Биосфера как система
Академик В.И. Вернадский сделал выдающийся вклад в общий объем научного знания, он был основателем нескольких новых наук, автором многих научных концепций. Но наибольшую известность ему принесла разработка концепции о биосфере, которую он опубликовал в отдельной монографии (1926).
В этой работе он впервые показал биосферу как единую динамическую систему, управляемую живым веществом планеты: В своей работе ученый акцентировал аспект взаимодействия живого вещества с косным, как составную часть биогеохимического круговорота веществ на планете.
В.И. Вернадский рассматривал биосферу как результат геолого-биологической эволюции Земли, благодаря которой сформировались стабильно направленные энергетические потоки и биогенный (определяемый жизнедеятельностью живых объектов) круговорот веществ. Вернадский отмечал роль живого вещества в миграции химических элементов и считал, что направление эволюции всех живых существ определяется единым направлением интенсификации биогенной миграции атомов.
Компоненты биосферы
Согласно взглядам Вернадского, в состав биосферы входит четыре основных компонента. Главную роль играет живое вещество, т.е. сообщество всех живых организмов, обитающих на Земле. В процессе своей жизнедеятельности оно вступает во взаимодействие с неживым (абиогенным) - косным веществом, которое формируется в результате геологических процессов. Результатом этого взаимодействия становится биокосное вещество. Вещества, которые создаются и перерабатываются в основном живыми организмами при минимальном участии абиотических факторов В.И. Вернадский назвал биогенным веществом. Это, например, газы атмосферы, органическое углеводородное топливо, гумус, биогенные карбонатные и кремнеземные породы.
Биохимический принцип В.И. Вернадского. В системе среда-организм наиболее активным является организм (живое вещество). Иными словами, биогенная геохимическая энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению.
Функции биосферы
На косное вещество в границах биосферы приходится основная масса и объем. Масса живого вещества составляет всего 0,25 % биосферы, по мнению В.И. Вернадского, эта величина остается постоянной (законом константности).
В.И. Вернадский обозначил пять основных постулатов, описывающих функции биосферы на планете.
- С момента возникновения биосферы жизнь была представлена уже большим разнообразием форм, так как все необходимые для существования биосферы биогеохимические функции не могли осуществляться небольшим разнообразием организмов. Таким образом, первичная биосфера сразу же отличалась достаточным функциональным разнообразием.
- При своем появлении живое вещество сразу же должно было организовываться в биоценозы, способные выполнять все те функции, что и современные природные сообщества.
- Эти первичные сообщества организмов сразу же были способны выполнять основные биогеохимические функции. Дальнейшая эволюция жизни не приводила к появлению новых функций или изменению существующих, несмотря на постоянный процесс смены одних видов другими.
- Основной функцией живых организмов на Земле является биогенная миграция химических элементов. Нередко этот постулат формулируют в виде Закона биологической миграции атомов: миграция химических элементов на поверхности Земли и в целом в биосфере происходит при определяющем участии живого вещества (биогенная миграция) или происходит в среде, гeохимические особенности которой обусловлены организмами, ныне обитающими или населявшими ее в течение предшествующей геологической истории с начала возникновения жизни на Земле.
- Все основные функции живого вещества в биосфере могут осуществляться простейшими одноклеточными организмами, как оно и было в начале функционирования биосферы.
Создавая учение о биосфере, В.И. Вернадский особенно подчеркивал, что основным трансформатором солнечной энергии на земле служит зеленое вещество растений. Только они способны за счет этой энергии синтезировать первичные органические соединения, которые затем потребляются хлорофитофагами и консументами последующих уровней.
