БИОСФЕРА КАК СИСТЕМА
В современном научном мировоззрении понятие биосферы занимает ключевое место во многих науках, а разработка учения о биосфере неразрывно связана с В. И Вернадским, как если бы он был первооткрывателем биосферы и первым ввел это понятие научный оборот. Между тем еще в 1695 г. Английский философ и естествоиспытатель Д. Вудворд первым высказал мысль о наличии каких-то общих закономерностей, управляющих взаимодействием живых организмов, и роли их в образовании окаменелостей. Затем, в 1749 г. Ж. Бюффон развил и конкретизировал идеи о роли жизни в геологических процессах. В 1786 г. Ф. Вик д*Азир писал о проникновении живых организмов во все живые оболочки и о том, что они буквально наполняют их и активно влияют на происходящие в них процессы. В 1802 г. Ж. Б. Ламарк в книге «Гидрогеология» высказал гипотезу об органическом происхождении горных пород. В середине XIX века (1845 г.). А Гумбольдт привел много фактов в доказательство взаимодействия живых организмов с теми земными оболочками, в которых они проникают. В 1875 г. геолог Э. Зюсс предложил термин «биосфера», подразумевая под ней сферу, занятую на Земле живыми телами. Э. Зюсс при этом настойчиво подчёркивал, что в этой сфере постоянно протекают процессы взаимодействия живого с разнообразными сторонами неживой природы.
Ближайшим предшественником В. И. Вернадского был В. В. Докучаев(1846-1903), вскрывший биогеографические закономерности распределения живых организмов на Земле. Его учение о зональности и ее причинах является одним из основных биогеографических законов. Причины зональности В. В. Докучаев видел в форме Земли, соотношении суши и водной поверхности, положении относительно Солнца. В результате для различных географических зон характерны различные соотношения теплового баланса, влажности и атмосферного давления. Он выделил следующие пояса:
а) Тепловые пояса
1. Жаркий – в обоих полушариях ограничены годовой изотермой в +20 градусов.
2. Два умеренных – между изотермами +20 и +10
3. Два холодных – температура самого теплого месяца - +10 градусов.
4. Две полярные области – вечный холод (температура всегда ниже нуля)
б) Пояса по атмосферному давлению
1. Экваториальный и два умеренных – зона пониженного давления
2. Два тропических и два полярных пояса – зона повышенного давления.
в) Зональность распределения осадков
1. Влажная тропическая зона (осадков >1000 мм/год)
2. Сухие зоны низких широт – пустыни (0,8 мм/год)
3. Умеренно влажные зоны средних широт (>500 мм/год)
4. Сухие холодные зоны высоких широт(<250 мм/год)
На основе сочетания количества тепла, осадков и величины атмосферного давления на Земле выделяют ряд географических поясов, имеющих специфическую флору, фауну и величину биомассы. Однако стройное учение о биосфере разработано В. И. Вернадским а его многочисленных публикациях, который начали выходить отдельными выпусками с 1940 года и назывались «Проблемы биогеохимии». В 1987 посмертно был издан огромный незаконченный труд «Живое вещество», в котором В. И Вернадский детально разработал учение о биосфере. Новаторство В. И Вернадского проявилось не столько в расширении знаний о сумме явлений, охватываемых биосферой, сколько в осознании системного характера биосферы, ее целостности и структурной организованности. Не употребляя понятие «система», он тем не менее понимал жизнь не как существование суммы единичных живых организмов, а как существование целостной совокупности организмов. Он детально рассмотрел связи химизма организмов разных систематических уровней и экологической характеристики. Оценивая роль организмов в геологических процессах, В. И. Вернадский показал, что все это, в сущности, образует структуру биосферы как целостной системы.
В морфологическом аспекте биосфера представляет собой совокупность разнокачественных подсистем. В функциональном отношении – это совокупность отношений между компонентами биосферы. Биосфера – не биологическое, геологическое или географическое понятие, биосфера – понятие биогеохимическое. Она является одним из основных структурных компонентов организованности нашей планеты и околоземного космического пространства, сферой, в корой осуществляются биоэнергетические процессы и обмен веществ вследствие деятельности жизни. В своих лекциях по геохимии. Прочитанных в 1923 г. В Париже, В. И Вернадский подразделял природные тела на живые, косные и биокосные. Живое вещество он назвал наиболее высоко организованной частью материи на Земле. Жизнь – самый выдающийся процесс на поверхности Земли, вводящий в движение едва ли не все химические элементы. И в то же время она зависит от планетарных и космических факторы, составляющих среду ее деятельности. Отметив, что Земля как космическое тело не является шаром, он выделил наиболее важные в этом отношении планетарные факторы:
а) Северная полярная полуось на 70-100 км длиннее южной, поэтому полярное сжатие северного полушария меньше южного;
б) Суша в северном полушарии занимает 39% площади, в южном – 19%;
в) Большая часть суши Северного полушария – молодые платформы (возникли в палеозойском и мезозойском горообразовании). 70-90% поверхности суши южного полушария – очень древние платформы;
г) Береговая линия материков Северного полушария сильно изрезана (острова, полуострова, фиорды, заливы). На долю островов приходится 24-39% от площади материков. В южном полушарии на долю островов приходится 1-2% площади суши;
д) В северном полушарии пояс молодых гор (Апеннины, Альпы, Кавказ) протянулся с запада на восток. В южном ничего подобного нет. Асимметрия в соотношении суши и водной поверхности приводит к асимметрии климатических условий;
е) В северном полушарии климат более континентальный, в южном – морской. Разность температур самого жаркого и самого холодного месяцев в северном полушарии – 14 градусов, в южном – 6 градусов;
ж) Вечная мерзлота на Земле составляет 21 млн км2 (114% всей суши). В северном полушарии в основном, морское оледенение (20 млн. км2), в южном – континентальное (1 млн км2).
Вследствие указанной асимметричности нашей планеты наблюдается неравномерность в количественно, экологическом и видовом разнообразии растений и животных, обитающих в различных областях.
Поскольку основу всех цепей питания составляют растения, распределение фитомассы на суше является очень важным показателем состояния остальных компонентов живого. В свою очередь, растительный покров участков суши напрямую зависит от климата, характера почвы, количества осадков и др. географических факторов. Так, например:
1. Для зоны арктических пустынь (Канада, Гренландия, Шпицберген) характерны сухой климат, вечная мерзлота, холодовое выветривание, фитомасса – 50 ц/га;
2. Для тундры характерен суровый приморский влажный (осадков 200-400 мм/год) климат, вечная мерзлота, фитомасса – 40-280 ц/га;
3. Для тайги характерен более мягкий климат, подзолистые почвы, осадков 300-700 мм/год, фитомасса – 3000-5000 ц/га;
4. Для смешанных и широколиственных лесов присущ еще более мягкий климат, дерново-подзолистые и бурые лесные почвы, осадков 1-1,5 тысяч мм/год, фитомасса – 3000-5000 ц/га;
5. Для тропических саванн характерна резкая смена сухого и влажного сезонов, фитомасса – 500-1500 ц/га;
6. Для влажных экваториальных лесов с их благоприятным климатом присуще наибольшее видовое разнообразие животных и растений и максимальная фитомасса – 10000-17--- ц/га.
При рассмотрении зонального распределения растительности на материках выясняется, что именно растения составляют 99% общей биомассы; фитомасса резко падает к полюсам. Растительность отсутствует в зонах материкового оледенения (Антарктида), а в приэкваториальной зоне она самая разнообразная в видовом отношении и имеет наибольшую фитомассу. Это сказывается на фауне. В итоге выясняется неравномерное распределение живого вещества на материках.
Аналогичная закономерность распределения живых организмов присуща и Мировому океану. Океан – колыбель биосферы. В нем содержатся в виде ионов все элементы таблицы Менделеева. В 1 кг Н2О – 35 г растворенных веществ (соленость морской воды 35%о): Na, Mg, Ca, Cl, C, S, N, P, Si…
На долю Мирового океана приходится 362 млн. км2 (94% всех вод гидросферы, без ледников и паров воды).
В нем распространены 10 тыс. видов растений (водоросли: сине-зеленые – 2 тыс., красные – 2,5 тыс., зеленые – 5 тыс.), 160 тыс. видов животных (моллюски – 80 тыс. видов, ракообразные – 20 тыс., простейшие – 15 тыс., кишечнополостные – 9 тыс., рыбы – 6 тыс., рептилии и млекопитающие – 100 видов, птицы – 240 видов). Все морские организмы крайне разнообразны по размерам.
Табл. 6
Сравнительная характеристика материков и Мирового океана
| Сравниваемые среды Признаки | Материки | Мировой океан |
| Химический состав | Оксиды Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Ведущий элемент – О (47,3% всей коры). 92% объёма коры. | Растворы ионов: Na+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO -,CO32- Мало: N, P, Si. |
| Кора и слагающие ее породы | Континентальная, мощная. Породы близкие к гранитам 80% древних осадочных. Мало Mg, Fe | Океаническая, базальтовые породы вулканического происхождения. Молодые осадочные породы. Много Mg, Fe |
| Биомасса (относительные числа) | ||
| Преобладает | Фитомасса (99%) | Зоомасса |
| Характер распределения биомассы | Широтная зональность ярко выражена: - Антарктида, - Приэкваториальная зона | Широтная зональность менее выражена: - Антарктида, - Субарктика |
Главные группы:
а) Бентос (греч. глубинный) – фитофаги, зоофаги, детритофаги.
б) Нектон (греч. плавающий) – головоногие моллюски, рыбы, рептилии, млекопитающие;
в) Планктон (греч. парящий) – фитопланктон (одноклеточные водоросли), зоопланктон (мелкие ракообразные, простейшие животные).
г) Плейстон (греч. плавать на корабле) – физалия.
Весь Мировой океан – едина система: продуценты – водоросли (в планктоне, в толще воды). Фитопланктон насыщает воду кислородом (О2). Далее фитофаги (зоопланктон, моллюски). Зоофаги (рыбы, рептилии, птицы, млекопитающие, головоногие моллюски). Общая биомасса – 300 млрд. тонн, продуктивность – 4,3* 1011 т*год.
В зональном отношении биомасса Мирового океана также распределена неравномерно. Ее максимум (2/3 мирового улова рыбы) приходится на субарктический и умеренный пояса; средние значения – в приэкваториальной зоне с небольшим подъёмом на экваторе и абсолютный минимум в районе Антарктиды.
Таким образом, жизнь в Мировом океане есть везде, но ее «сгущения» наблюдаются неравномерно.
Неоднородность горизонтального строения биосферы отражает неоднородность нижележащих оболочек Земли и, следовательно, есть результат предшествующей геологической истории нашей планеты, а не только ее современного состояния. Биосфера формировалась и существует в пространстве и времени. В целом лишь 0,00013 часть общей массы живого вещества падает на Мировой океан, остальная же подавляющая его часть распределена в пределах суши. На суше фитомасса превышает зоомассу почти в 100 раз; в океане соотношение фитомассы и зоомассы колеблется в разных его зонах, но всегда преобладает зоомасса, т.к. она определяется размерами животного населения океана.
В атмосфере, оболочке, граничащей с Космосом, этим царством фотонов, быстрых электронов, космической пыли, пронизанной мощным источником энергии – солнечной радиаций, живое вещество представлено меньше всего. В верхнем слое атмосферы (ионосфере) происходит ионизация атомов, диссоциация молекул газа. Ее газовый состав: N2, O2, O3, CO2, при максимальной концентрации O3 (озона). Кислород и углекислый газы имеют органогенное происхождение. Источников кислорода являются растения, углекислого газа –растения и животные, в незначительном процессе присутствует углекислый газ, выделяемый корой в ходе происходящих в ней химических реакций. В последнее время количество диоксида имеет тенденцию неуклонно возрастать за счет техногенных выбросов.
Проникая во все оболочки Земли, биосфера тем не менее занимает небольшое пространство. Так, в атмосфере аэропланктон сосредоточен преимущественно в пределах нижних 10-12 км (в тропосфере) и может заходить в нижние слои стратосферы до 20-22 км над поверхностью Земли. В гидросфере жизнь распространяется до 8-11 км в глубоководных впадинах, в литосфере – не глубже 2-3 км. В итоге можно сказать, что максимальной толщины слой биосферы теоретически может достигать 30-32 км. Фактически же мощность биосферы в областях суши редко превышает 10-15 км. Это тончайшая пленка сравнительно с размерами планеты и тем более с космическими масштабами. Однако она чрезвычайно глубоко влияет на все процессы, происходящие на Земле и в околоземном пространстве.
Представления о пространственном объёме биосферы может быть дополнено ее количественными характеристиками. Так, по современным представлениям, общий вес живого вещества составляет приблизительно 2,4 триллиона тонн. Если эту величину принять за единицу. То масса атмосферы в 2146 раз больше массы биосферы; масса гидросферы – в 602500 раз, а масса литосферы в 1670000 раз превышает ее. В целом масса всей планеты Земля – 5,98*109 триллионов тонн, то есть примерно в два миллиарда раз больше массы живого вещества.
Итак, биосфера составляет ничтожную плёнку жизни на Земле и тем более в Космосе. И в то же время она очень сложна. В этом залог ее организованности. Жизнь представлена клетками, организмами, надорганизменными объединениями. В чем причина одновременного присутствия в биосфере различных интегративных уровней организации живой материи? В чем причина, и какова последовательность их появления? Ответы на эти вопросы пока еще имеют гипотетический характер. Известно, что целостность любых открытых неравновесных систем поддерживается с помощью прямых и обратных связей. Там, где происходит перераспределение информации, принцип обратной связи оказывается одним из самых действенных. Но его действие не мгновенно. Скорость действия обратной связи ограничена конкретными параметрами системы, в границах которой обратная связь и осуществляется. Если обратная связь задерживается, то ее эффект может совсем не проявиться. Механизм поддержания целостности системы исчезнет. В этом случает неизбежно возникновение системы нового интегративного уровня.
Ранняя (архейская) биосфер Земли была пространственно однородной и структурно обедненной по сравнению с современной. Она делала свои первые шаги в первичном океане и включала лишь два структурных компонента – живое и косное вещество. Для появления биокостного вещества необходимо взаимодействие этих компонентов, а при вялости реакций в доактуалистической биосфере – длительное время. Протобионты, скорее всего, представляют собой молекулярные вирусоподобные ансамбли. Распространяясь в пределах Мирового океана по разным экологическим средам, живое вещество в конце-концов заполнило их до отказа и образовало равновесную биосферу. Прохождение прямых и обратных связей в этой системе было крайне медленным, что угрожало гибелью системы. Ограничение пути действия принципа обратной связи как единственный способ перехода в неравновесное состояние привело к образованию клеточных структур. На молекулярно-клеточном уровне регуляция осуществляется с помощью кибернетических систем генов – модификаторы, включающих механизмы и катализаторы биохимических реакций, и генов-супрессоров, подавляющих эти реакции. Клетки первоначально проявляли себя как самостоятельные организмы и между ними стали проявляться законы популяционных отношений. В геохронологической летописи подтверждением справедливости этого тезиса являются следы деятельности строматолитов, первичных симбиогенных систем.
Многоклеточные организмы возникли только тогда, кода клетки усложнились настолько, что дальнейшее проявление принципа обратно связи использовало значительные затруднения из-за их сложности и бесконечно большого количества.
На уровне многоклеточных организмы, при общем сохранении биохимических процессов, интегративные механизмы изменяются. В процессе роста – это эмбриональные корреляции; в процессе жизнедеятельности и старения – обменные регуляции гуморального и нервно-гуморального типа. Плодотворность приложения принципа обратной связи в интегративных системах этого уровня общеизвестна.
Возрастание многообразия компонентов биосферы способствовало образованию надорганизменных объединений популяционного и биогеоценотического типа. В пределах этого интегративного уровня организации живой материи в роли формообразующего фактора выступает естественный отбор. Колоссальное значение имеет геохимическая энергия процессов круговорота и миграции химических элементов, энергетический баланс. Все эти факторы являются решающими во взаимном приспособлении разных видов друг к другу и к среде жизни.
Итак, конечная скорость действия обратной связи является основным фактором в ограничении систем и возникновении структурных уровней. Запаздывание обратных связей делает систему неустойчивой и создает необходимость перехода к новому структурному состоянию материи, при котором начинает действовать иная система обратных связей.
Таким образом, в структурном отношении тонкая пленка жизни нашей планеты чрезвычайно сложна, неоднородна в пространственно-временном аспекте. Она активно взаимодействует с окружающей средой, изменяется сама, изменяет эту среду.
Функциональная характеристика биосферы анализирует ее проявление как планетарной и космической системы. Как космическое тело биосфера использует энергию Солнца, переводит ее в ходе фотосинтеза в энергию химических связей единственно доступную форму энергии для всего живого. По выражению К. А. Тимирязева, «Зленое растение – истинный Прометей, укравший огонь с неба». В этом сопряжены и космическая и планетарная функция биосферы.
Биосфера испытывает на себе воздействие космических факторов. Эту зависимость исследовал основатель гелиобиологии А. Г. Чижевский (1897-1964). В результате сопоставлений многолетних документов о различных исторических событиях и изменениях активности Солнца, он выявил, что эпидемии, социальные потрясения (войны, революции, голод) проявляются в ритме Солнца, в годы повышенной активности нашего светила. Это связано с проникновением в атмосферу Земли заряженных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. Попав в атмосферу Земли, они, соударяясь, порождают каскад новых частиц. Каждую секунду из Космоса на площадку 1м2 прилетает более 10 тысяч таких частиц.
Цитоплазма живых клеток содержит много ионов. При воздействии на них космических частиц нарушаются клеточные биофизические процессы. Все это отрицательно сказывается на состояние организмов и порождает различные отклонения в их деятельности.
В свою очередь, биосфера воздействует на ближайший Космос, выделяя в него тепловую энергию, некоторые газы, а в настоящее время загрязняя ее «мусором», оставшимся от космических аппаратов.
Активно изменяет биосфера и планетарные условия своего существования, как уже отмечалось, кислород и углекислый газ современной атмосферы имеют органогенное происхождение. Образование озонового экрана является следствием накопления в атмосфере кислорода и ограничивает приток УФ – лучей на Землю. В результате внешняя среда оказалась энергетически беднее по сравнению с внутренней средой клеток и многоклеточных организмов. Это, в свою очередь, привело к активизации биохимических процессов в той их части, которая ведет к запасанию энергии и т.д. Значит, живые системы – космические тела н е только по происхождению, но и по сущности. Высокая активность живого вещества объясняется тем, что оно носитель свободной энергии.
Как целостная система биосфера постоянна в химическом, энергетическом отношении.
В то же время, в ходе ее эволюции компоненты ее чрезвычайно изменчивы. Так, в кайнозое вымерло много видов, но оставшиеся оказались морфологически и, главное, энергетически более совершенными. Их стало меньше (№% от количества всех прежних видов), а общий баланс и геохимические функции биосферы не изменились. В биосфере проносится вихрь вещества и энергии, возникает особая биогеохимическая энергия. Ее создают организмы. Из прошлых периодов она доходит до нас в виде горючих полезных ископаемых.
Биосфера участвует в образовании осадочных и метаморфических горных пород. Например, магматические породы, выходя на поверхность, подвергаются в биосфере выветриванию. Продукты выветривания с помощью ветра и воды скатываются в пониженные места рельефа и дальше – в моря, образуя осадочные породы. В их есть и органические компоненты. Под действием высокого давления они погружаются вглубь планеты, переплавляются – метаморфизируются.
При последующем выходе на поверхность они вновь подвергаются выветриванию с участием микроорганизмов и т.д. Так, в течение веков, происходит глобальный геохимический цикл, в котором участвует и биосфера. Главный поставщик энергии – Солнце, а биосфера – главный накопитель (конденсатор, аккумулятор) и преобразователь (трансформатор) этой энергии.
Деятельность биосферы накладывает отпечаток на химический и минеральный состав осадочных пород. Гранитная оболочка Земли – область былых биосфер.
Закон превращения и сохранения вещества и энергии на Земле проявляется при активном участии биосферы.
В энергетических процессах в биосфере решающая роль принадлежит Солнцу: «Большая часть материи в биосфере находится в неустанном движении – миграциях и образует обратные и замкнутые циклы, всегда возобновляющиеся и тождественные. Они возобновляются на поверхности энергией Солнца, поглощенной живым веществом, а в глубинах – атомной энергией, обусловленной радиоактивный м распадом» (Вернадский).
Земля получает 5*10-20 долю общей энергии Солнца.
Это составляет 5,42 1024 Дж/год.
33% - отражаются облаками, атмосферой, сущей (альбедо – отраж Е).
67% - поглощаются атмосферой и земной поверхностью, в дальнейшем она частично рассеивается в Космос.
Поглощенная (675) энергия расходуется на создание температурного режима (465), на испарение воды (235), отражается в виде тепла (30 %), на движение газов атмосферы – ветер (о,2%), на фотосинтез (0,8).
С помощью солнечной энергии осуществляется малый (геологический) круговорот воды. Большой круговорот протекает с участием биосферы и на него затрачивается часть той энергии солнца, которая расходуется на фотосинтез.
При этом учитывается деятельность растений: всасывание из почвы, транспирация в атмосферу.
В Швеции 1 га елового леса испаряет 4 тыс. м3 Н2О в год (эквивалентно осадкам – 320 мм/год).
Особенно же велика роль фотосинтеза в аккумуляции и преобразовании энергии и вещества на Земле. В него вовлечено много воды и мало солнечной энергии. Геохимический же эффект за год огромен:
Потребляется – 480 млрд. тонн вещества;
Образуется: 248 млрд тонн О2 и 238 млрд. тонн органических веществ;
Вовлекаются в круговорот: N – 1 млрд тонн,
P – 260 млрд тонн,
S – 200 млрд тонн.
Итого: за 10 лет все растения перерабатывают количество воды равное всей гидросфере.
За 6-7 лет поглощается весь СО2 атмосферы.
За 3-4 тысячи лет обновляется весь О2 атмосферы.
Всего за время существования биосферы (4млрд. лет) воды Мирового океана прошли через фотосинтез 300 раз, О2 обновлялся 1 млн раз.
Эта огромная планетарная работа зеленых растений выполняется за счет космической энергии. В этом космическая роль зеленых растений.
Потребителями органического вещества (энергии химических связей) являются консументы. Затем происходит редукция вещества.
Количество биомассы приобретает тенденцию к определенному постоянству. Это основа стабильности биосферы.
Напряженность жизни в биосфере выражается в росте и размножении организмов, что порождает рост численности, разнообразия и увеличения биомассы, а, следовательно, рост темпов метаболизма. В процесс вовлекаются химические элементы. Значит, скорость роста, характер метаболизма связаны с круговоротом химических элементов в биосфере.
Энергия Солнца а биосфере постоянно превращается в биогеохимическую энергию размножения живого вещества. Энергия размножения вызывает расширение массы живого вещества. Это ведет к расширению самой биосферы, постоянно повышает энергетический потенциал живого вещества в механизме планеты. Вся планета «затопляется» живым веществом определенного вида в очень небольшой отрезок времени, что теоретически могло бы привести к падению разнообразия компонентов биосферы, а значит, к снижению ее перспективы на сохранение. В реальности этого не происходит, так как в биосфере существует механизм поддержания ее структурного многообразия. Это борьба за существование, протекающая в форме соревнования за экологическую нишу. Она является препятствием на пути энергии размножения каждого из видов.
В. В Стачинский (1882 – 1942) сформулировал биогеоценологическую концепцию, где был осуществлен синтез представлений об организации и эволюции экосистем с учением о биосфере. Основной постулат В. В Стачинского объясняет невозможность бесконечного разрастания биосферы:
Количество живого вещества в биосфере зависит от количества энергии, которую могут трансформировать автотрофные организмы.
И, далее, биосфера строго организована: каждый биоценоз в биосфере, каждый вид в биоценозе занимает место, обусловленное их энергетической характеристикой. Наконец, энергетические связи в биоценозах и биосфере – результат длительного исторического процесса коэволюции видов.
В итоге можно отметить, что, обладая высочайшей активностью, биосфера является важнейшим биогеохимиским фактором на Земле, этапом эволюции материи не только на нашей планете, но и во Вселенной. Ее основные геохимические функции выделил В. И. Вернадский:
1) Газовая – в ней участвуют все организмы; современная атмосфера биогенна;
2) Кислородная – прерогатива зеленых растений;
3) Окислительная – окисление бедных кислородом соединений осуществляют автотрофные бактерии;
4) Кальциевая – выделение солей кальция; в этом участвуют зеленые водоросли, мхи, бактерии, простейшие животные, моллюски, позвоночные.
5) Восстановительная – создание сульфатов (FeS2) осуществляют серобактерии, утилизирующие сероводород.
6) Концентрационная – накопление C,Si, Fe, K, Ca, Na, Mn, V, и т.д., в этом процессе участвуют все организмы.
7) Минерализация органических веществ – осуществляют различные редуценты (бактерии, грибы).
8) Восстановительное разложение органических веществ – процесс происходит с выделением H2S, CH4, H2; в нем учувствуют бактерии.
9) Метаболизм и дыхание – поглощение СО2, Н2О, минеральных солей, синтез органических веществ; поглощение О2 и выделение СО2; преобразование энергии. Эти функции выполняются всеми живыми телами.
При рассмотрении функции перечисленных функций биосферы выделяются три закономерности:
1) все геохимические функции живого вещества в биосфере выполняются одноклеточными организмами;
2) в биосфере нет вида, который один выполнял бы все функции;
3) в ходе эволюции биосферы происходила смена видов, замещавших друг друга в исполнении конкретной функции, без изменения самой функции.
Так было до появления человека, который оказался мощным мультифункциональным видом. Он достиг этого разумом и техникой, а не простыми физиологическими процессами, и его деятельность стала соизмерима с планетарными геологическими факторами.