II. Живое вещество биосферы и его функции

Живое вещество играет наиболее важную роль по сравнению с другими веществами биосферы, и выполняет рад важнейших биохимических и биогеохимических функций, благодаря чему:

- обеспечивается круговорот веществ и превращение энергии,

- определяется целостность биосферы, ее устойчивое динамическое существование

- регулируется состав газовой оболочки нашей планеты, образование почвы, нефти, угля, осадочных пород.

Выделяют семь основных функций живого вещества:

1) Энергетическая - заключается в поглощении зелеными растениями солнечной энергии при фотосинтезе (а хемотрофами - энергии химических связей) и передаче ее по пищевым цепям: от растений к животным и далее к микроорганизмам - разрушителям органического вещества.

При этом энергия постепенно рассеивается, но часть энергии вместе с остатками живых организмов переходит в ископаемое состояние и "консервируется" в земной коре (уголь, нефть, торф, горючие сланцы и пр.).

2) Концентрационная - проявляется в способности живых организмов в ходе жизнедеятельности накапливать различные химические элементы.

Например, в таких растениях-накопителях, как осоки, хвощи, содержится много кремния, в морской капусте и щавеле - йода и кальция. Существуют кальциевые организмы - известковые водоросли, моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, и т. п., и кремниевые - диатомовые водоросли, кремниевые губки, радиолярии. В скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния.

Благодаря концентрирующей функции живых организмов образовались залежи мела, известняка, торфа, углей, нефти, серы, железные, марганцевые руды.

3) Деструктивная - заключается в минерализации органического вещества и разложении отмершей органики до простых неорганических соединений. Данную функцию в основном выполняют грибы и бактерии. Также сюда относится химическое разложение горных пород.

Сильнейшее химическое воздействие на горные породы растворами целого комплекса кислот - угольной, азотной, серной и разнообразных органических оказывают бактерии, сине-зеленые водоросли, грибы и лишайники. Разлагая с их помощью те или иные минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы - кальций, калий, натрий, фосфор, кремний, микроэлементы.

Например, плесневый грибок за неделю высвобождает из вулканической горной породы 3 % содержащегося в ней кремния, 11% алюминия, 59 % магния, 64 % железа.

4) Средообразующая – проявляется в преобразовании физико-химические параметры среды в условия, благоприятные для существования организмов.

Например, леса регулируют поверхностный сток, увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом.

В результате средообразующей функции в географической оболочке Земли произошли следующие важнейшие события:

- был преобразован газовый состав первичной атмосферы;

- изменился химический состав вод первичного океана;

- образовалась толща осадочных пород в литосфере;

- на поверхности суши возник плодородный почвенный покров (также плодородны воды океана, рек и озер).

5) Газовая - заключаются в участии живых организмов в миграции газов и их превращениях. В зависимости от того, о каких газах идет речь, выделяется следующие газовые функции:

Кислородно-диоксидуглеродная – создание основной массы свободного кислорода на планете. Носителем данной функции является каждый зеленый организм. Выделение кислорода идет только при солнечном свете, ночью этот фотохимический процесс сменяется выделением зелеными растениями углекислого газа.

Диоксидуглеродная, не зависимая от кислородной – образование биогенной угольной кислоты как следствие дыхания животных, грибов и бактерий. Значение функции возрастает в области подземной тропосферы, не имеющей кислорода.

Озонная и пероксидводородная – образование озона (и, возможно, пероксида водорода). Биогенный кислород, переходя в озон, предохраняет жизнь от разрушительного действия радиации Солнца. Выполнение этой функции вызвало образование защитного озонового экрана.

Азотная – создание основной массы свободного азота тропосферы за счет выделения его азотовыделяющими бактериями при разложении органического вещества. Реакция происходит в условиях как суши, так и океана.

Углеводородная – осуществление превращений многих биогенных газов, роль которых в биосфере огромна. К их числу относятся, например, природный газ, терпены, содержащиеся в эфирных маслах, скипидаре и обусловливающие аромат цветов, запах хвойных.

!!! Вследствие выполнения живым веществом газовых биогеохимических функций в течение геологического развития Земли сложились современный химический состав атмосферы с уникально высоким содержанием кислорода и низким содержанием углекислого газа, а так биомассы живого вещества.

6) Окислительно-восстановительная - проявляется в химических превращения веществ, содержащих атомы с переменной валентностью.

Окислительная - выражается в окислении с участием бактерий и, возможно, грибов всех бедных кислородом соединений в почве, коре выветривания и гидросфере. Например, так образуются болотные железные руды, бурые железистые конкреции, ожелезненные горизонты.

Восстановительная - противоположна по своей сути окислительной. Благодаря ей в результате деятельности анаэробных бактерий в нижней трети профиля заболоченных почв, практически лишенного кислорода, образуются оксидные формы железа.

7)  Транспортная - перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.