Жива речовина концепції. Жива речовина біосфери

Щоб пояснити процеси, що здійснюються в межах нашої планети, вченим знадобилося багато сотень років. Поступово накопичувалися знання, зростав теоретичний та фактологічний матеріал. Сьогодні людям вдається знайти пояснення багатьом природним явищам, втрутитися у їх протікання, змінити чи направити.

Те, яку роль переважають у всіх механізмах природи грає живий світ, було ясно не відразу. Однак російський філософ, біогеохімік В. І. Вернадський зумів створити теорію, яка стала основою і залишається такою досі. Саме вона пояснює, що являє собою вся наша планета, які в ній взаємозв'язки між усіма учасниками. І найголовніше, саме ця теорія відповідає на питання про роль живих істот на планеті Земля. Вона отримала назву теорії про Землю.

Біосфера та її структура

Біосферою вчений запропонував називати всю ту область живого та неживого, яка перебуває у тісному контакті та в результаті спільної діяльності сприяє формуванню певних геохімічних компонентів природи.

Тобто біосферу входять такі структурні частини Землі:

• нижня частина атмосфери до озонового шару;
• вся гідросфера;
• верхній рівень літосфери - ґрунт і нижче розташовані шари, до ґрунтових вод включно.

Тобто це всі ті області, які можуть заселятися живими організмами. Всі вони, у свою чергу, є сукупною біомасою, яка носить назву живої речовини біосфери. Сюди належать представники всіх царств природи, і навіть людина. Властивості та функції живої речовини є визначальними при характеристиці біосфери загалом, оскільки саме вона – основний її компонент.

Однак крім живого, виділяють ще кілька типів речовин, що становлять оболонку Землі, яку ми розглядаємо. Це такі, як:

• біогенне;
• відстале;
• біокісне;
• радіоактивне;
• космічне;
• вільні атоми та елементи.

Всі разом ці види сполук і формують довкілля для біомаси, умови життя для неї. У цьому представники царств природи самі впливають формування багатьох видів перелічених речовин.

В цілому, всі зазначені компоненти біосфери є сукупною масою елементів, що складають природу. Саме вони вступають у тісні взаємодії, здійснюючи кругообіг енергії, речовин, накопичуючи та переробляючи багато сполук. Основна ж одиниця – жива речовина. Функції живої речовини різні, але дуже важливі і необхідні підтримки природного стану планети.

Засновник вчення про біосферу

Той, хто створив поняття "біосфера", розвинув його, структурував і повністю розкрив, мав неабияке мислення, здатність аналізувати і зіставляти факти і дані і робити логічні висновки. Такою людиною свого часу став В. І. Вернадський. Велика людина, дослідник природи, академік і вчений, засновник багатьох шкіл. Його праці стали базовою основою, де будуються всі теорії досі.

Він є творцем усієї біогеохімії. Його нагородою є створення мінерально-сировинної бази Росії (тоді СРСР). Його учнями були відомі у майбутньому вчені Росії та України.

Прогнози Вернадського про чільне становище людей системі органічного світу про те, що біосфера еволюціонує в ноосферу, мають підстави справдитися.

Жива речовина. Функції живої речовини біосфери

Як ми вже позначали вище, живою речовиною вважається вся сукупність організмів, що належать до всіх царств природи. Особливе становище серед усіх займають люди. Причинами цього стали:

• споживча позиція, а не продукуюча;
• розвиток розуму та свідомості.

Всі інші представники – це жива речовина. Функції живої речовини були розроблені та вказані Вернадським. Він відводив таку роль організмам:

1. Окисно-відновна.
2. Деструктивна.
3. Транспортні.
4. Середоутворююча.
5. Газова.
6. Енергетична.
7. Інформаційна.
8. Концентраційна.

Найголовніші функції живої речовини біосфери - газова, енергетична та окислювально-відновна. Однак і решта теж є важливими, що забезпечують складні процеси взаємодії між усіма частинами та елементами живої оболонки планети.

Розглянемо кожну з функцій докладніше, щоб зрозуміти, що саме мається на увазі й у чому суть.

Окисно-відновна функція живої речовини

Виявляється у численних біохімічних перетвореннях речовин усередині кожного живого організму. Адже у всіх, починаючи з бактерій і закінчуючи великими ссавцями, відбуваються щомиті реакції. У результаті одні речовини перетворюються на інші, якісь розпадаються на складові.

Результатом таких процесів для біосфери є формування біогенної речовини. Які сполуки можна навести як приклад?

