Элементный состав компонентов живого вещества

Состав биосферы

Понятия кларков. Общие закономерности геохимического круговорота. ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Лекция № 1-2

Биосфера — сфера жизни живого вещества — это сложная оболочка Земли, включающая в себя всю гидросферу и те облас­ти тропосферы и литосферы, в которых постоянно или периоди­чески имеет место жизненный цикл.

Термин «биосфера» был предложен Э. Зюссом, но подлин­ным создателем учения о биосфере был В.И. Вернадский, впервые обосновавший роль живого вещества в истории верхних оболочек Земли — литосферы, гидросферы, тропосферы, — подчер­кивая исключительно многогранную роль биоса в различных гео­логических процессах.

В.И. Вернадский особое внимание обратил на то, что основная роль ОВ не в его количестве (массу современного живого вещества он определил в десятки триллионов тонн — п-10¹³ т), а в необычайно широкой распространенности, «повсюдности», в ис­ключительной биохимической активности, способности приводить в различные формы движения массы химических элементов, концентрируя и рассеивая их, и, главное, что поле деятельности (иного вещества распространяется еще шире — после своей смерти оно продолжает во многом определять ход геохимических процессов.

Необходимо обратить внимание, что в понятие живое вещество В.И. Вернадский вкладывал и его «энергию». Живое ве­щество состоит из нескольких компонентов или групп биомолемеровсходного строения: белки, углеводы, липиды (или жиры) и близкиеим соединения панлипоидины, в высших растениях еще наделяется лигнин.

	С			S(O+N+S)
Вещество	Н	О	N	S
Белки	50-55		19,5-24	15-19
Углеводы	40-44,7	6,1-6,6	49,5-53
Лигнин	62-69	4,5-6,5	-30
Липиды	72-79	11-13	10-12
Нефть	85,3	13,5	0,7	0,3	0,5

Белки — важнейшие компоненты живого вещества, входящие в состав клеточной ткани и участвующие в процессах биосинтеза. Белки — это сложные полимеры, построенные индивидуальными аминокислотами. Простые белки — протеины — состоят только из аминокислот; сложные белки — протеиды — помимо аминокис­лот содержат другие структурные элементы. Большинство белков состоят из 20 аминокислот (аланин, глицин, лейцин и др.). Белки - основной источник азота в ОВ.

Углеводы слагают большую часть растительного живого ве­щества. Название этой группы соединений определяется соотно­шением в молекуле кислорода и водорода таким же, как у воды; молекулярная формула C_n(H₂O)_m. Углеводы являются либо аль­дегидами, либо кетонами, присутствуют также и гидроксильные группы. Углеводы делятся на две большие группы: мономер­ные — моносахариды С₆Н₁₂О₆ (глюкоза), С₅Н₁₀О₅ (фруктоза) и полимерные — продукты конденсации моносахаридов — полиса­хариды, наиболее распространенными представителями которых в природе являются целлюлоза (клетчатка) и хитин, азотсодержа­щий полисахарид. Углеводы легко потребляются микроорганиз­мами, небольшая их часть сохраняется в осадке.

Лигнин — под этим названием объединяют инкрустирующие вещества, совместно с клетчаткой образующие древесную ткань высших растений. Он относится к числу наиболее стабильных компонентов живого вещества. В основе химической структуры лигнина лежат ароматические кольца, обычно не синтезируемые животными, но широко распространенные в тканях растений.

Липиды. Из всех компонентов живого вещества наибольший интерес с точки зрения нефтеобразования представляют липиды, липоиды и родственные им полимерные соединения, названные панлипоидинами (Гусева, Лейфман, Вассоевич, 1976). Они являют­ся обязательной составной частью всех клеток живых организ­мов.

По традиции липидами называют соединения живого вещества, не растворимые в воде, но растворимые в органических раство­рителях. К липидам относятся животные жиры, растительные масла, воски.

Природные жиры, или простые липиды - химическом отношении принадлежат к сложным эфирам. Жирные кислоты в природных жирах характеризуются четным числом как насыщен­ных, так и ненасыщенных атомов в молекуле состава C14 – C18. Наиболее распространены жирные кислоты — пальмитиновая С₁₆Н₃₂О₂, стеариновая С₁₈Н₃₆О₂, олеиновая С₁₈Н₃₄О₂, линолиевая С₁₈Н₃₂О₂.

Воски в отличие от жиров представляют собой сложные эфиры карбоновых кислот C₁₆—С₂₆ и одноатомных спиртов. Наиболее высокое содержание восков характерно для выс­ших растений. Они выполняют в организме защитные функции благодаря большой устойчивости к химическому и биохимичес­кому воздействию.

Фосфолипиды, слагающие стенки клеточных мембран, отно­сят к сложным липидам. Они отличаются от простых липидов присутствием остатка фосфорной кислоты.