Живое вещество в биосфере. Роль живого вещества в эволюции биосферы

 

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................3

ГЛАВА 1. Живое вещество в биосфере. Роль живого вещества в эволюции биосферы................................................................................................5

ГЛАВА 2. Косное вещество в биосфере...................................................11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................................15

ВВЕДЕНИЕ

Биосфера – это  оболочка Земли, состав, структура и  энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или  современной деятельностью живых  организмов. Биосфера охватывает часть  атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии (по В. И. Вернадскому, — биогенная миграция атомов). Начальный момент этих циклов заключён в трансформации солнечной энергии растениями и синтезе биогенных веществ на Земле.

Термин «Биосфера» ввёл в 1875 австрийский геолог Э. Зюсс. Общее  учение о Биосфере создано в 20—30-х  гг. 20 в. В. И. Вернадским, развившим идеи В. В. Докучаева о комплексном  естественно-историческом анализе  взаимодействующих в природе разнокачественных объектов и явлений (факторов почвообразования) и выявлении самостоятельных природных объектов гетерогенной структуры и состава (почвы, природные зоны). В основе учения Вернадского лежат представления:

1) о планетарной геохимической  роли живого вещества (совокупность всех живых организмов, существовавших или существующих в определённый отрезок времени, рассматриваемых как мощный геологический, фактор; в отличие от живых существ, изучаемых в биологии на всех уровнях их организации, начиная от молекулярного, живое вещество, в понимании Вернадского, как биогеохимический фактор, количественно выражается в элементарном химическом составе, массе и энергии)

2) об организованности  Биосферы, являющейся продуктом  сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом за время геологической истории Земли.

  Биосфера включает  не только область жизни (биогеосферу,  фитогеосферу, геомериду, витасферу), но и другие структуры Земли,  генетически связанные с живым  веществом. По Вернадскому, вещество Биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения.

В пределах биосферы везде  встречается либо живое вещество, либо следы его биогеохимической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), природные воды, равно как и каустобиолиты (нефти, угли), известняки, глины и их метаморфические  производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои земной коры, лишённые в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области «былых биосфер». Биосфера мозаична по структуре и составу, отражая геохимическую и геофизическую неоднородность лика Земли (океаны, озёра, горы, ущелья, равнины и т.д.) и неравномерность в распределении живого вещества по планете как в прошлые эпохи, так и в наше время.

Максимальное содержание живого вещества гидросферы приурочено к мелководьям, минимальное — к глубинным акваториям (абиссаль); на суше эта неравномерность проявляется в мозаике биогеоценотического покрова (леса, болота, степи, пустыни и др.) с минимумом плотности живого вещества в высокогорьях, пустынях и полярных областях.

Таким образом, биосфера - сложная природная система, состоящая  из живого вещества; биогенного вещества; косного вещества; биокосного вещества; радиоактивных элементов; вещества космического происхождения. Данная контрольная работа посвящена изучению  таких составляющих биосферы как живое вещество и костное вещество.

 

 

 

 

 

ГЛАВА1. Живое вещество в биосфере. Роль живого вещества в  эволюции биосферы

Живое вещество это совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии. Термин введён В. И. Вернадским. Живое вещество связано с биосферой материально и энергетически посредством биогенной миграции атомов в результате дыхания, питания, роста и размножения организмов. Представлено живое вещество автотрофными организмами (зелёные растения и автотрофные микроорганизмы), гетеротрофными организмами (бесхлорофильные растения, все животные, человек), миксотрофными организмами, которые питаются готовыми органическими соединениями, хотя и способны их синтезировать.

Суммарная биомасса живого вещества биосферы составляет 2-3 трл. т, причем 98% ее – это биомасса наземных растений. Биосферу населяют около 1 500 000 видов животных и 500 000 (350 000 – растений и 1 700 000 – животных по Ф.Н. Мильков, 1990) видов растений (Г.В. Войткевич, В.А. Вронский, 1989). В процессах самоорганизации биосферы живое вещество играет ведущую роль и выполняет следующие функции:

1. энергетическую функцию  – заключается в перераспределение солнечной энергии между компонентами биосферы; поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.

2. средообразующую (газовую)  функцию – преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества). В процессе жизнедеятельности живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, метан и др.; живые организмы участвуют в миграциях газов и их превращениях; делятся на кислородно-диоксидуглеродную, диоксидуглеродную, азотную, углеводородную, озонную и пероксидводородную),

3. концентрационную функцию   – извлечение и накопление  живыми организмами биогенных  элементов (кислорода, углерода, водорода, азота, натрия, магния, калия, алюминия, серы и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде (в углях содержание углерода больше, чем в среднем для земной коры; в кораллах концентрируются карбонаты, формируется органогенный известняк; в диатомовых водорослях концентрируется кремний, в водорослях ламинариях – йод). Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этим элементов, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.

4. деструктивную функцию  - заключается в минерализации  необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.

ГЛАВА 2. Косное вещество в биосфере

Наряду с живым веществом  В. И. Вернадский вводит понятие косного  вещества: «Материально-энергетическое вещество, строящее биосферу, резко неоднородно. Мы в нём с этой точки зрения должны различать главную массу вещества её, не входящую в живое вещество; вещество, которое я буду называть косным, не живым». Таким образом, косное вещество – это небиогенные минералы и горные породы, образовавшиеся в основном или глубже биосферы (вне области жизни) или в пределах биосферы на глубине нескольких километров без участия живого вещества. Мертвые (косные) небиогенные горные породы и минералы по массе во много раз превышают массу всего живого вещества.

Косное вещество - горные породы, жидкие и газообразные тела, в совокупности с живым веществом  образуют биосферу.

Между живым и косным веществом существует непрерывно идущая связь во время дыхания, питания, размножения живого вещества: миграция атомов из косных тел биосферы в живые и обратно.

В косных естественных телах  нет проявления правизны и левизны, не подчиненных законам симметрии  твердого тела.

Новое косное естественное тело создается физико-химическими и геологическими процессами, безотносительно к ранее бывшим естественным телам, живым или косным. Процессы его образования могут идти и в живых телах, изменяясь в своих проявлениях и давая биокосные естественные тела, внедренные в живое естественное тело. 

Процессы, создающие косное естественное тело, обратимы во времени. Пространство, в котором они идут, неотличимо от изотропного или анизотропного  пространства Евклида.

Размножения нет. Создается  косное естественно тело физико-химическими  и геологическими процессами, синтетически воспроизводимыми экспериментом.

Число косных естественных тел не зависит от размеров планеты, а определяется свойствами планетной  материи-энергии. Биосфра получает и отдает непрерывно материю-энергию  в космическое пространство. Существует с ним непрерывный материально-энергетический обмен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, живое  вещество это совокупность живых  организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии. Термин введён В. И. Вернадским. Живое вещество выполняет такие функции как: энергетическую, средообразующую (газовую), концентрационную, деструктивную, окислительно-восстановительную, биохимическую, водную, транспортную. Выполняя перечисленные функции, живое вещество адаптируется к окружающей среде и приспосабливает её к своим биологическим (а если речь идёт о человеке, то и социальным) потребностям.

Также из данных функций  живого вещества можно сделать выводы то том, что

1. все без исключения  геохимические функции живого  вещества в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными организмами;

2. нет организма, который  мог бы один исполнить все  геохимические функции; 

3. в ходе геологического  времени происходила смена разных  организмов, замещавших друг друга  в исполнении каждой функции, то есть функции организмов сохраняются, меняются лишь формы жизни;

4. лишь со времени  выступления в биосфере цивилизованного  человечества один организм оказался  способным одновременно вызывать  разнообразные химические процессы, но он достигает этого разумом и техникой, а не физиологической работой организма. Это замечание о ноосфере отвечает широким воззрением, необходимым для исследований, без которых человечество на Земле существовать не может.

В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6*1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10-6 массы других оболочек Земли.

Живое вещество развивается  там, где может существовать жизнь, то есть на пересечении атмосферы, литосферы и гидросферы. В условиях, не благоприятных для существования, живое вещество переходит в состояние анабиоза.

Постоянство количества живого вещества определяется следующими обстоятельствами. Во первых - предельно максимальной величиной биогеохимической энергии размножения. Во вторых – «ограниченностью площади, (территории, прим.авт.), доступной заселению организмами», включая как территории континентов, так и океанические пространства. В третьих - постоянством в многолетнем режиме величины солнечной радиации - энергетической основы развития жизни и биогеохимической миграции на Земле.

Тел, аналогичных живым  естественным дисперсным телам, - в  косной части биосферы нет. Дисперсное косное вещество сосредотачивается в биосфере; в более глубоких частях планеты оно заглушается давлением. Оно (косное вещество) создается или при умирании живого вещества или под влиянием газовых или жидких фаз, всегда являющихся биокосными

Наряду с живым веществом В. И. Вернадский вводит понятие косного вещества: «Материально-энергетическое вещество, строящее биосферу, резко неоднородно. Мы в нём с этой точки зрения должны различать главную массу вещества её, не входящую в живое вещество; вещество, которое я буду называть косным, не живым». Таким образом, косное вещество - горные породы, жидкие и газообразные тела, в совокупности с живым веществом образуют биосферу.

Между живым и косным веществом существует непрерывно идущая связь во время дыхания, питания, размножения живого вещества: миграция атомов из косных тел биосферы в живые и обратно.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Вернадский В. И. О коренном материально-энергетическом отличии живых и косных тел биосферы.// Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков./Сост. Г. П. Аксенов. М.: Современник, 1993.
2. Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения. - М., 1965.
3. Ковда В. А., Современное учение о биосфере, «Журнал общей биологии», 1969, т. 30, № 1.
4. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. 602 с.
5. Чернова Н.И., Былова А.М. Общая экология.  - М.: Дрофа, 2004. - 416с.
6. Экология.   / под ред. Тягунова Г.В., Ярошенко Ю.Г. - М.: Логос, 2005. 504 с.

 

Интернет источники:

1. Биосфера. // http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/118/337.htm.

2.Живое вещество. // http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/118/337.htm.

3. Живое вещество. // http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/327568.

4. Петкевич М.В. Введение в  общее землеведение. Тема 7. Биосфера  земли. // http://ido.tsu.ru/other_res/hischool/zemlevedenie/tema7.htm.