Колесников С. И. Экология: Учебное пособие. — М.: Из­дательско-торговая корпорация «Дашков и К0»; Ростов н/Д: Наука-Пресс, 2007. — 384 с. 4 страница

В современной ксистематике живых организмов существу­ет следующая иерархия таксонов: царство, отдел (тип в систе­матике животных), класс, порядок (отряд в систематике жи­вотных), семейство, род, вид. Кроме того, выделяют промежу­точные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т.д.

Систематика живых организмов постоянно изменяется и обновляется. В настоящее время она имеет следующий вид:

I. Неклеточные формы. Царство Вирусы.

II. Клеточные формы.

1. Надцарство Прокариоты (Procariota):

1) царство Бактерии (Bacteria, Bacteriobionta),

2) царство Архебактерии (Archaebacteria, Archaebacterio- bionta),

3) царство Прокариотические водоросли:

а) отдел Синезеленые водоросли, или Цианеи (Суапо- bionta),

б) отдел Прохлорофитовые водоросли, или Прохло- рофиты (Prochlorophyta).

Ряд ученых выделяет в надцарстве Прокариоты одно цар­ство Дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Архебактерии и Цианобактерии.

2. Надцарство Эукариоты (Eycariota):

1) царство Растения (Vegetabilia, Phitobiota или Plantae):

а) подцарство Багрянки (Rhodobionta),

б) подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta),

в) подцарство Высшие растения (Embryobionta),

2) царство Грибы {Fungi, Mycobionta, Mycotalia или Mycota):

а) подцарство Низшие грибы (одноклеточные) (Myxobionta),

б) подцарство Высшие грибы (многоклеточные) (Myco­bionta),

3) царство Животные (Animalia, Zoobionta):

а) подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa, Protozoobionta),

б) подцарство Многоклеточные (Metazoa, Metazoo- bionta).

2.5. Типы питания живых организмов

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления веще­ства и энергии извне. Процесс потребления вещества и энер­гии называется питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия — для осуществления процессов жизнедеятельности.

Существует два типа питания живых организмов: автотроф- ное и гетеротрофное.

Автотрофы (автотрофные организмы) — организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (ра­стения и некоторые бактерии). Иначе говоря, это организмы, спо­собные создавать органические вещества из неорганических — углекислого газа, воды, минеральных солей.

В зависимости от источника энергии автотрофы делят на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов. Фототрофы — организ­мы, использующие для биосинтеза световую энергию (расте­ния, цианобактерии). Хемотрофы — организмы, использую­щие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений (хемотрофные бактерии: водород­ные, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.).

Гетеротрофы (гетеротрофные организмы) — организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство бактерий). Иначе говоря, это организмы, не способные создавать органические вещества из неорганических, а нуждающиеся в готовых орга­нических веществах.

По способу получения пищи гетеротрофы делят на фагот - рофов (голозоев) и осмотрофов. Фаготрофы (голозои) загла­тывают твердые куски пищи (животные), осмотрофы погло­щают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки (грибы, большинство бактерий).

По состоянию источника пищи гетеротрофы делятся на биотрофов и сапротрофов. Биотрофы питаются живыми орга­низмами. К ним относятся зоофаги (питаются животными) и фитофаги (питаются растениями), в том числе паразиты, Сап- ротрофы используют в качестве пищи органические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапротрофные бактерии, сапротрофные грибы, сапротрофные растения (сапрофиты), сапротрофные живот­ные (сапрофаги). Среди них встречаются детритофаги (пита­ются детритом), некрофаги (питаются трупами животных), коп- рофаги (питаются экскрементами) и др.

Некоторые живые существа в зависимости от условий оби­тания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному пита­нию. Организмы со смешанным типом питания называются миксотрофами. Миксотрофы — организмы, которые могут как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями (насеко­моядные растения, представители отдела эвгленовых водорос­лей и др.).

В таблице 9 представлен тип питания крупных системати­ческих групп живых организмов.

Таблица 9

Типы питания крупных систематических групп живых организмов

(по A.JI. Тахтаджяну, 1976, с изменениями)

Надцар- ства	Царства	Подцарства	Автотрофы	Г етеротрофы
фото- трофы	хемо- трофы	биотро- фы	сапро- трофы
Прока­ риоты	Дробян­ ки	Бактерии	+	+	+	+
Архебактерии	+	+	+	+
Цианобактерии	+	+	-	—
Эукарио­ ты	Растения	Багрянки	+	-	-	-
Настоящие водо­росли	+	—	—	-
Высшие растения	+	—	очень редко	?
Грибы	Низшие	-	-	редко	+
Высшие	-	' -	редко	+
Живот­ ные	Простейшие	-	—	+	очень редко
Многоклеточные	-	-	+	+

2.6. Метаболизм живых организмов

Метаболизм — совокупность всех химических реакций, про­текающих в живом организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечении его энергией. Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм.

Катаболизм (энергетический обмен, диссимиляция) — сово­купность реакций, приводящих к образованию простых ве­ществ из более сложных (гидролиз полимеров до мономеров и расщепление последних до низкомолекулярных соединений углекислого газа, воды, аммиака и др. веществ). Катаболичес- кие реакции идут обычно с высвобождением энергии.

Анаболизм (пластический обмен, ассимиляция) — понятие, противоположное катаболизму: совокупность реакций синте­за сложных веществ из более простых (образование углеводов из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза, реакции матричного синтеза). Для протекания анаболических реакций требуются затраты энергии.

Процессы пластического и энергетического обмена нераз­рывно связаны между собой. Все синтетические (анаболичес­кие) процессы нуждаются в энергии, поставляемой в ходе реакций диссимиляции. Сами же реакции расщепления (ка­таболизма) протекают лишь при участии ферментов, синтези­руемых в процессе ассимиляции.

Энергетический обмен. По отношению к свободному кисло­роду организмы делятся на три группы: аэробы, анаэробы и факультативные формы.

Аэробы (облигатные аэробы) — организмы, способные жить только в кислородной среде (животные, растения, некоторые бактерии и грибы).

Анаэробы (облигатные анаэробы) — организмы, неспособ­ные жить в кислородной среде (некоторые бактерии).

Факультативные формы (факультативные анаэробы) — орга­низмы, способные жить как в присутствии кислорода, так и без него (некоторые бактерии и грибы).

У облигатных аэробов и факультативных анаэробов в при­сутствии кислорода катаболизм протекает в три этапа: подго­товительный, бескислородный и кислородный. В результате органические вещества распадаются до неорганических соеди­нений. У облигатных анаэробов и факультативных анаэробов при недостатке кислорода катаболизм протекает в два первых этапа: подготовительный и бескислородный. В результате образуются промежуточные органические соединения еще бо­гатые энергией.

Этапы катаболизма:

1. Первый этап — подготовительный — заключается в фер­ментативном расщеплении сложных органических соединений на более простые. Белки расщепляются до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот, полисахариды до моносаха­ридов, нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. У многоклеточ­ных организмов это происходит в желудочно-кишечном трак­те, у одноклеточных — в лизосомах под действием гидролити­ческих ферментов. Высвобождающаяся при этом энергия рас­сеивается в виде теплоты. Образовавшиеся органические со­единения либо подвергаются дальнейшему окислению, либо используются клеткой для синтеза собственных органических соединений.

2. Второй этап — неполное окисление (бескислородный) —

заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, осуществляется в цитоплазме клетки без участия кислорода.

Бескислородное, неполное окисление глюкозы называется гликолизом. В результате гликолиза из одной молекулы глюко­зы образуются две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), при этом синтезируются две молекулы АТФ.

Далее при отсутствии в среде кислорода ПВК перерабаты­вается либо в этиловый спирт — спиртовое брожение (в клет­ках дрожжей и растений при недостатке кислорода), либо в молочную кислоту — молочнокислое брожение (в клетках жи­вотных при недостатке кислорода).

При наличии в среде кислорода продукты гликолиза претер­певают дальнейшее расщепление до конечных продуктов, то есть включаются в третий этап.

3. Третий этап — полное окисление (дыхание) — заключается в окислении ПВК до углекислого газа и воды, осуществляется в митохондриях, при обязательном участии кислорода.

Суммарное уравнение расщепления глюкозы в процессе клеточного дыхания:

СН.,0, + 6 О, + 38 ҚР0₄ + 38 ЛДФ ->

-» 6 С0₂ + 44 Н₂0 + 38 АТФ.

Таким образом в ходе гликолиза образуются 2 молекулы АТФ, в ходе клеточного дыхания — еще 36 АТФ, в целом при полном окислении глюкозы — 38 АТФ.