1. Карбонатні породи (крейда, мармур, вапняки) - продукт життєдіяльності молюсків, багатьох інших морських та наземних мешканців.
2. Поклади кремнієвих порід - результат багатовікових реакцій, що у панцирях і раковинах тварин океанського дна.
3. Вугілля та торф – результат біохімічних перетворень, що відбуваються з рослинами.
4. Нафта та інші.

Тому хімічні реакції - це основа створення багатьох корисних людині та природі речовин. У цьому полягає функції живої речовини в біосфері.

Концентраційна функція

Якщо говорити про розкриття поняття даної ролі речовини, слід вказати на її близьку спорідненість з попередньою. Простіше кажучи, концентраційна функція живої речовини полягає у накопиченні всередині тіла тих чи інших елементів, атомів, сполук. В результаті відбувається формування тих самих гірських порід, корисних копалин та мінералів, про які згадувалося вище.

Накопичувати в собі якісь сполуки здатна кожна істота. Однак для всіх ступінь виразності цього різний. Наприклад, усі накопичують у собі вуглець. Але далеко не кожен організм здатний концентрувати близько 20% заліза, як це роблять залізобактерії.

Можна навести ще кілька прикладів, що чітко ілюструють цю функцію живої речовини.

1. Діатомові водорості, радіолярії – кремній.
2. - Марганець.
3. Рослина лобелія здута – хром.
4. Рослина солянка – бір.

Крім елементів, багато представників живих істот здатні після відмирання формувати цілі комплекси речовин.

Газова функція речовини

Ця роль одна з основних. Адже газообмін – життєтворчий процес для всіх істот. Якщо говорити про біосферу в цілому, то газова функція живої речовини починається з діяльності рослин, які вловлюють діоксид вуглецю і виділяють достатню кількість кисню.

Достатня для чого? Для життя всіх істот, які не здатні виробляти його самостійно. А це всі тварини, гриби, більшість бактерій. Якщо ж говорити про газову функцію тварин, то вона полягає у споживанні кисню та виділенні в навколишнє середовище вуглекислого газу в процесі дихання.

Так створюється загальний кругообіг, що лежить в основі життя. Вченими доведено, що за багато тисячоліть рослини та інші живі істоти зуміли повністю модернізувати та підлаштувати під себе атмосферу планети. Сталося таке:

• концентрація кисню стала достатньою для життя;
• сформувався який захищає все живе від згубного космічного та ультрафіолетового випромінювання;
• склад повітря став таким, який необхідний більшості істот.

Тому газова функція живої речовини біосфери і вважається однією з найголовніших.

Транспортна функція

Має на увазі під собою розмноження та розселення організмів по різних територіях. Існують певні екологічні закони, яким підкоряються основи поширення та транспортування істот. Відповідно до них, кожна особина займає свій ареал проживання. Існують і конкурентні взаємини, які призводять до заселення та освоєння нових територій.

Таким чином, функції живої речовини в біосфері – це розмноження та розселення з подальшим формуванням нових ознак.

Деструктивна роль

Це ще одна важлива функція, що характерна для живих істот біосфери. Полягає вона здатність розпадатися на прості речовини після відмирання, тобто зупинки життєвого циклу. Поки організм живе, у ньому активні складні молекули. Коли настає смерть, розпочинаються процеси деструктуризації, розпаду на прості складові.

Це здійснюється спеціальною групою істот, які називаються детритофагами або редуцентами. До них відносяться:

• деякі хробаки;
• бактерії;
• грибки;
• найпростіші та інші.

Середоутворююча функція

Основні функції живої речовини були б неповними, якби ми не вказали середовище. Що це означає? Ми вже вказували на те, що живі істоти у процесі еволюції створили собі атмосферу. Те саме вони зробили і з навколишнім середовищем.

Розпушуючи і насичуючи землю мінеральними сполуками, органікою, вони створили собі придатний життя родючий шар - грунт. Те саме можна сказати і про хімічний склад води океанів та морів. Тобто живі істоти самостійно формують собі середовища життя. У цьому і проявляється їх функція в середовищі в біосфері.

Інформаційна роль живої речовини

Ця роль характерна саме для живих організмів, причому чим більш він розвинений, тим більшу роль як носій і переробник інформації виконує. Жоден неживий предмет не здатний запам'ятовувати, "записувати" на підсвідомості та відтворювати надалі інформацію будь-якого роду. Це можуть робити лише живі істоти.

Йдеться не лише про здатність говорити та мислити. Інформаційна функція має на увазі явище збереження та передачі певних наборів знань та ознак у спадок.

Енергетична функція

Енергія – це найголовніше джерело сили, за рахунок якого існує жива речовина. Функції живої речовини виявляються насамперед у здатності переробляти енергію біосфери у різні форми, починаючи з сонячної та закінчуючи тепловою та електричною.

Більше ніхто так акумулювати та змінювати випромінювання від Сонця не може. Першою ланкою тут стоять, звісно, ​​рослини. Саме вони поглинають сонячне світло безпосередньо всією поверхнею зелених. Потім перетворять його в енергію хімічних зв'язків, доступну для тварин. Останні ж переводять її у різні форми:

• теплову;
• електричну;
• механічну та інші.

Характеристики живої речовини

До складу живої речовини входять як органічні (в хімічному сенсі), так і неорганічні, або мінеральні речовини. Вернадський писав:

Маса живої речовини порівняно мала і оцінюється величиною 2,4-3,6 10 12 т (у сухій вазі) і становить менше 10 -6 маси інших оболонок Землі. Але це одна з наймогутніших геохімічних сил нашої планети.

Жива речовина розвивається там, де може існувати життя, тобто на перетині атмосфери, літосфери та гідросфери. В умовах, не сприятливих для існування, жива речовина перетворюється на стан анабіозу.

Специфіка живої речовини полягає в наступному:

1. Жива речовина біосфери характеризується величезною вільною енергією. У неорганічному світі за кількістю вільної енергії з живою речовиною можна порівняти лише недовговічні незастиглі лавові потоки.
2. Різка відмінність між живою та неживою речовиною біосфери спостерігається у швидкості перебігу хімічних реакцій: у живій речовині реакції йдуть у тисячі та мільйони разів швидше.
3. Відмінною особливістю живої речовини є те, що складові її індивідуальні хімічні сполуки – білки, ферменти тощо – стійкі лише в живих організмах (значною мірою це характерно і для мінеральних сполук, що входять до складу живої речовини).
4. Довільний рух живої речовини, значною мірою саморегульований. В. І. Вернадський виділяв дві специфічні форми руху живої речовини: а) пасивну, яка створюється розмноженням та властива як тваринам, так і рослинним організмам; б) активну, що здійснюється за рахунок спрямованого переміщення організмів (вона характерна для тварин та меншою мірою для рослин). Живому речовині також властиве прагнення заповнити собою весь можливий простір.
5. Жива речовина виявляє значно більшу морфологічну та хімічну різноманітність, ніж неживу. Крім того, на відміну від неживої абіогенної речовини, жива речовина не буває представлена ​​виключно рідкою або газовою фазою. Тіла організмів побудовані у всіх трьох фазових станах.
6. Жива речовина представлена ​​у біосфері як дисперсних тіл – індивідуальних організмів. Причому, будучи дисперсною, жива речовина ніколи не знаходиться на Землі у морфологічно чистій формі – у вигляді популяцій організмів одного виду: вона завжди представлена ​​біоценозами.
7. Жива речовина існує у формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому сучасна жива речовина генетично пов'язана з живою речовиною минулих епох. При цьому характерною для живої речовини є наявність еволюційного процесу, тобто відтворення живої речовини відбувається не за типом абсолютного копіювання попередніх поколінь, а шляхом морфологічних та біохімічних змін.

Значення живої речовини

Робота живої речовини в біосфері досить різноманітна. За Вернадським, робота живої речовини в біосфері може виявлятися у двох основних формах:

а) хімічної (біохімічної) - І рід геологічної діяльності; б) механічної – ІІ рід транспортної діяльності.

Біогенна міграція атомів I роду проявляється у постійному обміні речовини між організмами та навколишнім середовищем у процесі побудови тіла організмів, перетравлення їжі. Біогенна міграція атомів II роду полягає в переміщенні речовини організмами в ході його життєдіяльності (при будівництві нір, гнізд, при заглибленні організмів у ґрунт), переміщенні живої речовини, а також пропускання неорганічних речовин через шлунковий тракт ґрунтоїдів, ілоєдів, фільтраторів.

Для розуміння тієї роботи, яку здійснює жива речовина в біосфері, дуже важливими є три основні положення, які В. І. Вернадський назвав біогеохімічними принципами:

1. Біогенна міграція атомів хімічних елементів у біосфері завжди прагне максимального прояву.
2. Еволюція видів у ході геологічного часу, що призводить до створення стійких у біосфері форм життя, йде у напрямі, що посилює біогенну міграцію атомів.
3. Жива речовина знаходиться в безперервному хімічному обміні з космічним середовищем, що його оточує, і створюється і підтримується на нашій планеті променистою енергією Сонця.

