Природа як жива система
Життя розглядається як форма існування і розвитку матерії, яка виникає при певних умовах. В даний час більшість вчених визнають теорію біогеохімічної еволюції як основу зародження життя на Землі. Місцем абіогенного синтезу найпростіших органічних сполук була первинна повітряна оболонка. Джерелами енергії для утворення нових сполук стали електричні розряди, ультрафіолетове випромінювання Сонця і радіоактивні частинки. Кисню у складі атмосфери ще не було, його присутність була згубним для перших органічних речовин. Абиогенно утворилося речовина накопичувалося в Світовому океані, який сформувався в міру охолодження поверхні Землі внаслідок випадання рясних опадів. Потім утворилися великі полімери з малих мономерів, які отримали назву поліпептидів і полінуклеотидів – ці білки змогли штучно синтезувати з суміші сухих амінокислот. Виникнення білкового синтезу, який контролюється нуклеїновими кислотами, з’явився першим важливим кроком у формуванні життя. Перші примітивні комплекси полімерів вже володіли всіма ознаками і властивостями сучасних клітин. Другим найважливішим кроком в еволюції життя стало утворення клітинної мембрани. Комплекси клітин могли утворювати на поверхні оболонки, поглинали живильні речовини з навколишнього середовища і мали здатність до стабілізації внутрішніх полімерів. Вони дали початок усім живим організмам на Землі.
Білково-нуклеїнова форма життя на Землі існує завдяки об’єднанню декількох сприятливих астрономічних факторів: сталість світності Сонця протягом усіх 4,5 млрд. Років існування Землі; велика маса Землі, здатна утримати навколо себе досить щільну атмосферу і велику кількість води; відстань Землі від Сонця – якби Земля була на 5% ближче або на 1% далі від Сонця, життя на ній була б неможлива. В. І. Вернадський довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль в геологічних процесах, які формують обличчя Землі. Хімічний склад сучасної атмосфери, гідросфери та літосфери обумовлений життєдіяльністю живих організмів. Мінеральне інертна речовина переробляється живими організмами і набуває нової якості. Вся вода планети проходить цикл розщеплення в рослинних клітинах і відновлення в рослинних і тваринних організмах, тобто оновлюється біосферою приблизно за 2 млн. Років. Живі організму відіграють величезну роль в акумуляції сонячної енергії, в накопиченні багатьох металів (заліза, міді, марганцю). Встановлено, що будь розчинна, але не летючий елемент може здійснювати біогеохімічний круговорот тільки через біосферу. Живі організми накопичують деякі елементи в своїх тканинах, збільшують їх вміст у середовищі існування. Біогеохімічні принципи розкривають еволюційно спрямований характер глобального круговороту біосфери як саморозвивається.
Антропогенна трансформація біосферних структур – створення техногенних, агрокультурних і урбаністичних ландшафтів – відповідає першому биогеохимическому принципом: биогенная міграція хімічних елементів у біосфері прагне до максимального свого прояву. Це позначається в тому зростаючому темпі, яким йде технічне переозброєння промисловості: биогенная міграція обумовлюється творчим і науковим потенціалом людства. Досягнення науки і техніки дозволили сформулювати другий біогеохімічний принцип: зусилля свідомості і думки призводять до створення нових форм життя і нової оболонки землі – ноосфери. Нову форму біогеохімічної енергії можна назвати енергією людської культури. У ході антропогенного перетворення біосфери все більш різко проявляється її генетичне властивість – кількісно-якісна обмеженість матеріально-енергетичних ресурсів. В результаті виникло нове протиріччя між розвитком соціальної форми руху матерії і закономірностями власне біосферних механізмів і факторів.
Всі речовини, що входять в біосферу, В. И. Вернадський розділив на: жива речовина, біогенна речовина, відсталу речовину, биокосное речовина, радіоактивні елементи космічного походження, розсіяні атоми, що виникли під впливом космічного випромінювання. Місце речовини в біосфері визначається його енергетичними та геохімічними функціями. Енергетичні функції означають асиміляцію сонячної енергії, геохімічні – участь організмів в переміщенні і концентраціях хімічних елементів. Жива речовина біосфери містить і “пропускає” через себе 70 хімічних елементів. 97% біомаси складають кисень, водень, вуглець, азот, фосфор, сірка; без цих елементів і їх кругообігу життя на Землі було б неможливе. Біосфера складається з організмів трьох типів: продуцентів (автотрофов) – організмів, які виробляють органічну речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води, вуглекислого газу та мінеральних солей, до цього типу належать рослини; консументів (гетеротрофов) – організмів, які отримують енергію за рахунок харчування автотрофами чи іншими консументами, до них належать травоїдні тварини, хижаки, паразити, хижі рослини і гриби; редуцентов – мікроорганізмів, які розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук – води, вуглекислого газу та мінеральних солей. Відсталим, неживим речовиною біосфери керують продуценти, ними – консументи, діяльність яких визначають зворотні зв’язки, які йдуть від продуцентів. В результаті здійснюється біотичний кругообіг речовин в біосфері.
У кожному біоценозі, тобто сукупності організмів, які населяють певну ділянку суші чи водойми, є керуюча й керована підсистеми. Консументи не “дозволяють” рослинам занадто розростатися, поїдаючи зайву біомасу; за травоїдними пильно “стежать” хижаки, запобігаючи їх надмірне розмноження і знищення рослинності; хижаки другого ряду і паразити управляють чисельністю хижаків першого ряду; паразити знаходяться під пильною “увагою” сверхпаразитов, і таким чином на Землі зберігається динамічна рівновага всіх видів, елементів і речовин. Стійкість біосфери виявляється в сталості її загальної маси за останні 1,5 – 2 млрд. Років – цей закон вивів В. И. Вернадський: кількість живої речовини біосфери за певний геологічний час є постійною величиною.
(2 votes, average: 4.50 out of 5)