Пластический обмен. Гетеротрофные организмы строят соб­ственные органические вещества из органических компонен­тов пищи. Гетеротрофная ассимиляция сводится, по существу, к перестройке молекул:

органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы) —> простые органические молекулы (аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды) —> макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы).

Автотрофные организмы способны полностью самостоятель­но синтезировать органические вещества из неорганических молекул, потребляемых из внешней среды. В процессе фото- и хемосинтеза, происходит образование простых органичес­ких соединений, из которых в дальнейшем синтезируются мак­ромолекулы:

неорганические вещества (С0₂, Н₂0) —> простые органические молекулы (аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды) —» макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы).

Рассмотрим наиболее важные, с точки зрения экологии, метаболические процессы пластического обмена — фотосин­тез и хемосинтез.

Фотосинтез (фотоавтотрофия) — синтез органических со­единений из неорганических за счет энергии света. Суммар­ное уравнение фотосинтеза:

hv

6 С0₂ + 6 Н₂0 -> С₆Н₁₂0₆ + 6 0₂.

Фотосинтез протекает при участии фотосинтезирующих пиг­ментов, обладающих уникальным свойством преобразования энергии солнечного света в энергию химической связи в виде АТФ. Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз: световой и темновой.

В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др.) синтезируются мономеры других органических соедине­ний — аминокислоты, глицерин и жирные кислоты. Таким образом, благодаря фотосинтезу растения обеспечивают себя и все живое на Земле необходимыми органическими веще­ствами и кислородом.

Хемосинтез (хемоавтотрофия) — процесс синтеза органи­ческих соединений из неорганических (С0₂ и др.) за счет хи­мической энергии окисления неорганических веществ (серы, водорода, сероводорода, железа, аммиака, нитрита и др.).

К хемосинтезу способны только хемосинтезирующие бак­терии: нитрифицирующие, водородные, железобактерии, се­робактерии и др. Они окисляют соединения азота, железа, серы и других элементов. Все хемосинтетики являются об­лигатными аэробами, так как используют кислород воздуха. Нитрифицирующие бактерии окисляют соединения азота:

N~³H₃ —> (N⁺³0₂)~ —> (N⁺⁵0₃)~. Железобактерии превращают за- кисное железо в окисное: Ғе⁺² -> Ғе⁺³. Серобактерии окисля­ют соединения серы: H₂S^-2 —> S° —> (S⁺⁴0₃)^2- —> (S⁺⁶0₄)²~. Во­дородные бактерии окисляют свободный водород до воды: Н₂° -> Н₂⁺¹0.

Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия за­пасается бактериями в виде молекул АТФ и используется для синтеза органических соединений. Хемосинтезирующие бак­терии играют очень важную роль в биосфере. Они участвуют в очистке сточных вод, способствуют накоплению в почве ми­неральных веществ, повышают плодородие почвы.

2.7. Экологическая характеристика основных систематических групп организмов

Вирусы — внутриклеточные паразиты. Могут проявлять свой­ства живых организмов, только попав внутрь клетки. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молеку­лы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида. Ви­рус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нукле­иновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы.

Прокариоты (бактерии, архебактерии, цианобактерии) — од­ноклеточные организмы, не имеют ядра. По способу питания среди бактерий встречаются фототрофы, хемотрофы, сапро- фиты, паразиты. Благодаря такому разнообразному метабо­лизму бактерии могут существовать в самых различных усло­виях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе. Сапротрофные бактерии участвуют в разложении органических останков ра­стений и животных и в их минерализации до С0₂, Н₂0, H₂S, NH₃ и других неорганических веществ. Вместе с грибами они являются редуцентами. Клубеньковые бактерии (азотфикси- рующие) образуют симбиоз с бобовыми растениями и уча­ствуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соеди­нения, доступные растениям. Сами растения такой способно­стью не обладают.

54 ЧАСТЬ I. БИОСФЕРА

Грибы насчитывающее около 100 тыс. видов. Грибы явля­ются гетеротрофами. Встречаются сапротрофы и паразиты. Грибы-паразиты вызывают такие заболевания растений, как головня, спорынья, ржавчина, мучнистая роса. Грибы-сапро- фиты играют важную роль в круговороте веществ в природе, минерализуя органические остатки отмерших растений и жи­вотных. Вместе со многими бактериями они являются реду­центами.

Растения — эукариотические автотрофные фотосинтезирую­щие организмы. Царство растений насчитывает около 500 тыс. видов. Растения являются продуцентами органических веществ и основным источником энергии для других живых организ­мов. Любые пищевые цепи начинаются с зеленых растений. Они же определяют характер биоценоза, защищают почву от эрозии. Растения служат источником кислорода воздуха и ока­зывают значительное влияние на климат Земли. Человек ис­пользует около 1,5 тыс. видов культурных растений как пище­вые, технические и лекарственные ресурсы.

Животные — эукариотические гетеротрофные организмы. Их описано более 2,0 млн видов. У большинства животных питание голозойное, у некоторых осмотрофное. В пищевых цепях выполняют роль консументов. Встречаются свободножи- вущие формы и паразиты.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое жизнь? Какие свойства (признаки) отличают живую материю от неживой?

2. Назовите и охарактеризуйте уровни организации живой материи.

3. Что такое эмерджентность? Как применимо это понятие к эколо­гии?

4. Охарактеризуйте атомный (элементный) состав живых организ­мов. Приведите примеры макро-, микро- и ультрамикроэлемен­тов.

5. Охарактеризуйте молекулярный (вещественный) состав живых орга­низмов.

6. Что такое систематика, классификация и таксономия живых орга­низмов?

7. Систематизируйте существующие на Земле организмы.

8. Классифицируйте живые организмы по типам питания.

9. Классифицируйте живые организмы по отношению к свободному

кислороду.

10. Охарактеризуйте две составные части метаболизма живых орга­низмов: катаболизм и анаболизм.

11. Дайте определение понятиям «брожение», «дыхание», «фотосин­тез» и «хемосинтез».

12. Дайте экологическую характеристику вирусам.

13. Дайте экологическую характеристику бактериям.

14. Дайте экологическую характеристику грибам.

15. Дайте экологическую характеристику растениям.

16. Дайте экологическую характеристику животным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С. Гиля­ров. М.: Сов. Энциклопедия, 1986.

2. Вахненко Д.В., Гарнизоненко T.C., Колесников С.И. Биология с основами экологии: Учебник для вузов / Под общ. ред. проф. В.Н. Думбая. Ростов н/Д: Феникс, 2003.

3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. М.: Мир, 1990.

4. Колесников С.И. Общая биология. Ростов н/Д: Феникс, 2005.

5. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. М.: Изд-во МГУ, 1986.

6. Пехов А.П. Биология с основами экологии. СПб.: Лань, 2000.

7. Энное А.Р., Бейли С.Э.Р. Биология окружающей среды: Пер. с англ. М.: Колос, 1997.

		Глава 3 СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА БИОСФЕРЫ
		3.1. Структура и границы биосферы
	Биосфера (от греч. bios — жизнь и sphaira — шар) — оболоч­ка Земли, состав, структура и свойства которой в той или иной степени определяются настоящей или прошлой деятельнос­тью живых организмов. Термин «биосфера» впервые применил Э.Зюсс (1875), по­нимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхно­сти, в значительной мере определяющую «Лик Земли». Одна­ко заслуга создания целостного учения о биосфере принадле­жит В.И. Вернадскому, так как именно он развил представле­ние о живом веществе как огромной геологической (биогео- химической) силе, преобразующей свою среду обитания. Боль­шое влияние на В.И. Вернадского оказали работы В.В. Доку­чаева о почве как о естественно-историческом теле. Основы учения о биосфере, изложенные В.И. Вернадским в 1926 г. в книге «Биосфера» и разрабатывавшиеся им до конца жизни, сохраняют свое значение в современной науке. Биосфера имеет определенные границы. Она занимает ниж­нюю часть атмосферы, верхние слои литосферы и всю гидро­сферу. Границы биосферы в большой степени условны. Биосферу как место современного обитания организмов вместе с самими организмами можно разделить на три под- сферы (рис. 2): геобиосфера — верхняя часть литосферы, насе­ленная геобионтами; гидробиосфера — гидросфера без подзем­ных вод, населенная гидробионтами; аэробиосфера — нижняя часть атмосферы, населенная аэробионтами. Геобиосфера состоит из террабиосферы (с террабионтами) — поверхность суши, и литобиосферы (с литобионтами) — глу-

ГЛАВА 3. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА БИОСФЕРЫ

бокие слои земной коры. Террабиосфера разделяется на фи­тосферу — пространство от поверхности земли до верхушек деревьев (0—150 м) и педосферу (с педобионтами) — почвен­ный покров (до 2—3 м), нередко сюда включают всю кору- выветривания. Литобиосфера (до 2—3, максимум до 6 км) включает гипотеррабиосферу (подтеррабиосферу) — слой, где возможна жизнь аэробов (до 1—1,5 км), ее нижняя граница совпадают с нижней границей подземной тропосферы (по­чвенным и подпочвенным воздухом) и теллуробиосферу (глу- бинобиосферу) — слой, где возможно обитание анаэробов (до 2—3, максимум до 6 км). Живые организмы в толще ли- тобиосферы обитают в основном в порах горных пород, за­полненных подземными водами.

Гидробиосфера включает маринобиосферу, или океанобиосфе- ру (с маринобионтами) — моря и океаны и аквабиосферу (с аквабионтами) — континентальные, главным образом, пре­сные воды, которая в свою очередь разделяется на лиманоак- вабиосферу — стоячие континентальные воды и реоаквабиос- феру — проточные континентальные воды. Кроме того, гид­робиосфера делится на слои, связанные, главным образом, с интенсивностью света: фото(био)сферу — относительно ярко освещенный слой (до 150—200 м), дисфото(био)сферу — всегда сумеречный слой — проникает до 1% солнечной инсоляции (от 200 м до 1,5-2 км), афото(био)сферу — слой абсолютной темноты, где невозможен фотосинтез (глубже 1,5—2 км).

Аэробиосфера состоит из тропобиосферы (с тропобионта- ми) — слой от вершин деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков (до 5—6 км), постоянно населенный живыми организмами, более тонкий, чем атмо­сферная тропосфера, и стратобиосферы (со стратобионта- ми), или альтобиосферы (с альтобионтами) — слой (от 5—6 до 6—7 км), где могут постоянно существовать микроорганиз­мы, главным образом в виде спор.

Лимитирующим фактором развития жизни в аэробиосфере служит наличие капель воды и положительных температур, а также твердых аэрозолей, поднимающихся с поверхности зем­ли. На больших высотах в горах (около 6 км) расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона. Здесь уже не­возможна жизнь высших растений и вообще организмов-про- дуцентов, но ветры приносят сюда с более низких вертикаль­ных поясов органическое вещество и при отрицательных тем­пературах воздуха еще достаточно тепла от прямой солнечной инсоляции для существования жизни. Это царство членисто­ногих и некоторых микроорганизмов — эолобионтов. Еще од­ним лимитирующим фактором проникновения жизни вверх является жесткое космическое излучение. На высоте 22— 24 км от поверхности Земли наблюдается максимальная кон­центрация озона — озоновый экран. Озон образуется из кисло­рода воздуха под действием солнечной радиации (0₂ -> 0₃). Озоновый экран отражает губительные для живых организмов космические излучения (гамма- и рентгеновские лучи) и час­тично ультрафиолетовые лучи.

Выше аэробиосферы расположена парабиосфера — слой (между 6—7 и 60-80 км), куда жизнь проникает лишь случай­но и не часто, где организмы могут временно существовать, но не могут нормально жить и размножаться. Еще выше рас­положена апобиосфера, или «надбиосфера» (выше 60—80 км), куда никогда даже случайно не поднимаются живые организ­мы, но в незначительном количестве заносятся биогенные ве­щества (ее верхняя граница трудноуловима).

Жизнь в океанах достигает их дна. Живые организмы встре­чаются даже на глубине более 11 км, где температура воды около 200° С, но из-за высокого давления вода не кипит. Ниже, в базальтах, жизнь едва ли возможна.

Проникновение жизни вглубь литосферы ограничено вы­сокими температурами земных недр и наличием жидкой вла­ги. В глубинах литосферы есть два теоретических предела рас­пространения жизни — изотерма 100° С, ниже которой при нормальном атмосферном давлении вода кипит, а белки свер­тываются, и изотерма 460° С, где при любом давлении вода превращается в пар и жизнь принципиально невозможна (глу­бина 25 км). Перегретая жидкая вода обнаружена в литосфере до глубин 10,5 км. Нижняя граница жизни по литосфере фак­тически не опускается глубже 3—4, максимум 6—7 км на суше, и не более 1—2 км ниже дна океана.

Ниже геобиосферы расположена гипобиосфера («подбио- сфера» — аналог парабиосферы в атмосфере) — слой, куда жизнь

проникает лишь случайно и может здесь временно существо­вать, но не жить и размножаться. Еще ниже залегает метабио­сфера — слой биогенных (преобразованных жизнью) пород, в котором ныне живые организмы не присутствуют (до IQ- 15 км). Образно выражаясь, это «следы былых биосфер». В ее нижней части процессы метаморфизма горных пород стирают признаки жизни. Под метабиосферой расположена абиосфера («небиосфера») — слои литосферы, не испытывающие сейчас и никогда ранее не подвергавшиеся влиянию живых организ­мов (глубже 10—15 км).

Кроме того разделяют такие понятия, как эубиосфера, мега­биосфера и панбиосфера. Эубиосфера (собственно биосфера) — слой между верхней границей гипобиосферы и нижней гра­ницей парабиосферы. Это область наиболее активной совре­менной жизни. Мегабиосфера — эубиосфера вместе с гипоби­осферой и метабиосферой вглубь и до озонового экрана вверх, то есть область нынешнего и прошлого воздействия жизни. Панбиосфера — мегабиосфера с артебиосферой (пространством человеческой экспансии в околоземной Космос). Это оболоч­ка Земли, преобразованная нынешней и прошлой жизнью и человеческой деятельностью. Вертикальная мощность эуби- осферы в океанической области Земли достигает более 17 км, в сухопутной — 12 км. Мощность мегабиосферы — 33—35 км.

3.2. Вещество биосферы

В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жиз­ни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в биосфере семь разных, но геологически взаимо­связанных типов веществ. По В.И. Вернадскому, в состав био­сферы входят следующие типы веществ.

1. Живое вещество — живые организмы, населяющие нашу планету.

2. Косное вещество — неживые тела, образующиеся в ре­зультате процессов, не связанных с деятельностью живых орга­низмов (породы магматического и метаморфического проис­хождения, некоторые осадочные породы).

3. Биогенное вещество — неживые тела, образующиеся в результате деятельности живых организмов (некоторые оса­дочные породы: известняки, мел и др., а также нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы и др.).

4. Биокосное вещество — биокосные тела, представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (почвы, илы, кора выветривания и ДР-)-

5. Радиоактивное вещество — атомы радиоактивных элемен­тов (уран (²³⁸U, ²³⁵U), торий (²³²ТҺ), радий (²²⁶Ra) и радон (²²²Rn, ²²⁰Rn), калий (⁴⁰К), рубидий (⁸⁷Rb), кальций (⁴⁸Са), цирконий (⁹⁶Zr), тритий (³Н), бериллий (⁷Ве, ¹⁰Ве), углерод (¹⁴С) и др.

6. Рассеянные атомы — отдельные атомы элементов, встре­чающиеся в природе в рассеянном состоянии (в таком состо­янии часто существуют атомы микро- и ультрамикроэлемен­тов: Mn, Со, Zn, Си, Аи, Hg и др.)

7. Вещество космического происхождения — вещество, по­ступающее на поверхность Земли из космоса (метеориты, кос­мическая пыль).

Классификация вещества биосферы, предложенная В.И. Вер­надским, с логической точки зрения не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга. Так, вещество космического происхождения одно­временно является и косным. Атомы многих элементов явля­ются и радиоактивными, и рассеянными одновременно. При этом и атомы радиоактивных элементов, и рассеянные атомы могут входить в состав как живого, так и косного вещества. «Биокосное вещество», нельзя рассматривать в качестве особо­го типа вещества, поскольку оно состоит из двух веществ — живого и косного. По своему характеру это не вещество, а ди­намическая система, что подчеркивает и сам В.И. Вернад-ский.

Классификацию типов вещества в биосфере В.И. Вернад­ский строил по нескольким параметрам:

а) по характеру самого вещества (живое или косное);

б) по характеру исходного вещества (выделяются биоген­ное вещество и косное вещество, в образовании которо­го жизнь не участвует);

в) по признаку радиоактивности (выделяется вещество, нахо­дящееся в радиоактивном распаде);

Дата добавления: 2015-09-29