Naučnicima je trebalo mnogo stotina godina da objasne procese koji se odvijaju na našoj planeti. Znanje se postepeno akumuliralo, teorijski i činjenični materijal rasli. Danas ljudi uspijevaju pronaći objašnjenje za mnoge prirodne pojave, intervenirati u njihov tok, promijeniti ili usmjeriti.
Koju ulogu živi svijet igra u svim mehanizmima prirode također nije bilo odmah jasno. Međutim, ruski filozof, biogeohemičar V. I. Vernadsky uspio je stvoriti teoriju koja je postala osnova i takva ostaje do danas. Ona je ta koja objašnjava šta je čitava naša planeta, kakvi su odnosi između svih učesnika na njoj. I što je najvažnije, upravo ova teorija daje odgovor na pitanje o ulozi živih bića na planeti Zemlji. Zvala se teorija strukture Zemljine biosfere.
Biosfera i njena struktura
Naučnik je predložio da se biosferom nazove čitavo područje živog i neživog, koje je u bliskom kontaktu i kao rezultat zajedničkogaktivnost doprinosi formiranju određenih geohemijskih komponenti prirode.
To jest, biosfera uključuje sljedeće strukturne dijelove Zemlje:
- donji dio atmosfere do ozonskog omotača;
- cijela hidrosfera;
- gornji nivo litosfere - tlo i slojevi ispod, do i uključujući podzemne vode.
Odnosno, to su sve one oblasti koje su u stanju da budu naseljene živim organizmima. Svi oni, zauzvrat, predstavljaju ukupnu biomasu, koja se naziva živom materijom biosfere. To uključuje predstavnike svih carstava prirode, kao i čovjeka. Svojstva i funkcije žive materije su odlučujuće u karakterizaciji biosfere u celini, jer je ona njena glavna komponenta.
Međutim, pored živih, postoji još nekoliko vrsta supstanci koje čine ljusku Zemlje koju razmatramo. Ovo su kao:
- biogeni;
- inertno;
- biocoke;
- radioaktivan;
- kosmički;
- slobodni atomi i elementi.
Sve zajedno, ove vrste jedinjenja čine okruženje za biomasu, životne uslove za nju. Istovremeno, sami predstavnici kraljevstva prirode imaju značajan uticaj na formiranje mnogih vrsta ovih supstanci.
Uopšteno govoreći, sve naznačene komponente biosfere su ukupna masa elemenata koji zbrajaju prirodu. Oni su ti koji ulaze u bliske interakcije, provode ciklus energije, tvari, akumuliraju i obrađuju mnoge spojeve. Osnovna jedinica je živa materija. Funkcije žive materije su različite,ali svi su veoma važni i neophodni za održavanje prirodnog stanja planete.
Osnivač doktrine biosfere
Onaj koji je stvorio koncept "biosfere", razvio ga, strukturirao i potpuno otkrio, posjedovao je izvanredno razmišljanje, sposobnost analiziranja i upoređivanja činjenica i podataka i donošenja logičnih zaključaka. U svoje vrijeme, V. I. Vernadsky je postao takva osoba. Veliki čovjek, prirodnjak, akademik i naučnik, osnivač mnogih škola. Njegovi radovi postali su osnovni temelj na kojem su do sada izgrađene sve teorije.
On je tvorac cijele biogeohemije. Njegova zasluga je stvaranje baze mineralnih sirovina Rusije (tada SSSR). Njegovi učenici bili su poznati budući naučnici iz Rusije i Ukrajine.
Predviđanja Vernadskog o dominantnom položaju ljudi u sistemu organskog svijeta i o tome da biosfera evoluira u noosferu imaju sve razloge da se ostvare.
Živa tvar. Funkcije žive materije biosfere
Kao što smo već ranije naznačili, smatra se da je živa materija razmatrane ljuske Zemlje ukupnost organizama koji pripadaju svim carstvima prirode. Ljudska bića zauzimaju poseban položaj među svima. Razlozi za to su bili:
- pozicija potrošača, a ne proizvodnja;
- razvoj uma i svijesti.
Svi ostali predstavnici su živa materija. Funkcije žive materije razvio je i ukazao Vernadsky. On je organizmima dodijelio sljedeću ulogu:
- Redox.
- Destruktivno.
- Transport.
- Okruženje-formiranje.
- Gas.
- Energija.
- Informativno.
- Koncentracija.
Najosnovnije funkcije žive materije biosfere su gas, energija i redoks. Međutim, ostalo je takođe važno, pružajući složene procese interakcije između svih delova i elemenata žive ljuske planete.
Pogledajmo svaku od funkcija detaljnije da shvatimo šta se tačno misli i šta je suština.
Redoks funkcija žive materije
Manifestuje se u brojnim biohemijskim transformacijama supstanci unutar svakog živog organizma. Uostalom, kod svih, od bakterija do velikih sisara, postoje reakcije svake sekunde. Kao rezultat, neke supstance se pretvaraju u druge, neke se raspadaju u komponente.
Rezultat takvih procesa za biosferu je formiranje biogene materije. Koja se jedinjenja mogu navesti kao primjer?
- Karbonatne stene (kreda, mermer, krečnjak) - proizvod vitalne aktivnosti mekušaca, mnogih drugih morskih i kopnenih stanovnika.
- Naslage silikona rezultat su vekovnih reakcija u školjkama i školjkama životinja na dnu okeana.
- Ugalj i treset su rezultat biohemijskih transformacija koje se dešavaju kod biljaka.
- Ulje i ostalo.
Stoga, hemijske reakcije su osnova za stvaranje mnogih supstanci korisnih za čoveka i prirodu. Ovo je funkcija žive materije u biosferi.
Funkcija koncentracije
Ako govorimo o razotkrivanju koncepta ove uloge supstance, onda treba istaći njenu blisku vezu sa prethodnom. Jednostavno rečeno, koncentracijska funkcija žive tvari je akumulacija unutar tijela određenih elemenata, atoma, spojeva. Kao rezultat, formiraju se upravo gore spomenute stijene, minerali i minerali.
Svako stvorenje je sposobno da akumulira neka jedinjenja u sebi. Međutim, težina ovoga je različita za svakoga. Na primjer, svako akumulira ugljik u sebi. Ali nije svaki organizam u stanju da koncentriše oko 20% gvožđa, kao što to rade bakterije gvožđa.
Može se dati još nekoliko primjera koji jasno ilustruju ovu funkciju žive materije.
- Dijatomeji, radiolarije - silicijum.
- Gljive rđe - mangan.
- Nabujala biljka lobelije - hrom.
- Soljanka biljka - bor.
Pored elemenata, mnogi predstavnici živih bića su sposobni da formiraju čitave komplekse supstanci nakon odumiranja.
Plinska funkcija materije
Ova uloga je jedna od glavnih. Na kraju krajeva, razmjena plinova je proces koji stvara život za sva bića. Ako govorimo o biosferi u cjelini, tada plinovita funkcija žive tvari počinje djelovanjem biljaka, koje u procesu fotosinteze hvataju ugljični dioksid i oslobađaju dovoljnu količinu kisika.
Za šta dovoljno? Za život svih njihstvorenja koja to nisu sposobna sama proizvesti. A to su sve životinje, gljive, većina bakterija. Ako govorimo o plinovitoj funkciji životinja, onda se ona sastoji u potrošnji kisika i oslobađanju ugljičnog dioksida u okolinu tokom disanja.
Ovo stvara opšti ciklus koji je u osnovi života. Naučnici su dokazali da su tokom mnogo milenijuma biljke i druga živa bića uspjela potpuno modernizirati i prilagoditi atmosferu planete za sebe. Desilo se sljedeće:
- koncentracija kiseonika je postala dovoljna za život;
- formiran je ozonski omotač koji štiti sav život od štetnog kosmičkog i ultraljubičastog zračenja;
- sastav zraka je postao ono što je većini stvorenja potrebno.
Stoga se gasna funkcija žive materije biosfere smatra jednom od najvažnijih.
Transportna funkcija
Podrazumijeva razmnožavanje i naseljavanje organizama na različitim teritorijama. Postoje određeni ekološki zakoni koji regulišu osnovnu distribuciju i transport stvorenja. Prema njima, svaki pojedinac zauzima svoje stanište. Postoje i konkurentski odnosi koji dovode do naseljavanja i razvoja novih teritorija.
Dakle, funkcije žive materije u biosferi su reprodukcija i naseljavanje sa naknadnim formiranjem novih karakteristika.
Destruktivna uloga
Ovo je još jedna važna funkcija koja je karakteristična za živa bića u biosferi. Sastoji se u sposobnosti razlaganja na jednostavne tvari nakon odumiranja, odnosno zaustavljanja životnog ciklusa. Dok organizam živi, u njemu su aktivni složeni molekuli. Kada nastupi smrt, počinju procesi destrukturiranja, dezintegracije na jednostavne sastavne dijelove.
Ovo provodi posebna grupa stvorenja koja se zovu detritivores ili razlagači. Ovo uključuje:
- neki crvi;
- bacteria;
- fungi;
- protozoa i drugi.
Funkcija formiranja okoline
Glavne funkcije žive materije bile bi nepotpune da ne naznačimo formiranje okruženja. Šta to znači? Već smo istakli da su živa bića u procesu evolucije stvorila atmosferu za sebe. Isto su uradili i sa okolinom.
Rahtavajući i zasićući zemlju mineralnim jedinjenjima, organskom materijom, stvorili su plodan sloj pogodan za život - tlo. Isto se može reći i o hemijskom sastavu vode okeana i mora. Odnosno, živa bića samostalno formiraju životnu sredinu za sebe. Tu se manifestuje njihova funkcija formiranja životne sredine u biosferi.
Informativna uloga žive materije
Ova uloga je tipična za žive organizme, i što je više razvijena, to je veća uloga kao nosioca i obrađivača informacija. Niti jedan neživi objekt nije u stanju zapamtiti, "snimiti" u podsvijest i naknadno reproducirati informacije bilo koje vrste. Samo živa bića to mogu učiniti.
Ovo nijesamo sposobnost govora i razmišljanja. Informacijska funkcija podrazumijeva fenomen očuvanja i prenošenja određenih skupova znanja i osobina naslijeđem.
Energetska funkcija
Energija je najvažniji izvor moći, zahvaljujući kojoj postoji živa materija. Funkcije žive materije se manifestuju prvenstveno u sposobnosti prerade energije biosfere u različite oblike, od solarnih do termičkih i električnih.
Niko drugi ne može tako akumulirati i promijeniti zračenje Sunca. Prva veza ovdje su, naravno, biljke. Upravo oni upijaju sunčevu svjetlost direktno na cijelu površinu zelenih dijelova tijela. Zatim je pretvaraju u energiju hemijskih veza koja je dostupna životinjama. Potonji ga prevode u različite oblike:
- termalni;
- električni;
- mehanički i drugi.