Виділяють п'ять основних функцій живої речовини:

1. Енергетична. Полягає в поглинанні сонячної енергії при фотосинтезі, а хімічної енергії – шляхом розкладання енергонасичених речовин та передачі енергії харчовим ланцюгом різнорідної живої речовини.
2. Концентраційна. Виборче накопичення під час життєдіяльності певних видів речовини. Виділяють два типи концентрацій хімічних елементів живою речовиною: а) масове підвищення концентрацій елементів у середовищі, насиченому цими елементами, наприклад, сірки та заліза багато в живій речовині в районах вулканізму; б) специфічну концентрацію тієї чи іншої елемента незалежно від середовища.
3. Деструктивна. Полягає в мінералізації необіогенної органічної речовини, розкладанні неживої неорганічної речовини, залученні речовин, що утворилися в біологічний кругообіг.
4. Середоутворююча. Перетворення фізико-хімічних параметрів середовища (переважно за рахунок необіогенної речовини).
5. Транспортна. Харчові взаємодії живої речовини призводять до переміщення величезних мас хімічних елементів і речовин проти тяжкості і в горизонтальному напрямку.

Жива речовина охоплює та перебудовує всі хімічні процеси біосфери. Жива речовина є найпотужнішою геологічною силою, що росте з ходом часу. Віддаючи належне пам'яті великого основоположника вчення про біосферу, наступне узагальнення А. І. Перельман запропонував назвати «законом Вернадського»:

«Міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється або за безпосередньою участю живої речовини (біогенна міграція) або ж вона протікає в середовищі, геохімічні особливості якого (О 2 , СО 2 , H 2 S і т. д.) переважно обумовлені живою речовиною як тим, що нині населяє цю систему, і тим, що діяло Землі протягом всієї геологічної історії».

Примітки

Див. також

Література

• Про функції живої речовини у біосфері // Вісник РАН. 2003. Т. 73. № 3. С.232-238

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Жива речовина" в інших словниках:

Сукупність у біосфері живих організмів, їх біомаси. Характеризується специфічним хімічним складом (переважають Н, С, N, 02, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ca), величезною біомасою (80 100 · 109 т сухої органічні речовини) та енергією. Екологічний словник

Сукупність живих організмів біосфери, чисельно виражена в елементарному хімічному складі, масі та енергії. Поняття введено В. І. Вернадським у його вченні про біосферу та роль живих організмів у кругообігу речовин та енергії в природі … Великий Енциклопедичний словник

Сукупність живих організмів біосфери, чисельно виражена в елементарному хімічному складі, масі та енергії. Поняття введено В. І. Вернадським у його вченні про біосферу та роль живих організмів у кругообігу речовин та енергії в природі. * * *… … Енциклопедичний словник

1) сукупність живих організмів біосфери, чисельно виражена в елементарному хімічному складі, масі та енергії. Термін введений В. І. Вернадським. Ж. ст. пов'язане з біосферою матеріально та енергетично за допомогою… … Велика Радянська Енциклопедія

Сукупність живих організмів біосфери, чисельно виражена в елементарному хімічному. складі, масі та енергії. Поняття введено В. І. Вернадським у його вченні про біосферу та роль живих організмів у кругообігу та енергії в природі … Природознавство. Енциклопедичний словник

Жива речовина- у концепції В. І. Вернадського сукупність живих організмів біосфери (рослин, тварин, комах та ін., включаючи людство), чисельно виражена в елементарному хімічному складі, масі та енергії. Початки сучасного природознавства

жива речовина- 1. Сукупність живих організмів біосфери, які мають упорядкований обмін речовин. 2. Складний молекулярний агрегат із керуючою системою, що містить механізм передачі спадкової інформації. E. Living substance D. Lebendiger Stoff, … Тлумачний уфологічний словник з еквівалентами англійською та німецькою мовами

За В. І. Вернадським (1940), сукупність організмів одного і того ж виду (видова однорідна жива речовина) або раси (расова однорідна жива речовина). Екологічний енциклопедичний словник. Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської... Екологічний словник

Однією з центральних ланок концепції біосфери є вчення про живу речовину. Досліджуючи процеси міграції атомів у біосфері, В. І. Вернадський підійшов до питання генези (походження, виникнення) хімічних елементів у земній корі, а після цього і до необхідності пояснити стійкість сполук, з яких складаються організми. Аналізуючи проблему міграції атомів, він дійшов висновку, що “ніде немає органічні сполуки, незалежні від живої речовини”. Пізніше він формулює поняття “живої речовини”: “Жива речовина біосфери є сукупність її живих організмів… Я називатиму сукупність організмів, зведених до їхньої ваги, хімічного складу та енергії, живою речовиною”. Головне призначення живої речовини та її невід'ємний атрибут – накопичення вільної енергії у біосфері. Звичайна геохімічна енергія живої речовини виробляється насамперед шляхом розмноження.

Наукові ідеї В. І. Вернадського про живу речовину, про космічність життя, про біосферу і перехід її в нову якість - ноосферу своїм корінням сягають в 19-початок 20 ст., Коли філософи і дослідники природи зробили перші спроби осмислити роль і завдання людини в спільній еволюції Землі. Саме їхніми зусиллями людина розпочала свій поступ до вершин природної еволюції живого, поступово займаючи екологічну нішу, відведену їй природою.

У 30-ті роки В. І. Вернадський із загальної маси живої речовини виділяє людство як його особливу частину. Таке відокремлення людини від усього живого стало можливим із трьох причин. По-перше, людство не виробником, а споживачем біогеохімічної енергії. Така теза вимагала перегляду геохімічних функцій живої речовини у біосфері. По-друге, маса людства, виходячи з даних демографії, не є постійною кількістю живої речовини. І, по-третє, його геохімічні функції характеризуються не масою, а виробничою діяльністю. Характер засвоєння людством біогеохімічної енергії визначаються розумом людини. З одного боку, людина – це кульмінація несвідомої еволюції, “продукт” спонтанної діяльності природи, з другого – основоположник нового, розумно спрямованого етапу самої еволюції.

Які ж характерні риси притаманні живій речовині?Насамперед це величезна вільна енергія. У процесі еволюції видів біогенна міграція атомів, тобто енергія живої речовини біосфери, збільшилася у багато разів і продовжує зростати, бо жива речовина переробляє енергію сонячних випромінювань, атомну енергію радіоактивного розпаду та космічну енергію розсіяних елементів, що надходять з нашої Галактики. Живій речовині властива також висока швидкість протікання хімічних реакцій у порівнянні з неживою речовиною, де схожі процеси йдуть у тисячі і мільйони разів повільніше. Наприклад, деякі гусениці на добу можуть переробити їжі в 200 разів більше, ніж важать самі, а одна синиця за день з'їдає стільки гусениць, скільки важить сама

Для живої речовини характерно те, що складові його хімічні сполуки, найголовнішими з яких є білки, є стійкими тільки в живих організмах. Після завершення процесу життєдіяльності вихідні живі органічні речовини розкладаються до складових хімічних частин. Жива речовина існує на планеті у формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому генетично, що знову утворилося, пов'язане з живою речовиною минулих епох. Це головна структурна одиниця біосфери, що визначає й інші процеси поверхні земної кори. Для живої речовини характерною є наявність еволюційного процесу. Генетична інформація будь-якого організму зашифрована у кожній його клітині. В. І. Вернадський класифікував живу речовину на одноріднеі неоднорідне.Перше в його уявленні – це родова, видова речовина тощо, а друга представлена ​​закономірними сумішами живих речовин. Це ліс, болото, степ, тобто біоценоз. Характеризувати живу речовину вчений пропонував на основі таких кількісних показників, як хімічний склад, середня вага організмів та середня швидкість заселення ними поверхні земної кулі.

В. І. Вернадський наводить середні цифри швидкості «передачі життя біосфері». Час захоплення даним видом усієї поверхні нашої планети у різних організмів може бути виражений наступними цифрами (добу):

Бактерія холери 1,25

Інфузорія 10,6 (максимум)

Діатомові 16,8 (максимум)

Зелений 166-183 (середнє)

планктон

Комахи 366

Риби 2159 (максимум)

Квіткові рослини 4076

Птахи (кури) 5600-6100

Ссавці:

дика свиня 37600

слон індійський 376000

Життя на нашій планеті існує в неклітинній та клітинній формах.

Неклітинна форма жива речовина представлена ​​вірусами, які позбавлені дратівливості та власного синтезу білка. Найпростіші віруси складаються лише з білкової оболонки та молекули ДНК або РНК, що становить серцевину вірусу. Іноді віруси виділяють на особливе царство живої природи – Vira. Вони можуть розмножуватися лише всередині певних живих клітин. Віруси поширені в природі і є загрозою для всього живого. Поселяючись у клітинах живих організмів, вони викликають їхню смерть. Описано близько 500 вірусів, що вражають теплокровних хребетних, та близько 300 вірусів, що знищують вищі рослини. Більше половини хвороб людини зобов'язані своїм розвитком найдрібнішим вірусам (вони у 100 разів менше за бактерії). Це поліомієліт, віспа, грип, інфекційний гепатит, жовта лихоманка та ін.

Клітинні форми життя представлені прокаріотами та еукаріотами. До прокаріотів належать різні бактерії. Еукаріоти – це всі вищі тварини та рослини, а також одноклітинні та багатоклітинні водорості, гриби та найпростіші.

Величезною заслугою В. І. Вернадського є обґрунтування нового змісту уявлень про живу речовину. Живою речовиною Вернадський називав «сукупність організмів, зведених до їхньої ваги, хімічного складу та енергії». Жива речовина за своєю масою є нікчемною частиною біосфери. Якщо вся жива речовина Землі рівномірно розподілити її поверхні, воно покриє нашу планету шаром товщиною 2 див. Проте саме живе речовина, на думку У. І. Вернадського, виконує провідні функції у формуванні земної кори.

Жива речовина має ряд специфічних властивостей:

1. Жива речовина характеризується величезною вільною енергією.

2. У живій речовині хімічні реакції протікають у тисячі (іноді й у мільйони) разів швидше, ніж у неживій речовині. Тому для характеристики змін у живій речовині користуються поняттям історичного, а в відсталій речовині – геологічного часу.

3. Хімічні сполуки, що входять до складу живої речовини (ферменти, білки та ін.), стійкі лише у живих організмах.

4. Живому речовині властиво довільне рух – пасивне, зумовлене зростанням і розмноженням, і активне – як спрямованого переміщення організмів. Перше є властивістю всіх живих організмів, друге характерне для тварин і в окремих випадках – для рослин.

5. Для живої речовини характерно набагато більше хімічної та морфологічної різноманітності, ніж для неживої.

6. Жива речовина у біосфері Землі перебуває у вигляді дисперсних тіл – індивідуальних організмів. Розміри та маса живих організмів сильно коливаються (діапазон більше 109).

7. Жива речовина виникає тільки з живого і існує на Землі у формі безперервного чергування поколінь.

Живі організми у межах біосфери розподілені дуже нерівномірно. На великій висоті та глибинах гідросфери та літосфери організми зустрічаються досить рідко. Життя зосереджено головним чином поверхні землі, грунті і поверхневому шарі Світового океану.

В. І. Вернадський виділив дві форми концентрації живої речовини: життєві плівки, що займають величезні площі, та згущення життя, представлені невеликими площами (наприклад, ставок). Вся решта біосфери є зоною розрядження живої речовини.

В океані можна виділити дві життєві плівки – планктонну та донну, що знаходяться на межі розділу фаз. Планктонна лежить на межі атмосфери та гідросфери, донна – на межі гідросфери та літосфери. Згущення життя в океані розрізняють трьох типів: прибережні, саргасові та рифові.

На суші також є різні форми концентрації життя. Верхня плівка життя на суші – наземна, розташована на межі атмосфери та літосфери. Під нею знаходиться грунтова плівка життя, що є складною системою, населеною величезною кількістю бактерій, найпростіших та інших представників живих організмів.

Згущення життя представлені на суші береговими, заплавними та тропічними формами.

Важлива закономірність спостерігається у співвідношенні видового складу живих організмів Землі. Рослини становлять 21% від загальної кількості видів, утворюючи 99% загальної біомаси. Серед тварин 96% видів представлені безхребетними і лише 4% – хребетні, з яких лише 10% – ссавці.

Таким чином, організми, які стоять на відносно низькому рівні еволюційного розвитку, у кількісному відношенні значно переважають.

Маса живої речовини дуже мала порівняно з масою неживої речовини і складає всього 0,01-0,02% від відкісної речовини біосфери. У той самий час живе речовина грає чільну роль геохімічних процесах. Щорічно завдяки життєдіяльності рослин та тварин відтворюється близько 10 % біомаси. Живою речовиною у біосфері виконуються важливі функції:

1. Енергетична функція – поглинання сонячної енергії та енергії при хемосинтезі, подальша передача енергії харчовим ланцюгом.

2. Концентраційна функція – вибіркове накопичення певних хімічних речовин.

3. Середоутворююча функція - перетворення фізико-хімічних параметрів середовища.

4. Транспортна функція – перенесення речовин у вертикальному та горизонтальному напрямках.

5. Деструктивна функція – мінералізація необіогенної речовини, розкладання неживої неорганічної речовини.

Живі організми здійснюють міграцію хімічних елементів у біосфері у процесі дихання, харчування, обміну речовин та енергії.

Головна функція біосфери полягає у забезпеченні кругообігу хімічних елементів, що виражається в циркуляції речовин між атмосферою, ґрунтом, гідросферою та живими організмами.

Маса живої речовини становить лише 0,01% маси всієї біосфери. Тим не менш, жива речовина біосфери – це її головний компонент.

Найбільша концентрація життя у біосфері спостерігається на межах зіткнення земних оболонок: атмосфери та літосфери (поверхня суші), атмосфери та гідросфери (поверхня океану), і особливо на межах трьох оболонок – атмосфери, гідросфери та літосфери (прибережні зони). Ці місця найбільшої концентрації життя В.І. Вернадський назвав "плівками життя". Вгору та вниз від цих поверхонь концентрація живої матерії зменшується.

Всі системи, що вивчаються екологією, включають біотичні компоненти, що у сумі утворюють живу речовину.

Термін "жива речовина" введений у літературу В. І. Вернадським, під яким він розумів сукупність всіх живих організмів, виражену через масу, енергію та хімічний склад. Життя Землі – найвидатніший процес її поверхні, одержує цілющу енергію Сонця і вводить у рух майже всі хімічні елементи таблиці Менделєєва.

За сучасними оцінками, загальна маса живої речовини у біосфері становить близько 2400 млрд. Тонн (табл.).

Таблиця Загальна маса живої речовини у біосфері

Маса живої речовини поверхні континентів у 800 разів перевищує біомасу Світового океану. На поверхні континентів рослини різко переважають за масою над тваринами. В океані ми спостерігаємо зворотне співвідношення: 93,7% біомаси моря припадає на тварин. Це пов'язано головним чином про те, що у морському середовищі є найбільш сприятливі умови харчування тварин. Найдрібніші рослинні організми, що становлять фітопланктон і мешкають у освітленій зоні морів і океанів, швидко поїдаються морськими тваринами і, таким чином, перехід органічних речовин з рослинної форми в тварину різко зрушує біомасу у бік переважання тварин.

Вся жива речовина за своєю масою займає мізерне місце в порівнянні з будь-якою з верхніх геосфер земної кулі. Наприклад, маса атмосфери більша у 2150, гідросфери – у 602000, а земної кори – у 1670000 разів.

Однак за своїм активним впливом на довкілля жива речовина займає особливе місце і якісно різко відрізняється від інших неорганічних природних утворень, що входять до складу біосфери. Насамперед, це пов'язано з тим, що живі організми завдяки біологічним каталізаторам (ферментам) роблять, за словами академіка Л.С. Берга, з фізико-хімічної точки зору, щось неймовірне. Наприклад, вони здатні фіксувати у своєму тілі молекулярний азот атмосфери при звичайних для природного середовища значеннях температури та тиску.

У промислових умовах зв'язування атмосферного азоту до аміаку (NH 3) вимагає температури близько 500 про З і тиску 300-500 атмосфер. У живих організмах кілька порядків збільшуються швидкості хімічних реакцій у процесі обміну речовин.

В.І. Вернадський у зв'язку з цим назвав живу речовину формою надзвичайно активованої матерії.

До основних унікальних особливостей живої речовини, що зумовлює його високу перетворюючу діяльність, можна віднести:

1. Здатність швидко займати вільний простір що пов'язано як з інтенсивним розмноженням, так і зі здатністю організмів інтенсивно збільшувати поверхню свого тіла або утворених ними угруповань ( повсюдність життя ).

2. Рух не лише пасивний (під дією сили тяжіння) , але й активне. Наприклад, проти течії води, сили тяжіння, руху повітряних потоків.

3. Стійкість за життя і швидке розкладання після смерті (включення у кругообіги), зберігаючи при цьому високу фізико-хімічну активність.

4. Висока пристосовність (адаптація) до різних умов і у зв'язку з цим освоєння не тільки всіх середовищ життя (водного, наземно-повітряного, ґрунтового), а й вкрай важких за фізико-хімічними параметрами.

5. Феноменально висока швидкість протікання хімічних реакцій . Вона на кілька порядків значніша, ніж у неживій природі. Про це можна судити за швидкістю переробки речовини організмами у процесі життєдіяльності. Наприклад, гусениці деяких комах переробляють за день кількість речовини, яка у 100 – 200 разів перевищує вагу їхнього тіла.

6. Висока швидкість оновлення живої речовини . Підраховано, що в середньому для біосфери вона становить близько 8 років (для суші 14 років, а для океану, де переважають організми з коротким періодом життя – 33 дні).

7. Різноманітність форм, розмірів та хімічних варіантів , що значно перевищує багато контрастів у неживій, закісній речовині.

8. Індивідуальність (У світі немає однакових видів і навіть особин).

Усі перелічені та інші властивості живої речовини обумовлюються концентрацією у ньому великих запасів енергії. В.І. Вернадський зазначав, що з енергетичної насиченості з живою речовиною може змагатися лише лава, що утворюється при виверженні вулканів

Функції живої речовини. Усю діяльність живої речовини в біосфері можна, з певною часткою умовності, звести до кількох основних функцій, які дозволяють значно доповнити уявлення про його перетворюючу біосферно-геологічну діяльність.

1. Енергетична . Ця одна з найважливіших функцій пов'язана із запасанням енергії в процесі фотосинтезу, передачею її по ланцюгах живлення та розсіюванням у навколишньому просторі.

2. Газова – пов'язана зі здатністю змінювати та підтримувати певний газовий склад довкілля та атмосфери в цілому.

3. Окисно-відновна - пов'язана зі зростанням під впливом живої речовини інтенсивності процесів як окислення та відновлення.

4. Концентраційна – здатність організмів концентрувати у своєму тілі розсіяні хімічні елементи, підвищуючи їх вміст кілька порядків, проти навколишнім середовищем, а тілі окремих організмів – в мільйони раз. Результат концентраційної діяльності – поклади горючих копалин, вапняки, рудні родовища тощо.

5. Деструктивна – руйнування організмами та продуктами їхньої життєдіяльності, у тому числі і після їх смерті, як самих залишків органічної речовини, так і відсталих речовин. Основний механізм цієї функції пов'язаний з кругообігом речовин. Найбільш істотну роль цьому відношенні виконують нижчі форми життя – гриби, бактерії (деструктори, редуценти).

6. Транспортна – перенесення речовини та енергії внаслідок активної форми руху організмів. Часто таке перенесення здійснюється на колосальні відстані, наприклад, при міграціях та кочівлях тварин.

7. Середоутворююча . Ця функція значною мірою є результатом спільної дії інших функцій. З нею, зрештою, пов'язане перетворення фізико-хімічних параметрів середовища. Цю функцію можна розглядати в широкому і вужчому планах. У широкому розумінні результатом цієї функції є все природне середовище. Вона створена живими організмами, вони ж і підтримують у відносно стабільному стані її параметри практично у всіх геосферах. У вужчому плані середоутворююча функція живої речовини проявляється, наприклад, в освіті та збереження ґрунтів від руйнування (ерозії), в очищенні повітря та вод від забруднень, у посиленні живлення джерел ґрунтових вод тощо.

8. Розсіювальна функція, протилежна концентраційній. Вона проявляється через трофічну (поживну) та транспортну діяльність організмів. Наприклад, розсіювання речовини при виділенні організмами екскрементів, загибелі організмів при різноманітних переміщеннях у просторі, зміні покривів.

9. Інформаційна функція живої речовини виявляється у тому, що живі організми та його спільноти накопичують інформацію, закріплюють їх у спадкових структурах і передають наступним поколінням. Це один із проявів адаптаційних механізмів.

Незважаючи на величезну різноманітність форм, вся жива речовина фізико-хімічно єдина . І в цьому полягає один із основних законів усього органічного світу – закон фізико-хімічної єдності живої речовини. З нього випливає, що немає такого фізичного або хімічного агента, який був би згубним для одних організмів і абсолютно нешкідливим для інших. Різниця лише кількісна – одні організми чутливіші, інші менш, одні пристосовуються швидше, інші повільніше. У цьому пристрій йде під час природного відбору, тобто. рахунок загибелі тих індивідів, які змогли адаптуватися до нових умов.

Таким чином, біосфера являє собою складну динамічну систему, що здійснює уловлювання, накопичення та перенесення енергії шляхом обміну речовин між живою речовиною та навколишнім середовищем.