A tudósoknak sok száz évbe telt, hogy megmagyarázzák a bolygónkon zajló folyamatokat. Fokozatosan gyarapodott a tudás, gyarapodott az elméleti és tényanyag. Manapság az embereknek sikerül sok természeti jelenségre magyarázatot találniuk, beavatkozniuk a folyamatukba, megváltoztatni vagy irányítani.
Az sem derült ki azonnal, hogy az élővilág milyen szerepet játszik a természet összes mechanizmusában. Az orosz filozófusnak, V. I. Vernadszkij biogeokémikusnak azonban sikerült megalkotnia egy elméletet, amely az alapja lett, és a mai napig az. Ő az, aki elmagyarázza, mi az egész bolygónk, milyen kapcsolatok vannak a benne résztvevők között. És ami a legfontosabb, ez az elmélet válaszol arra a kérdésre, hogy milyen szerepet töltenek be az élőlények a Földön. Ezt a Föld bioszféra szerkezetének elméletének nevezték.
A bioszféra és szerkezete
A tudós azt javasolta, hogy a bioszférának nevezzük az élő és élettelen teljes területét, amely szorosan érintkezik és közöstevékenység hozzájárul a természet bizonyos geokémiai összetevőinek kialakulásához.
Azaz a bioszféra a Föld következő szerkezeti részeit tartalmazza:
- a légkör alsó része az ózonréteghez;
- a teljes hidroszféra;
- a litoszféra felső szintje - a talaj és az alatta lévő rétegek, a talajvízig bezárólag.
Vagyis ezek mind azok a területek, amelyeket élő szervezetek is benépesíthetnek. Ezek mindegyike a teljes biomasszát jelenti, amelyet a bioszféra élőanyagának neveznek. Ez magában foglalja a természet összes birodalmának képviselőit, valamint az embert. Az élő anyag tulajdonságai és funkciói meghatározóak a bioszféra egészének jellemzésében, hiszen ez a fő alkotóeleme.
Azonban az élőkön kívül számos egyéb anyagtípus is létezik, amelyek az általunk vizsgált Föld héját alkotják. Ezek a következők:
- biogén;
- inert;
- biokoksz;
- radioaktív;
- kozmikus;
- szabad atomok és elemek.
Egyébként az ilyen típusú vegyületek alkotják a biomassza környezetét, életfeltételeit. Ugyanakkor maguk a természeti birodalmak képviselői is jelentős befolyást gyakorolnak ezeknek az anyagoknak számos típusának kialakulására.
Általában a bioszféra összes jelzett összetevője a természetet összeadó elemek össztömege. Ők lépnek szoros kölcsönhatásba, hajtják végre az energia, az anyagok körforgását, felhalmozódnak és feldolgoznak számos vegyületet. Az alapegység az élő anyag. Az élő anyag funkciói különbözőek,de mindegyik nagyon fontos és szükséges a bolygó természetes állapotának fenntartásához.
A bioszféra tanának megalapítója
Az, aki megalkotta a „bioszféra” fogalmát, kidolgozta, felépítette és teljesen feltárta, rendkívüli gondolkodással, tények és adatok elemzésének és összehasonlításának képességével, valamint logikus következtetések levonásával rendelkezett. Az ő idejében V. I. Vernadsky lett ilyen ember. Nagyszerű ember, természettudós, akadémikus és tudós, számos iskola alapítója. Az ő művei lettek az alapja, amelyre minden elmélet épült eddig.
Ő az összes biogeokémia megteremtője. Érdeme az oroszországi (akkori Szovjetunió) ásványkincs-bázis létrehozása. Tanítványai híres leendő tudósok voltak Oroszországból és Ukrajnából.
Vernadszkij jóslatai az emberek domináns helyzetéről a szerves világ rendszerében és arról, hogy a bioszféra nooszférává fejlődik, minden okuk megvan rá, hogy valóra váljanak.
Élő anyag. A bioszféra élőanyagának funkciói
Amint fentebb jeleztük, a Föld héjának élő anyagát a természet minden birodalmához tartozó organizmusok összességének tekintjük. Az emberi lények mindegyike között különleges helyet foglalnak el. Ennek okai a következők voltak:
- fogyasztói pozíció, nem termelés;
- elme és tudat fejlesztése.
Minden más képviselő élő anyag. Az élő anyag funkcióit Vernadsky fejlesztette ki és jelezte. A következő szerepet osztotta az élőlényekkel:
- Redox.
- Pusztító.
- Közlekedés.
- Környezetformáló.
- Gáz.
- Energia.
- Információs.
- Koncentráció.
A bioszféra élőanyagának legalapvetőbb funkciói a gáz, az energia és a redox. A többi azonban szintén fontos, mivel komplex kölcsönhatási folyamatokat biztosít a bolygó élő héjának minden része és eleme között.
Nézzük meg részletesebben az egyes funkciókat, hogy megértsük, mit is jelent pontosan és mi a lényeg.
Az élő anyag redox funkciója
Az egyes élő szervezeteken belüli anyagok számos biokémiai átalakulásában nyilvánul meg. Hiszen a baktériumoktól a nagy emlősökig mindenkiben minden második reakció lép fel. Ennek eredményeként egyes anyagok másokká alakulnak, mások pedig komponensekre bomlanak.
Az ilyen folyamatok eredménye a bioszférában a biogén anyag képződése. Milyen vegyületeket lehet példaként említeni?
- Karbonátos kőzetek (kréta, márvány, mészkő) – a puhatestűek és sok más tengeri és szárazföldi lakos létfontosságú tevékenységének terméke.
- A szilícium lerakódások évszázados reakciók eredménye a kagylók és az óceán fenekén élő állatok héjában.
- A szén és a tőzeg a növényekben végbemenő biokémiai átalakulások eredménye.
- Olaj és mások.
Ezért a kémiai reakciók az alapja számos ember és természet számára hasznos anyag létrejöttének. Ez a funkciója az élő anyagnak a bioszférában.
Koncentrációs funkció
Ha a szubsztancia ezen szerepköre fogalmának nyilvánosságra hozataláról beszélünk, akkor rá kell mutatnunk annak szoros kapcsolatára az előzővel. Egyszerűen fogalmazva, az élő anyag koncentrációs funkciója bizonyos elemek, atomok, vegyületek felhalmozódása a testben. Ennek eredményeként a fent említett kőzetek, ásványok és ásványok keletkeznek.
Minden lény képes önmagában felhalmozni bizonyos vegyületeket. Ennek súlyossága azonban mindenkinél más. Például mindenki felhalmozza magában a szenet. De nem minden szervezet képes a vas körülbelül 20%-át koncentrálni, mint a vasbaktériumok.
További példákat hozhatunk, amelyek egyértelműen illusztrálják az élő anyag ezen funkcióját.
- Diatomák, radioláriumok – szilícium.
- Rozsdagomba – mangán.
- Duzzadt lobelia növény – króm.
- Solyanka növény - bór.
Az elemeken kívül az élőlények számos képviselője képes teljes anyagkomplexeket alkotni, miután kih altak.
Az anyag gázfüggvénye
Ez a szerep az egyik legfontosabb. Hiszen a gázcsere minden lény életformáló folyamata. Ha a bioszféra egészéről beszélünk, akkor az élő anyag gázfunkciója a növények tevékenységével kezdődik, amelyek a fotoszintézis során szén-dioxidot kötnek meg és megfelelő mennyiségű oxigént bocsátanak ki.
Mire elég? Mindazok életéértolyan lények, amelyek nem képesek önállóan előállítani. És ezek mind állatok, gombák, a legtöbb baktérium. Ha az állatok gázfunkciójáról beszélünk, akkor ez az oxigénfogyasztásból és a légzés során a környezetbe történő szén-dioxid-kibocsátásból áll.
Ez létrehoz egy általános körforgást, amely az élet alapját képezi. A tudósok bebizonyították, hogy sok évezred során a növényeknek és más élőlényeknek sikerült teljesen modernizálniuk és magukhoz igazítaniuk a bolygó légkörét. A következő történt:
- az oxigénkoncentráció elegendő lett az élethez;
- kialakult az ózonréteg, amely megvéd minden életet a káros kozmikus és ultraibolya sugárzástól;
- a levegő összetétele azzá vált, amire a legtöbb teremtménynek szüksége van.
Ezért a bioszféra élőanyagának gázfunkcióját tartják az egyik legfontosabbnak.
Közlekedési funkció
Az élőlények szaporodását és megtelepedését jelenti a különböző területeken. Vannak bizonyos ökológiai törvények, amelyek szabályozzák a lények alapvető elosztását és szállítását. Szerintük minden egyednek saját élőhelye van. Vannak versenykapcsolatok is, amelyek új területek betelepüléséhez és fejlesztéséhez vezetnek.
Így az élő anyag funkciója a bioszférában a szaporodás és a megtelepedés, az ezt követő új tulajdonságok kialakulásával.
Romboló szerep
Ez egy másik fontos funkció, amely a bioszféra élőlényeire jellemző. Ez abból áll, hogy a kihalás, vagyis az életciklus leállítása után egyszerű anyagokra bomlik le. Amíg a szervezet él, összetett molekulák aktívak benne. Amikor a halál bekövetkezik, megindul a strukturális romlás folyamata, az egyszerű alkotóelemekre való szétesés.
Ezt a lények egy speciális csoportja, az úgynevezett detritivors vagy lebontó végzi. Ezek a következők:
- egyes férgek;
- baktériumok;
- gomba;
- protozoa és mások.
Környezetformáló funkció
Az élő anyag fő funkciói hiányosak lennének, ha nem jeleznénk a környezetek kialakulását. Mit jelent? Korábban már ut altunk rá, hogy az evolúciós folyamatban lévő élőlények légkört teremtettek maguknak. Ugyanezt tették a környezettel is.
A földet fellazítva és ásványi vegyületekkel, szerves anyagokkal telítve életre alkalmas termékeny réteget hoztak létre - a talajt. Ugyanez mondható el az óceánok és tengerek vizének kémiai összetételéről is. Vagyis az élőlények önállóan alakítják ki maguknak az élet környezetét. Itt nyilvánul meg környezetformáló funkciójuk a bioszférában.
Az élő anyag információs szerepe
Ez a szerep az élő szervezetekre jellemző, és minél fejlettebb, annál nagyobb szerepet tölt be információhordozóként és -feldolgozóként. Egyetlen élettelen tárgy sem képes emlékezni, "rögzíteni" a tudatalattiban, és ezt követően bármilyen információt reprodukálni. Csak érző lények képesek erre.
Ez nemcsak a beszéd és a gondolkodás képessége. Az információs függvény azt a jelenséget jelenti, hogy bizonyos tudás- és tulajdonságkészleteket öröklődés útján megőriznek és továbbadnak.
Energia funkció
Az energia a legfontosabb energiaforrás, amelynek köszönhetően létezik élő anyag. Az élő anyag funkciói elsősorban abban nyilvánulnak meg, hogy képesek a bioszféra energiáját különféle formákra feldolgozni, a napenergiától a hőenergiáig és elektromosig.
Senki más nem tudja így felhalmozni és megváltoztatni a Nap sugárzását. Az első link itt természetesen a növények. Ők veszik fel a napfényt közvetlenül a test zöld részeinek teljes felületén. Ezután az állatok számára elérhető kémiai kötések energiájává alakítják át. Ez utóbbi különböző formákra fordítja:
- termikus;
- elektromos;
- mechanikus és mások.
