Živa zadeva. Funkcije žive snovi v biosferi
Zemeljska površina ne vsebuje močnejše, trajne, dinamične sile kot živi organizmi. Glede na doktrino žive snovi je tej lupini dodeljena kozmična funkcija, ki deluje kot vez med Zemljo in vesoljem. Sodelovanje v procesu fotosinteze, izmenjave in transformacije naravnih snovi, živo snov opravlja nepredstavljivo kemijsko delo.
Koncept žive snovi v I. I. Vernadsky
Koncept žive snovi je razvil znani znanstvenik V.I. Vernadsky, ki je biološko maso ločeno obravnaval med agregatom drugih vrst organskih snovi, ki tvorijo biosfero sveta. Po mnenju raziskovalca so živi organizmi zanemarljiv delež biosfere. Vendar pa njihova preživetja najbolj vplivajo na nastanek sveta.
V skladu s konceptom znanstvenika je živa snov biosfere sestavljena tako iz organske kot tudi iz organske anorganske snovi. Glavna značilnost žive snovi je prisotnost velikega energetskega potenciala. V smislu sproščanja proste energije v anorganskem okolju planeta z živo snovjo lahko primerjamo le tokove vulkanskih lav. Glavna razlika med neživo in živo snovjo je hitrost pretoka kemijskih reakcij, ki se v slednjem primeru dogaja milijone krat hitreje.
Na podlagi naukov profesorja Vernadskega se lahko prisotnost žive snovi v zemeljski biosferi manifestira v več oblikah:
- biokemična (sodelovanje pri izmenjavi kemikalij, nastanek geoloških lupin);
- mehanski (neposredni vpliv biomase na preoblikovanje materialnega sveta).
Biokemična oblika "dejavnosti" biomase planeta se kaže v kontinuiteti presnovo med okoljem in organizmi med prebavo hrane, telesne zgradbe. Mehanski učinek žive snovi na svet okoli nas je ciklično gibanje snovi v teku življenjske aktivnosti organizmov.
Biokemijska načela
Več znanstvenih trditev, znanih kot biokemična načela, nam omogočajo, da dobimo popolno sliko o »delovni obremenitvi«, ki jo živa snov opravlja v procesu svoje življenjske dejavnosti:
- gibanje atomov kemičnih snovi med biogeno migracijo vedno povzroča najvišje možne manifestacije;
- evolucijsko preoblikovanje vrst se giblje v smeri, ki vodi k povečanju migracije atomov elementov;
- obstoj biomase zaradi prisotnosti sončne energije;
- živa snov na planetu je zaprta v neprekinjen cikel izmenjave kemikalij s prostorskim okoljem.
Refleksija življenjske dejavnosti žive snovi na delovanje biosfere
Življenje je nastalo v obliki biosfere zaradi zmožnosti organske mase, da se razmnožuje, raste in razvija. Sprva je bila živa lupina planeta kompleksna organske snovi oblikovanje cikla elementov. Med razvojem in preoblikovanjem živih organizmov je živa snov pridobila sposobnost, da deluje ne le kot neprekinjen tok energije, temveč tudi kot kompleksen sistem.
Nove vrste organske lupine sveta ne najdejo samo svojih korenin v predhodnih oblikah. Njihov pojav je posledica pretoka določenih biogenih procesov v naravnem okolju, ki posledično vpliva na vse žive snovi, celice živih organizmov. Za vsako fazo evolucije biosfere so značilne izrazite spremembe v njeni materialni in energetski strukturi. Tako obstajajo novi sistemi inertne in žive snovi na planetu.
Naraščajoči vpliv biomase na spremembe v inertnih sistemih planeta je opazen v študiji vseh obdobij brez izjeme. Razlog za to je predvsem povečanje kopičenja sončne energije ter povečanje intenzivnosti in zmogljivosti biološkega cikla elementov. Spremembe v okolju vedno določajo nastanek novih kompleksnih oblik življenja.
Funkcije žive snovi v biosferi
Vernadsky je prvič obravnaval funkcije biomase pri pisanju slavnega dela z naslovom „Biosfera“. Tukaj znanstvenik identificira devet funkcij žive snovi: kisik, kalcij, plin, oksidacijo, redukcijo, destruktivno, koncentracijo, redukcijo, presnovo, dihanje.
Razvoj sodobnih konceptov o živi snovi v biosferi je privedel do znatnega zmanjšanja števila funkcij žive snovi in njihovega združevanja v nove skupine. O njih bomo razpravljali še naprej.
