вращения вещественно-энергетических и информационных потоков живым веществом за время геологической истории Земли.
Биосфера включает не только область жизни, но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биогеохимической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), природные воды, нефти и угли, известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом.
Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции:
- газовые (миграция газов и их превращения);
- концентрационные (аккумуляция химических элементов из внешней среды);
- окислительно-восстановительные (химические превращения веществ);
- биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека.
По Вернадскому, вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но
геологически связанных частей: живое вещество, биогенное вещество, косное вещество, биокосное вещество, радиоактивное вещество, рассеянные атомы, вещество космического происхождения. В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биохимической деятельности. Как полагал Вернадский, газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), природные воды, равно как и нефти и угли, известняки, глины и их производные - сланцы, мраморы, граниты и др. в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои планеты, лишенные в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области «былых биосфер».
Биосфера мозаична по структуре и составу, отражая геохимическую и геофизическую неоднородность лика Земли (океаны, озера, горы, ущелья, равнины и пр.) и неравномерность в распределении живого вещества по планете как в прошлые эпохи, так и в наше время. Максимальное содержание живого вещества гидросферы приурочено к мелководью, минимальное - к глубоководным акваториям; на суше эта неравномерность проявляется в мозаике биогеоценотического покрова (леса, болота, степи, пустыни и пр.) с минимумом плотности живого вещества в высокогорьях, пустынях и полярных областях.
Активная часть современной биосферы называется биогеоценоз - взаимозависимый комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергий, одна из наиболее сложных природных систем. К живым компонентам относятся автотрофные организмы - фотосинтезирующие зеленые растения и хемосинтезирующие микроорганизмы и гетеротрофные организмы - животные, грибы, многие бактерии, вирусы. К косным относятся приземный слой атмосферы с ее газовыми и тепловыми ресурсами, солнечная энергия, почва с ее водоминеральными ресурсами и отчасти кора выветривания. Особо важную роль в биогеоценозе играют зеленые растения (высшие и низшие), дающие основную массу живого вещества. Они производят первичные органические материалы, вещество и энергия которых используется самими растениями и по цепям питания передаются всем гетеротрофным организмам. Зеленые растения через процессы фотосинтеза и дыхания поддерживают баланс кислорода
и углекислого газа в воздухе, а через транспирацию участвуют в круговороте воды. В результате отмирания организмов или их частей происходит биогенная миграция и перераспределение в почве элементов питания Na, Р, К, Са и др. Наконец, зеленые растения прямо или косвенно определяют состав и пространственное размещение животных и микроорганизмов.
Роль в биогеоценозе хемотронных микроорганизмов менее значительна. По специфике деятельности они делятся на потребителей, преобразующих и отчасти деструкторов (грибы, бактерии), разлагающих сложные органические вещества отмерших организмов.
В функционировании биогеоценоза велика роль почвенных животных -сапрофогов, питающихся органическими остатками отмерших растений и почвенных микроорганизмов, разлагающих и минерализующих эти остатки. От их деятельности зависит структура почвы, образование гумуса, содержание в почве азота, превращения минеральных веществ и т.п.
Косные компоненты служат источником энергии и первичных материалов -газов, воды и минеральных веществ.
Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу, ни по условиям и результатам деятельности. Она дифференцируется на надводную, подземную и подводную части, которые в свой очередь делятся на элементарные и вертикальные структуры - биогоризонты, специфические по своему составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Эти неоднородности или мозаичности получили название парцелл, в каждую из которых входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.
Биогеоценоз - динамическая система. Он непрерывно изменяется и развивается в результате внутренних противоречивых тенденций его компонентов. Изменения могут быть кратковременными, зависящими от времени суток, погоды, сезонов, а могут быть и глубокими, ведущими к необратимым сменам состояния. Они могут быть медленными и быстрыми, последние - из-за стихийных событий или из-за деятельности человека. Но современному биогеоценозу присуща и устойчивость вследствие длительной и глубокой адаптации живых компонентов друг к другу.
Совокупность биоценозов всей Земли образует биогеоценотический покров, или биогеосферу. Изучение биогеоценоза и биогеосферы составляет задачу науки биогеоценологии, задачей которой является исследование структуры, свойств и функций составляющих биогеоценозы компонентов и расшифровка механизма их связей, изучение потоков вещества и энергии в них, изучение преобразования одними компонентами состояний, свойств и работы других, определение их роли в общей динамике, установление реакций компонентов на стихийные воздействия и хозяйственную деятельность человека, изучение устойчивости биогеоценозов и ее регуляторных механизмов, исследование всех взаимосвязей, обеспечивающих единство биогеосферы.
Биогенные элементы - это элементы, постоянно входящие в состав организмов и имеющие определенное биологическое значение. Прежде всего это кислород (70% массы всех организмов), углерод (18%), водород (10%), кальций, калий, фос-
