Биогеохимияның негізгі концепциялары т уралы
1. Биогеохимияның негізгі концепциялары
Биогеохимияның негізгі тұжырымдамалары. Адам мен табиғаттың бірлігін түсіну, технологияның жеткіліксіз дамуы жағынан бұл бірлікке өсіп жатқан қауіп-қатер қазірдің өзінде бірқатар шұғыл шыры қабылдауды талап етіп қоғамның назарын өзіне көбірек аударуда.
Бұл мәселе қоршаған орта (атмосфера, литосфера, гидросфера және биосфера) химиялық элементтердің таралу өзгешелігін, циркуляциясын және заңдылықтарын білмей шешілмейді. Басқаша айтқанда, қоршаған ортаның биогеохимясын білу мәні өсуде.
Жергiлiктi, аймақтық және глобалдi деңгейлердегi қоршаған ортаға күшейген антропогендік әсер биосфераның және оның негiзгi компоненттерінін тұрақтылығын анықтайтын механізмын түсiнуге талап етедi.
Табиғи пәндердiң арасында, биогеохимия ерекше орын алады. Бұл пәннiң аталуынын өзi әр түрлi пәндердiң күрделi қырық құрауы екенін айтады.
Қазіргі ғылымдардың қатарынан көрнекті орын алған бұл пәннің пайда болуына қандай себептер әсер етті?
Бұл ең алдымен зерттеушiлердiң жер бетiндегi тірі организмдер рөлiне ежелгі мүддемен шартталған. Бұл қызығушылық биологидан геологияға дейін сонымен қатар басқа пәндер арасында да байқала бастады. Тірі организмдер рөлі туралы түсінікке ғалымдар бірден келе қоймады. Ұзақ уақыт бойы ғалымдар тірі ағзалардың табиғаттағы орнына сенімсіздікпен қарады. Оларға нақтылы процесстердегi жиi шектелген орны, жер бетіндегі тектоникалық процестер әсері байқалды, яғни жанартаулар. Ламарк дәуірінен бері зерттеушілердің екі түрі болды, олар жанартаулықтар және нептундықтар. Ламарктың өзі нептундықтардың қатарында болды және жер үсті құбылыстарына аса зор мән бергенін айта кеткен жөн.
Биогеохимияның қалыптасуына маңызды рөл топырақтануға атқарды.
Тірі және косты материяның өзара әрекеттесу мәселелерімен айналысатын ерекше ғылым (топырақтану) болуы керек деп В.В.Докучаев айтқан.
Биогеохимия пән ретінде атақты табиғатзерттеушi, академик В.И.Вернадскийдiң жұмыстарының арқасында топырақтану пән3нің негізінде пайда болды.
1934 жылы атақты геохимик А.Е.Ферсман топырақтанудың басымдылығын мойындай отырып, геохимияда топырақтану ғылымының маңыздылығын әдістермен, идеялармен, фактілермен дәлелдеп берді. В.В.Докучаев, В.И.Вернадскийдің айтқан идеяларын лабораториялық жағдайда дәлелдеді. Тірі организмдердің дамуында топырақ маңызды фактор болып табылады. Осыдан биогеохимияның тірі организмдерден топырақ түзілуінде ғана емес, сонымен қатар ғаламшардың құрамдас бөліктерін толықтырып отыратынын айқындады. Топырақ, А.Е.Ферсманның сипаттауы бойынша, биосферада болып жатқан биогеохимиялық үрдістердің ерекшеліктерін анық формада қамтып көрсететін жер бетінің қабығы болып табылады.
Биогеохимияның анықтамасы
:: Биогеохимия - тірі ағза құрамы және тірі зат пен өнімнің қатысуынан, оның миграцияпроцесіне, таралуына, ыдырауына, химиялық элементтердің жинақталуына орай жіктелуін зерттеумен айналысады (В.И.Вернадский).
:: Биогеохимия бұл биология мен геохимияның тоғысуынан пайда болған кешенді ғылыми пін, тірі аорганизмдердің химясын және олардың әр түрлі процестерге қатысуын зерттейді (Деду сөздігі).
:: Биогеохимия бұл биосфера мен химиялық элементтердің биогенді айналымын жүйелі ұйымдастырылуын зерттейді, оның негізіне өмірдің эволюциялық бірлігі, тірі зат пен қоршаған орта, атомдардың биогенді тасымалы мен биогенді байланыстарын анықтайтын заңдылықтар жатады.
Жоғарыда көрсетілген анықтамаларда көптеген ортақтық бар. Бұл анықтамаларда біріншіден, тірі организмдердің жетекші рөлі; екіншіден, тірі организмдердің құрамындағы элементтердің жағдайын сипаттаудағы рөлі жайлы.
Биогеохимия -- биосферада организмдердің қатысуымен жүретін геохимиялық процестерді зерттейтін ғылым саласы, геохимияның бір бөлімі. Тірі организм өз тіршілігінде түрлі химиялық элементтерді бойына сіңіреді, ал ол өлген соң бұл элементтер ыдырайды, шашырайды немесе белгілі бір орынға шоғырланады. Жер бетінде тірі организмдер біркелкі тарамаған, кейбір тіршілік ортасында олардың белгілі бір тобы көп жиылады. Бұған мұхиттар мен теңіздердегі планктон, құрлықтағы қалың орман мен шалғындар, ылғалы мол қара топырақты жерлердегі шірінді мен шымтезек, халықтың бір жерде тығыз, бір жерде сирек орналасуы мысал болады.
Биогеохимияның міндеттері
Биогеохимияның міндеттері жалпы түрде мынаған апарады:
Тірі организмдердің рөлін толығымен зерттейді.
Биосфераның құрылымды-функционалды ұйымдастырылуын зерттейді.
Тірі организмдер мен биосфераның басқа да компоненттерін, сонымен қатар биосферамен белсенді қарым-қатынасқа түсіп отыратын қабаттарды зерттейді.
В.И.Вернадский биогеохимияның маңызды міндеттерін сипаттап, бірнеше бірнеше биогеохимиялық константтарды айқындап берді:
I констант - атомдардың орташа саны орташа бөлінбейтін түрде.
II констант - орташа бөлінбейтін түрдің салмағы (яғни, жеткілікті сандық өлшемнің нәтижесінде) бөлінбейтін түрде
III констант - сол организмдердің биосфераға кіруінің орташа жылдамдығына
IV констант - биогеохимия энергияға жауапты.
В.И.Вернадский тек бұл төрттікпен шектеліп қалмай келесі міндеттемені былай сипаттады: Тағы бір маңызды ғылыми жұмыс және ғылыми ойлармен аз қамтылған, қазіргі таңда қарпайым әрі ыңғайлы сандық мәні жоқ құбылыс бар. Бұл құбылыс правизна-левизна құбылысы - деді.
Қоршаған орта биогеохимиясының гылым ретіндегі қалыптасуы мен дамуы.
Биогеохимия бұл интегралды ғылыми пәндердiң және қазiргi жаратылыстанудың үлкен бағыттарының бiрi.
В.И.Вернадский, В.В.Ковальский, В.В.Добровольский, Д.С.Орловова және тағы басқа ғалымдардың жұмыстарындағы биогеохимияның анықтамасы.
Биогеохимиядағы идеялардың дамуы және академик В.И.Вернадскийдiң оның қалыптасуындағы рөлі.
А.Е.Ферсманның, А.П.Виноградовтың, Б.Б.Полыновтың, А.И.Перельманның, В.А.Ковданың, Ф.У.Кларктың, В.М.Гольдшмитдтың биогеохимияның дамыуна қосқан үлесi. Биогеохимия бұл биосфераның жүйелiк ұйымшылдығы және тірі организмдардың рөлi туралы ғылым.
Мазмұны, негiзгi объектілері, мәселелері және қоршаған орта биогеохимиясының тұжырымдамасы.
Тірі заттың тұжырымдамасы. Биосфераның тұжырымдамасы. Биогеохимиялық циклдер.зінің соңғы анықтамасының іргелі айырмашылығын ерекшелеп, мағынасын ашып берді.
Тірі зат концепциясы
Барлық тірі организмдердің сипатты ерекшеліктеріне қарамастан олардың мөлшері, морфологиялық-физиологиялық белгілері олардың тіршілік әрекеті процесіндегі қоршаған ортаның өзгеруіне алып келеді. Сонымен қатар масса мен энергияның транформациялануына әкеледі. Тірі организмдер өзінің физиологиялық қажеттіліктерін (яғни, химиялық элементтер, көміртегі, сутегі, оттегі, азот, фосфор, калий, кремний, кальций, магний, темір және т.б.) құрылымдық органдардың жиналуы, өсуі мен көбеюі үшін ең үлкен дәрежеде біріктіреді.
Бұл элементтер мұхиттың, атмосфераның, тау жыныстарының химиялық негізін құрайды. Олардың тірі организмдермен бірігуі жер қабығының биогенді трансформациясы мен қоршаған орта элементтерінің диффернециациясына алып келеді. Микроорганизмдер темір, марганец, т.б. элементтер қосылыстарының тотығуына да қатысып, оларды тұндырады, сульфаттарды тотықсыздандырып, күкірттің биогендік кендерін түзеді. Тірі организм геохимиялық процестердің сипатын, элементтердің шоғырлану ортасын өзгертіп отырады. Тіршілік ортасы организмдер құрамына да әсер етеді, ал организмдер химиялық элементтердің биогендік шашырауына (миграциясына) себепші болады, олардың (көміртектің, оттектің) изотоптық құрамын да өзгертеді. Адамның атмосфера, биосфера және жер қыртысының изотоптық құрамына тигізетін әсері ұдайы артып келеді.
Биосфера концепциясы
Биосфера терминін австриялық геолог Эдуард Зюсс 1880 жылы алғаш рет қолданған болатын. Орыс минералог В.И.Вернадский (1863-1945) Зюсстың еңбектерінен кейін жылдан соң, біз осы күнге дейін мойындап жүрген биосфера концепциясының негізгі қағадаларын бүкіл тарихы бойында, тірі организмдердің әсеріне ұшыраған барлық қабаттарын түсінік В.И.Вернадскийдің анықтамасы бойынша, биосфера- тіршілік иелері мен тіршілік көздерінің Жер бетіндегі белгілі бір қабаты, тіршілік иелері, яғни органикалық заттар, биосферадағы еркін энергияның тасымалдаушы көзі болып табылды. Биосфера құраына адамзат қоғамы және оның өндірісі де жатады.
Ғылымның қазіргі деректеріне қарағанда, біздік планетамыз шамамен бұдан бес миллиард жыл бұрын пайда болған.
Біздің планетамыздың табиғаты тірі организмдерден және қатты, сұйық. Газды денелерден тұрады. Оларды әдетте сфера деп атайды. Тіршілік, негізінен литосфрада (жер қабатының сыртқы қатты беті), гидросферада (өзен, көл, теңіз және мұхитта және тропосферада (жер шарының газ күйіндегі қабаттар атмосфера) ұшырасады.
Биосфераның төмеңгі шекарасы жер қыртысының 2-3 км дейінгі, ал мұхит түбінен төмен 1- - км терендіктегі аумақ қамтиды, ал үстінгі жағы 20-25 км биіктіктігі озон қабат болып табылады. Тірі организмдердің ең тын орналасқан бөлігіне- тропосфераның 50 м биіктікке дейін төменгі қабаты мен топырақ қыртысы жатады.
Литосфераның беткі жоғарғы қабатын, тіршілік иелерін 99% құрайды. Жер беті мен оның қойнауындағы тірі организмдер массасы 2,4-1012 тоннадай болады.
Биокосты жүйе- ондағы тірі зат пен өлі заттың, костық заттың бір-бірімен қатынаста болатын және жағлай жасалынатын жүйе. Тірі организмдер мен тірішілік ету ортасымен жасалған, тіршілік ету ортасы мен тірі организмдер арасындағы химиялық элементтердің алмасуы жүретін жүйе. Бұл терминді 1944 жылы В.И.Вернадский ұсынды. Биокосты жүйеде химиялық элементтердің алмасуы биосфераның биогеохимиялық құрылуын құрайды. В.И.Вернадский бұл процестерді геохимиялық жолмен жүреді деп түсіндірді, бірақ екі ірі фактордың геологиялық пен биологиялық әсерінен биогеохимиялық үрдістер төңірегінде ж.реді деп атап көрсетті.
: ХХ ғ басында В.И.Вернадский (1938ж) ескерткен: тірі затпен толыққан костық табиғи денелер емес. Ол тірі және костық табиғи заттардан құралған биосфераның күрделі биокосты табиғи заты. Биокосты заттың басты ерекшелігі- экожүйе компоненті.
2. Биогеохимияның басқа ғылыми пәндермен әрекеттесуі
Қазіргі биогеохимияның басқа ғылыми пәндермен байланысы. Биогеохимия XX ғасырда биология, химия, геология ғылымдарының еңберінде қалыптасқан аралық ғылыми пін болып табылады.
Биогеохимия - жер туралы ғылымдармен тығыз байланысты, әсіресе геологиялық жыныстар, минералдар, табиғи сулар мен газдардың құрамын зерттейтін ғылымдар, биолгиялық ғылымдар (организмдер мен олардың тіршілік ортасының байланысын зерттейтін ғылымдар, мысалы, экология).
Биогеохимияның принциптері микробиологиямен байланысты кең қолданылады. Микроорганизмдер мен ортаның құрамы бір-бірімен тығыз байланысты, сондықтан биогеохимиялық зерттеулерді көптеген микробиологтар кеңінен қолданады. Бүған бактериальды биогеохимия анық мысал болады. Бактериялардың атмосфераға, топыраққа, табиғи суларға, миграция процестеріне және әр түрлі элементтердің глобальды биогеохимиялық циклдеріне әсерін бағалауда биогеохимиялық әдістер қолданылады. Іс жүзінде биогеохимиялық идеялар мен әдістер геологияда, геохимиялық экологияда және биотехнологияда дамып отырады.
Биогеохимияның жетістіктері қазіргі таңда көптеген ғылым салалаларында кеңінен қолданылып отыр:
Биогеохимиялық әдістерді пайдалы қазбалар орнын барлау барысында қолдану.
Адам мен жануар денсаулығын бағалауда геохимиялық жағдайды сандық сипаттау.
Қоршаған ортаға антропогендік әсерді азайтуда биогеохимиялық стандарттарды қолдану.
Биогеохимиялық зерттеулерді геологиялық экологияда қолдану, яғни қоректік тізбекті құрайтын маңызды (тіршілік) элементтерінің сарқылған және тапшы түрлерін, жануарлар мен тұрғындарға зиян келтіретін биогеохимиялық аномалилерді зерттейді. Аномалилік зерттеулерді АҚШ ғалымдары (J.Webb, 1964, 1966), Англия мен Ирландия ғалымдары (R. Ebens, 1973) жүргізді.
7. Атмосфераның эволюциясы
Литосфераның диффренциациясынан кейін температураның өзгеруі протожердің тектоникалық циклі мен абиотикалық желдену процесі жүрді. Жер шарының негізгі бөлігінің қалыптасуы соңында атмосфералық су булары протобиотикалық мұхиттың қарапайым түріне конденсацияланды. Бұл атмосферада азот молекуласы мен көміртектің бір тотықты және қостотықты байланыстарының көбеюіне алып келді. Дегенмен атмосферада бос оттегі мүлдем болмады. Көміртектің қос тотығы мен судың фотодиссоциацияның реакциясы арқылы атмосфераның жоғарғы қабатында оттектің жұқа қабат түрінде жинаталуы мүмкін. Күн эволюциясының физикалық моделі жер бетіндегі жарықтың артуын белгілі бір уақытта радиациялық баланстың пропорционалды өзгерісімен түсіндіреді. Бұл жер бетіндегі қалыпты биологиялық климатты қалыптастыруға жағдай жасайдыү
Мұндай өзгерістер атмосфераның көміртек қос тотығы негізінде болып жатқан процестер келесідей теңдеуде ықшамдалып көрсетілген:
Бұл процесс көне Жер атмосферасындағы көміртек қос тотығын төмендетіп, жылу радиациясы мен жылулық әсердің деңгейін ұстап тұрады. Жердегі атмосфераның қалыптасуын анықтайтын тағы бір экологиялық параметрлердің бірі ультракүлгін радиациялар ағыны болып табылады. Қазіргі таңда УК радиацияларды стратосфераның озон қабатында сіңіріп биотаны оның зиянды әсерлерінен қорғап отырады.
Осыдан 3,5 млрд жыл бұрын анаэробты фотосинтез процесі жүруінің нәтижесінде Жер биосферасының түбегейлі өзгерісіне алып келді.
Микробтардың белсенді әсерінен атмосфера құрамында CO, No, H2O, секілді газдарды қалыптастырды. Микробтар эволюциясы сәйкесінше атмосфераның химиялық құрамын өзгертіп отырғанымен, атмосфераның химиялық құрамы жүздеген миллион немесе миллиардтаған жылдарға созылды.
8. Гидросфераның эволюциясы
Қазіргі таңда жердің жасы шамамен 4,6 млрд. жыл екені белгілі. Алғашында жер ғаламшарында су мүлдем болмады және қазіргі айдың беті секілді реголитпен (тау жыныстарының сусымалы қалдықтары) қапталып жатты. А.П. Лисицынның мәліметтері бойынша 4-млрд-тан 3,8 млрд жыл бұрын реголиттердің әсерінен су пайда болады, кейіннен жердің ойыс жерлері суға тола (мұхит қабаты) бастайды.
Мұхиттың қалыптасуына келесідей шарттар сәйкес келуі (орындалуы) қажет:
:: Сұйықтық көлемінің жоғары болуы;
:: Мұхитты толықтыратын элементтердің мол болуы;
:: Мұхит қалыптастырушы заттар мейлінше сұйық күйдегі стандартты температура мен қысымда болуы;
:: Төмендетілген бедердің болуы;
:: Жер гравитациясы мұхитты ұстап тұратындай жеткілікті болуы.
Мұхит суында кең тараған элементтер Н, О, С және N болып табылады. Сутектің стандартты температурасы мен қысымы шамасы мен химиялық байланыстарға қарасақ, сутек 259,2°С-да еріп, 252,8°С-да қайнайды. Бірақ мұндай жағдай жер бетінде 4,5млрд жылға дейін болған жоқ. Сутектің басқа да элементтермен байланыстарына мән беретін болсақ: H2O, NH3 және CH1. Қазіргі изотопты мәліметтер суды осыдан 3,3 млрд жыл бұрын болды десе, ал қазіргі жер мен теңіз асты гидротермикалық белсенді бөлігі ежелгі судың рециркуляциясымен байланыстырады. Су алдымен полюстерде пайда бола бастады. Ол жердегі мұхиттың көлемі мен тереңдігі қазіргі мұхиттың 51 бөлігінен де азы болды және осы кезде алғашқы шөгінді жыныстар пайда болды.
Осыдан 2,4-1,7 млрд жыл бұрын атмосфералық сутегі мен мұхиттың химиялық құрамының өзгеруі жүрді. Осы кезеңде атмосфераның тотығып, мұхиттардың терең бөліктерінде мұхит қалыптасу процестері жүріп жатты. Бұған дәлел ретінде, темірге дейінгі түзілімдердің қалыптасуы жүрді, оны орыс тілді геологиялық әдебиеттерде шөгінді темір кварциттер немесе джеспилиттер деп атайды.
Шамамен 1,7 млрд жыл бұрын байланысқан темір түзілімдерінің кездеспеуі алдыңғы стадияның аяқталып соңғы стадияның басталғанын білдіреді. Мұхиттың химиялық құрамының эволюциясын қалыптасқанын дәлелдейді. Мұхиттың терең бөліктерінде шала тотыққан темірдің жойылып бітуімен, оттек атмосферасының құрамы қазіргі құрамына жақын болуы мүмкін деп болжанды. Осы кезеңге дейін көміртек циклі шамамен қазіргі уақыттағыдай жүріп отырған.
Мұхит қалыптасуының кезеңдік өзгерісі шамамен 2,6-2,2 млрд. жыл бұрын протожердің орталық қыраттарындағы рифт аңғарларынан судың кіруінен басталды. Осыдан 1 млрд жыл бұрын мұхит суының іс жүзінде айтарлықтай өзгермеуі, тек қана беткі қабаттарының трансформациялануы мен сәйкесінше судың қайта бөлінуі процестері жүріп отырды.
9. Жер қабатындағы химиялық элементтердің таралу ерекшеліктері
Табиғатта химиялық элементтерді табудың көптеген түрі кездеседі. Олардың көбінесе зерттеу мақсаты ғылымның дамуы деңгейіне байланысты. Бірақ ғғалымдар олардың жекелеген түрлерін ғана қолданады.
Табиғатта химиялық элементтерді табу формаларының негізгі жіктемелері бар. В.И.Вернадский химиялық элементтерді табудың төрт басты түрін бөліп көрсетті:
- Тау жыныстары мен минералдар (оларға табиғи су мен газ)
- Тірі зат немесе биогенді табу түрі
- Магмалық ағындар (силикатты) ерітінділер
- Таралу жағдайы
- Коллоидты табу түрі табиғи аналогтарсыз сұйық дисперсионды орта мен техногендік байланыстар.
Бұл түрі бойынша антропогендік әсерден жаңа техногендік қосылыстардың әсерінен биосферадағы химиялық элементтердің концентрациясы мен миграциясы нәтижесәнде болады.
Техногенездің мейлінше көбеюі элементтердің жер бетінде жылжуына және олардың атмосфераға және гидросфераға аздаған бөлігінің түсуімен түсіндіріледі және коллоидты элементтерді табудың ерекше формасы ретінде қарастырамыз.
Элементтерді табудың маңызыд түрлеріне: шашыранды жағдайы, жекелеген минералды түрлер, су ерітінділері, газды қоспалар, коллоидты және жинақталған формалар, табиғи аналогтарсыз техногенді байланыстар, биогенді формалар.
Шашыранды жағдайы - жер шарындағы химиялық элементтерді табуда кеңінен қолданылатын түрі. 1909 жылы В.И.Вернадский орыс табиғат бақылаушылары мен дәрігерлерінің XII съезінде Жер бетіндегі әрбір заттың тамшысы мен бөлшегінде, біздің зерттеудің аздығына орай, біз жаңа элементтерді аламыз. Олардың микрокосмостық сипатта таралуы таң қалдырады. Микрокосмостың түйіршігінде немесе тамшысында бүкіл космостың құрамдық белгісін көруге болады. Тіпті онда Жер бетіндегі барлық элементтердің табылуы мүмкін деп айтқан болатын.
Жер шарындағы химиялық элементтердің сандық таралуының бірінші болжамдарын Ф.У.Кларк жасаған болатын. Осы екі ұлы ғалымның құрметіне Н.И.Сафронов пайдалы қазбаларды іздеудің геохимиялық әдісін В.И.Вернадский - Кларк заңы деп атады.
Вернадский - Кларк заңынан мынадай қорытынды шығаруға болады:
Біріншіден, ортадағы организмнің (оның ішіндегі адамның) қалыпты тіршілік етуіне барлық химиялық элементтердің жеткілікті болуы керек. Мұны жасанды тіршілік ортасын жасағанда ескеру қажет.
Екіншіден, тірі организмдер үшін зиянды немесе пайдалы химиялық элементтер болмайды. Тек химиялық элементтердің шамадан тыс көп болуы немесе жеткіліксіз болу концентрациясы ғана кездеседі.
Жекелеген минералды түрлер - Жер шарындағы химиялық элементтерді табудың кең тараған формасы болып табылады. Іс жүзінде минералдар литосфераның косты бөлігі. Химиялық элементтердің әр түрлі үйлесімі бір-бірінен айырмашылығы бар минерал түрлерін қалыптастырады. Осы минералдардың негізінде материктегі тірі организмдердің массасы, оның ішінде адам түзіліп дамып құралады. Сонымен қатар, химиялық элементтердің құрамы ғана емес, мықтылығы, әсіресе ерігіштігі маңызды. Әр түрлі техногенді байланыстарды құрауда химиялық элементтердің негізгі көзі минералдар болып саналады. Әсіресе, белгілі бір минералдың бір жерге жинақталып қалуы аномальды экологиялық жағдайды туғызып отырады. Мұндай жағдай химиялық элеметтердің табылуына жол ашады. Ешқандай өндіріс орны табиғи минералдарды пайдаланбай дамуы мүмкін емес.
