủ để nhận ra mối đe dọa từ những sinh vật nhỏ bé này. Đó là bệnh bại liệt, bệnh đậu mùa, bệnh cúm, bệnh viêm gan truyền nhiễm, bệnh sốt vàng da, v.v.

Các dạng sống tế bào được đại diện bởi sinh vật nhân sơ (sinh vật không có nhân gắn màng) và sinh vật nhân chuẩn (có tế bào chứa nhân hình thành). Prokaryote bao gồm nhiều loại vi khuẩn. Sinh vật nhân chuẩn là tất cả các động vật và thực vật bậc cao, cũng như tảo đơn bào và đa bào, nấm và động vật nguyên sinh.

Vật chất sống đóng vai vai trò to lớn trong sự phát triển của hành tinh chúng ta. Nhà khoa học người Nga V.I. Vernadsky đã đi đến kết luận này sau khi nghiên cứu thành phần và sự tiến hóa của vỏ trái đất. Ông đã chứng minh rằng dữ liệu thu được không thể chỉ giải thích được bằng lý do địa chất mà không tính đến vai trò của vật chất sống trong quá trình di chuyển địa hóa của các nguyên tử.

Kể từ thời điểm ra đời, sự sống không ngừng phát triển và trở nên phức tạp hơn, tác động đến môi trường, làm biến đổi nó. Như vậy, Sự tiến hóa của sinh quyển diễn ra song song với quá trình phát triển lịch sử của đời sống hữu cơ.

Tuổi thọ trên Trái đất được đo vào khoảng 6–7 tỷ năm. Có thể các dạng sống nguyên thủy đã xuất hiện sớm hơn. Nhưng chúng đã để lại những dấu vết đầu tiên về sự hiện diện của mình cách đây 2,5–3 tỷ năm. Kể từ thời điểm đó, những thay đổi căn bản đã xảy ra trên bề mặt hành tinh và có tới 5 triệu loài động vật, thực vật và vi sinh vật đã hình thành. Vật chất sống phát sinh trên Trái đất, khác biệt rõ rệt so với vật chất vô tri.

Sự phát triển của sự sống đã dẫn đến sự xuất hiện của lớp vỏ cấu trúc hành tinh mới của sinh quyển, liên kết chặt chẽ với nhau. hệ thống thống nhất các cơ thể địa chất và sinh học và các quá trình biến đổi năng lượng và vật chất.

Sinh quyển không chỉ là phạm vi phân bố của sự sống mà còn là kết quả hoạt động của nó.

Thực vật chiếm một vị trí đặc biệt trong số các sinh vật sống vì chúng có khả năng quang hợp. Họ sản xuất gần như tất cả các chất hữu cơ trên hành tinh (có gần 300 nghìn loài thực vật).

Chức năng của vật chất sống

V.I. Vernadsky đã đưa ra ý tưởng về các chức năng sinh địa hóa cơ bản của vật chất sống:

1. Chức năng năng lượng liên quan đến việc lưu trữ năng lượng trong quá trình quang hợp, truyền năng lượng qua chuỗi thức ăn và tiêu tán.

Chức năng này là một trong những chức năng quan trọng nhất. Nó dựa trên quá trình quang hợp, dẫn đến sự tích tụ năng lượng mặt trời và sự phân phối lại sau đó giữa các thành phần của sinh quyển.

Sinh quyển có thể được ví như một cỗ máy khổng lồ, hoạt động của nó phụ thuộc vào một Yếu tố quyết định- năng lượng: không có nó, mọi thứ sẽ ngay lập tức dừng lại.
Trong sinh quyển, bức xạ mặt trời đóng vai trò là nguồn năng lượng chính.

Sinh quyển tích lũy năng lượng từ Không gian đến hành tinh của chúng ta.

Sinh vật sống không chỉ phụ thuộc vào năng lượng bức xạ Mặt trời, chúng hoạt động như một cục pin (lưu trữ) khổng lồ và một máy biến áp (bộ chuyển đổi) độc nhất của năng lượng này.

Nó diễn ra như thế này. Thực vật tự dưỡng (và vi sinh vật hóa dưỡng) tạo ra chất hữu cơ. Tất cả các sinh vật khác trên hành tinh đều là sinh vật dị dưỡng. Chúng sử dụng chất hữu cơ được tạo ra làm thực phẩm, dẫn đến các chuỗi tổng hợp và phân hủy chất hữu cơ phức tạp. Đây là cơ sở chu kỳ sinh học nguyên tố hóa học trong sinh quyển.

Đó là, sinh vật sống là lực lượng sinh hóa quan trọng nhất làm biến đổi vỏ trái đất.

Sự di chuyển và phân chia các nguyên tố hóa học trên bề mặt trái đất, trong đất, trong đá trầm tích khí quyển và thủy quyển được thực hiện với sự tham gia trực tiếp của vật chất sống. Vì vậy, về mặt địa chất vật chất sống, khí quyển, thủy quyển và thạch quyển- Cái này các bộ phận được kết nối với nhau một lớp vỏ hành tinh duy nhất, phát triển liên tục - sinh quyển.

2. Chức năng khí - khả năng thay đổi và duy trì một mức nhất định thành phần khí môi trường sống và khí quyển nói chung.

Khối lượng khí chủ yếu trên hành tinh có nguồn gốc sinh học.

Ví dụ:

Oxy trong khí quyển được tích lũy thông qua quá trình quang hợp.

3. Chức năng tập trung- khả năng của sinh vật tập trung các nguyên tố hóa học phân tán trong cơ thể, làm tăng hàm lượng của chúng so với môi trường xung quanh sinh vật lên nhiều bậc độ lớn.

Các sinh vật tích lũy nhiều nguyên tố hóa học trong cơ thể.

Ví dụ:

Trong số đó, carbon đứng đầu. Hàm lượng carbon trong than có nồng độ cao hơn hàng nghìn lần so với mức trung bình của vỏ trái đất. Dầu là chất tập trung cacbon và hydro vì nó có nguồn gốc sinh học. Trong số các kim loại, canxi đứng đầu về nồng độ. Trọn các dãy núi bao gồm hài cốt động vật với bộ xương đá vôi. Chất cô đặc silicon là tảo cát, chất phóng xạ và một số bọt biển, iốt - tảo tảo bẹ, sắt và mangan - các vi khuẩn đặc biệt. Động vật có xương sống tích lũy phốt pho, tập trung trong xương của chúng.

Kết quả của hoạt động tập trung là các mỏ khoáng sản dễ cháy, đá vôi, mỏ quặng, v.v..

4. Chức năng oxi hóa khử có liên quan đến sự tăng cường, dưới tác động của vật chất sống, của cả quá trình oxy hóa do làm giàu môi trường bằng oxy và khử, chủ yếu trong trường hợp xảy ra sự phân hủy các chất hữu cơ do thiếu oxy.

Ví dụ:

Quá trình khử thường đi kèm với sự hình thành và tích tụ hydro sunfua, cũng như khí mêtan. Đặc biệt, điều này làm cho các lớp đầm lầy sâu gần như không còn sự sống, cũng như các cột nước đáng kể ở đáy (ví dụ, ở Biển Đen).

Khí dễ cháy dưới lòng đất là sản phẩm của quá trình phân hủy các chất hữu cơ có nguồn gốc thực vật, trước đây bị chôn vùi trong các tầng trầm tích.