Mühazirə №2

Biosfer: tərif və quruluş. Canlı maddə

Biosferin tərifi və quruluşu

Biosferin canlı maddəsi

Atomların biogen miqrasiyası və təkamülün dönməzliyi qanunları, B.Komoner tərəfindən ekologiya qanunları.

Kosmik gəmi Yer planetlər arasında unikaldır günəş sistemi. Hava, su və yerin qovuşduğu və qarşılıqlı əlaqədə olduğu nazik təbəqədə heyrətamiz cisimlər yaşayır - canlı varlıqlar, onların arasında bizim də var. Müasir düşüncələrə görə, Biosfer, canlı orqanizmlərin məcmusunu və bu orqanizmlərlə davamlı mübadilədə olan planetin maddə hissəsini ehtiva edən bir növ Yer qabığıdır.

Fiziki olaraq təbii şərait biosferi üç mühitə bölmək olar: atmosfer, hidrosfer və litosfer (şək. 2.1).

düyü. 2.1. Yerin ümumi quruluşu.

Yerin geosferinin əsas komponentləri Cədvəl 2.1-də verilmişdir.

Biosferin hüdudları, ilk növbədə, müəyyən edilir həyat sahəsi(V.. İ. Vernadski, 1926). Vernadski planetdəki bütün orqanizmlər toplusunu adlandırdı canlı maddə,ümumi kütləsini, kimyəvi tərkibini və enerjisini onun əsas xarakteristikaları kimi nəzərə alaraq.

təsirsiz maddə, Vernadskiyə görə - canlı orqanizmlərin əmələ gəlməsində iştirak etmədiyi biosferdəki maddələrin məcmusu.

Yerin geosferinin əsas komponentləri Cədvəl 2.1

Qidalandırıcı həyat tərəfindən yaradılmış və işlənmiş, canlı orqanizmlərin aqreqatları. Çox güclü potensial enerji mənbəyidir ( kömür, bitum, əhəngdaşı, neft). Qidalanma meydana gəldikdən sonra diri onun tərkibindəki orqanizmlər fəaliyyətsizdir.

Xüsusi kateqoriyadır biomaterial. V.İ.Vernadski (1926) yazırdı ki, o, "biosferdə eyni vaxtda canlı orqanizmlər və hər ikisinin dinamik tarazlıq sistemlərini təmsil edən inert proseslər tərəfindən yaradılır". Bioinert maddədəki orqanizmlər aparıcı rol oynayır.

Deməli, planetin bio-inert maddəsi torpaq, hava qabığı və hər şeydir təbii sular xassələri Yerdəki canlı maddənin fəaliyyətindən asılı olan . Beləliklə, biosfer - bu canlı maddənin təsiri ilə əhatə olunan Yerin sahəsidir. Yer üzündə həyat Günəşin həyat verən enerjisini alan və dövri sistemin demək olar ki, bütün kimyəvi elementlərini hərəkətə gətirən onun səthindəki ən görkəmli prosesdir.

Orqanizmlərin müasir yaşayış yeri kimi biosferi orqanizmlərin özləri ilə birlikdə üç alt sferaya bölmək olar (Şəkil 2.2): aerobiosfer, substratı havanın nəmliyi olan aerobiontların yaşadığı;

hidrobiosfer - qlobal su dünyası (yeraltı suları olmayan Yerin su qabığı), məskunlaşdığı hidrobiontlar;

geobiosfer - yuxarı hissəsi yer qabığı(litosfer), məskunlaşmışdır geobiontlar.

hidrobiosfer kontinental, əsasən şirin sular dünyasına parçalanır - akvabiosfer (su heyvanları ilə)

və dənizlər və okeanlar bölgəsi - marinobiosfer (marinobiontlarla).

Biosferin ümumi strukturu Şəkil 2.2-də göstərilmişdir

Geobiosfer ibarətdir: torpaq səthində həyat sahəsi - terrabiosfer(terrabiontlarla) aşağıdakılara bölünür:

fitosfer(yerdən ağacların zirvələrinə qədər)

pedosfer(torpaqlar və alt qruntlar, çox vaxt bütün hava qabığı daxil olmaqla) pedobiontlarla;

düyünbiosfer - Yerin dərinliklərində həyat (daşların məsamələrində yaşayan litobiontlarla).

Litobiosfer iki təbəqəyə bölünür:

hipoterrabiosfer - aerob həyatın mümkün olduğu təbəqə (və ya subterrabiosfer),

tellurobiosfer - anaerobların yaşaya bildiyi təbəqə (və ya dərin biosfer). Litosferin qalınlığında həyat əsasən yeraltı sularda mövcuddur.

Hidrobiosferdə təbəqələr əsasən işığın intensivliyi ilə bağlıdır. Üç təbəqə var:

fotosfer- nisbətən parlaq işıqlandırılır

disfotosfer- həmişə çox alacakaranlıq (1% -ə qədər günəş işığı),

afotosfer - fotosintezin qeyri-mümkün olduğu mütləq qaranlıq.

Həyatın inkişafında məhdudlaşdırıcı amil aerobiosfer su damcılarının və müsbət temperaturların, eləcə də Yerin səthindən yüksələn bərk aerozolların olmasıdır.

Ağacların zirvələrindən hündürlüyünə qədər ən çox yerləşdiyi cumulus buludları uzanır tropobosfer(tropobiontlarla). Kosmos atmosfer troposferindən daha nazik təbəqədir.

Tropobiosferin üstündə son dərəcə nadir mikrobiota təbəqəsi yerləşir - altobiosfer(altobiyotlarla).

Onun üstündə həyatın yalnız arabir və nadir hallarda nüfuz etdiyi, orqanizmlərin çoxalmadığı bir məkan uzanır, - parabiosfer.

Dağlarda, həyatın artıq mümkün olmadığı yüksəkliklərdə ali bitkilər və ümumiyyətlə istehsal edən orqanizmlər, lakin küləklərin aşağı şaquli qurşaqlardan üzvi maddələr gətirdiyi və mənfi hava temperaturlarında həyatın mövcudluğu üçün birbaşa günəş insolyasiyasından hələ də kifayət qədər istilik olduğu yerlərdə terrabiosferin yüksək hündürlükdə hissəsi yerləşir. - aeol zonası .

Bu, artropodların və bəzi mikroorqanizmlərin - eolobiontların krallığıdır.

Okeanlarda həyat onların dibinə çatır. Onun altında, bazaltlarda, çətin ki, mümkün olsun. Litosferin dərinliklərində ikisi var nəzəri səviyyə həyatın yayılması izoterm 100°С, normadan aşağı olan atmosfer təzyiqi su qaynayır və zülallar laxtalanır və izoterm 460°С, burada hər hansı bir təzyiqdə su buxara çevrilir, yəni maye vəziyyət ola bilməz.

Yerin dərinliklərində həyat əslində 3-4 km-dən çox uzağa getmir, maksimum 6-7 km və yalnız təsadüfən qeyri-aktiv formalarda nüfuz edə bilər.

daha dərinə hipobiosfer(“subbiosfer” – atmosferdəki parabiosferin analoqu).

Qeyd edək ki, burada biogen süxurların, obrazlı desək, keçmiş sferaların izlərinin olduğu yerdə metabiosfer.

Metabiosfer, Yerin səthindən başlayaraq, litosferin dərinliklərinə qədər uzanır, qayaların metamorfoz prosesləri həyat əlamətlərini sildiyi yerdə itir.

Hipobiosferin yuxarı sərhədi ilə aşağı parabiosfer arasında biosferin özü yerləşir - dişləmə.

Onun ən doymuş təbəqəsi adlanır biofilm, ya da V. I. Vernadskiyə görə (1926), "həyat filmi".

Parabiosferin üstündədir apobiosfer, və ya biogen maddələrin nisbətən bol olduğu "biosferdən yuxarı" (onun yuxarı həddinə çatmaq mümkün deyil).

Metabiosferin altındadır abiosfer("nebiosfer").

Həyatın Yerin təbiətinə indiki və ya keçmiş təsirinin bütün təbəqəsi adlanır meqabiosfer, və birlikdə

ilə artebiosfer(insanın Yerə yaxın kosmosa genişlənməsi məkanı) - panbiosfer.

Beləliklə, xüsusilə aktiv olan "həyatın mövcudluğu sahəsi", son məlumatlara görə, şaquli həddə dəniz səviyyəsindən təxminən 6 km yüksəklikdə məhdudlaşır, buna qədər atmosferdə müsbət temperatur qalır və xlorofil ehtiva edir. bitkilər yaşaya bilir (Himalayda 6,2 km).

Yuxarıda daxil eol zonası, yalnız böcəklər, yay quyruğu və bəzi gənələr yaşayır, bitki tozcuqlarının dənələri, bitki sporları, mikroorqanizmlər və küləyin vurduğu digər üzvi hissəciklərlə qidalanır və s.

Canlı orqanizmlər yalnız təsadüf nəticəsində daha da yüksəlir (mikroorqanizmlər sporlar şəklində yaşaya bilər).

Aktiv həyatın mövcudluğunun aşağı həddi ənənəvi olaraq okean dibi və 100° izoterm ilə məhdudlaşır. ilə litosferdə müvafiq olaraq təxminən 11 km işarələrdə və Kola yarımadasında ultra dərin qazmalara görə təxminən 6 km. Əslində, litosferdə həyat 3-4 km dərinliyə yayılmışdır. Beləliklə, Yerin okean bölgəsində biosferin şaquli qalınlığı 17 km-dən çox, quru bölgəsində - 12 km-ə çatır.

Parabiosfer daha asimmetrikdir, çünki onun yuxarı sərhədi ozon ekranı ilə müəyyən edilir.

Çöküntü süxurlarını əhatə edən meqabiosferin qalınlığında daha əhəmiyyətli dalğalanmalar, lakin o, okeanın ən böyük dərinliklərinin işarələrindən daha dərin olan qitələrə düşmür, yəni. 11 km (burada temperatur 200 ° C-ə çatır) və düşmür. ozon ekranının ən yüksək sıxlıqlarından (22-24 km) yuxarı qalxır, buna görə də onun maksimum qalınlığı 33-35 km.

Nəzəri olaraq, biosferin sərhədləri daha genişdir, çünki okean dibinin hidrotermlərində (püskürən suların tünd rənginə görə onları "qara siqaret çəkənlər" adlandırırdılar) 250 ° C-ə qədər temperaturda olan orqanizmlər dənizin dərinliklərində aşkar edilmişdir. təxminən 3 km (şək. 2.3).

düyü. 2.3. "Qara Siqaret çəkən", hündürlüyü təxminən 120 m-dir (müqayisə üçün Sankt-Peterburqdakı "Admiralty" nin silueti göstərilir)

Təxminən 300 atmosfer təzyiqində su burada qaynamır (həyatın sərhədləri suyun buxar və qatlanan zülallara çevrilməsi nöqtələri ilə məhdudlaşır). Litosferdə 10,5 km dərinliyə qədər qızdırılmış maye su tapılıb. 25 km-dən daha dərin, hesablamalara görə, 460 ° C kritik bir temperatur olmalıdır, bu zaman istənilən təzyiqdə su buxara çevrilir və həyat prinsipcə mümkün deyil.

Biosferin canlı maddəsi

Uzun müddət buna inanılırdı diri-dən fərqlənir cansız maddələr mübadiləsi, hərəkətlilik, əsəbilik, böyümə, çoxalma, uyğunlaşma kimi xüsusiyyətlər. Lakin bütün bu xassələrə cansız təbiət arasında da ayrı-ayrılıqda rast gəlinir və buna görə də canlının spesifik xassələri sayıla bilməz.

şəklində ifadə canlı B. M. Mednikov (1982) xüsusiyyətləri nəzəri biologiyanın aksiomaları:

1. Bütün canlı orqanizmlər nəsildən-nəslə miras qalan fenotipin və onun qurulması proqramının (genotip) birliyinə çevrilir. (A.Veysmanın aksiomu)*.

2. Genetik proqram matris şəkildə formalaşır. Əvvəlki nəslin geni gələcək nəslin geninin qurulduğu bir matris kimi istifadə olunur. (N.K. Koltsovun aksioması).

3. Nəsildən-nəslə ötürülmə prosesində nəticədə genetik proqramlar müxtəlif səbəblər təsadüfi və qeyri-istiqamətli dəyişir və yalnız təsadüf nəticəsində belə dəyişikliklər müəyyən mühitdə uğurlu ola bilər (Ç.Darvinin 1-ci aksioması).

4. Fenotipin formalaşması zamanı genetik proqramlarda təsadüfi dəyişikliklər çox gücləndirilir (N. V. Timofeyev-Resovskinin aksioması).

5. Genetik proqramlarda dəfələrlə gücləndirilmiş dəyişikliklər şərtlərə görə seçilir xarici mühit (Ç.Darvinin 2-ci aksiomu).

Bu aksiomalardan hər şeyi çıxarmaq olar yaşayışın əsas xüsusiyyətləri təbiət və xüsusilə kimi diskretlik və bütövlük - Yer üzündə həyatın təşkilinin iki əsas xüsusiyyəti. Canlı sistemlər arasında iki eyni fərd, populyasiya və növ yoxdur. Bu unikallıq diskretlik və bütövlüyün təzahürləri konvariant reduplikasiya fenomeninə əsaslanır.

Konvariant reduplikasiya (dəyişikliklərlə özünü çoxaltma) matris prinsipi əsasında həyata keçirilir(ilk üç aksiomun cəmi). Bu, yəqin ki, Yer kürəsində bizə məlum olan canlılığa xas olan yeganə xüsusiyyətdir. Əsasında onun unikal yalanları əsas idarəetmə sistemlərinin (DNT, xromosomlar, genlər) özünü çoxaltma qabiliyyəti.

6. Reduplikasiya makromolekulların sintezinin matris prinsipi (N. K. Koltsovun aksiomu) ilə müəyyən edilir (şək. 2.4).

• Bu anlayışı biogen maddənin bir hissəsi olan “biokütlə” anlayışı ilə qarışdırmaq olmaz.

Ensiklopedik YouTube

1 / 3

✪ Biogen, bio-inert, canlı maddə

✪ Vladimir İvanoviç Vernadski canlı maddə

✪ Biosfer

Altyazılar

Canlı maddənin xüsusiyyətləri

Bəziləri üzvi maddələr tərkibində dəyişkən oksidləşmə dərəcəsi olan atomlar (dəmir, manqan, azot və s. birləşmələri) olur. Eyni zamanda Yer səthində biogen oksidləşmə və reduksiya prosesləri üstünlük təşkil edir. Bir qayda olaraq, biosferdə canlı maddənin oksidləşdirici funksiyası bakteriyaların və bəzi göbələklərin torpaqda, aşınma qabığında və hidrosferdə nisbətən zəif oksigen birləşmələrinin oksigenlə zəngin birləşmələrə çevrilməsində özünü göstərir. Azaldıcı funksiya birbaşa və ya müxtəlif bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan biogen hidrogen sulfid vasitəsilə sulfatların əmələ gəlməsi ilə həyata keçirilir. Və burada görürük ki, bu funksiya canlı maddənin ətraf mühiti əmələ gətirən funksiyasının təzahürlərindən biridir;

- nəqliyyat funksiyası - maddənin cazibə qüvvəsinə qarşı və üfüqi istiqamətdə ötürülməsi. Planetimizdə maddələrin hərəkətinin cazibə qüvvəsi ilə müəyyən edildiyi Nyuton dövründən məlumdur. Cansız maddənin özü maili müstəvidə yalnız yuxarıdan aşağıya doğru hərəkət edir. Çaylar, buzlaqlar, uçqunlar, çöküntülər yalnız bu istiqamətdə hərəkət edir.

Canlı maddə hər şeyi əhatə edir və yenidən qurulur kimyəvi proseslər biosfer. Canlı maddə zaman keçdikcə böyüyən ən güclü geoloji qüvvədir. Biosfer doktrinasının böyük banisinin xatirəsini ehtiramla yad edərək A.I.Perelman aşağıdakı ümumiləşdirməni “Vernadski qanunu” adlandırmağı təklif etdi:

“Miqrasiya kimyəvi elementlərüstündə yer səthi və bütövlükdə biosferdə ya canlı maddənin birbaşa iştirakı ilə (biogen miqrasiya) həyata keçirilir, ya da geokimyəvi xüsusiyyətləri (O 2, CO 2, H 2 S və s.) əsasən, canlı maddə hal-hazırda bu sistemdə məskunlaşan, eləcə də geoloji tarix boyu Yer kürəsində fəaliyyət göstərən materiya kimi.

Aktiv hərəkət sayəsində canlı orqanizmlər müxtəlif maddələri və ya atomları üfüqi istiqamətdə hərəkət etdirə bilər, məsələn, müxtəlif növlər köçlər. Köçürülmə və ya miqrasiya kimyəvi maddələr canlı maddəni Vernadski adlandırdı atomların və ya maddənin biogen miqrasiyası.

həmçinin bax

• Maddə, Maddə (fizika), Biogen maddə
• Biosferdə canlı maddənin təkamülünün əsas qanunları

Canlı maddə sistematik mənsubiyyətindən asılı olmayaraq biosferdəki canlı orqanizmlərin cisimlərinin məcmusudur.

Biosferin canlı maddəsi böyük enerji təchizatı ilə xarakterizə olunur.

Axın sürətində canlı və cansız maddələr arasında kəskin fərq müşahidə olunur kimyəvi reaksiyalar(canlı maddədə reaksiyalar minlərlə, bəzən isə milyonlarla dəfə sürətlə gedir).

Canlı maddənin fərqli xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, onu təşkil edən ayrı-ayrı kimyəvi birləşmələr - zülallar, fermentlər və s. yalnız canlı orqanizmlərdə sabitdir.

Əsasən özünü tənzimləyən könüllü hərəkət biosferdəki bütün canlı maddələrin ümumi xüsusiyyətidir.

Canlı maddə cansız maddədən daha çox morfoloji və kimyəvi müxtəliflik nümayiş etdirir. yuxarıdan məlumdur

Canlı maddəni təşkil edən 2 milyon üzvi birləşmə, cansız maddənin təbii birləşmələrinin (minerallarının) sayı isə təxminən 2 mindir, yəni üç dəfə azdır.

Canlı maddə biosferdə ölçüləri geniş diapazonda dəyişən fərdi orqanizmlər şəklində təmsil olunur. Ən kiçik virusların ölçüsü 20 nm-dən çox deyil (1 nm = 10-9 m), ən böyük heyvanlar - balinalar - 33 m uzunluğa çatır, ən çox böyük bitki- sekvoya - 100 m hündürlükdə.

2. Canlı maddənin kimyəvi xassələri.

Özünü tənzimləmə, özünü çoxalma, kimyəvi reaksiyaların yüksək sürəti, aktiv və passiv hərəkət.

3.Canlı maddənin fiziki xassələri

Yüksək uyğunlaşma, əsəbilik, böyümə, inkişaf, dəyişkənlik.

4. Canlı maddənin təşkili formaları: anlayışı, çeşidləri.

Canlı maddə biosferdəki canlı orqanizmlərin cisimlərinin məcmusudur. O, həyatın mövcud ola biləcəyi yerdə, yəni atmosfer, litosfer və hidrosferin kəsişdiyi yerdə inkişaf edir. Əlverişsiz şəraitdə canlı maddə anabioz vəziyyətinə keçir.

Təkamül prosesində canlıların təşkilinin 2 əsas forması inkişaf etmişdir: mobil və hüceyrə olmayan, hüceyrə fəaliyyətinin törəməsidir. Qeyri-hüceyrəvi, simplastik, sinsitial təşkilat formaları və hüceyrələrarası maddə fərqləndirilir.

5. Hüceyrələrarası maddə (hüceyrədənkənar matris): anlayış, xüsusiyyətlər, nümunə.

Hüceyrədənkənar matris toxumanın hüceyrədənkənar strukturlarına (interstisial matris və bazal membranlar) aiddir. Hüceyrədənkənar matris birləşdirici toxumanın əsasını təşkil edir, hüceyrələrə mexaniki dəstək və kimyəvi maddələrin daşınmasını təmin edir. Bundan əlavə, birləşdirici toxuma hüceyrələri siqnal funksiyalarını yerinə yetirə və hüceyrə hərəkətində iştirak edə bilən matriks maddələri (hemidesmosomlar, yapışqan kontaktlar və s.) ilə hüceyrələrarası əlaqə yaradır. Beləliklə, embriogenez zamanı bir çox heyvan hüceyrələri hüceyrədənkənar matris boyunca hərəkət edərək köç edir və onun ayrı-ayrı komponentləri miqrasiya yolunu müəyyən edən marker rolunu oynayır.

Hüceyrədənkənar matrisin əsas komponentləri qlikoproteinlər, proteoqlikanlar və hialuron turşusudur. Kollagen əksər heyvanlarda hüceyrədənkənar matrisin üstünlük təşkil edən qlikoproteinidir. Hüceyrədənkənar matrisin tərkibinə bir çox başqa komponentlər daxildir: zülallar fibrin, elastin, həmçinin fibronektinlər, lamininlər və nidogenlər; sümük toxumasının hüceyrədənkənar matrisinin tərkibinə hidroksiapatit kimi minerallar daxildir; hüceyrədənkənar matrix və maye birləşdirici toxumaların komponentləri - qan plazması və limfa mayesi hesab edilə bilər.

Nümunə: Boş düzensiz birləşdirici toxumanın hüceyrələrarası maddəsi

Giriş

Biosfer - üz qabığı inkişafı günəş enerjisinin daimi axını ilə müəyyən edilən torpaq. Biosferin mürəkkəb təşkili canlı maddənin fəaliyyəti ilə - canlıların hər bir növünün bütün fərdlərinin məcmusu ilə bağlıdır.

Canlı maddə Yer üzündə nəsillərin davamlı növbəsi şəklində mövcuddur. Bunun sayəsində müasir canlı materiya genetik olaraq bütün keçmiş geoloji dövrlərin canlı materiyasına aid olduğu ortaya çıxır. Canlı maddə inert maddə ilə - atmosferlə (ozon ekranının səviyyəsinə qədər), tamamilə hidrosfer və litosferlə, əsasən torpağın sərhədləri daxilində, lakin təkcə deyil.

Atmosfer, hidrosfer və torpaq biosferin canlı maddəsinə təsir göstərir, onu mineral qida, su və hava ilə təmin edir. Məsələn, bitki örtüyünün təbiəti torpağın nəmlik dərəcəsindən asılıdır.

Biosferin canlı maddəsi heterojendir və üç növ trofik qarşılıqlı əlaqəyə malikdir: avtotrofiya, heterotrofiya, mixotrofiya. Trofik ekoloji qarşılıqlı təsirlər qeyri-üzvi (inert) maddələrin üzvi maddələrə çevrilməsinə və üzvi maddələrin mineral maddələrə tərs çevrilməsinə kömək edir. Hər bir krallığın, növün və sinfin nümayəndələri biosfer səviyyəsində ekoloji qarşılıqlı əlaqədə öz funksiyalarını yerinə yetirirlər.

Biosferdə kosmik radiasiya çevrilir müxtəlif növlər enerji. Enerji çevrilməsi onun planetin maddəsi ilə biosferin canlı orqanizmləri arasında dövriyyəsi prosesində baş verir - maddələrin biogeokimyəvi dövranı: kimyəvi elementlərin nəhəng kütlələrinin hərəkəti, fotosintez prosesində toplanmış enerjinin yenidən bölüşdürülməsi və çevrilmə. məlumat. Maddələrin biogeokimyəvi dövranı məhdud miqdarda maddə və biosferdə həyatın davamlılığını təmin edir. daimi axın günəş enerjisi, planetin simasını, canlıların, o cümlədən insanların fiziki-kimyəvi yaşayış mühitini dəyişdirir.

Təbiətin idarə edilməsi - vəziyyətin obyektiv qiymətləndirilməsi və istifadənin optimallaşdırılması təbii sərvətlər və ətraf mühit şəraiti təbii mühit, onların qorunması və çoxaldılması.

Canlı maddə

V.İ.-yə görə. Vernadski, biosferin maddəsindən ibarətdir:

· Canlı maddə- müasir canlı orqanizmlərin biokütləsi;

· Qidalandırıcı- bütün formalarda detritus, o cümlədən torf, kömür, neft və biogen mənşəli qaz;

· bioinert maddə- biogen maddələrin qeyri-biogen mənşəli mineral süxurlarla (torpaq, lillər, təbii sular, qaz və neft şistləri, tar qumları, çöküntü karbonatlarının bir hissəsi) qarışıqları;

· İnert maddə - orqanizmlərin birbaşa biogeokimyəvi təsirindən təsirlənməyən süxurlar, minerallar, çöküntülər.

Bu konsepsiyanın mərkəzində canlı materiya anlayışı durur ki, V.İ. Vernadski canlı orqanizmlərin məcmusu kimi müəyyən edir. Bitki və heyvanlardan başqa V.İ. Vernadski bura həm də geokimyəvi proseslərə təsiri digər canlıların təsirindən, birincisi, geoloji zamanın gedişi ilə artan intensivliyi ilə fərqlənən bəşəriyyəti də əhatə edir; ikincisi, insan fəaliyyətinin qalan canlı maddəyə təsiri ilə.

Bu təsir ilk növbədə çoxsaylı yeni növlərin yaradılmasında özünü göstərir. mədəni bitkilər və ev heyvanları. Belə növlər əvvəllər və insanların köməyi olmadan yox idi, ya ölür, ya da vəhşi cinslərə çevrilir. Buna görə də Vernadski heyvan, bitki aləminin və mədəni bəşəriyyətin ayrılmaz əlaqəsində canlı maddənin geokimyəvi işini vahid bir bütövün işi hesab edir.

V.İ.-yə görə. Vernadski, keçmişdə ikiyə əhəmiyyət vermirdilər mühüm amillər canlı orqanizmləri və onların metabolik məhsullarını xarakterizə edən:

Pasterin molekulların məkan quruluşunun dissimmetriyası ilə əlaqəli optik aktiv birləşmələrin üstünlük təşkil etdiyini kəşf etməsi fərqləndirici xüsusiyyət canlı bədənlər.

· Canlı orqanizmlərin biosferin enerjisinə verdiyi töhfə və onların cansız cisimlərə təsiri açıq şəkildə qiymətləndirilməmişdir. Axı, biosferin tərkibinə təkcə canlı maddə deyil, həm də müxtəlif cansız cisimlər daxildir ki, bunlardan V.I. Vernadski inert (atmosfer, qayalar, minerallar və s.), həmçinin heterojen canlı və inert cisimlərdən (torpaqlar, səth suları və s.). Həcmi və çəkisi baxımından canlı maddə biosferin əhəmiyyətsiz hissəsi olsa da, planetimizin görünüşünün dəyişməsi ilə bağlıdır.

Canlı maddə biosferin müəyyənedici komponenti olduğundan onun yalnız biosferin ayrılmaz sistemi çərçivəsində mövcud ola və inkişaf edə biləcəyini iddia etmək olar. Təsadüfi deyil ki, ona görə də V.İ. Vernadski hesab edir ki, canlı orqanizmlər biosferin funksiyasıdır və onunla maddi və enerji cəhətdən sıx bağlıdır, onu müəyyən edən nəhəng geoloji qüvvədir.

Biosferin mövcudluğunun və orada baş verən biogeokimyəvi proseslərin ilkin əsasını planetimizin astronomik mövqeyi və ilk növbədə onun Günəşdən uzaqlığı və yer oxunun ekliptikaya və ya müstəviyə meyli təşkil edir. yerin orbiti. bu məkan təşkili Yer əsasən planetdəki iqlimlə müəyyən edilir, sonuncu isə öz növbəsində müəyyən edir həyat dövrləriüzərində mövcud olan bütün orqanizmlər. Günəş biosferin əsas enerji mənbəyi və planetimizdəki bütün geoloji, kimyəvi və bioloji proseslərin tənzimləyicisidir. Bu rolu obrazlı şəkildə enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanununun müəlliflərindən biri Julius Mayer (1814-1878) ifadə edərək həyatın günəş şüasının yaradılması olduğunu qeyd etmişdir.

Canlı maddə ilə inert maddə arasındakı həlledici fərq aşağıdakı kimidir:

· Canlı maddədə dəyişikliklər və proseslər inert cisimlərə nisbətən çox tez baş verir. Buna görə də canlı maddədəki dəyişiklikləri xarakterizə etmək üçün tarixi zaman, inert cisimlərdə isə geoloji zaman anlayışından istifadə olunur. Müqayisə üçün qeyd edək ki, geoloji zamanın saniyəsi təqribən yüz min illik tarixi zamana uyğundur;

· Geoloji zamanın gedişində canlı maddənin gücü və onun biosferin inert materiyasına təsiri artır. Bu təsir, V.I. Vernadsky, ilk növbədə "atomların canlı maddədən biosferin inert maddəsinə və əksinə davamlı biogen axınında" özünü göstərir;

· Orqanizmlərin keyfiyyət dəyişiklikləri geoloji zamanın gedişində yalnız canlı maddədə baş verir. Bu dəyişikliklərin prosesi və mexanizmləri ilk dəfə növlərin mənşəyi nəzəriyyəsində tərəfindən izah edilmişdir təbii seleksiya C. Darvin (1859);

Canlı orqanizmlər dəyişiklikdən asılı olaraq dəyişir mühit, ona uyğunlaşmaq və Darvinin nəzəriyyəsinə görə, təkamül mənbəyi kimi xidmət edən bu cür dəyişikliklərin tədricən yığılmasıdır.

VƏ. Vernadski təklif edir ki, canlı maddənin də özünəməxsus təkamül prosesi ola bilər ki, bu da ətraf mühitin dəyişməsindən asılı olmayaraq geoloji zamanın gedişi ilə dəyişikliklərdə özünü göstərir.

Fikrini təsdiqləmək üçün o, mərkəzin davamlı böyüməsinə istinad edir sinir sistemi heyvanlar və onun biosferdəki əhəmiyyəti, həmçinin biosferin özünün xüsusi təşkili. Onun fikrincə, sadələşdirilmiş modeldə bu təşkilatlanmanı elə ifadə etmək olar ki, biosferin heç bir nöqtəsi “əvvəlki kimi biosferin eyni yerinə, eyni nöqtəsinə düşməsin”. Müasir dillə desək, bu hadisəni hər hansı təkamül və inkişaf prosesinə xas olan dəyişikliklərin dönməzliyi kimi təsvir etmək olar.

Yeni orqanizm növlərinin yaranması ilə müşayiət olunan davamlı təkamül prosesi bütövlükdə bütün biosferə, o cümlədən təbii bioinert cisimlərə, məsələn, torpaqlara, yerüstü və Yeraltı sular və s. Devon dövrünə aid torpaqların və çayların üçüncü dövrə, hətta bizim eramızın torpaqlarından tamamilə fərqli olması bunu təsdiqləyir. Beləliklə, növlərin təkamülü tədricən yayılır və bütün biosferə keçir.

Təkamül və yeni növlərin ortaya çıxması öz başlanğıcının mövcudluğunu nəzərdə tutduğundan, təbii olaraq sual yaranır: həyatın belə bir başlanğıcı varmı? Əgər varsa, onu harada axtarmaq lazımdır - Yerdə, yoxsa Kosmosda? Həyat qeyri-candan yarana bilərmi?

Əsrlər boyu bir çox din xadimləri, incəsənət nümayəndələri, filosoflar, elm adamları bu suallar üzərində düşünmüşlər. VƏ. Vernadski görkəmli mütəfəkkirlərin irəli sürdüyü ən maraqlı fikirləri ətraflı araşdırır müxtəlif dövrlər, və bu suallara inandırıcı cavabın olmadığı qənaətinə gəlir. O, özü də bir alim kimi, Yerin qədim geoloji təbəqələrində hər hansı keçid həyat formalarının mövcudluğunun izlərini tapmaq üçün çoxsaylı cəhdlərin uğursuz olduğunu iddia edərkən, başlanğıcda bu məsələlərin həllinə empirik yanaşmaya sadiq qaldı. Hər halda, hətta 600 milyon ili əhatə edən Prekembri təbəqələrində bəzi həyat qalıqları aşkar edilmişdir. Bu mənfi nəticələr V.I. Vernadski, həyatın maddə və enerji kimi kainatda əbədi mövcud olduğunu və buna görə də başlanğıcının olmadığını irəli sürməyə imkan verin. Lakin belə bir fərziyyə canlı maddənin izlərinin yerin təbəqələrində hələ də tapılmaması faktına əsaslanan empirik ümumiləşdirmədən başqa bir şey deyil. Elmi fərziyyəyə çevrilmək üçün o, digər nəticələrlə uzlaşmalıdır. elmi bilik, o cümlədən təbiətşünaslıq və fəlsəfənin daha geniş anlayışları ilə. Hər halda canlı materiyanın cansız materiyadan yaranması tezisini müdafiə edən və indiki dövrdə hətta mənşəyinin fərziyyə və modelinin əsaslandırılmasını irəli sürən təbiətşünasların və filosofların fikirləri ilə hesablaşmaq olmaz. həyatın.

Həyatın abiogen və ya qeyri-üzvi mənşəyi ilə bağlı fərziyyələr qədim zamanlarda, məsələn, qeyri-üzvi maddələrdən kiçik orqanizmlərin yaranması ehtimalına imkan verən Aristotel tərəfindən dəfələrlə irəli sürülüb. Eksperimental təbiət elminin yaranması və geologiya, paleontologiya və biologiya kimi elmlərin meydana çıxması ilə bu nöqteyi-nəzər empirik faktlarla əsaslandırılmadığı üçün tənqid olunurdu. 17-ci əsrin ikinci yarısında. Məşhur Florensiyalı həkim və təbiətşünas F.Redinin bəyan etdiyi prinsip bütün canlıların canlılardan əmələ gəlməsidir. Bu prinsipin təsdiqinə məşhur ingilis fizioloqu Uilyam Harvinin (1578-1657) tədqiqatları kömək etdi, o, həyatın abiogen şəkildə meydana çıxma ehtimalını etiraf etsə də, hər bir heyvanın yumurtadan əmələ gəldiyinə inanırdı.

Daha sonra penetrasiya kimi fiziki və kimyəvi üsullar bioloji tədqiqatlarda həyatın abiogen mənşəyi haqqında fərziyyələr daha çox israrla irəli sürülməyə başladı. Yuxarıda, həyatın yaranmasında prebiotik və ya prebioloji mərhələnin yaranması üçün ilkin şərt kimi kimyəvi təkamüldən danışdıq. V.İ. Vernadski və buna görə də onun bu məsələlərlə bağlı fikirləri dəyişməz qalmadı, lakin dəqiq müəyyən edilmiş faktlar torpağına arxalanaraq, o, nə ilahi müdaxiləyə, nə də həyatın yerdəki mənşəyinə icazə vermədi. O, həyatın meydana gəlməsini Yerdən kənara köçürdü, eyni zamanda müəyyən şərtlər altında biosferdə görünməsinə imkan verdi. O yazırdı: "Redi prinsipi ... biosferdən kənarda və ya biosferdə (indi və ya daha əvvəl) fiziki-kimyəvi hadisələrin bu təşkil formasının elmi tərifində qəbul edilməyən fiziki-kimyəvi hadisələrin mövcudluğunu müəyyən edərkən abiogenezin qeyri-mümkünlüyünü göstərmir. yerin qabığı”.

Bəzi ziddiyyətlərə baxmayaraq, Vernadskinin biosfer nəzəriyyəsi təkcə canlı təbiəti deyil, həm də onun bəşəriyyətin tarixi fəaliyyəti ilə ayrılmaz əlaqəsini dərk etməkdə yeni böyük addımı ifadə edir.

Biosfer anlayışı canlı maddə ideyasına əsaslanır. Bütün canlı maddələrin 90%-dən çoxu yerüstü bitki örtüyünün (torpaq biokütləsinin 98%-i) payına düşür. canlı maddə-ən güclü geokimyəvi və enerji amili, planetlərin inkişafının aparıcı qüvvəsi. Orqanizmlərin biokimyəvi fəaliyyətinin əsas mənbəyi yaşıl bitkilərin və bəzi mikroorqanizmlərin fotosintez prosesində üzvi maddələr yaratmaq üçün istifadə etdiyi günəş enerjisidir. Üzvi maddələr digər orqanizmləri qida və enerji ilə təmin edir. Fotosintez atmosferdə sərbəst oksigenin yığılmasına, ultrabənövşəyi və sərt kosmik radiasiyadan qoruyan ozon təbəqəsinin əmələ gəlməsinə səbəb oldu, müasirliyi dəstəkləyir. qaz tərkibi atmosfer. Yer kürəsində həyat həmişə müxtəlif orqanizmlərin (biosenozların) mürəkkəb təşkil olunmuş kompleksləri şəklində mövcud olmuşdur. Eyni zamanda, canlı orqanizmlər və onların yaşayış mühiti inteqral sistemləri - biogeosenozları təşkil edir. Orqanizmlərin qidalanması, tənəffüsü və çoxalması və onlarla əlaqəli üzvi maddələrin yaranması, toplanması və çürüməsi prosesləri maddə və enerjinin daimi dövranını təmin edir. Bu dövr kimyəvi elementlərin atomlarının canlı maddə vasitəsilə miqrasiyası ilə bağlıdır. Beləliklə, bütün atmosfer oksigeni 2000 il ərzində canlı maddə vasitəsilə çevrilir. karbon qazı 300 ildir. Böyük çeşid orqanizmlərin özlərinin tərkibi ilə xarakterizə olunan üzvi və kimyəvi birləşmələr. Canlı maddə sayəsində planetdə torpaqlar və üzvi mineral yanacaqlar (torf, kömür, bəlkə də neft) əmələ gəlmişdir.

Biosferdə atomların miqrasiyası proseslərini tədqiq edən V.İ. Vernadski yer qabığındakı kimyəvi elementlərin genezisi (mənşəyi) məsələsinə, sonra isə orqanizmləri təşkil edən birləşmələrin dayanıqlığının izah edilməsi zərurətinə yanaşdı. O, atom miqrasiyası problemini təhlil edərək belə nəticəyə gəlib ki, heç bir yerdə canlı maddədən asılı olmayan üzvi birləşmələr yoxdur. "Canlı maddə adı altında" yazırdı V.I. Vernadski 1919-cu ildə "Mən bütün orqanizmlərin, bitkilərin və heyvanların, o cümlədən insanı nəzərdə tutacağam."

Beləliklə, canlı maddə biosferin canlı orqanizmlərinin elementar ifadələrlə ədədi olaraq ifadə edilən məcmusudur. kimyəvi birləşmə, kütlə və enerji. 1930-cu illərdə VƏ. Vernadskidən ümumi çəki canlı maddə insanlığı özünün xüsusi hissəsi kimi fərqləndirir. İnsanın bütün canlılardan bu şəkildə ayrılması üç səbəbdən mümkün olmuşdur.

Birincisi, bəşəriyyət biogeokimyəvi enerjinin istehsalçısı deyil, istehlakçısıdır. Belə bir tezis biosferdəki canlı maddənin geokimyəvi funksiyalarına yenidən baxılmasını tələb edirdi. İkincisi, insan kütləsi demoqrafik məlumatlara əsaslanaraq, canlı maddənin daimi miqdarı deyil. Üçüncüsü, onun geokimyəvi funksiyaları kütlə ilə deyil, istehsal fəaliyyəti ilə xarakterizə olunur.

Əgər insan təbii heyvanlar aləmindən seçilməsəydi, onun sayı 100 minə yaxın olardı. Belə protoinsanlar məhdud ərazidə yaşayacaqlar və onların təkamülü spesifikasiya üçün xarakterik olan populyasiya-genetik dəyişikliklər nəticəsində baş verən yavaş proseslərlə müəyyən ediləcəkdir. Lakin insanın yaranması ilə Yer üzündə təbiətin inkişafında keyfiyyət sıçrayışı baş verdi. Bu yeni keyfiyyətin homo sapiensin ağlı və şüuru ilə əlaqəli olduğuna inanmaq üçün hər cür əsas var. Beləliklə, insanın əsas növ fərqi onun ağlıdır və bəşəriyyət məhz şüur ​​sayəsində özünəməxsus şəkildə inkişaf etmişdir. Bu, insanın çoxalması prosesində də özünü göstərirdi, çünki şüurun sosial cəhətdən yetkin formalarının formalaşması uzun müddət - ən azı 20 il tələb edir.

Nə xüsusiyyətləri canlı maddəyə xasdır? Hər şeydən əvvəl bu böyük pulsuz enerji. Növlərin təkamülü zamanı atomların biogen miqrasiyası, yəni. Biosferin canlı maddəsinin enerjisi dəfələrlə artıb və artmaqda davam edir, çünki canlı maddə günəş radiasiyasının enerjisini, radioaktiv parçalanmanın atom enerjisini və Qalaktikamızdan gələn səpələnmiş elementlərin kosmik enerjisini təkrar emal edir. Canlı maddə də var kimyəvi reaksiyaların yüksək sürəti oxşar proseslərin minlərlə və milyonlarla dəfə yavaş olduğu cansız maddə ilə müqayisədə. Məsələn, bəzi tırtıllar gündə öz çəkilərindən 200 dəfə çox qida emal edə bilir və bir başlıq gündə öz çəkisi qədər tırtıl yeyir.

Canlı maddə ilə xarakterizə olunur onun tərkib kimyəvi birləşmələri. bunlardan ən vacibi zülallardır, yalnız canlı orqanizmlərdə sabitdir. Həyat prosesi başa çatdıqdan sonra ilkin canlı üzvi maddələr kimyəvi tərkib hissələrinə parçalanır.

Canlı maddə nəsillərin davamlı növbələşməsi şəklində planetdə mövcuddur, bunun sayəsində yeni formalaşan nəsil genetik olaraq keçmiş dövrlərin canlı materiyası ilə bağlıdır. Bu, yer qabığının səthindəki bütün digər prosesləri təyin edən biosferin əsas struktur vahididir. Canlı maddə xarakterikdir təkamül prosesinin mövcudluğu. Hər hansı bir orqanizmin genetik məlumatı onun hər hüceyrəsində şifrələnir. Bu hüceyrələr əvvəlcə bütün orqanizmin inkişaf etdiyi yumurta istisna olmaqla, özləri olmaq üçün təyin edilmişdir. Beləliklə, canlı maddə mahiyyət etibarilə ölməzdir.

VƏ. Vernadski qeyd etdi ki, canlı maddə biosferdən ayrılmazdır, onun funksiyasıdır və eyni zamanda “planetimizin ən güclü geokimyəvi qüvvələrindən biridir”. Maddələrin dövranı V.I. Vernadski biogeokimyəvi dövrələr adlandırdı. Bu dövrələr və dövriyyə bütövlükdə canlı maddənin ən mühüm funksiyalarını təmin edir. Alim beş belə funksiyanı müəyyənləşdirdi:

Qaz funksiyası - fotosintez prosesində oksigen buraxan yaşıl bitkilər, eləcə də tənəffüs nəticəsində karbon qazı buraxan bütün bitkilər və heyvanlar tərəfindən həyata keçirilir;

Konsentrasiya funksiyası - canlı orqanizmlərin bədənlərində bir çox kimyəvi element toplamaq qabiliyyətində özünü göstərir (ilk növbədə karbon, metallar arasında kalsiumdur);

Redoks funksiyası - həyat prosesində maddələrin kimyəvi çevrilmələrində ifadə edilir. Nəticədə duzlar, oksidlər, yeni maddələr əmələ gəlir. Bu funksiya dəmir və manqan filizlərinin, əhəngdaşlarının və s. əmələ gəlməsi ilə bağlıdır;

Biokimyəvi funksiya - canlı maddənin məkanında çoxalması, böyüməsi və hərəkəti kimi müəyyən edilir. Bütün bunlar təbiətdə kimyəvi elementlərin dövriyyəsinə, onların biogen miqrasiyasına gətirib çıxarır;

İnsan biogeokimyəvi fəaliyyətinin funksiyası - təsiri altında dəfələrlə artan atomların biogen miqrasiyası ilə bağlıdır iqtisadi fəaliyyətşəxs. İnsan inkişaf edir və ehtiyacları üçün istifadə edir çoxlu sayda yer qabığının maddələri, o cümlədən kömür, qaz, neft, torf, şist və bir çox filizlər. Eyni zamanda, biosferə yad maddələrin antropogen daxil olması baş verir və miqdarlardan artıqdır. icazə verilən dəyər. Bu, insan və təbiət arasında böhranlı qarşıdurmaya səbəb oldu. Əsas səbəb yaxınlaşan ekoloji böhran biosferi bir tərəfdən fiziki resurslar mənbəyi, digər tərəfdən isə biosferi bir tərəfdən hesab edən texnokratik konsepsiya hesab olunurdu. kanalizasiya tullantıların atılması üçün.