X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Живое вещество в учении русского академика В. И. Вернадского¹ о биосфере представляется как совокупность всех живых организмов, населяющих нашу планету. Живое вещество – это форма активной материи, и её энергия тем больше, чем больше масса живого вещества.

Термин «биосфера» впервые использован в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом². Первоначально этот термин подразумевал только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Под биосферой в современной науке понимается вся совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, функционирующие как единое целое. Биосферу образуют: вода, не только мировой океан, а вся влага планеты, нижняя часть атмосферы, верхняя часть земной коры, населённая различными микроорганизмами.

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б. Ламарк³ (1744–1829). Он утверждал, что все вещества, находящиеся на поверхности Земли, образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов. Идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, о взаимодействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы проникала в сознание ученых. В результате исследований проблем воздействия биотических факторов на абиотические, или на неживую среду обитания условия, было обнаружено – состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют её структуру. Живые организмы контролируют состав атмосферного воздуха. Эти примеры свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество меняет облик Земли.

Говоря о принципах существования биосферы, В.И. Вернадский, прежде всего, уточнял понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим её агентом, а живое вещество – это совокупность организмов, участвующих в биогеохимических процессах. Организмы берут из окружающей среды химические элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в туже самую среду. Таким образом, и жизнь, и косное вещество находятся в тесном непрерывном взаимодействии, в круговороте химических элементов –биогеохимической миграции. При этом живое вещество является основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое.

Обладая значительно большей активностью, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию и размножению соответствующих систем, включая биоценозы, которые, в свою очередь входят во взаимодействия между собой, что уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается динамическое равновесие всей глобальной системы жизни, т. е. биосферы.

Определим наиболее значимые свойства живого вещества.

1. Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией.Живое вещество – наиболее мощный геохимический и энергетический фактор, ведущая сила планетарного развития. Основной источник биохимической активности организмов – солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами для создания органического вещества, которое обеспечивает пищей и энергией остальные организмы. Фотосинтез привел к накоплению в атмосфере свободного кислорода, образованию озонового слоя, защищающего от ультрафиолетового и жёсткого космического излучения, он поддерживает оптимальный газовый состав атмосферы.

2. В живом веществе, благодаря присутствию ферментов, химические реакции происходят много быстрее, чем в неживой природе. Для жизненных процессов характерно то, что полученные организмом вещества и энергия перерабатываются и отдаются в значительно больших количествах. Например, масса насекомых, которых съедает синица за день, равна её собственной массе, а некоторые гусеницы употребляют и перерабатывают за сутки в 200 раз больше еды, чем весят сами.

3. Индивидуальные химические вещества (белки, ферменты, а иногда и отдельные минеральные соединения синтезируются только в живых организмах).

4. Живое вещество стремится заполнить собой всё пространство. В. И. Вернадский называет две специфические формы движения живого вещества:

а) пассивную, которая осуществляется размножением, и присуща как животным, так и растительным организмам;

б) активную, которая осуществляется за счёт направленного движения организмов (меньшей мерой характера для растений).

5. Живое вещество проявляет значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. В природе известно более 2 млн. органических соединений, которые входят в состав живого вещества, тогда как количество минералов неживого вещества составляет около 2 тысяч.

6. Живое вещество представлено дисперсными телами – индивидуальными организмами, каждый из которых имеет свой собственный генезис, свой генетический состав. размеры индивидуальных организмов колеблется от 2 нм до 100 м. Крупнейшими из растений считаются секвойи, а из животных – киты. По мнению академика В.И. Вернадского, минимальные и максимальные размеры организмов определяются граничными возможностями их газового обмена с окружающей их средой.

7. Принцип Реди⁴: «все живое из живого» – является отличительной особенностью живого вещества, которое существует на Земле в форме беспрерывного чередования поколений и характеризуется генетической связью с живым веществом всех прошлых геологических эпох.

8. Живое вещество в лице конкретных организмов, в отличие от неживого, осуществляет на протяжении жизни грандиозную работу. По сути, только биогенные вещества метабиосферы – это интеграл массы живого вещества, тогда как масса неживого вещества земного происхождения является величиной постоянной в геологической истории. В.И. Вернадский выделяет такие функции живого вещества (табл. 1):

- газовая;

- кислородная;

- описательная;

- кальционная;

- восстановительная;

- концентрационная;

- разрушения органических веществ;

- восстановительного распада;

- метаболизма и дыхания организмов.

Таблица 1

Функции живого вещества

Функции	Характеристика процесса
Энергетическая	Поглощение солнечной энергии в процессе фотосинтеза, химической энергии путём распада энергонасыщенных веществ; передача энергии пищевыми цепями разнородного живого вещества.
Концентрационная	Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности отдельных видов вещества: а) использованного для создания тела организма; б) выделенного из организма в процессе метаболизма.
Деструкционная	Минерализация небиогенного органического вещества; разложение неживого неорганического вещества; всасывание созданных веществ в биохимический круговорот.
Средообразующая	Количественное и качественное и превращение физико-химических параметров среды (за счёт небиогенного вещества).
Транспортная	Перенос вещества против силы тяжести, в горизонтальном направлении.
Биогеохимической деятельности человека	Биогенная миграция атомов, многократно усиливающаяся под влиянием хозяйственной и иной деятельности человека.

Функция биогеохимической деятельности человека – связана с биогенной миграцией атомов, многократно усиливающейся под влиянием хозяйственной и иной деятельности человека. Человек разрабатывает и использует для удовлетворения своих потребностей значительное количество веществ земной коры, в том числе, уголь, газ, нефть, торф, сланцы, многие руды, минералы. Одновременно происходит антропогенное поступление в биосферу чужеродных веществ, так называемых ксенобиотиков, в количествах, превышающих допустимые значения. Это привело к кризисному противостоянию человека и природы.

Главной причиной глобального экологического кризиса является технократическая концепция, рассматривающая биосферу, с одной стороны, как источник ресурсов, с другой – как место для сбора и удаления отходов антропогенного происхождения.

Современное естествознание и экология в ходе изучения биоценозов использует новое понятие – «коэволюция», означающее взаимное приспособление видов. Именно коэволюция обеспечивает условия сосуществования и повышения устойчивости биоценоза как единой системы. Коэволюция является новой перспективной идеей естественных и социальных, гуманитарных наук.

Действительно, в приспособлении (в природе и в обществе) решающую роль играет согласованность и сотрудничество различных видов живых существ, в том числе и не связанных между собой генетическими связями.

Список информационных источников

1. Биогеохимические циклы [Интернет-ресурс]. Режим доступа: http://biofile.ru/bio/2508.html.

2. Вернадский, Владимир Иванович. / Большая биографическая энциклопедия [Интернет-ресурс]. Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biography/129035

3. Вернадский, Владимир Иванович // Новая российская энциклопедия [Текст]. – М.: Энциклопедия, 2007. – Т. 3. – С. 375.

4. Вернадский, В.И. Биосфера и ноосфера [Текст]. – М.: Айрис-пресс, 2012. – 576 с.

5. Гофман-Кадошников, П.Б. Руководство к практическим занятиям по генетике / П.Б. Гофман-Кадошников, С.Х. Ларцева [Текст]. – Москва : Колос, 1975. – 220 с.

6. Коэволюция // Википедия [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%8D%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%86%D0%B8%D1%8F.

7. Кучер М.И., Френкель Е.Э., Кучер С.Г. Коэволюция биосферы как фундаментальная экологическая концепция современности // Актуальные проблемы гуманитарных и социально-экономических наук [Текст]. – 2011. – № 5-2. – С. 64–66.

8. Кучер, М.И. Экология : учеб пособие / М.И. Кучер; под ред. проф. Е.Э. Френкеля [Текст]. – Вольск: ВВИМО, 2015. – 265 с. – С. 31–37.

9. Френкель, Е.Н. Концепции современного естествознания : физические, химические биологические концепции : учебное пособие [Текст]. / Е.Н. Френкель. – Ростов н/Д : Феникс, 2014. – 246 с. – С. 208–210.

1 Влади́мир Ива́нович Верна́дский (рус. дореф. Владиміръ Ивановичъ Вернадскій, 28 февраля (12 марта) 1863, Санкт-Петербург, Российская империя – 6 января 1945, Москва, СССР) – русский и советский учёный естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель конца XIX века и первой половины XX века. Академик Санкт-Петербургской академии наук, Российской академии наук, Академии наук СССР, один из основателей и первый президент Украинской академии наук. Создатель научных школ. Один из представителей русского космизма; создатель науки биогеохимии.

2 Эдуард Зюсс (нем. Eduard Suess; 20 августа 1831, Лондон – 26 апреля 1914, Вена) –австрийский геолог и общественный деятель.

3 Жан-Батист Пьер Антуан де Моне, Шевалье де Ламарк (фр. Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, chevalier de Lamarck; 1 августа 1744 – 18 декабря 1829) – французский учёный-естествоиспытатель.

4 Франческо Реди (итал. Francesco Redi; 18 февраля 1626, Ареццо, Тоскана, Италия – 1 марта 1697, Пиза, Тоскана, Италия) – известный итальянский (тосканский) врач и натуралист. Получил образование в области философии и медицины в Пизе. Служил главным медиком Тосканского двора при герцоге Фердинандо II Медичи и главным фармацевтом герцогства.

Код для цитирования: Скопировать