Buhay na bagay, konsepto. Buhay na bagay ng biosphere

• Ang konseptong ito ay hindi dapat malito sa konsepto ng "biomass", na bahagi ng biogenic substance.

Encyclopedic YouTube

1 / 3

✪ Biogenic, bioinert, buhay na bagay

✪ Vladimir Ivanovich Vernadsky na buhay na bagay

✪ Biosphere

Mga subtitle

Mga katangian ng bagay na may buhay

Ang ilang mga organikong sangkap ay naglalaman ng mga atomo na may mga variable na estado ng oksihenasyon (mga compound ng iron, manganese, nitrogen, atbp.). Kasabay nito, ang mga biogenic na proseso ng oksihenasyon at pagbabawas ay nangingibabaw sa ibabaw ng Earth. Karaniwan, ang oxidative function ng living matter sa biosphere ay ipinakikita sa pagbabago ng bacteria at ilang fungi ng medyo oxygen-poor compound sa lupa, weathering crust at hydrosphere sa mas maraming oxygen-rich compounds. Ang pagpapababa ng function ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbuo ng mga sulfate nang direkta o sa pamamagitan ng biogenic hydrogen sulfide na ginawa ng iba't ibang bakterya. At dito makikita natin na ang function na ito ay isa sa mga manifestations ng kapaligiran-forming function ng living matter;

- function ng transportasyon - paglipat ng bagay laban sa gravity at sa pahalang na direksyon. Mula noong panahon ni Newton, kilala na ang paggalaw ng mga bagay na dumadaloy sa ating planeta ay natutukoy ng puwersa ng grabidad. Ang walang buhay na bagay mismo ay gumagalaw sa kahabaan ng isang inclined plane na eksklusibo mula sa itaas hanggang sa ibaba. Sa direksyon na ito lamang gumagalaw ang mga ilog, glacier, avalanches, at screes.

Buhay na bagay niyakap at muling inaayos ang lahat mga proseso ng kemikal biosphere. Ang buhay na bagay ay ang pinakamakapangyarihang puwersang geolohiko, na lumalaki sa paglipas ng panahon. Ang pagbibigay pugay sa memorya ng dakilang tagapagtatag ng doktrina ng biosphere, iminungkahi ni A. I. Perelman na tawagan ang sumusunod na pangkalahatan na "batas ni Vernadsky":

"Migration mga elemento ng kemikal sa ibabaw ng lupa at sa biosphere sa kabuuan, ito ay isinasagawa alinman sa direktang pakikilahok ng mga nabubuhay na bagay (biogenic migration) o ito ay nangyayari sa isang kapaligiran na ang mga geochemical na tampok (O 2, CO 2, H 2 S, atbp. ) ay higit sa lahat ay dahil sa buhay na bagay bilang isa na kasalukuyang naninirahan sa sistemang ito, at ang isa na kumilos sa Earth sa buong kasaysayan ng geological.

Dahil sa aktibong paggalaw, maaaring ilipat ng mga buhay na organismo ang iba't ibang mga sangkap o atomo sa pahalang na direksyon, halimbawa dahil sa iba't ibang uri migrasyon. Paggalaw, o paglipat, mga kemikal na sangkap Tinawag ni Vernadsky ang buhay na bagay biogenic migration ng mga atoms o matter.

Tingnan din

• Substance, Matter (physics), Biogenic matter
• Mga pangunahing batas ng ebolusyon ng bagay na may buhay sa biosphere

Ang konsepto ng biosphere ay batay sa ideya ng buhay na bagay. Mahigit sa 90% ng lahat ng nabubuhay na bagay ay panlupa na mga halaman (98% ng biomass ng lupa). bagay na may buhay- ang pinakamalakas na geochemical at energy factor, ang nangungunang puwersa ng pag-unlad ng planeta. Ang pangunahing pinagmumulan ng biochemical na aktibidad ng mga organismo ay solar energy, na ginagamit sa proseso ng photosynthesis ng mga berdeng halaman at ilang microorganism upang lumikha ng organikong bagay. Ang mga organikong bagay ay nagbibigay ng pagkain at enerhiya sa ibang mga organismo. Ang photosynthesis ay humantong sa akumulasyon ng libreng oxygen sa atmospera, ang pagbuo ng ozone layer, na nagpoprotekta mula sa ultraviolet at hard cosmic radiation na pinapanatili nito ang modernong komposisyon ng gas ng kapaligiran. Ang buhay sa Earth ay palaging umiiral sa anyo ng kumplikadong organisadong mga kumplikado ng iba't ibang mga organismo (biocenoses). Kasabay nito, ang mga buhay na organismo at ang kanilang tirahan ay bumubuo ng mga integral system - biogeocenoses. Ang nutrisyon, paghinga at pagpaparami ng mga organismo at ang mga nauugnay na proseso ng paglikha, akumulasyon at pagkabulok ng organikong bagay ay nagsisiguro ng patuloy na sirkulasyon ng bagay at enerhiya. Kaugnay ng siklong ito ay ang paglipat ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal sa pamamagitan ng bagay na may buhay. Kaya, ang lahat ng oxygen sa atmospera ay umiikot sa pamamagitan ng nabubuhay na bagay sa loob ng 2000 taon, carbon dioxide sa loob ng 300 taon. Ang komposisyon ng mga organismo mismo ay nailalarawan sa iba't ibang uri ng mga organikong at kemikal na compound. Salamat sa buhay na bagay, nabuo sa planeta ang mga lupa at organikong mineral na gatong (pit, karbon, marahil kahit langis).

Sinisiyasat ang mga proseso ng paglipat ng mga atomo sa biosphere, V.I. Nilapitan ni Vernadsky ang tanong ng genesis (pinagmulan) ng mga elemento ng kemikal sa crust ng lupa, at pagkatapos ay ang pangangailangan na ipaliwanag ang katatagan ng mga compound na bumubuo sa mga organismo. Sa pagsusuri sa problema ng atomic migration, siya ay dumating sa konklusyon na ang mga organikong compound na independiyente sa buhay na bagay ay hindi umiiral kahit saan. "Sa ilalim ng pangalan ng buhay na bagay," isinulat ni V.I. Vernadsky noong 1919, "Ang ibig kong sabihin ay ang kabuuan ng lahat ng organismo, halaman at hayop, kabilang ang mga tao."

Kaya, ang buhay na bagay ay ang kabuuan ng mga buhay na organismo ng biosphere, ayon sa numerong ipinahayag sa elementarya na komposisyon ng kemikal, masa at enerhiya. Noong 1930s SA AT. Tinutukoy ni Vernadsky ang sangkatauhan mula sa kabuuang masa ng buhay na bagay bilang espesyal na bahagi nito. Ang paghihiwalay na ito ng tao sa lahat ng nabubuhay na bagay ay naging posible sa tatlong dahilan.

Una, ang sangkatauhan ay hindi isang producer, ngunit isang consumer ng biogeochemical energy. Nangangailangan ang thesis na ito ng rebisyon ng mga geochemical function ng buhay na bagay sa biosphere. Pangalawa, ang masa ng sangkatauhan, batay sa data ng demograpiko, ay hindi isang pare-parehong dami ng nabubuhay na bagay. At pangatlo, ang mga geochemical function nito ay nailalarawan hindi sa masa, ngunit sa pamamagitan ng aktibidad ng produksyon.

Kung ang tao ay hindi humiwalay sa natural na mundo ng hayop, ang kanyang bilang ay halos 100 libo. Ang nasabing mga protohuman ay nabubuhay sa isang limitadong saklaw, at ang kanilang ebolusyon ay matutukoy sa pamamagitan ng mabagal na proseso na nagreresulta mula sa mga pagbabago sa genetic ng populasyon na katangian ng speciation. Gayunpaman, sa pagdating ng tao ay nagkaroon ng qualitative leap sa pag-unlad ng kalikasan sa Earth. Mayroong lahat ng dahilan upang maniwala na ang bagong kalidad na ito ay nauugnay sa isip at kamalayan ng mga homo sapiens. Kaya, ang pangunahing pagkakaiba ng species ng isang tao ay ang kanyang isip, at salamat sa kamalayan na ang sangkatauhan ay umunlad sa sarili nitong paraan. Naipakita din ito sa proseso ng pagpaparami ng tao, dahil ang pagbuo ng mga porma ng kamalayan na may sapat na gulang sa lipunan ay nangangailangan ng matagal na panahon- hindi bababa sa 20 taon.

Anong mga katangian ang likas sa bagay na may buhay? Una sa lahat ito malaking libreng enerhiya. Sa panahon ng ebolusyon ng mga species, biogenic migration ng atoms, i.e. ang enerhiya ng buhay na bagay sa biosphere ay tumaas ng maraming beses at patuloy na lumalaki, dahil ang buhay na bagay ay nagpoproseso ng enerhiya ng solar radiation at atomic energy radioactive decay at cosmic energy ng mga nakakalat na elemento na nagmumula sa ating Galaxy. Nailalarawan din ang buhay na bagay mataas na bilis ng mga reaksiyong kemikal kumpara sa walang buhay na bagay, kung saan ang mga katulad na proseso ay nagaganap nang libu-libo at milyon-milyong beses na mas mabagal. Halimbawa, ang ilang mga uod ay maaaring magproseso ng 200 beses na mas maraming pagkain bawat araw kaysa sa kanilang sarili, at ang isang tite ay kumakain ng kasing dami ng mga higad bawat araw sa timbang nito.

Ito ay katangian ng buhay na bagay na mga sangkap ng kemikal na bumubuo nito. ang pinakamahalaga sa mga ito ay mga protina, matatag lamang sa mga buhay na organismo. Matapos makumpleto ang proseso ng buhay, ang orihinal na buhay na mga organikong sangkap ay nabubulok sa mga kemikal na sangkap.

Buhay na bagay umiiral sa planeta sa anyo ng tuluy-tuloy na paghahalili ng mga henerasyon, dahil sa kung saan ang bagong nabuong henerasyon ay genetically konektado sa buhay na bagay ng mga nakaraang panahon. Ito ang pangunahing yunit ng istruktura ng biosphere, na tumutukoy sa lahat ng iba pang proseso sa ibabaw ng crust ng lupa. Ito ay katangian ng buhay na bagay pagkakaroon ng isang proseso ng ebolusyon. Ang genetic na impormasyon ng anumang organismo ay naka-encrypt sa bawat cell nito. Ang mga cell na ito ay orihinal na nakalaan upang maging ang kanilang sarili, maliban sa itlog, kung saan nabuo ang buong organismo. Kaya, ang buhay na bagay ay mahalagang imortal.

SA AT. Sinabi ni Vernadsky na ang bagay na may buhay ay hindi mapaghihiwalay sa biosphere, ang tungkulin nito at kasabay nito ay "isa sa pinakamakapangyarihang pwersang geochemical sa ating planeta." Ikot ng mga sangkap V.I. Tinawag ni Vernadsky ang mga biogeochemical cycle. Ang mga siklo at sirkulasyon na ito ay nagbibigay ng pinakamahalagang tungkulin ng buhay na bagay sa kabuuan. Tinukoy ng siyentipiko ang limang gayong mga pag-andar:

Gas function - isinasagawa ng mga berdeng halaman na naglalabas ng oxygen sa panahon ng photosynthesis, gayundin ng lahat ng halaman at hayop na naglalabas ng carbon dioxide bilang resulta ng paghinga;

Pag-andar ng konsentrasyon - nagpapakita ng sarili sa kakayahan ng mga nabubuhay na organismo na makaipon ng maraming elemento ng kemikal sa kanilang mga katawan (sa unang lugar ay carbon, kabilang sa mga metal ay calcium);

Redox function - ipinahayag sa mga pagbabagong kemikal ng mga sangkap sa proseso ng buhay. Bilang resulta, ang mga asing-gamot, oksido, at mga bagong sangkap ay nabuo. Ang function na ito ay nauugnay sa pagbuo ng iron at manganese ores, limestones, atbp.;

Biochemical function - ay tinukoy bilang ang pagpaparami, paglaki at paggalaw sa espasyo ng bagay na may buhay. Ang lahat ng ito ay humahantong sa sirkulasyon ng mga elemento ng kemikal sa kalikasan, ang kanilang biogenic migration;

Ang pag-andar ng aktibidad ng biogeochemical ng tao ay nauugnay sa biogenic migration ng mga atom, na tumataas nang maraming beses sa ilalim ng impluwensya aktibidad sa ekonomiya tao. Ang isang tao ay umuunlad at gumagamit para sa kanyang mga pangangailangan malaking bilang ng mga sangkap ng crust ng lupa, kabilang ang karbon, gas, langis, pit, shale, at maraming mga ores. Kasabay nito, mayroong isang anthropogenic na pagpasok ng mga dayuhang sangkap sa biosphere, at sa mga dami na lumampas sa pinahihintulutang halaga. Ito ay humantong sa isang krisis paghaharap sa pagitan ng tao at kalikasan. Ang pangunahing dahilan ng paparating na krisis sa kapaligiran ay itinuturing na isang teknokratikong konsepto na tumitingin sa biosphere, sa isang banda, bilang isang mapagkukunan ng pisikal na mapagkukunan, at sa kabilang banda, bilang isang imburnal para sa pagtatapon ng basura.

Ang masa ng buhay na bagay ay 0.01% lamang ng masa ng buong biosphere. Gayunpaman, ang buhay na bagay ng biosphere ang pinakamahalagang bahagi nito.

Ang pinakamalaking konsentrasyon ng buhay sa biosphere ay sinusunod sa mga hangganan ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga shell ng lupa: ang atmospera at ang lithosphere (ibabaw ng lupa), ang atmospera at ang hydrosphere (ibabaw ng karagatan), at lalo na sa mga hangganan ng tatlong shell - ang atmospera, hydrosphere at lithosphere (mga coastal zone). Ito ang mga lugar na may pinakamalaking konsentrasyon ng buhay V.I. Tinawag sila ni Vernadsky na "mga pelikula ng buhay." Pataas at pababa mula sa mga ibabaw na ito ang konsentrasyon ng mga buhay na bagay ay bumababa.

Lahat ng mga sistemang pinag-aralan ng ekolohiya ay kinabibilangan ng mga biotic na bahagi, na magkakasamang bumubuo ng buhay na bagay.

Ang terminong "nabubuhay na bagay" ay ipinakilala sa panitikan ni V.I. Ang Buhay sa Daigdig ay ang pinaka-namumukod-tanging proseso sa ibabaw nito, na tumatanggap ng nagbibigay-buhay na enerhiya ng Araw at lumilipat sa halos lahat ng mga kemikal na elemento ng periodic table.

Ayon sa modernong mga pagtatantya, ang kabuuang masa ng nabubuhay na bagay sa biosphere ay humigit-kumulang 2400 bilyong tonelada (talahanayan).

Talahanayan Kabuuang masa ng nabubuhay na bagay sa biosphere

Ang masa ng mga buhay na bagay sa ibabaw ng mga kontinente ay 800 beses na mas malaki kaysa sa biomass ng World Ocean. Sa ibabaw ng mga kontinente, ang mga halaman ay nangingibabaw nang husto sa masa sa mga hayop. Sa karagatan nakikita natin ang kabaligtaran na relasyon: 93.7% ng biomass ng dagat ay nagmula sa mga hayop. Ito ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na sa kapaligiran ng dagat ay may pinakamaraming kanais-nais na mga kondisyon para sa nutrisyon ng hayop. Ang pinakamaliit na organismo ng halaman na bumubuo sa phytoplankton at naninirahan sa iluminated zone ng mga dagat at karagatan ay mabilis na kinakain ng mga hayop sa dagat at, sa gayon, ang paglipat organikong bagay mula sa anyo ng halaman tungo sa anyo ng hayop ay mabilis na inililipat ang biomass patungo sa pamamayani ng mga hayop.

Ang lahat ng nabubuhay na bagay sa masa nito ay sumasakop sa isang hindi gaanong mahalagang lugar kung ihahambing sa alinman sa mga itaas na geosphere ng mundo. Halimbawa, ang masa ng atmospera ay 2150 beses na mas malaki, ang hydrosphere ay 602,000 beses na mas malaki, at ang crust ng lupa ay 1,670,000 beses na mas malaki.

Gayunpaman, sa mga tuntunin ng aktibong epekto nito sa kapaligiran, ang mga nabubuhay na bagay ay sumasakop sa isang espesyal na lugar at husay na naiiba mula sa iba pang mga inorganikong natural na pormasyon na bumubuo sa biosphere. Una sa lahat, ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga nabubuhay na organismo, salamat sa mga biological catalysts (enzymes), ay gumaganap, sa mga salita ng Academician L.S. Berg, mula sa isang physicochemical point of view, isang bagay na hindi kapani-paniwala. Halimbawa, kaya nilang ayusin ang molecular nitrogen mula sa atmospera sa kanilang katawan sa mga temperatura at pressure na tipikal para sa natural na kapaligiran.

Sa mga kondisyong pang-industriya, ang pagbubuklod ng atmospheric nitrogen sa ammonia (NH 3) ay nangangailangan ng temperatura na humigit-kumulang 500 o C at isang presyon ng 300-500 na mga atmospheres. Sa mga buhay na organismo, ang mga rate ng mga reaksiyong kemikal sa panahon ng metabolismo ay tumataas ng ilang mga order ng magnitude.

SA AT. Kaugnay nito, tinawag ni Vernadsky ang nabubuhay na bagay na isang anyo ng sobrang aktibo na bagay.

Sa pangunahing natatanging katangian ng buhay na bagay, na tumutukoy sa mataas nito mga aktibidad na pagbabago, ay maaaring maiugnay sa:

1. Kakayahang mabilis na sakupin ang libreng espasyo , na nauugnay sa masinsinang pagpaparami at sa kakayahan ng mga organismo na masinsinang pataasin ang ibabaw ng kanilang katawan o ang mga komunidad na kanilang nabuo ( kasaganaan buhay ).

2. Ang paggalaw ay hindi lamang pasibo (sa ilalim ng impluwensya ng grabidad) , ngunit aktibo din. Halimbawa, laban sa daloy ng tubig, grabidad, mga agos ng hangin.

3. Katatagan sa panahon ng buhay at mabilis na pagkabulok pagkatapos ng kamatayan (pagsasama sa mga cycle), habang pinapanatili ang mataas na aktibidad ng physicochemical.

4. Mataas na kakayahang umangkop (pagbagay) sa iba't ibang kondisyon at kaugnay nito, ang pag-unlad ng hindi lamang lahat ng mga kapaligiran ng buhay (nabubuhay sa tubig, lupa-hangin, lupa), kundi pati na rin ang mga lubhang mahirap sa mga tuntunin ng pisikal at kemikal na mga parameter.

5. Kahanga-hangang mataas na bilis ng mga reaksiyong kemikal . Ito ay ilang mga order ng magnitude na mas malaki kaysa sa walang buhay na kalikasan. Ang pag-aari na ito ay maaaring hatulan ng rate ng pagproseso ng sangkap ng mga organismo sa proseso ng buhay. Halimbawa, ang mga uod ng ilang insekto ay nagpoproseso ng dami ng substance bawat araw na 100–200 beses sa timbang ng kanilang katawan.

6. Mataas na rate ng pag-renew ng buhay na bagay . Tinatantya na sa karaniwan para sa biosphere ito ay mga 8 taon (para sa lupa ay 14 na taon, at para sa karagatan, kung saan ang mga organismo na may maikling buhay ay nangingibabaw, ito ay 33 araw).

7. Iba't ibang mga hugis, sukat at mga opsyon sa kemikal , makabuluhang lumalampas sa maraming mga kaibahan sa walang buhay, inert na bagay.

8. Pagkatao (walang magkaparehong species at maging mga indibidwal sa mundo).

Ang lahat ng nakalista at iba pang mga katangian ng buhay na bagay ay tinutukoy ng konsentrasyon ng malalaking reserbang enerhiya dito. SA AT. Nabanggit ni Vernadsky na ang lava lamang na nabuo sa panahon ng pagsabog ng bulkan ay maaaring makipagkumpitensya sa nabubuhay na bagay sa saturation ng enerhiya

Mga function ng buhay na bagay. Ang lahat ng aktibidad ng mga buhay na bagay sa biosphere ay maaaring, na may isang tiyak na antas ng convention, ay mabawasan sa ilang mga pangunahing pag-andar na maaaring makabuluhang madagdagan ang pag-unawa sa kanyang transformative biosphere-geological aktibidad.

1. Enerhiya . Ang isa sa pinakamahalagang pag-andar ay nauugnay sa pag-iimbak ng enerhiya sa panahon ng proseso ng photosynthesis, ang paghahatid nito sa pamamagitan ng mga kadena ng pagkain at pagwawaldas sa nakapalibot na espasyo.

2. Gas – ay nauugnay sa kakayahang baguhin at mapanatili ang isang tiyak na komposisyon ng gas ng tirahan at atmospera sa kabuuan.

3. Redox – ay nauugnay sa isang pagtaas sa intensity ng mga proseso tulad ng oksihenasyon at pagbabawas sa ilalim ng impluwensya ng nabubuhay na bagay.

4. Konsentrasyon – ang kakayahan ng mga organismo na mag-concentrate ng mga dispersed na elemento ng kemikal sa kanilang katawan, pinatataas ang kanilang nilalaman ng ilang mga order ng magnitude kumpara sa kapaligiran, at sa katawan ng mga indibidwal na organismo – ng milyun-milyong beses. Ang resulta ng aktibidad ng konsentrasyon ay mga deposito ng mga nasusunog na mineral, limestones, deposito ng ore, atbp.

5. Nakasisira – pagkasira ng mga organismo at mga produkto ng kanilang mahahalagang aktibidad, kabilang ang pagkamatay nila, ng parehong mga labi ng organikong bagay mismo at mga hindi gumagalaw na sangkap. Ang pangunahing mekanismo ng pagpapaandar na ito ay nauugnay sa sirkulasyon ng mga sangkap. Ang pinakamahalagang papel sa bagay na ito ay nilalaro ng mas mababang mga anyo ng buhay - fungi, bacteria (destructors, decomposers).

6. Transportasyon – paglilipat ng bagay at enerhiya bilang resulta ng isang aktibong anyo ng paggalaw ng mga organismo. Kadalasan ang ganitong paglipat ay isinasagawa sa napakalaking distansya, halimbawa, sa panahon ng paglilipat at paglilipat ng mga hayop.

7. Pagbubuo ng kapaligiran . Ang function na ito ay higit na kumakatawan sa resulta ng pinagsamang pagkilos ng iba pang mga function. Sa huli, ito ay nauugnay sa pagbabago ng pisikal at kemikal na mga parameter ng kapaligiran. Ang function na ito ay maaaring isaalang-alang sa isang mas malawak at mas makitid na kahulugan. Sa isang malawak na kahulugan, ang resulta ng function na ito ay ang buong natural na kapaligiran. Nilikha ito ng mga buhay na organismo, at pinapanatili din nila ang mga parameter nito sa isang medyo matatag na estado sa halos lahat ng geospheres. Sa isang mas makitid na kahulugan, ang pag-andar na bumubuo sa kapaligiran ng buhay na bagay ay ipinahayag, halimbawa, sa pagbuo at pagpapanatili ng mga lupa mula sa pagkasira (erosion), sa paglilinis ng hangin at tubig mula sa polusyon, sa pagpapahusay ng nutrisyon ng mga mapagkukunan ng tubig sa lupa, atbp.

8. Nagkalat function na kabaligtaran sa konsentrasyon. Ito ay nagpapakita ng sarili sa pamamagitan ng trophic (nutritional) at transport activities ng mga organismo. Halimbawa, ang pagpapakalat ng bagay kapag ang mga organismo ay naglalabas ng dumi, ang pagkamatay ng mga organismo sa panahon ng iba't ibang uri ng paggalaw sa kalawakan, o mga pagbabago sa integument.

9. Impormasyon Ang pag-andar ng buhay na bagay ay ipinahayag sa katotohanan na ang mga nabubuhay na organismo at ang kanilang mga komunidad ay nag-iipon ng impormasyon, pinagsama ito sa mga namamana na istruktura at ipinadala ito sa mga susunod na henerasyon. Ito ay isa sa mga pagpapakita ng mga mekanismo ng pagbagay.

Sa kabila ng napakaraming uri ng anyo, lahat ng nabubuhay na bagay ay pisikal at kemikal na nagkakaisa . At ito ay isa sa mga pangunahing batas ng buong organikong mundo - ang batas ng pisikal at kemikal na pagkakaisa ng nabubuhay na bagay. Ito ay sumusunod mula dito na walang pisikal o kemikal na ahente na nakamamatay sa ilang mga organismo at ganap na hindi nakakapinsala sa iba. Ang pagkakaiba ay quantitative lamang - ang ilang mga organismo ay mas sensitibo, ang iba ay mas mababa, ang ilan ay mas mabilis na umangkop, ang iba ay mas mabagal. Sa kasong ito, ang pagbagay ay nangyayari sa kurso ng natural na pagpili, i.e. dahil sa pagkamatay ng mga indibidwal na hindi nakaangkop sa mga bagong kondisyon.

Kaya, ang biosphere ay isang kumplikadong dinamikong sistema na kumukuha, nag-iipon at naglilipat ng enerhiya sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng nabubuhay na bagay at ng kapaligiran.

"Walang puwersang kemikal sa ibabaw ng lupa ang mas malakas sa mga pinakahuling epekto nito kaysa sa mga nabubuhay na organismo sa kabuuan."

Ano ang pangunahing pagkakaiba ng ating planeta mula sa anumang iba pang planeta sa solar system? Ang realidad ng buhay. "Kung walang buhay sa Earth, ang mukha nito ay hindi nagbabago at hindi gumagalaw sa kemikal gaya ng hindi natitinag na mukha ng Buwan, tulad ng mga hindi gumagalaw na fragment ng celestial body."

Ang buhay na bagay ng biosphere ay ang kabuuan ng lahat ng buhay na organismo nito. Bilang siyentista V.I. Naiintindihan ni Vernadsky na ang layunin ng kanyang pananaliksik ay nangangailangan ng ilang mga katangian, at samakatuwid ay nagsasaad: "Tatawagin ko ang kabuuan ng mga organismo na nabawasan sa masa, komposisyong kemikal at enerhiya, buhay na bagay." Ang buhay na bagay sa kanyang pang-unawa ay isang anyo ng aktibong bagay, at ang enerhiya nito ay mas malaki, mas malaki ang masa ng buhay na bagay. Ang konsepto ng "nabubuhay na bagay" ay ipinakilala sa agham ni V.I. Naunawaan ito ni Vernadsky bilang kabuuan ng lahat ng nabubuhay na organismo sa planeta.

Ano ang mga katangian ng bagay na may buhay?

Mga katangian ng bagay na may buhay

Ang buhay na bagay ng biosphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakalaking libreng enerhiya, na maihahambing lamang sa isang nagniningas na daloy ng lava, ngunit ang enerhiya ng lava ay hindi pangmatagalan.

Sa buhay na bagay, dahil sa pagkakaroon ng mga enzyme, mga reaksiyong kemikal nagaganap nang libu-libo at kung minsan ay milyon-milyong beses na mas mabilis kaysa sa walang buhay. Ito ay katangian ng mga proseso ng buhay na ang mga sangkap at enerhiya na natanggap ng katawan ay pinoproseso at inilabas sa mas malaking dami. Halimbawa, ang masa ng mga insekto na kinakain ng isang tite bawat araw ay katumbas ng sarili nitong timbang, at ang ilang mga uod ay kumakain at nagpoproseso ng 200 beses na mas maraming pagkain bawat araw kaysa sa kanilang sariling timbang.

Ang mga indibidwal na elemento ng kemikal (mga protina, enzyme, at kung minsan ang mga indibidwal na mineral compound ay synthesize lamang sa mga buhay na organismo).

Ang buhay na bagay ay nagsisikap na punan ang lahat ng posibleng espasyo. SA AT. Pinangalanan ni Vernadsky ang dalawang partikular na anyo ng paggalaw ng bagay na may buhay:

a) passive, na isinasagawa sa pamamagitan ng pagpaparami, at likas sa parehong mga organismo ng hayop at halaman;

b) aktibo, na isinasagawa dahil sa direktang paggalaw ng mga organismo (isang mas maliit na sukat ng karakter para sa mga halaman).

Ang nabubuhay na bagay ay nagpapakita ng mas malaking pagkakaiba-iba ng morphological at kemikal kaysa sa walang buhay na bagay. Sa kalikasan, higit sa 2 milyong mga organikong compound ang kilala na bahagi ng buhay na bagay, habang ang bilang ng mga mineral sa walang buhay na bagay ay halos 2 libo, iyon ay, tatlong mga order ng magnitude na mas mababa.

Ang nabubuhay na bagay ay kinakatawan ng mga nagkalat na katawan - mga indibidwal na organismo, na ang bawat isa ay may sariling genesis, sariling genetic na komposisyon. ang laki ng mga indibidwal na organismo ay mula sa 2 nm para sa pinakamaliit hanggang 100 m (mahigit sa 109). Ang pinakamalaking sa mga halaman ay itinuturing na mga sequoia, at ng mga hayop - mga balyena. Ayon kay Vernadsky, ang pinakamababa at pinakamataas na laki ng mga organismo ay natutukoy sa pamamagitan ng paglilimita ng mga kakayahan ng kanilang gas exchange sa kapaligiran.

Ang pagiging dispersed, ang buhay na bagay ay hindi kailanman matatagpuan sa Earth sa isang morphologically purong anyo, halimbawa, bilang isang species ng populasyon. Maaari lamang itong umiral sa anyo ng isang biocenosis: "... kahit isang simpleng biocenosis ng ilang tuyong kagubatan ng pino sa buhangin ay isang pangkat na binubuo ng humigit-kumulang isang libong species ng mga buhay na organismo."

Ang prinsipyo ni Redi (Florentine academician, physician and naturalist, 1626-1697: "lahat ng nabubuhay na bagay mula sa mga nabubuhay na bagay" - ay natatanging katangian nabubuhay na bagay na umiiral sa Earth sa anyo ng isang tuluy-tuloy na paghahalili ng mga henerasyon at nailalarawan sa pamamagitan ng isang genetic na koneksyon sa mga buhay na bagay ng lahat ng mga nakaraang heolohikal na panahon. Ang mga non-living abiogenic substance, gaya ng nalalaman, ay pumapasok sa biosphere mula sa kalawakan, at isinasagawa din sa mga bahagi mula sa shell ng globo. Maaaring magkapareho sila sa komposisyon, ngunit sa pangkalahatan ay wala silang genetic connection. "Ang prinsipyo ng Redi... ay hindi nagpapahiwatig ng imposibilidad ng abiogenesis sa labas ng biosphere o kapag itinatag ang presensya sa biosphere (ngayon o mas maaga) ng mga physicochemical phenomena na hindi tinanggap noong siyentipikong kahulugan ang ganitong anyo ng organisasyon ng shell ng lupa."

Ang buhay na bagay, na kinakatawan ng mga partikular na organismo, sa kaibahan sa walang buhay na bagay, ay nagsasagawa ng napakalaking gawain sa buong kasaysayan ng buhay nito. Sa katunayan, ang mga biogenic na sangkap lamang ng metabiosphere ang integral ng masa ng buhay na bagay, habang ang masa ng walang buhay na bagay na pinagmulan ng terrestrial ay isang palaging halaga sa kasaysayan ng geological: 1 g ng Archean granite ay nananatiling 1 g ng parehong sangkap ngayon. , at ang parehong masa ng buhay na bagay, iyon ay 1 g, ay umiral sa bilyun-bilyong taon dahil sa mga pagbabago sa mga henerasyon at sa lahat ng oras na ito ay gumanap ng gawaing geolohiko.

Mga function ng buhay na bagay

Ano ang mga tungkulin ng buhay na bagay sa biosphere?

SA AT. Tinatawag ito ni Vernadsky: a) gas; b) oxygen; c) naglalarawan; d) kaltsyum; e) pampanumbalik; f) konsentrasyon; g) pagkasira ng mga organikong sangkap; h) reductive decay; i) metabolismo at paghinga ng mga organismo.

A.V. Muling pinagsama-sama ni Lapo ang mga function na pinangalanan ni Vernadsky (Talahanayan 1).

Talahanayan 1.

Ang mga pangunahing pag-andar ng buhay na bagay sa biosphere

Ang unang pinangalanan ay ang function ng enerhiya. "Tanging ang buhay na may komplikasyon ng morphological nito ang maaaring mapanatili ang solar radiation sa Earth sa milyun-milyong taon, tulad ng makikita natin sa halimbawa ng karbon. Sa katunayan, salamat lamang sa "berdeng screen" ng biosphere - photoautotrophs - ang solar energy ay hindi lamang makikita mula sa ibabaw ng planeta, pinainit lamang ang ibabaw na layer, ngunit malalim na tumagos sa kapal ng crust ng lupa at isang mapagkukunan ng enerhiya. , sa katunayan, para sa lahat ng mga exogenous na proseso.

Ang lahat ng mga prosesong ekolohikal ay nagaganap sa mga sistema na kinabibilangan ng mga bagay na may buhay, kaya mahalaga na makilala ang mga bagay na may buhay mula sa iba pang mga uri ng mga sangkap (inorganic, inert, bioinert, atbp.).

Ang buhay na bagay ay kung ano ang bumubuo sa kabuuan ng lahat ng mga katawan, anuman ang kanilang pag-aari sa isa o ibang sistematikong grupo. Ang kabuuang masa (sa tuyo na anyo) ng buhay na bagay sa planetang Earth ay (2.4-3.6) * 10 12 tonelada.

Ang buhay na bagay ay hindi mapaghihiwalay mula sa at ang tungkulin nito, pati na rin ang isa sa pinakamakapangyarihang pwersang heolohikal. Ito ay kumakatawan sa isang hindi maihahambing na molekular na biyolohikal na pagkakaisa, isang sistematikong kabuuan na may mga katangiang katangian, karaniwan sa buong panahon ng pag-iral nito, gayundin sa bawat indibidwal na heolohikal na panahon. Ang pagkasira ng mga indibidwal na sangkap ng buhay na bagay ay maaaring humantong sa pagkagambala sa sistema sa kabuuan, iyon ay, sa isang sakuna sa kapaligiran at pagkamatay ng sistema ng buhay na bagay sa kabuuan.

Isaalang-alang natin ang ilan sa mga pinakakaraniwang sangkap, anuman ang geological na panahon ng pagkakaroon nito.

1. Ang isang sistema na binubuo ng mga buhay na bagay (isang organismo) ay may kakayahang lumaki, iyon ay, ito ay tumataas sa laki.

2. Ang isang organismo (nabubuhay) sa panahon ng pag-iral nito ay nagpapanatili ng mga pinakakaraniwang katangian nito at may kakayahang magpadala ng mga katangiang ito sa pamamagitan ng pamana, ibig sabihin, ito ay isang carrier at transmitter.

3. Ang isang buhay na organismo sa panahon ng kanyang buhay ay may kakayahang umunlad, na nahahati sa dalawang panahon - embryonic at postembryonic.

4. Ang buhay na bagay, bilang isang hiwalay na organismo, ay may kakayahang magparami, na tinitiyak ang pagkakaroon ng species na ito sa loob ng mahabang panahon (mula sa makasaysayang pananaw).

5. Ang buhay na bagay ay nailalarawan sa pamamagitan ng direktang metabolismo.

Mga antas ng organisasyon ng nabubuhay na bagay

Ang buhay na bagay, bilang kabuuan ng lahat ng mga organismo na nabubuhay sa Earth, ay binubuo ng ilang mga kaharian (Prokaryotes, Hayop, Halaman, Fungi), na nasa kumplikadong mga relasyon. Ang bagay na may buhay ay may kumplikadong istraktura at iba't ibang antas ng organisasyon. Tingnan natin ang ilan sa mga ito sa pagkakasunud-sunod ng pagiging kumplikado.

1. Molecular-gene (suborganismic) - isang espesyal na anyo ng organisasyon ng mga nabubuhay na bagay, na likas sa lahat ng mga organismo nang walang pagbubukod, na isang koleksyon ng iba't ibang mga organic at inorganic na sangkap na magkakaugnay ng isang tiyak na istraktura at sistema mga proseso ng biochemical, na nagpapahintulot sa pagpapanatili ng isang naibigay na hanay ng mga compound bilang isang integral na sistema na may kakayahang paglaki, pag-unlad, pag-iingat sa sarili at pagpaparami sa buong pag-iral ng organismong ito, ibig sabihin, hanggang kamatayan.

2. Cellular - lahat ng nabubuhay na bagay (maliban sa mga non-cellular na anyo ng buhay) ay nabuo sa pamamagitan ng mga espesyal na istruktura - mga selula, na may mahigpit na tinukoy na istraktura, na likas sa parehong mga organismo mula sa kaharian ng Halaman at mga organismo mula sa mga kaharian ng Hayop at Fungi; ang ilang mga organismo ay binubuo ng isang cell, samakatuwid ang mga naturang organismo sa antas ng cellular ay tumutugma sa isang bagong antas ng organisasyon - organismic (tingnan ang ikalimang antas ng organisasyon).

3. Tissue - katangian ng mga kumplikadong multicellular na organismo kung saan ang mga cell ay nagdadalubhasa ayon sa mga function na kanilang ginagawa, na humantong sa pagbuo ng mga tisyu - isang koleksyon ng mga cell na may parehong pinagmulan, katulad na istraktura at gumaganap ng pareho o katulad na mga function; Ang mga halaman at hayop ay nakikilala bilang mga sumusunod: sa mga halaman, integumentary, basal, mekanikal, conductive tissue at meristem (growth tissues) ay nakikilala; sa mga hayop - integumentary, nerbiyos, kalamnan at connective tissues.

4. Organic - sa lubos na organisadong mga organismo, ang mga tisyu ay bumubuo ng mga istruktura na idinisenyo upang maisagawa ang ilang mga function, na tinatawag na mga organo, at ang mga organo ay pinagsama sa mga organ system (halimbawa, ang tiyan ay bahagi ng sistema ng pagtunaw).

5. Organismo - ang mga sistema ng organ ay pinagsama sa isang sistema, sa panahon ng paggana kung saan ang mahahalagang aktibidad ng isang tiyak na nilalang ay natanto; ay kilala na umiiral sa kalikasan malaking numero mga unicellular na organismo.

6. Population-species - ang mga indibidwal ng parehong species ay bumubuo ng mga espesyal na grupo na naninirahan sa isang partikular na teritoryo at sumasakop sa isang tiyak na ekolohikal na angkop na lugar, na tinatawag na mga populasyon, at ang mga populasyon ng magkatulad na mga organismo ay bumubuo ng mga subspecies at species.

7. Biogeocenotic - ang antas na ito ng organisasyon ng mga buhay na bagay ay nauugnay sa katotohanan na ang isang naibigay na teritoryo ay tahanan ng isang tiyak na bilang ng mga populasyon ng iba't ibang mga species (parehong mga hayop at halaman, fungi, prokaryotes at non-cellular na mga anyo ng buhay), na kung saan ay magkakaugnay sa isa't isa sa pamamagitan ng iba't ibang koneksyon, kabilang ang pagkain.

8. Ang biosphere ay ang pinakamataas na antas ng organisasyon ng buhay sa planetang Earth, na kumakatawan sa buong koleksyon ng mga buhay na nilalang na naninirahan dito, na magkakaugnay sa isa't isa ng planetary cycle ng mga elemento ng kemikal at mga compound ng kemikal; ang pagkagambala sa siklong ito ay maaaring humantong sa isang pandaigdigang sakuna at maging ang pagkamatay ng lahat ng nabubuhay na bagay.

Dahil dito, ang mga antas 1-5 ng organisasyon ay katangian ng isang indibidwal na organismo, at ang mga antas 6-8 ay katangian ng isang koleksyon ng mga organismo. Dapat tandaan na ang tao ay isang mahalagang bahagi ng buhay na bagay sa planetang Earth, ngunit ang kanyang mga aktibidad, dahil sa pagkakaroon ng katalinuhan, ay naiiba nang malaki sa mga aktibidad ng iba pang mga organismo, at, gayunpaman, siya ay isang mahalagang bahagi ng kalikasan, at hindi nito "hari."

Maikling paglalarawan ng kemikal na komposisyon ng nabubuhay na bagay

Ang buhay na bagay ay isang komplikadong sistema ng bioorganic, organic at inorganic compound. Halos lahat ng matatag na elemento ng kemikal ay natagpuan sa mga buhay na bagay, kilala ng tao, ngunit sa iba't ibang dami. Ang mga ito ay nahahati sa biogenic at non-biogenic, batay sa kanilang papel sa mga buhay na organismo.

Ang batayan ng buhay na bagay ay bioorganic at organic compounds. Kabilang sa mga bioorganic na sangkap ang mga nucleic acid, bitamina, atbp. Ang mga sangkap na ito ay tinatawag na bioorganic dahil ang mga compound na ito ay ginawa sa mga organismo at kung wala ang mga sangkap na ito ay imposible ang buhay (lalo na ito ay naaangkop sa mga protina at nucleic acid). Ang isang halimbawa ng mga organikong sangkap na bumubuo sa buhay na bagay ay ang mga organikong acid (malic, acetic, lactic, atbp.), urea at iba pang mga kemikal na compound.

Pangkalahatang katangian ng mga cellular organism, ang kanilang pag-uuri ayon sa pagkakaroon ng isang nucleus sa cell

Ang mga cellular na organismo ay nangingibabaw sa mga noncellular at may kumplikadong pag-uuri. Kapag pinag-aaralan ang istraktura ng cell, natuklasan na ang karamihan sa mga cellular form ng mga organismo ay kinakailangang naglalaman ng isang espesyal na organelle - ang nucleus. Gayunpaman, sa mga selula ng ilang mga organismo ay walang nucleus. Samakatuwid, ang mga cellular na organismo ay nahahati sa dalawang malalaking grupo - nuclear (o eukaryotes) at non-nuclear (o prokaryotes). Sa subsection na ito ay isasaalang-alang natin ang mga prokaryote.

Ang mga prokaryote (nuclear-free) ay mga organismo na ang mga selula ay walang hiwalay na nabuong nucleus.

Kabilang sa mga non-nuclear organism ang bacteria at blue-green algae, na bumubuo sa kaharian ng Drobyanka, na bahagi ng superkingdom na Prenuclear, o Prokaryotes. Sa mga praktikal na termino, ang bakterya ay pinakamahalaga.

Ang katawan ng bacteria ay binubuo ng isang cell iba't ibang hugis, na may lamad at cytoplasm. Walang malinaw na tinukoy na mga organel; ang isang cell ay naglalaman ng isang molekula ng DNA; ito ay sarado sa isang singsing, ang lokasyon nito sa cytoplasm ay tinatawag na nucleoid.

Batay sa hugis ng cell, ang bakterya ay nahahati sa cocci (spherical), bacilli (hugis ng baras), vibrios (hugis arc), spirilla (curved sa hugis ng spiral).

Ang mga bakterya ay nagpaparami sa pamamagitan ng normal na paghahati (sa paborableng mga kondisyon, ang bawat paghahati ay isinasagawa sa loob ng 20-30 minuto). Kapag nangyari ang hindi kanais-nais na mga kondisyon, ang bacterial cell ay nagiging spore na may mataas na pagtutol upang maimpluwensyahan iba't ibang salik- temperatura, halumigmig, radiation. Kapag nalantad sa kanais-nais na mga kondisyon, ang mga spores ay namamaga, ang kanilang mga lamad ay pumutok at ang mga selula ng bakterya ay nagiging aktibo.

Kaugnay ng oxygen, nakikilala nila ang pagitan ng anaerobic (nabubuhay sila sa mga kapaligiran kung saan walang molekular na oxygen) at aerobic (nangangailangan sila ng O2 para sa kanilang buhay);

Mga species, pamantayan nito at katangiang ekolohikal

Ang nabubuhay na bagay sa kalikasan ay umiiral sa anyo ng magkahiwalay na discrete taxonomic units - species (biological species).

Biological species (species) - isang hanay ng mga indibidwal na may mga karaniwang morphophysiological na katangian, biochemical, genetic (hereditary) na pagkakapareho, malayang nag-interbreed sa isa't isa at gumagawa ng mga mayabong na supling, inangkop sa mga katulad na kondisyon ng pamumuhay, na sumasakop sa isang tiyak na tirahan (lugar ng pamamahagi. ) sa kalikasan, ibig sabihin, sumasakop sa parehong ekolohikal na angkop na lugar.

Ang mga species ay nabuo ng mga populasyon at subspecies (ang huli ay hindi pangkaraniwan para sa lahat ng mga species). Ang biological species ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na pamantayan:

1) genetic, ibig sabihin. lahat ng indibidwal ng isang partikular na species ay may parehong hanay ng mga chromosome;

2) biochemical, ibig sabihin, ang lahat ng mga indibidwal ng species na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng parehong mga compound ng kemikal (, nucleic acid, atbp.), na naiiba sa mga katulad na compound ng iba pang mga species;

3) morphophysiological, ibig sabihin, ang mga organismo ng parehong species ay may mga karaniwang palatandaan ng panlabas at panloob na istraktura at nailalarawan sa pamamagitan ng parehong mga proseso na tinitiyak ang kanilang aktibidad sa buhay;

4) ekolohikal, ibig sabihin, ang mga indibidwal ng isang partikular na species ay pumapasok sa parehong (iba sa iba pang mga species) na relasyon sa natural na kapaligiran;

5) historikal - ang mga indibidwal ng isang partikular na species ay may parehong pinagmulan at, sa proseso ng intrauterine development, dumaan sa parehong cycle ng pag-unlad na ito ayon sa biogenetic na batas;

6) heograpikal - ang mga indibidwal ng isang partikular na species ay nakatira sa isang tiyak na teritoryo at inangkop na umiral sa teritoryong ito.

Sa agham ng "ekolohiya" ang mga sumusunod na uri ng terminong "species" ay malawakang ginagamit.

1. Isang mapaminsalang species - nagdudulot ng pinsala sa ekonomiya sa mga tao o nagdudulot ng sakit; ang konsepto ay kamag-anak, dahil ang anumang mga species na naninirahan sa planeta ay sumasakop sa isang tiyak na ekolohikal na angkop na lugar at gumaganap ng isang tiyak na ekolohikal na papel; halimbawa, ang isang lobo ay maaaring magdulot ng malaking pinsala sa aktibidad ng ekonomiya ng tao, ngunit ito ay "maayos" ng kalikasan at gumaganap ng malaking papel sa "pagtanggal" ng mga hindi mabubuhay na indibidwal ng mga species kung saan ito nagpapakain.

2. Ang extinct species ay isang species na nawala bilang resulta ng evolutionary process, halimbawa, pterodactyl.

3. Ang isang endangered species ay isang species na ang mga katangian ay hindi tumutugma modernong kondisyon ang pagkakaroon at mga genetic na kakayahan para sa pag-angkop sa buhay sa mga bagong kondisyon ay halos naubos na; ang mga naturang species ay maaari lamang mapangalagaan bilang resulta ng kumpletong paglilinang nito (nakalista sa Red Book).

4. Endangered species - isang species ng mga organismo na nasa ilalim ng banta ng pagkalipol dahil sa katotohanan na ang bilang ng mga nabubuhay na indibidwal ay hindi sapat para sa pagpaparami ng mga species, ngunit genetically ang species ay may mga paborableng pagkakataon para sa pagbagay sa mga kondisyon sa kapaligiran (nakalista sa Red Book bilang isang species sa ilalim ng pagbabanta).

5. Mga protektadong species - isang species na ang sinadyang pinsala sa mga indibidwal at paglabag sa tirahan nito ay ipinagbabawal ng ilang mga pambatasan na gawa ng iba't ibang ranggo (internasyonal, estado, lokal), halimbawa, sable, atbp.

Ang istraktura ng isang species ay na ito ay nabuo ng mga indibidwal na indibidwal na nagkakaisa sa mga populasyon at subspecies. Ang pagkakaroon ng mga subspecies ay tipikal lamang para sa mga species na may malalaking tirahan na nailalarawan sa magkakaibang mga kondisyon.

Ang populasyon ay isang pangkat ng mga indibidwal ng isang partikular na species, na may kakayahang tumawid at gumawa ng ganap na mga supling, na naninirahan sa isang partikular na teritoryo na may natural na mga hangganan sa ibang mga teritoryo, na nagpapahirap sa pagtawid sa mga indibidwal ng isang partikular na populasyon sa mga indibidwal ng iba. Dapat tandaan na ang ecological unit ng isang species ay ang populasyon.

Populasyon iba't ibang uri naninirahan sa isang partikular na teritoryo ay bumubuo ng isang biocenosis kung saan ang mga populasyon na ito ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng iba't ibang koneksyon, kabilang ang mga pagkain.

Mga di-organikong sangkap at ang kanilang papel sa buhay na bagay

Ang nabubuhay na bagay, tulad ng anumang iba pang sangkap, ay nabuo sa pamamagitan ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal na bahagi ng mga inorganic at organikong compound, ang kabuuan nito ay bumubuo ng nabubuhay na bagay, na may husay na naiiba mula sa parehong inorganic at organic na indibidwal na mga kemikal na compound.

Ang mga di-organikong sangkap ay mga sangkap na hindi naglalaman ng mga atomo ng carbon (maliban sa carbon mismo, mga oxide nito, carbonic acid, mga asing-gamot nito, rhodane, hydrogen thiocyanate, thiocyanides, cyanogen, hydrogen cyanide, cyanides).

Kasama sa komposisyon ng mga organismo ang tubig, ilang asin ng sodium, potassium, calcium at iba pang mga elemento ng kemikal.

Maikling paglalarawan ng papel ng ilang oxides, hydroxides at salts sa buhay na bagay

Sa mga oxide sa mga organismo, ang carbon dioxide (carbon dioxide, carbon monoxide (IV), carbon dioxide) ay may malaking kahalagahan. Ang sangkap na ito ay isa sa mga produkto ng paghinga (para sa lahat ng mga organismo!). Kapag natunaw sa tubig (halimbawa, sa cytoplasm, plasma ng dugo, atbp.), ang carbon dioxide ay bumubuo ng carbonic acid, na, sa paghihiwalay, ay nahahati sa bicarbonate ions (HCO 3) at carbonate ions (CO 2-3), na bumubuo. (magkasama) carbonate buffer system, nagpapatatag sa reaksyon ng kapaligiran. Ang labis na CO 2 ay inaalis sa katawan bilang resulta ng mga prosesong nagaganap habang (sa lahat ng organismo: parehong halaman at hayop).

Ang pinakamahalagang hydroxides na nasa buhay na bagay ay carbonic (H 2 CO 3), phosphoric (H 3 PO 4) at ilang iba pang mga acid. Tulad ng ipinahiwatig sa itaas (gamit ang halimbawa ng carbonic acid), ang mga hydroxides na ito ay nag-aambag sa paglikha ng mga buffer system sa may tubig na mga solusyon, na humahantong sa pag-stabilize ng kapaligiran ng reaksyon sa protoplasm o iba pang likidong media na nakapaloob sa katawan. Ang phosphoric acid ay may malaking papel sa pagbuo ng iba't ibang mga compound na naglalaman ng phosphorus (halimbawa, sa pagbuo ng ADP mula sa AMP o ATP mula sa ADP; ATP - adenosine triphosphate, ADP - adenosine diphosphate, AMP - adenosine monophosphate; ang mga sangkap na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga proseso ng dissimilation at assimilation).

Ang hydrochloric (hydrochloric) acid (HCI) ay mahalaga din para sa mga organismo. Ito ay matatagpuan sa gastric juice o sa mga solusyon na tumutulong sa pagtunaw ng pagkain (halimbawa, sa tiyan ng tao).

Sa mga organismo sila ay matatagpuan sa isang dissociated state, i.e. sa anyo ng mga ions. Isaalang-alang natin ang biological na papel ng ilang anion (negatively charged ions) at cations (positively charged ions) sa buhay na bagay.

Maikling paglalarawan ng biological na papel ng mga cation

Sa buhay na bagay, ang mga sumusunod na kasyon ay pinakamahalaga: K +, Ca 2+, Na +, Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ at ilang iba pa.

1. Mga sodium cation (Na +). Ang mga ion na ito ay lumilikha ng isang tiyak na osmotic pressure (Ang Osmotic pressure ay nangyayari sa may tubig na mga solusyon at ang puwersa sa ilalim ng impluwensya kung saan ang osmosis ay nangyayari, i.e. one-way diffusion ng mga sangkap sa pamamagitan ng isang semi-permeable membrane). Bilang karagdagan, kasama ang mga potassium cations (K+), dahil sa iba't ibang pagkamatagusin ng lamad ng cell, lumilikha sila ng balanse ng lamad, kung saan nangyayari ang pagkakaiba sa mga potensyal na biochemical, na nagsisiguro sa kondaktibiti ng mga selula at tisyu ng katawan; lumahok sa metabolismo ng tubig at ion ng katawan sa kabuuan. Ito ay pumapasok sa katawan (cell) sa anyo ng isang may tubig na solusyon ng sodium chloride. Ang mga hayop at tao ay maaaring mawalan ng malaking halaga ng sodium chloride bilang resulta ng pagpapawis, na makabuluhang binabawasan ang kanilang pagganap. Ang mga ion na ito, kasama ang ilang mga organic at inorganic na anion, ay kinokontrol ang balanse ng acid-base (halimbawa, may HCO - 3, CH 3 COO - mga ion, atbp.).

2. K + cation. Ang mga ion na ito, kasama ng mga Na + ion, ay lumilikha ng equilibrium ng lamad. Ina-activate nila ang synthesis ng protina, at sa mas mataas na mga hayop at tao ay nakakaapekto sila sa biorhythms ng puso. Ang mga K+ ions ay bahagi ng macrofertilizers - potash at makabuluhang nakakaapekto sa produktibidad ng mga halamang pang-agrikultura.

3. Ca 2+ cation. Ang mga ion na ito ay mga antagonist ng K + ion (i.e., nagpapakita sila ng kabaligtaran na epekto kumpara sa huli). Ang mga ito ay bahagi ng mga istruktura ng lamad, bumubuo ng mga sangkap na pectin, na bumubuo ng intercellular substance sa mga organismo ng halaman. Ang mga ions na ito sa komposisyon ng mga calcium salt ay nakikilahok sa pagbuo ng pinakamahalagang connective tissue - buto, na bumubuo sa balangkas ng mga vertebrates at mga tao at ilang iba pang mga organismo (halimbawa, coelenterates, atbp.). Kinokontrol nila ang mga proseso ng pagbuo ng cell, lumahok sa pagpapatupad ng mga contraction ng kalamnan, may mahalagang papel sa pamumuo ng dugo at iba pang mga proseso.

4. Mg 2+ cation. Ang papel ng mga ions na ito ay katulad (sa ilang mga kaso) sa papel ng mga Ca 2+ ions at ang mga ito ay nakapaloob sa mga organismo sa ilang mga proporsyon. Bilang karagdagan, ang Mg 2+ ions ay bahagi ng pinakamahalagang photosynthetic pigment ng mga halaman - chlorophyll, i-activate ang DNA synthesis at lumahok sa metabolismo ng enerhiya.

5. Fe 2+ ions. May mahalagang papel ang mga ito sa buhay ng maraming hayop, dahil bahagi sila ng pinakamahalagang pigment sa paghinga - hemoglobin, na kasangkot sa proseso ng paghinga. Ang mga ito ay bahagi ng protina ng kalamnan - myoglobin, at nakikibahagi sa synthesis ng chlorophyll, i.e. Ang mga ion ng Fe 2+ ay ang batayan ng mga compound kung saan naisasakatuparan ang maraming proseso ng redox.

6. Ang mga Ion Cu 2+, Mn 2+, Cr 3+ at ilang iba pang mga ion ay nakikibahagi rin sa mga prosesong redox na nagaganap sa iba't ibang mga organismo (ang mga ion na ito ay bahagi ng mga kumplikadong organometallic compound).

Maikling paglalarawan ng biological na papel ng ilang anion

Ang pinakamahalagang anion ay H 2 PO - 4, HPO 2-4, Cl -, I -, PO 3-4, Br -, F -, HCO - 3, NO - 3, SO 2-4 at marami pang iba .

1. Nitrate at nitrite ions (NO - 3, NO - 2, ayon sa pagkakabanggit).

Ang mga ions na naglalaman ng nitrogen ay may mahalagang papel sa mga organismo ng halaman, dahil naglalaman ang mga ito ng nakagapos na nitrogen at ginagamit (kasama ang mga ammonium cations - NH + 4) para sa synthesis ng nitrogen na naglalaman ng "mga sangkap ng buhay" - mga protina at nucleic acid. Kapag ang labis ng mga ion na ito ay pumasok sa katawan ng halaman, sila ay naipon sa kanila at, ang pagpasok (bilang bahagi ng pagkain) sa katawan ng mga tao at hayop, ay maaaring magdulot ng mga kaguluhan sa metabolismo ng mga organismong ito ("nitrate at nitrite poisoning"). Ginagawa nitong kinakailangan na mahusay na gumamit ng mga nitrogen fertilizers kapag inilalapat ang mga ito sa lupa.

2. Hydro- at dihydrogen phosphate ions (HPO 2-4, H 2 PO 4 - ayon sa pagkakabanggit).

Ang mga ion na ito ay kasangkot sa metabolismo at kinakailangan sa synthesis ng mga nucleic acid, mono-, di- at ​​triadenosine phosphates, na may mahalagang papel sa metabolismo ng enerhiya at ang synthesis ng mga organikong sangkap sa iba't ibang mga organismo (halaman, hayop, atbp.) . Ang mga ion na ito ay nakikilahok sa pagpapanatili ng balanse ng acid-base, pagpapanatili ng pare-pareho ng reaksyon ng kapaligiran sa loob ng ilang mga limitasyon.

3. Ang mga ion ng sulfate (SO 2 4) ay isang pinagmumulan ng asupre na kailangan para sa synthesis ng mga natural na alpha-amino acid na naglalaman ng asupre na ginagamit sa paggawa ng mga protina. Kinakailangan para sa synthesis ng ilang mga bitamina at enzymes (sa mga organismo ng halaman). Sa mga organismo ng hayop, ang mga sulfate ions ay isang produkto ng mga reaksyon ng neutralisasyon ng mga kemikal na compound na nabuo sa atay.

4. Halide ions (Cl - chloride ions, Br - bromide ions, I - iodide ions, F - fluoride ions). Ang mga ito ay mga counterion para sa mga cation (lalo na Cl -), iyon ay, lumikha sila ng isang neutral na sistema na may mga cation. Ang sistema ng mga ions (cations at anions) ay lumilikha ng osmotic pressure at turgor kasama ng tubig; Ang mga chloride ions ay mga macroelement para sa mga hayop, at ang natitirang mga halide ions ay mga microelement, i.e. kinakailangan para sa anumang organismo sa maliit (micro-) na dami. Ang kahalagahan ng iodide ions ay bahagi sila ng pinakamahalagang hormone - thyroxine, at ang labis at kakulangan ng mga ion na ito ay humahantong sa paglitaw ng iba't ibang sakit sa mga tao (myxidema at Graves' disease). Ang mga fluoride ions ay nakakaapekto sa metabolismo sa bone tissue ng mga ngipin, ang mga bromide ions ay bahagi ng mga kemikal na compound na nakapaloob sa pituitary gland.

Pangkalahatang katangian at pag-uuri ng mga organikong compound na bumubuo sa buhay na bagay at ang kanilang ekolohikal na papel

Ang mga sangkap na naglalaman ng mga carbon atoms (hindi kasama ang carbon, mga oxide nito, carbonic acid, mga asing-gamot nito, rhodane, rhodane-hydrogen, thiocyanides, cyanogen, hydrogen cyanide, cyanides, carbonyls at carbide) ay tinatawag na organic.

Ang mga organikong sangkap ay may napakakomplikadong pag-uuri. Ang ilan sa mga sangkap na ito ay hindi matatagpuan sa mga organismo (buhay man o patay). Ang mga ito ay nakuha sa artipisyal na paraan at hindi nangyayari sa kalikasan. Ang isang bilang ng mga organikong compound ay hindi "na-assimilated" ng mga organismo, i.e. hindi nabubulok sa kalikasan sa ilalim ng impluwensya ng mga decomposers at detritivores. Kasama sa mga naturang compound ang polyethylene, SMS (synthetic mga detergent), ilang mga pestisidyo, atbp Samakatuwid, kapag gumagamit ng mga organikong sangkap na nakuha ng mga tao sa kemikal, kinakailangang isaalang-alang ang kanilang kakayahang sumailalim sa iba't ibang mga pagbabago sa ilalim ng mga natural na kondisyon, ibig sabihin, ang "asimilasyon" ng mga sangkap na ito ng biosphere.

Ang mga organikong sangkap na nakapaloob sa katawan ay may malaking kahalagahan sa ekolohiya; iba't ibang sakit, o hanggang kamatayan ng isang ibinigay na organismo. Ang pinakamahalaga ay ang mga nucleic acid, carbohydrates, taba at bitamina.