Функции живого речовини

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Функции живого вещества

Введение

Биосфера (в сучасному розумінні) — своєрідна оболонка Землі, яка містить всю сукупність живих організмів ту частину речовини планети, яка зараз переживає безупинному обміні з тими організмами. Біосфера охоплює нижню частина атмосфери, гідросферу й верхній частина літосфери. Поняття «живе речовина» позначає сукупність живих організмів біосфери. Область поширення включає нижню частина повітряної оболонки (атмосфери), всю водну оболонку (гідросферу), й верхній частина твердої оболонки (літосфери). Це було введено У. І. Вернадським. Він сказав, що косной, неживої частиною біосфери, відсталими природними тілами і живими організмами, її які населяють йде безперервний обмін енергією. Живе речовина грає найважливішу роль по порівнянню коїться з іншими речовинами біосфери, і виконує радий найважливіших функцій.

Энергетическая функція

Энергетическая функція виконується, передусім, рослинами, які у процесі фотосинтезу акумулюють сонячної енергії як різноманітних органічних сполук. Щоб біосфера могла існувати й розвиватися, їй необхідна енергія. Власних джерел енергії вона має і може споживати енергію тільки від зовнішніх джерел. Головним джерелом для біосфери є Сонце. У порівняні з Сонцем, енергетичний внесок інших постачальників (внутрішнє тепло Землі, енергія припливів, випромінювання космосу) в функціонування біосфери мізерно малий (близько 0,5% від усієї енергії, що надходить у біосферу). Сонячний світло для біосфери є розсіяною променистої енергією електромагнітної природи. Майже 99% цієї енергії, що надійшла в біосферу, поглинається атмосферою, гидросферой і літосферою, і навіть бере участь у викликаних нею фізичних і хімічних процесах (рух повітря та води, вивітрювання та інших.) Лише 1% накопичується на первинному ланці її поглинання і передається споживачам вже у концентрованому вигляді. За словами Вернадського, зелені хлорофилльные організми, зелені рослини, є головний механізм біосфери, який уловлює сонячний промінь і створює фотосинтезом хімічні тіла — своєрідні сонячні консерви, енергія що у подальшому стає джерелом дієвою хімічної енергії біосфери, а значною мірою — всієї земної кори. Без цього процесу накопичення та передачі енергії живим речовиною неможливо було розвиток життя Землі й освіту сучасної биосферы.

Каждый наступний етап розвитку життя супроводжувався дедалі більше інтенсивним поглинанням біосферою сонячної енергії. Одночасно ширилася енергоємність життєдіяльності організмів у мінливих природної середовищі, і завжди накопичення і передачу енергії здійснювало живе речовина. Сучасна біосфера утворилася внаслідок тривалої еволюції під впливом сукупності космічних, геофізичних і геохімічних чинників. Першим джерелом всіх процесів, протекавших Землі, було Сонце, але головну роль становленні і наступному розвитку біосфери зіграв фотосинтез. Біологічна основа генези біосфери пов’язані з появою організмів, здатних використовувати зовнішній генератор, у разі енергію Сонця, для освіти з найпростіших сполук органічних речовин, необхідні життя.

Под фотосинтезом розуміється перетворення зеленими рослинами і фотосинтезирующими мікроорганізмами з участю енергії світла, і поглинаючих світло пігментів (хлорофіл та інших.) найпростіших сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних елементів) у скрутні органічні речовини, необхідних життєдіяльності всіх організмів. Процес протікає так. Фотон сонячного світла взаємодіє зі молекулою хлорофілу, що міститься в хлоропласте зеленого аркуша, у результаті вивільняється електрон однієї з її атомів. Цей електрон, переміщуючись всередині хлоропласта, реагує з молекулою АДФ, яка, отримавши достатню додаткову енергію, перетворюється на молекулу АТФ — речовини, що є енергоносієм. Збуджена молекула АТФ на живу клітині, що містить води і діоксид вуглецю, сприяє освіті молекул цукру й кисню, а сама у своїй втрачає частина енергії і перетворюється знову на молекулу АДФ.

