Реферат: Поняття по біосферу. Роль живої речовини в біосфері

· активну, яка здійснюється за рахунок напрямленого переміщення організмів (характерна для тварин і меншою мірою - рослин).

5. Жива речовина проявляє значно більшу морфологічну і хімічну різноманітність, ніж: нежива. В природі відомо понад 2 млн. органічних сполук, які входять до складу живої речовини, тоді як кількість мінералів неживої речовини становить близько 2 тис, тобто, на три порядки нижче.

6. Жива речовина представлена дисперсними тілами - індивідуальними організмами, кожний з яких має свій власний генезис, свій генетичний склад. Розміри індивідуальних організмів коливаються від 20 нм у найдрібніших до 100 м (діапазон понад 10⁹ ). Найбільшими з рослин вважаються секвої, а з тварин - кити. На думку Вернадського, мінімальні і максимальні розміри організмів визначаються граничними можливостями їх газового обміну з середовищем.

7. Будучи дисперсною, жива речовина ніколи не трапляється на Землі в морфологічно чистій формі, наприклад у вигляді популяційного виду. Вона може існувати лише у вигляді біоценозу: "...навіть простенький біоценоз якогось сухого соснячка на пісочку є угрупованням, яке складається приблизно із тисячі видів живих організмів" (Тимофєєв-Рисовський).

8. Принцип Реді (флорентійський академік, лікар і натураліст, 1626-1697): "все жизе з живого " - є відмінною особливістю живої речовини, яка існує на Землі у формі безперервного чергування поколінь і характеризується генетичним зв 'язком з живою речовиною всіх минулих геологічних епох. Неживі абіогенні речовини, як відомо, надходять до біосфери або з космосу, або ж виносяться порціями з оболонки земної кулі. Вони можуть бути аналогічні за складом, але генетичного зв 'язку в загальному випадку у них немає.

9. Жива речовина в особі конкретних організмів, на відміну від неживої, ідійснює упродовж свого історичного життя грандіозну роботу. По-суті, шше біогенні речовини метабіосфери - це інтеграл маси живої речовини іемліза геологічний час, тоді як маса неживої речовини земного походження с постійною величиною в геологічній історії: 1 г архейського граніту і сьогодні залишається 1 г тієї ж речовини, а та ж сама маса живої речовини, тобто, протягом мільярдів років існувала за рахунок зміни поколінь і весь цей час виконувала геологічну роботу.

У доарістотелівські часи вважали, що життя починається з абіогенезу (з таких мертвих тіл природи як камінь, скеля, вода, газ, земля). Арістотель, писав В.І.Вернадський (1969), - визнавав біогенез для людини, птахів, майже всіх ссавців та деяких нижчих тварин, окремих з хребетних, багатьох рослин. Він у виняткових випадках допускав гетерогенез (різнорідне зародження) і для вищих рослин, для тварин. Пройшло два тисячоліття з часу смерті Арістотеля, утвердився в науці принцип Реді ("все живе з живого"), але й сьогодні йде пошук взаємозв'язків живої і неживої речовини, які служать надійним механізмом невпинного руху життя в біосфері.

Для того, щоб краще зрозуміти суть цих механізмів, слід з'ясувати, з яких речовин, крім живої, складається біосфера. Незважаючи на те, що уявлення про склад біосфери викладені В.І. Вернадським у праці "Хімічна будова біосфери Землі і її оточення".

Функції живої речовини в біосфері (за В.І Вернадським) І

- газова

- киснева

- окислювальна

- кальцієва

- відновлювальна

- концентраційна

- руйнування органічних речовин

- відновлювального розкладу

- метаболізму і дихання організмів

Уся маса живої речовини, яка була на Землі хоча б протягом 1 млрд. років, вже перевищує масу земної кори. Біомаса Землі (в сухій речовині) становить 2,44-10¹² т, тобто, 0,00001% земної кори (2-Ю¹⁹ т). Беручи до уваги, що останній мільярд років продукція земної кулі була близькою до сучасної, можна розрахувати її сумарну кількість 2- 10^й • 10⁹ =2-10²⁰ т, тобто, в 10 разів більше маси земної кори. Слід брати до уваги, що жива речовина - це надзвичайно активна хімічно діюча маса, а тому стає зрозумілою і її велетенська енергетична роль.

Якщо врахувати, що на земну поверхню щорічно надходить 21 ■ 10²⁵ кДж сонячної енергії, то на поверхню, покриту зеленою рослинністю і водоймищами з їх фітопланктоном, припадає лише близько 40%, або 8,4-10²³ кДж енергії. З урахуванням витрат сонячної енергії внаслідок відбивання та інших причин, а також енергетичного виходу фотосинтез не перевищує 2%. Загальна кількість енергії, яка запасається щороку у процесі фотосинтезу, виражається величиною порядку 20,9-10²² кДж.

Усі рослинні й тваринні організми складаються з тих самих елементів, що і тіла неживої природи, але в іншому співвідношенні. В клітинах знайдено близько 90 елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва. Найбільше (98%) у клітинах водню, кисню, вуглецю і азоту. Вміст калію, натрію, кальцію, магнію, заліза, сірки, фосфору і хлору в клітинах складає десяті та соті частки відсотка (їх називають макроелементи), а цинку, міді, йоду, фтору, брому, срібла і т.д. - ще менше (табл. 2.).

Таблиця 2. Вміст хімічних елементів у клітині

Елементи	Кількість (у%)	Елементи	Кількість (у%)
Кисень	65-75	Кальцій	0,04-2,00
Вуглець	15-18	Магній	0,02-0,03
Водень	8-Ю	Натрій	0,02-0,03
Азот	1,5-3	Залізо	0,01-0,015
Фосфор	0,20-1,00	Цинк	0,0003
Калій	0,15-0,4	Мідь	0,0002
Сірка	0,15-0,2	Йод	0,0001
Хлор	0,05-0,10	Фтор	0,0001

Елементи, вміст яких не перевищує в клітині 0,01%, називаються мікроелементами. Однак це не означає, що вони менш потрібні організмові, ніж інші. Встановлено, що за відсутності тих чи інших мікроелементів порушується обмін речовин між клітинами організму, а це призводить до різних захворювань. Усі хімічні елементи беруть участь у побудові організму у вигляді іонів або в складі молекул неорганічних чи органічних речовин. Серед неорганічних речовин важливе значення мають вода, мінеральні солі, кислоти, основи. Вода займає до 80 відсотків об'єму клітини і виступає в ній як внутрішній екологічний фактор - середовище, в якому знаходяться органоїди клітини, розчинник, каталізатор для реакцій обміну; створює електропровідність. В організмі вода виконує транспортну, провідну функцію, є регулятором температури. Вода в клітині перебуває у двох формах: вільній і зв'язаній. Завдяки зв'язаній воді клітина здатна витримувати низькі температури, її вміст у клітині приблизно 5%. 95% припадає на вільну воду, яка є прекрасним розчинником, а більшість хімічних реакцій проходять тільки в розчинах. Цікава і не до кінця вивчена властивість води зберігати інформацію. Очевидно, наші далекі предки знали про цю властивість, використовуючи воду при різних замовляннях.

Більшість неорганічних речовин у клітинах міститься у вигляді солей -або дисоційованих на іони, або в твердому стані. Вміст катіонів і аніонів у клітині відрізняється від їхньої концентрації в навколишньому середовищі і регулюється клітинною мембраною. При загибелі клітини концентрація речовин у середовищі та цитоплазмі вирівнюється. Органічні речовини становлять 20-30% маси клітини. До них належать білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири, жироподібні речовини, АТФ.