Կենդանի նյութկենսոլորտը, նրա բնութագրերը

Վ.Ի.Վերնադսկին գրել է. «Երկրի մակերևույթի վրա չկա քիմիական ուժ, որն ավելի անընդհատ գործում է և հետևաբար իր վերջնական հետևանքներում ավելի հզոր, քան կենդանի օրգանիզմները միասին վերցրած»։

Կենդանի նյութի մասին ուսմունքը կենսոլորտի հայեցակարգի կենտրոնական օղակներից մեկն է: Ուսումնասիրելով կենսոլորտում ատոմների միգրացիայի գործընթացները՝ Վ.Ի. Վերնադսկին մոտեցավ ծագման (ծագման, առաջացման) հարցին. քիմիական տարրերերկրակեղևում, իսկ դրանից հետո՝ օրգանիզմները կազմող միացությունների կայունությունը բացատրելու անհրաժեշտությանը։ Վերլուծելով ատոմային միգրացիայի խնդիրը՝ նա եկել է այն եզրակացության, որ «ոչ մի տեղ չկա օրգանական միացություններանկախ կենդանի նյութից: «Կենդանի նյութի անվան տակ, - գրել է Վ. Ի. Վերնադսկին 1919 թվականին, - ես նկատի կունենամ բոլոր օրգանիզմների, բուսականության և կենդանիների, ներառյալ մարդու ամբողջությունը: Երկրաքիմիական տեսանկյունից օրգանիզմների այս խումբը նշանակալի է միայն այն կազմող նյութի զանգվածով, քիմիական կազմով և դրա հետ կապված էներգիայով։ Ակնհայտ է, որ միայն այս տեսանկյունից է կենդանի նյութը կարևոր հողի համար, քանի որ, քանի որ գործ ունենք հողի քիմիայի հետ, գործ ունենք ընդհանուր երկրաքիմիական գործընթացների որոշակի դրսևորման հետ։

Այսպիսով, կենդանի նյութը կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունն է՝ թվային կերպով արտահայտված տարրական քիմիական կազմով, զանգվածով և էներգիայով։

պատճառները. Նախ, մարդկությունը ոչ թե արտադրող, այլ կենսաերկրաքիմիական էներգիա սպառող է։ Նման թեզը պահանջում էր կենսոլորտում կենդանի նյութի երկրաքիմիական ֆունկցիաների վերանայում։ Երկրորդ, մարդկության զանգվածը, հիմնված ժողովրդագրական տվյալների վրա, կենդանի նյութի մշտական ​​քանակություն չէ։ Եվ երրորդ, նրա երկրաքիմիական գործառույթները բնութագրվում են ոչ թե զանգվածային, այլ արտադրական ակտիվությամբ։ Մարդկության կողմից կենսաերկրաքիմիական էներգիայի յուրացման բնույթը որոշվում է մարդու մտքով։ Մարդը մի կողմից անգիտակից էվոլյուցիայի գագաթնակետն է, բնության ինքնաբուխ գործունեության «արտադրանքը», իսկ մյուս կողմից՝ բուն էվոլյուցիայի նոր, ողջամտորեն ուղղորդված փուլի նախաձեռնողը։

Որո՞նք են կենդանի նյութի առանձնահատկությունները: Առաջին հերթին սա հսկայական անվճար էներգիա . Տեսակների էվոլյուցիայի ընթացքում ատոմների կենսագենիկ միգրացիան, այսինքն. Կենսոլորտի կենդանի նյութի էներգիան բազմիցս աճել է և շարունակում է աճել, քանի որ կենդանի նյութը մշակում է արեգակնային ճառագայթման էներգիան, ռադիոակտիվ քայքայման ատոմային էներգիան և տիեզերական էներգիացրված տարրեր, որոնք գալիս են մեր Գալակտիկայից: Կենդանի նյութը նույնպես ունի քիմիական ռեակցիաների բարձր արագություն համեմատ անշունչ նյութի հետ, որտեղ նմանատիպ գործընթացները հազարավոր և միլիոնավոր անգամ ավելի դանդաղ են ընթանում: Օրինակ՝ որոշ թրթուրներ օրական կարող են սնունդ մշակել 200 անգամ ավելի շատ, քան իրենց կշռում են, և մեկ ծիծիկը օրական ուտում է այնքան թրթուր, որքան ինքն իրեն կշռում է:

Կենդանի նյութը բնութագրվում է կազմելով այն քիմիական միացություններ, որոնցից գլխավորը սպիտակուցներն են, կայուն են միայն կենդանի օրգանիզմներում . Կյանքի գործընթացի ավարտից հետո բնօրինակ կենդանի օրգանական նյութերը քայքայվում են քիմիական բաղադրիչների:

Կենդանի նյութը մոլորակի վրա գոյություն ունի սերունդների շարունակական փոփոխության տեսքով, որի շնորհիվ նոր ձևավորված այն գենետիկորեն կապված է անցյալ դարաշրջանների կենդանի նյութի հետ։ Սա կենսոլորտի հիմնական կառուցվածքային միավորն է, որը որոշում է մակերևութային բոլոր գործընթացները: երկրի ընդերքը. Կենդանի նյութը բնութագրվում է էվոլյուցիոն գործընթացի առկայությունը . Ցանկացած օրգանիզմի գենետիկական տեղեկատվությունը գաղտնագրված է նրա յուրաքանչյուր բջիջում: Միևնույն ժամանակ, այդ բջիջներն ի սկզբանե վիճակված են լինել իրենք՝ բացառությամբ ձվի, որից զարգանում է ամբողջ օրգանիզմը։

Վ.Ի.Վերնադսկին նշեց, որ մոլորակի կենդանի օրգանիզմները ամենաանընդհատ գործող և ամենաուժեղ քիմիական ուժն են դրա վերջնական հետևանքների առումով: Նա նշեց, որ կենդանի նյութը անբաժանելի է կենսոլորտից, նրա գործառույթն է և միևնույն ժամանակ «մեր մոլորակի ամենահզոր երկրաքիմիական ուժերից մեկը»։ Վ.Ի.Վերնադսկին առանձին նյութերի շրջանառությունն անվանել է կենսաերկրաքիմիական ցիկլեր: Այս ցիկլերը և շրջանառությունը ապահովում են ողջ նյութի ամենակարևոր գործառույթները: Գիտնականը առանձնացրել է հինգ նման գործառույթ.

գազի ֆունկցիան. Այն իրականացվում է ֆոտոսինթեզի ընթացքում թթվածին արձակող կանաչ բույսերի կողմից, ինչպես նաև բոլոր բույսերի և կենդանիների կողմից, որոնք շնչառության արդյունքում ածխաթթու գազ են թողարկում։ Գոյություն ունի նաև ազոտի ցիկլ՝ կապված միկրոօրգանիզմների գործունեության հետ։ Վ.Ի.Վերնադսկին գրել է, որ կենսոլորտում ձևավորված բոլոր գազերը իրենց ծագմամբ սերտորեն կապված են կենդանի նյութի հետ, միշտ բիոգեն են և հիմնականում փոփոխվում են կենսագեն ճանապարհով:

համակենտրոնացման գործառույթը. Այն դրսևորվում է կենդանի օրգանիզմների՝ իրենց մարմնում բազմաթիվ քիմիական տարրեր կուտակելու ունակությամբ (առաջին տեղում ածխածինն է, մետաղներից՝ կալցիումը)։ նոսր լուծույթներից տարրերը կենտրոնացնելու ունակություն. ակնառու հատկանիշկենդանի նյութ. Օրինակ՝ ծովային օրգանիզմները ակտիվորեն կուտակում են հետքի տարրեր, ծանր մետաղներ (սնդիկ, կապար, մկնդեղ) և ռադիոակտիվ տարրեր։

Վ.Ի.Վերնադսկին առանձնացրեց.

1. Համակենտրոնացման առաջին տեսակի գործառույթներ, երբ կենդանի նյութը շրջակա միջավայրից կենտրոնացնում է այն քիմիական տարրերը, որոնք պարունակվում են բոլոր օրգանիզմներում առանց բացառության (H, C, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe):

2. Համակենտրոնացման գործառույթներ երկրորդ տեսակի, երբ տեղի է ունենում քիմիական տարրերի կուտակում, որոնք չեն հանդիպում կենդանի օրգանիզմներում, կամ կարող են հայտնաբերվել շատ փոքր քանակությամբ։ Օրինակ, հոլոտուրյանները կարողանում են վանադիում կուտակել։ հողային ճիճուներկարող է իրենց հյուսվածքներում կուտակել ցինկ, պղինձ, կապար և կադմիում: Laminaria ցեղի ջրիմուռներն իրենց մեջ յոդ են կուտակում։

ռեդոքս ֆունկցիա. Այն արտահայտվում է օրգանիզմների կենսագործունեության գործընթացում նյութերի քիմիական փոխակերպումներով։ Արդյունքում առաջանում են աղեր, օքսիդներ, նոր նյութեր։ Այս ֆունկցիան կապված է երկաթի և մանգանի հանքաքարերի, կրաքարերի և այլնի առաջացման հետ։

կենսաքիմիական գործառույթ:Այն սահմանվում է որպես կենդանի նյութի տարածության մեջ բազմացում, աճ և շարժում: Այս ամենը հանգեցնում է բնության մեջ քիմիական տարրերի շրջանառության, դրանց կենսագեն միգրացիայի։

Վ.Ի.Վերնադսկին առանձնացրեց 1-ին կենսաքիմիական ֆունկցիան, որը կապված է օրգանիզմների սնուցման, շնչառության և վերարտադրության հետ, և 2-րդ կենսաքիմիական ֆունկցիան, որը կապված է կենդանի օրգանիզմների մարմինների ոչնչացման հետ նրանց մահից հետո։ Այս դեպքում տեղի են ունենում մի շարք կենսաքիմիական վերափոխումներ. կենդանի մարմին- bio-իներտ - իներտ.

Մարդու կենսաերկրաքիմիական գործունեության գործառույթը. Կապված է ատոմների կենսագենիկ միգրացիայի հետ, որը շատ անգամ ավելանում է ազդեցության տակ տնտեսական գործունեությունմարդը և նրա միտքը. Մարդն իր տնտեսական գործունեության ընթացքում զարգանում և օգտագործում է իր կարիքների համար մեծ թվովերկրակեղևի նյութերը, ներառյալ. ինչպիսիք են քարածուխը, գազը, նավթը, տորֆը, թերթաքարը, շատ հանքաքարեր։ Միևնույն ժամանակ, օտար նյութերի կենսոլորտ մարդածին մուտք է տեղի ունենում թույլատրելի արժեքը գերազանցող քանակությամբ: Սա հանգեցրեց մարդու և բնության ճգնաժամային առճակատման: Մոտալուտի հիմնական պատճառը էկոլոգիական ճգնաժամԱյն համարվում է տեխնոկրատական ​​հայեցակարգ, որը դիտարկում է կենսոլորտը մի կողմից՝ որպես ֆիզիկական ռեսուրսների աղբյուր, մյուս կողմից՝ որպես աղբահանության կոյուղի։

Ներկայումս համաշխարհային տնտեսությունը տարեկան արտանետում է մթնոլորտ

 ավելի քան 250 միլիոն տոննա նուրբ աերոզոլներ,

 200 միլիոն տոննա ածխածնի երկօքսիդ,

 150 միլիոն տոննա ծծմբի երկօքսիդ,

 120 միլիոն տոննա մոխիր,

 ավելի քան 50 միլիոն տոննա ածխաջրածիններ,

 2,5 միլիարդ (!) տոննա ազոտի օքսիդներ.

Մթնոլորտում ատոմների բնական շրջանառությունը պարզապես չի համընթաց տեխնածին արտանետումների հետ։ Միայն ածուխ վառելով էլեկտրակայաններՏասնյակ անգամ ավելի շատ մկնդեղ, ուրան, կադմիում, բերիլիում ներթափանցում է շրջակա միջավայր, և հազարավոր անգամ ավելի շատ սնդիկ, քան ներգրավված է բնական կենսաքիմիական ցիկլում:

ՄԵՋ ԵՎ. Վերնադսկին կենդանի նյութը դասակարգեց միատարր Եվ տարասեռ . Առաջինը նրա կարծիքով ընդհանուր, հատուկ նյութ է և այլն, իսկ երկրորդը ներկայացված է կենդանի նյութերի բնական խառնուրդներով։ Սա անտառ է, ճահիճ, տափաստան, այսինքն. բիոցենոզ. Գիտնականն առաջարկել է կենդանի նյութը բնութագրել այնպիսի քանակական ցուցանիշների հիման վրա, ինչպիսիք են քիմիական բաղադրությունը, միջին քաշըօրգանիզմները և երկրագնդի մակերեսի վրա դրանց նստեցման միջին արագությունը։

Վերնադսկին միջին թվեր է տալիս «կենսոլորտում կյանքի տեղափոխման» տեմպերի համար։ Այս տեսակի կողմից մեր մոլորակի ամբողջ մակերեսը տարբեր օրգանիզմներում գրավելու ժամանակը կարող է արտահայտվել հետևյալ թվերով (օրերով).

Խոլերայի բակտերիան Vibrio cholerae) 1,25

Ինֆուզորիա ( Lekconhrys patula) 10.6 (առավելագույնը)

Դիատոմներ ( Նիտչիա փուտրիդա) 16.8 (առավելագույնը)

Կանաչ պլանկտոն 166-183 (միջին)

միջատներ ( Մուսկա ներքին) 366

Ձուկ ( Պլեուրետ ափսեներ) 2159 (առավելագույնը)

ծաղկող բույսեր (Trifolium repens) 4076

Թռչուններ (հավ) 5600-6100

Կաթնասուններ՝ առնետներ 2800

վայրի խոզ 37600

Հնդկական փիղ 376000.

Մեր մոլորակի վրա կյանքը գոյություն ունի ոչ բջջային և բջջային ձևերով:

Կենդանի նյութի ոչ բջջային ձևը ներկայացված է վիրուսներով, որոնք զուրկ են դյուրագրգռությունից և սեփական սպիտակուցի սինթեզից։ Ամենապարզ վիրուսները բաղկացած են միայն սպիտակուցային թաղանթից և ԴՆԹ (դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու) կամ ՌՆԹ (ռիբոնուկլեինաթթու) մոլեկուլից, որը կազմում է վիրուսի միջուկը։ Երբեմն վիրուսները մեկուսացվում են վայրի բնության հատուկ թագավորության մեջ՝ Վիրա: Նրանք կարող են վերարտադրվել միայն որոշակի կենդանի բջիջների ներսում: Վիրուսներն իրենց բնույթով ամենուր տարածված են և բոլոր կենդանի էակների վտանգավոր թշնամին են: Տեղավորվելով կենդանի օրգանիզմների բջիջներում՝ դրանք հանգեցնում են նրանց մահվան։ Նկարագրվել է մոտ 500 վիրուս, որոնք վարակում են տաքարյուն ողնաշարավորներին և մոտ 300 վիրուսներ, որոնք հարձակվում են բարձր բույսեր. Մարդու հիվանդությունների կեսից ավելին իրենց զարգացումը պարտական ​​է ամենափոքր վիրուսներին (դրանք 100 անգամ փոքր են բակտերիայից): Այս ամենափոքր արարածների վտանգը հասկանալու համար բավական է նշել վիրուսներից առաջացած մի քանի սարսափելի հիվանդություններ։ Դրանք են՝ պոլիոմիելիտը, ջրծաղիկը, գրիպը, վարակիչ հեպատիտը, դեղին տենդը և այլն։

Բջջային կյանքի ձևերը ներկայացված են պրոկարիոտներով (օրգանիզմներ, որոնք չունեն թաղանթով սահմանափակ միջուկ) և էուկարիոտներ (որոնց բջիջները պարունակում են ձևավորված միջուկներ)։ Պրոկարիոտները ներառում են տարբեր բակտերիաներ: Էուկարիոտները բոլորը բարձրակարգ կենդանիներ և բույսեր են, ինչպես նաև միաբջիջ և բազմաբջիջ ջրիմուռներ, սնկիկներ և նախակենդանիներ:

«Կենդանի նյութ» տերմինը գրականության մեջ մտցրեց Վ. Ի. Վերնադսկին, որով նա հասկացավ բոլոր կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը՝ արտահայտված զանգվածի, էներգիայի և քիմիական կազմի միջոցով։

Մայրցամաքների մակերեսի վրա կենդանի նյութի զանգվածը 800 անգամ մեծ է Համաշխարհային օվկիանոսի կենսազանգվածից։ Մայրցամաքների մակերեսին բույսերն իրենց զանգվածով կտրուկ գերակշռում են կենդանիներին։ Ամբողջ կենդանի նյութն իր զանգվածում աննշան տեղ է զբաղեցնում վերին աշխարհագնդերից որևէ մեկի համեմատ։ երկրագունդը. Օրինակ՝ մթնոլորտի զանգվածը 2150 անգամ մեծ է, հիդրոսֆերան՝ 602000 անգամ, իսկ երկրի ընդերքը՝ 1670000 անգամ։

Այնուամենայնիվ, շրջակա միջավայրի վրա իր ակտիվ ազդեցության առումով կենդանի նյութը առանձնահատուկ տեղ է գրավում և որակապես կտրուկ տարբերվում է այլ անօրգանականներից. բնական գոյացություններորոնք կենսոլորտի մի մասն են։ Առաջին հերթին դա պայմանավորված է նրանով, որ կենդանի օրգանիզմները կենսաբանական կատալիզատորների (ֆերմենտների) շնորհիվ անհավանական բաներ են անում։ Օրինակ, նրանք կարողանում են իրենց մարմնում ամրացնել մթնոլորտի մոլեկուլային ազոտը բնական միջավայրի համար ջերմաստիճանի և ճնշման սովորական արժեքներով: Արդյունաբերական պայմաններում մթնոլորտային ազոտի ամոնիակին (NH3) կապելու համար անհրաժեշտ է 500 ° C կարգի ջերմաստիճան և 300-500 մթնոլորտ ճնշում: Կենդանի օրգանիզմներում նյութափոխանակության գործընթացում քիմիական ռեակցիաների արագությունը մեծանում է մի քանի կարգով։ ՄԵՋ ԵՎ. Վերնադսկին այս առումով կենդանի նյութն անվանեց ծայրահեղ ակտիվացված նյութի ձև:

Դեպի հիմնական յուրահատուկ հատկանիշներԿենդանի նյութը, որը որոշում է նրա բարձր փոխակերպիչ ակտիվությունը, կարելի է վերագրել.

1. Ազատ տարածք արագ զբաղեցնելու ունակություն , որը կապված է ինչպես ինտենսիվ վերարտադրության, այնպես էլ օրգանիզմների ունակության հետ՝ ինտենսիվորեն մեծացնելու իրենց մարմնի մակերեսը կամ ձևավորվող համայնքները ( կյանքի համատարածությունը ).

2. Շարժումը միայն պասիվ չէ (ծանրության ազդեցության տակ) այլեւ ակտիվ. Օրինակ՝ ջրի հոսքի, ձգողականության, օդային հոսանքների շարժման դեմ։

3. Համառություն կյանքի ընթացքում և արագ քայքայվել մահից հետո (ներառյալ ցիկլերում), պահպանելով բարձր ֆիզիկական և քիմիական ակտիվությունը։

4. Բարձր հարմարվողականություն (հարմարեցում) դեպի տարբեր պայմաններև դրա հետ կապված՝ ոչ միայն կյանքի բոլոր միջավայրերի (ջրային, ցամաքային-օդ, հող) զարգացումը, այլև ֆիզիկական և քիմիական պարամետրերով չափազանց դժվար։

5. Ֆենոմենալ արագ քիմիական ռեակցիաներ . Այն մի քանի կարգով ավելի մեծ է, քան անկենդան բնության մեջ: Այս հատկության մասին կարելի է դատել կյանքի ընթացքում օրգանիզմների կողմից նյութի վերամշակման արագությամբ: Օրինակ՝ որոշ միջատների թրթուրներն օրական մշակում են մի նյութ, որը 100-200 անգամ գերազանցում է իրենց մարմնի քաշը:

6. Կենդանի նյութի նորացման բարձր տեմպ . Ենթադրվում է, որ միջինում կենսոլորտի համար այն կազմում է մոտ 8 տարի (ցամաքի համար՝ 14 տարի, իսկ օվկիանոսի համար, որտեղ գերակշռում են կարճ կյանքի տեւողությամբ օրգանիզմները՝ 33 օր)։

7. Ձևերի, չափերի և քիմիական ընտրանքներ , զգալիորեն գերազանցելով անշունչ, իներտ նյութի բազմաթիվ հակադրությունները։

8. Անհատականություն (աշխարհում չկան նույնական տեսակներ և նույնիսկ անհատներ):

Կենդանի նյութի բոլոր թվարկված և այլ հատկությունները որոշվում են նրանում էներգիայի մեծ պաշարների կենտրոնացմամբ։ ՄԵՋ ԵՎ. Վերնադսկին նշել է, որ միայն հրաբխային ժայթքման ժամանակ առաջացած լավան կարող է մրցակցել կենդանի նյութի հետ էներգիայի հագեցվածության առումով։

Կենդանի նյութի գործառույթները. Կենսոլորտում կենդանի նյութի ամբողջ ակտիվությունը կարող է պայմանականության որոշակի աստիճանով կրճատվել մի քանի հիմնարար գործառույթների, որոնք կարող են զգալիորեն լրացնել նրա փոխակերպվող կենսոլորտային-երկրաբանական գործունեության գաղափարը:

1. Էներգիա . Այս մեկը էական գործառույթներկապված է ֆոտոսինթեզի գործընթացում էներգիայի պահպանման, սննդային շղթաներով դրա փոխանցման և շրջակա տարածության մեջ տարածման հետ:

2. Գազ - կապված շրջակա միջավայրի և ընդհանուր առմամբ մթնոլորտի որոշակի գազի կազմը փոխելու և պահպանելու ունակության հետ:

3. ռեդոքս - կապված է այնպիսի գործընթացների ինտենսիվության բարձրացման հետ, ինչպիսիք են օքսիդացումը և նվազեցումը կենդանի նյութի ազդեցության տակ:

4. կենտրոնացում - օրգանիզմների ունակությունը՝ ցրված քիմիական տարրերը կենտրոնացնելու իրենց մարմնում՝ ավելացնելով դրանց պարունակությունը մեծության մի քանի կարգով՝ շրջակա միջավայրի համեմատ, իսկ առանձին օրգանիզմների մարմնում՝ միլիոնավոր անգամներ։ Համակենտրոնացման ակտիվության արդյունքը այրվող օգտակար հանածոների, կրաքարի, հանքաքարի հանքավայրերն են և այլն։

5. կործանարար - օրգանիզմների և նրանց կենսագործունեության արտադրանքի ոչնչացումը, ներառյալ նրանց մահից հետո, ինչպես օրգանական նյութերի մնացորդները, այնպես էլ իներտ նյութերը: Այս ֆունկցիայի հիմնական մեխանիզմը կապված է նյութերի շրջանառության հետ։ Այս հարցում ամենակարեւոր դերը խաղում է ստորին ձևերկյանք - սնկեր, բակտերիաներ (քանդողներ, քայքայողներ):

6. Տրանսպորտ - նյութի և էներգիայի փոխանցում ակտիվ ձևօրգանիզմների շարժումները. Հաճախ նման փոխանցումն իրականացվում է հսկայական հեռավորությունների վրա, օրինակ՝ միգրացիայի և կենդանիների քոչվոր տեղաշարժերի ժամանակ։

7. Շրջակա միջավայր ձևավորող . Այս ֆունկցիան մեծ մասամբ այլ ֆունկցիաների համակցված գործողության արդյունք է։ Ի վերջո, դա կապված է միջավայրի ֆիզիկաքիմիական պարամետրերի փոխակերպման հետ: Այս գործառույթը կարելի է դիտարկել ավելի լայն և նեղ առումով: Լայն իմաստով այս ֆունկցիայի արդյունքը ողջ բնական միջավայրն է։ Այն ստեղծվել է կենդանի օրգանիզմների կողմից, և նրանք նույնպես պահպանում են դրա պարամետրերը համեմատաբար կայուն վիճակում գրեթե բոլոր գեոսֆերներում։ Ավելի նեղ իմաստով, կենդանի նյութի շրջակա միջավայր ձևավորող գործառույթը դրսևորվում է, օրինակ, հողերի ձևավորման և ոչնչացումից (էրոզիայից), օդի և ջրի աղտոտումից մաքրելու, ստորերկրյա ջրերի աղբյուրների մատակարարման ուժեղացման մեջ, և այլն:

8. Ցրվածություն կենտրոնացմանը հակառակ գործառույթ. Այն դրսևորվում է օրգանիզմների տրոֆիկ (սննդային) և տրանսպորտային գործունեության միջոցով։ Օրինակ՝ օրգանիզմների կողմից արտազատվող նյութերի ցրումը, տարածության մեջ տարբեր տեսակի շարժումների ժամանակ օրգանիզմների մահը և ծածկույթների փոփոխությունը։

9. Տեղեկատվական Կենդանի նյութի ֆունկցիան արտահայտվում է նրանով, որ կենդանի օրգանիզմները և նրանց համայնքները կուտակում են տեղեկատվություն, ամրացնում այն ​​ժառանգական կառուցվածքներում և փոխանցում հաջորդ սերունդներին։ Սա հարմարվողական մեխանիզմների դրսեւորումներից մեկն է։

Չնայած ձևերի հսկայական բազմազանությանը, ամբողջ կենդանի նյութը ֆիզիկապես և քիմիապես նույնն է . Եվ սա ամբողջ օրգանական աշխարհի հիմնական օրենքներից մեկն է՝ կենդանի նյութի ֆիզիկաքիմիական միասնության օրենքը։ Դրանից բխում է, որ չկա այնպիսի ֆիզիկական կամ քիմիական նյութ, որը որոշ օրգանիզմների համար մահացու կլինի, իսկ մյուսների համար՝ բացարձակապես անվնաս։ Տարբերությունը միայն քանակական է՝ որոշ օրգանիզմներ ավելի զգայուն են, մյուսները՝ ավելի քիչ, ոմանք ավելի արագ են հարմարվում, մյուսները՝ ավելի դանդաղ։ Այս դեպքում հարմարվողականությունը տեղի է ունենում բնական ընտրության ընթացքում, այսինքն. այն անհատների մահվան պատճառով, ովքեր չեն կարողացել հարմարվել նոր պայմաններին։

Կենդանի նյութի բնութագրերը

Կենդանի նյութի կազմը ներառում է ինչպես օրգանական (քիմիական իմաստով), այնպես էլ անօրգանական կամ հանքային նյութեր։ Վերնադսկին գրել է.

Կենդանի նյութի զանգվածը համեմատաբար փոքր է և գնահատվում է 2,4–3,6·10 12 տոննա (չոր քաշով) և Երկրի այլ պատյանների 10–6 զանգվածից պակաս։ Բայց դա «մեր մոլորակի ամենահզոր երկրաքիմիական ուժերից է»։

Կենդանի նյութը զարգանում է այնտեղ, որտեղ կյանքը կարող է գոյություն ունենալ, այսինքն՝ մթնոլորտի, լիթոսֆերայի և հիդրոսֆերայի հատման կետում։ Գոյության համար ոչ բարենպաստ պայմաններում կենդանի նյութը անցնում է կասեցված անիմացիայի վիճակի։

Կենդանի նյութի առանձնահատկությունը հետևյալն է.

1. Կենսոլորտի կենդանի նյութը բնութագրվում է հսկայական ազատ էներգիայով։ Անօրգանական աշխարհում միայն կարճատև ոչ պինդ լավայի հոսքերը կարող են համեմատվել կենդանի նյութի հետ ազատ էներգիայի քանակով։
2. Կենսոլորտի կենդանի և ոչ կենդանի նյութի միջև կտրուկ տարբերություն է նկատվում քիմիական ռեակցիաների արագության մեջ. կենդանի նյութում ռեակցիաները տեղի են ունենում հազարավոր և միլիոնավոր անգամներ ավելի արագ:
3. Կենդանի նյութի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ այն կազմող առանձին քիմիական միացությունները՝ սպիտակուցներ, ֆերմենտներ և այլն, կայուն են միայն կենդանի օրգանիզմներում (դա մեծ չափով բնորոշ է նաև կենդանի նյութը կազմող հանքային միացություններին)։
4. Կենդանի նյութի կամայական շարժում, մեծ մասամբ ինքնակարգավորվող: Վ.Ի.Վերնադսկին առանձնացրել է կենդանի նյութի շարժման երկու հատուկ ձև՝ ա) պասիվ, որը ստեղծվում է վերարտադրության արդյունքում և բնորոշ է ինչպես կենդանական, այնպես էլ բուսական օրգանիզմներին. բ) ակտիվ, որն իրականացվում է օրգանիզմների ուղղորդված շարժման շնորհիվ (բնորոշ է կենդանիներին և ներս ավելի փոքր աստիճանբույսերի համար): Կենդանի նյութը նույնպես հակված է լրացնել հնարավոր բոլոր տարածքները:
5. Կենդանի նյութը դրսևորում է շատ ավելի մեծ ձևաբանական և քիմիական բազմազանությունքան անշունչ. Բացի այդ, ի տարբերություն անշունչ աբիոգեն նյութի, կենդանի նյութը ներկայացված չէ բացառապես հեղուկ կամ գազային փուլով։ Օրգանիզմների մարմինները կառուցված են բոլոր երեք փուլային վիճակներում։
6. Կենդանի նյութը կենսոլորտում ներկայացված է ցրված մարմինների տեսքով. առանձին օրգանիզմներ. Ավելին, ցրված լինելով, կենդանի նյութը երբեք Երկրի վրա չի հանդիպում մորֆոլոգիապես մաքուր ձևով` նույն տեսակի օրգանիզմների պոպուլյացիաների տեսքով. այն միշտ ներկայացված է կենսացենոզներով:
7. Կենդանի նյութը գոյություն ունի սերունդների շարունակական փոփոխության տեսքով, որի շնորհիվ ժամանակակից կենդանի նյութը գենետիկորեն կապված է անցյալ դարաշրջանների կենդանի նյութի հետ։ Միևնույն ժամանակ, կենդանի նյութին բնորոշ է էվոլյուցիոն գործընթացի առկայությունը, այսինքն՝ կենդանի նյութի վերարտադրությունը տեղի է ունենում ոչ թե նախորդ սերունդների բացարձակ պատճենման տեսակով, այլ մորֆոլոգիական և կենսաքիմիական փոփոխություններով։

Կենդանի նյութի իմաստը

Կենսոլորտում կենդանի նյութի աշխատանքը բավականին բազմազան է։ Ըստ Վերնադսկու՝ կենսոլորտում կենդանի նյութի աշխատանքը կարող է դրսևորվել երկու հիմնական ձևերով.

ա) քիմիական (կենսաքիմիական) - երկրաբանական գործունեության I տեսակ. բ) մեխանիկական - II տեսակի տրանսպորտային գործունեության.

Առաջին տեսակի ատոմների կենսագենիկ միգրացիան դրսևորվում է օրգանիզմների և շրջակա միջավայրի միջև նյութի մշտական ​​փոխանակմամբ՝ օրգանիզմների մարմինը կառուցելու, սնունդը մարսելու գործընթացում։ Երկրորդ տեսակի ատոմների կենսագենիկ միգրացիան բաղկացած է օրգանիզմների կողմից նյութի շարժից իրենց կյանքի ընթացքում (անցքեր, բներ կառուցելիս, երբ օրգանիզմները թաղված են գետնին), բուն կենդանի նյութի շարժումը, ինչպես նաև անցումը: անօրգանական նյութերի միջոցով ստամոքսային տրակտըաղացած բզեզներ, տիղմային բզեզներ, ֆիլտրի սնուցիչներ:

Կենսոլորտում կենդանի նյութի աշխատանքը հասկանալու համար շատ կարևոր են երեք հիմնական դրույթներ, որոնք Վ. Ի. Վերնադսկին անվանել է կենսաերկրաքիմիական սկզբունքներ.

1. Կենսոլորտում քիմիական տարրերի ատոմների բիոգեն միգրացիան միշտ ձգտում է առավելագույն դրսևորման։
2. Տեսակների էվոլյուցիան երկրաբանական ժամանակի ընթացքում, որը հանգեցնում է կենսոլորտում կայուն կյանքի ձևերի ստեղծմանը, ընթանում է այն ուղղությամբ, որն ուժեղացնում է ատոմների կենսագենիկ միգրացիան։
3. Կենդանի նյութը շարունակական քիմիական փոխանակման մեջ է իրեն շրջապատող տիեզերական միջավայրի հետ և ստեղծվում և պահպանվում է մեր մոլորակի վրա Արեգակի ճառագայթային էներգիայի շնորհիվ:

Կենդանի նյութի հինգ հիմնական գործառույթ կա.

1. Էներգիա. Այն բաղկացած է ֆոտոսինթեզի ընթացքում արևի էներգիայի կլանումից, իսկ քիմիական էներգիան՝ էներգիայով հարուստ նյութերի տարրալուծման և էներգիայի փոխանցման միջոցով տարասեռ կենդանի նյութի սննդային շղթայի միջոցով:
2. կենտրոնացում. Որոշ տեսակի նյութերի կյանքի ընթացքում ընտրովի կուտակում: Կենդանի նյութի կողմից քիմիական տարրերի կոնցենտրացիաների երկու տեսակ կա. ա) այս տարրերով հագեցած միջավայրում տարրերի կոնցենտրացիաների զանգվածային աճ, օրինակ՝ հրաբխային տարածքներում կենդանի նյութում առատ են ծծումբը և երկաթը. բ) այս կամ այն ​​տարրի կոնկրետ կոնցենտրացիան՝ անկախ շրջակա միջավայրից:
3. կործանարար. Այն բաղկացած է ոչ կենսածին օրգանական նյութերի հանքայնացումից, անշունչ անօրգանական նյութերի տարրալուծումից և ստացված նյութերի ընդգրկումից կենսաբանական ցիկլում։
4. Շրջակա միջավայր ձևավորող. Միջավայրի ֆիզիկական և քիմիական պարամետրերի փոխակերպումը (հիմնականում ոչ բիոգեն նյութերի պատճառով):
5. Տրանսպորտ. Կենդանի նյութի սննդային փոխազդեցությունները հանգեցնում են քիմիական տարրերի և նյութերի հսկայական զանգվածների շարժմանը ընդդեմ գրավիտացիայի և հորիզոնական ուղղությամբ:

Կենդանի նյութը ներառում և վերակառուցում է կենսոլորտի բոլոր քիմիական գործընթացները: Կենդանի նյութը ամենահզոր երկրաբանական ուժն է, որն աճում է ժամանակի ընթացքում: Հարգանքի տուրք մատուցելով կենսոլորտի վարդապետության մեծ հիմնադիրի հիշատակին, Ա. Ի. Պերելմանը առաջարկեց հետևյալ ընդհանրացումը անվանել «Վերնադսկու օրենք».

«Քիմիական տարրերի միգրացիան երկրի մակերևույթի և ընդհանուր առմամբ կենսոլորտում իրականացվում է կամ կենդանի նյութի անմիջական մասնակցությամբ (կենսածին միգրացիա), կամ այն ​​ընթանում է այնպիսի միջավայրում, որի երկրաքիմիական առանձնահատկությունները (O 2, CO 2, H 2 S և այլն) հիմնականում պայմանավորված են կենդանի նյութով, որը ներկայումս բնակվում է այս համակարգը, և այն, որը գործել է Երկրի վրա երկրաբանական պատմության ընթացքում։

Նշումներ

տես նաեւ

գրականություն

• Կենսոլորտում կենդանի նյութի գործառույթների մասին // Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի տեղեկագիր. 2003. V. 73. No 3. S.232-238

Վիքիմեդիա հիմնադրամ. 2010 թ .

Տեսեք, թե ինչ է «Կենդանի նյութը» այլ բառարաններում.

Կենսոլորտում կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը, նրանց կենսազանգվածը։ Այն բնութագրվում է հատուկ քիմիական բաղադրությամբ (H, C, N, 02, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ca գերակշռում է), հսկայական կենսազանգվածով (80 100 109 տոննա չոր օրգանական նյութեր) և էներգիայով։ ........ Էկոլոգիական բառարան

Կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը՝ թվային կերպով արտահայտված տարրական քիմիական կազմով, զանգվածով և էներգիայով։ Հայեցակարգը ներդրվել է Վ. Ի. Վերնադսկու կողմից կենսոլորտի և կենդանի օրգանիզմների դերի մասին բնության մեջ նյութերի և էներգիայի շրջանառության տեսության մեջ ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը՝ թվային կերպով արտահայտված տարրական քիմիական կազմով, զանգվածով և էներգիայով։ Հայեցակարգը ներդրվել է Վ. Ի. Վերնադսկու կողմից կենսոլորտի և կենդանի օրգանիզմների դերի մասին բնության մեջ նյութի և էներգիայի շրջանառության տեսության մեջ: * * *…… Հանրագիտարանային բառարան

1) կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը՝ թվային կերպով արտահայտված տարրական քիմիական կազմով, զանգվածով և էներգիայով. Տերմինը ներմուծել է Վ. Ի. Վերնադսկին (Տե՛ս Վերնադսկի)։ Ջ.գ. նյութապես և էներգետիկորեն կապված է կենսոլորտի հետ ... ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

Կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը՝ թվային արտահայտված տարրական քիմ. կազմը, զանգվածը և էներգիան։ Հայեցակարգը ներդրվել է Վ. Ի. Վերնադսկու կողմից կենսոլորտի և կենդանի օրգանիզմների դերի մասին բնության մեջ էներգիայի և էներգիայի շրջանառության մեջ ... Բնական գիտություն. Հանրագիտարանային բառարան

Կենդանի նյութ- Վ. Ի. Վերնադսկու հայեցակարգում կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը (բույսեր, կենդանիներ, միջատներ և այլն, ներառյալ մարդկությունը), թվայինորեն արտահայտված տարրական քիմիական կազմով, զանգվածով և էներգիայով ... Ժամանակակից բնական գիտության սկիզբը

կենդանի նյութ- 1. Կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը՝ կարգավորված նյութափոխանակությամբ։ 2. Բարդ մոլեկուլային միացում՝ փոխանցման մեխանիզմ պարունակող կառավարման համակարգով ժառանգական տեղեկատվություն. E. Կենդանի նյութ Դ. Լեբենդիգեր Ստոֆ,… … ՉԹՕ-ի բացատրական բառարան՝ անգլերեն և գերմաներեն համարժեքներով

Ըստ Վ.Ի.Վերնադսկու (1940)՝ նույն տեսակի (տեսակի միատարր կենդանի նյութ) կամ ռասայի (ցեղային միատարր կենդանի նյութ) օրգանիզմների ամբողջությունը։ Էկոլոգիական Հանրագիտարանային բառարան. Քիշնև. Մոլդովական սովետի հիմնական հրատարակությունը ... Էկոլոգիական բառարան

«Երկրի մակերևույթի վրա չկա որևէ քիմիական ուժ, որն իր վերջնական ազդեցություններով ավելի հզոր լինի, քան կենդանի օրգանիզմները որպես ամբողջություն»:

Ինչն է սկզբունքորեն տարբերում մեր մոլորակը ցանկացած այլ մոլորակից Արեգակնային համակարգ? Կյանքի դրսեւորում. «Եթե Երկրի վրա կյանք չլիներ, նրա դեմքը կլիներ նույնը, անփոփոխ և քիմիապես իներտ, ինչպես Լուսնի անշարժ դեմքը, ինչպես երկնային մարմինների իներտ բեկորները»:

Կենսոլորտի կենդանի նյութը նրա բոլոր կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունն է։ Որպես գիտնական Վ.Ի. Վերնադսկին հասկանում է, որ իր հետազոտության առարկան պահանջում է որոշակի բնութագրեր, և, հետևաբար, նշում է. Կենդանի նյութը նրա ընկալմամբ ակտիվ նյութի ձև է, և դրա էներգիան որքան մեծ է, այնքան մեծ է կենդանի նյութի զանգվածը: «Կենդանի նյութ» հասկացությունը գիտության մեջ է մտցվել Վ.Ի. Վերնադսկին և նրանից վեր հասկացավ մոլորակի բոլոր կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունը։

Որո՞նք են կենդանի նյութի հատկությունները:

Կենդանի նյութի հատկությունները

Կենսոլորտի կենդանի նյութը բնութագրվում է հսկայական ազատ էներգիայով, որը կարելի է համեմատել միայն կրակոտ լավայի հոսքի հետ, սակայն լավայի էներգիան երկարաժամկետ չէ։

Կենդանի նյութում, ֆերմենտների առկայության պատճառով, քիմիական ռեակցիաներտեղի է ունենում հազարավոր, իսկ երբեմն միլիոնավոր անգամ ավելի արագ, քան ոչ կենդանիների մոտ: Կյանքի պրոցեսների համար հատկանշական է, որ օրգանիզմի կողմից ստացված նյութերն ու էներգիան վերամշակվում և արտազատվում են զգալիորեն մեծ քանակությամբ. Օրինակ՝ միջատների զանգվածը, որն օրական ուտում է ծիտը, հավասար է իր զանգվածին, և որոշ թրթուրներ օրական 200 անգամ ավելի շատ սնունդ են օգտագործում, քան իրենց կշռում են:

Առանձին քիմիական տարրեր (սպիտակուցներ, ֆերմենտներ, երբեմն առանձին հանքային միացություններ սինթեզվում են միայն կենդանի օրգանիզմներում)։

Կենդանի նյութը ձգտում է լրացնել բոլոր հնարավոր տարածքները: ՄԵՋ ԵՎ. Վերնադսկին անվանում է կենդանի նյութի շարժման երկու հատուկ ձև.

ա) պասիվ, որն իրականացվում է վերարտադրության միջոցով և բնորոշ է ինչպես կենդանական, այնպես էլ բուսական օրգանիզմներին.

բ) ակտիվ, որն իրականացվում է օրգանիզմների ուղղորդված շարժման շնորհիվ (բույսերի բնավորության ավելի փոքր չափանիշ):

Կենդանի նյութը շատ ավելի մեծ մորֆոլոգիական և քիմիական բազմազանություն է ցուցաբերում, քան ոչ կենդանի նյութը: Բնության մեջ հայտնի են ավելի քան 2 միլիոն օրգանական միացություններ, որոնք կենդանի նյութի մաս են կազմում, մինչդեռ անշունչ նյութում միներալների թիվը մոտ 2 հազար է, այսինքն՝ երեք կարգով ցածր։

Կենդանի նյութը ներկայացված է ցրված մարմիններով՝ առանձին օրգանիզմներով, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր ծագումը, իր գենետիկական կազմը։ Առանձին օրգանիզմների չափերը տատանվում են 2 նմ ամենափոքրից մինչև 100 մ (109-ից ավելի միջակայք): Սեքվոյաները համարվում են բույսերից ամենամեծը, իսկ կետերը համարվում են կենդանիներից ամենամեծը: Ըստ Վերնադսկու՝ նվազագույնը և առավելագույն չափերըօրգանիզմները որոշվում են շրջակա միջավայրի հետ նրանց գազի փոխանակման սահմանափակ հնարավորություններով:

Լինելով ցրված՝ կենդանի նյութը երբեք չի հանդիպում Երկրի վրա մորֆոլոգիապես մաքուր ձևով, օրինակ՝ պոպուլյացիայի տեսակի տեսքով: Այն կարող է գոյություն ունենալ միայն բիոցենոզի տեսքով. «... նույնիսկ ավազի վրա ինչ-որ չոր սոճու անտառի պարզ կենսացենոզը խմբավորում է, որը բաղկացած է կենդանի օրգանիզմների մոտ հազար տեսակից»։

Ռեդիի սկզբունքը (ֆլորենցիացի ակադեմիկոս, բժիշկ և բնագետ, 1626-1697 թթ. «Ապրելուց ապրող ամեն ինչ». տարբերակիչ հատկանիշկենդանի նյութ, որը գոյություն ունի Երկրի վրա սերունդների շարունակական փոփոխության տեսքով և բնութագրվում է գենետիկական կապով ողջ անցյալի կենդանի նյութի հետ. երկրաբանական դարաշրջաններ. Անկենդան աբիոգեն նյութերը, ինչպես հայտնի է, ներթափանցում են կենսոլորտ արտաքին տարածությունից և տարածվում են երկրագնդի պատյանից հատվածներով: Նրանք կարող են նման լինել կազմով, բայց ընդհանուր առմամբ գենետիկ կապ չունեն։ «Ռեդիի սկզբունքը ... չի մատնանշում կենսոլորտից դուրս աբիոգենեզի անհնարինությունը կամ երբ հաստատում է կենսոլորտում (այժմ կամ ավելի վաղ) ֆիզիկաքիմիական երևույթների առկայությունը, որոնք ժամանակին չեն ընդունվել: գիտական ​​սահմանումԵրկրի կեղևի կազմակերպման այս ձևը:

Կենդանի նյութը դեմքին կոնկրետ օրգանիզմներ, ի տարբերություն անշունչ, իրականացնում է իր ժամանակ պատմական կյանքըշքեղ աշխատանք. Իրականում, միայն մետաբիոսֆերայի բիոգեն նյութերն են կենդանի նյութի զանգվածի ինտեգրալը, մինչդեռ ցամաքային ծագման անշունչ նյութի զանգվածը մշտական ​​արժեք է երկրաբանական պատմության մեջ. 1 գ արխեյան գրանիտ այսօր մնում է 1 գ նույն նյութից։ , իսկ կենդանի նյութի նույն զանգվածը, այսինքն՝ 1 գ, գոյություն է ունեցել միլիարդավոր տարիներ սերնդափոխության շնորհիվ ու այս ամբողջ ընթացքում երկրաբանական աշխատանք է կատարել։

Կենդանի նյութի գործառույթները

Որո՞նք են կենդանի նյութի գործառույթները կենսոլորտում:

ՄԵՋ ԵՎ. Վերնադսկին անվանում է հետևյալը. ա) գազ; բ) թթվածին; գ) նկարագրական; դ) կալցիում; ե) վերականգնում; ե) համակենտրոնացում; է) օրգանական նյութերի ոչնչացում. ը) վերականգնողական քայքայումը. թ) օրգանիզմների նյութափոխանակությունը և շնչառությունը.

Ա.Վ. Լապոն վերադասավորեց Վերնադսկու անվանած գործառույթները (Աղյուսակ 1):

Աղյուսակ 1.

Կենդանի նյութի հիմնական գործառույթները կենսոլորտում

	Գործընթացների համառոտ նկարագրությունը
Էներգիա	Արեգակնային էներգիայի կլանումը ֆոտոսինթեզի գործընթացում, իսկ քիմիական էներգիան էներգիայով հագեցած նյութերի քայքայման միջոցով. էներգիայի փոխանցում սննդի շղթաներտարասեռ կենդանի նյութ
կենտրոնացում	Ընտրովի կուտակում կյանքի ընթացքում որոշակի տեսակներնյութեր՝ ա) օգտագործվում են օրգանիզմի մարմին ստեղծելու համար. բ) մեկուսացված է դրանից նյութափոխանակության գործընթացում
Կործանարար	Ոչ բիոգեն օրգանական նյութերի հանքայնացում (1); անշունչ անօրգանական նյութերի տարրալուծում (2); ստեղծված նյութերի կլանումը կենսաքիմիական ցիկլի մեջ (3)
Շրջակա միջավայր ձևավորող	Շրջակա միջավայրի ֆիզիկական և քիմիական պարամետրերի փոխակերպում (հիմնականում ոչ բիոգեն նյութերի պատճառով)
Տրանսպորտ	Նյութերի տեղափոխում ձգողականության դեմ և հորիզոնական ուղղությամբ

Անվանվել է առաջինը էներգիայի գործառույթ. «Միայն կյանքը՝ իր մորֆոլոգիական բարդությամբ, կարող է պահպանել արեւային ճառագայթումԵրկրի վրա միլիոնավոր տարիներ շարունակ, ինչպես կտեսնենք ածխի օրինակում: Իրոք, միայն կենսոլորտի «կանաչ էկրանի»՝ ֆոտոավտոտրոֆների շնորհիվ, արեգակնային էներգիան ոչ միայն ցատկում է մոլորակի մակերևույթից, այլ միայն տաքանում է: մակերեսային շերտ, բայց թափանցում է երկրի ընդերքի խորքը և էներգիայի աղբյուր է, փաստորեն, բոլոր էկզոգեն գործընթացների համար։

Կենդանի նյութ - կենդանի օրգանիզմներ, որոնք բնակվում են մեր մոլորակի վրա:

Կենդանի նյութի զանգվածը կազմում է ամբողջ կենսոլորտի զանգվածի ընդամենը 0,01%-ը։ Այնուամենայնիվ, կենսոլորտի կենդանի նյութը նրա հիմնական բաղադրիչն է։

Կենդանի նյութի նշանները (հատկությունները), որոնք տարբերում են այն ոչ կենդանիներից.

Որոշակի քիմիական կազմ. Կենդանի օրգանիզմները բաղկացած են նույն քիմիական տարրերից, ինչ անշունչ բնության առարկաները, սակայն այդ տարրերի հարաբերակցությունը տարբեր է։ Կենդանի էակների հիմնական տարրերն են C, O, N և H:

Բջջի կառուցվածքը.Բոլոր կենդանի օրգանիզմները, բացի վիրուսներից, ունեն բջջային կառուցվածք։

Նյութափոխանակություն և էներգիայի կախվածություն:Կենդանի օրգանիզմները բաց համակարգեր են, դրանք կախված են ընդունումից արտաքին միջավայրնյութեր և էներգիա։

Ինքնակարգավորում (հոմեոստազ):Կենդանի օրգանիզմներն ունեն հոմեոստազի պահպանման ունակություն՝ նրանց քիմիական կազմի կայունությունը և նյութափոխանակության գործընթացների ինտենսիվությունը:

դյուրագրգռություն.Կենդանի օրգանիզմները ցուցաբերում են դյուրագրգռություն, այսինքն՝ որոշներին արձագանքելու ունակություն արտաքին ազդեցություններըկոնկրետ ռեակցիաներ.

Ժառանգականություն.Կենդանի օրգանիզմները կարողանում են նշաններ և հատկություններ փոխանցել սերնդեսերունդ տեղեկատվության կրիչների՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ մոլեկուլների օգնությամբ։

• 7. Փոփոխականություն.Կենդանի օրգանիզմներն ընդունակ են ձեռք բերել նոր հատկանիշներ և հատկություններ։
• 8. Ինքնավերարտադրություն (վերարտադրում).Կենդանի օրգանիզմները կարողանում են բազմանալ՝ վերարտադրել իրենց տեսակը։
• 9. Անհատական ​​զարգացում (օնտոգենեզ):Յուրաքանչյուր անհատին բնորոշ է օնտոգենեզը՝ օրգանիզմի անհատական ​​զարգացումը ծնունդից մինչև կյանքի վերջը (մահ կամ նոր բաժանում): Զարգացումը ուղեկցվում է աճով։
• 10. Էվոլյուցիոն զարգացում (ֆիլոգենեզ):Կենդանի նյութը որպես ամբողջություն բնութագրվում է ֆիլոգենիայով՝ Երկրի վրա կյանքի պատմական զարգացումը՝ նրա հայտնվելու պահից մինչև մեր օրերը:

Հարմարեցումներ.Կենդանի օրգանիզմները կարողանում են հարմարվել, այսինքն՝ հարմարվել շրջակա միջավայրի պայմաններին։

Ռիթմ.Կենդանի օրգանիզմները ցույց են տալիս կյանքի ակտիվության ռիթմը (օրական, սեզոնային և այլն)։

Ազնվություն և խոհեմություն. Մի կողմից, ողջ կենդանի նյութը անբաժանելի է, կազմակերպված է որոշակի ձևով և ենթարկվում է ընդհանուր օրենքներին. մյուս կողմից, ցանկացած կենսաբանական համակարգ բաղկացած է առանձին, թեև փոխկապակցված տարրերից։

Հիերարխիա.Սկսած բիոպոլիմերներից (սպիտակուցներ և նուկլեինաթթուներ) և վերջացրած կենսոլորտով որպես ամբողջություն՝ բոլոր կենդանի արարածները գտնվում են որոշակի ենթակայության մեջ։ Գործող կենսաբանական համակարգերավելի քիչ բարդ մակարդակում հնարավոր է դարձնում ավելի բարդ մակարդակի առկայությունը:

Մեզ շրջապատող կենսոլորտի կենդանի օրգանիզմների աշխարհը տարբեր կառուցվածքային կարգի և տարբեր կազմակերպչական դիրքերի տարբեր կենսաբանական համակարգերի համակցություն է:

Կենդանի նյութի կազմակերպման հիերարխիկ բնույթը թույլ է տալիս այն պայմանականորեն բաժանել մի շարք մակարդակների։

Կենդանի նյութի կազմակերպվածության մակարդակը.Սա ֆունկցիոնալ տեղորոշակի աստիճանի բարդության կենսաբանական կառուցվածք կենդանիների ընդհանուր հիերարխիայում:

Ներկայումս գոյություն ունի կենդանի նյութի կազմակերպման 9 մակարդակ.

Մոլեկուլային(այս մակարդակում կենսաբանորեն ակտիվ խոշոր մոլեկուլների, ինչպիսիք են սպիտակուցները, նուկլեինաթթուները և այլն) գործունեությունը.

Ենթաբջջային(գերմոլեկուլային): Այս մակարդակում կենդանի նյութը կազմակերպվում է օրգանելների՝ քրոմոսոմների, բջջային թաղանթների և ենթաբջջային այլ կառուցվածքների:

Բջջային. Այս մակարդակում կենդանի նյութը ներկայացված է բջիջներով: Բջիջը տարրական կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ միավորկենդանի.

Օրգան հյուսվածք. Այս մակարդակում կենդանի նյութը կազմակերպվում է հյուսվածքների և օրգանների մեջ: Հյուսվածք - կառուցվածքով և գործառույթով նման բջիջների, ինչպես նաև դրանց հետ կապված միջբջջային նյութերի հավաքածու: Օրգանը բազմաբջիջ օրգանիզմի մի մասն է, որը կատարում է որոշակի ֆունկցիա կամ գործառույթներ։

Օրգանական (օնտոգենետիկ):Այս մակարդակում, որը բնութագրվում է իր բոլոր հատկանիշներով:

Բնակչություն-տեսակ.Այս մակարդակում կենդանի նյութը նույնն է, ինչ տեսակը: Տեսակը անհատների (անհատների պոպուլյացիաներ) ամբողջություն է, որը ունակ է խաչասերվել բեղմնավոր սերունդների ձևավորմամբ և բնության մեջ զբաղեցնել որոշակի տարածք (տարածք):

Բիոցենոտիկ.Այս մակարդակում կենդանի նյութը ձևավորում է բիոցենոզներ: Biocenosis - բնակչության ամբողջությունը տարբեր տեսակներապրել որոշակի տարածքում.

Բիոգեոցենոտիկ. Այս մակարդակում ձևավորվում է կենդանի նյութ
բիոգեոցենոզներ. Բիոգեոցենոզ - կենսացենոզի և շրջակա միջավայրի (կլիմա, հող) աբիոտիկ գործոնների համակցություն։

Կենսոլորտային.Այս մակարդակում կենդանի նյութը կազմում է կենսոլորտը: Կենսոլորտը Երկրի կեղևն է՝ փոխակերպված կենդանի օրգանիզմների գործունեությամբ։

Կենդանի օրգանիզմների քիմիական կազմը կարող է արտահայտվել երկու ձևով՝ ատոմային և մոլեկուլային։ Ատոմային (տարրական) կազմըբնութագրում է կենդանի օրգանիզմներում ընդգրկված տարրերի ատոմների հարաբերակցությունը։ Մոլեկուլային (նյութական) կազմըարտացոլում է նյութերի մոլեկուլների հարաբերակցությունը.

Կենդանի օրգանիզմները կազմող տարրերի հարաբերական բովանդակության համաձայն, ընդունված է բաժանվել երեք խմբի.

Մակրոէլեմենտներ- O, C, H, N (ընդհանուր մոտ 98-99%, դրանց
Կոչվում է նաեւ հիմնական), Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl, Fe (ընդհանուր մոտ 1-2%)։ Մակրոէլեմենտները կազմում են կենդանի օրգանիզմների տոկոսային կազմի մեծ մասը:

Հետք տարրեր - Mn, Co, Zn, Cu, B, I, F և այլն: Նրանց ընդհանուր պարունակությունը կենդանի նյութում կազմում է մոտ 0,1%:

Ուլտրամիկրոէլեմենտներ- Se, U, Hg, Ra, Au, Ag և այլն: Նրանց պարունակությունը կենդանի նյութում շատ փոքր է (0,01%-ից պակաս), և դրանց մեծ մասի ֆիզիոլոգիական դերը չի բացահայտվել:

Քիմիական տարրեր, որոնք կենդանի օրգանիզմների բաղադրություն են և միևնույն ժամանակ կատարում են կենսաբանական գործառույթներ, կոչվում են կենսագենիկ.Նույնիսկ դրանք, որոնք աննշան քանակությամբ պարունակվում են բջիջներում, չեն կարող փոխարինվել ոչնչով և բացարձակապես անհրաժեշտ են կյանքի համար։

Քիմիական տարրերը բջիջների մասն են կազմում իոնների և անօրգանական և օրգանական նյութերի մոլեկուլների տեսքով: Բջջի ամենակարևոր անօրգանական նյութերը ջուրն ու հանքային աղերն են, օրգանական ամենակարևոր նյութերը՝ ածխաջրերը, լիպիդները, սպիտակուցները և նուկլեինաթթուները։

Ածխաջրեր- ածխածին, ջրածին և թթվածին պարունակող օրգանական միացություններ. Դրանք բաժանվում են պարզ (մոնոսաքարիդների) և բարդ (պոլիսախարիդների): Ածխաջրերը էներգիայի հիմնական աղբյուրն են բջջային գործունեության բոլոր ձևերի համար: Նրանք ներգրավված են ամուր բույսերի հյուսվածքների (մասնավորապես՝ ցելյուլոզայի) կառուցման մեջ և կատարում են պահեստի դեր սննդանյութերօրգանիզմներում։ Ածխաջրերն են առաջնային արտադրանքկանաչ բույսերի ֆոտոսինթեզ.

Լիպիդներ- Սրանք ճարպի նմանվող նյութեր են, որոնք վատ են լուծվում ջրում (բաղկացած են ածխածնի և ջրածնի ատոմներից): Լիպիդները մասնակցում են բջջային պատերի (մեմբրանների) կառուցմանը, վատ են փոխանցում ջերմությունը՝ դրանով իսկ կատարելով պաշտպանիչ ֆունկցիա։ Բացի այդ, լիպիդները պահուստային սննդանյութեր են:

Սկյուռիկներսպիտակուցային ամինաթթուների համակցություն են (20 հատ) և բաղկացած են 30-50% AA-ից: Սպիտակուցներն ունեն մեծ չափսեր, լինելով ըստ էության մակրոմոլեկուլներ։ Սպիտակուցները գործում են որպես բնական կատալիզատորներ քիմիական գործընթացների համար: Սպիտակուցները պարունակում են նաև մետաղներ, ինչպիսիք են երկաթը, մագնեզիումը և մանգանը:

Նուկլեինաթթուներ(NK) կազմում են բջջի միջուկը: Գոյություն ունի ՆԱ-ի 2 հիմնական տեսակ՝ ԴՆԹ՝ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու և ՌՆԹ՝ ռիբոնուկլեինաթթու։ ԼՂ-ն կարգավորում է սինթեզի գործընթացը, իրականացնում է ժառանգական տեղեկատվության փոխանցումը սերնդից սերունդ։

Երկրի վրա բոլոր կենդանի օրգանիզմներն են բաց համակարգերկախված դրսից նյութի և էներգիայի մուտքագրումից: Նյութի և էներգիայի սպառման գործընթացը կոչվում է սնունդ.Բոլոր կենդանի օրգանիզմները բաժանվում են ավտոտրոֆների և հետերոտրոֆների։

Ավտոտրոֆներ(ավտոտրոֆ օրգանիզմներ) - օրգանիզմներ, որոնք օգտագործում են ածխաթթու գազը որպես ածխածնի աղբյուր (բույսեր և որոշ բակտերիաներ): Այսինքն՝ սրանք օրգանիզմներ են, որոնք ընդունակ են անօրգանականներից օրգանական միացություններ ստեղծել՝ ածխաթթու գազ, ջուր, հանքային աղեր (դրանք ներառում են, առաջին հերթին, ֆոտոսինթեզ իրականացնող բույսերը)։

Հետերոտրոֆներ(հետերոտրոֆիկ օրգանիզմներ) - օրգանիզմներ, որոնք օգտագործում են օրգանական միացություններ որպես ածխածնի աղբյուր (կենդանիներ, սնկեր և բակտերիաների մեծ մասը): Այսինքն՝ սրանք այն օրգանիզմներն են, որոնք ի վիճակի չեն անօրգանականներից օրգանական նյութեր ստեղծել, սակայն անհրաժեշտ են պատրաստի օրգանական նյութեր (միկրոօրգանիզմներ և կենդանիներ)։

Ավտո- և հետերոտրոֆների միջև հստակ սահման չկա: Օրինակ, էվգլենային օրգանիզմները (դրոշակներ) համատեղում են սնուցման ավտոտրոֆ և հետերոտրոֆ եղանակները։

Ազատ թթվածնի առնչությամբ օրգանիզմները բաժանվում են երեք խմբի՝ աերոբներ, անաէրոբներ և ֆակուլտատիվ ձևեր։

Աերոբներօրգանիզմներ, որոնք կարող են միայն ապրել թթվածնային միջավայր(կենդանիներ, բույսեր, որոշ բակտերիաներ և սնկեր):

Անաէրոբներ- օրգանիզմներ, որոնք չեն կարողանում ապրել թթվածնային միջավայրում (որոշ բակտերիաներ):

Ընտրովի ձևեր- օրգանիզմներ, որոնք կարող են ապրել ինչպես թթվածնի առկայության դեպքում, այնպես էլ առանց դրա (որոշ բակտերիաներ և սնկեր):

Ներկայումս կենդանի էակների ամբողջ աշխարհը բաժանված է 3 խոշոր համակարգային խմբերի.

Կենսոլորտում կյանքի ամենամեծ կոնցենտրացիան դիտվում է երկրագնդի թաղանթների միջև շփման սահմաններում՝ մթնոլորտ և լիթոսֆերա (ցամաքային մակերես), մթնոլորտ և հիդրոսֆերա (օվկիանոսի մակերես), և հատկապես երեք խեցիների սահմաններում՝ մթնոլորտ, հիդրոսֆերա և լիտոսֆերա։ ( ափամերձ գոտիներ) Սրանք այն վայրերն են, որտեղ Վ.Ի. Վերնադսկին անվանել է «կյանքի ֆիլմեր»։ Այս մակերեսներից վեր ու վար կենդանի նյութի կոնցենտրացիան նվազում է։

Կենդանի նյութի հիմնական եզակի առանձնահատկությունները, որոնք որոշում են նրա չափազանց բարձր փոխակերպիչ գործունեությունը, ներառում են հետևյալը.

Ամբողջ ազատ տարածքը արագ զբաղեցնելու (տիրապետելու) ունակությունը:Այս հատկությունը կապված է ինչպես ինտենսիվ վերարտադրության, այնպես էլ օրգանիզմների ունակության հետ՝ ինտենսիվորեն մեծացնելու իրենց մարմնի մակերեսը կամ իրենց կազմած համայնքները:

Շարժումը ոչ միայն պասիվ է, այլև ակտիվ,այսինքն ոչ միայն ձգողականության, գրավիտացիոն ուժերի և այլնի ազդեցության տակ, այլ նաև ջրի հոսքի, ձգողականության, օդային հոսանքների և այլնի դեմ։

Համառություն կյանքի ընթացքում և արագ քայքայվել մահից հետո(ներառումը նյութերի շրջանառության մեջ): Ինքնակարգավորման շնորհիվ կենդանի օրգանիզմները կարողանում են պահպանել մշտական ​​քիմիական կազմը և պայմանները։ ներքին միջավայրըչնայած շրջակա միջավայրի պայմանների զգալի փոփոխություններին: Մահից հետո այդ ունակությունը կորչում է, իսկ օրգանական մնացորդները շատ արագ ոչնչացվում են։ Ստացված օրգանական և անօրգանական նյութերը ներառված են ցիկլերում։

Բարձր հարմարվողականություն (հարմարվողականություն)տարբեր պայմանների և դրա հետ կապված՝ կյանքի ոչ միայն բոլոր միջավայրերի (ջուր, հող-օդ, հող, օրգանիզմ) զարգացում, այլև ֆիզիկաքիմիական պարամետրերով չափազանց դժվար պայմաններ (միկրոօրգանիզմներ հանդիպում են. ջերմային աղբյուրներմինչև 140 ° C ջերմաստիճանով, ջրերում միջուկային ռեակտորներ, թթվածնազուրկ միջավայրում):

Ֆենոմենալ արագ ռեակցիաներ.Այն մի քանի կարգով ավելի մեծ է, քան անշունչ նյութում։

Կենդանի նյութի նորացման բարձր տեմպ:Կենդանի նյութի միայն մի փոքր մասը (տոկոսների մասնաբաժինը) պահպանվում է օրգանական մնացորդների տեսքով, մինչդեռ մնացածը մշտապես ներառվում է ցիկլի գործընթացներում։

Կենդանի նյութի բոլոր թվարկված հատկությունները որոշվում են նրանում էներգիայի մեծ պաշարների կենտրոնացմամբ։

Առանձնացվում են կենդանի նյութի հետևյալ հիմնական երկրաքիմիական գործառույթները.

Էներգիա (կենսաքիմիական)- օրգանական նյութերում արեգակնային էներգիայի կապում և պահպանում և էներգիայի հետագա ցրում օրգանական նյութերի սպառման և հանքայնացման ընթացքում: Այս ֆունկցիան կապված է օրգանիզմների սնուցման, շնչառության, վերարտադրության և այլ կենսական գործընթացների հետ։

Գազ- կենդանի օրգանիզմների կարողությունը փոխելու և պահպանելու շրջակա միջավայրի և ընդհանուր առմամբ մթնոլորտի որոշակի գազային բաղադրությունը. Կենսոլորտի զարգացման երկու կրիտիկական շրջաններ (կետ) կապված են գազի ֆունկցիայի հետ։ Դրանցից առաջինը վերաբերում է այն ժամանակին, երբ մթնոլորտում թթվածնի պարունակությունը հասել է մոտ 1%-ի ժամանակակից մակարդակ. Սա հանգեցրեց առաջին աերոբ օրգանիզմների առաջացմանը (կարող են ապրել միայն թթվածին պարունակող միջավայրում): Երկրորդ շրջադարձային կետը կապված է այն ժամանակի հետ, երբ թթվածնի կոնցենտրացիան հասել է ընթացիկի մոտավորապես 10%-ին: Սա պայմաններ ստեղծեց օզոնի սինթեզի և մթնոլորտի վերին շերտերում օզոնային շերտի ձևավորման համար, ինչը հնարավորություն տվեց օրգանիզմներին զարգացնել հողը։

կենտրոնացում- «գրավում» շրջակա միջավայրից կենդանի օրգանիզմների կողմից և դրանցում կենսագեն քիմիական տարրերի ատոմների կուտակում. Կենդանի նյութի համակենտրոնացման ունակությունը մեծացնում է օրգանիզմներում քիմիական տարրերի ատոմների պարունակությունը՝ համեմատած շրջակա միջավայրի հետ, մեծության մի քանի կարգով։ Կենդանի նյութի կոնցենտրացիայի ակտիվության արդյունքը հանածո վառելիքի, կրաքարի, հանքաքարի հանքավայրերի և այլնի հանքավայրերի առաջացումն է։

Օքսիդատիվ- նվազեցում - օքսիդացում և նվազեցում տարբեր նյութերկենդանի օրգանիզմների ներգրավմամբ. Կենդանի օրգանիզմների ազդեցությամբ տեղի է ունենում փոփոխական վալենտություն ունեցող տարրերի ատոմների (Fe, Mn, S, P, N և այլն) ատոմների ինտենսիվ միգրացիա, առաջանում են դրանց նոր միացություններ, նստում են սուլֆիդներ և հանքային ծծումբ և ջրածնի սուլֆիդ։ ձևավորվում է.

կործանարար- օրգանիզմների և նրանց կենսագործունեության արտադրանքի ոչնչացումը ինչպես օրգանական նյութերի, այնպես էլ իներտ նյութերի մնացորդների. Այս առումով առավել նշանակալից դեր են խաղում քայքայողները (դեստրուկտորները)՝ սապրոֆիտ սնկերը և բակտերիաները։

Տրանսպորտ- օրգանիզմների շարժման ակտիվ ձևի արդյունքում նյութի և էներգիայի փոխանցումը.

Շրջակա միջավայր ձևավորող- միջավայրի ֆիզիկական և քիմիական պարամետրերի փոխակերպում. Շրջակա միջավայր ձևավորող ֆունկցիայի արդյունքն է ամբողջ կենսոլորտը, իսկ հողը՝ որպես բնակավայրերից մեկը, և ավելի շատ տեղական կառուցվածքներ։

Ցրվածություն- կոնցենտրացիային հակառակ ֆունկցիա՝ նյութերի ցրում միջավայրը. Օրինակ՝ օրգանիզմների կողմից արտազատման ժամանակ նյութի ցրումը, ծածկույթների փոփոխությունը և այլն։

Տեղեկատվական- կենդանի օրգանիզմների կողմից որոշակի տեղեկատվության կուտակում, ամրագրում ժառանգական կառույցներում և փոխանցում հետագա սերունդներին. Սա հարմարվողական մեխանիզմների դրսեւորումներից մեկն է։

Կենսաերկրաքիմիական մարդու գործունեությունը- արդյունքում կենսոլորտի նյութերի փոխակերպումն ու տեղաշարժը մարդկային գործունեությունկենցաղային և կենցաղային կարիքների համար. Օրինակ՝ ածխածնի կոնցենտրատորների օգտագործումը՝ նավթ, ածուխ, գազ։

Այսպիսով, կենսոլորտը բարդ դինամիկ համակարգ է, որը գրավում, կուտակում և փոխանցում է էներգիա կենդանի նյութի և շրջակա միջավայրի միջև նյութերի փոխանակման միջոցով: