Wytłumaczenie procesów zachodzących na naszej planecie zajęło naukowcom wiele setek lat. Stopniowo gromadziła się wiedza, powiększał się materiał teoretyczny i merytoryczny. Dzisiaj ludziom udaje się znaleźć wytłumaczenie wielu zjawisk naturalnych, interweniować w ich przebieg, zmieniać lub kierować.
Jaką rolę odgrywa żywy świat we wszystkich mechanizmach natury również nie było od razu jasne. Jednak rosyjski filozof, biogeochemik V. I. Vernadsky zdołał stworzyć teorię, która stała się podstawą i tak pozostaje do dziś. To ona wyjaśnia, czym jest cała nasza planeta, jakie są relacje między wszystkimi jej uczestnikami. A co najważniejsze, to właśnie ta teoria odpowiada na pytanie o rolę żywych istot na planecie Ziemia. Nazwano ją teorią budowy biosfery Ziemi.
Biosfera i jej struktura
Naukowiec zaproponował nazwać biosferę całym obszarem żywych i nieożywionych, który jest w bliskim kontakcie i w wyniku wspólnegodziałalność przyczynia się do powstawania niektórych geochemicznych składników przyrody.
Oznacza to, że biosfera obejmuje następujące strukturalne części Ziemi:
- dolna część atmosfery do warstwy ozonowej;
- cała hydrosfera;
- górny poziom litosfery - gleba i warstwy poniżej, aż do wód gruntowych włącznie.
Oznacza to, że są to wszystkie te obszary, które mogą być zasiedlone przez żywe organizmy. Wszystkie z kolei reprezentują całkowitą biomasę, która nazywana jest żywą materią biosfery. Obejmuje to przedstawicieli wszystkich królestw natury, a także człowieka. Właściwości i funkcje żywej materii decydują o charakterystyce biosfery jako całości, gdyż to ona jest jej głównym składnikiem.
Jednak oprócz żywych istnieje kilka innych rodzajów substancji, które tworzą powłokę Ziemi, którą rozważamy. Są to:
- biogeniczny;
- obojętny;
- biokoks;
- radioaktywny;
- cosmic;
- wolne atomy i pierwiastki.
Wszystko razem, te rodzaje związków tworzą środowisko dla biomasy, warunki jej życia. Jednocześnie sami przedstawiciele królestw przyrody mają niebagatelny wpływ na powstawanie wielu rodzajów tych substancji.
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie wskazane składniki biosfery są całkowitą masą pierwiastków, które składają się na naturę. To oni wchodzą w ścisłe interakcje, realizując cykl energii, substancji, gromadząc i przetwarzając wiele związków. Podstawową jednostką jest żywa materia. Funkcje materii żywej są różne,ale wszystkie są bardzo ważne i niezbędne do utrzymania naturalnego stanu planety.
Założyciel doktryny biosfery
Ten, który stworzył pojęcie „biosfery”, rozwinął je, ustrukturyzował i w pełni ujawnił, posiadał niezwykłe myślenie, umiejętność analizowania i porównywania faktów i danych oraz wyciągania logicznych wniosków. W swoim czasie taką osobą stał się V. I. Vernadsky. Wielki człowiek, przyrodnik, akademik i naukowiec, założyciel wielu szkół. Jego prace stały się podstawowym fundamentem, na którym do dziś budowane są wszystkie teorie.
Jest twórcą wszelkiej biogeochemii. Jego zasługą jest stworzenie bazy mineralnej Rosji (wówczas ZSRR). Jego uczniami byli znani przyszli naukowcy z Rosji i Ukrainy.
Przewidywania Vernadsky'ego dotyczące dominującej pozycji ludzi w systemie organicznego świata i ewolucji biosfery w noosferę mają wszelkie powody, by się sprawdzić.
Żywa substancja. Funkcje żywej materii biosfery
Jak już wskazaliśmy powyżej, żywą materię rozpatrywanej skorupy Ziemi uważa się za całość organizmów należących do wszystkich królestw przyrody. Wśród wszystkich istoty ludzkie zajmują szczególną pozycję. Powodem tego były:
- stanowisko konsumenta, a nie produkcja;
- rozwój umysłu i świadomości.
Wszyscy inni przedstawiciele są żywą materią. Funkcje żywej materii zostały opracowane i wskazane przez Vernadsky'ego. Przypisał następującą rolę organizmom:
- Redoks.
- Destrukcyjny.
- Transport.
- Kształtowanie środowiska.
- Gaz.
- Energia.
- Informacyjne.
- Koncentracja.
Najbardziej podstawowe funkcje żywej materii biosfery to gaz, energia i redoks. Jednak reszta jest również ważna, zapewniając złożone procesy interakcji między wszystkimi częściami i elementami żywej powłoki planety.
Przyjrzyjmy się każdej z funkcji bardziej szczegółowo, aby zrozumieć, o co dokładnie chodzi i jaka jest istota.
Funkcja redoks żywej materii
Przejawia się w licznych biochemicznych przemianach substancji w każdym żywym organizmie. W końcu u każdego, od bakterii po duże ssaki, dochodzi do co drugiej reakcji. W rezultacie niektóre substancje zamieniają się w inne, niektóre rozkładają się na składniki.
Wynikiem takich procesów dla biosfery jest tworzenie się materii biogenicznej. Jakie związki można przytoczyć jako przykład?
- Skały węglanowe (kreda, marmur, wapień) - produkt życiowej aktywności mięczaków, wielu innych mieszkańców morskich i lądowych.
- Złogi krzemu są wynikiem wielowiekowych reakcji w muszlach zwierząt na dnie oceanu.
- Węgiel i torf są wynikiem przemian biochemicznych zachodzących w roślinach.
- Ropa i inne.
Dlatego reakcje chemiczne są podstawą do powstania wielu substancji użytecznych dla człowieka i przyrody. Taka jest funkcja żywej materii w biosferze.
Funkcja koncentracji
Jeżeli mówimy o ujawnieniu pojęcia tej roli substancji, to należy zwrócić uwagę na jej ścisły związek z poprzednią. Mówiąc najprościej, funkcja koncentracji żywej materii polega na gromadzeniu się w ciele pewnych pierwiastków, atomów, związków. W efekcie powstają właśnie skały, minerały i minerały wymienione powyżej.
Każde stworzenie jest w stanie gromadzić w sobie pewne związki. Jednak nasilenie tego jest inne dla każdego. Na przykład każdy gromadzi w sobie węgiel. Ale nie każdy organizm jest w stanie skoncentrować około 20% żelaza, tak jak robią to bakterie żelazowe.
Można podać kilka innych przykładów, które wyraźnie ilustrują tę funkcję żywej materii.
- Okrzemki, radiolariany - krzem.
- Rdzawe grzyby - manganowe.
- Roślina opuchnięta lobelia - chrom.
- Roślina Solanka - bor.
Oprócz pierwiastków, wielu przedstawicieli żywych istot jest zdolnych do tworzenia całych kompleksów substancji po śmierci.
Gazowa funkcja materii
Ta rola jest jedną z głównych. W końcu wymiana gazowa jest procesem tworzenia życia dla wszystkich istot. Jeśli mówimy o biosferze jako całości, to funkcja gazowa żywej materii zaczyna się od aktywności roślin, które w procesie fotosyntezy wychwytują dwutlenek węgla i uwalniają wystarczającą ilość tlenu.
Wystarczy na co? Za życie tych wszystkichstworzenia, które nie są w stanie samodzielnie go wyprodukować. A to wszystko zwierzęta, grzyby, większość bakterii. Jeśli mówimy o funkcji gazowej zwierząt, to polega ona na zużywaniu tlenu i uwalnianiu dwutlenku węgla do środowiska podczas oddychania.
To tworzy ogólny cykl leżący u podstaw życia. Naukowcy udowodnili, że przez wiele tysiącleci roślinom i innym żywym istotom udało się całkowicie zmodernizować i dostosować dla siebie atmosferę planety. Wydarzyło się co następuje:
- koncentracja tlenu stała się wystarczająca na całe życie;
- utworzyła się warstwa ozonowa, która chroni całe życie przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i ultrafioletowym;
- skład powietrza stał się tym, czego potrzebuje większość stworzeń.
Dlatego funkcja gazowa żywej materii biosfery jest uważana za jedną z najważniejszych.
Funkcja transportowa
Oznacza rozmnażanie i zasiedlanie organizmów na różnych terytoriach. Istnieją pewne prawa ekologiczne, które rządzą podstawową dystrybucją i transportem stworzeń. Według nich każdy osobnik zajmuje swoje własne środowisko. Istnieją również konkurencyjne relacje, które prowadzą do osadnictwa i rozwoju nowych terytoriów.
Zatem funkcjami żywej materii w biosferze są rozmnażanie i zasiedlanie z późniejszym tworzeniem nowych funkcji.
Destrukcyjna rola
To kolejna ważna funkcja charakterystyczna dla żywych stworzeń biosfery. Polega na zdolności do rozkładu na proste substancje po wygaśnięciu, czyli zatrzymaniu cyklu życia. Podczas życia organizmu działają w nim złożone cząsteczki. Kiedy następuje śmierć, rozpoczynają się procesy destrukturyzacji, rozpadu na proste części składowe.
Zajmuje się tym specjalna grupa stworzeń zwanych detritivores lub decomposers. Należą do nich:
- niektóre robaki;
- bakterie;
- grzyby;
- pierwotniaki i inne.
Funkcja kształtująca środowisko
Główne funkcje materii żywej byłyby niepełne, gdybyśmy nie wskazali na tworzenie się środowisk. Co to znaczy? Wskazaliśmy już, że żywe istoty w procesie ewolucji stworzyły dla siebie atmosferę. To samo zrobili ze środowiskiem.
Rozluźniając i nasycając ziemię związkami mineralnymi, materią organiczną, stworzyli żyzną warstwę nadającą się do życia - glebę. To samo można powiedzieć o składzie chemicznym wód oceanów i mórz. Oznacza to, że żywe istoty samodzielnie tworzą dla siebie środowisko życia. Tutaj manifestuje się ich funkcja środowiskotwórcza w biosferze.
Informacyjna rola materii żywej
Ta rola jest typowa dla organizmów żywych, a im bardziej jest rozwinięta, tym większą rolę pełni jako nośnik i procesor informacji. Żaden obiekt nieożywiony nie jest w stanie zapamiętać, „zapisać” w podświadomości, a następnie odtworzyć jakichkolwiek informacji. Tylko czujące istoty mogą to zrobić.
To nie jesttylko umiejętność mówienia i myślenia. Funkcja informacyjna implikuje zjawisko zachowywania i przekazywania pewnych zbiorów wiedzy i cech poprzez dziedziczenie.
Funkcja energetyczna
Energia jest najważniejszym źródłem energii, dzięki której istnieje żywa materia. Funkcje materii żywej przejawiają się przede wszystkim w zdolności przetwarzania energii biosfery na różne formy, od słonecznej po termiczną i elektryczną.
Nikt inny nie może gromadzić i zmieniać w ten sposób promieniowania słonecznego. Pierwszy link to oczywiście rośliny. To one pochłaniają światło słoneczne bezpośrednio na całej powierzchni zielonych części ciała. Następnie przekształcają ją w energię wiązań chemicznych dostępnych zwierzętom. Ci ostatni przekładają to na różne formy:
- termiczne;
- elektryczny;
- mechaniczne i inne.
