4. Биохимические циклы наиболее важных биогенных веществ

Наиболее жизненно важными можно считать вещества, из которых в основном состоят белковые молекулы. К ним относятся: углерод, азот, кислород, фосфор, сера.

Биогеохимические циклы углерода, азота и кислорода наиболее совершенны. В круговороте углерода, а точнее наиболее подвижной его формы – СО₂, четко прослеживается трофическая цепь: продуценты, улавливающие углерод из атмосферы при фотосинтезе, консументы – поглощающие углерод вместе с телами продуцентов и консументов низших порядков, редуцентов – возвращающих углерод вновь в круговорот. Скорость оборота СО₂ составляет порядка 300 лет (полная его замена в атмосфере).

Скорость круговорота кислорода – 2 тыс. лет, именно за это время весь кислород атмосферы проходит через живое вещество. Основной поставщик кислорода на Земле – зеленые растения. Ежегодно они производят на суше 53*10⁹ т кислорода, а в океанах – 414*10⁹ т.

Биогенный круговорот азота не менее сложен, чем углерода и кислорода, и охватывет все области биосферы. Поглощение азота растениями ограничено, так как они усваивают азот только в форме соединения его с водородом и кислородом. И это при том, что запасы азота в атмосфере неисчерпаемы (78% от ее объема). Редуценты, а конкретно почвенные бактерии, постепенно разлагают белковые вещества отмерших организмов и превращают их в аммонийные соединения, нитраты и нитриты.

Азот возвращается в атмосферу вновь с выделенными при гниении газами. Роль бактерий в цикле азота такова, что если будет уничтожено только двенадцать их видов, участвующих в круговороте азота, то жизнь на Земле прекратиться.

Биогеохимический круговорот в биосфере, помимо углерода, кислорода и азота, совершают многие другие элементы, входящие в состав органических веществ – сера, фосфор, железо и т.д.

5. Учение в.И. Вернадского о биосфере

Учение В.И. Вернадского о биосфере – это фундаментальное учение, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.

По представлениям В.И. Вернадского, биосфера включает в себя:

1. живое вещество (все живые организмы),

2. биогенное вещество (уголь, известняки, нефть и др.),

3. косное вещество (в его образовании живое не участвует, напр., магматические горные породы),

4. биокосное (создается с помощью живых организмов),

5. радиоактивное вещество,

6. вещество космического происхождения (метеориты и др.),

7. рассеянные атомы.

Сущность учения В.И. Вернадского заключается в признании исключительной роли «живого вещества» в преобразовании облика планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

Вторым главным аспектом учения В.И. Вернадского является представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды.

В.И. Вернадский обосновал также важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества, движущих факторах развития биосферы и др.

Венцом творчества В.И. Вернадского стало учение о ноосфере, т е. сфере разума.

Ноосфера («мыслящая оболочка», сфера разума) – высшая стадия развития биосферы. Это «сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития».

Понятие ноосферы возникло с в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы как мощной геологической силы, способной оказывать влияние на биогеохимические и другие процессы на Земле.

В.И. Вернадский отмечал, что становление ноосферы «есть не случайное явление на нашей планете, а природное явление, резко материально проявляющееся в своих следствиях в окружающей человека среде». Иными словами, ноосфера – окружающая человека среда, в которой природные процессы обмена веществ и энергии контролируются обществом.

В.И. Вернадский утверждал, что биосфера так или иначе, рано или поздно, перейдет в ноосферу. На определенном этапе развития человек будет вынужден взять на себя ответственность за дальнейшую эволюцию планеты, иначе у него не будет будущего.

7