Definición de materia viva. sustancia viva. Propiedades y funciones de la materia viva.

"Sobre el superficie de la Tierra no hay fuerza química más poderosa en sus efectos finales que los organismos vivos tomados como un todo.

Lo que distingue fundamentalmente a nuestro planeta de cualquier otro planeta sistema solar? La manifestación de la vida. “Si no hubiera vida en la Tierra, su cara sería igual de inalterable y químicamente inerte, como la cara inamovible de la Luna, como fragmentos inertes de cuerpos celestes”.

La materia viva La biosfera es la totalidad de todos sus organismos vivos. Como científico V.I. Vernadsky entiende que el objeto de su investigación requiere ciertas características, y por ello anota: “Llamaré a la totalidad de los organismos reducidos a masa, composición química y energía, materia viva”. La materia viva en su entendimiento es una forma de materia activa, y su energía es mayor cuanto mayor es la masa de la materia viva. El concepto de "materia viva" fue introducido en la ciencia por V.I. Vernadsky y entendió por encima de él la totalidad de todos los organismos vivos del planeta.

¿Cuáles son las propiedades de la materia viva?

Propiedades de la materia viva

La materia viva de la biosfera se caracteriza por una enorme energía libre, que solo podría compararse con un flujo de lava ardiente, pero la energía de la lava no es a largo plazo.

En la materia viva, debido a la presencia de enzimas, reacciones químicas ocurren miles y, a veces, millones de veces más rápido que en los no vivos. Para los procesos de la vida, es característico que las sustancias y la energía que recibe el cuerpo se procesen y se desprendan de manera significativa. grandes cantidades. Por ejemplo, la masa de insectos que come un carbonero al día es igual a su propia masa, y algunas orugas consumen y procesan 200 veces más comida al día de lo que ellas mismas pesan.

Elementos químicos individuales (proteínas, enzimas y, a veces, compuestos minerales individuales se sintetizan solo en organismos vivos).

La materia viva tiende a llenar todo el espacio posible. Y EN. Vernadsky nombra dos formas específicas de movimiento de la materia viva:

a) pasivo, que se lleva a cabo por reproducción, y es inherente tanto a los organismos animales como a los vegetales;

b) activo, que se lleva a cabo debido al movimiento dirigido de organismos (una medida menor de carácter para las plantas).

La materia viva exhibe una diversidad morfológica y química mucho mayor que la materia no viva. En la naturaleza se conocen más de 2 millones de compuestos orgánicos que forman parte de la materia viva, mientras que la cantidad de minerales en la materia inanimada es de unos 2 mil, es decir, tres órdenes de magnitud menor.

La materia viva está representada por cuerpos dispersos: organismos individuales, cada uno de los cuales tiene su propia génesis, su propia composición genética. el tamaño de los organismos individuales varía desde 2 nm en el más pequeño hasta 100 m (rango superior a 109). Las secoyas se consideran las plantas más grandes y las ballenas se consideran los animales más grandes. Según Vernadsky, el mínimo y dimensiones máximas Los organismos están determinados por las posibilidades limitantes de su intercambio gaseoso con el medio ambiente.

Al estar dispersa, la materia viva nunca se encuentra en la Tierra en una forma morfológicamente pura, por ejemplo, en forma de una especie de población. Sólo puede existir en forma de biocenosis: "... incluso una simple biocenosis de algún pinar seco sobre la arena es una agrupación que consta de unas mil especies de organismos vivos".

Principio de Redi (académico, médico y naturalista florentino, 1626-1697: "todo lo que vive de lo vivo" es rasgo distintivo materia viva que existe en la Tierra en forma de alternancia continua de generaciones y se caracteriza por una conexión genética con la materia viva de todas las épocas geológicas pasadas. Las sustancias abiogénicas inanimadas, como se sabe, ingresan a la biosfera desde el espacio, también se llevan a cabo en porciones desde el caparazón. el mundo. Pueden ser similares en composición, pero en general no tienen una conexión genética. "El principio de Redi... no indica la imposibilidad de la abiogénesis fuera de la biosfera o al establecer la presencia en la biosfera (ahora o antes) de fenómenos fisicoquímicos que no fueron aceptados en la definición científica de esta forma de organización de la capa terrestre. " .

La materia viva en forma de organismos concretos, a diferencia de la materia no viva, realiza un trabajo tremendo a lo largo de su vida histórica. De hecho, sólo las sustancias biogénicas de la metabiosfera son la integral de la masa de materia viva, mientras que la masa de materia inanimada de origen terrestre es un valor constante en historia geológica: 1 g de granito arcaico sigue siendo hoy 1 g de la misma sustancia y la misma masa de materia viva, es decir, 1 g, existió durante miles de millones de años debido a los cambios generacionales y durante todo este tiempo realizó un trabajo geológico.

funciones de la materia viva

¿Cuáles son las funciones de la materia viva en la biosfera?

Y EN. Vernadsky nombra tales: a) gas; b) oxígeno; c) descriptivo; d) calcio; e) recuperación; e) concentración; g) destrucción de sustancias orgánicas; h) caries restauradora; i) metabolismo y respiración de los organismos.

AV. Lapo reordenó las funciones nombradas por Vernadsky (Cuadro 1).

Tabla 1.

Las principales funciones de la materia viva en la biosfera.

La primera es la función de energía. “Solo la vida con su complicación morfológica puede retener la radiación solar en la Tierra durante millones de años, como veremos en el ejemplo del carbón. De hecho, solo gracias a la "pantalla verde" de la biosfera - los fotoautótrofos - la energía solar no rebota en la superficie del planeta, calentando solo capa superficial, y penetra profundamente en el espesor la corteza terrestre y es una fuente de energía, de hecho, para todos los procesos exógenos.

La masa de materia viva es solo el 0,01% de la masa de toda la biosfera. Sin embargo, la materia viva de la biosfera es su principal componente.

La mayor concentración de vida en la biosfera se observa en los límites de contacto entre las capas de la tierra: la atmósfera y la litosfera (superficie terrestre), la atmósfera y la hidrosfera (superficie del océano), y especialmente en los límites de tres capas: la atmósfera, la hidrosfera y litosfera (zonas costeras). Estos son los lugares donde V.I. Vernadsky llamó "películas de la vida". Arriba y abajo de estas superficies, la concentración de materia viva disminuye.

Todos los sistemas estudiados por la ecología incluyen componentes bióticos que juntos forman materia viva.

El término "materia viva" fue introducido en la literatura por V. I. Vernadsky, por el cual entendía la totalidad de todos los organismos vivos, expresados ​​a través de la masa, la energía y la composición química. La vida en la Tierra es el proceso más destacado en su superficie, recibiendo la energía vivificante del Sol y poniendo en movimiento casi todos los elementos químicos de la tabla periódica.

Según estimaciones modernas, la masa total de materia viva en la biosfera es de aproximadamente 2400 mil millones de toneladas (tabla).

Tabla Masa total de materia viva en la biosfera

La masa de materia viva en la superficie de los continentes es 800 veces mayor que la biomasa del Océano Mundial. En la superficie de los continentes, las plantas predominan marcadamente en su masa sobre los animales. En el océano, observamos la relación opuesta: el 93,7% de la biomasa del mar la representan los animales. Esto se debe principalmente a que en el medio marino se dan las condiciones más favorables para la nutrición de los animales. Los organismos vegetales más pequeños que componen el fitoplancton y viven en la zona iluminada de los mares y océanos son devorados rápidamente por los animales marinos y, por lo tanto, la transición de sustancias orgánicas de la forma vegetal a la forma animal desplaza la biomasa bruscamente hacia el predominio de animales

Toda la materia viva en su masa ocupa un lugar insignificante en comparación con cualquiera de las geosferas superiores del globo. Por ejemplo, la masa de la atmósfera es 2150 veces mayor, la hidrosfera es 602000 veces mayor y la corteza terrestre es 1670000 veces mayor.

Sin embargo, debido a su influencia activa en ambiente la materia viva toma lugar especial y cualitativamente difiere marcadamente de otras formaciones naturales inorgánicas que componen la biosfera. En primer lugar, esto se debe al hecho de que los organismos vivos, gracias a los catalizadores biológicos (enzimas), realizan, en palabras del académico L.S. Berg, desde un punto de vista fisicoquímico, algo increíble. Por ejemplo, son capaces de fijar en su cuerpo el nitrógeno molecular de la atmósfera a los valores habituales de temperatura y presión del medio natural.

