2017-11-30
2474
Основная масса живого вещества сложена из 23 химических элементов. Главных из них шесть: углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор. Затем следуют элементы: калий, натрий, литий, кальций, магний, барий, железо, никель, медь, цинк, алюминий, хлор, йод, бор, фтор.
Живая материя (живое вещество) состоит из нескольких групп биомолекул сходного строения: белки, углеводы, липиды (жиры), а также лигнин высших растений. Элементный состав её компонентов заметно варьирует (табл. 6.1).
Таблица 6.1
Элементный состав компонентов живого вещества и нефти, %
| Вещество | С | Н | О | N | S |
| Белки | 50–55 | – | 19,5–24 | 15–19 | – |
| Углеводы | 40–45 | 6,1–6,6 | 50–53 | – | – |
| Лигнин | 62–69 | 4,5–6,5 | – | – | |
| Липиды | 72–79 | 11–13 | 10–12 | – | – |
| Нефть | 13,5 | 0,7 | 0,3 | 0,5 |
Комбинируя вышеназванные элементы, природа создала всё разнообразие животного и растительного царства – полтора миллиона различных видов живых организмов: жуков – 100 тыс. видов. На втором месте моллюски и бабочки, затем осы, пчелы, муравьи, мухи, раки и пауки. Рыб тоже немало – 20 тыс. видов, птиц – около 9 тыс. видов.
Живое вещество при всём его разнообразии физико-химически едино, потому что имеет общие эволюционные корни. Это утверждение можно считать законом биологии. Из этого закона следует, что нет такого физического или химического фактора, который был бы гибельным для одних организмов и абсолютно безвреден для других организмов. Разница лишь количественная (табл. 6.2).
Таблица 6.2
Величина поглощенной дозы γ-излучения, при которой через 30 дней погибает 50% организмов
| Организм | Доза облучения, Гр | Организм | Доза облучения, Гр |
| Овцы | Птицы, рыбы | ||
| Люди | Насекомые | ||
| Крысы | Змеи |
Живое вещество является энергетическим посредником между Солнцем и Землей. Его количество определяет энергетическое состояние планеты. В.И.Вернадский заметил, что количество живого вещества на Земле в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа.
И ещё одно следствие закона единства живого вещества: общее видовое разнообразие в биосфере есть константа, то есть в среднем число нарождающихся видов равно числу вымирающих. Процесс вымирания видов был неизбежен из-за изменения условий жизни на планете. Причем вид не исчезает в одиночку, вместе с ним уходят порядка десяти других видов. На их место согласно правилам экологического дублирования приходят другие виды, особенно в управляющем звене экосистем – среди консументов.
Закон толерантности: существование, распространенность и распределение видов живых организмов в экосистеме определяется двумя уровнями физических и химических факторов – верхним и нижним уровнями толерантности видов. Отдельные особи большой популяции могут иметь различающиеся диапазоны толерантности из-за различий в генетическом строении (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Диапазон толерантности популяции организмов по отношению к температуре среды
Многие организмы способны в какой-то мере менять толерантность к температуре, если условия будут меняться постепенно. Это полезное защитное свойство называется акклиматизацией. Но существует некий пороговый уровень толерантности, превышение которого может повлечь за собой фатальный исход. Пороговый эффект объясняет, почему многие проблемы окружающей среды возникают неожиданно, хотя они копились долгое время. Как правило, мы замечаем возникшую проблему, когда начинается массовая гибель леса после длительного воздействия на него загрязнителей. К тому времени мы опаздываем на 10–20 лет, чтобы предотвратить трагедию.
Любой фактор, тормозящий рост популяции видов в экосистеме, называется лимитирующим фактором. Примерами лимитирующих факторов для наземных экосистем являются температура, вода, свет и почвенные питательные вещества. В водных экосистемах такими факторами являются солёность и содержание растворенного кислорода.
