La materia viva de la biosfera, sus características y funciones
El concepto de la biosfera se basa en el concepto de la materia viva. Más del 90% de toda la materia viva se encuentra en la vegetación terrestre (98% de la biomasa terrestre). La materia viva es el factor geoquímico y energético más poderoso, la fuerza principal del desarrollo planetario. La principal fuente de actividad bioquímica de los organismos es la energía solar utilizada en el proceso de fotosíntesis por las plantas verdes y algunos microorganismos para la creación de materia orgánica. La materia orgánica proporciona alimento y energía a otros organismos. La fotosíntesis dio como resultado la acumulación de oxígeno libre en la atmósfera, la formación de una capa de ozono que protege contra la radiación cósmica ultravioleta y dura, y es compatible con la composición de gases moderna de la atmósfera. La vida en la Tierra siempre ha existido en la forma de complejos complejos organizados de diversos organismos (biocenosis). Al mismo tiempo, los organismos vivos y sus hábitats forman sistemas integrales: biogeocenosis. La nutrición, la respiración y la reproducción de los organismos y los procesos asociados de creación, acumulación y descomposición de la materia orgánica proporcionan un ciclo constante de materia y energía. Con este ciclo, la migración de los átomos de los elementos químicos a través de la materia viva está conectada. Por lo tanto, todo el oxígeno atmosférico se convierte en materia viva durante 2000 años, dióxido de carbono durante 300 años. Una gran variedad de compuestos orgánicos y químicos se caracteriza por la composición de los propios organismos. Gracias a la sustancia viva en el planeta, se formaron suelos y combustibles minerales orgánicos (turba, carbón y posiblemente incluso petróleo).
Investigando la migración de átomos en la biosfera, V.I. Vernadsky abordó la cuestión de la génesis (origen) de los elementos químicos en la corteza terrestre, y luego a la necesidad de explicar la estabilidad de los compuestos de los que se componen los organismos. Al analizar el problema de la migración de átomos, llegó a la conclusión de que en ningún lugar existen compuestos orgánicos independientes de la materia viva. "Bajo el nombre de una sustancia viva", escribió. Vernadsky en 1919, me referiré a la totalidad de todos los organismos, la vegetación y los animales, incluido el hombre ".
Por lo tanto, la materia viva es un conjunto de organismos vivos de la biosfera, expresados numéricamente en la composición química elemental, la masa y la energía. En la década de 1930 V.I. Vernadsky, fuera de la masa total de materia viva, distingue a la humanidad como su parte especial. Este aislamiento del hombre de todos los seres vivos ha sido posible por tres razones.
Primero, la humanidad no es un productor, sino un consumidor de energía biogeoquímica. Esta tesis requirió una revisión de las funciones geoquímicas de la materia viva en la biosfera. En segundo lugar, la masa de la humanidad, basada en datos demográficos, no es una cantidad constante de materia viva. Y en tercer lugar, sus funciones geoquímicas no se caracterizan por la masa, sino por la actividad de producción.
Si el hombre no se destaca del mundo animal natural, entonces su número sería del orden de 100 mil. Dichos protopersonas vivirían en un área limitada, y su evolución estaría determinada por procesos lentos resultantes de los cambios genéticos poblacionales característicos de la especiación. Sin embargo, con la aparición del hombre, hubo un salto cualitativo en el desarrollo de la naturaleza en la Tierra. Hay muchas razones para creer que esta nueva cualidad está conectada con la mente y la conciencia del homo sapiens. Por lo tanto, la principal característica distintiva del hombre es su inteligencia, y es gracias a la conciencia que la humanidad ha desarrollado su propio camino. Esto se reflejó en el proceso de reproducción de las personas, porque la formación de formas de conciencia socialmente maduras requiere mucho tiempo, al menos 20 años.
¿Cuáles son las características de una sustancia viva? En primer lugar, es una gran energía gratuita. En la evolución de las especies, la migración biogénica de los átomos, es decir la energía de la materia viva de la biosfera ha aumentado muchas veces y continúa creciendo, ya que la sustancia viviente recicla la energía de la radiación solar, la energía atómica de la desintegración radiactiva y la energía cósmica de los elementos dispersos que provienen de nuestra Galaxia. La materia viva también tiene una alta tasa de reacciones químicas en comparación con la materia no viva, donde los procesos similares van miles y millones de veces más lentos. Por ejemplo, algunas orugas al día pueden procesar alimentos 200 veces más de lo que pesan, y un herrerillo come tantas orugas al día como pesa.
Para una sustancia viva, es característico que los compuestos químicos que la componen . las más importantes de las cuales son proteínas, son estables solo en organismos vivos. Después de completar el proceso de actividad vital, los organismos vivos vivos se descomponen en componentes químicos.
La sustancia viva existe en el planeta en la forma de una alternancia continua de generaciones , de modo que la generación recién formada está genéticamente relacionada con la sustancia viva de épocas pasadas. Esta es la unidad estructural principal de la biosfera, que determina todos los demás procesos de la superficie de la corteza terrestre. La presencia de un proceso evolutivo es característico de la materia viva . La información genética de cualquier organismo está encriptada en cada una de sus células. Estas células originalmente estaban destinadas a ser ellas mismas, con la excepción del huevo, del cual se desarrolla todo el organismo. Por lo tanto, la materia viviente es esencialmente inmortal.
V.I. Vernadsky señaló que la materia viva es inseparable de la biosfera, es su función y al mismo tiempo "una de las fuerzas geoquímicas más poderosas de nuestro planeta". El ciclo de sustancias VI. Vernadsky llamó ciclos biogeoquímicos. Estos ciclos y el ciclo proporcionan las funciones más importantes de la materia viva como un todo. El científico destacó cinco de esas funciones:
Función del gas: la llevan a cabo plantas verdes que liberan oxígeno durante la fotosíntesis, así como todas las plantas y animales que liberan dióxido de carbono como resultado de la respiración;
Función de concentración: se manifiesta en la capacidad de los organismos vivos para acumular en sus cuerpos muchos elementos químicos (en primer lugar, carbono, entre los metales, calcio);
Función de oxidación-reducción: se expresa en transformaciones químicas de sustancias en el proceso de actividad vital. Como resultado, se forman sales, óxidos y nuevas sustancias. Esta función implica la formación de minerales de hierro y manganeso, calizas, etc.
Función bioquímica: se define como la reproducción, el crecimiento y el movimiento en el espacio de la materia viva. Todo esto conduce a un ciclo de elementos químicos en la naturaleza, su migración biogénica;
La función de la actividad biogeoquímica humana está relacionada con la migración biogénica de átomos, que se amplifica de manera múltiple bajo la influencia de la actividad económica humana. El hombre desarrolla y utiliza para sus necesidades una gran cantidad de sustancias de la corteza terrestre, como carbón, gas, petróleo, turba, lutita y muchos minerales. Al mismo tiempo, se produce un suministro antropogénico de sustancias extrañas a la biosfera, y en cantidades que exceden el valor permitido. Esto condujo a una crisis entre el hombre y la naturaleza. La razón principal de la crisis ecológica inminente es el concepto tecnocrático que considera la biosfera, por un lado, como una fuente de recursos físicos, por otro lado, como una tubería de desechos para la eliminación de residuos.