ГоловнаЕкологіяЗагальна екологія → 
« Попередня Наступна »
Легушс Е.Ф.. Лекції з екології / Уфа: УГАТУ, кафедра Безпеки виробництва та ПРОМЕКОЛОГІЯ. - 148 с., 2010 - перейти до змісту підручника

III. Біогенна міграція хімічних елементів і біогеохімічні принципи.

За Вернадським, робота живої речовини в біосфері може проявлятися в двох основних формах:

* хімічної (біохімічної) - I рід геологічної діяльності;

* механічної - II рід такої діяльності.

Геологічна діяльність I роду - побудова тіла організмів і перетравлення їжі, - звичайно, є більш значною. Класичним стало функціональне визначення життя, дане Фрідріхом Енгельсом: "життя є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з навколишнім їх зовнішньою природою, причому з припиненням цього обміну речовин припиняється і життя".

Зараз з'явилася можливість обчислити швидкість цього обміну. Так, за даними Л. Н. Тюрюканова, в пшениці, наприклад, повна зміна атомів відбувається для фосфору за 15 діб, а для кальцію - в 10 разів швидше: за 1,5 доби! Власне кажучи, постійний обмін речовин між живим організмом і зовнішнім середовищем і обумовлює прояв більшості функцій живої речовини в біосфері, які ми розглянемо і цій частині книги. За підрахунками біолога П.Б.Гофмана-Кадошнікова, протягом життя людини через його тіло проходить 75 т води, 17 т вуглеців, 2,5 т білків, 1,3 т жирів. Тим часом за геохімічному ефекту своєї фізіологічної діяльності людина аж ніяк не найважливіший вид різнорідного живої речовини біосфери. Геохімічний ефект фізіологічної діяльності організмів обернено пропорційний їх розмірами, і найбільш значущою виявляється діяльність прокариотов - бактерій і ціанобактерій.

Велике значення має також кількість пропускається через організм речовини. У цьому відношенні максимальний геохімічний ефект на суші мають грунтоеди, а в океані-ілоедов і фильтратори. Ще Чарлз Дарвін підрахував, що шар екскрементів, що виділяються дощовими черв'яками на родючих грунтах Англії, становить близько 5 мм на рік! Таким чином, грунтовий пласт потужністю в 1 м дощові черв'яки повністю пропускають через свій кишечник за 200 років. В океані з дощовими хробаками по "пропускної здатності" можуть конкурувати їхні близькі родичі, представники того ж типу кільчастих хробаків-поліхети, а також ракоподібні. Досить 40 примірників полихет на 1 м2, щоб поверхневий шар донних опадів потужністю в 20 - 30 см щорічно проходив через їх кишечник. Субстрат при цьому істотно збагачується кальцієм, залізом, магнієм, калієм і фосфором у порівнянні з вихідними мулами.

Копроліти (викопні рештки екскрементів) відомі в геологічних відкладеннях, починаючи з ордовика, однак безперечно, що більшість їх при геологічних описах не враховується. Відбувається це через слабку вивченості питання і через відсутність діагностичних ознак для визначення копролітів.

Тим часом в донних відкладеннях сучасних водойм фекальні грудочки безхребетних поширені дуже широко і нерідко є основною частиною осаду. У південній Атлантиці, наприклад, мули майже без остачі складаються фекаліями планктонних ракоподібних, а по берегах Північного моря донні опади, утворені фекаліями мідій, мають потужність до 8 м.

біогенна міграція атомів II роду - механічна - чітко проявляється в наземних екосистемах з добре розвиненим грунтовим покривом, що дозволяє тваринам створювати глибокі укриття (гніздові камери термітів, наприклад, розташовані на глибині 2 - 4 м від поверхні).

Завдяки викидам землероев, у верхні шари грунту потрапляють первинні не вивітрився мінерали, які, розкладаючись, залучаються до біологічний кругообіг. Недарма відомий геолог Г.Ф.Мірчінк (1889 - 1942) називав бабака-тарбагана "кращим геологом Забайкалля" - його нори оточені "колекціями" гірських порід, здобутих з глибини кількох метрів!

Поняття "нора" і "гніздо" зазвичай асоціюються у нас з гризунами та птахами. Тим часом биогенная міграція атомів II роду поширена не тільки в наземних, але і в морських екосистемах, і тут її роль, може бути, ще більш значна. На дні моря організми будують собі укриття не тільки в м'якому, але і в скельному грунті. Олігохети і поліхети заглиблюються в грунт на 40 см і більше. Двостулкові молюски зариваються зазвичай неглибоко, але деякі з них - соленіди і міа - риють нори, які досягають глибини кількох метрів. У зоні прибою і на перемивати хвилями піску свердлять скельні породи водорості і губки, бактерії і молюски, поліхети, морські їжаки, рачки.

Свердлувальник з'явилися в далекому геологічному минулому. Сточені ними породи знаходять навіть в докембрійських відкладеннях; і понині вони продовжують свою руйнівну роботу. Свердлячу діяльність молюсків фолад викликає іноді катастрофічні наслідки. Коли в районі Сочі в результаті непродуманого будівництва берег оголився від гальки, він почав відступати зі швидкістю до 4 м на рік. Головним винуватцем руйнування були фолади, які заселили кожен метр скельного берега, складеного глинистими сланцями, і взялися дружно свердлити собі підводні норки. На щастя, був знайдений вихід: берег стали зміцнювати поперечними стінками, а між ними засипати гальку. В результаті свердлильники були знищені, рухома під ударами хвиль галька перемолола їх. А в Західній Європі не менш небезпечну діяльність проводить випадково завезений з Китаю мохнаторукий краб - він проник в багато річки, і, будуючи свої нори, підриває берега і руйнує греблі.

До біогенної міграції II роду можна віднести і переміщення самого живого речовини. Сюди відносяться сезонні перельоти птахів, переміщення тварин у пошуках корму, масові міграції тварин. Природно, що всі ці різноманітні форми руху живого викликають і транспортування небіогенного речовини.

"Біогеохімічні принципи" В. І. Вернадського:

* I принцип: "біогенна міграція атомів хімічних елементів у біосфері завжди прагне до максимального свого прояву".

* II принцип: "Еволюція видів у ході геологічного часу, призводить до створення форм життя стійких у біосфері, йде в напрямку, що збільшує биогенную міграцію атомів біосфери" (або в іншому формулюванні: "При еволюції видів виживають ті організми, які своїм життям збільшують биогенную геохімічну енергію ").

* III принцип: "Протягом усього геологічного часу, з кріптозоя, заселення планети повинно було бути максимально можливе для всього живого речовини, яке тоді існувало".

Для Вернадського I біогеохімічний принцип був тісно пов'язаний зі здатністю живої речовини необмежено розмножуватися в оптимальних умовах. "Вихор атомів", який представляє собою життя, за визначенням Жоржа Кюв'є, прагне до безмежної зкспансіі.

Наслідком цього і є максимальний прояв біогенної міграції атомів в біосфері.

II біогеохімічний принцип, по суті, зачіпає кардинальну проблему сучасної біологічної теорії - питання про спрямованість еволюції організмів. За думки Вернадського, переваги в ході еволюції отримують ті організми, які придбали здатність засвоювати нові форми енергії або "навчилися" повніше використовувати хімічну енергію, запасені в інших організмах. У ході біологічної еволюції, таким чином, збільшується "КПД" біосфери в цілому. Чисто математично це показав В. В. Алексєєв, який на основі розрахунків прийшов до наступних висновків: "Еволюція повинна йти в напрямку збільшення швидкості обміну речовиною в системі". І далі: "Стає зрозумілим, чому утворилися ферменти, роль яких полягає в різкому збільшенні швидкостей реакцій, що йдуть за звичайних умов виключно повільно".

II біохімічний принцип Вернадського отримує підтвердження на самому різноманітне емпіричному матеріалі. Так, в 1956 році грунтознавець В. Л. Ковда виклав результати хімічного дослідження більше 1300 зразків золи сучасних вищих рослин. На цьому великому фактичному матеріалі автор дійшов висновку, що (за кількома винятками) зольність рослин зростає від представників давніх таксонів до більш молодим. Ця закономірність - одне з приватних проявів II біогеохімічного принципу. Взагалі ж його прояви в біосфері дуже різноманітні і досить несподівані. Візьмемо інший приклад з області ботаніки.

Магаданський ботанік А. П. Хохряков недавно встановив своєрідну спрямованість еволюції вищих рослин - інтенсифікацію змін органів в ході індивідуального розвитку організму. "Так, на думку Хохрякова, у стародавніх деревовидних плаунів - лепідодендронів-зміні була схильна тільки частина листя. У більш просунутих в еволюційному відношенні рослин - папоротеподібних - опадають також тільки листя, але у них в одиницю часу по відношенню до маси всього тіла змінюється більша частина, ніж у лепідодендронів. У найбільш примітивних голонасінних - саговників - змінах також схильні тільки листя, та й то за винятком підстав. У хвойних періодично змінюються гілки і кора. Нарешті, на прикладі квіткових ми найбільш чітко бачимо перехід від багаторічних форм (дерева та чагарники) до однорічних (трави). Цей же перехід спостерігається і у інших таксонів вищих рослин: серед стародавніх хвощів і плаунів панували деревоподібні форми, а сучасні нам овочі та плавуни - трави; серед папоротей в геологічному минулому було багато деревовидних, а зараз деревовидні папороті вимирають. Така інтенсифікація змін, природно, призводить до посилення біогенної міграції атомів в біосфері. І тут "працює" II принцип ...

