Биота планеты Земля

Все живое вещество по своей массе, хотя и занимает ничтожное место по сравнению с любой из верхних геосфер земного шара, по современным оценкам равна 2420 млрд. тонн:

• Масса, в т Сравнение

• Живое вещество … 2,4х1012 1

• Атмосфера………….5,2х1015 2146

• Гидросфера…………1,5х1018 602500

• Земная кора…………2,8х1019 1670000

Но: по своему активному воздействию на окружающую среду качественно резко отличается от других неорганических природных образований биосферы.

Условия существования живого вещества:

1. достаточное количество СО₂ и О₂;

2. достаточное количество Н₂О (обязательно в жидкой фазе!)

3. благоприятный термический режим (белки, ферменты существуют лишь при определенных температурах)

4. наличие «прожиточного min» минерального питания

5. солёность водной среды (концентрация свыше 270г/л)

Особенность жизни заключается не только в ускорении химических реакций в живом веществе, но в том, что некоторые реакции вне организма вообще не происходят при нормальных температурах и давлении.

Л.С.Берг (советский зоолог и географ) писал: «Организмы осуществляют нечто с физической точки невероятное». Так жиры и углеводы окисляются в организме при t ~ 37⁰C, а вне его – при t ~ 400-500^oC. Синтез аммиака из молекулярного азота в промышленных условиях осуществляют при t^o ~ 500^оС и Р =300-350 атм. А микроорганизмы без труда проводят эту реакцию при нормальных t и Р.

Это возможно благодаря катализаторам – ферментам. Они действуют очень специализированно. Фермент и вещество, подверженное его действию, подходят как ключ к замку. Для протекания химических процессов достаточно их ничтожного количества. Так во всём мире не наберётся и 10кг – нитрогеназы – фермента, используемого организмами для синтеза азота.

Биосфера – глобальная система со «входом» и «выходом». Вход – энергия, вещество, выход – продукты деятельности живого вещества, которые ускользнули из биотического круговорота иногда на многие миллионы лет (выход в геологию).

Саморегуляция биосферы обеспечивается живыми организмами. Это позволяет считать биосферу централизованной кибернетической системой.

Под таким названием объединяют системы, в которых один элемент (или подсистема) играют доминирующую роль в функционировании системы в целом.

Этот элемент называют ведущей частью или центром системы. Живые организмы играют роль такого центра.

Например, реки ежегодно выносят в Мировой океан 1,5 млн.т. СаСО₃, а солевой состав океана не меняется, так как организмы используют эти карбонаты для построения скелетов, а после отмирания карбонаты осаждаются на дно.

Согласно закону необходимого разнообразия Эшби кибернетическая система только тогда обладает устойчивостью для блокирования внешних и внутренних возмущений, если имеет достаточное внутреннее разнообразие. (Сейчас в биосфере около 2млн. видов живых организмов, а всего было не менее 1млрд).