Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.

31.03.22. 11 класс. Особенности распределения биомассы в биосфере Земли. Живое вещество. Роль живых организмов в биосфере. Биогенная миграция атомов. Глобальное влияние деятельности человека на состояние биосферы.

Прочитать § 35, стр.187 -191.

Вещество биосферы

Многокомпонентная сложная система биосферы включает несколько отдельных элементов. Вернадский В.И. создал учение, в соответствии с которым вещество биосферы состоит из:

1. Живое вещество

Совокупность всех живых организмов на нашей планете. Именно Вернадский показал, что деятельность живых существ - важнейший фактор геологических изменений планеты.

2. Косное вещество

Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.

3. Биогенное вещество

Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.

4. Биокосное вещество

Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.

К биокосному веществу относятся пресная и соленая вода, почва, воздух. Почва является верхним наиболее плодородным слоем литосферы Земли. Почва - уникальный продукт совместной деятельности живых организмов, то есть биологических и геологических процессов, протекающих в живой природе.

СПЕЦИФИКА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА заключается в следующем:

1. Скорость химических реакций в живом в-ве с участием ферментов в тысячи раз выше, чем при производстве в-в химич. методом.

2. Есть соединения, которые встречаются только в живых организмах (белки, нуклеиновые кислоты).

3. Живому веществу присуща подвижность. Благодаря движению живое вещество способно заполнять собой всё возможное пространство (этот процесс был назван давлением жизни).

4. Живое вещество представлено в виде индивидуальн. организмов.

5. Живое вещество представлено в виде биоценозов.

6. Живое вещество существует в виде непрерывного чередования поколений.

7. Живое вещество способно эволюционировать.

8. Живое вещество постоянно производит биогеохимическую работу ( образуется уголь, нефть, торф, гумус, известняк).

ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА.

1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ (биохимическая)– связывание и запасание солнечной энергии в органическом веществе, и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества (зел. раст. образуют 98% всей первичной продукции планеты, это 150— 200 млрд. т сухого орг. в-ва в год).

2. ГАЗОВАЯ – способность изменять и поддерживать определённый газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.

С газовой функцией связывают два переломных периода (точки) в развитии биосферы. Первая из них – когда содержание О₂ в атмосфере достигло 1 % ● появлись первые аэробные организмы. С этого времени восстановительные процессы в биосфере стали дополняться окислительными.

Второй, когда концентрация О₂ достигла 10 % ● образовался озоновый слой, что обусловило возможность освоения организмами суши.

3. КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ— «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них атомов биогенных химических элементов. ● СодержаниеС в растениях в 200 раз, а N в 30 раз превышает их уровень в земной коре.Бурые водоросли концентрируют йод, диатомовые водоросли и злаки — кремний, моллюски и ракообразные — медь. Результат концентрационной деятельности живого вещества— образование залежей горючих ископаемых, известняков, рудных месторождений и т. п.

4. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ — окисление ивосстановление различных веществ с помощью живых организмов (происходит отложение минеральной серы, образование Н₂S, оксидов, формирование железных и марганцевых руд, известняков ).

5. ДЕСТРУКТИВНАЯ— разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, как остатков органического вещества, так и косных веществ (● редуценты — сапротрофные грибы и бактерии).

6. ТРАНСПОРТНАЯ — перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов (при миграциях и кочевках животных)

7. СРЕДООБРАЗУЮЩАЯ — преобразование физико-химических параметров среды. Эта функция является интегральной — представляет собой результат совместного действия других функций. Результатом средообразующей функции является и вся биосфера, и почва и более локальные структуры.

8. РАССЕИВАЮЩАЯ – рассеивание веществ в окружающей среде.Она проявляется через трофическую и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, смене покровов .

9. ИНФОРМАЦИОННАЯ — накопление живыми организмами определённой информации, закрепление её в наследственных структурах и передача последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.

10. БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА —превращение и перемещение веществ биосферы в результате человеческой деятельности для хозяйственных и бытовых нужд человека (использование нефти, угля, газа и др.).

При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.

Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.

Все атомы, которыми мы обладаем, которые стали частью наших рук, глаз, носа, языка - все эти атомы кому-то принадлежали до нас! За миллиарды лет существования Земли они успели побывать в мириадах растений, грибов и животных. То, что наши атомы сейчас с нами - великое чудо и немыслимая случайность.

Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство всего живого.

Ноосфера

Ноосфера (греч. noos - разум и sphaira - шар) - термин введенный русским ученым В.И. Вернадским. Ноосфера подразумевает взаимодействие природы и общества, при котором человек является главным определяющим фактором эволюции. Человек становится крупнейшей геологической силой.

Споры о том, можно ли считать современный этап развития цивилизации ноосферой остаются открытыми. Основная идея ноосферы - разумное, рациональное поведение человека, при котором он сосуществует в гармонии со всеми другими формами жизни.

К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: "Пока не потеряешь, не осознаешь ценность". Неужели растения должны исчезнуть с лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного величия может сильно пострадать.

Круговорот веществ

Углерод находится в природе в основном в составе углекислого газа, угольной кислоты и ее нерастворимых солей - карбоната кальция (из которого состоят раковины моллюсков). Отмирая, живые организмы образуют залежи полезных ископаемых: торф, древесину, каменный уголь, нефть. Известняк может надолго исключить углерод из круговорота веществ.

Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек "вернул их в строй" вместе с выхлопными газами.

Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности микроорганизмов, бактерий и водорослей.

Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).

В листьях в процессе биосинтеза азот преобразуется в белки. Травоядные животные поедают растения, таким образом, белок включается в их состав. После смерти животных белки разлагаются сапротрофами, которые выделяют аммиак, нитраты. Часть нитратов усваивается растениями, а часть восстанавливается бактериями до атмосферного азота - цикл замыкается.

Записать главное + законы Коммонера стр.190. (это два урока вместе)

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология