Його хімічний склад підтверджує єдність природи - він складається з тих же елементів, що і нежива природа, тільки співвідношення цих елементів різне і будова молекул інше.
Властивості біосфери
Біосфері, як і складовим її іншим екосистемам, більш низького рангу, властива система властивостей, які забезпечують її функціонування, саморегулювання, стійкість і інші параметри. Розглянемо основні з них.
Центральною ланкою її виступають живі організми (жива речовина).
Біосфера - відкрита система. Її існування немислиме без надходження енергії ззовні. Вона відчуває вплив космічних сил, насамперед сонячної активності.
Біосфера - саморегулююча система, для якої, як зазначав Вернадський, характерна організованість. В даний час ця властивість називається гомеостазом, розуміючи під ним здатність, повертатися в початковий стан, гасити виникають обурення включенням ряду механізмів. Біосфера за свою історію пережила ряд таких збурень, справляючись про *** (виверження вулканів, зустрічі з астероїдами, землетрусу, горотворення і т.п.), завдяки дії гомеостатичних механізмів і, зокрема, принципу Ле-Гіателье-Брауна при дії на систему сил, що виводять її зі стану стійкої рівноваги, останнім зміщується в тому напрямку, при якому ефект цього впливу послаблюється.
Небезпека сучасної екологічної ситуації пов'язана насамперед з тим, що порушується лінія механічного гомеостазу і принцип Ле-Гіателье-Брауна, якщо не в планетарних, то у великих регіональних масштабах. Результат - розпад екосистем, або поява нестійких, практично позбавлених властивостей гомеостазу систем типу агроценозу або урбанізованих комплексів.
Біосфера - система, що характеризується великою різноманітністю.
Різноманітність - найважливіша властивість усіх екосистем. Біосфера як глобальна екосистема, що характеризується максимальним серед інших систем різноманітністю. Різноманітність розглядається як основна умова стійкості будь-якої екосистеми і біосфери в цілому. Ця умова так універсально, що сформувалося в якості закону.
Найважливіша властивість біосфери - наявність в ній механізмів, що забезпечують круговорот речовини і пов'язаного з ним невичерпність окремих хімічних елементів і їх з'єднань.
Жива речовина біосфери
"На земній поверхні немає хімічної сили, могущественней по своїм кінцевим наслідків, ніж живі організми, взяті в цілому ".
Що принципово відрізняє нашу планету від будь-якої іншої планети Сонячної системи? Наявність житті. "Якби на Землі не було життя, обличчя її було б точно також незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил ".
Жива речовина біосфери є сукупність усіх її живих організмів. Як учений В.І. Вернадський розуміє, що об'єкт його досліджень вимагає деяких характеристик, а тому наголошує: "Я буду називати сукупність організмів, зведених до маси, хімічного складу і енергії, живою речовиною ". Жива речовина в його розумінні - це форма активної матерії, і її енергія тим більше, чим більше маса живої речовини. Поняття "жива речовина" ввів в науку В.І. Вернадський і розумів над ним сукупність усіх живих організмів планети.
Які ж властивості живої речовини?
Жива речовина біосфери характеризується величезною вільною енергією, яку можна було б порівняти хіба що з вогненним потоком лави, але енергія лави не довгострокового.
У живій речовині, завдяки присутності ферментів, хімічні реакції відбуваються в тисячі, а іноді і в мільйони разів швидше, ніж у неживій. Для життєвих процесів характерне те, що одержані організмом речовини і енергія переробляються і віддаються в значно більших кількостях. Наприклад, маса комах, яких з'їдає синиця за день, дорівнює її власній масі, а деякі гусениці вживають і переробляють за добу в 200 разів більше їжі, ніж важать самі.
Індивідуальні хімічні елементи (білки, ферменти, а іноді і окремі мінеральні сполуки синтезуються лише в живих організмах).
Жива речовина прагне заповнити собою весь можливий простір. В.І. Вернадський називає дві специфічні форми руху живої речовини:
а) пасивну, яка здійснюється розмноженням, і властива як тваринам, так і рослинним організмам;
б) активну, яка здійснюється за рахунок направленого руху організмів (меншою мірою характеру для рослин).
Жива речовина проявляє значно більшу морфологічну і хімічне різноманітність, ніж неживе. У природі відомо понад 2 млн. органічних сполук, що входять до складу живої речовини, тоді коли кількість мінералів неживої речовини становить близько 2 тис., тобто на три порядки нижче.
Жива речовина представлено дисперсними тілами - індивідуальними організмами, кожний з яких має свій власний генезис, свій генетичний склад. розміри індивідуальних організмів коливається від 2 нм у найменших до 100 м (діапазон понад 109). Найбільшими з рослин вважаються секвої, а з тварин - кити. На думку Вернадського, мінімальні і максимальні розміри організмів визначаються граничними можливостями їх газового обміну з середовищем.
Будучи дисперсним, жива речовина ніколи не трапляється на Землі в морфологічно чистій формі, наприклад у вигляді популяційного виду. Вона може існувати тільки у вигляді біоценозу: "... навіть простенький біоценоз якогось сухого соснячка на пісочку є угруповання, яке складається приблизно з тисячі видів живих організмів ".
Принцип Реді (флорентійський академік, лікар і натураліст, 1626-1697: "Все живе з живого" - є відмінною рисою живої речовини, яке існує на Землі у формі безперервного чергування поколінь і характеризується генетичної зв'язком з живою речовиною всіх минулих геологічних епох. Неживі абіогенні речовини, як відомо, надходять в біосферу з космосу, ним же виносяться порціями з оболонки земної кулі. Вони можуть бути аналогічними по складу, але генетичної зв'язку в загальному випадку у них немає. "Принцип Реді ... не вказує на неможливість абіогенез поза біосфери або при встановленні наявності в біосфері (тепер або раніше) фізико-хімічних явищ, не прийнятих при науковому визначенні цієї форми організованості земної оболонки ".
Жива речовина в особі конкретних організмів, на відміну від неживого, здійснює протягом свого історичного життя грандіозну роботу. По суті, тільки біогенні речовини метабіосфери - це інтеграл маси живої речовини, тоді як маса неживої речовини земного походження є величиною постійною в геологічній історії: 1 г архейського граніту і сьогодні залишається 1 г тієї ж речовини, а та ж маса живої речовини, тобто 1 г, протягом мільярдів років існувала за рахунок зміни поколінь і весь цей час виконувала геологічну роботу.
Функції живої речовини
Які ж функції живої речовини в біосфері?
В.І. Вернадський називає такі: а) газова; б) киснева; в) описова; г) кальціонная; д) відновна; е) концентраційна; ж) руйнування органічних речовин; з) відновного розпаду; та) метаболізму і дихання організмів.
Основні функції живої речовини в біосфері
Енергетична.
Поглинання сонячної енергії в процесі фотосинтезу, а хімічної енергії шляхом розпаду енергонасичених речовин; передача енергії харчовими ланцюгами різнорідного живої речовини
Концентраційна.
Вибіркове накопичення в ході життєдіяльності окремих видів речовини: а) використаної для створення тіла організму; б) виділеної з нього в процесі метаболізму
деструкційних.
Мінералізація небіогенного органічної речовини (1); розкладання неживого неорганічної речовини (2); всмоктування створених речовин в біохімічний кругообіг (3)
Средообразующая.
Перетворення фізико-хімічних параметрів середовища (головним чином за рахунок небіогенного речовини).
Транспортна.
Перенесення речовини проти сили тяжіння і в горизонтальному напрямку.
Першої названа енергетична функція. "Тільки життя з його морфологічним ускладненням може утримувати сонячне випромінювання на Землі ...
