כדי להסביר את התהליכים ב-מעבר לכוכב הלכת שלנו, מדענים ארכו מאות שנים רבות. הידע הצטבר בהדרגה, וחומר תיאורטי ועובדתי צמח. כיום אנשים מצליחים למצוא הסבר לתופעות טבע רבות, להתערב במהלך שלהם, לשנות או לכוון.
איזה תפקיד בכל מנגנוני הטבע ממלאגם עולם החי לא היה ברור מייד. עם זאת, הפילוסוף הרוסי, הביוגיוכמיסט V.I. ורנאדסקי הצליח ליצור תיאוריה שהפכה לבסיס ונשארת כך עד היום. היא זו שמסבירה מה הכוכב כולו שלנו, מהם מערכות היחסים בו בין כל המשתתפים. והכי חשוב, התיאוריה הזו היא שעונה על השאלה לגבי תפקידם של יצורים חיים בכדור הארץ. זה נקרא תיאוריית מבנה הביוספרה של כדור הארץ.
הביוספרה, הציע המדען לקרוא לכל זהאזור של חיים ואינם חיים, שנמצא בקשר הדוק וכתוצאה מפעילות משותפת תורם להיווצרותם של מרכיבים גיאוכימיים מסוימים בטבע.
כלומר, החלקים המבניים הבאים של כדור הארץ נכנסים לביוספרה:
כלומר, כל אלה תחומים המסוגליםמיושב על ידי אורגניזמים חיים. כולם, בתורם, מייצגים את הביומסה הכוללת, המכונה החומר החי של הביוספרה. זה כולל נציגים של כל ממלכות הטבע, כמו גם האדם. תכונותיו ותפקידיו של חומר חי מכריעים באפיון הביוספרה כולה, מכיוון שהוא בדיוק המרכיב העיקרי שלה.
עם זאת, בנוסף לחיות, ישנם עוד כמה סוגים של חומרים המרכיבים את מעטפת כדור הארץ הנחשבת. אלה הם כגון:
יחד נוצרים סוגים אלו של תרכובותסביבה לביומסה, תנאי חיים עבורה. יחד עם זאת, נציגי ממלכות הטבע עצמם משפיעים באופן משמעותי על היווצרותם של סוגים רבים של חומרים אלה.
באופן כללי, כל המרכיבים המצוינים בביוספרההם המסה הכוללת של יסודות המוסיפים טבע. הם אלה שמקשרים אינטראקציות הדוקות, מבצעים מחזור של אנרגיה, חומרים, מצטברים ומעבדים תרכובות רבות. היחידה הבסיסית היא חומר חי. תפקידי החומר הם שונים, אך כולם חשובים ונחוצים מאוד לשמירה על מצבו הטבעי של הפלנטה.
זה שיצר את המושג "ביוספרה", פיתח אותו,מובנה ונחשף במלואו, היה בעל חשיבה יוצאת דופן, יכולת לנתח ולהשוות עובדות ונתונים ולהסיק מסקנות הגיוניות. אדם כזה בתקופתו היה ו 'ורנאדסקי. אדם נהדר, חוקר טבע, אקדמאי ומדען, מייסד בתי ספר רבים. עבודותיו הפכו להיות הבסיס הבסיסי עליו עדיין בנויות כל התיאוריות.
הוא יוצר כל הביוגיוכימיה. הכשרון שלו הוא יצירת בסיס המשאבים המינרליים של רוסיה (אז ברית המועצות). תלמידיו היו מדענים עתידיים מרוסיה ואוקראינה.
תחזיותיו של ורנאדסקי לגבי מיקומם הדומיננטי של אנשים במערכת העולמית האורגנית וכי הביוספרה מתפתחת לנוספרה יש כל סיבה להתגשם.
כפי שצייננו לעיל, חומר חיהקליפה הנחשבת של כדור הארץ נחשבת למכלול האורגניזמים השייכים לכל ממלכות הטבע. תפקיד מיוחד בקרב כולם תופס אנשים. הסיבות לכך היו:
כל שאר הנציגים הם חומר חי. תפקידי החומר החיים פותחו והצביעו על ידי ורנאדסקי. את התפקיד הבא הוא הקצה לאורגניזמים:
הפונקציות הבסיסיות ביותר של החומר החי של הביוספרה -גז, אנרגיה וחמצון. עם זאת, השאר חשובים גם הם, ומספקים תהליכי אינטראקציה מורכבים בין כל החלקים והאלמנטים של הקליפה החיה של כדור הארץ.
הבה נבחן כל אחת מהפונקציות בפירוט רב יותר על מנת להבין למה הכוונה בדיוק ומה המהות.
הוא מתבטא בהרבה ביוכימיהטרנספורמציות של חומרים בתוך כל אורגניזם חי. ואכן, אצל כולם, מחיידקים ועד יונקים גדולים, מתרחשות תגובות כל שנייה. כתוצאה מכך, חלק מהחומרים הופכים לאחרים, חלקם מתפרקים לחלקים מרכיבים.
התוצאה של תהליכים כאלה עבור הביוספרה היא היווצרות של חומר ביוגני. אילו קשרים אפשר להביא כדוגמא?
לכן, תגובות כימיות הן הבסיס ליצירת חומרים רבים שימושיים לאדם ולטבע. זהו תפקידו של חומר חי בביוספרה.
אם נדבר על חשיפת הרעיון של תפקיד זהחומר, אז יש לציין את הקשר ההדוק שלו עם הקודם. במילים פשוטות, פונקציית הריכוז של חומר חי מורכבת מהצטברות של יסודות מסוימים, אטומים, תרכובות בתוך הגוף. כתוצאה מכך נוצרים הסלעים, המינרלים והמינרלים שהוזכרו לעיל.
הוא מסוגל לצבור כמה תרכובות בפני עצמוכל יצור. עם זאת, לכולם, חומרת הדבר שונה. לדוגמה, כל אחד צובר פחמן בעצמו. אך לא כל אורגניזם מסוגל לרכז כ -20% מהברזל, כפי שחיידקים מברזל עושים.
אפשר להביא עוד כמה דוגמאות שממחישות בבירור את הפונקציה הזו של חומר חי.
בנוסף לאלמנטים, נציגים רבים של יצורים חיים מסוגלים ליצור קומפלקסים שלמים של חומרים לאחר מותם.
תפקיד זה הוא אחד העיקריים.אחרי הכל, החלפת גז היא תהליך המכונן חיים לכל היצורים. אם מדברים על הביוספרה כולה, פונקציית הגז של החומר החי מתחילה בפעילות של צמחים, שבתהליך הפוטוסינתזה לוכדים פחמן דו חמצני ומשחררים כמות מספקת של חמצן.
מספיק בשביל מה?לחיי כל אותם יצורים שאינם מסוגלים לייצר אותם בעצמם. וכולם בעלי חיים, פטריות, רוב החיידקים. אם אנחנו מדברים על תפקוד הגז של בעלי חיים, אז זה מורכב מצריכת חמצן ושחרור פחמן דו חמצני לסביבה במהלך הנשימה.
זה יוצר מעגל משותף שטמון בובסיס החיים. מדענים הוכיחו כי במשך אלפי שנים רבות הצליחו צמחים ויצורים חיים אחרים לחדש לגמרי ולהתאים לעצמם את האטמוספירה של כדור הארץ. הדברים הבאים קרו:
לכן, תפקוד הגז של החומר החי של הביוספרה נחשב לאחד החשובים ביותר.
מרמז על רבייה והתיישבותאורגניזמים בשטחים שונים. ישנם חוקים סביבתיים מסוימים המסדירים את ההפצה וההובלה של יצורים. לדבריהם, כל אדם תופס את בית הגידול שלו. ישנם גם מערכות יחסים תחרותיות המובילות ליישוב ופיתוח של שטחים חדשים.
לפיכך, תפקידי החומר החי בביוספרה הם רבייה והתפשטות, ואחריהם היווצרות תכונות חדשות.
זוהי פונקציה חשובה נוספת שאופייני ליצורים חיים של הביוספרה. הוא מורכב מהיכולת להתפרק לחומרים פשוטים לאחר גסיסה, כלומר עצירת מחזור החיים. בזמן שהאורגניזם חי, מולקולות מורכבות פעילות בו. כאשר המוות מתרחש, מתחילים תהליכי ההרס, התפרקות למרכיבים פשוטים.
זה נעשה על ידי קבוצה מיוחדת של יצורים הנקראים detritivores או מפרקים. אלו כוללים:
התפקידים העיקריים של חומר חי יהיולא שלם אם לא ציינו היווצרות סביבה. מה זה אומר? כבר ציינו שיצורים חיים בתהליך האבולוציה יצרו לעצמם אווירה. הם עשו את אותו הדבר עם הסביבה.
התרופפות ורוויית כדור הארץ במינרלתרכובות, חומר אורגני, הם יצרו לעצמם שכבה פורייה המתאימה לחיים - האדמה. אותו דבר ניתן לומר על ההרכב הכימי של מימי האוקיינוסים והים. כלומר, יצורים חיים יוצרים לעצמם את סביבת החיים בעצמם. זהו ביטוי הפונקציה שלהם ליצירת סביבה בביוספרה.
תפקיד זה אופייני בדיוק לאורגניזמים חיים,וככל שהוא מפותח יותר, כך הוא ממלא את תפקידו כמוביל ומעבד מידע. אף אובייקט דומם לא מסוגל לשנן, "לרשום" על תת המודע ולשחזר במידע העתידי מכל סוג שהוא. רק יצורים חיים יכולים לעשות זאת.
לא מדובר רק ביכולת לדבר ולחשוב. פונקציית המידע מרמזת על התופעה של שימור והעברת קבוצות ידע ותכונות מסוימות על ידי ירושה.
אנרגיה היא מקור הכוח החשוב ביותר, עבורחשבון אילו חומר חי קיים. תפקידיו של חומר חי באים לידי ביטוי, קודם כל, ביכולת לעבד את האנרגיה של הביוספרה בצורות שונות, מהשמש ועד התרמית והחשמלית.
אף אחד אחר לא יכול לצבור ולשנות כל כך הרבהקרינה מהשמש לא יכולה. הקישור הראשון כאן הוא כמובן צמחים. הם סופגים אור שמש ישירות על כל פני השטח של החלקים הירוקים של הגוף. ואז הם ממירים אותו לאנרגיה של קשרים כימיים, הזמינים לבעלי חיים. האחרונים מתרגמים אותו לצורות שונות:
