Живое косное биогенное и биокосное вещество.

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2, 4…3, 6× 10¹² т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной всей биосферы (ок. 3× 10¹⁸т), которая в свою очередь представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковыпочва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

16) Наиболее объективными являются данные по распространенности химических элементов в отдельных средах. Состав глубинных геосфер на процессы в географической оболочке и, соответственно, биосфере существенного влияния не оказывает. Живое вещество распространено в пределах трёх геосфер: земной коры, атмосферы, гидросферы, а потому именно их химизм для нас и будет особенно важен. эволюции наружной части Земли.

Три наружные оболочки Земли, различающиеся фазовым состоянием – твердая земная кора, жидкая гидросфера и состоящая из газов атмосфера – теснейшим образом связаны между собой, причем вещество каждой из них проникает в пределы других оболочек. То есть они не просто соприкасаются - они взаимодействуют между собой. Верхняя часть земной коры насыщена подземными водами. Значительный объем газов находится не только в атмосфере, а растворен в водах гидросферы, а также заполняет пустоты в почве и горных породах. В свою очередь, пары и мельчайшие капельки воды, а также мелкие твердые минеральные частицы (пыль) насыщают нижние слои атмосферы.

Живое же вещество и продукты жизнедеятельности организмов буквально пронизывают все вышеупомянутые оболочки. Происхождение оболочек, формирование их современного химического состава и его дальнейшая эволюция тесно взаимосвязаны. И эта связь в значительной мере обусловлена тем, что наружная часть планеты охвачена геохимической деятельностью живого вещества.

17. Классификация живых организмов по способу питания: автотрофы (фотоавтотрофы, хемоавтотрофы) и гетеротрофы. Примеры.

Автотрофы (др.-греч. α ὐ τ ό ς — сам и τ ρ ο φ ή — пища) — живые организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.

Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества вбиосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например, одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом.

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

Гетеротрофы (др.-греч. ἕ τ ε ρ ο ς — «иной», «различный» и τ ρ ο φ ή — «пища») — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются органические вещества, произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — этоконсументы различных порядков и редуценты. Гетеротрофами являются почти все животные и некоторые растения. Растения-гетеротрофы полностью (заразиха, раффлезия) или почти полностью (повилика) лишены хлорофилла и питаются, прорастая в тело растения-хозяина. К животным-гетеротрофам относятся все простейшие, не способные синтезировать органические вещества фото- или хемосинтезом. Однако существуют животные, способные в разных условиях питаться разными способами (эвглена зелёная).

18) Окружающий нас живой мир состоит из организмов. Любой организм рано или поздно погибает, а жизнь продолжается уже около 4 млрд лет. Живые организмы постоянно воспроизводят себя в веренице поколений, что не свойственно телам неживой природы. Именно способность к размножению позволяет видам существовать в природе очень долго, многие миллионы лет, несмотря на то, что каждая особь живет ограниченное время.

Способность к самовоспроизведению — главное свойство жизни.

Даже самый медленно размножающийся вид способен в короткое время произвести столько особей, что для них не хватит места на земном шаре. Всего за пять поколений, т. е. за один-полтора летних месяца, одна-единственная тля может оставить более 300 млн потомков.

Если дать видам возможность размножаться свободно, без ограничений, численность любого из них росла бы в геометрической прогрессии, и это несмотря на то, что одни производят за всю жизнь всего несколько яиц или детенышей, а другие — тысячи и даже миллионы зародышей, которые могут вырасти во взрослые организмы. Фактически во всех живых организмах заложена способность размножаться беспредельно.

Со времен Аристотеля весь органический мир биологи делят на два царства: Растения (Vegetabilia) и Животные (Animalia). С середины XX в. все большим признанием пользуется эволюционно обоснованное деление органического мира на четыре царства: Дробянки, Растения, Грибы и Животные.

Дробянки — единственное царство, входящее в более крупное объединение — надцарство доядерных организмов, или прокариот. К прокариотам относятся бактерии и синезеленые водоросли, которые образуют два подцарства.

Надцарство ядерных организмов, или эукариот, состоит из царств растений, грибов и животных.

В природе действует правило максимального «давления жизни»: организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число. Репродуктивный потенциал многих организмов так велик, что если бы на какое то время были сняты ограничения размножения и остановлено умирание, то за считанные часы масса живого вещества превысила бы массу земного шара. Этого не происходит из-за ограничения по веществу: масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле конечна и ограничена. Ее не хватает для всех делящихся клеток, появляющихся спор, семян, яиц, личинок, зародышей. Это означает, что общее количество живого вещества всех организмов планеты сравнительно мало меняется, во всяком случае в пределах больших отрезков времени.

Эта закономерность была сформулирована В.И. Вернадским в виде закона константности живого вещества: количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Поэтому значительное увеличение численности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других организмов.

Вероятность того, что все условия окажутся благоприятными для популяции, очень низка. Как правило, один или несколько абиотических и биотических факторов становятся лимитирующими.

19. Коэволюция атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы. Функциональная целостность биосферы. Средообразующая и средурегулирующие функции живого вещества.

Коэволюция — совместная эволюция биологических видов, взаимодействующих в экосистеме. Изменения, затрагивающие какие-либо признаки особей одного вида, приводят к изменениям у другого или других видов.

Атмосфера — газообразная оболочка Земли. К ней относятся: атмосфеный воздух; газы, растворенные в поверхностных и подземных водах; газовая составляющая почв, а также газы, выделяющиеся из горного массива, которые прямо или косвенно влияют на жизнедеятельность живых организмов.

Функциональная целостность биосферы

Система связей в биосфере чрезвычайно сложна и пока что расшифрована лишь в общих чертах. В целом биосфера очень похожа на единый гигантский суперорганизм, в котором автоматически поддерживается гомеостаз - динамическое постоянство физико-химических и биологических свойств внутренней среды и стойкость основных функций. С точки зрения кибернетики в каждом биоценозе, т.е. совокупности организмов, которые населяют определенный участок суши или водоема, есть управляющая и управляемая подсистемы. Роль управляющей подсистемы выполняют консументы. Они не разрешают растениям слишком разрастаться, поедая «лишнюю» биомассу.

Живое вещество преобразует физико-химические параметры среды в условия, благоприятные для существования организмов. В этом проявляется еще одна главная функция живого вещества — средообразующая. Например, леса регулируют поверхностный сток, увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом.

20) Экология получает право совместного рассмотрения законов и истории природы и общества. Центром идей является представление о том, что Человек и Природа едины, что Человек и все, что его окружает, - части единой Вселенной. Экология является наиболее важным подходом к холизму(от греч. холос – целое), поскольку именно она объединяет закономерности трансформации вещества, энергии и информации в экономике природы и в экономике человеческого общества. Закон развития системы за счет окружающей среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Закон постоянства живого вещества биосферы В.И.Вернадского - в экологии - закон, согласно которому количество живого вещества в биосфере постоянно. Следствие - любое изменение количества живого вещества в одном месте биосферы неминуемо влечет за собой такую же по размеру его перемену в другом/других местах, но с обратным знаком.

Закон биогенной миграции атомов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (02, С02, Н2 и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории. 3акон биогенной миграции атомов утверждает биогенное происхождение всей земной поверхности, свидетельствует о том, что жизнь - созидающая сила на планете. Серьезные нарушения этой силы, в т.ч. уничтожение видов, могут привести к непредсказуемым последствиям.

Закон необратимости эволюции: закономерность исторического развития организмов, заключающаяся в том, что организмы, даже возвращаясь в прежнюю среду обитания, не могут стать во всех деталях похожими на ранее существовавшие формы. Статистически вероятно повторное возникновение отдельных мутаций, ведущее иногда к повторному появлению отдельных признаков в филогенезе; вероятно также повторение общих направлений отбора, но статистически невероятно воспроизведение генных комплексов, исчезнувших или изменившихся в ходе эволюции организмов. Невероятна также абсолютная неизменность во времени абиотической и биотической среды, к которой приспосабливаются эволюирующие организмы.

Главный критерий эволюционного отбора - вписанность в глобальный биотический круговорот, увеличение его эффективности, заполненность всех экологических ниш. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент. И все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот.