Биохимические функции биосферы

Вернадский выделил девять интегральных биохимических функций биосферы, и в том числе, живого вещества: газовую, кислородную, окислительную, кальциевую, восстановительную, концентрационную, функцию разложения органических соединений, функцию восстановительного разложения органических соединений и функцию метаболизма и дыхания организмов. С учетом данных современной науки их можно объединить в пять основных функций живого вещества: энергетическую, газовую, концентрационную, деструктивную и средообразующую.

Энергетическая функция выполняется в основном растениями. В основу этой функции лежит процесс фотосинтеза, т.е. аккумулирования зелеными растениями солнечной энергии и дальнейшее её перераспределение между остальными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на земле. Часть энергии накапливается в отмершей органике, образуя залежи биогенного вещества (торфа, угля, нефти), а часть рассеивается в пространстве в виде тепла.

Газовая функция обуславливает миграцию газов и их превращение, обеспечивает газовый состав биосферы. Живые существа обмениваются кислородом и углекислым газом с окружающей средой в процессах фотосинтеза и дыхания растений и животных. Растения сыграли решающую роль в смене восстановительной среды на окислительную в геохимической эволюции планеты и в формировании состава современной атмосферы. Они строго контролируют концентрации О₂ и СО₂ оптимальные для всей современной биоты.

Концентрационная функция заключается в избирательном извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды, т.е. живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений (атомы водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция их концентрация в теле живых организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде). Это относится не только к биосинтезу органики, но и к таким явлениям, как строительство раковин и скелетов, образование коралловых островов, толщ осадочных известняков, месторождений серы, некоторых металлических руд, скоплений железа – марганцевых конкреций на дне океана и т.д. Раньше этапы биологической эволюции проходили в водной среде.

Благодаря этой функции живые организмы могут служить для человека источником полезных веществ (витаминов, аминокислот), так и опасные для здоровья (тяжелых металлов, радиоактивных элементов, ядохимикатов).

Деструктивная функция обуславливает процессы, связанные с разложением мертвой органики, с химическим разложением горных пород и вовлечением образовавшихся веществ в биотический круговорот. В результате этого образуются биокосные и биогенные вещества, происходит минерализация органики, т.е. превращение её в косное вещество.

Информационная функция живого вещества биосферы. Именно с появлением первых примитивных живых существ на планете появилась и активная («живая») информация, которая является простым отражением структуры. Организмы оказались способными к получению информации путем соединения потока энергии с активной молекулярной структурой, играющая роль программы.

Способность воспринимать, хранить и перерабатывать молекулярную информацию совершила опережающую эволюцию в природе и стала важным экологическим системаобразующим фактором.

Перечисленные функции живого вещества экосферы обращены в основном к внешним факторам существования.

Все вместе они образуют мощную средообразующую функцию экосферы, которая состоит в трансформации химических параметров среды в условиях благоприятных для существования организмов. Она обеспечивает газовый состав атмосферы, состав осадочных пород метосферы и химический состав гидросферы, баланс веществ и энергии в биосфере, восстановление нарушенных человеком условий обитания.