Energetske funkcije žive snovi
Če govorimo o energetskih funkcijah žive snovi, potem so le-te postavljene predvsem na rastline, ki imajo sposobnost fotosinteze in pretvorijo sončno energijo v različne organske spojine.
Tokovi energije, ki izhajajo iz sonca, so za rastline pravi dar elektromagnetne narave. Več kot 90% energije, ki vstopa v biosfero planeta, absorbira litosfera, atmosfera in hidrosfera ter neposredno sodeluje pri kemijskih procesih.
Funkcije žive snovi, ki so usmerjene v transformacijo energije z zelenimi rastlinami, so glavni mehanizem žive snovi. Brez procesov prenosa in kopičenja sončne energije bi bil razvoj življenja na planu vprašljiv.
Uničujoče funkcije živih organizmov
Sposobnost mineraliziranja organskih spojin, kemična razgradnja kamnin, mrtva organska snov in vključevanje mineralov v kroženje biomase - vse to so destruktivne funkcije žive snovi v biosferi. Glavna gonilna sila destruktivnih funkcij biosfere so bakterije, glive in drugi mikroorganizmi.
Mrtvi organske spojine razgradijo do stanja anorganskih snovi (voda, amoniak, ogljikov dioksid, metan, vodikov sulfid) in se vrnejo v prvotno kroženje snovi.
Poseben poudarek si zasluži destruktivni vpliv organizmov na skale. Zaradi kroženja snovi se zemeljska skorja polni z mineralnimi komponentami, ki se sproščajo iz litosfere. S sodelovanjem v razgradnji mineralov živi organizmi tako v kroženje biosfere vključujejo celoten kompleks najpomembnejših kemijskih elementov.
Funkcije koncentracije
Selektivno kopičenje snovi v naravi, njihova porazdelitev, cikel žive snovi - vse to tvori koncentracijske funkcije biosfere. Med najbolj aktivnimi koncentratorji kemičnih elementov je posebna vloga mikroorganizmov.
Konstrukcija skeletov posameznih članov živalskega sveta je posledica uporabe razpršenih mineralnih snovi. Osupljiv primer uporabe zgoščenih naravnih elementov so mehkužci, diatomeji in apnenčaste alge, korale, radiolarije, kremene spužve.
Funkcije plina
Osnova plinskih lastnosti žive snovi je porazdelitev plinastih snovi v živih organizmih. Glede na vrsto plinov, ki jih je treba pretvoriti, se razlikujejo različne funkcije plina:
- Oblikovanje kisika - obnova kisikove rezerve planeta v prosti obliki.
- Dioksid - nastajanje biogenih kislinskih ogljikov kot posledica dihanja predstavnikov živalskega sveta.
- Ozon - tvorba ozona, ki prispeva k zaščiti biomase pred uničujočimi učinki sončnega sevanja.
- Dušik - ustvarjanje prostega dušika pri razgradnji snovi organskega izvora.
Okoljske funkcije
Biomasa ima sposobnost preoblikovanja fizikalnih in kemijskih parametrov okolja, da se ustvarijo pogoji, ki ustrezajo potrebam živih organizmov. Kot primer lahko izpostavimo rastlinsko okolje, katerega vitalna dejavnost prispeva k povečanju vlažnosti zraka, uravnavanju površinskega odtoka in obogatitvi ozračja s kisikom. Delovanje okolja je do neke mere posledica vseh zgoraj navedenih lastnosti žive snovi.
Vloga človeka pri oblikovanju biosfere
Pojav človeka kot ločene vrste se je odrazil v nastanku revolucionarnega dejavnika v evoluciji biološke mase - zavestnega preoblikovanja okolice. Tehnični in znanstveni napredek ni le fenomen družbenega življenja človeka, ampak na nek način spada v naravne procese evolucije vseh živih bitij.
Človeštvo je od nekdaj spremenilo živo snov biosfere, kar je vplivalo na povečanje stopnje migracije atomov kemičnega okolja, na preobrazbo posameznih geosfer, na kopičenje energetskih tokov v biosferi, na spreminjanje videza Zemlje. Človek je trenutno ne samo kot vrsta, ampak tudi kot sila, ki lahko spremeni lupine planeta, kar je specifičen faktor evolucije.
Naravna želja po povečanju števila vrst je človeško vrsto pripeljala do aktivne uporabe obnovljivih in neobnovljivih virov biosfere, energetskih virov, snovi, ki so zakopane v ovojnice planeta. Represija posameznih članov živalskega sveta iz naravnih habitatov, uničevanje vrst za potrošniške namene in antropogena transformacija okoljskih parametrov - vse to pomeni izginotje najpomembnejših elementov biosfere.