В результаті фотосинтезу рослинність земної кулі щорічно засвоює близько двохсот мільярдів тонн вуглекислого газу та виділяє у повітря приблизно сто сорок п’ять мільярдів тонн вільного кисню, у своїй утворюється понад сто мільярдів тонн органічного речовини. Якби життєдіяльність рослин, виключно активні молекули кисню вступили в різні хімічні реакції, і вільний кисень зник із атмосфери приблизно за ці десять тисяч років. На жаль, варварське скорочення людиною масивів зеленого покриву планети являє реальну вбачають загрозу знищення сучасної біосфери. У процесі фотосинтезу разом з накопиченням органічного речовини і продукуванням кисню рослини поглинають частина сонячної енергії й утримують їх у біосфері. На фотосинтез використовується близько 1% сонячної енергії, падаючої на Землю. Можливо, цей низький показник пов’язані з малої концентрацією вуглекислого газу у атмосфері і гідросфері. Щороку фотосинтезирующие організми суші та океану пов’язують близько 3•1018 кДж сонячної енергії, що за в десять разів більше тієї енергії, що використовується человечеством.

В на відміну від зелених рослин деякі групи бактерій синтезують органічне речовина з допомогою не сонячної енергії, а енергії, выделяющейся у процесі реакцій окислення сірчаних і азотних сполук. Цей процес відбувається іменується хемосинтезом. У накопиченні органічного речовини в біосфері він, проти фотосинтезом, грає мізерну роль. Усередині екосистеми енергія як їжі розподіляється між тваринами. Синтезовані зеленими рослинами і хемобактериями органічні речовини (цукру, білки, й ін.), послідовно переходячи від самих організмів решти у процесі їхнього живлення, переносять закладену у яких енергію. Рослини поїдають травоїдні тварини, які своєю чергою стають жертвами хижаків тощо. буд. Цей послідовний і упорядкований потік енергії є наслідком енергетичної функції живого речовини в биосфере.

Деструктивная функция

Минерализация органічних речовин, розкладання відмерлої органіки до простих неорганічних сполук, хімічне розкладання гірських порід, залучення які утворилися мінералів, у биотический круговорот визначає деструктивну (руйнівну) функцію живого речовини. Цю функцію переважно виконують гриби, бактерії. Мертве органічна речовина розкладається до простих неорганічних сполук (вуглекислого газу, води, сірководню, метану, аміаку тощо. буд.), які знову використовують у початковому ланці круговороту. Це робить спеціальну групу створювали організмів — редуценты (деструкторы).

Особо слід зазначити про хімічному розкладанні гірських порід. Завдяки живому речовини биотический круговорот поповнюється мінералами, высвобождаемыми з літосфери. Наприклад, плесневый грибок в лабораторних умовах протягом тижня вивільняв з вулканічної гірської породи 3% що міститься у ній кремнію, 11% алюмінію, 59% магнію, 64% заліза. Найсильніше хімічний вплив на гірські породи розчинами всього комплексу кислот — вугільної, азотної, сірчаної і багатьох органічних надають бактерії, синьо-зелені водорості, гриби і лишайники. Розкладаючи з допомогою ті чи інші мінерали, організми вибірково витягають і беруть у биотический круговорот найважливіші живильні елементи — кальцій, калій, натрій, фосфор, кремній, мікроелементи. Загальна маса зольних елементів, вовлекаемая щорічно у биотический круговорот лише з суші, становить близько восьми мільярдів тонн, що у кілька разів масу продуктів виверження всіх вулканів світу протягом року. Завдяки життєдіяльності организмов-деструкторов створюється унікальне властивість грунтів — їх плодородие.

Концентрационная функция

Концентрационная (накопичувальна) функція — виборче нагромадження певних речовин, розсіяних у природі - водню, вуглецю, азоту, кисню, кальцію, магнію, натрію, калію, фосфору і багатьох інших, включаючи важкі метали, живими істот. Раковини молюсків, панцири диатомовых водоростей, скелети тварин — усе це приклади прояви концентрационной функції живого речовини.

Способность концентрувати елементи з розбавлених розчинів — це характерна особливість живого речовини. Найактивнішими концентраторами багатьох елементів є мікроорганізми. Наприклад, продукти життєдіяльності декого з тих проти природної середовищем зміст марганцю збільшено один 200 000 раз, заліза — в 65 000, ванадію — в 420 000, срібла — в 240 000 раз.

Для побудови своїх скелетів чи покровів активно концентрують розсіяні мінерали морські організми. Так, існують кальцієві організми — вапняні водорості, молюски, корали, мшанки, иглокожие, тощо. п., і кремнієві - диатомовые водорості, кремнієві губки, радіолярії. Особливої уваги заслуговує здатність морських організмів накопичувати мікроелементи, важкі метали, зокрема отруйні (ртуть, свинець, миш’як), радіоактивні елементи. У тілі безхребетних і риб їх концентрація може у сотні тисяч разів перевершувати вміст у морській воді. У результаті морські організми корисні як джерело мікроелементів, але з тим вживання в їжу може загрожувати отруєнням важкими металами або бути небезпечним у зв’язку з підвищеної радиоактивностью.

