Многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы

Учение Вернадского о биосфере представляет собой систему взглядов на планетарное и космическое значение жизни, на взаимосвязь и взаимодействие живой и неживой природы. Основы этого учения изложены Вернадским в книге "Биосфера" (1926), однако над развитием этого учения Вернадский работал вплоть до конца своей жизни.

В учении Вернадского о биосфере проведено подразделение вещества биосферы на несколько разных, но геологически взаимосвязанных, типов: живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, нефть, каменный уголь, известняки и др.); косное вещество, которое образуется без участия живых организмов (продукты тектонической деятельности, метеориты); биокосное вещество, образующееся в результате совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (почва, водная среда).

Живое вещество представляет собой совокупность всех живых организмов, существующих на Земле в данный момент и образующих ее биомассу, которая равна примерно 2423,2 млрд. т сухого вещества. Биомасса растений суши составляет около 97%, животных и микроорганизмов - около 3 %.

Биомасса на суше увеличивается от полюсов к экватору, в этом же направлении возрастает и количество видов. Так, в тундре насчитывается около 500 видов растений, в лесостепной зоне - до 2000, а во влажных, тропических лесах - свыше 8000.

Огромная биомасса сосредоточена в почве. Ее составляют корни растений, почвенные животные (кроты, черви, насекомые и их личинки и др.), водоросли, грибы, бактерии. В некоторых почвах биомасса одних только дождевых червей достигает 1,2 т/га. Количество бактерий в 1 г почвы измеряется сотнями миллионов.

Мировой океан занимает свыше 75 % поверхности Земли. Объем воды в нем в 15 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем моря. Однако биомасса Мирового океана в 1000 раз меньше, чем суши. Она сосредоточена главным образом в поверхностном слое до 100 м. Биологическая продуктивность суши и океана примерно одинакова. Это объясняется тем, что обновление живых организмов в океане происходит во много раз быстрее, чем на суше. Так, одноклеточные водоросли океана обновляются несколько раз за год, а на обновление биомассы суши требуется 10-15 лет. Основную часть биомассы океана составляют животные (93,7%). Поверхность океана заполнена взвешенными микроскопическими организмами, перемещающимися течениями (планктон), основную массу которого составляют одноклеточные водоросли, простейшие и некоторые беспозвоночные. В толще воды находятся и активно плавающие животные, способные преодолевать большие расстояния (нектон). Это рыбы, киты, кальмары и др. Третью группу составляют организмы, обитающие на грунте и в грунте водоемов (бентос). Они представлены придонными растениями, губками, полипами, ракообразными, червями и др.

Живое вещество составляет лишь 0,25 % всего вещества биосферы, однако играет ведущую роль в биогеохимических процессах благодаря совершающемуся в живых организмах обмену веществ. Деятельностью живых организмов обусловлены химический состав атмосферы и гидросферы, формирование почвенного покрова литосферы.

Живое вещество является наиболее мощным и активным в геологическом отношении веществом нашей планеты, способным совершать грандиозную по масштабам и последствиям геохимическую работу, заключающуюся в таких его функциях:

• энергетическая функция, проявляющаяся в усвоении живым веществом солнечной энергии и передаче ее по трофической (пищевой) цепи;

• газовая функция, благодаря которой сформировался современный состав атмосферы, заключающаяся в поглощении и выделении кислорода, углекислого газа и некоторых других газообразных соединений (метан, сероводород);

• концентрационная функция, проявляющаяся в извлечении и избирательном накоплении живыми организмами химических элементов окружающей среды (азот, фосфор, кремний, кальций, магний), благодаря которому произошло образование залежей полезных ископаемых (известняк, торф, туф, каменный уголь);

• окислительно-восстановительная функция, проявляющаяся в окислительно-восстановительных реакциях, лежащих в основе любого вида биологического обмена веществ, например, восстановление диоксида углерода до углеводов в процессе фотосинтеза и окисление их до диоксида углерода при дыхании;

• деструкционная функция, в результате которой происходит разрушение отмершего органического вещества до минеральных соединений.