На свойстве веществ какая функция основная
Живое вещество играет огромную роль в развитии нашей планеты.
К такому выводу пришёл русский учёный В. И. Вернадский, исследовав состав и эволюцию земной коры. Он доказал, что полученные данные не могут быть объяснены лишь геологическими причинами, без учёта роли живого вещества в геохимической миграции атомов.
Начиная с момента зарождения, жизнь постоянно развивается и усложняется, оказывая воздействие на окружающую среду, изменяя её. Таким образом, эволюция биосферы протекает параллельно с историческим развитием органической жизни.
Время жизни на Земле измеряется примерно (6)–(7) миллиардами лет. Возможно, что примитивные формы жизни появились ещё раньше. Но первые следы своего пребывания они оставили (2,5)–(3) млрд лет назад. С этого времени произошли коренные изменения поверхности планеты и сформировалось до (5) млн видов животных, растений и микроорганизмов. На Земле возникло живое вещество, заметно отличающееся от неживой материи.
Развитие жизни привело к появлению новой общепланетной структурной оболочки биосферы, тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества.
Биосфера — не только сфера распространения жизни, но и результат её деятельности.
Особое место среди живых организмов заняли растения, потому что они обладают способностью к фотосинтезу. Они продуцируют практически всё органическое вещество на планете (растений насчитывается почти (300) тыс. видов).
В. И. Вернадский дал представление об основных биогеохимических функциях живого вещества.
1. Энергетическая функция связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания, рассеиванием.
Эта функция — одна из важнейших. В её основе лежит процесс фотосинтеза, в результате которого происходит аккумуляция солнечной энергии и её последующее перераспределение между компонентами биосферы.
Биосферу можно сравнить с огромной машиной, работа которой зависит от одного решающего фактора — энергии: не будь её, всё немедленно остановилось бы.
В биосфере роль основного источника энергии играет солнечное излучение.
Биосфера аккумулирует энергию, приходящую из Космоса на нашу планету.
Живые организмы не просто зависят от лучистой энергии Солнца, они выступают как гигантский аккумулятор (накопитель) и уникальный трансформатор (преобразователь) этой энергии.
Это происходит следующим образом. Растения-автотрофы (и микроорганизмы-хемотрофы) создают органическое вещество. Все остальные организмы планеты — гетеротрофы. Они используют созданное органическое вещество в пищу, что приводит к возникновению сложных последовательностей синтеза и распада органических веществ. Это-то и является основой биологического круговорота химических элементов в биосфере.
Стало быть, живые организмы есть важнейшая биохимическая сила, преобразующая земную кору.
Миграция и разделение химических элементов на земной поверхности, в почве, в осадочных породах, атмосфере и гидросфере осуществляются при непосредственном участии живого вещества. Поэтому в геологическом разрезе живое вещество, атмосфера, гидросфера и литосфера — это взаимосвязанные части единой, непрерывно развивающейся планетарной оболочки — биосферы.
2. Газовая функция — способность изменять и поддерживать определённый газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.
Преобладающая масса газов на планете имеет биогенное происхождение.
Пример:
кислород атмосферы накоплен за счёт фотосинтеза.
3. Концентрационная функция — способность организмов концентрировать в своём теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков.
Организмы накапливают в своих телах многие химические элементы.
Пример:
среди них на первом месте стоит углерод. Содержание углерода в углях по степени концентрации в тысячи раз больше, чем в среднем для земной коры. Нефть — концентратор углерода и водорода, так как имеет биогенное происхождение. Среди металлов по концентрации первое место занимает кальций. Целые горные хребты сложены из остатков животных с известковым скелетом. Концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, радиолярии и некоторые губки, йода — водоросли ламинарии, железа и марганца — особые бактерии. Позвоночными животными накапливается фосфор, сосредотачиваясь в их костях.
Результат концентрационной деятельности — залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т. п.
4. Окислительно-восстановительная функция связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов как окисления благодаря обогащению среды кислородом, так и восстановления прежде всего в тех случаях, когда идёт разложение органических веществ при дефиците кислорода.
Пример:
восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Чёрном море).
Подземные горючие газы являются продуктами разложения органических веществ растительного происхождения, захороненных ранее в осадочных толщах.
5. Деструктивная функция — разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического вещества, так и косных веществ.
Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни — грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).
6. Транспортная функция — перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов.
Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочёвках животных. С транспортной функцией в значительной мере связана концентрационная роль сообществ организмов, например в местах их скопления (птичьи базары и другие колониальные поселения).
7. Средообразующая функция является в значительной мере интегративной (результат совместного действия других функций).
С ней в конечном счёте связано преобразование физико-химических параметров среды. Подробнее о ней см. в разделе «Средообразующая роль живых организмов».
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.
https://ecodelo.org
https://lib4all.ru/base/B3337/B3337Content.php
Основные свойства и функции живого
вещества
Назовите основные специфические
свойства живого вещества.Каковы главные функции живого
вещества на нашей планете?
