Свойства и функции живого вещества

Строение и границы биосферы

Биосфера имеет определенные границы. Она занимает нижнюю часть атмосферы, верхние слои литосферы и всю гидросферу. Границы биосферы в большой степени условны.

Лимитирующим фактором развития жизни в атмосфере служит наличие капель воды и положительных температур, а также твердых аэрозолей, поднимающихся с поверхности земли. На высоте 22-24 км от поверхности Земли наблюдается максимальная концентрация озона – озоновый экран. Озон образуется из кислорода воздуха под действием солнечной радиации (O₂ → O₃). Озоновый экран отражает губительные для живых организмов космические излучения и частично ультрафиолетовые лучи.

Жизнь в океанах достигает их дна. Живые организмы встречаются даже на глубине более 11 км, где температура воды около 200°С, но из-за высокого давления вода не кипит. Ниже, в базальтах, жизнь едва ли возможна.

Проникновение жизни в глубь литосферы ограничено высокими температурами земных недр и наличием жидкой влаги, Нижняя граница жизни по литосфере практически не опускается глубже 3-4, максимум 6-7 км на суше и не более 1-2 км ниже дна океана.

1. Способность быстро занимать все свободное пространство. В.И. Вернадский назвал это всюдностью жизни.

2. Движение не только пассивное, но и активное.

3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты веществ).

4. Высокая приспособительная способность (адаптация) к различным условиям и в связи с этим освоение не только всех сред жизни (водной, наземно-воздушной, почвенной, организменной), но и крайне трудных по физико-химическим параметрам условий.

5. Феноменально высокая скорость протекания реакций.

6. Высокая скорость обновления живого вещества.

Все перечисленные и другие свойства живого вещества обусловливаются концентрацией в нем больших запасов энергии. По В.И. Вернадскому, по энергетической насыщенности с живым веществом может соперничать только лава, образующаяся при извержении вулканов.

Центральное звено в концепции Вернадского о биосфере – представление о живом веществе как огромной геологической (биогеохимической) силе. Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества:

1. Энергетическая (биохимическая) – связывание и запасание солнечной энергии в органическом веществе и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества.

2. Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.

3. Концентрационная – «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них атомов биогенных химических элементов.

4. Окислительно-восстановительная – окисление и восстановление различных веществ с помощью живых организмов.

5. Деструктивная – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности.

6. Транспортная.

7. Средообразующая – преобразование физико-химических параметров среды.

8. Рассеивающая.

9. Информационная – накопление живыми организмами определенной информации, закрепление ее в наследственных структурах и передача последующим поколениям.

10. Биогеохимическая деятельность человека – превращение и перемещение веществ биосферы в результате человеческой деятельности.