50.Живое вещество и его функции в биосфере.

Живое вещество или биомасса — совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух. Живое вещество биосферы неоднородно и обладает тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью. Трофические экологические взаимодействия способствуют преобразованию неорганического (косного) вещества в органическое и обратной перестройке органиче6ских веществ в минеральные. Живое вещество характеризуется определенными свойствами: это огромная свободная энергия; химические реакции, протекающие в тысячи и даже миллионы раз быстрее, чем в других веществах планеты; специфические химические соединения — белки, ферменты и другие соединения, устойчивые в составе живого; возможность произвольного движения — рост или активное перемещение; стремление заполнить все окружающее пространство; удивительное разнообразие форм, размеров, химических вариантов и т.п., значительно превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе. Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей. Вместе с тем, все живое вещество физико-химически едино. И в этом состоит один из основных законов всего органического мира — закон физико-химического единства живого вещества. Закон физико-химического единства живого вещества имеет принципиально важное значение для человеческой практики. Из него следует, что нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для остальных. Разница лишь количественная: одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора приспосабливаются быстрее, другие медленнее. При этом приспособление идет в ходе естественного отбора, то есть за счет гибели тех индивидов, что не смогли адаптироваться к новым условиям. Второе наиболее важное обобщение для живого вещества планеты состоит в законе константности количества живого вещества: количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа. Согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество оказывается энергетическим и химическим посредником между Солнцем и поверхностью Земли. Количественное постоянство характерно и для числа видов. Однако в эволюции живого одни виды образовывались, другие вымирали. Правило константности числа видов может быть сформулировано следующим образом: число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих, и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа. Живое вещ-во. Основ.проц.,кот.св-ет ж.вещ-во биос.и ее абиот.среду-это круговорот вещ-ва. Ж.орг-мы могут учас-ть в биос-ном круговороте 2-мя спос-ми: а)Биохимич.св.Происх.при пит.,дых.,выд-и. Биогенн.миграция атомов Iрода-в рез-те биохим.формы уч.Эта форма участия свойс-на всем фор.орг-мов.Наиб.значит.проявл.этой деят-ти у м/о. б)Механическая ф.уч-я.Не св-на с пропусканием вещ-ва ч/з орг-м.В ходе этой деят-ти происх.биоген.мигр.ат.IIрода.Св-на животным,в основном:обит.нор,сверлильщикам в ок.,растен. Основные функции живого вещ-ва. 9фун-й выд-л Верн.В наст.время выд-ют 5функций: 1-Е-кая. Поглощение солн.Е при фотосин.и хим.Е при хемосинт.,передача Е по пищ.цепям,аккумуляция Е в биос. И в верх.слоях литосферы(кам.уголь,нефть). 2)Концентрационная. Избират-е накопл-е в ходе ЖД опред-х химич.элем-в и изм-е их конц-ии в ОС.В наст.вр.изв.,что в сост.живого в-ва вх-ит б-во эл-в период.сист.Менделеева,выдел-ся гр.элем-в,кот.ж.в-во концен-ют в б-й степени,эти эл-ты присут.во всех орг-х(Са,Si,N,P,K).Биофильность элементов – отн-е конц-ций данного элем.в живом вещ-ве к его сред.содер-ю в литосф.Наиб.биофильн.обладает углерод(7,8*10в4степ.),затем Н(7*10во 2ст.),и N. 3)Деструктивная. Разлож-е орган.вещ-ва до неорг-х,разлож-е неорг.вещ-ва (бактериями,нек.гриб.Это разл-е горных минералов),вовлечение образовавшихся в биоген.круговороте. 4)Средообразующая. Преобр-е физ.-хим.парам-в среды.Пример: образование современной атмос.Первич.атм.З.обладала восст-ми св-ми,сост.из Н2S(7-12%),NH3,N2,CO2.С появ-м цианобактериального фотос.,в верх.слоях ок.,а затем и в атмос.появ-ся и стал накапл-ся О2.Усл-я смен-сь на окисл-ные.После достижения опред-й конц-ии О2 в атм.,в ней стал форм-ся «озон.экран»-слой атмсоф.с повыш-й плотн.озона-О3. «Оз.экр.»позволил жизни подняться с пов-ти воды и выйти на сушу. 5)Транспортная. Перенос вещ-ва против силы тяж.и в гориз.напр-ии.У живот.-противополож.работа.Мигр-ии птиц,насек.,беспозв.,рыб-потоки вещ-ва.

51.Биогеохим.циклы осн биоген эл-ов.В природе сущ-ют круговороты хим. эл-ов,заключ-ся в циклич перемещ-я и в повторяющейся смене хим форм их соед-ий.Они привод-ся в движ-ие живым в-вом, кот выполняет при этом свои биосферн функции.В круговороте к-либо эл-ов выдел 2ч:1-резервный фонд(большая m медленно двиг-ся в-в,в осн не живой компонент),2-обменный фонд(< объемный,но > активный,для кот хар-ен быстрый обмен между организмами и их окржением).Все биогеохим циклы делятся на2 типа:1-круговорот газообраз. веществ с резервным фондом в океане или атмосф;2-осад пород с резервным фондом в земной коре.N2 и P:2 эл-а часто явл-ся фактором, лимитир-им ж\д-ть организмов.

Круговорот N2.Резервный фонд N2 нах-ся в атмосф-это главный источник N2 в органич соед.Его переход в доступные формы может осущ-ся различ путями:1.абиогенный-электрич разряды при грозах синтез-ют из N2 и О2 воздуха нитраты, кот с дождев водой попад-т в почву.(4-10кг\га за год).2.Д-ть N-фиксир. м\о-отмирая они обогащают почву органич азотом, кот быстро минер-ся(25кг\га за год).3.наиболее эффектив фиксация азота осущ-ся б-симбионтами.Обр-ый ими органич N2 диффундирует в ризосферу и вкл-ся в наземн органы растений(150-400кг\га). Во всех этих случаях N2 поступает в виде нитратов, кот поступ из корней в листья,где использ-ся для синтеза протеинов,а те служат основой N-ого питания животных.Раст и жив после смерти разлагаются,конечным звеном редукц-ой цепи оказ-ся аммонифицирующие б,обр-щие ион аммония.Он входит в пр нитрификации,где послед-о окисл-ся в нитриты и нитраты.Т.о. цикл N2 замыкается.

В тоже время происходит постоянное возвращение N2 в атмосф-действие б-денитрификаторов.Улетуч-ся в пов-ти почвы 50-60кг\га. N2 может выкл-ся из круговорота путем аккумуляции глубоководных осадков океана.Из морских мелководий он возвращ-ся с рыбами и птицами.В тоже время N2 постоянно поступает в атмос. в сост вулканич газов.В какой-то мере это уровновешивает его накопение в М.о.

Круговорот Р.Резервный слой Р нах-ся в литосфере,содер в ряде горных пород и отлож-ий.В пр разруш-я этих пород Р в виде фосфатов попадает в наземные экосист или гидросферу.В обоих случаях он вступ. в пищевые сети.Редуценты мин-ют органич в-во, содержащ Р до неорганич фосфатов,кот м.б. вновь использ растениями.В океане часть фосфатов попадают в глубинные осадки и накапливаются там,выкл-ясь из круговорота.Из мелководных осадков фосфаты м.б. возвращены в круговорот морскими птицами и рыбами.По стр этот цикл проще круговорота N2 т.к. Р встраив-ся в виде фосфатов непоср-но доступных для растений.