*С точки зрения современной
науки, живое вещество обладает некоторыми специфическими свойствами и
выполняет в биосфере определенные биогеохимические функции.
Специфические свойства
и особенности живого вещества:
Живое вещество биосферы характеризуется
большим запасом энергии.Резкое различие между живым
и неживым веществом наблюдается в скорости протекания химических реакций
(в живом веществе реакции идут в тысячи, а иногда в миллионы раз быстрее).Отличительной особенностью живого
вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические
соединения — белки, ферменты и др. — устойчивы только в живых организмах.Произвольное движение, в значительной
степени саморегулируемое, является общим признаком всякого живого
вещества в биосфере.Живое вещество обнаруживает
значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем
неживое. Известно свыше
2 млн. органических соединений, входящих в состав живого вещества,
в то время, как количество природных соединений (минералов) неживого
вещества составляет около 2 тыс., т. е. на три порядка меньше.Живое вещество представлено
в биосфере в виде индивидуальных организмов, размеры которых колеблются
в огромных пределах. Величина самых мелких вирусов не превышает 20
нм (1 нм = 10-9м), самые крупные животные — киты — достигают 33 м
в длину, самое большое растение — секвойя — 100 м в высоту.
**Основные биогеохимические функции живого
вещества:
Энергетическая функция заключается
в осуществлении связи биосферно-планетарных явлений с космическим
излучением, преимущественно с солнечной радиацией. В основе этой функции
лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений, в процессе
которой происходит аккумуляция (накопление) солнечной энергии и ее
перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет
накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на Земле.Газовая функция обусловливает
миграцию газов и их превращения, обеспечивает газовый состав биосферы.
Преобладающая масса газов на Земле имеет биогенное происхождение.
В процессе функционирования живого вещества создаются основные газы:
азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др.Концентрационная функция проявляется
в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окру-
жающей среды. В составе живого вещества преобладают атомы легких элементов:
водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния, алюминия, кремния,
серы, хлора, калия, кальция. Концентрация этих элементов в теле живых
организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде. Этим объясняется
неоднородность химического состава биосферы и ее существенное отличие
от состава неживого вещества планеты.Окислительно-восстановительная
функция заключается в химическом превращении главным образом тех
веществ, которые содержат атомы с переменной степенью окисления (соединения
железа, марганца и др.) При этом на поверхности Земли преобладают
биогенные процессы окисления и восстановления.Деструктивная функция обусловливает
процессы, связанные с разложением организмов после их смерти, вследствие
которой происходит минерализация органического вещества, т. е. превращение
живого вещества в косное. В результате образуются также биогенное
и биокосное вещество биосферы.Средообразующая функция заключается
в преобразовании физико-химических параметров среды в результате процессов
жизнедеятельности. В. И. Вернадский писал: «Организм имеет
дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена
к нему».Транспортная функция — это
осуществление переноса вещества против силы тяжести и в горизонтальном
направлении. Живое вещество — единственный (помимо поверхностного
натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества —
снизу вверх, из океана — на континенты, реализующий тем самым «восходящую»
ветвь биогеохимических циклов.
С точки зрения современной науки, живое вещество обладает некоторыми специфическими свойствами и выполняет в биосфере определенные биогеохимические функции.
Специфические свойства и особенности живого вещества:
• Живое вещество биосферы характеризуется большим запасом энергии.
• Резкое различие между живым и неживым веществом наблюдается в скорости протекания химических реакций (в живом веществе реакции идут в тысячи, а иногда в миллионы раз быстрее).
• Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения — белки, ферменты и др. — устойчивы только в живых организмах.
• Произвольное движение, в значительной степени саморегулируемое, является общим признаком всякого живого вещества в биосфере.
• Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. Известно свыше 2 млн. органических соединений, входящих в состав живого вещества, в то время как количество природных соединений (минералов) неживого вещества составляет около 2 тыс., т. е. на три порядка меньше.
• Живое вещество представлено в биосфере в виде индивидуальных организмов, размеры которых колеблются в огромных пределах. Величина самых мелких вирусов не превышает 20 нм (1 нм = 10~9м), самые крупные животные — киты — достигают 33 м в длину, самое большое растение — секвойя — 100 м в высоту.
Основные биогеохимические функции живого вещества:
Энергетическая функция заключается в осуществлении связи биосферно-планетарных явлений с космическим излучением, преимущественно с солнечной радиацией. В основе этой функции лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений, в процессе которой происходит аккумуляция (накопление) солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на Земле.
Газовая функция обусловливает миграцию газов и их превращения, обеспечивает газовый состав биосферы. Преобладающая масса газов на Земле имеет биогенное происхождение. В процессе функционирования живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др.
Концентрационная функция проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды. В составе живого вещества преобладают атомы легких элементов: водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния, алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция. Концентрация этих элементов в теле живых организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде. Этим объясняется неоднородность химического состава биосферы и ее существенное отличие от состава неживого вещества планеты.
Транспортная функция — это осуществление переноса вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении. Живое вещество — единственный (помимо поверхностного натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества — снизу вверх (из океана — на континенты, реализующий тем самым «восходящую» ветвь биогеохимических циклов).
Окислительно-восстановительная функция заключается в химическом превращении главным образом тех веществ, которые содержат атомы с переменной степенью окисления (соединения железа, марганца и др.) При этом на поверхности Земли преобладают биогенные процессы окисления и восстановления.
Деструктивная функция обусловливает процессы, связанные с разложением организмов после их смерти, вследствие которой происходит минерализация органического вещества, т. е. превращение живого вещества в косное. В результате образуются также биогенное и биокосное вещество биосферы.
Средообразующая функция заключается в преобразовании физико-химических параметров среды в результате процессов жизнедеятельности. В.И. Вернадский писал: «Организм имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».
Совокупность всех организмов на нашей планете называют живым веществом. В данной статье мы расскажем о его важнейших характеристиках и свойствах, а также о функциях, которые оно выполняет в биосфере.
Характеристика и свойства
- Наличие огромной свободной энергии. Все живое накапливает и сохраняет солнечную энергию, перенаправляя её в неживую среду в виде различных химических соединений (уголь и пр.), при распаде которых энергия высвобождается.
- Давление жизни, характеризующееся неизбежным распространением живого вещества по всей поверхности Земли. Если на каком-то участке жизнь отсутствует, то это явление временное, вызванное разрушением или сдерживанием внешними силами. Такое свойство всего живого заполнять собой свободное пространство связано с размножением организмов и их умением увеличивать поверхность собственных тел или сообществ, которые они образуют.
- Способность к адаптации в самых различных условиях. Благодаря этому свойству живые существа «захватывают» почвенную, водную и наземно-воздушную среды. Кроме того, существуют организмы (экстремофилы), приспособившиеся к жизни в экстремальных условиях: при экстремально низких или крайне высоких показателях температуры, кислотности, давления, кислорода и т. д.
- Произвольное движение. Только живые существа обладают способностью и пассивного, и активного перемещения. Примером пассивного движения может служить падение с высоты вниз, однако, это может сделать и неживой предмет под влиянием посторонних факторов. Но активное произвольное перемещение — движение против ветра или течения реки, подъем на высоту и т. д. — доступно только живым организмам.
- Саморегуляция в период с рождения до смерти, а затем быстрое разложение органических остатков. Способность всего живого к саморегуляции обеспечивает его жизнеспособность в изменяющихся условиях внешней окружающей среды. Это происходит за счёт поддержания баланса внутренней среды организма. Когда организм умирает, он теряет это свойство, и происходит распад на органические и неорганические вещества, которые включаются в биологический круговорот.
- Высокая скорость превращения одних веществ в другие. Химические реакции в организмах происходят с огромной скоростью. К примеру, в мозге человека ежесекундно одновременно происходят около 100 000 химических реакций. Птица колибри ежедневно потребляет нектар массой, сопоставимой с её собственной массой, умноженной на 2.
- Постоянное обновление совокупности организмов. Средняя скорость обновления для биосферы равна 8 годам. При этом лишь небольшая часть остатков организмов (менее 1 %) уходит в геологию, основная же масса включается в биологический круговорот.
- Многообразие (морфологическое и химическое), нехарактерное для неживого. При этом все живое материализуется в биосфере в виде уникальных индивидуумов, существующих на Земле в единственном экземпляре.
Главные функции
Всему живому на планете отведена важная роль — быть главным связующим звеном в биосфере, обеспечивая её целостность. Выполняя различные биогеохимические функции, оно обеспечивает круговорот веществ в природе и превращение энергии.
- Концентрационная. Обеспечивает биогенную миграцию атомов в организмы. Когда живое существо умирает, атомы переходят в неживую природу.
- Рассеивающая. Проявляется в распределении вещества во время передвижения и питания живого. Примером может стать рассеивание железа гемоглобина крови через комара или пиявку.
- Газовая. Заключается в обеспечении непрерывного газообмена между живым и средой вокруг, за счет которого газовый состав атмосферы поддерживается на определённом уровне.
- Энергетическая. Характеризуется способностью живого сосредотачивать в себе солнечную энергию и передавать через пищевые цепи. Химические превращения веществ и энергии являются основой существования организмов.
- Окислительно-восстановительная. Выражается в обмене веществ и энергии с внешней средой, связана с химическими превращениями веществ. Данные реакции лежат в основе метаболизма.
- Деструктивная. Смысл данной функции заключается в разложении остатков органического вещества и разрушении костных веществ, и вовлечении их в круговорот. Выполняют эту задачу главным образом разрушители органики (бактерии и грибы).
- Транспортная. Заключается в перемещении энергии и веществ во время движения организмов. Такой перенос может осуществляться на огромные расстояния, например, перелетными птицами.
- Информационная. Выражается в накоплении, сохранении и дальнейшей передаче следующим поколениям определенной информации.
- Средообразующая. Характеризуется способностью организмов самостоятельно формировать для себя среды жизни. Для её реализации одновременно должны выполняться другие функции.