Средообразующая функция

Живое речовина перетворює фізико-хімічні параметри середовища до умов, сприятливі в існуванні організмів. У цьому полягає ще одне головна функція живого речовини — средообразующая. Наприклад, лісу регулюють поверховий стік, збільшують вогкість повітря, збагачують атмосферу киснем.

Можно сказати, що средообразующая функція — спільний результат всіх розглянутих вище функцій живого речовини: енергетична функція забезпечує енергією все ланки біологічного круговороту (під час фотосинтезу рослини виконують газову функцію: поглинають вуглекислий на газ і виділяють кисень); деструктивна і концентрационная сприяють вилучення з довкілля й нагромадженню розсіяних, але життєво важливих для організмів элементов.

Средообразующие функції живого речовини створили підтримують баланс речовини і в біосфері, забезпечуючи стабільність умов організмів, у цьому числі людини. Разом про те живе речовина здатне відновлювати умови проживання, порушені внаслідок природних катастроф чи антропогенного впливу. Цю здатність живого речовини до відновлення сприятливих умов висловлює принцип Ле Шателье, запозичений в галузі термодинамічних рівноваг. Він у тому, зміна будь-яких змінних у системі у відповідь зовнішні обурення відбувається у напрямі компенсації вироблених обурень. Теоретично управління аналогічне явище називається негативних зворотного зв’язку. Завдяки цим зв’язкам система повертається у початкове становище, якщо вироблені обурення не перевищують граничних значень. Наприклад, для підвищення змісту вуглекислого газу атмосфері біосфера відповідає посиленням фотосинтезу, який знижує концентрацію кисню. Отже, стійкість біосфери виявляється явищем не статичним, а динамічним.

Средообразующая роль живого речовини має хімічне прояв і полягає у біогеохімічних функціях, які засвідчують участі живих організмів в хімічних процесах зміни речовинного складу біосфери. Через війну средообразующей функції в географічної оболонці сталися такі найважливіші події: було перетворено газовий склад первинної атмосфери; змінився хімічний склад вод первинного океану; утворилася товща осадових порід у літосфері; лежить на поверхні суші виник родючий грунт (також родючі води океану, рік і озер). Живе речовина виконує такі біогеохімічні функції: газові, концентраційні, окислювально-відновні, біохімічні і біогеохімічні, пов’язані з діяльністю людини.

Газовые функції полягають у участі живих організмів у міграції газів та його перетвореннях. Залежно від цього, про яких газах йдеться, виділяється кілька газових функций.

1. Кислородно-диоксидуглеродная — створення основної маси вільного кисню на планеті. Носієм даної функції є кожен зелений організм. Виділення кисню відбувається лише при сонячнім світі, вночі цей фотохімічний процес змінюється виділенням зеленими рослинами вуглекислого газа.

2. Диоксидуглеродная, не залежна від кисневою — освіту биогенной вугільної кислоти як наслідок дихання тварин, грибів і бактерій. Значення функції зростає у області підземної тропосфери, де немає кислорода.

3. Озонная і пероксидводородная — освіту озону (і, можливо, пероксиду водню). Біогенний кисень, переходячи у озон, охороняє життя від руйнівного дії радіації Сонця. Виконання цієї функції викликало освіту захисного озонового экрана.

4. Азотна — створення основної маси вільного азоту тропосфери з допомогою виділення його азотовыделяющими бактеріями при розкладанні органічного речовини. Реакція в умовах як суші, і океана.

5. Вуглеводнева — здійснення перетворень багатьох біогенних газів, роль яких в біосфері величезна. До до їх числа ставляться, наприклад, природного газу, терпены, які у ефірних мастила, скипидарі і що зумовлюють аромат квітів, запах хвойных.

Вследствие виконання живим речовиною газових біогеохімічних функцій протягом геологічного розвитку Землі склалися сучасний хімічний склад атмосфери з унікально містило велику кількість кисню і низьким змістом вуглекислого газу, і навіть помірні температурні умови. Відповідно до гіпотезою Про. Р. Сорохтина, не весь кисень атмосфери має биогенное походження, 30% його надійшов у повітряний басейн внаслідок дегазації надр. Розглянемо вплив средообразующей функції організмів утримання кисню і вуглекислого газу атмосфері. Підвищення концентрації кисню у атмосфері викликає «парниковий ефект «і сприяє потеплінню клімату. Вільний кисень виділяється при фотосинтезі. Вперше Землі масове розвиток фотосинтезирующих організмів — синьо-зелених водоростей — можна говорити про дві з половиною мільярди років тому. Завдяки цьому на атмосфері з’явився кисень, що було імпульс швидкому розвитку тварин. Проте інтенсивний фотосинтез супроводжувався посиленим споживанням кисню і зменшенням її змісту в атмосфері. Це спричинило ослаблення «парникового ефекту », різкого похолоданню і першому історія планети (гуронскому) оледенению.

В наші дні накопичення у атмосфері вуглекислого газу від спалювання вуглеводневої палива сприймається як тривожна тенденція, яка веде до потеплінню клімату, таненню льодовиків і що загрожує підвищенням рівня Світового океану понад сто метрів. У зв’язку з цим слід зазначити функцію захоплення й поховання надлишкової вуглекислоти морськими організмами шляхом перекладу їх у сполуки вуглекислого кальцію, і навіть шляхом освіти біомаси живого речовини. У результаті виконання окисно-відновних функцій здійснюються хімічні перетворення речовин, містять атоми з перемінної валентностью. Окислювальна функція виявляється у окислюванні з участю бактерій і, можливо, грибів всіх бідних киснем сполук, у грунті, корі вивітрювання і гідросфері. Наприклад, так утворюються болотні залізні руди, бурі залізисті конкреції, ожелезненные горизонти. Восстановительная функція протилежна за своєю сутністю окислительной. Завдяки йому внаслідок діяльності анаеробних бактерій в нижньої третини профілю заболочених грунтів, практично позбавленого кисню, утворюються оксидные форми железа.

Биохимические функції пов’язані з життєдіяльністю живих організмів — їх харчуванням, диханням, розмноженням, смертю і руйнацією тіл. У результаті відбувається хімічне перетворення живого речовини спочатку у биокосное, та був, після помирання, в відстале. Слід розрізняти руйнація тіл організмів після їх смерті, яка йде які повсюдно та викликаного мікробами, грибами і деякими комахами, і руйнування, що з масовим захороненням рослинних і тварин залишків після їх смерті чи загибелі. У разі спільне чи послідовне виконання живим речовиною концентраційних і біохімічних функцій призводить до геохімічному перетворенню литосферы.

Биогеохимические функції, пов’язані з діяльністю людини, забезпечили великі зміни хімічних і біохімічних процесів в біосфері, сприяють становленню її нового еволюційного стану — ноосфери. Вже сьогодні локальне і планетарне забруднення внаслідок розвитку теплоенергетики, промисловості, транспорту, й сільського господарства можуть призвести до необоротних наслідків в біосфері, так як людина інтенсивніше, ніж інші організми, змінює фізичні умови середовища. Чистота морських вод — результат фільтрації, здійснюваної різноманітними організмами, але зоопланктоном. Більшість цих організмів видобуває їжу, отцеживая із води дрібні частки. Робота їх настільки інтенсивна, що все океан очищається від суспензії за 4 року. Озеро Байкал виняткової чистотою своїх вод багато в чому зобов’язане веслоногому рачку эпишуре, який через рік тричі проціджує його воду.

Заключение

На земної поверхні, немає хімічної сили, більш постійно діючої, тож і більш могутньої за своїми кінцевим наслідків, ніж живі організми, взяті загалом. Хімічне стан зовнішньої кори нашої планети повністю перебуває під впливом життя й живими організмами, з діяльністю яких пов’язаний великий планетарний процес — міграція хімічних елементів в біосфері. Життя Землі - найвидатніший процес її поверхні, який одержує цілющу енергія Сонця і що призводить в рух (круговорот речовин) майже все хімічні елементи таблиці Менделєєва. Життя зводиться до безупинної послідовності зростання, самовідтворення і синтезу складних хімічних сполук. Без перенесення енергії, супровідного ці процеси, неможливо було ні існування самого життя, ні освіту надорганизменных систем всіх рівнів організації. Якби сонячна енергія на планеті лише розвіювався, то життя в Землі було б неможливою. Щоб біосфера існувала, вона повинна переважно отримувати накопичувати енергію ззовні. І це робота виконується живими організмами.

Список литературы

1. Кисельов У. М. Основи екології: Учеб. посібник. — Мінськ.: Унiверсiтэцкае, 2000.

2. Лапо А. В. Сліди колишніх биосфер. — М., 1987.

3. Петров До. М. Загальна екологія: взаємодія суспільства і природи: Навчальний посібник для вузів. — СПб.: Хімія, 1997.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой