Zinātniekiem bija vajadzīgi simtiem gadu, lai izskaidrotu procesus, kas notiek mūsu planētā. Pamazām krājās zināšanas, pieauga teorētiskais un faktu materiāls. Mūsdienās cilvēkiem izdodas atrast izskaidrojumu daudzām dabas parādībām, iejaukties to gaitā, mainīt vai virzīt.
Tāpat uzreiz nebija skaidrs, kādu lomu visos dabas mehānismos spēlē dzīvā pasaule. Tomēr krievu filozofam, bioģeoķīmiķim V. I. Vernadskim izdevās izveidot teoriju, kas kļuva par pamatu un paliek līdz mūsdienām. Tieši viņa izskaidro, kas ir visa mūsu planēta, kādas ir attiecības starp visiem tās dalībniekiem. Un pats galvenais, tieši šī teorija atbild uz jautājumu par dzīvo būtņu lomu uz planētas Zeme. To sauca par Zemes biosfēras uzbūves teoriju.
Biosfēra un tās struktūra
Zinātnieks ierosināja par biosfēru saukt visu dzīvo un nedzīvo apgabalu, kas atrodas ciešā saskarē un locītavu rezultātādarbība veicina noteiktu dabas ģeoķīmisko komponentu veidošanos.
Tas ir, biosfēra ietver šādas Zemes strukturālās daļas:
- atmosfēras apakšējā daļa līdz ozona slānim;
- visa hidrosfēra;
- litosfēras augšējais līmenis - augsne un zemāk esošie slāņi, līdz gruntsūdeņiem ieskaitot.
Tas ir, tās ir visas tās teritorijas, kuras spēj apdzīvot dzīvi organismi. Tās visas, savukārt, pārstāv kopējo biomasu, ko sauc par biosfēras dzīvo vielu. Tas ietver visu dabas valstību, kā arī cilvēku pārstāvjus. Dzīvās vielas īpašības un funkcijas ir izšķirošas, lai raksturotu biosfēru kopumā, jo tā ir tās galvenā sastāvdaļa.
Tomēr papildus dzīvajām ir vēl vairāki vielu veidi, kas veido mūsu aplūkojamo Zemes apvalku. Tie ir šādi:
- biogēns;
- inerts;
- biokokss;
- radioaktīvs;
- kosmiskais;
- brīvi atomi un elementi.
Kopā šie savienojumu veidi veido biomasas vidi, tās dzīves apstākļus. Tajā pašā laikā pašiem dabas valstību pārstāvjiem ir ievērojama ietekme uz daudzu veidu šo vielu veidošanos.
Kopumā visas norādītās biosfēras sastāvdaļas ir elementu kopējā masa, kas summē dabu. Tieši viņi nonāk ciešā mijiedarbībā, veicot enerģijas, vielu ciklu, uzkrājot un apstrādājot daudzus savienojumus. Pamatvienība ir dzīvā viela. Dzīvās vielas funkcijas ir dažādas,bet visi ir ļoti svarīgi un nepieciešami, lai uzturētu planētas dabisko stāvokli.
Biosfēras doktrīnas dibinātājs
Tam, kurš radīja "biosfēras" jēdzienu, izstrādāja to, strukturēja un pilnībā atklāja, viņam piemita ārkārtēja domāšana, spēja analizēt un salīdzināt faktus un datus un izdarīt loģiskus secinājumus. Savā laikā par šādu cilvēku kļuva V. I. Vernadskis. Lielisks cilvēks, dabaszinātnieks, akadēmiķis un zinātnieks, daudzu skolu dibinātājs. Viņa darbi ir kļuvuši par pamata pamatu, uz kura balstās visas teorijas līdz šim.
Viņš ir visas bioģeoķīmijas radītājs. Viņa nopelns ir Krievijas (toreiz PSRS) derīgo izrakteņu bāzes izveide. Viņa skolēni bija slaveni topošie zinātnieki no Krievijas un Ukrainas.
Vernadska prognozēm par cilvēku dominējošo stāvokli organiskās pasaules sistēmā un to, ka biosfēra pārvēršas par noosfēru, ir pilnīgs iemesls piepildīties.
Dzīvā viela. Biosfēras dzīvās vielas funkcijas
Kā jau iepriekš norādījām, par aplūkojamās Zemes čaulas dzīvo vielu uzskata organismu kopumu, kas pieder pie visām dabas valstībām. Cilvēki starp visiem ieņem īpašu vietu. Iemesli tam bija:
- patērētāja pozīcija, nevis ražošana;
- prāta un apziņas attīstība.
Visi pārējie pārstāvji ir dzīva matērija. Dzīvās vielas funkcijas izstrādāja un norādīja Vernadskis. Viņš organismiem piešķīra šādu lomu:
- Redox.
- Iznīcinoši.
- Transports.
- Videformējoša.
- Gāze.
- Enerģija.
- Informatīvi.
- Koncentrēšanās.
Biosfēras dzīvās vielas pamatfunkcijas ir gāze, enerģija un redokss. Tomēr arī pārējais ir svarīgs, nodrošinot sarežģītus mijiedarbības procesus starp visām planētas dzīvā apvalka daļām un elementiem.
Apskatīsim katru no funkcijām sīkāk, lai saprastu, kas īsti ir domāts un kāda ir būtība.
Dzīvās vielas redoksfunkcija
Izpaužas daudzās bioķīmiskos vielu pārvērtībās katrā dzīvā organismā. Galu galā ikvienā, no baktērijām līdz lieliem zīdītājiem, ir katra otrā reakcija. Rezultātā dažas vielas pārvēršas citās, dažas sadalās komponentos.
Šādu procesu rezultāts biosfērai ir biogēnas vielas veidošanās. Kādus savienojumus var minēt kā piemēru?
- Karbonāta ieži (krīts, marmors, kaļķakmens) - gliemju, daudzu citu jūras un sauszemes iemītnieku dzīvībai svarīgās aktivitātes produkts.
- Silīcija nogulsnes ir gadsimtiem ilgušas reakcijas rezultāts čaulās un dzīvnieku čaumalās okeāna dibenā.
- Ogles un kūdra ir augu bioķīmisko pārvērtību rezultāts.
- Eļļa un citi.
Tāpēc ķīmiskās reakcijas ir pamats daudzu cilvēkam un dabai noderīgu vielu radīšanai. Tā ir dzīvās vielas funkcija biosfērā.
Koncentrācijas funkcija
Ja runājam par šīs vielas lomas jēdziena izpaušanu, tad jānorāda tās ciešā saistība ar iepriekšējo. Vienkārši sakot, dzīvās vielas koncentrācijas funkcija ir noteiktu elementu, atomu, savienojumu uzkrāšanās ķermeņa iekšienē. Rezultātā veidojas tieši iepriekš minētie ieži, minerāli un minerāli.
Katra būtne spēj sevī uzkrāt dažus savienojumus. Tomēr tā smagums katram ir atšķirīgs. Piemēram, katrs uzkrāj sevī oglekli. Bet ne katrs organisms spēj koncentrēt apmēram 20% dzelzs, kā to dara dzelzs baktērijas.
Var sniegt vēl vairākus piemērus, kas skaidri ilustrē šo dzīvās vielas funkciju.
- Diatomas, radiolāri - silīcijs.
- Rūsu sēnes - mangāns.
- Uzbriedis lobelijas augs - hroms.
- Soļankas augs - bors.
Papildus elementiem daudzi dzīvo būtņu pārstāvji pēc izmiršanas spēj veidot veselus vielu kompleksus.
Matērijas gāzes funkcija
Šī loma ir viena no galvenajām. Galu galā gāzu apmaiņa ir dzīvības veidošanas process visām būtnēm. Ja runājam par biosfēru kopumā, tad dzīvās vielas gāzes funkcija sākas ar augu darbību, kas fotosintēzes procesā uztver oglekļa dioksīdu un izdala pietiekamu daudzumu skābekļa.
Priekš kam pietiek? Par visu to dzīviradības, kas nav spējīgas pašas to ražot. Un tie visi ir dzīvnieki, sēnes, lielākā daļa baktēriju. Ja mēs runājam par dzīvnieku gāzes funkciju, tad tas sastāv no skābekļa patēriņa un oglekļa dioksīda izplūdes vidē elpošanas laikā.
Tas rada vispārēju ciklu, kas ir dzīves pamatā. Zinātnieki ir pierādījuši, ka daudzu gadu tūkstošu laikā augiem un citām dzīvām būtnēm ir izdevies pilnībā modernizēt un pielāgot planētas atmosfēru sev. Notika sekojošais:
- skābekļa koncentrācija ir kļuvusi dzīvībai pietiekama;
- ir izveidojies ozona slānis, kas pasargā visu dzīvību no kaitīgā kosmiskā un ultravioletā starojuma;
- gaisa sastāvs ir kļuvis par to, kas vajadzīgs lielākajai daļai radību.
Tādēļ biosfēras dzīvās vielas gāzes funkcija tiek uzskatīta par vienu no svarīgākajām.
Transporta funkcija
Nozīmē organismu vairošanos un apmešanos dažādās teritorijās. Ir noteikti ekoloģiskie likumi, kas regulē radību pamata izplatīšanu un transportēšanu. Pēc viņu domām, katrs indivīds aizņem savu dzīvotni. Pastāv arī konkurences attiecības, kas noved pie jaunu teritoriju apdzīvošanas un attīstības.
Tādējādi dzīvās vielas funkcijas biosfērā ir vairošanās un nosēšanās ar sekojošu jaunu pazīmju veidošanos.
Iznīcinoša loma
Šī ir vēl viena svarīga funkcija, kas raksturīga biosfēras dzīvajām radībām. Tas sastāv no spējas sadalīties vienkāršās vielās pēc izmiršanas, tas ir, dzīves cikla apturēšanas. Kamēr organisms dzīvo, tajā darbojas sarežģītas molekulas. Kad iestājas nāve, sākas destrukturizācijas procesi, sadalīšanās vienkāršās sastāvdaļās.
To veic īpaša radījumu grupa, ko sauc par detritivoriem vai sadalītājiem. Tie ietver:
- daži tārpi;
- baktērijas;
- sēnītes;
- vienšūņi un citi.
Vides veidošanas funkcija
Dzīvās vielas galvenās funkcijas būtu nepilnīgas, ja mēs nenorādītu vides veidošanos. Ko tas nozīmē? Mēs jau esam norādījuši, ka dzīvās būtnes evolūcijas procesā ir radījušas sev atmosfēru. Viņi rīkojās tāpat ar vidi.
Atslābinot un piesātinot zemi ar minerālu savienojumiem, organiskām vielām, tās radīja dzīvībai piemērotu auglīgu slāni – augsni. To pašu var teikt par okeānu un jūru ūdens ķīmisko sastāvu. Tas ir, dzīvās būtnes patstāvīgi veido sev dzīves vidi. Šeit izpaužas to vidi veidojošā funkcija biosfērā.
Dzīvās vielas informatīvā loma
Šī loma ir raksturīga dzīviem organismiem, un, jo augstāk tā ir attīstīta, jo lielāka ir informācijas nesēja un apstrādātāja loma. Neviens nedzīvs objekts nespēj atcerēties, “ierakstīt” zemapziņā un pēc tam reproducēt jebkāda veida informāciju. To var izdarīt tikai dzīvas būtnes.
Tas navtikai spēja runāt un domāt. Informācijas funkcija nozīmē noteiktu zināšanu un īpašību kopu saglabāšanu un nodošanu pēc mantojuma.
Enerģijas funkcija
Enerģija ir vissvarīgākais spēka avots, pateicoties kuram pastāv dzīvā matērija. Dzīvās vielas funkcijas galvenokārt izpaužas spējā pārstrādāt biosfēras enerģiju dažādās formās, sākot no saules līdz termiskai un elektriskai.
Neviens cits nevar tā uzkrāt un mainīt Saules starojumu. Pirmā saite šeit, protams, ir augi. Tieši viņi absorbē saules gaismu tieši uz visas zaļo ķermeņa daļu virsmas. Tad viņi to pārvērš dzīvniekiem pieejamo ķīmisko saišu enerģijā. Pēdējā to tulko dažādās formās:
- termiskā;
- elektrisks;
- mehāniskā un citi.
