Teadlastel kulus meie planeedil toimuvate protsesside selgitamiseks sadu aastaid. Teadmised kogunesid järk-järgult, kasvas teoreetiline ja faktiline materjal. Tänapäeval õnnestub inimestel paljudele loodusnähtustele seletus leida, nende kulgu sekkuda, muuta või suunata.
Samuti polnud kohe selge, millist rolli mängib elusmaailm kõigis looduse mehhanismides. Vene filosoof, biogeokeemik V. I. Vernadsky suutis aga luua teooria, mis sai aluseks ja jääb selleks tänapäevani. Just tema selgitab, mis on kogu meie planeet, millised on suhted kõigi sellel osalejate vahel. Ja mis kõige tähtsam, just see teooria annab vastuse küsimusele elusolendite rollist planeedil Maa. Seda nimetati Maa biosfääri ehituse teooriaks.
Biosfäär ja selle struktuur
Teadlane tegi ettepaneku nimetada biosfääriks kogu elava ja eluta ala, mis on tihedas kontaktis ja ühistegevuse tulemusena.tegevus aitab kaasa looduse teatud geokeemiliste komponentide tekkele.
See tähendab, et biosfäär hõlmab järgmisi Maa struktuuriosi:
- atmosfääri alumine osa osoonikihini;
- kogu hüdrosfäär;
- litosfääri ülemine tase – pinnas ja selle all olevad kihid, kuni põhjavesi (kaasa arvatud).
See tähendab, et need on kõik piirkonnad, mis võivad asustada elusorganismidega. Kõik need omakorda esindavad kogu biomassi, mida nimetatakse biosfääri elusaineks. See hõlmab kõigi looduskuningriikide esindajaid, aga ka inimest. Elusaine omadused ja funktsioonid on biosfääri kui terviku iseloomustamisel määravad, kuna see on selle põhikomponent.
Kuid lisaks elavatele on veel mitut tüüpi aineid, mis moodustavad vaadeldava Maa kesta. Need on sellised:
- biogeenne;
- inertne;
- biokoks;
- radioaktiivne;
- kosmiline;
- vabad aatomid ja elemendid.
Seda tüüpi ühendid kokku moodustavad biomassi keskkonna ja selle elutingimused. Samal ajal on looduskuningriikide esindajatel endil märkimisväärne mõju nende ainete paljude tüüpide tekkele.
Üldiselt on kõik näidatud biosfääri komponendid looduse kokkuvõtvate elementide kogumass. Just nemad astuvad tihedasse koostoimesse, viies läbi energia, ainete tsüklit, kogudes ja töötledes paljusid ühendeid. Põhiüksus on elusaine. Elusaine funktsioonid on erinevad,kuid kõik on planeedi loomuliku seisundi säilitamiseks väga olulised ja vajalikud.
Biosfääri doktriini rajaja
See, kes lõi "biosfääri" kontseptsiooni, arendas selle välja, struktureeris ja paljastas selle täielikult, tal oli erakordne mõtlemine, võime analüüsida ja võrrelda fakte ja andmeid ning teha loogilisi järeldusi. Omal ajal sai selliseks inimeseks V. I. Vernadsky. Suurmees, loodusteadlane, akadeemik ja teadlane, paljude koolkondade rajaja. Tema töödest on saanud põhivundament, millele on rajatud kõik teooriad siiani.
Ta on kogu biogeokeemia looja. Tema teene on Venemaa (tollal NSV Liidu) maavarade baasi loomine. Tema õpilased olid kuulsad tulevased teadlased Venema alt ja Ukrainast.
Vernadski ennustustel inimeste domineeriva positsiooni kohta orgaanilise maailma süsteemis ja biosfääri muutumisest noosfääriks on põhjust täituda.
Elav aine. Biosfääri elusaine funktsioonid
Nagu me eespool juba märkisime, loetakse Maa vaadeldava kesta elusaineks kõikidesse looduskuningriikidesse kuuluvate organismide kogum. Inimesed on kõigi seas erilisel positsioonil. Selle põhjused olid:
- tarbija positsioon, mitte tootmine;
- meele ja teadvuse arendamine.
Kõik teised esindajad on elav aine. Elusaine funktsioonid töötas välja ja osutas Vernadski. Ta määras organismidele järgmise rolli:
- Redox.
- Destruktiivne.
- Transport.
- Keskkonda kujundav.
- Gas.
- Energia.
- Teabe.
- Keskendumine.
Biosfääri elusaine põhifunktsioonid on gaas, energia ja redoks. Kuid ka ülejäänud on olulised, pakkudes keerukaid interaktsiooniprotsesse planeedi elava kesta kõigi osade ja elementide vahel.
Vaatame iga funktsiooni üksikasjalikum alt, et mõista, mida täpselt mõeldakse ja mis on sisuliselt.
Elusaine redoksfunktsioon
Avaldub ainete arvukates biokeemilistes muundumistes igas elusorganismis. Lõppude lõpuks esineb reaktsioone kõigil, alates bakteritest kuni suurte imetajateni. Selle tulemusena muutuvad mõned ained teisteks, mõned lagunevad komponentideks.
Selliste protsesside tulemuseks biosfääri jaoks on biogeense aine moodustumine. Milliseid ühendeid võib näiteks tuua?
- Karbonaatkivimid (kriit, marmor, lubjakivi) – molluskite, paljude teiste mere- ja maismaaelanike elutegevuse saadus.
- Räniladestused on sajandeid kestnud reaktsioonide tulemus ookeanipõhjas asuvates karpides ja loomade kestades.
- Süsi ja turvas on taimedega toimuvate biokeemiliste muutuste tulemus.
- Nafta ja teised.
Seetõttu on keemilised reaktsioonid aluseks paljude inimesele ja loodusele kasulike ainete tekkele. See on elusaine funktsioon biosfääris.
Keskendumisfunktsioon
Kui me räägime aine selle rolli mõiste avalikustamisest, siis tuleks välja tuua selle lähedane seos eelmisega. Lihtsam alt öeldes on elusaine kontsentratsioonifunktsioon teatud elementide, aatomite, ühendite kogunemine kehasse. Selle tulemusena tekivad just ülalmainitud kivimid, mineraalid ja mineraalid.
Iga olend on võimeline endasse akumuleerima mõningaid ühendeid. Selle raskusaste on aga igaühe jaoks erinev. Näiteks süsinikku kogub igaüks endasse. Kuid mitte iga organism ei suuda kontsentreerida umbes 20% rauast, nagu seda teevad rauabakterid.
Võib tuua veel mitmeid näiteid, mis selgelt illustreerivad elusaine funktsiooni.
- Diatomid, radiolaariaanid – räni.
- Roosteseened – mangaan.
- Paistes lobeelia taim – kroom.
- Solyanka taim - boor.
Lisaks elementidele on paljud elusolendite esindajad võimelised pärast suremist moodustama terveid ainete komplekse.
Aine gaasifunktsioon
See roll on üks peamisi. Gaasivahetus on ju kõigi olendite jaoks elutekitav protsess. Kui rääkida biosfäärist tervikuna, siis elusaine gaasifunktsioon saab alguse taimede tegevusest, mis fotosünteesi käigus püüavad kinni süsihappegaasi ja eraldavad piisavas koguses hapnikku.
Milleks piisab? Kõigi nende elu eestolendid, kes ei ole võimelised seda ise tootma. Ja need on kõik loomad, seened, enamik baktereid. Kui rääkida loomade gaasifunktsioonist, siis see seisneb hapniku tarbimises ja süsinikdioksiidi eraldumises hingamise käigus keskkonda.
See loob üldise tsükli, mis on elu aluseks. Teadlased on tõestanud, et paljude aastatuhandete jooksul on taimed ja muud elusolendid suutnud planeedi atmosfääri täielikult moderniseerida ja enda jaoks kohandada. Juhtus järgmine:
- hapniku kontsentratsioon on muutunud eluks piisavaks;
- on tekkinud osoonikiht, mis kaitseb kogu elu kahjuliku kosmilise ja ultraviolettkiirguse eest;
- õhu koostisest on saanud see, mida enamik olendeid vajab.
Seetõttu peetakse biosfääri elusaine gaasifunktsiooni üheks kõige olulisemaks.
Transpordifunktsioon
See tähendab organismide paljunemist ja asustamist erinevatel territooriumidel. Olendite põhilist levitamist ja transportimist reguleerivad teatud ökoloogilised seadused. Nende sõnul elab iga isend oma elupaiga. Samuti on konkurentsisuhteid, mis viivad uute territooriumide asustamise ja arendamiseni.
Seega on elusaine funktsioonideks biosfääris taastootmine ja asend, millele järgneb uute tunnuste moodustumine.
Destruktiivne roll
See on veel üks oluline funktsioon, mis on omane biosfääri elusolenditele. See seisneb võimes laguneda lihtsateks aineteks pärast suremist, st elutsükli peatamist. Kuni organism elab, on selles aktiivsed keerulised molekulid. Kui surm saabub, algavad destruktureerimisprotsessid, lagunemine lihtsateks koostisosadeks.
Seda viib läbi spetsiaalne olendite rühm, keda nimetatakse detritivooriteks või lagundajateks. Nende hulka kuuluvad:
- mõned ussid;
- bakterid;
- seened;
- algloomad ja teised.
Keskkonda kujundav funktsioon
Elusaine põhifunktsioonid oleksid puudulikud, kui me ei näitaks keskkondade teket. Mida see tähendab? Oleme juba juhtinud tähelepanu sellele, et evolutsiooniprotsessis olevad elusolendid on loonud endale atmosfääri. Nad tegid sama ka keskkonnaga.
Kobestades ja küllastades maapinda mineraalsete ühendite, orgaanilise ainega, lõid nad eluks sobiva viljaka kihi – mulla. Sama võib öelda ka ookeanide ja merede vee keemilise koostise kohta. See tähendab, et elusolendid moodustavad iseseisv alt endale elukeskkonna. Siin avaldub nende keskkonda moodustav funktsioon biosfääris.
Elusaine informatiivne roll
See roll on tüüpiline elusorganismidele ja mida kõrgem alt see on arenenud, seda suuremat rolli see informatsiooni kandja ja töötlejana mängib. Mitte ükski elutu objekt ei ole võimeline mäletama, alateadvusesse "salvestama" ja seejärel taasesitama igasugust teavet. Seda saavad teha ainult tundlikud olendid.
See pole niiainult võime rääkida ja mõelda. Teabefunktsioon hõlmab teatud teadmiste ja tunnuste kogumite säilitamise ja edastamise nähtust pärimise teel.
Energiafunktsioon
Energia on kõige olulisem jõuallikas, tänu millele eksisteerib elusaine. Elusaine funktsioonid avalduvad eelkõige võimes töödelda biosfääri energiat erinevateks vormideks, alates päikeseenergiast kuni soojus- ja elektrienergiani.
Keegi teine ei saa niimoodi koguda ja muuta Päikese kiirgust. Esimene link siin on muidugi taimed. Just nemad neelavad päikesevalgust otse kogu roheliste kehaosade pinn alt. Seejärel muudavad nad selle loomadele kättesaadavate keemiliste sidemete energiaks. Viimased tõlgivad selle erinevatesse vormidesse:
- termiline;
- elekter;
- mehaaniline ja teised.
