«Живое вещество» и его функции

Ключевой идеей В. И. Вернадского является тезис о том, что наивысшая стадия развития материи на Земле — жизнь — определяет и подчиняет себе другие планетарные процессы. В своих работах по этому поводу он указывал, что можно без преувеличения утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами. Интересен факт, что если равномерно распределить все живые организмы на поверхности Земли, то они образуют пленку толщиной 5 мм. Невзирая на такую тончайшую оболочку, роль живого вещества в истории Земли не меньше роли геологических процессов. Вся масса живого вещества, которое было на Земле, к примеру, в течение одного миллиарда лет, уже превосходит массу всей земной коры.

Значительное место в работах В. И. Вернадского по биосфере отведено зеленому живому веществу растений, поскольку только оно автотрофно и способно аккумулировать лучистую энергию Солнца, образуя с ее помощью первичные органические соединения.

Значительная часть энергии живого вещества идет на образование в биосфере новых неизвестных вне ее минералов, а часть откладывается в виде органического вещества, образуя, в конечном счете, залежи бурого и каменного угля, горючих сланцев, нефти и газа. «Мы имеем здесь дело, — писал В. И. Вернадский, — с новым процессом, с медленным проникновением внутрь планеты лучистой энергии Солнца, достигшей поверхности Земли. Этим путем живое вещество меняет биосферу и земную кору. Оно непрерывно оставляет в ней часть прошедших через него химических элементов, создавая огромные толщи неведомых, помимо него, неизвестных минералов или пронизывая тончайшей пылью своих остатков косную материю биосферы». Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера / Вернадский В. И. — М.: Айрис-Пресс, 2008. — 575 с.

По мнению ученого, земная кора представляет собой в основном остатки былых биосфер. Даже гранитно-гнейсовый ее слой образовался в результате метаморфизма и переплавки пород, возникших когда-то под воздействием живого вещества. Только базальты и другие основные магматические породы он считал глубинными и по своему генезису не связанными с биосферой.

В учении о биосфере понятие «живое вещество» является основополагающим. Живые организмы превращают космическую лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Своим дыханием, питанием, метаболизмом, смертью и разложением, длящимся сотни миллионов лет, непрерывной сменой поколений они порождают существующий только в биосфере грандиозный планетарный процесс — миграцию химических элементов.

Живое вещество, согласно теории В. И. Вернадского, — биогеохимический фактор планетарного масштаба, под воздействием которого преобразуется как окружающая абиотическая среда, так и сами живые организмы. Во всем пространстве биосферы происходит порожденное жизнью непрестанное перемещение молекул. Жизнь решающим образом воздействует на распределение, миграцию и рассеяние химических элементов, определяя судьбу азота, калия, кальция, кислорода, магния, стронция, углерода и других элементов.

Живое вещество изменялось в течение всех геологических эпох и периодов. Следовательно, как отмечал В. И. Вернадский, современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох. В то же время в рамках значительных геологических отрезков времени количество живого вещества не подвержено заметным изменениям. Эта закономерность была сформулирована ученым как константное количество живого вещества биосферы.

Различают следующие функции живого вещества: Горбачев, В. В. Концепции современного естествознания: учебник / В. В. Горбачев. — М.: Оникс, 2008. — 592 с.

• 1. Энергетическая функция заключается в осуществлении связи биосферно-планетарных явлений с излучением Космоса. Ядром данной функции является фотосинтез, в процессе которого происходит аккумуляция энергии Солнца и ее последующее перераспределение между компонентами биосферы. Накопленная солнечная энергия обеспечивает протекание всех жизненных процессов.
• 2. Концентрационная функция проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов из окружающей среды, которые используются для построения тела. Концентрация этих элементов в теле живых организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде.
• 3. Газовая функция — обеспечивает миграцию газов, их превращение, формирует газовый состав биосферы.
• 4. Окислительно-восстановительная функция заключается в химическом превращении веществ, которые содержат атомы с переменной степенью окисления (железо).
• 5. Деструктивная функция, при которой протекают процессы, связанные с разложением остатков мертвых организмов. При этом происходит минерализация органического вещества, т. е. превращение живого вещества в косное.
• 6. Биогеохимическая функция — это прежде всего размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества.
• 7. Информационная функция — представляет собой способность накапливать определенную информацию, закреплять ее в наследственных структурах и затем передавать последующим поколениям.
• 8. Средообразующая функция является в значительной мере интегративной (результат совместного действия других функций). Так например, растительный покров существенно определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности больших пространств. Жизнедеятельность организмов определила современный состав атмосферы, от которого зависят радиационный и тепловой режимы на планете, спектральный состав достигающего поверхности Земли солнечного света. Живые организмы играют ведущую роль в самоочищении воздуха, рек и озер, от них во многом зависит солевой состав природных вод и распределение многих химических веществ между сушей и океаном. Благодаря растениям, животным и микроорганизмам создается почва и поддерживается плодородие. Наконец, биота одарила человека пищей, одеждой, множеством других вещей, создав уникальное сообщество разнообразных организмов — главное богатство планеты и окружающей человека среды.