Mokslininkams prireikė daug šimtų metų, kad paaiškintų mūsų planetoje vykstančius procesus. Palaipsniui kaupėsi žinios, augo teorinė ir faktinė medžiaga. Šiandien žmonės sugeba rasti paaiškinimą daugeliui gamtos reiškinių, įsikišti į jų eigą, pakeisti ar nukreipti.
Kokį vaidmenį visuose gamtos mechanizmuose atlieka gyvasis pasaulis, taip pat nebuvo aišku. Tačiau rusų filosofas, biogeochemikas V. I. Vernadskis sugebėjo sukurti teoriją, kuri tapo pagrindu ir tokia išlieka iki šiol. Būtent ji paaiškina, kas yra visa mūsų planeta, kokie santykiai tarp visų jos dalyvių. Ir svarbiausia, kad būtent ši teorija atsako į klausimą apie gyvų būtybių vaidmenį Žemės planetoje. Ji buvo vadinama Žemės biosferos sandaros teorija.
Biosfera ir jos struktūra
Mokslininkas pasiūlė biosfera vadinti visą gyvojo ir negyvojo plotą, kuris yra glaudžiai susijęs ir dėl jungties.veikla prisideda prie tam tikrų geocheminių gamtos komponentų susidarymo.
Tai yra, biosfera apima šias struktūrines Žemės dalis:
- apatinė atmosferos dalis iki ozono sluoksnio;
- visa hidrosfera;
- viršutinis litosferos lygis – dirvožemis ir žemiau esantys sluoksniai, iki gruntinio vandens imtinai.
Tai yra visos tos sritys, kuriose gali gyventi gyvi organizmai. Visi jie savo ruožtu reprezentuoja bendrą biomasę, kuri vadinama gyvąja biosferos medžiaga. Tai apima visų gamtos karalysčių, taip pat ir žmogaus, atstovus. Gyvosios medžiagos savybės ir funkcijos yra lemiamos apibūdinant visą biosferą, nes ji yra pagrindinė jos sudedamoji dalis.
Tačiau, be gyvųjų, yra dar keletas rūšių medžiagų, kurios sudaro mūsų nagrinėjamą Žemės apvalkalą. Tai tokie:
- biogeninis;
- inertiškas;
- biokoksas;
- radioaktyvus;
- kosminis;
- laisvi atomai ir elementai.
Visi šių tipų junginiai sudaro aplinką biomasei, jos gyvenimo sąlygas. Tuo pačiu metu daugelio rūšių šių medžiagų susidarymui didelę įtaką daro patys gamtos karalysčių atstovai.
Apskritai visi nurodyti biosferos komponentai yra bendra elementų, sudarančių gamtą, masė. Būtent jie glaudžiai sąveikauja, vykdydami energijos, medžiagų ciklą, kaupdami ir perdirbdami daugybę junginių. Pagrindinis vienetas yra gyvoji medžiaga. Gyvosios medžiagos funkcijos yra skirtingos,bet visi yra labai svarbūs ir būtini norint išlaikyti natūralią planetos būklę.
Biosferos doktrinos įkūrėjas
Tas, kuris sukūrė „biosferos“sąvoką, ją išplėtojo, susistemino ir iki galo atskleidė, turėjo nepaprastą mąstymą, sugebėjimą analizuoti ir lyginti faktus ir duomenis bei daryti logiškas išvadas. Savo laiku tokiu žmogumi tapo V. I. Vernadskis. Puikus žmogus, gamtininkas, akademikas ir mokslininkas, daugelio mokyklų įkūrėjas. Jo darbai tapo pagrindiniu pagrindu, ant kurio buvo pastatytos visos teorijos iki šiol.
Jis yra visos biogeochemijos kūrėjas. Jo nuopelnas – Rusijos (tuometinės SSRS) mineralinių išteklių bazės sukūrimas. Jo mokiniai buvo žinomi būsimieji mokslininkai iš Rusijos ir Ukrainos.
Vernadskio prognozės apie žmonių dominuojančią padėtį organinio pasaulio sistemoje ir apie tai, kad biosfera virsta noosfera, turi visas priežastis išsipildyti.
Gyvoji medžiaga. Gyvosios biosferos medžiagos funkcijos
Kaip jau minėjome aukščiau, svarstomo Žemės apvalkalo gyvąja medžiaga laikoma visoms gamtos karalystėms priklausančių organizmų visuma. Žmonės užima ypatingą vietą tarp visų. To priežastys buvo šios:
- vartotojo pozicija, o ne gamyba;
- proto ir sąmonės ugdymas.
Visi kiti atstovai yra gyva medžiaga. Gyvosios medžiagos funkcijas sukūrė ir nurodė Vernadskis. Jis organizmams paskyrė tokį vaidmenį:
- Redox.
- Destruktyvus.
- Transportas.
- Aplinkos formavimas.
- Dujos.
- Energija.
- Informacinis.
- Koncentracija.
Pagrindinės biosferos gyvosios medžiagos funkcijos yra dujos, energija ir redoksas. Tačiau visa kita taip pat svarbi, nes užtikrina sudėtingus sąveikos procesus tarp visų gyvojo planetos apvalkalo dalių ir elementų.
Pažvelkime į kiekvieną funkciją išsamiau, kad suprastume, kas tiksliai turi omenyje ir kas yra esmė.
Gyvosios medžiagos redokso funkcija
Pasireiškia daugybe biocheminių medžiagų transformacijų kiekviename gyvame organizme. Juk kiekviename – nuo bakterijų iki didelių žinduolių – reakcijų būna kas antra. Dėl to vienos medžiagos virsta kitomis, kai kurios suyra į komponentus.
Tokių procesų rezultatas biosferai yra biogeninės medžiagos susidarymas. Kokius junginius galima pateikti kaip pavyzdį?
- Karbonatinės uolienos (kreida, marmuras, kalkakmenis) – moliuskų, daugelio kitų jūros ir sausumos gyventojų gyvybinės veiklos produktas.
- Silicio nuosėdos yra šimtmečius trukusių reakcijų į vandenyno dugne esančius kiautus ir gyvūnų lukštus rezultatas.
- Anglis ir durpės yra augalų biocheminių transformacijų rezultatas.
- Nafta ir kt.
Todėl cheminės reakcijos yra daugelio žmogui ir gamtai naudingų medžiagų atsiradimo pagrindas. Tai yra gyvosios medžiagos funkcija biosferoje.
Koncentracijos funkcija
Jei kalbėtume apie šio medžiagos vaidmens sampratos atskleidimą, turėtume atkreipti dėmesį į jos glaudų ryšį su ankstesniu. Paprasčiau tariant, gyvosios medžiagos koncentracijos funkcija yra tam tikrų elementų, atomų, junginių kaupimasis kūno viduje. Dėl to susidaro pačios aukščiau paminėtos uolienos, mineralai ir mineralai.
Kiekviena būtybė gali savyje kaupti tam tikrus junginius. Tačiau to sunkumas kiekvienam yra skirtingas. Pavyzdžiui, kiekvienas kaupia anglį savyje. Tačiau ne kiekvienas organizmas gali sukoncentruoti apie 20 % geležies, kaip tai daro geležies bakterijos.
Galima pateikti dar kelis pavyzdžius, kurie aiškiai iliustruoja šią gyvosios medžiagos funkciją.
- Diatomos, radiolarijos – silicis.
- Rūdintys grybai – manganas.
- Brinkęs lobelijos augalas – chromas.
- Soliankos augalas – boras.
Be elementų, daugelis gyvų būtybių atstovų po mirties gali sudaryti ištisus medžiagų kompleksus.
Materijos dujų funkcija
Šis vaidmuo yra vienas iš pagrindinių. Juk dujų mainai yra visų būtybių gyvybės formavimo procesas. Jei kalbėtume apie biosferą kaip visumą, tai gyvosios medžiagos dujinė funkcija prasideda nuo augalų aktyvumo, kurie fotosintezės procese sulaiko anglies dvideginį ir išskiria pakankamą kiekį deguonies.
Ko užtenka? Visų tų gyvybeisutvėrimai, kurie nesugeba jo pasigaminti patys. Ir tai visi gyvūnai, grybai, dauguma bakterijų. Jei mes kalbame apie gyvūnų dujinę funkciją, tai yra deguonies suvartojimas ir anglies dioksido išmetimas į aplinką kvėpuojant.
Tai sukuria bendrą ciklą, kuris yra gyvenimo pagrindas. Mokslininkai įrodė, kad per daugelį tūkstantmečių augalai ir kitos gyvos būtybės sugebėjo visiškai modernizuoti ir pritaikyti planetos atmosferą sau. Atsitiko taip:
- deguonies koncentracija tapo pakankama gyvenimui;
- susiformavo ozono sluoksnis, kuris saugo visą gyvybę nuo kenksmingos kosminės ir ultravioletinės spinduliuotės;
- oro sudėtis tapo tai, ko reikia daugumai būtybių.
Todėl biosferos gyvosios medžiagos dujinė funkcija laikoma viena svarbiausių.
Transporto funkcija
Reiškia organizmų dauginimąsi ir apsigyvenimą įvairiose teritorijose. Egzistuoja tam tikri ekologiniai dėsniai, reglamentuojantys pagrindinį būtybių pasiskirstymą ir transportavimą. Anot jų, kiekvienas individas užima savo buveinę. Taip pat yra konkurencinių santykių, kurie lemia naujų teritorijų įsikūrimą ir plėtrą.
Taigi, gyvosios medžiagos funkcijos biosferoje yra dauginimasis ir nusėdimas, vėliau formuojantis naujoms savybėms.
Gaidomasis vaidmuo
Tai dar viena svarbi funkcija, būdinga gyvoms biosferos būtybėms. Jį sudaro gebėjimas suskaidyti į paprastas medžiagas po mirties, tai yra, sustabdžius gyvavimo ciklą. Kol organizmas gyvena, jame veikia sudėtingos molekulės. Kai įvyksta mirtis, prasideda destrukcijos procesai, skaidymas į paprastas sudedamąsias dalis.
Tai atlieka speciali būtybių grupė, vadinama detritivoriais arba skaidytojais. Tai apima:
- kai kurie kirminai;
- bakterijos;
- grybai;
- protozoidai ir kiti.
Aplinkos formavimo funkcija
Pagrindinės gyvosios medžiagos funkcijos būtų neužbaigtos, jei nenurodytume aplinkos formavimosi. Ką tai reiškia? Jau nurodėme, kad gyvos būtybės evoliucijos procese susikūrė sau atmosferą. Jie padarė tą patį su aplinka.
Atlaisvindami ir prisotindami žemę mineraliniais junginiais, organinėmis medžiagomis, jie sukūrė derlingą gyvybei tinkamą sluoksnį – dirvožemį. Tą patį galima pasakyti apie vandenynų ir jūrų vandens cheminę sudėtį. Tai yra, gyvos būtybės savarankiškai susikuria sau gyvenimo aplinką. Čia pasireiškia jų aplinką formuojanti funkcija biosferoje.
Informacinis gyvosios medžiagos vaidmuo
Šis vaidmuo būdingas gyviems organizmams ir kuo labiau jis išvystytas, tuo didesnį vaidmenį jis atlieka kaip informacijos nešėjas ir apdorojimas. Nė vienas negyvas objektas nesugeba atsiminti, „įrašyti“į pasąmonę ir vėliau atkurti bet kokios rūšies informaciją. Tai gali padaryti tik jaučiančios būtybės.
Tai netik gebėjimas kalbėti ir mąstyti. Informacinė funkcija reiškia tam tikrų žinių ir bruožų rinkinių išsaugojimo ir perdavimo paveldėjimo būdu reiškinį.
Energijos funkcija
Energija yra svarbiausias energijos š altinis, dėl kurio egzistuoja gyvoji medžiaga. Gyvosios medžiagos funkcijos pirmiausia pasireiškia gebėjimu perdirbti biosferos energiją į įvairias formas – nuo saulės iki šiluminės ir elektrinės.
Niekas kitas negali taip kaupti ir pakeisti Saulės spinduliuotės. Pirmoji nuoroda čia, žinoma, yra augalai. Būtent jie saulės šviesą sugeria tiesiai ant viso žaliųjų kūno dalių paviršiaus. Tada jie paverčia jį cheminių ryšių energija, prieinama gyvūnams. Pastarieji verčia jį įvairiomis formomis:
- terminis;
- elektrinis;
- mechaninė ir kt.