:: Қазіргі таңды ауыл шаруашылығының дамуы минералды тыңайтқыштарды қолдануымен тығыз байланысты.
:: Мемлекеттің жылу-энергетикалық базасының минералды шикізатсыз дамуы мүмкін емес.
:: Минералдар қатары адам азығының құрамын ғана толықтырып отырмайды, монымен бірге қажеттілік болып табылады (мыс, аспаздық тұз).
:: Минералдар медицинада (йод тұзы), сәндік-әшекей бұйымдарды жасауда .б. қолданылады.
Минералдар литосфераның жоғарғы бөлігінде бір жерде ірі көлемде жинақталып қалуы геохимиялық процесті тудырады. Химиялық элементтердің шамадан тыс көп болуы немесе жеткіліксіз болуы жергілікті жердегі жер асты мен жер үсті суларының қышқылды-сілтілік жағдайын өзгертеді. Белгілі бір іс-шараларды жүргізбей аталған аумақтың тұрғындарының тіршілік жағдайын қауіпсіздендіру мүмкін емес. Мыс, Қаратауда қорғасын-мырыш рудасы кеңінен дамып отырғанымен, карбонатты түзілістерде фтордың мүлдем жетіспей отырғандығы байқалады. Бұл сүйек құрылыымының бұзылуына, тіс және басқа да аурулардың көбеюіне алып келеді. Аталған рудалы ауданда ауыз судағы фтордың жетіспеуінен тұрғындардың қауіпсіз тіршілігін қалыптастыру мүмкін емес.
Минералдарға антропогендік әсердің нәтижесінде, минералды формадан коллоидты, судағы ерітінді түріне өтіп химиялық элементтерді табудың биогенді формасына өтеді.
Көптеген радиоактивті элементтерден құралған минералдар, тіпті қалдықтарда тіршілік қауіпсіздігіне нұқсан келтіреді. Мысалы, кварц, асбест, көмірдің жеңіл рак ауруларына шалдықтырады.
Әсіересе, зияндылары қорғасын, мырыш, ванадий, талий, никель, бор, кобальт, мыс т.б.. Бұл минералдармен жұмыс істегенде қауіпсіздік техника шараларын қатаң сақтау қажет.
Судағы ерітінділер - тірі организмдер үшін химиялық элементтерді табудың маңызды формасы. Бұл форма негізінде ерітінді құрамындағы элементтерді анықтау арқылы, оның қауіптілігін реттеп отыруға мүмкіндік береді.
Газды қоспалар - химиялық элементтерді табудың бір формасы. Газдар ортаның бос орындары мен топырақтағы, таулы жыныстардағы қуыстарды толтырып отырады. Барлық тірі организмдер үшін атмосферадағы және топырақтағы газдар маңызды рөл атқарады. Мыс, атмосферада озонның жинақталуы, ірі қалалардың атмосферасында аэрозольдердің көп болуы.
Техногендік қосылыстар - химиялық элементтерді табудың формасы. Мұндай қосылыстарға гологенқұраушы органикалық қосылыстар пестицидтер т.б.
1) Техногенді ұқсас түрі болмайтын токсиндер. Мұндай қосылыстар әр түрлі өндірістік процестердің нәтижесінде түзілетін қосалқы өнімдер болып табылады.
2) Биофера жағдайында өте жай ыдырайтын және қайта өңделетін заттар. Мұндай заттарға тластмасса, фреондар, синтетикалық талшықтар т.б. жатады.
Биогенді табу формасы - химиялық элементтерді табудың бір түрі. Бұл форманы ең алғаш В.И.Вернадский ұсынған. Жер шарында мекендейтін тірі организмдердің салыстырмалы аздаған құрылымын ескермей жер бетінде жүріп отыратын геохимиялық процестерді елестету мүмкін емес. Мыс, фотосинтез процестердің нәтижесінде оттегі бөлінеді.
13. Тірі организмдердің биосферадағы рөлі.
Тірі организмдер дүниесі - құрылымы және биосферадағы функциялық рөлі жөнінен тірі организмдердің ең ірі бірлестіктері тірі организмдер дүниесінің 5 түрі сараланады. Прокариот жоғары дүниесі екі дуниені -- архибактериялар мен бактерияларды қамтиды, олар: редуценттер рөлін атқаратын ядросыз организмдер, биологиялық азот ұстаушылар, продуцент- хемотрофтар мен продуцент-фототрофтар (цианбактериялар). Эукариот жоғары дүниесі үш дүниені қамтиды, олар: Өсімдіктер -- хлорофилы бар бір клеткалы және көп клеткалы организмдер, мұның өзі олардың фотосинтезді жүзеге асырып, экожүйелерде продуценттер (фотоавтотрофтар) болуына мүмкіндік береді. Жануарлар -- дайып органикалық (тірі не елі) заттекпен көректепетіп гетеротрофтық организмдер. Бұл өте-мәте әр алуап топ экожүйелерде консументтер мен редуценттер рөлін атқарады. Жануарлардың барынша жылжымалылығы нәтижесінде олар органикалық заттектің орнын ауыстыруда (өсімдіктердің тұқымы мен тозаңын тасуды қоса) "көлік құралдары" болады, қөректері алуан түрлі болғандықтан (өсімдіктер мен әр түрлі жануарлар, микроорганизмдер, саңырауқұлақтар), -- экожүйелердегі экологиялық тепетеіңікті реттеушілер болып табылады. Саңырауқұлақтар -- (микроскоптық ашытқы клеткаларынан, өңездерден альт түрлеріпе дейінгі) организмдердің ұланғайыр тобы, олар органикалық заттектің редуценттері рөлін атқарады, өсімдіктердің топырақтан минералдық заттектер мен су сіңіруіне жәрдемдесіп, олармен сөлбеспелік байланыстар түзеді және өсімдіктер мен жануарлар популяцияларының тығыздығың реттейтін паразиттер болып табылады.
Тіршіліктің өлі табиғаттан айырмашылығы - материяның сапалы өмір сүру формасы, яғни биологиялық форма болуында. Барлық тірі ағзаларға тән белгілі қасиеттер бар, олар да тірі жүйелер өлшемі деп аталады.
Жасушалардың әрқайсысы органоидтардан құралатын күрделі биологиялық жүйе болып саналады. Жасушалардың барлық органоидтарының құрылысы күрделі, бірімен-бірі өзара әсерлеседі және белгілі мүлтіксіз қызмет атқарады. Тек бір ғана органоид қызметінің өзгеруінен жасуша ішіндегі тепе-теңдік бұзылады, тіпті жасуша тіршілігін жояды. Жасушалардан, ұлпалардан, мүшелерден, мүшелер жүйесінен тұратын көпжасушалы ағзаның да жоғары деңгейлі жаралымы болады. Ағзаның барлық мүшелерінің құрылысы күрделі және өздеріне тән қызметті өзге мүшелерге мүлтіксіз үйлесімдікте орындайды. Бір мүше қызметіндегі өзгеріс біртұтас мүшелер жүйесінің бұзылуына әкеледі, тіпті ағзаның тіршілігі жойылады. Тіршілік иелерінің химиялық құрылымының бірлігі. Тірі ағзалар органикалық және бейорганиқалық заттардан түзілген. Жасуша ағзалық заттарының негізгі массасы нәруыздардан, майлардан, көмірсулардан, нуклеин қышқылдарынан, АТФ және өзге заттардан құралады. Жасушаның бейағзалық заттары - су және минералды тұздар. Органиқалық зат молекулалары жасушаның органоидтарын түзеді. Еріген заттары бар су жасушаның ішкі ортасын құрайды.
Зат және энергия алмасу - бұл тіршілікті қолдау негізіне жататын барлық тірілік атаулының жалпы қасиеті. Тірі ағзалар қоршаған ортадан белгілі заттарды сіңіре алады. Оларды басқа түрге айналдырады да, солардың өзгеруі есебінен энергия алады. Осы заттардың қажетсіз қалдықтарын қоршаған ортаға бөліп шығара алады. Зат алмасу энергетикалық (катаболизм, диссимиляция - заттардың ыдырауы) және икемді (анаболизм, ассимиляция - синтез, қор заттары) алмасу болып бөлінеді. Оның үстіне тірі ағзалар денесін құрайтын өзіне тиесілі заттар синтезінде энергия шығындайды. Ол икемді алмасудың (анаболизм) бөлігі болып табылады.
Физиологиялық ұғым ретіндегі зат алмасуға бір қарағанда байланысы шамалы үдерістер қосылады. Олар: жануарлардың қоректенуі және асқорыту; өсімдіктегі фотосинтез, тынысалу және зәр шығару (сүтқоректілерде тер бөлу де қосылады). Атап айтқанда осы үдерістер барысында ағзалар өздерін қажетті заттармен ғана емес, энергиямен де қамтамасыз етеді. Адамда зат алмасу және өзге үдерістер жүйке және сұйықтық (гуморалды) жолымен бақыланады. Бұл - тіріліктің келесі қасиетінің негізі.
Өзін-өзі реттеу - тірі жүйелердің өз көрсеткіштерін (физиологиялық, т. б.) белгілі деңгейде автоматты түрде орнықтырып, қолдай алуы. Тек тірі нәрсе ғана қоршаған ортаның өзгерісін сезіне алады, мұндайда ішкі орта көрсеткіштері өзгермей, тұрақты қалпында қалады. Мәселен, инсулин гормоны көбейіп кетсе, қандағы глюқоза мөлшері төмендейді, ал глюқоза жеткіліксіз болса, глюкагон және адреналин оның мөлшерін арттырады.
Жылықанды жануарларда жылу реттеу тетіктері өте көп: дене температурасын қоршаған орта температурасына тәуелсіз белгілі деңгейде тұрақты сақтайды. Бұл қарқынды тер бөлу, салқындату үшін терідегі қаптарату тамырларын кеңейту, сондай-ақ тері қылтамырларын тарылту және жылыну үшін тітіркену болып саналады.
Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи бірлестігі олардың санына қарай өзінен-өзі реттеледі. Мысалы, жыртқыштардың саны олар аулайтын олжаларының санына тәуелді болады. Егер жыртқыштар көбейіп кетсе олар қорегін көп аулайды. Шамадан тыс көп аулау салдарынан қорек мөлшері азайып, өздері аштан өледі. Сөйтіп аман-есен қалған олжаларының қалыпты деңгейге дейін көбеюіне мүмкіндік жасайды.
Бұл тетіктер жылыстауға кедергі келтіріп, түрлерді сақтап қалады. Алайда қоршаған ортаның өзгеруіне дұрыс жауап қайтару үшін бұл өзгерістерді дөл кезшде сезініп, танып айыра білу керек. Бұл үшін тірі нәрсеге тағы бір қасиет - тітіркенгіштік қажет.
Тітіркенгіштік - тірі жүйелердің сыртқы және ішкі әсерге (өзгерістерге) жауап қайтара алу қасиеті. Адам ағзасындағы тітіркенгіштік көбінесе жүйке, бұлшықет және безді ұлпалардың қасиеттеріне байланысты болады. Бұлар жүйке серпілісі, бұлшықет жиырылуы немесе заттар секрециясы (сілекей, гормондар, т. б.) түріндегі әрекетке жауап қайтару арқылы жүзеге асады. Жүйке жүйесі жоқ тірі ағзаларда тітіркенгіштік қозғалыс кезінде көрініс береді. Мәселен, амебалар немесе домаланғылар (вольвокс) концентрациясы жоғары тұзды қолайсыз ерітіндіден кетіп қалады. Ал өсімдіктер жарықты молырақ сіңіру үшін өркенінің қалпын өзгертеді (жарыққа ұмтылады).Қозғыштық - тірі жүйелердің тітіркенгіш әрекетке жауап қайтара алу қасиеті. Ал қозу - тітіркендіру және қозғыштық әсерінен пайда болатын нақтылы қайтарылған жауап. Жүйке, бұлшықет және безді ұлпалар - қозатын ұлпалар, ал сүйек ұлпасы қозбайды. Сүйек жасушалары жарғақша зарядының өзгеру әсеріне, дереу болған синтезге және заттардың бөлініп шығуына немесе жиырылуға жауап қайтармайды. Тітіркендіргіштік пен қозғыштықтың қисынды аяқталуының бірі - кеңістіктегі қимыл (қозғалыс).
Қозғалыс (қимыл) - орын ауыстыра алу қасиеті. Бұл да тірі нәрсеге ортақ қасиет, дегенмен бір қарағанда бекініп орныққан ағзалар қозғала алмайтын тәрізді болып көрінеді. Кез келген тірі ядролы (эукариотты) жасушада цитоплазма қозғалыста болады. Тіпті бекініп орныққан жануарлар әдетте аздап қозғалыс жасайды. Өсімдіктерге өсу қимылы тән қасиет, ол жасушалар саны мен мөлшерінің ұлғаюы есебінен жүзеге асады.
Көбею - тірі ағзаларға ортақ қасиет, ол тіршіліктің ұрпақтар қатарында, яғни тарихи ұласуын қамтамасыз етеді. Бұл өзін-өзі көшірмелеудің қарапайым ғана қасиеті емес. Көбею барысында бастапқы аналық (ататек) ағзаның қасиеттері мен белгілері сақталады. Сонымен бірге өзгергіштік те пайда болады. Көпжасушалы ағзада жасушалар өсу негізінде көбейеді. Біржасушалылар зат алмасу, сондай-ақ цитоплазмалар көлемі мен органоидтар санын арттыру есебінен өседі.
Даму - жаратылым (организация) деңгейінің барлығына тән қасиет. Тірі жүйелер - молекулалық және жасушалық жүйеден биосфераға дейін ғаламшарымыздағы ағзаларды біртұтас алғанда - өз кезінде өзгере, дами және әбден жетіле алады. Бұл өзгерістер белгілі заңдылық сипатта болады. Өлі жүйелер де дамиды. Мысалы, тау жүйелері түзіледі, өседі, ескіреді, бүлінеді. Тек тірі нәрсе ғана жаратылым деңгейін арттырып, дами алады. Мұны жасушалы деңгейден де бақылап отыруға болады.
Функции живого вещества
Введение
Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Понятие живое вещество обозначает совокупность живых организмов биосферы. Область распространения включает нижнюю часть воздушной оболочки (атмосферы), всю водную оболочку (гидросферу), и верхнюю часть твёрдой оболочки (литосферы). Это понятие было введено В. И. Вернадским. Он отметил, что между косной, безжизненной частью биосферы, косными природными телами и живыми организмами, её населяющими идёт непрерывный обмен энергией. Живое вещество играет наиболее важную роль по сравнению с другими веществами биосферы, и выполняет рад важнейших функций.
Энергетическая функция
Энергетическая функция выполняется, прежде всего, растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений. Чтобы биосфера могла существовать и развиваться, ей необходима энергия. Собственных источников энергии она не имеет и может потреблять энергию только от внешних источников. Главным источником для биосферы является Солнце. По сравнению с Солнцем, энергетический вклад других поставщиков (внутреннее тепло Земли, энергия приливов, излучение космоса) в функционирование биосферы ничтожно мал (около 0,5% от всей энергии, поступающей в биосферу). Солнечный свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы. Почти 99% этой энергии, поступившей в биосферу, поглощается атмосферой, гидросферой и литосферой, а также участвует в вызванных ею физических и химических процессах (движение воздуха и воды, выветривание и др.) Только около 1% накапливается на первичном звене ее поглощения и передается потребителям уже в концентрированном виде. По словам Вернадского, зеленые хлорофилльные организмы, зеленые растения, являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом химические тела - своеобразные солнечные консервы, энергия которых в дальнейшем становится источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере - всей земной коры. Без этого процесса накопления и передачи энергии живым веществом невозможно было бы развитие жизни на Земле и образование современной биосферы.
Каждый последующий этап развития жизни сопровождался все более интенсивным поглощением биосферой солнечной энергии. Одновременно нарастала энергоемкость жизнедеятельности организмов в изменяющейся природной среде, и всегда накопление и передачу энергии осуществляло живое вещество. Современная биосфера образовалась в результате длительной эволюции под влиянием совокупности космических, геофизических и геохимических факторов. Первоначальным источником всех процессов, протекавших на Земле, было Солнце, но главную роль в становлении и последующем развитии биосферы сыграл фотосинтез. Биологическая основа генезиса биосферы связана с появлением организмов, способных использовать внешний источник энергии, в данном случае энергию Солнца, для образования из простейших соединений органических веществ, необходимых для жизни.
Под фотосинтезом понимается превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами при участии энергии света и поглощающих свет пигментов (хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, углекислого газа и минеральных элементов) в сложные органические вещества, необходимые для жизнедеятельности всех организмов. Процесс протекает следующим образом. Фотон солнечного света взаимодействует с молекулой хлорофилла, содержащегося в хлоропласте зеленого листа, в результате чего высвобождается электрон одного из ее атомов. Этот электрон, перемещаясь внутри хлоропласта, реагирует с молекулой АДФ, которая, получив достаточную дополнительную энергию, превращается в молекулу АТФ - вещества, являющегося энергоносителем. Возбужденная молекула АТФ в живой клетке, содержащей воду и диоксид углерода, способствует образованию молекул сахара и кислорода, а сама при этом утрачивает часть энергии и превращается вновь в молекулу АДФ.
В результате фотосинтеза растительность земного шара ежегодно усваивает около двухсот миллиардов тонн углекислого газа и выделяет в атмосферу примерно сто сорок пять миллиардов тонн свободного кислорода, при этом образуется более ста миллиардов тонн органического вещества. Если бы не жизнедеятельность растений, исключительно активные молекулы кислорода вступили бы в различные химические реакции, и свободный кислород исчез бы из атмосферы примерно за десять тысяч лет. К сожалению, варварское сокращение человеком массивов зеленого покрова планеты являет реальную угрозу уничтожения современной биосферы. В процессе фотосинтеза одновременно с накоплением органического вещества и продуцированием кислорода растения поглощают часть солнечной энергии и удерживают ее в биосфере. На фотосинтез используется около 1% солнечной энергии, падающей на Землю. Возможно, этот низкий показатель связан с малой концентрацией углекислого газа в атмосфере и гидросфере. Ежегодно фотосинтезирующие организмы суши и океана связывают около 3::1018 кДж солнечной энергии, что примерно в десять раз больше той энергии, которая используется человечеством.
В отличие от зеленых растений некоторые группы бактерий синтезируют органическое вещество за счет не солнечной энергии, а энергии, выделяющейся в процессе реакций окисления серных и азотных соединений. Этот процесс именуется хемосинтезом. В накоплении органического вещества в биосфере он, по сравнению с фотосинтезом, играет ничтожно малую роль. Внутри экосистемы энергия в виде пищи распределяется между животными. Синтезированные зелеными растениями и хемобактериями органические вещества (сахара, белки и др.), последовательно переходя от одних организмов к другим в процессе их питания, переносят заключенную в них энергию. Растения поедают растительноядные животные, которые в свою очередь становятся жертвами хищников и т. д. Этот последовательный и упорядоченный поток энергии является следствием энергетической функции живого вещества в биосфере.
Деструктивная функция
Минерализация органических веществ, разложение отмершей органики до простых неорганических соединений, химическое разложение горных пород, вовлечение образовавшихся минералов в биотический круговорот определяет деструктивную (разрушительную) функцию живого вещества. Данную функцию в основном выполняют грибы, бактерии. Мертвое органическое вещество разлагается до простых неорганических соединений (углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т. д.), которые вновь используются в начальном звене круговорота. Этим занимается специальная группа организмов - редуценты (деструкторы).
Особо следует сказать о химическом разложении горных пород. Благодаря живому веществу биотический круговорот пополняется минералами, высвобождаемыми из литосферы. Например, плесневый грибок в лабораторных условиях за неделю высвобождал из вулканической горной породы 3 % содержащегося в ней кремния, 11% алюминия, 59 % магния, 64 % железа. Сильнейшее химическое воздействие на горные породы растворами целого комплекса кислот - угольной, азотной, серной и разнообразных органических оказывают бактерии, сине-зеленые водоросли, грибы и лишайники. Разлагая с их помощью те или иные минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы - кальций, калий, натрий, фосфор, кремний, микроэлементы. Общая масса зольных элементов, вовлекаемая ежегодно в биотический круговорот только на суше, составляет около восьми миллиардов тонн, что в несколько раз превышает массу продуктов извержения всех вулканов мира на протяжении года. Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уникальное свойство почв - их плодородие.
Концентрационная функция
Концентрационная (накопительная) функция - избирательное накопление определенных веществ, рассеянных в природе - водорода, углерода, азота, кислорода, кальция, магния, натрия, калия, фосфора и многих других, включая тяжелые металлы, в живых существах. Раковины моллюсков, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных -- все это примеры проявления концентрационной функции живого вещества.
Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов - это характерная особенность живого вещества. Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Например, в продуктах жизнедеятельности некоторых из них по сравнению с природной средой содержание марганца увеличено в 1 200 000 раз, железа - в 65 000, ванадия - в 420 000, серебра - в 240 000 раз.
Для построения своих скелетов или покровов активно концентрируют рассеянные минералы морские организмы. Так, существуют кальциевые организмы - известковые водоросли, моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, и т. п., и кремниевые - диатомовые водоросли, кремниевые губки, радиолярии. Особого внимания заслуживает способность морских организмов накапливать микроэлементы, тяжелые металлы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк), радиоактивные элементы. В теле беспозвоночных и рыб их концентрация может в сотни тысяч раз превосходить содержание в морской воде. Вследствие этого морские организмы полезны как источник микроэлементов, но вместе с тем употребление их в пищу может грозить отравлением тяжелыми металлами или быть опасным в связи с повышенной радиоактивностью.
Средообразующая функция
Живое вещество преобразует физико-химические параметры среды в условия, благоприятные для существования организмов. В этом проявляется еще одна главная функция живого вещества -- средообразующая. Например, леса регулируют поверхностный сток, увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом.
Можно сказать, что средообразующая функция - совместный результат всех рассмотренных выше функций живого вещества: энергетическая функция обеспечивает энергией все звенья биологического круговорота (в ходе фотосинтеза растения выполняют газовую функцию: поглощают углекислый газ и выделяют кислород); деструктивная и концентрационная способствуют извлечению из природной среды и накоплению рассеянных, но жизненно важных для организмов элементов.
Средообразующие функции живого вещества создали и поддерживают баланс вещества и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе человека. Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия. Эту способность живого вещества к восстановлению благоприятных условий существования выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области термодинамических равновесий. Он заключается в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений. В теории управления аналогичное явление носит название отрицательных обратных связей. Благодаря этим связям система возвращается в первоначальное состояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. Например, на повышение содержания углекислого газа в атмосфере биосфера отвечает усилением фотосинтеза, который снижает концентрацию кислорода. Таким образом, устойчивость биосферы оказывается явлением не статическим, а динамическим.
Средообразующая роль живого вещества имеет химическое проявление и выражается в соответствующих биогеохимических функциях, которые свидетельствуют об участии живых организмов в химических процессах изменения вещественного состава биосферы. В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события: был преобразован газовый состав первичной атмосферы; изменился химический состав вод первичного океана; образовалась толща осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник плодородный почвенный покров (также плодородны воды океана, рек и озер). Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека.
Газовые функции заключаются в участии живых организмов в миграции газов и их превращениях. В зависимости от того, о каких газах идет речь, выделяется несколько газовых функций.
1. Кислородно-диоксидуглеродная - создание основной массы свободного кислорода на планете. Носителем данной функции является каждый зеленый организм. Выделение кислорода идет только при солнечном свете, ночью этот фотохимический процесс сменяется выделением зелеными растениями углекислого газа.
2. Диоксидуглеродная, не зависимая от кислородной - образование биогенной угольной кислоты как следствие дыхания животных, грибов и бактерий. Значение функции возрастает в области подземной тропосферы, не имеющей кислорода.
3. Озонная и пероксидводородная - образование озона (и, возможно, пероксида водорода). Биогенный кислород, переходя в озон, предохраняет жизнь от разрушительного действия радиации Солнца. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Биогеохимияның негізгі тұжырымдамалары. Адам мен табиғаттың бірлігін түсіну, технологияның жеткіліксіз дамуы жағынан бұл бірлікке өсіп жатқан қауіп-қатер қазірдің өзінде бірқатар шұғыл шыры қабылдауды талап етіп қоғамның назарын өзіне көбірек аударуда.
Бұл мәселе қоршаған орта (атмосфера, литосфера, гидросфера және биосфера) химиялық элементтердің таралу өзгешелігін, циркуляциясын және заңдылықтарын білмей шешілмейді. Басқаша айтқанда, қоршаған ортаның биогеохимясын білу мәні өсуде.
Жергiлiктi, аймақтық және глобалдi деңгейлердегi қоршаған ортаға күшейген антропогендік әсер биосфераның және оның негiзгi компоненттерінін тұрақтылығын анықтайтын механізмын түсiнуге талап етедi.
Табиғи пәндердiң арасында, биогеохимия ерекше орын алады. Бұл пәннiң аталуынын өзi әр түрлi пәндердiң күрделi қырық құрауы екенін айтады.
Қазіргі ғылымдардың қатарынан көрнекті орын алған бұл пәннің пайда болуына қандай себептер әсер етті?
Бұл ең алдымен зерттеушiлердiң жер бетiндегi тірі организмдер рөлiне ежелгі мүддемен шартталған. Бұл қызығушылық биологидан геологияға дейін сонымен қатар басқа пәндер арасында да байқала бастады. Тірі организмдер рөлі туралы түсінікке ғалымдар бірден келе қоймады. Ұзақ уақыт бойы ғалымдар тірі ағзалардың табиғаттағы орнына сенімсіздікпен қарады. Оларға нақтылы процесстердегi жиi шектелген орны, жер бетіндегі тектоникалық процестер әсері байқалды, яғни жанартаулар. Ламарк дәуірінен бері зерттеушілердің екі түрі болды, олар жанартаулықтар және нептундықтар. Ламарктың өзі нептундықтардың қатарында болды және жер үсті құбылыстарына аса зор мән бергенін айта кеткен жөн.
Биогеохимияның қалыптасуына маңызды рөл топырақтануға атқарды.
Тірі және косты материяның өзара әрекеттесу мәселелерімен айналысатын ерекше ғылым (топырақтану) болуы керек деп В.В.Докучаев айтқан.
Биогеохимия пән ретінде атақты табиғатзерттеушi, академик В.И.Вернадскийдiң жұмыстарының арқасында топырақтану пән3нің негізінде пайда болды.
1934 жылы атақты геохимик А.Е.Ферсман топырақтанудың басымдылығын мойындай отырып, геохимияда топырақтану ғылымының маңыздылығын әдістермен, идеялармен, фактілермен дәлелдеп берді. В.В.Докучаев, В.И.Вернадскийдің айтқан идеяларын лабораториялық жағдайда дәлелдеді. Тірі организмдердің дамуында топырақ маңызды фактор болып табылады. Осыдан биогеохимияның тірі организмдерден топырақ түзілуінде ғана емес, сонымен қатар ғаламшардың құрамдас бөліктерін толықтырып отыратынын айқындады. Топырақ, А.Е.Ферсманның сипаттауы бойынша, биосферада болып жатқан биогеохимиялық үрдістердің ерекшеліктерін анық формада қамтып көрсететін жер бетінің қабығы болып табылады.
Биогеохимияның анықтамасы
:: Биогеохимия - тірі ағза құрамы және тірі зат пен өнімнің қатысуынан, оның миграцияпроцесіне, таралуына, ыдырауына, химиялық элементтердің жинақталуына орай жіктелуін зерттеумен айналысады (В.И.Вернадский).
:: Биогеохимия бұл биология мен геохимияның тоғысуынан пайда болған кешенді ғылыми пін, тірі аорганизмдердің химясын және олардың әр түрлі процестерге қатысуын зерттейді (Деду сөздігі).
:: Биогеохимия бұл биосфера мен химиялық элементтердің биогенді айналымын жүйелі ұйымдастырылуын зерттейді, оның негізіне өмірдің эволюциялық бірлігі, тірі зат пен қоршаған орта, атомдардың биогенді тасымалы мен биогенді байланыстарын анықтайтын заңдылықтар жатады.
Жоғарыда көрсетілген анықтамаларда көптеген ортақтық бар. Бұл анықтамаларда біріншіден, тірі организмдердің жетекші рөлі; екіншіден, тірі организмдердің құрамындағы элементтердің жағдайын сипаттаудағы рөлі жайлы.
Биогеохимия -- биосферада организмдердің қатысуымен жүретін геохимиялық процестерді зерттейтін ғылым саласы, геохимияның бір бөлімі. Тірі организм өз тіршілігінде түрлі химиялық элементтерді бойына сіңіреді, ал ол өлген соң бұл элементтер ыдырайды, шашырайды немесе белгілі бір орынға шоғырланады. Жер бетінде тірі организмдер біркелкі тарамаған, кейбір тіршілік ортасында олардың белгілі бір тобы көп жиылады. Бұған мұхиттар мен теңіздердегі планктон, құрлықтағы қалың орман мен шалғындар, ылғалы мол қара топырақты жерлердегі шірінді мен шымтезек, халықтың бір жерде тығыз, бір жерде сирек орналасуы мысал болады.
Биогеохимияның міндеттері
Биогеохимияның міндеттері жалпы түрде мынаған апарады:
Тірі организмдердің рөлін толығымен зерттейді.
Биосфераның құрылымды-функционалды ұйымдастырылуын зерттейді.
Тірі организмдер мен биосфераның басқа да компоненттерін, сонымен қатар биосферамен белсенді қарым-қатынасқа түсіп отыратын қабаттарды зерттейді.
В.И.Вернадский биогеохимияның маңызды міндеттерін сипаттап, бірнеше бірнеше биогеохимиялық константтарды айқындап берді:
I констант - атомдардың орташа саны орташа бөлінбейтін түрде.
II констант - орташа бөлінбейтін түрдің салмағы (яғни, жеткілікті сандық өлшемнің нәтижесінде) бөлінбейтін түрде
III констант - сол организмдердің биосфераға кіруінің орташа жылдамдығына
IV констант - биогеохимия энергияға жауапты.
В.И.Вернадский тек бұл төрттікпен шектеліп қалмай келесі міндеттемені былай сипаттады: Тағы бір маңызды ғылыми жұмыс және ғылыми ойлармен аз қамтылған, қазіргі таңда қарпайым әрі ыңғайлы сандық мәні жоқ құбылыс бар. Бұл құбылыс правизна-левизна құбылысы - деді.
Қоршаған орта биогеохимиясының гылым ретіндегі қалыптасуы мен дамуы.
Биогеохимия бұл интегралды ғылыми пәндердiң және қазiргi жаратылыстанудың үлкен бағыттарының бiрi.
В.И.Вернадский, В.В.Ковальский, В.В.Добровольский, Д.С.Орловова және тағы басқа ғалымдардың жұмыстарындағы биогеохимияның анықтамасы.
Биогеохимиядағы идеялардың дамуы және академик В.И.Вернадскийдiң оның қалыптасуындағы рөлі.
А.Е.Ферсманның, А.П.Виноградовтың, Б.Б.Полыновтың, А.И.Перельманның, В.А.Ковданың, Ф.У.Кларктың, В.М.Гольдшмитдтың биогеохимияның дамыуна қосқан үлесi. Биогеохимия бұл биосфераның жүйелiк ұйымшылдығы және тірі организмдардың рөлi туралы ғылым.
Мазмұны, негiзгi объектілері, мәселелері және қоршаған орта биогеохимиясының тұжырымдамасы.
Тірі заттың тұжырымдамасы. Биосфераның тұжырымдамасы. Биогеохимиялық циклдер.зінің соңғы анықтамасының іргелі айырмашылығын ерекшелеп, мағынасын ашып берді.
Тірі зат концепциясы
Барлық тірі организмдердің сипатты ерекшеліктеріне қарамастан олардың мөлшері, морфологиялық-физиологиялық белгілері олардың тіршілік әрекеті процесіндегі қоршаған ортаның өзгеруіне алып келеді. Сонымен қатар масса мен энергияның транформациялануына әкеледі. Тірі организмдер өзінің физиологиялық қажеттіліктерін (яғни, химиялық элементтер, көміртегі, сутегі, оттегі, азот, фосфор, калий, кремний, кальций, магний, темір және т.б.) құрылымдық органдардың жиналуы, өсуі мен көбеюі үшін ең үлкен дәрежеде біріктіреді.
Бұл элементтер мұхиттың, атмосфераның, тау жыныстарының химиялық негізін құрайды. Олардың тірі организмдермен бірігуі жер қабығының биогенді трансформациясы мен қоршаған орта элементтерінің диффернециациясына алып келеді. Микроорганизмдер темір, марганец, т.б. элементтер қосылыстарының тотығуына да қатысып, оларды тұндырады, сульфаттарды тотықсыздандырып, күкірттің биогендік кендерін түзеді. Тірі организм геохимиялық процестердің сипатын, элементтердің шоғырлану ортасын өзгертіп отырады. Тіршілік ортасы организмдер құрамына да әсер етеді, ал организмдер химиялық элементтердің биогендік шашырауына (миграциясына) себепші болады, олардың (көміртектің, оттектің) изотоптық құрамын да өзгертеді. Адамның атмосфера, биосфера және жер қыртысының изотоптық құрамына тигізетін әсері ұдайы артып келеді.
Биосфера концепциясы
Биосфера терминін австриялық геолог Эдуард Зюсс 1880 жылы алғаш рет қолданған болатын. Орыс минералог В.И.Вернадский (1863-1945) Зюсстың еңбектерінен кейін жылдан соң, біз осы күнге дейін мойындап жүрген биосфера концепциясының негізгі қағадаларын бүкіл тарихы бойында, тірі организмдердің әсеріне ұшыраған барлық қабаттарын түсінік В.И.Вернадскийдің анықтамасы бойынша, биосфера- тіршілік иелері мен тіршілік көздерінің Жер бетіндегі белгілі бір қабаты, тіршілік иелері, яғни органикалық заттар, биосферадағы еркін энергияның тасымалдаушы көзі болып табылды. Биосфера құраына адамзат қоғамы және оның өндірісі де жатады.
Ғылымның қазіргі деректеріне қарағанда, біздік планетамыз шамамен бұдан бес миллиард жыл бұрын пайда болған.
Біздің планетамыздың табиғаты тірі организмдерден және қатты, сұйық. Газды денелерден тұрады. Оларды әдетте сфера деп атайды. Тіршілік, негізінен литосфрада (жер қабатының сыртқы қатты беті), гидросферада (өзен, көл, теңіз және мұхитта және тропосферада (жер шарының газ күйіндегі қабаттар атмосфера) ұшырасады.
Биосфераның төмеңгі шекарасы жер қыртысының 2-3 км дейінгі, ал мұхит түбінен төмен 1- - км терендіктегі аумақ қамтиды, ал үстінгі жағы 20-25 км биіктіктігі озон қабат болып табылады. Тірі организмдердің ең тын орналасқан бөлігіне- тропосфераның 50 м биіктікке дейін төменгі қабаты мен топырақ қыртысы жатады.
Литосфераның беткі жоғарғы қабатын, тіршілік иелерін 99% құрайды. Жер беті мен оның қойнауындағы тірі организмдер массасы 2,4-1012 тоннадай болады.
Биокосты жүйе- ондағы тірі зат пен өлі заттың, костық заттың бір-бірімен қатынаста болатын және жағлай жасалынатын жүйе. Тірі организмдер мен тірішілік ету ортасымен жасалған, тіршілік ету ортасы мен тірі организмдер арасындағы химиялық элементтердің алмасуы жүретін жүйе. Бұл терминді 1944 жылы В.И.Вернадский ұсынды. Биокосты жүйеде химиялық элементтердің алмасуы биосфераның биогеохимиялық құрылуын құрайды. В.И.Вернадский бұл процестерді геохимиялық жолмен жүреді деп түсіндірді, бірақ екі ірі фактордың геологиялық пен биологиялық әсерінен биогеохимиялық үрдістер төңірегінде ж.реді деп атап көрсетті.
: ХХ ғ басында В.И.Вернадский (1938ж) ескерткен: тірі затпен толыққан костық табиғи денелер емес. Ол тірі және костық табиғи заттардан құралған биосфераның күрделі биокосты табиғи заты. Биокосты заттың басты ерекшелігі- экожүйе компоненті.
2. Биогеохимияның басқа ғылыми пәндермен әрекеттесуі
Қазіргі биогеохимияның басқа ғылыми пәндермен байланысы. Биогеохимия XX ғасырда биология, химия, геология ғылымдарының еңберінде қалыптасқан аралық ғылыми пін болып табылады.
Биогеохимия - жер туралы ғылымдармен тығыз байланысты, әсіресе геологиялық жыныстар, минералдар, табиғи сулар мен газдардың құрамын зерттейтін ғылымдар, биолгиялық ғылымдар (организмдер мен олардың тіршілік ортасының байланысын зерттейтін ғылымдар, мысалы, экология).
Биогеохимияның принциптері микробиологиямен байланысты кең қолданылады. Микроорганизмдер мен ортаның құрамы бір-бірімен тығыз байланысты, сондықтан биогеохимиялық зерттеулерді көптеген микробиологтар кеңінен қолданады. Бүған бактериальды биогеохимия анық мысал болады. Бактериялардың атмосфераға, топыраққа, табиғи суларға, миграция процестеріне және әр түрлі элементтердің глобальды биогеохимиялық циклдеріне әсерін бағалауда биогеохимиялық әдістер қолданылады. Іс жүзінде биогеохимиялық идеялар мен әдістер геологияда, геохимиялық экологияда және биотехнологияда дамып отырады.
Биогеохимияның жетістіктері қазіргі таңда көптеген ғылым салалаларында кеңінен қолданылып отыр:
Биогеохимиялық әдістерді пайдалы қазбалар орнын барлау барысында қолдану.
Адам мен жануар денсаулығын бағалауда геохимиялық жағдайды сандық сипаттау.
Қоршаған ортаға антропогендік әсерді азайтуда биогеохимиялық стандарттарды қолдану.
Биогеохимиялық зерттеулерді геологиялық экологияда қолдану, яғни қоректік тізбекті құрайтын маңызды (тіршілік) элементтерінің сарқылған және тапшы түрлерін, жануарлар мен тұрғындарға зиян келтіретін биогеохимиялық аномалилерді зерттейді. Аномалилік зерттеулерді АҚШ ғалымдары (J.Webb, 1964, 1966), Англия мен Ирландия ғалымдары (R. Ebens, 1973) жүргізді.
7. Атмосфераның эволюциясы
Литосфераның диффренциациясынан кейін температураның өзгеруі протожердің тектоникалық циклі мен абиотикалық желдену процесі жүрді. Жер шарының негізгі бөлігінің қалыптасуы соңында атмосфералық су булары протобиотикалық мұхиттың қарапайым түріне конденсацияланды. Бұл атмосферада азот молекуласы мен көміртектің бір тотықты және қостотықты байланыстарының көбеюіне алып келді. Дегенмен атмосферада бос оттегі мүлдем болмады. Көміртектің қос тотығы мен судың фотодиссоциацияның реакциясы арқылы атмосфераның жоғарғы қабатында оттектің жұқа қабат түрінде жинаталуы мүмкін. Күн эволюциясының физикалық моделі жер бетіндегі жарықтың артуын белгілі бір уақытта радиациялық баланстың пропорционалды өзгерісімен түсіндіреді. Бұл жер бетіндегі қалыпты биологиялық климатты қалыптастыруға жағдай жасайдыү
Мұндай өзгерістер атмосфераның көміртек қос тотығы негізінде болып жатқан процестер келесідей теңдеуде ықшамдалып көрсетілген:
Бұл процесс көне Жер атмосферасындағы көміртек қос тотығын төмендетіп, жылу радиациясы мен жылулық әсердің деңгейін ұстап тұрады. Жердегі атмосфераның қалыптасуын анықтайтын тағы бір экологиялық параметрлердің бірі ультракүлгін радиациялар ағыны болып табылады. Қазіргі таңда УК радиацияларды стратосфераның озон қабатында сіңіріп биотаны оның зиянды әсерлерінен қорғап отырады.
Осыдан 3,5 млрд жыл бұрын анаэробты фотосинтез процесі жүруінің нәтижесінде Жер биосферасының түбегейлі өзгерісіне алып келді.
Микробтардың белсенді әсерінен атмосфера құрамында CO, No, H2O, секілді газдарды қалыптастырды. Микробтар эволюциясы сәйкесінше атмосфераның химиялық құрамын өзгертіп отырғанымен, атмосфераның химиялық құрамы жүздеген миллион немесе миллиардтаған жылдарға созылды.
8. Гидросфераның эволюциясы
Қазіргі таңда жердің жасы шамамен 4,6 млрд. жыл екені белгілі. Алғашында жер ғаламшарында су мүлдем болмады және қазіргі айдың беті секілді реголитпен (тау жыныстарының сусымалы қалдықтары) қапталып жатты. А.П. Лисицынның мәліметтері бойынша 4-млрд-тан 3,8 млрд жыл бұрын реголиттердің әсерінен су пайда болады, кейіннен жердің ойыс жерлері суға тола (мұхит қабаты) бастайды.
Мұхиттың қалыптасуына келесідей шарттар сәйкес келуі (орындалуы) қажет:
:: Сұйықтық көлемінің жоғары болуы;
:: Мұхитты толықтыратын элементтердің мол болуы;
:: Мұхит қалыптастырушы заттар мейлінше сұйық күйдегі стандартты температура мен қысымда болуы;
:: Төмендетілген бедердің болуы;
:: Жер гравитациясы мұхитты ұстап тұратындай жеткілікті болуы.
Мұхит суында кең тараған элементтер Н, О, С және N болып табылады. Сутектің стандартты температурасы мен қысымы шамасы мен химиялық байланыстарға қарасақ, сутек 259,2°С-да еріп, 252,8°С-да қайнайды. Бірақ мұндай жағдай жер бетінде 4,5млрд жылға дейін болған жоқ. Сутектің басқа да элементтермен байланыстарына мән беретін болсақ: H2O, NH3 және CH1. Қазіргі изотопты мәліметтер суды осыдан 3,3 млрд жыл бұрын болды десе, ал қазіргі жер мен теңіз асты гидротермикалық белсенді бөлігі ежелгі судың рециркуляциясымен байланыстырады. Су алдымен полюстерде пайда бола бастады. Ол жердегі мұхиттың көлемі мен тереңдігі қазіргі мұхиттың 51 бөлігінен де азы болды және осы кезде алғашқы шөгінді жыныстар пайда болды.
Осыдан 2,4-1,7 млрд жыл бұрын атмосфералық сутегі мен мұхиттың химиялық құрамының өзгеруі жүрді. Осы кезеңде атмосфераның тотығып, мұхиттардың терең бөліктерінде мұхит қалыптасу процестері жүріп жатты. Бұған дәлел ретінде, темірге дейінгі түзілімдердің қалыптасуы жүрді, оны орыс тілді геологиялық әдебиеттерде шөгінді темір кварциттер немесе джеспилиттер деп атайды.
Шамамен 1,7 млрд жыл бұрын байланысқан темір түзілімдерінің кездеспеуі алдыңғы стадияның аяқталып соңғы стадияның басталғанын білдіреді. Мұхиттың химиялық құрамының эволюциясын қалыптасқанын дәлелдейді. Мұхиттың терең бөліктерінде шала тотыққан темірдің жойылып бітуімен, оттек атмосферасының құрамы қазіргі құрамына жақын болуы мүмкін деп болжанды. Осы кезеңге дейін көміртек циклі шамамен қазіргі уақыттағыдай жүріп отырған.
Мұхит қалыптасуының кезеңдік өзгерісі шамамен 2,6-2,2 млрд. жыл бұрын протожердің орталық қыраттарындағы рифт аңғарларынан судың кіруінен басталды. Осыдан 1 млрд жыл бұрын мұхит суының іс жүзінде айтарлықтай өзгермеуі, тек қана беткі қабаттарының трансформациялануы мен сәйкесінше судың қайта бөлінуі процестері жүріп отырды.
9. Жер қабатындағы химиялық элементтердің таралу ерекшеліктері
Табиғатта химиялық элементтерді табудың көптеген түрі кездеседі. Олардың көбінесе зерттеу мақсаты ғылымның дамуы деңгейіне байланысты. Бірақ ғғалымдар олардың жекелеген түрлерін ғана қолданады.
Табиғатта химиялық элементтерді табу формаларының негізгі жіктемелері бар. В.И.Вернадский химиялық элементтерді табудың төрт басты түрін бөліп көрсетті:
- Тау жыныстары мен минералдар (оларға табиғи су мен газ)
- Тірі зат немесе биогенді табу түрі
- Магмалық ағындар (силикатты) ерітінділер
- Таралу жағдайы
- Коллоидты табу түрі табиғи аналогтарсыз сұйық дисперсионды орта мен техногендік байланыстар.
Бұл түрі бойынша антропогендік әсерден жаңа техногендік қосылыстардың әсерінен биосферадағы химиялық элементтердің концентрациясы мен миграциясы нәтижесәнде болады.
Техногенездің мейлінше көбеюі элементтердің жер бетінде жылжуына және олардың атмосфераға және гидросфераға аздаған бөлігінің түсуімен түсіндіріледі және коллоидты элементтерді табудың ерекше формасы ретінде қарастырамыз.
Элементтерді табудың маңызыд түрлеріне: шашыранды жағдайы, жекелеген минералды түрлер, су ерітінділері, газды қоспалар, коллоидты және жинақталған формалар, табиғи аналогтарсыз техногенді байланыстар, биогенді формалар.
Шашыранды жағдайы - жер шарындағы химиялық элементтерді табуда кеңінен қолданылатын түрі. 1909 жылы В.И.Вернадский орыс табиғат бақылаушылары мен дәрігерлерінің XII съезінде Жер бетіндегі әрбір заттың тамшысы мен бөлшегінде, біздің зерттеудің аздығына орай, біз жаңа элементтерді аламыз. Олардың микрокосмостық сипатта таралуы таң қалдырады. Микрокосмостың түйіршігінде немесе тамшысында бүкіл космостың құрамдық белгісін көруге болады. Тіпті онда Жер бетіндегі барлық элементтердің табылуы мүмкін деп айтқан болатын.
Жер шарындағы химиялық элементтердің сандық таралуының бірінші болжамдарын Ф.У.Кларк жасаған болатын. Осы екі ұлы ғалымның құрметіне Н.И.Сафронов пайдалы қазбаларды іздеудің геохимиялық әдісін В.И.Вернадский - Кларк заңы деп атады.
Вернадский - Кларк заңынан мынадай қорытынды шығаруға болады:
Біріншіден, ортадағы организмнің (оның ішіндегі адамның) қалыпты тіршілік етуіне барлық химиялық элементтердің жеткілікті болуы керек. Мұны жасанды тіршілік ортасын жасағанда ескеру қажет.
Екіншіден, тірі организмдер үшін зиянды немесе пайдалы химиялық элементтер болмайды. Тек химиялық элементтердің шамадан тыс көп болуы немесе жеткіліксіз болу концентрациясы ғана кездеседі.
Жекелеген минералды түрлер - Жер шарындағы химиялық элементтерді табудың кең тараған формасы болып табылады. Іс жүзінде минералдар литосфераның косты бөлігі. Химиялық элементтердің әр түрлі үйлесімі бір-бірінен айырмашылығы бар минерал түрлерін қалыптастырады. Осы минералдардың негізінде материктегі тірі организмдердің массасы, оның ішінде адам түзіліп дамып құралады. Сонымен қатар, химиялық элементтердің құрамы ғана емес, мықтылығы, әсіресе ерігіштігі маңызды. Әр түрлі техногенді байланыстарды құрауда химиялық элементтердің негізгі көзі минералдар болып саналады. Әсіресе, белгілі бір минералдың бір жерге жинақталып қалуы аномальды экологиялық жағдайды туғызып отырады. Мұндай жағдай химиялық элеметтердің табылуына жол ашады. Ешқандай өндіріс орны табиғи минералдарды пайдаланбай дамуы мүмкін емес.
:: Қазіргі таңды ауыл шаруашылығының дамуы минералды тыңайтқыштарды қолдануымен тығыз байланысты.
:: Мемлекеттің жылу-энергетикалық базасының минералды шикізатсыз дамуы мүмкін емес.
:: Минералдар қатары адам азығының құрамын ғана толықтырып отырмайды, монымен бірге қажеттілік болып табылады (мыс, аспаздық тұз).
:: Минералдар медицинада (йод тұзы), сәндік-әшекей бұйымдарды жасауда .б. қолданылады.
Минералдар литосфераның жоғарғы бөлігінде бір жерде ірі көлемде жинақталып қалуы геохимиялық процесті тудырады. Химиялық элементтердің шамадан тыс көп болуы немесе жеткіліксіз болуы жергілікті жердегі жер асты мен жер үсті суларының қышқылды-сілтілік жағдайын өзгертеді. Белгілі бір іс-шараларды жүргізбей аталған аумақтың тұрғындарының тіршілік жағдайын қауіпсіздендіру мүмкін емес. Мыс, Қаратауда қорғасын-мырыш рудасы кеңінен дамып отырғанымен, карбонатты түзілістерде фтордың мүлдем жетіспей отырғандығы байқалады. Бұл сүйек құрылыымының бұзылуына, тіс және басқа да аурулардың көбеюіне алып келеді. Аталған рудалы ауданда ауыз судағы фтордың жетіспеуінен тұрғындардың қауіпсіз тіршілігін қалыптастыру мүмкін емес.
Минералдарға антропогендік әсердің нәтижесінде, минералды формадан коллоидты, судағы ерітінді түріне өтіп химиялық элементтерді табудың биогенді формасына өтеді.
Көптеген радиоактивті элементтерден құралған минералдар, тіпті қалдықтарда тіршілік қауіпсіздігіне нұқсан келтіреді. Мысалы, кварц, асбест, көмірдің жеңіл рак ауруларына шалдықтырады.
Әсіересе, зияндылары қорғасын, мырыш, ванадий, талий, никель, бор, кобальт, мыс т.б.. Бұл минералдармен жұмыс істегенде қауіпсіздік техника шараларын қатаң сақтау қажет.
Судағы ерітінділер - тірі организмдер үшін химиялық элементтерді табудың маңызды формасы. Бұл форма негізінде ерітінді құрамындағы элементтерді анықтау арқылы, оның қауіптілігін реттеп отыруға мүмкіндік береді.
Газды қоспалар - химиялық элементтерді табудың бір формасы. Газдар ортаның бос орындары мен топырақтағы, таулы жыныстардағы қуыстарды толтырып отырады. Барлық тірі организмдер үшін атмосферадағы және топырақтағы газдар маңызды рөл атқарады. Мыс, атмосферада озонның жинақталуы, ірі қалалардың атмосферасында аэрозольдердің көп болуы.
Техногендік қосылыстар - химиялық элементтерді табудың формасы. Мұндай қосылыстарға гологенқұраушы органикалық қосылыстар пестицидтер т.б.
1) Техногенді ұқсас түрі болмайтын токсиндер. Мұндай қосылыстар әр түрлі өндірістік процестердің нәтижесінде түзілетін қосалқы өнімдер болып табылады.
2) Биофера жағдайында өте жай ыдырайтын және қайта өңделетін заттар. Мұндай заттарға тластмасса, фреондар, синтетикалық талшықтар т.б. жатады.
Биогенді табу формасы - химиялық элементтерді табудың бір түрі. Бұл форманы ең алғаш В.И.Вернадский ұсынған. Жер шарында мекендейтін тірі организмдердің салыстырмалы аздаған құрылымын ескермей жер бетінде жүріп отыратын геохимиялық процестерді елестету мүмкін емес. Мыс, фотосинтез процестердің нәтижесінде оттегі бөлінеді.
13. Тірі организмдердің биосферадағы рөлі.
Тірі организмдер дүниесі - құрылымы және биосферадағы функциялық рөлі жөнінен тірі организмдердің ең ірі бірлестіктері тірі организмдер дүниесінің 5 түрі сараланады. Прокариот жоғары дүниесі екі дуниені -- архибактериялар мен бактерияларды қамтиды, олар: редуценттер рөлін атқаратын ядросыз организмдер, биологиялық азот ұстаушылар, продуцент- хемотрофтар мен продуцент-фототрофтар (цианбактериялар). Эукариот жоғары дүниесі үш дүниені қамтиды, олар: Өсімдіктер -- хлорофилы бар бір клеткалы және көп клеткалы организмдер, мұның өзі олардың фотосинтезді жүзеге асырып, экожүйелерде продуценттер (фотоавтотрофтар) болуына мүмкіндік береді. Жануарлар -- дайып органикалық (тірі не елі) заттекпен көректепетіп гетеротрофтық организмдер. Бұл өте-мәте әр алуап топ экожүйелерде консументтер мен редуценттер рөлін атқарады. Жануарлардың барынша жылжымалылығы нәтижесінде олар органикалық заттектің орнын ауыстыруда (өсімдіктердің тұқымы мен тозаңын тасуды қоса) "көлік құралдары" болады, қөректері алуан түрлі болғандықтан (өсімдіктер мен әр түрлі жануарлар, микроорганизмдер, саңырауқұлақтар), -- экожүйелердегі экологиялық тепетеіңікті реттеушілер болып табылады. Саңырауқұлақтар -- (микроскоптық ашытқы клеткаларынан, өңездерден альт түрлеріпе дейінгі) организмдердің ұланғайыр тобы, олар органикалық заттектің редуценттері рөлін атқарады, өсімдіктердің топырақтан минералдық заттектер мен су сіңіруіне жәрдемдесіп, олармен сөлбеспелік байланыстар түзеді және өсімдіктер мен жануарлар популяцияларының тығыздығың реттейтін паразиттер болып табылады.
Тіршіліктің өлі табиғаттан айырмашылығы - материяның сапалы өмір сүру формасы, яғни биологиялық форма болуында. Барлық тірі ағзаларға тән белгілі қасиеттер бар, олар да тірі жүйелер өлшемі деп аталады.
Жасушалардың әрқайсысы органоидтардан құралатын күрделі биологиялық жүйе болып саналады. Жасушалардың барлық органоидтарының құрылысы күрделі, бірімен-бірі өзара әсерлеседі және белгілі мүлтіксіз қызмет атқарады. Тек бір ғана органоид қызметінің өзгеруінен жасуша ішіндегі тепе-теңдік бұзылады, тіпті жасуша тіршілігін жояды. Жасушалардан, ұлпалардан, мүшелерден, мүшелер жүйесінен тұратын көпжасушалы ағзаның да жоғары деңгейлі жаралымы болады. Ағзаның барлық мүшелерінің құрылысы күрделі және өздеріне тән қызметті өзге мүшелерге мүлтіксіз үйлесімдікте орындайды. Бір мүше қызметіндегі өзгеріс біртұтас мүшелер жүйесінің бұзылуына әкеледі, тіпті ағзаның тіршілігі жойылады. Тіршілік иелерінің химиялық құрылымының бірлігі. Тірі ағзалар органикалық және бейорганиқалық заттардан түзілген. Жасуша ағзалық заттарының негізгі массасы нәруыздардан, майлардан, көмірсулардан, нуклеин қышқылдарынан, АТФ және өзге заттардан құралады. Жасушаның бейағзалық заттары - су және минералды тұздар. Органиқалық зат молекулалары жасушаның органоидтарын түзеді. Еріген заттары бар су жасушаның ішкі ортасын құрайды.
Зат және энергия алмасу - бұл тіршілікті қолдау негізіне жататын барлық тірілік атаулының жалпы қасиеті. Тірі ағзалар қоршаған ортадан белгілі заттарды сіңіре алады. Оларды басқа түрге айналдырады да, солардың өзгеруі есебінен энергия алады. Осы заттардың қажетсіз қалдықтарын қоршаған ортаға бөліп шығара алады. Зат алмасу энергетикалық (катаболизм, диссимиляция - заттардың ыдырауы) және икемді (анаболизм, ассимиляция - синтез, қор заттары) алмасу болып бөлінеді. Оның үстіне тірі ағзалар денесін құрайтын өзіне тиесілі заттар синтезінде энергия шығындайды. Ол икемді алмасудың (анаболизм) бөлігі болып табылады.
Физиологиялық ұғым ретіндегі зат алмасуға бір қарағанда байланысы шамалы үдерістер қосылады. Олар: жануарлардың қоректенуі және асқорыту; өсімдіктегі фотосинтез, тынысалу және зәр шығару (сүтқоректілерде тер бөлу де қосылады). Атап айтқанда осы үдерістер барысында ағзалар өздерін қажетті заттармен ғана емес, энергиямен де қамтамасыз етеді. Адамда зат алмасу және өзге үдерістер жүйке және сұйықтық (гуморалды) жолымен бақыланады. Бұл - тіріліктің келесі қасиетінің негізі.
Өзін-өзі реттеу - тірі жүйелердің өз көрсеткіштерін (физиологиялық, т. б.) белгілі деңгейде автоматты түрде орнықтырып, қолдай алуы. Тек тірі нәрсе ғана қоршаған ортаның өзгерісін сезіне алады, мұндайда ішкі орта көрсеткіштері өзгермей, тұрақты қалпында қалады. Мәселен, инсулин гормоны көбейіп кетсе, қандағы глюқоза мөлшері төмендейді, ал глюқоза жеткіліксіз болса, глюкагон және адреналин оның мөлшерін арттырады.
Жылықанды жануарларда жылу реттеу тетіктері өте көп: дене температурасын қоршаған орта температурасына тәуелсіз белгілі деңгейде тұрақты сақтайды. Бұл қарқынды тер бөлу, салқындату үшін терідегі қаптарату тамырларын кеңейту, сондай-ақ тері қылтамырларын тарылту және жылыну үшін тітіркену болып саналады.
Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи бірлестігі олардың санына қарай өзінен-өзі реттеледі. Мысалы, жыртқыштардың саны олар аулайтын олжаларының санына тәуелді болады. Егер жыртқыштар көбейіп кетсе олар қорегін көп аулайды. Шамадан тыс көп аулау салдарынан қорек мөлшері азайып, өздері аштан өледі. Сөйтіп аман-есен қалған олжаларының қалыпты деңгейге дейін көбеюіне мүмкіндік жасайды.
Бұл тетіктер жылыстауға кедергі келтіріп, түрлерді сақтап қалады. Алайда қоршаған ортаның өзгеруіне дұрыс жауап қайтару үшін бұл өзгерістерді дөл кезшде сезініп, танып айыра білу керек. Бұл үшін тірі нәрсеге тағы бір қасиет - тітіркенгіштік қажет.
Тітіркенгіштік - тірі жүйелердің сыртқы және ішкі әсерге (өзгерістерге) жауап қайтара алу қасиеті. Адам ағзасындағы тітіркенгіштік көбінесе жүйке, бұлшықет және безді ұлпалардың қасиеттеріне байланысты болады. Бұлар жүйке серпілісі, бұлшықет жиырылуы немесе заттар секрециясы (сілекей, гормондар, т. б.) түріндегі әрекетке жауап қайтару арқылы жүзеге асады. Жүйке жүйесі жоқ тірі ағзаларда тітіркенгіштік қозғалыс кезінде көрініс береді. Мәселен, амебалар немесе домаланғылар (вольвокс) концентрациясы жоғары тұзды қолайсыз ерітіндіден кетіп қалады. Ал өсімдіктер жарықты молырақ сіңіру үшін өркенінің қалпын өзгертеді (жарыққа ұмтылады).Қозғыштық - тірі жүйелердің тітіркенгіш әрекетке жауап қайтара алу қасиеті. Ал қозу - тітіркендіру және қозғыштық әсерінен пайда болатын нақтылы қайтарылған жауап. Жүйке, бұлшықет және безді ұлпалар - қозатын ұлпалар, ал сүйек ұлпасы қозбайды. Сүйек жасушалары жарғақша зарядының өзгеру әсеріне, дереу болған синтезге және заттардың бөлініп шығуына немесе жиырылуға жауап қайтармайды. Тітіркендіргіштік пен қозғыштықтың қисынды аяқталуының бірі - кеңістіктегі қимыл (қозғалыс).
Қозғалыс (қимыл) - орын ауыстыра алу қасиеті. Бұл да тірі нәрсеге ортақ қасиет, дегенмен бір қарағанда бекініп орныққан ағзалар қозғала алмайтын тәрізді болып көрінеді. Кез келген тірі ядролы (эукариотты) жасушада цитоплазма қозғалыста болады. Тіпті бекініп орныққан жануарлар әдетте аздап қозғалыс жасайды. Өсімдіктерге өсу қимылы тән қасиет, ол жасушалар саны мен мөлшерінің ұлғаюы есебінен жүзеге асады.
Көбею - тірі ағзаларға ортақ қасиет, ол тіршіліктің ұрпақтар қатарында, яғни тарихи ұласуын қамтамасыз етеді. Бұл өзін-өзі көшірмелеудің қарапайым ғана қасиеті емес. Көбею барысында бастапқы аналық (ататек) ағзаның қасиеттері мен белгілері сақталады. Сонымен бірге өзгергіштік те пайда болады. Көпжасушалы ағзада жасушалар өсу негізінде көбейеді. Біржасушалылар зат алмасу, сондай-ақ цитоплазмалар көлемі мен органоидтар санын арттыру есебінен өседі.
Даму - жаратылым (организация) деңгейінің барлығына тән қасиет. Тірі жүйелер - молекулалық және жасушалық жүйеден биосфераға дейін ғаламшарымыздағы ағзаларды біртұтас алғанда - өз кезінде өзгере, дами және әбден жетіле алады. Бұл өзгерістер белгілі заңдылық сипатта болады. Өлі жүйелер де дамиды. Мысалы, тау жүйелері түзіледі, өседі, ескіреді, бүлінеді. Тек тірі нәрсе ғана жаратылым деңгейін арттырып, дами алады. Мұны жасушалы деңгейден де бақылап отыруға болады.
Функции живого вещества
Введение
Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Понятие живое вещество обозначает совокупность живых организмов биосферы. Область распространения включает нижнюю часть воздушной оболочки (атмосферы), всю водную оболочку (гидросферу), и верхнюю часть твёрдой оболочки (литосферы). Это понятие было введено В. И. Вернадским. Он отметил, что между косной, безжизненной частью биосферы, косными природными телами и живыми организмами, её населяющими идёт непрерывный обмен энергией. Живое вещество играет наиболее важную роль по сравнению с другими веществами биосферы, и выполняет рад важнейших функций.
Энергетическая функция
Энергетическая функция выполняется, прежде всего, растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений. Чтобы биосфера могла существовать и развиваться, ей необходима энергия. Собственных источников энергии она не имеет и может потреблять энергию только от внешних источников. Главным источником для биосферы является Солнце. По сравнению с Солнцем, энергетический вклад других поставщиков (внутреннее тепло Земли, энергия приливов, излучение космоса) в функционирование биосферы ничтожно мал (около 0,5% от всей энергии, поступающей в биосферу). Солнечный свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы. Почти 99% этой энергии, поступившей в биосферу, поглощается атмосферой, гидросферой и литосферой, а также участвует в вызванных ею физических и химических процессах (движение воздуха и воды, выветривание и др.) Только около 1% накапливается на первичном звене ее поглощения и передается потребителям уже в концентрированном виде. По словам Вернадского, зеленые хлорофилльные организмы, зеленые растения, являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом химические тела - своеобразные солнечные консервы, энергия которых в дальнейшем становится источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере - всей земной коры. Без этого процесса накопления и передачи энергии живым веществом невозможно было бы развитие жизни на Земле и образование современной биосферы.
Каждый последующий этап развития жизни сопровождался все более интенсивным поглощением биосферой солнечной энергии. Одновременно нарастала энергоемкость жизнедеятельности организмов в изменяющейся природной среде, и всегда накопление и передачу энергии осуществляло живое вещество. Современная биосфера образовалась в результате длительной эволюции под влиянием совокупности космических, геофизических и геохимических факторов. Первоначальным источником всех процессов, протекавших на Земле, было Солнце, но главную роль в становлении и последующем развитии биосферы сыграл фотосинтез. Биологическая основа генезиса биосферы связана с появлением организмов, способных использовать внешний источник энергии, в данном случае энергию Солнца, для образования из простейших соединений органических веществ, необходимых для жизни.
Под фотосинтезом понимается превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами при участии энергии света и поглощающих свет пигментов (хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, углекислого газа и минеральных элементов) в сложные органические вещества, необходимые для жизнедеятельности всех организмов. Процесс протекает следующим образом. Фотон солнечного света взаимодействует с молекулой хлорофилла, содержащегося в хлоропласте зеленого листа, в результате чего высвобождается электрон одного из ее атомов. Этот электрон, перемещаясь внутри хлоропласта, реагирует с молекулой АДФ, которая, получив достаточную дополнительную энергию, превращается в молекулу АТФ - вещества, являющегося энергоносителем. Возбужденная молекула АТФ в живой клетке, содержащей воду и диоксид углерода, способствует образованию молекул сахара и кислорода, а сама при этом утрачивает часть энергии и превращается вновь в молекулу АДФ.
В результате фотосинтеза растительность земного шара ежегодно усваивает около двухсот миллиардов тонн углекислого газа и выделяет в атмосферу примерно сто сорок пять миллиардов тонн свободного кислорода, при этом образуется более ста миллиардов тонн органического вещества. Если бы не жизнедеятельность растений, исключительно активные молекулы кислорода вступили бы в различные химические реакции, и свободный кислород исчез бы из атмосферы примерно за десять тысяч лет. К сожалению, варварское сокращение человеком массивов зеленого покрова планеты являет реальную угрозу уничтожения современной биосферы. В процессе фотосинтеза одновременно с накоплением органического вещества и продуцированием кислорода растения поглощают часть солнечной энергии и удерживают ее в биосфере. На фотосинтез используется около 1% солнечной энергии, падающей на Землю. Возможно, этот низкий показатель связан с малой концентрацией углекислого газа в атмосфере и гидросфере. Ежегодно фотосинтезирующие организмы суши и океана связывают около 3::1018 кДж солнечной энергии, что примерно в десять раз больше той энергии, которая используется человечеством.
В отличие от зеленых растений некоторые группы бактерий синтезируют органическое вещество за счет не солнечной энергии, а энергии, выделяющейся в процессе реакций окисления серных и азотных соединений. Этот процесс именуется хемосинтезом. В накоплении органического вещества в биосфере он, по сравнению с фотосинтезом, играет ничтожно малую роль. Внутри экосистемы энергия в виде пищи распределяется между животными. Синтезированные зелеными растениями и хемобактериями органические вещества (сахара, белки и др.), последовательно переходя от одних организмов к другим в процессе их питания, переносят заключенную в них энергию. Растения поедают растительноядные животные, которые в свою очередь становятся жертвами хищников и т. д. Этот последовательный и упорядоченный поток энергии является следствием энергетической функции живого вещества в биосфере.
Деструктивная функция
Минерализация органических веществ, разложение отмершей органики до простых неорганических соединений, химическое разложение горных пород, вовлечение образовавшихся минералов в биотический круговорот определяет деструктивную (разрушительную) функцию живого вещества. Данную функцию в основном выполняют грибы, бактерии. Мертвое органическое вещество разлагается до простых неорганических соединений (углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т. д.), которые вновь используются в начальном звене круговорота. Этим занимается специальная группа организмов - редуценты (деструкторы).
Особо следует сказать о химическом разложении горных пород. Благодаря живому веществу биотический круговорот пополняется минералами, высвобождаемыми из литосферы. Например, плесневый грибок в лабораторных условиях за неделю высвобождал из вулканической горной породы 3 % содержащегося в ней кремния, 11% алюминия, 59 % магния, 64 % железа. Сильнейшее химическое воздействие на горные породы растворами целого комплекса кислот - угольной, азотной, серной и разнообразных органических оказывают бактерии, сине-зеленые водоросли, грибы и лишайники. Разлагая с их помощью те или иные минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы - кальций, калий, натрий, фосфор, кремний, микроэлементы. Общая масса зольных элементов, вовлекаемая ежегодно в биотический круговорот только на суше, составляет около восьми миллиардов тонн, что в несколько раз превышает массу продуктов извержения всех вулканов мира на протяжении года. Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уникальное свойство почв - их плодородие.
Концентрационная функция
Концентрационная (накопительная) функция - избирательное накопление определенных веществ, рассеянных в природе - водорода, углерода, азота, кислорода, кальция, магния, натрия, калия, фосфора и многих других, включая тяжелые металлы, в живых существах. Раковины моллюсков, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных -- все это примеры проявления концентрационной функции живого вещества.
Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов - это характерная особенность живого вещества. Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Например, в продуктах жизнедеятельности некоторых из них по сравнению с природной средой содержание марганца увеличено в 1 200 000 раз, железа - в 65 000, ванадия - в 420 000, серебра - в 240 000 раз.
Для построения своих скелетов или покровов активно концентрируют рассеянные минералы морские организмы. Так, существуют кальциевые организмы - известковые водоросли, моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, и т. п., и кремниевые - диатомовые водоросли, кремниевые губки, радиолярии. Особого внимания заслуживает способность морских организмов накапливать микроэлементы, тяжелые металлы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк), радиоактивные элементы. В теле беспозвоночных и рыб их концентрация может в сотни тысяч раз превосходить содержание в морской воде. Вследствие этого морские организмы полезны как источник микроэлементов, но вместе с тем употребление их в пищу может грозить отравлением тяжелыми металлами или быть опасным в связи с повышенной радиоактивностью.
Средообразующая функция
Живое вещество преобразует физико-химические параметры среды в условия, благоприятные для существования организмов. В этом проявляется еще одна главная функция живого вещества -- средообразующая. Например, леса регулируют поверхностный сток, увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом.
Можно сказать, что средообразующая функция - совместный результат всех рассмотренных выше функций живого вещества: энергетическая функция обеспечивает энергией все звенья биологического круговорота (в ходе фотосинтеза растения выполняют газовую функцию: поглощают углекислый газ и выделяют кислород); деструктивная и концентрационная способствуют извлечению из природной среды и накоплению рассеянных, но жизненно важных для организмов элементов.
Средообразующие функции живого вещества создали и поддерживают баланс вещества и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе человека. Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия. Эту способность живого вещества к восстановлению благоприятных условий существования выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области термодинамических равновесий. Он заключается в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений. В теории управления аналогичное явление носит название отрицательных обратных связей. Благодаря этим связям система возвращается в первоначальное состояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. Например, на повышение содержания углекислого газа в атмосфере биосфера отвечает усилением фотосинтеза, который снижает концентрацию кислорода. Таким образом, устойчивость биосферы оказывается явлением не статическим, а динамическим.
Средообразующая роль живого вещества имеет химическое проявление и выражается в соответствующих биогеохимических функциях, которые свидетельствуют об участии живых организмов в химических процессах изменения вещественного состава биосферы. В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события: был преобразован газовый состав первичной атмосферы; изменился химический состав вод первичного океана; образовалась толща осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник плодородный почвенный покров (также плодородны воды океана, рек и озер). Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека.
Газовые функции заключаются в участии живых организмов в миграции газов и их превращениях. В зависимости от того, о каких газах идет речь, выделяется несколько газовых функций.
1. Кислородно-диоксидуглеродная - создание основной массы свободного кислорода на планете. Носителем данной функции является каждый зеленый организм. Выделение кислорода идет только при солнечном свете, ночью этот фотохимический процесс сменяется выделением зелеными растениями углекислого газа.
2. Диоксидуглеродная, не зависимая от кислородной - образование биогенной угольной кислоты как следствие дыхания животных, грибов и бактерий. Значение функции возрастает в области подземной тропосферы, не имеющей кислорода.
3. Озонная и пероксидводородная - образование озона (и, возможно, пероксида водорода). Биогенный кислород, переходя в озон, предохраняет жизнь от разрушительного действия радиации Солнца. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz