Функции живого вещества

Особенности живого вещества

Главным в учении Владимира Ивановича Вернадского о биосфере является понятие о живом веществе и его роли в биосферных процессах. Вернадский утверждал, что живое вещество представляет собой уникальное свойство биосферы, является геохимическим единством всего разнообразия рождающихся и умирающих организмов, которые существовали и существуют на Земле. Вернадский выявил особенности живого вещества и его функции в биосфере.

Свойства живого вещества как уникального явления природы проявляются в следующем:

  1. Несмотря на значительное различие в формах и размерах живых организмов, для живого вещества характерно одно общее свойство, которое проявляется в биосфере как физико-химическое единство.
  2. В живых организмах химические реакции протекают намного быстрее, чем в неживом веществе. Большая скорость достигается за счет участия в реакциях ферментов, обычно являющихся органическими веществами белковой природы. Химические реакции в живых организмах упорядочены и для их протекания не требуются жесткие условия (высокая температура, определенная концентрация веществ и др.).
  3. Химические связи, образующиеся в живом веществе, заключают в себе достаточно много энергии. Таким образом живое вещество — это своеобразный накопитель, а также трансформатор лучистой энергии космоса.
  4. Живое вещество подвижно, оно обеспечивает перенос вещества против сил неживой природы (силы тяжести, в горизонтальном направлении). Благодаря движению живое вещество заполняет собой все доступные для жизни среды. Такое «растекание» живого вещества называют давлением жизни. Перемещаясь, живое переносит органические вещества и накопленную в себе солнечную энергию. Вернадский выделял две формы движения живого вещества: пассивную (за счет роста и размножения организмов) и активную (возникающую в результате перемещения организмов). Активная форма движения живого выражается в движении живых организмов.
  5. По сравнению с косным, живое вещество характеризуется намного большим морфологическим и химическим разнообразием. Кроме того, живое вещество постоянно обновляется с помощью размножения, предусматривающего смену поколений.
  6. Живое вещество на протяжении эволюции выполняет геологическую работу, в результате которой возрастает биологическая масса, разнообразие форм жизни, изменяется среда обитания. Все это приводит к изменению физико-химических свойств биосферы.
  7. Живое вещество биосферы представлено в нем в виде дискретных объектов — отдельных живых организмов. Однако организмы не обособлены друг от друга. Особи одного вида живут в популяциях. Популяции разных видов совместно образуют биоценозы. Внутри биоценозов организмы связаны между собой в первую очередь пищевыми цепочками.
  8. Для живого вещества характерно эволюционное развитие.

Благодаря своим особенным свойствам живое вещество представляет собой мощную геологическую силу, своей активностью преобразующую биосферу.

Функции живого вещества в биосфере

Вернадский описал свойства живого вещества, указал как оно воздействует на геологические процессы в биосфере, также он выявил геохимические функции живого вещества. Он распределил функции живого вещества по пяти группам: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические функции человека. Описывая эти группы, Вернадский особое внимание уделял биохимической функции. Он писал: «В отличие от первых трех групп, четвертая группа — биохимические функции — резко отличается тем, что центр ее действия находится не во внешней среде... а внутри организмов... внутри тел живого вещества, связан с их жизнью и смертью».

Позже другие ученые расширили перечень функций живого вещества, хотя все они еще не отражают полностью многообразие его свойств.

Энергетическая функция живого вещества подразумевает поглощение солнечной энергии при фотосинтезе. При этом происходит запасание энергии в химических связях органических соединений. В дальнейшем энергия передается по цепям питания и разложения. В своем космическом проявлении живое вещество выступает как гигантский аккумулятор и уникальный трансформатор лучистой энергии Солнца.

Геохимическая функция предполагает вовлечение химических элементов Земли в живые организмы и возвращение этих веществ путем биогенной миграции атомов в окружающую среду: в воду, почву, атмосферу.

Концентрационная. Извлечение из окружающей среды и избирательное накопление химических элементов для построения тел живых организмов и вовлечение их в биологический круговорот веществ. Благодаря концентрационной функции живого произошло создание залежей полезных ископаемых: осадочных пород, нефти, углей, горючих сланцев и др.

Газовая функция живого вещества выражается в выделении свободного кислорода, а также переход его в озон; выделение свободного азота, сероводорода, метана и других газов при разложении живого вещества; поддержание на определенном уровне количества углекислого газа в атмосфере. Живое вещество сформировало современный состав атмосферы.

Деструктивная функция проявляется в разложении вещества и вовлечении его в биологический круговорот. Разрушая органику и разлагая минералы, живые организмы избирательно извлекают из них разнообразные химические элементы Земли и вовлекают их в биологический круговорот.

Средообразующая функция — это преобразование физико-химических параметров среды в процессе существования живого вещества. Организмы создают почву, участвуют в изменении климата, определяют своеобразие ландшафта. Перестройку общего лика Земли осуществляет человек.

Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести (по вертикали вверх) и в горизонтальном направлении (путем «растекания»).

Историческая. Эволюционное развитие многообразия живых форм и всего живого; организмов, видов, экосистем и биосферы в целом.

Самовоспроизводящая. Все живые организмы происходят только от живых организмов: клетка от клетки, живое только из живого.

Таким образом живое вещество является преобразователем среды и участником всех процессов биосферы. Причем эта деятельность живого проявляется не единично, а массово, постоянно и в огромных масштабах. По этому поводу В.И. Вернадский писал: «На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».

Огромную роль в преобразовании общего лика Земли выполняет человек.

Биосфера — космическое явление

В учении Вернадского о биосфере Земля предстает как маленькая частица гигантской Вселенной, крошечным оазисом, где закономерно создавались условия для возникновения и развития жизни, которую сама планета защищает от губительного жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Вернадский подчеркивал, что жизнь на Земле связана с концентрацией солнечной энергии, что живое вещество в форме зеленого растительного мира накапливает эту энергию, которая может сохраняться миллионы лет в виде различных топливно-сырьевых ресурсов (газа, нефти, торфа, угля и т. д.). Одновременно с процессом «собирательства» энергии Земля как открытая система обменивается энергией с космосом. Благодаря тому и другому происходит непрерывное изменение биосферы, ее эволюция, которая идет в сторону роста «свободной энергии биосферы», выражая тем самым наиважнейшую естественно-историческую закономерность развития живого на нашей планете. Термином «свободная энергия биосферы» Вернадский называл работу, совершаемую живым веществом Земли.