En condiciones industriales, la unión del nitrógeno atmosférico al amoníaco (NH 3 ) requiere una temperatura del orden de 500 °C y una presión de 300-500 atmósferas. En los organismos vivos, las tasas de reacciones químicas en el proceso del metabolismo aumentan en varios órdenes de magnitud.

Y EN. Vernadsky a este respecto llamó a la materia viva una forma de materia extremadamente activada.

a la principal características unicas la materia viva, provocando su alta actividad transformadora, se puede atribuir a:

1. Capacidad para ocupar rápidamente el espacio libre. , que se asocia tanto con la reproducción intensiva como con la capacidad de los organismos para aumentar de forma intensiva la superficie de sus cuerpos o las comunidades que forman ( ubicuidad vida ).

2. El movimiento no es sólo pasivo (bajo la influencia de la gravedad) pero también activo. Por ejemplo, contra el flujo de agua, la gravedad, el movimiento de las corrientes de aire.

3. Persistencia durante la vida y rápida descomposición después de la muerte. (inclusión en ciclos), manteniendo una elevada actividad física y química.

4. Alta adaptabilidad (adaptación) a diferentes condiciones y en relación con esto, el desarrollo no solo de todos los ambientes de vida (acuático, suelo-aire, suelo), sino también extremadamente difícil en términos de parámetros físicos y químicos.

5. Reacciones químicas fenomenalmente rápidas . Es varios órdenes de magnitud mayor que en la naturaleza inanimada. Esta propiedad se puede juzgar por la tasa de procesamiento de la materia por parte de los organismos en el proceso de la vida. Por ejemplo, las orugas de algunos insectos procesan una cantidad de una sustancia por día que es de 100 a 200 veces su peso corporal.

6. Alta tasa de renovación de la materia viva. . Se estima que en promedio para la biosfera es de unos 8 años (para la tierra, 14 años, y para el océano, donde predominan los organismos de vida corta, 33 días).

7. Variedad de formas, tamaños y opciones químicas , superando significativamente muchos contrastes en materia inanimada e inerte.

8. Individualidad (no hay especies idénticas e incluso individuos en el mundo).

Todas las propiedades enumeradas y otras de la materia viva están determinadas por la concentración de grandes reservas de energía en ella. Y EN. Vernadsky señaló que solo la lava formada durante las erupciones volcánicas puede competir con la materia viva en términos de saturación de energía.

funciones de la materia viva. Toda actividad de la materia viva en la biosfera puede, con cierto grado de convencionalidad, reducirse a varias funciones fundamentales que pueden complementar significativamente la idea de su actividad biosférico-geológica transformadora.

1. Energía . Esta una de las funciones más importantes está asociada con el almacenamiento de energía en el proceso de fotosíntesis, su transferencia a través de cadenas alimenticias y disipación en el espacio circundante.

2. Gas - asociado con la capacidad de cambiar y mantener una determinada composición de gas del medio ambiente y la atmósfera en su conjunto.

3. redox - se asocia con un aumento en la intensidad de procesos como la oxidación y la reducción bajo la influencia de la materia viva.

4. concentración - la capacidad de los organismos para concentrar elementos químicos dispersos en su cuerpo, aumentando su contenido en varios órdenes de magnitud, en comparación con el medio ambiente y en el cuerpo de organismos individuales, millones de veces. El resultado de la actividad de concentración son depósitos de minerales combustibles, piedra caliza, depósitos de minerales, etc.

5. destructivo - la destrucción por los organismos y los productos de su actividad vital, incluso después de su muerte, tanto de los propios restos de materia orgánica como de las sustancias inertes. El mecanismo principal de esta función está asociado con la circulación de sustancias. El papel más importante a este respecto lo desempeñan las formas de vida inferiores: hongos, bacterias (destructores, descomponedores).

6. Transporte - la transferencia de materia y energía como resultado de la forma activa de movimiento de los organismos. A menudo, dicha transferencia se lleva a cabo a través de enormes distancias, por ejemplo, durante las migraciones y los movimientos nómadas de animales.

7. Formación de ambiente . Esta función es en gran parte el resultado de la acción combinada de otras funciones. En definitiva, está asociado a la transformación de los parámetros fisicoquímicos del medio. Esta función se puede considerar en términos más amplios y más estrechos. En un sentido amplio, el resultado de esta función es la totalidad entorno natural. Fue creado por organismos vivos, y también mantienen sus parámetros en un estado relativamente estable en casi todas las geosferas. En un sentido más estricto, la función de formación del medio ambiente de la materia viva se manifiesta, por ejemplo, en la formación y preservación de suelos de la destrucción (erosión), en la purificación del aire y el agua de la contaminación, en el fortalecimiento del suministro de fuentes de agua subterránea, etc.

8. Dispersión función opuesta a la concentración. Se manifiesta a través de las actividades tróficas (nutricionales) y de transporte de los organismos. Por ejemplo, la dispersión de materia durante la excreción de excrementos por parte de los organismos, la muerte de organismos durante varios tipos de movimientos en el espacio y el cambio de cubiertas.

9. Informativo la función de la materia viva se expresa en el hecho de que los organismos vivos y sus comunidades acumulan información, la fijan en estructuras hereditarias y la transmiten a las generaciones posteriores. Esta es una de las manifestaciones de los mecanismos adaptativos.

A pesar de la gran variedad de formas, toda la materia viva es fisica y quimicamente igual . Y esta es una de las leyes fundamentales de todo. mundo organico- la ley de la unidad física y química de la materia viva. De ello se deduce que no existe tal agente físico o químico que sea fatal para algunos organismos y absolutamente inofensivo para otros. La diferencia es solo cuantitativa: algunos organismos son más sensibles, otros menos, algunos se adaptan más rápido, otros más lento. En este caso, la adaptación ocurre en el curso de la selección natural, es decir. por la muerte de aquellos individuos que no pudieron adaptarse a las nuevas condiciones.

Así, la biosfera es un sistema dinámico complejo que capta, acumula y transfiere energía a través del intercambio de sustancias entre la materia viva y el medio ambiente.

Durante mucho tiempo se creyó que viva difiere de inanimado propiedades como el metabolismo, la movilidad, la irritabilidad, el crecimiento, la reproducción, la adaptabilidad. Sin embargo, todas estas propiedades también se encuentran separadamente entre la naturaleza inanimada, y por lo tanto no pueden ser consideradas como propiedades específicas de los vivos.

Características de la vida B. M. Mednikov (1982) formulado en la forma axiomas de la biología teórica:

1. Todos los organismos vivos resultan ser la unidad del fenotipo y el programa para su construcción (genotipo), que se hereda de generación en generación. (axioma de A. Weisman) * .

2. El programa genético se forma de forma matricial. El gen de la generación anterior se utiliza como matriz sobre la que se construye el gen de la generación futura. (axioma de N. K. Koltsov).

3. En el proceso de transmisión de generación en generación, los programas genéticos como resultado varias razones cambiar al azar y sin dirección, y solo por casualidad tales cambios pueden tener éxito en un entorno dado (1er axioma de Ch. Darwin).

4. Los cambios aleatorios en los programas genéticos durante la formación del fenotipo se amplifican enormemente. (axioma de N. V. Timofeev-Resovsky).

5. Los cambios mejorados repetidamente en los programas genéticos están sujetos a selección por las condiciones ambientales (2º axioma de Ch. Darwin).

De estos axiomas se pueden deducir todas las propiedades básicas de la naturaleza viva y, en primer lugar, como discreción y integridad- dos propiedades fundamentales de la organización de la vida en la Tierra. Entre los sistemas vivos no hay dos individuos, poblaciones y especies idénticos. Esta singularidad de la manifestación de la discreción y la integridad se basa en el fenómeno de la reduplicación convariante.

Reduplicación convariante(autorreproducción con cambios) se lleva a cabo sobre la base del principio de matriz (la suma de los tres primeros axiomas). Esta es probablemente la única propiedad específica de la vida, en la forma de su existencia conocida por nosotros en la Tierra. Se basa en la capacidad única de autorreproducir los principales sistemas de control (ADN, cromosomas, genes).

La reduplicación está determinada por el principio de matriz (axioma de N. K. Koltsov) de la síntesis de macromoléculas (Fig. 2.4).

Fig. 2.4 Esquema de replicación del ADN (según J. Savage, 1969)

Nota. El proceso está asociado a la separación de pares de bases (adenina-timina y guanina-citosina: A-T, G-C) y desenrollamiento de las dos cadenas de la hélice original. Cada hebra se utiliza como molde para la síntesis de una nueva hebra

Habilidad para autorreproducción según el principio de matriz Las moléculas de ADN pudieron cumplir el papel de portador de la herencia de los sistemas de control originales (axioma de A. Weisman). La reduplicación convariante significa la posibilidad de heredar desviaciones discretas del estado inicial (mutaciones), los requisitos previos para la evolución de la vida.

La materia viva en cuanto a su masa, ocupa una fracción insignificante en comparación con cualquiera de las capas superiores del globo. Según estimaciones modernas, la masa total de materia viva en nuestro tiempo es de 2420 mil millones de toneladas Este valor puede compararse con la masa de las capas de la Tierra, en cierta medida cubiertas por la biosfera (Tabla 2.2).

Tabla 2.2

La masa de materia viva en la biosfera.

En términos de su influencia activa en el medio ambiente, la materia viva ocupa un lugar especial y difiere marcadamente cualitativamente de otras capas del globo, así como la materia viva difiere de la materia muerta.

VI Vernadsky enfatizó que la materia viva es la forma más activa de materia en el Universo. Realiza un trabajo geoquímico gigantesco en la biosfera, transformando completamente las capas superiores de la Tierra durante su existencia. Toda la materia viva de nuestro planeta es 1/11.000.000 de la masa de toda la corteza terrestre. En términos cualitativos, la materia viva es la parte más organizada de la materia terrestre.

Al evaluar la composición química promedio de la materia viva, según A.P. Vinogradov (1975), V. Larcher (1978) y otros, los principales componentes de la materia viva son elementos que están muy extendidos en la naturaleza (atmósfera, hidrosfera, espacio): hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (Tabla 2.3, Fig. 2.5).

Tabla 2.3

Composición elemental de la materia estelar y solar en comparación con la composición de plantas y animales

Fig. 2.5 La proporción de elementos químicos en la vida.

materia, hidrosfera, litosfera y en la masa de la Tierra como un todo

La materia viva de la biosfera consiste en los átomos más simples y comunes en el espacio.

La composición elemental promedio de la materia viva difiere de la composición de la corteza terrestre. alto contenido carbón. Según el contenido de otros elementos, los organismos vivos no repiten la composición de su entorno. Absorben selectivamente los elementos necesarios para construir sus tejidos.

En el proceso de la vida, los organismos utilizan los átomos más accesibles capaces de formar enlaces químicos estables. Como ya se ha señalado, el hidrógeno, el carbono, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre son los principales elementos químicos de la materia terrestre y se denominan biorretroalimentación Sus átomos crean moléculas complejas en los organismos vivos en combinación con agua y sales minerales. Estas estructuras moleculares están representadas por carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Las partes enumeradas de la materia viva están en estrecha interacción en los organismos. El mundo de los organismos vivos de la biosfera que nos rodea es una combinación de varios sistemas biológicos de diferente orden estructural y diferentes posiciones organizativas. En este sentido, se distinguen diferentes niveles de existencia de la materia viva, desde grandes moléculas hasta plantas y animales de diversas organizaciones.

1.Molecular(genético): el nivel más bajo en el que el sistema biológico se manifiesta en forma de funcionamiento de moléculas grandes biológicamente activas: proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos. Desde este nivel, se observan propiedades que son características exclusivas de la materia viva: el metabolismo que ocurre durante la transformación de la energía radiante y química, la transmisión de la herencia con la ayuda del ADN y el ARN. Este nivel se caracteriza por la estabilidad de las estructuras en generaciones.

2.Celular- el nivel en el que las moléculas biológicamente activas se combinan en- sistema único. Con respecto a la organización celular, todos los organismos se dividen en unicelulares y pluricelulares.

3.Tela- el nivel en el que una combinación de células similares forma un tejido. Abarca un conjunto de células unidas por un origen y funciones comunes.

4.Organo- el nivel en el que varios tipos de tejidos interactúan funcionalmente y forman un órgano específico.

5.organicista- el nivel en el que la interacción de varios órganos se reduce a un solo sistema de un organismo individual. Introducido ciertos tipos organismos

6.población-especie, donde hay una colección de ciertos organismos homogéneos, conectados por la unidad de origen, forma de vida y hábitat. En este nivel tienen lugar, en general, cambios evolutivos elementales.

7.Biocenosis y biogeocenosis(ecosistema)-más nivel alto organización de la materia viva, uniendo organismos de diferente composición de especies. En la biogeocenosis interactúan entre sí en una determinada zona de la superficie terrestre con factores abióticos homogéneos.

8.biosferico- el nivel en el que se formó un sistema natural del más alto rango, que abarca todas las manifestaciones de la vida dentro de nuestro planeta. En este nivel, todos los ciclos de la materia ocurren a escala global, asociados a la actividad vital de los organismos.

Según el método de nutrición, la materia viva se divide en autótrofos y heterótrofos.

autótrofos(del griego autos - sí mismo, trof - alimento, alimento) se denominan organismos que toman los elementos químicos que necesitan para la vida de la materia ósea circundante y no requieren compuestos orgánicos preparados de otro organismo para construir su cuerpo. La principal fuente de energía utilizada por los autótrofos es el sol.

Los autótrofos se dividen en fotoautótrofos y quimioautótrofos. Fotoautótrofos utilizar la luz del sol como fuente de energía quimioautótrofos utilizar la energía de oxidación de las sustancias inorgánicas.

Los organismos autótrofos incluyen algas, plantas terrestres terrestres, bacterias capaces de realizar la fotosíntesis, así como algunas bacterias capaces de oxidar sustancias inorgánicas (quimioautótrofos). Los autótrofos son los principales productores de materia orgánica en la biosfera.

heterótrofos(del griego geter - otro) - organismos que necesitan para su nutrición en materia orgánica formado por otros organismos. Los heterótrofos son capaces de descomponer todas las sustancias formadas por los autótrofos, y muchas de las que sintetizan los humanos.

La materia viva es estable solo en los organismos vivos, tiende a llenar todo el espacio posible consigo misma. "La presión de la vida" llamó a este fenómeno V. I. Vernadsky.

En la Tierra, de los organismos vivos existentes, el hongo puffball gigante tiene el mayor poder reproductivo. Cada instancia de este hongo puede producir hasta 7.500 millones de esporas. Si cada espora sirviera como el comienzo de un nuevo organismo, entonces el volumen de impermeables ya en la segunda generación sería 800 veces mayor que el tamaño de nuestro planeta.

Así, la propiedad más general y específica viva- la capacidad de autorreproducirse, reduplicación covariante basada en el principio de matriz. Esta capacidad, junto con otras características de los seres vivos, determina la existencia de los principales niveles de organización de los seres vivos. Todos los niveles de organización de la vida están en interacción compleja como parte de un todo único. Cada nivel tiene sus propios patrones que determinan las características de la evolución de todas las formas de órgano.

rebajamiento de los vivos. La capacidad de evolucionar actúa como un atributo de la vida, que surge directamente de la capacidad única de los vivos para autorreproducir unidades biológicas discretas. Las propiedades específicas de la vida aseguran no solo la reproducción de su propia especie (herencia), sino también los cambios necesarios para la evolución en estructuras autorreproductoras (variabilidad).

Tipos de sustancias que componen la biosfera (según V.I. Vernadsky)

Según V. I. Vernadsky, la sustancia de la biosfera consiste en:

La materia viva - biomasa de los organismos vivos modernos ;

Sustancia biogénica - creado por la vida y siendo una fuente de energía potencial extremadamente poderosa (todas las formas de detritos, así como turba, carbón, petróleo y gas de origen biogénico);

Sustancia bioinerte - formado simultáneamente por procesos inertes y organismos vivos (mezclas de sustancias biogénicas con rocas minerales de origen no biogénico - suelo, limo, aguas naturales, gas y esquisto bituminoso, arenas bituminosas, parte de carbonatos sedimentarios);

Sustancia inerte - formado por procesos en los que la materia viva no participó ( rocas, minerales, sedimentos no afectados por los efectos biogeoquímicos directos de los organismos).

Según datos basados ​​en el contenido de energía o carbono, la cantidad de materia viva, biogénica y bioinerte en la biosfera se correlaciona como 1:20:4000.

Todo el conjunto de organismos del planeta I.I. Vernadsky la llamó materia viva, considerando la masa total, la composición química y la energía como sus características básicas.

La ley de constancia, formulada por V.I. Vernadsky, dice:

La cantidad de materia viva en la biosfera (para un período geológico dado) es un valor constante (constante).

La materia viva- ϶ᴛᴏ totalidad y biomasa de organismos vivos en la biosfera. Vernadsky (1967, p. 241) escribió: 'No hay fuerza química en la superficie de la tierra que actúe de manera más constante y, por lo tanto, más poderosa en sus consecuencias finales, que los organismos vivos tomados como un todo'. primero contó masa total materia viva de la biosfera - 1,8 - 2,5 x 10 15 (en peso seco). Al mismo tiempo, este valor resultó estar algo sobreestimado, fue aclarado por los estudios de N.I. Bazilevich, L. E. Patria, N. N. Rozova (1971). Como puede verse en la Tabla 1, la mayor parte de la biomasa terrestre está compuesta por plantas verdes (99,2 %) y en el océano, por animales (93,7 %).

Tabla 1 - Biomasa de los organismos de la Tierra (según N.I. Bazilevich et al., 1971)

Si la materia viva se distribuye uniformemente sobre la superficie de nuestro planeta, lo cubrirá con una capa de solo 2 cm de espesor.

La materia viva de nuestro planeta existe en forma de una gran variedad de organismos de diversas formas y tamaños. Hoy en día, hay más de 2 millones de especies de organismos en la Tierra, de las cuales alrededor de 500 mil especies representan plantas y más de 1,5 millones de especies de animales.

El grupo más rico de organismos en la Tierra en términos de número de especies son los insectos, y hay muchos más que otras especies de plantas y animales juntas (≈ 1,000,000). Pero puede haber más de ellos, porque. la mayoría de los insectos que viven en los trópicos aún no han sido descritos.

Entre las plantas superiores, las más comunes son las angiospermas, con flores, que suman alrededor de 250 mil especies.

Estrictamente hablando, la expresión ʼʼmateria vivaʼʼ no tiene éxito. Se usa solo en la tradición de las obras de Vernadsky como equivalente de dos conceptos más adecuados: materia viva = totalidad de organismos vivos = biota.

Materia viva - concepto y tipos. Clasificación y características de la categoría "Sustancia viva" 2017, 2018.

Uno de los eslabones centrales del concepto de biosfera es la doctrina de la materia viva. Investigando los procesos de migración de los átomos en la biosfera, V. I. Vernadsky abordó la cuestión de la génesis (origen, aparición) de los elementos químicos en la corteza terrestre y, posteriormente, la necesidad de explicar la estabilidad de los compuestos que forman los organismos. Al analizar el problema de la migración atómica, llegó a la conclusión de que "los compuestos orgánicos independientes de la materia viva no existen en ninguna parte". Posteriormente, formula el concepto de “materia viva”: “La materia viva de la biosfera es la totalidad de sus organismos vivos... Llamaré materia viva a la totalidad de los organismos, reducidos a su peso, composición química y energía. ” El propósito principal de la materia viva y su atributo integral es la acumulación de energía libre en la biosfera. La energía geoquímica habitual de la materia viva se produce principalmente a través de la reproducción.

Las ideas científicas de V. I. Vernadsky sobre la materia viva, sobre la naturaleza cósmica de la vida, sobre la biosfera y su transición a una nueva cualidad, la noosfera, tienen sus raíces en el siglo XIX y principios del XX, cuando los filósofos y científicos naturales hicieron la primera intenta comprender el papel y las tareas del hombre en la evolución general de la tierra. Fue a través de sus esfuerzos que el hombre comenzó su avance hacia las alturas de la evolución natural de los vivos, ocupando gradualmente el nicho ecológico que le ha sido asignado por la naturaleza.

En la década de 1930, V. I. Vernadsky destacó a la humanidad como una parte especial de la masa total de la materia viva. Esta separación del hombre de todos los seres vivos se hizo posible por tres razones. Primero, la humanidad no es productora, sino consumidora de energía biogeoquímica. Tal tesis requería una revisión de las funciones geoquímicas de la materia viva en la biosfera. En segundo lugar, la masa de la humanidad, según los datos demográficos, no es una cantidad constante de materia viva. Y en tercer lugar, sus funciones geoquímicas no se caracterizan por la masa, sino por la actividad productiva. La naturaleza de la asimilación de la energía biogeoquímica por parte de la humanidad está determinada por la mente humana. Por un lado, el hombre es la culminación de la evolución inconsciente, el “producto” de la actividad espontánea de la naturaleza y, por otro lado, el iniciador de una nueva etapa razonablemente dirigida de la evolución misma.

Qué características inherente a la materia viva? En primer lugar, es una enorme energía libre. En el proceso de evolución de las especies, la migración biogénica de los átomos, es decir, la energía de la materia viva de la biosfera, se ha multiplicado y sigue creciendo, porque la materia viva recicla la energía de la radiación solar, la energía atómica de la desintegración radiactiva y la energía cósmica de los elementos dispersos provenientes de nuestra Galaxia. La materia viva también se caracteriza por una alta tasa de reacciones químicas en comparación con la materia no viva, donde procesos similares son miles y millones de veces más lentos. Por ejemplo, algunas orugas por día pueden procesar alimentos 200 veces más de lo que pesan, y una teta come tantas orugas por día como se pesa.

Es característico de la materia viva que los compuestos químicos que la componen, los más importantes de los cuales son las proteínas, sean estables únicamente en los organismos vivos. Después de completar el proceso de la vida, las sustancias orgánicas vivas originales se descomponen en constituyentes químicos. La materia viva existe en el planeta en forma de una continua alternancia de generaciones, por lo que la recién formada está genéticamente conectada con la materia viva de eras pasadas. Esta es la principal unidad estructural de la biosfera, que determina todos los demás procesos en la superficie de la corteza terrestre. La materia viva se caracteriza por la presencia de un proceso evolutivo. La información genética de cualquier organismo está cifrada en cada una de sus células. V. I. Vernadsky clasificó la materia viva en homogéneo y heterogéneo. El primero en su opinión es una sustancia genérica, específica, etc., y el segundo está representado por mezclas naturales de sustancias vivas. Esto es un bosque, un pantano, una estepa, es decir, una biocenosis. El científico propuso caracterizar la materia viva sobre la base de indicadores cuantitativos como la composición química, el peso promedio de los organismos y la tasa promedio de asentamiento de la superficie del globo por ellos.

V. I. Vernadsky cita cifras promedio para la tasa de "transferencia de vida en la biosfera". El tiempo de captura por parte de esta especie de toda la superficie de nuestro planeta en diferentes organismos se puede expresar con las siguientes cifras (días):

bacteria del cólera 1.25

Infusorios 10.6 (máximo)

Diatomeas 16,8 (máximo)

Verde 166-183 (medio)

plancton

Insectos 366

Piscis 2159 (máximo)

Plantas con flores 4076

Aves (pollos) 5600-6100

Mamíferos:

jabalí 37600

elefante indio 376000

La vida en nuestro planeta existe en formas celulares y no celulares.

forma no celular la materia viva está representada por virus que carecen de irritabilidad y de su propia síntesis de proteínas. Los virus más simples consisten solo en una cubierta de proteína y una molécula de ADN o ARN que constituye el núcleo del virus. A veces, los virus se aíslan en un reino especial de la vida silvestre: Vira. Solo pueden reproducirse dentro de ciertas células vivas. Los virus son omnipresentes en la naturaleza y son una amenaza para todos los seres vivos. Al instalarse en las células de los organismos vivos, provocan su muerte. Se han descrito unos 500 virus que infectan a los vertebrados de sangre caliente y unos 300 virus que destruyen plantas superiores. Más de la mitad de las enfermedades humanas deben su desarrollo a los virus más pequeños (son 100 veces más pequeños que las bacterias). Estos son la poliomielitis, la viruela, la gripe, la hepatitis infecciosa, la fiebre amarilla, etc.

formas celulares la vida está representada por procariotas y eucariotas. Los procariotas incluyen varias bacterias. Los eucariotas son todos los animales y plantas superiores, así como las algas, hongos y protozoos unicelulares y multicelulares.