Геохимическая роль размножения организмов

Она огромна. Размножение увеличивает биомассу, множество элементов вовлекает в геохимический круговорот элементов. В целом, размножение организмов происходит по закону геометрической прогрессии – число потомков превышает число предков при сравнении двух поколений. Впервые исследовал Ч. Дарвин и положил в основу учения о естественном отборе.

С точки зрения геохимии процесс размножения был исследован В.И. Вернадским. Наиболее высокие темпы размножения характерны для бактерий. В сутки сменяется 64-65 поколений бактерий, т.е. в среднем одно поколение образуется через 22-23 мин. С такими высокими темпами размножения бактерий связаны эпидемии многих опасных болезней (тиф, холера, дизентерия и др.).

Также быстро, как бактерии, могут размножаться и некоторые растения.

Наиболее медленно размножаются многоклеточные животные и растения. Если бы не было ограничений для размножения некоторых организмов (бактерий и водорослей), то они могли бы заселить всю поверхность Земли за 1,2-1,7 суток. Ограничения связаны с термодинамическими условиями, нехваткой пищи, борьбой за существование и др.

Важнейшей особенностью размножения и роста организмов с геохимической позиции является их способность концентрировать химические элементы. Некоторые организмы отличаются резко повышенным содержанием отдельных элементов. В.И. Вернадский даже предложил включить химический состав организмов в их видовой признак.

Чаще всего организм концентрирует химические элементы в твердых частях тела, реже – в мягких.

Все организмы по способностям концентрировать химические элементы делят на 3 геохимические группы:

1. количество элемента достигает 10% в валовом составе живого вещества и выше;

2. от 1 до 10%;

3. менее 1%.

Организмы 1-й группы называют по преобладающему элементу: кремневыми, алюминиевыми, железистыми, кальциевыми, магниевыми, бариевыми, марганцовыми, серными, стронциевыми и фосфорными.

В природе не встречаются организмы, которые концентрируют калий и натрий в количестве больше 10%. Известны только гигантские водоросли с концентрацией калия около 3%.

Кроме обычных элементов, некоторые растения концентрируют редкие и рассеянные элементы. Так, наземные цветковые могут содержать в повышенных количествах литий, бериллий, бор. Микрофлора некоторых рудных месторождений содержит Cu, Zn, Pb. Бром и йод накапливают морские водоросли и некоторые губки. Некоторые наземные растения концентрируют химические элементы из почв (биохимический метод поисков металлических месторождений).

Чаще всего концентрация химических элементов происходит из природных вод (поверхностных, подземных и морских). На этой способности растений и животных (микроорганизмов) основано их использование в системах очистки вод (аэротенки, биофильтры) и воздуха (биоскрубберы, биореакторы и т.д.).

Геохимический круговорот элементов Земли и миграция химических элементов Миграция химических элементов

Миграция химических элементов – это процесс перемещения масс веществ в оболочках Земли. А. Е. Ферсман выделил внутренние и внешние факторы миграции.

Внутренние факторы миграции – это свойства атомов и их соединений:

1. Термические свойства элементов (летучесть или тугоплавкость).

2. Химические свойства соединений элементов.

3. Энергетические свойства ионов (кристаллохимические параметры и изоморфизм).

4. Гравитационные свойства.

5. Радиоактивные свойства (изотопное изменение состава радиогенных элементов и их превращения).

Внешние факторы миграции – это физико-химические условия среды, в которой происходит миграция:

1. Температура.

2. Давление.

3. Концентрация вещества.

4. Степень ионизации растворов и расплавов.

5. Концентрация ионов водорода (рН).

6. Окислительно-восстановительный потенциал (Eh).

7. Поверхностные силы коллоидной системы и адсорбционные процессы.

8. Равновесие фаз (правило фаз).

9. Действие живых организмов.