III біогеохімічний принцип також пов'язаний зі "всюдностью" або "тиском" життя . Цей фактор забезпечує безупинний захоплення живою речовиною будь-якій території, де можливо нормальне функціонування живих організмів.

« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна "III. Біогенна міграція хімічних елементів і біогеохімічні принципи. "
  1. Круговорот газоподібних і осадових ЦИКЛОВ
    біогенного походження, як і всі підземні гази - продукт розкладання відмерлої органіки; 2. Концентрационная - організми накопичують у тілах багато хімічні елементи, серед яких на першому місці стоїть С - серед неметалів, Са - серед металів. Концентраторами Si є діатомові водорості, I - морські водорості (ламінарія), Р - скелети хребетних тварин; 3.
  2. 7.2. Еволюція видів і біосфери
    биогенной міграції хімічних елементів біосфери і тих правильних (читаємо, законів В. М.), які з цією міграцією пов'язані. Міграцією хімічних елементів називається всяке переміщення хімічних елементів, пов'язане з 1) хімічними процесами, що відбуваються при вулканічної діяльності, вивітрюванні, випарах, опадах і пр. 2) биогенной інтеграцією - силами життя - як характерна
  3. круговорот біогенних елементів та їх модифікацій.
    біогенними). ??Дані елементи або їх з'єднання необхідні для життєдіяльності організмів, їх зростання, розмноження. Елементи, необхідні організмам у великих кількостях носять назву макробіогенние елементи. Це основні - С, N, O, H, і не основні - Ca, Mg, Na, Cl, K. Інші елементи називаються мікробіогенние. Це Fe, Co, I, F, CU, Br, Se, Si, B та ін Відсутність або
  4. Лекція № 6 Біосфера. Біогеохімічні цикли. Ноосфера.
    хімічні цикли.
  5. ЖИВЕ І биокосное РЕЧОВИНА, ЇХ ВЗАІМОВОЗНІКНОВЕНІЕ І ПЕРЕРОДЖЕННЯ У круговерті речовини і.
    біогенний ток атомів, завдяки своєму харчуванню, диханню, розмноження. Тим самим вони забезпечують обмін речовиною між усіма частинами біосфери. (рис. 6.2. стор 155). В основі біогенної міграції атомів в біосфері лежать два біохімічних принципу : * прагнення до максимального прояву, до «всюдности життя»; * забезпечення виживання організмів, що гарантує саму биогенную міграцію
  6. . 8.1. Програмна лекція 8.1. по модулю 8 "Основи неоекології" Геоекологія - як невід'ємна частина неоекології; Забруднення - основні поняття, класифікація, наслідки.
    біогенні 4. вейстогенние (засипка відходами при будівництві, відходи в якості добрив і т.д.); 5.агрогенние (внесення добрив, отрутохімікатів) . г) за спрямованістю зміни хімічного складу ОС: 1.аномаліі концентрації; 2. аномалії виносу. 4.10 Різниця між "техногенними геохімічними аномаліями" і "зонами забруднення". Аномалії агресивні
  7. 8.1.6. Міграція хімічних елементів. "Якість навколишнього середовища".
    біогенні (обумовлені концентрування живих організмів); 4. вейстогенние (пов'язані з поширенням відходів, внесеними відходів як добрив, засипанням відходами при будівництві); 5. агрогенного (пов'язані з особливостями ведення сільського та лісового господарств - внесенням добрив, отрутохімікатів, агротехнічна обробка грунтів);. По спрямованості зміни
  8. Вирахуванням класів (різницею)
    хімічний елемент » . В - клас «метал». В результаті віднімання виходить клас, що складається з хімічних елементів, які не є металами. Властивості віднімання (різниці): А / А = 0 А / ІА = А ІА / А = ІА Операція віднімання (різниці) над класами, обсяги яких знаходяться в різних відносинах: рівнозначність: А / В = В / А = 0 {foto18} Перетин (частковий збіг): А / В = А і ~ | В, В / А = В і "ІА = А / В = А і
  9. 8.1.9 Вплив забруднень на живі організми.
    Біогенного та змішаного (биокосного) походження і складу, необхідні для підтримки життєзабезпечення. Будь-яке антропогенний вплив, що призводять до зміни хімічного складу компонента є геохімічним. Важливим поняттям - терміном є коефіцієнт розподілу. Коефіцієнт розподілу трансформується в: а. коефіцієнт концентрації (у разі збільшення
  10.  РОЛЬ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО У ФОРМУВАННІ СУЧАСНОГО НАВЧАННЯ Про БИОСФЕРЕ.
      біогенної. Сутність вчення В.І. Вернадського укладена у визнанні виняткової ролі «живої речовини», що перетворює вигляд планети. За словами Вернадського, «на земній поверхні немає хімічної сили більш постійно діючої, а тому більш могутньою по своїм кінцевим наслідків, ніж живі організми, взяті в цілому». Саме живі організми вловлюють і перетворять
  11.  5.1 Програмна лекція 5.1 за модулем 5 "Основи неоекології" - Основні закони, закономірності, правила і принципи в екології та неоекології.
      биогенной міграції (Вернадський). Сутність і значення. 33.Закон внутрішньої динамічної рівноваги. Сутність, слідства його дії та значення. 34.Закон генетичного різноманіття. Найбільш важлива сфера застосування. 35.Закон історичної необхідності. Сутність. Специфіка. 36.Закон константності (за Вернадським). 37.Закон кореляції (по Ж.Кювье).
  12.  7.4. Про різнорідності живого і відсталого речовини
      біогенні, володіють цими особливостями. Біохіміки давно називають їх природними білками, вуглеводами і жирами, на відміну від стерически правих білків, вуглеводів, Сахаров і жирів, які легко виходять нами в наших лабораторіях і відповідають неприродним компонентам, стерически правим, в природі невідомим ... »[40, с . 294-295]. У зв'язку з явищем асиметрії в живій речовині висувається
  13.  1.6.2. Распространеие культури шляхом міграцій. Міграціонізму
      міграцією людей - носіїв тієї чи іншої культури. Протягом всієї епохи докласового суспільства міграція була звичайним явищем, причому мігрували найчастіше не просто люди, а соціоісторіческіе організми. Адже соціально-історичні організми цієї епохи були демосоциальной. Він не були нерозривно пов'язані з територією, були мобільними, рухливими. Нерідко для археологів міграції затуляли
  14.  § 2. Відтворення народонаселення
      міграціях. Де не вистачало людей, там дбали про їх розмноженні і закріпачення, тобто прикріплення до
  15.  2.1. Програмна лекція 2.1. по модулю 2 "Основи традиційної екології": Теоретична екологія. Круговороти
      міграції цих елементів. Головне джерело неорганічних катіонів на суші. 2.3. Процес фотосинтезу. 2.3.1. Фотосинтез в загальному розумінні. 2.3.2. Роль процесу фотосинтезу (по Ф.Жолно-Кюрі); 2.3.3. Порівняльна оцінка ролі фотосинтезу в освіті вільного кисню з іншими ісчнікамі кисню. 2.3.4. Хемосинтез. 2.3.5. Фази фотосинтезу. 2.3.6.
  16.  13. Проведіть поділ даного поняття, використовуючи, якщо потрібно, виразу «і т.д.», і «тощо»:
      елемент; 13.23. Окуляри; 13.6. Книга; 13.15. Конституція; 13.24. Годинники; 13.7. Стіл; 13.16. Державна влада; 13.25. Злочин 13.8. Поняття; 13.17. Темперамент; 13.9. Математика; 13.18. Населений
  17.  Кругообігу ВОДИ, вуглецю, азоту, фосфору і сірки.
      хімічному циклі, весь запас води на Землі розпадається і відновлюється за 2 млн. років Кругообіг вуглецю. У кругообігу вуглецю, точніше, найбільш рухомий його форми - вуглекислого газу - чітко простежується його переміщення по трофічних ланцюгах: продуценти, що вловлюють вуглець у складі вуглекислого газу при фотосинтезі, консументи - поглинаючі вуглець у складі органічних
  18.  2.2. Проблемна Лекує 2.1. по модулю 2 "Основи традиційної екології": - Теоретична екологія. Круговороти.
      біогенна речовина (продукти життєдіяльності організмів, осадових породи органічного походження), биокосное речовина (продукти розпаду і переробки гірських порід живими організмами), відсталу речовину (гірські породи магматичного та неорганічного походження, вод, перероблені і видозмінені живими організмами), речовини космічного походження. Особливість
  19.  1.4. Гіпотеза В.І. Вернадського «про умови прояви життя на Землі»
      біогенезу », а« життя завжди було і не мала початку », оскільки« живий організм - ніколи і ніде не походив з відсталої матерії », у зв'язку з чим в історії Землі не було взагалі геологічних епох, позбавлених жізні61. Вернадський вводить поняття живої речовини, підкреслюючи свою позицію натураліста, що спирається на об'єктивні факти науки. Термін «жива речовина» вживався ще Бюффоном в
  20.  Скорочений силогізм - ентимема
      хімічно прості речовини складаються з однорідних атомів Жоден сплав не їсти хімічно проста речовина Жоден сплав не їсти речовина, що складається з однорідних атомів Це умовивід можна представити у вигляді однієї з наступних ентімем: «Жоден сплав не їсти речовина, що складається з однорідних атомів, так як жоден сплав не їсти хімічно проста речовина »- в даній ентимема не сформульована