Біогенна міграція атомів – це особливий вид кругообігу в природі хімічних речовин, що відбувається за рахунок процесів життєдіяльності живих організмів. Під життєдіяльність розуміється їх дихання, живлення, розмноження, накопичення і розщеплення органічних елементів.

Що таке біосфера

Знаменитий на весь світ академік в. І. Вернадський вперше ввів поняття біосфери. Розшифрував він його як живу оболонку землі. Дана область житті з'явилася в результаті взаємодії живих і неживих речовин. При цьому всі живі організми є головною функцією біосфери і пов'язані з нею всіма можливими способами.


Живі організми є сукупністю всіх живих речовин на планеті, існуючих на даний момент. Кожен з них має свою вагу, енергію і елементарний хімічний склад. За словами Вернадського, все живе речовина пов'язане з навколишнім середовищем струмами атомів, біогенна міграція яких відбувається внаслідок дії сонячної енергії. Основними функціями біосфери є розмноження, ріст і обмін речовин живих організмів.

Основи біогенної міграції

Біогенна міграція атомів проявляється у вигляді кругообігу речовин у природі. Біогенами називають елементи, які беруть участь у даному процесі. Сюди відносяться такі речовини, як кисень, водень, азот, вуглець, фосфор, залізо, марганець, цинк, кальцій, калій і багато інші неорганічні сполуки. Насправді в природі існує величезна кількість ізотопів хімічних елементів, але далеко не всі з них входять до складу живих організмів. Відомо, що всі живі організми володіють унікальною особливістю накопичувати хімічні елементи та їх з'єднання. При цьому у складі живого можна зустріти не тільки широко поширені елементи, але також і дуже рідко зустрічаються. Що дуже цікаво, концентрація їх в живій матерії набагато вище, ніж просто в навколишньому просторі. Наприклад, рослини містять у двісті разів більше вуглецю, ніж його містить земна кора, і в тридцять разів більше азоту.


При цьому кожна різновид живих організмів має в собі різну кількість хімічних елементів. Наприклад, залізні бактерії накопичують у собі просто величезна кількість заліза, в той час як корненожки накопичують кальцій, а водорості - йод. Біогенна міграція атомів призводить до того, що під впливом живих організмів може змінюватися валентність хімічних елементів. А також утворюються нові типи хімічних речовин. Приблизно сорок найвідоміших мікроелементів беруть активну участь у такому процесі, як біогенна міграція атомів. І людина є тому прямим підтвердженням.

Закон біогенної міграції атомів

Цей закон введений академіком Вернадським і має дуже важливе теоретичне і практичне значення. Згідно з ним, всі хімічні процеси, що відбуваються на нашій планеті, тісно взаємопов'язані з теперішнього та минулого діяльністю мікроорганізмів і неможливі без урахування біогенних і біотичних факторів. Також сюди можна віднести і вплив еволюційних процесів. Варто враховувати, що люди мають дуже великий вплив на біосферу Землі, зокрема на все її населення живе, тому вони здатні внести значні зміни для такого процесу, як біогенна міграція атомів в біосфері.
Згідно з цим законом, кожна жива істота є посередником між Сонцем і Землею. При цьому, враховуючи постійний сонячний потік, а також відносну незмінність енергетики планети, можна зробити висновок, що кількість живої речовини повинно бути постійним. Така закономірність була описана Вернадським в його працях.

Про біогеохімічних циклах

Біогеохімічні цикли – це особлива циркуляція хімічних речовин у біосфері. Тут вирішальну роль відіграють живі організми. Для життєдіяльності всіх живих організмів потрібні певні живильні речовини, здатні давати життя. Існує дві групи таких елементів: макротрофи і микротрофи. До макротрофним речовин відносяться такі складові, які створюють хімічну основу всіх тканин у живих організмів. Сюди можна віднести калій, кальцій, фосфор, кисень, вуглець, водень, сірка, магній і інші елементи. А ось до микротрофним речовин відносяться мікроелементи та їх сполуки, необхідні для існування живих організмів в дуже маленькій кількості. До мікроелементів належать цинк, мідь, марганець, хлор, залізо. Крім цього, усі біогенні або живильні речовини можуть неодноразово використовуватися в біосфері. Адже запаси біогенних мікроелементів не постійні. Деяке їх кількість пов'язана і входить до складу живої біомаси. А це, в свою чергу, значно знижує кількість елементів, що залишаються в екосистемі. Якби рослини та інші живі організми не брали участь у процесах розкладання, то запас всіх поживних речовин у світі вже б давно вичерпався, а значить, і життя на планеті Земля давно б припинилася. Розглянемо, як проходять біогеохімічні цикли деяких елементів.

Цикл вуглецю

Одним з найважливіших джерел вуглецю є вуглекислий газ, який міститься у складі атмосфери, а також розчинений у воді. Дана речовина використовується рослинами для синтезу органічних з'єднань.
Під час процесу фотосинтезу вуглекислий газ здатний перетворюватися рослинами в поживні органічні речовини, які служать основною їжею тварин. Такі процеси, як згорання палива, бродіння та дихання, здатні повертати дана речовина в навколишнє середовище. Згідно з підрахунками вчених, в атмосфері міститься близько семисот мільярдів тонн цієї речовини, в той час як в гідросфері – близько п'ятдесяти тисяч мільярдів тонн. Щорічно в результаті процесу фотосинтезу приріст рослинної маси у воді і на суші становить сто вісімдесят і п'ятдесят мільярдів тонн відповідно.

Цикл азоту

Біогеохімічні цикли азоту відбувається під впливом різних хімічних та біологічних впливів. Наприклад, нітратний азот може перетворюватися на білковий, потім переходити в сечовину, перетворюватися на аміак і знову повертатися у нітратну форму.

Цикл фосфору

Найпростішим біогеохімічним циклом в природі є цикл фосфору. Його основні запаси містяться в гірських породах, які під впливом ерозії віддають свої фосфати різних екосистем. Такі фосфати використовують рослини, і з їх допомогою синтезують органічні речовини. Рослинами живляться інші організми. Так ось, коли вони вмирають і розкладаються, фосфати знову повертаються в ґрунт і знову служать добривами для рослин.

Біогенні принципи Вернадського

Під біогенної міграції атомів розуміють переміщення речовин, а також з'єднання їх по ланцюгах живлення екосистеми. Згідно академіку Вернадському, біогенна міграція підпорядковується трьом дуже важливим принципам. Розглянемо, про що ж говорив учений:

Біогенна міграція завжди прагне до її максимального прояву.

Всі живі речовини біосфери знаходяться в постійному і безперервному хімічному обміні з космосом. А також вони створюються і підтримуються енергією Сонця.

Еволюціонування видів, що сприяє появі нових стійких форм живих організмів, що призводить до прискорення біогенної міграції атомів в біосфері. Сприяє цьому прискорене перетворення хімічних елементів.

Поняття біологічного кругообігу

Для того, щоб життя на Землі нескінченно тривала, всі органічні речовини повинні обертатися по замкнутій кривій. Біологічний кругообіг – це єдиний спосіб організації життя. Завдяки розпаду всіх організмів, інші організми отримують своє харчування. Тому кожен живий організм, незалежно від його виду, є ланкою у ланцюгу живлення. Розпадаючись, всі живі істоти віддають свої елементи інших форм життя. Не варто недооцінювати роль мікроорганізмів. Саме вони перетворюють залишки тварин і рослин на елементарні органічні речовини використовуються зеленими рослинами для синтезу нової органіки. Біологічний кругообіг речовин забезпечується результатами розпаду. Складні сполуки починають розпадатися, вивільняючи при цьому енергію і, втрачаючи запаси інформації, а утворені нові неорганічні речовини починають весь ланцюжок заново. Завдяки мікроорганізмам біосфера здатна до природної саморегуляції. Ланками біологічного кругообігу є живі організми, що належать до різних систематичних груп. Вони здатні взаємодіяти між собою завдяки великій кількості різноманітних зв'язків. Варто враховувати, що всі живі речовини біосфери беруть участь у кругообігу завдяки харчових ланцюжках.

Які функції виконують живі речовини в біосфері

В основі біогенної міграції атомів лежить переміщення речовин. Так ось, вчені, проаналізувавши всі властивості такої міграції, змогли зробити висновки про те, які ж функції виконують всі живі речовини на планеті Земля. Розглянемо їх:

Енергетична. Живі організми здатні акумулювати поживні речовини, отримані з їжі по трофічних ланцюжків.

Транспортна. Кожен організм здатний переносити органіку.

Концентраційна – організми нагромаджують поживні речовини в ході своєї життєдіяльності і використовують їх при будові свого тіла.

Средообразующая. Все живе здатне перетворювати хімічні і фізичні параметри навколишнього середовища.

Деструктивна. Беруть участь у процесі мінералізації неорганічних речовин.

Еволюційна теорія походження життя на Землі

Еволюцією можна назвати незворотні процеси історичних змін життя. Дана теорія побудована на чотирьох принципах:

Надмірне потомство. Всі біологічні види живих організмів дуже швидко розмножуються. Однак далеко не все потомство виживає, тому всі популяції знаходяться в стабільності.

Боротьба за виживання також сприяє контролю чисельності популяції.

Наявність несуттєвих відмінностей. Так як всі живі особини індивідуальні, одні види мають більше шансів на виживання, в той час як інші-менше.

Спадковість. Спадкова інформація передається через батьків до потомства. Так ось, завдяки деяким спадковим відмінностям, деякі особини більше здатні до виживання, ніж інші.

Висновки

Під біогенної міграції атомів розуміють переміщення речовин. Цей процес нескінченний і циклічним, тому життя на Землі існує і до наших часів. В результаті активної діяльності людини всі державотворчі процеси на Землі починають руйнуватися.