Энергетическая функция. 
Экология

Известно, что для функционирования любого объекта необходим источник энергии. Для существования и развития биосферы необходим внешний источник энергии, так как энергия внутренних источников (энергия распада радиоизотопов, внутреннее тепло Земли) невелика. Таким внешним источником является Солнце, посылающее в космическое пространство энергию в виде электромагнитных волн, в основном светового диапазона. Часть этой энергии поступает к Земле и поглощается биосферой. Основная часть поступившей энергии расходуется на поддержание физических и химических процессов в биосфере (испарение воды, перемещение водных и воздушных масс, выветривание горных пород и т. д.), и только около 1% этой энергии участвует в биохимических реакциях фотосинтеза. Под фотосинтезом понимают превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами углекислого газа, воды и других минеральных элементов в сложные органические вещества под воздействием солнечной энергии и при участии поглощающих эту энергию пигментов.

Реакция фотосинтеза в общем случае имеет вид:

Наряду с зелеными растениями процесс фотосинтеза осуществляют также и микроорганизмы-фотосинтетики. Они для этого используют пигменты бактериохлорин и бактериородопсин и не выделяют кислород в окружающую среду. Цианобактерии (сине-зеленые водоросли) содержат хлорофилл, а также пигменты фикоцианин и фикоэритрин, поэтому цианобактерии при фотосинтезе могут выделять свободный кислород. По данным И. А. Шилова |61, с. 55], в некоторых озерах фотосинтезирующими бактериями создается до ¾ первичного органического вещества. Ежегодно фотосинтезирующие организмы биосферы потребляют огромное количество солнечной энергии. Расчеты, выполненные В. И. Вернадским в первой половине XX в. и Ю. Одумом в 70-х гг. прошлого столетия, показывают, что эта энергия равна (1 …4,2) • 10¹⁹ кДж в год; по данным современных ученых, — (0,36…0,5)? 10¹⁹ кДж в год [44, с. 204—206; 7, с. 118— 120]. В результате за год поглощается около 3,4 • 10 ^й т С0₂, а в атмосферу поступает примерно 2,5 • 10¹¹ т 0₂ и синтезируется более 2,3 • 10 ^й т природных органических веществ. Поистине колоссальная природная химическая фабрика!

Сравним количество энергии, потребляемое при фотосинтезе, с энергопотреблением человечества. В настоящее время человечество потребляет около 6,4 • 10¹⁷ кДж энергии в год, что примерно в семь раз меньше той энергии, которая расходуется при фотосинтезе [10].

Существуют группы бактерий, которые в отличие от зеленых растений синтезируют органическое вещество за счет энергии, которая выделяется в реакциях окисления азотных и серных соединений. Такой процесс называют хемосинтезом. В создании органического вещества в биосфере роль хемосинтеза невелика. Так, в океане бактериями синтезируется не более 2% первичной органической продукции [61, с. 181.

Таким образом, превращение солнечной энергии в энергию химических связей в хлорофиллоносных организмах — это главная функция живого вещества. Без этого остальные функции живого вещества были бы невозможны.

Дальнейшая переработка органических веществ, синтезированных зелеными растениями (живое вещество первого порядка), производится живым веществом второго порядка — животными, которые поедают растения. Они осуществляют дальнейшее преобразование накопленной солнечной энергии. После отмирания организмов происходит разрушение органических веществ с выделением энергии. В некоторых случаях происходит накопление отмершего органического вещества с переходом его в ископаемое состояние. Так образовались залежи торфа, каменного угля, нефти и других энергоносителей. Итак, энергетическая функция живого вещества заключается в последовательном преобразовании солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ.