Ғалымдарға планетамызда болып жатқан процестерді түсіндіру үшін жүздеген жылдар қажет болды. Бірте-бірте білім жинақталды, теориялық және фактілік материалдар өсті. Бүгінде адамдар көптеген табиғи құбылыстардың түсіндірмесін таба алады, олардың барысына араласады, өзгертеді немесе бағыттайды.
Тірі әлем табиғаттың барлық механизмдерінде қандай рөл атқаратыны да бірден анықталмады. Дегенмен, орыс философы, биогеохимик В. И. Вернадский негіз болған және бүгінгі күнге дейін сақталып келе жатқан теорияны жасай алды. Ол біздің бүкіл планетамыздың не екенін, оның барлық қатысушыларының арасындағы қарым-қатынасты түсіндіреді. Ең бастысы, Жер планетасындағы тірі тіршілік иелерінің рөлі туралы сұраққа жауап беретін осы теория. Ол Жер биосферасының құрылымының теориясы деп аталды.
Биосфера және оның құрылымы
Ғалым биосфераны бір-бірімен тығыз байланыста болатын және біріккен тіршілік әрекеті нәтижесіндегі тірі және жансыз жердің барлық аймағы деп атауды ұсынды.белсенділік табиғаттың белгілі бір геохимиялық компоненттерінің қалыптасуына ықпал етеді.
Яғни биосфера Жердің келесі құрылымдық бөліктерін қамтиды:
- атмосфераның озон қабатына дейінгі төменгі бөлігі;
- бүкіл гидросфера;
- литосфераның жоғарғы деңгейі - жер асты суларына дейінгі топырақ пен астыңғы қабаттар.
Яғни, бұл тірі организмдер қоныстануға қабілетті аймақтардың барлығы. Олардың барлығы өз кезегінде биосфераның тірі заты деп аталатын жалпы биомассаны білдіреді. Бұған адам сияқты табиғаттың барлық патшалықтарының өкілдері де кіреді. Тірі материяның қасиеттері мен функциялары тұтастай биосфераны сипаттауда шешуші болып табылады, өйткені оның негізгі құрамдас бөлігі дәл осы.
Алайда біз қарастырып отырған Жердің қабығын құрайтын тірілерден басқа заттардың тағы бірнеше түрі бар. Бұл келесідей:
- биогенді;
- инертті;
- биокок;
- радиоактивті;
- ғарыштық;
- бос атомдар мен элементтер.
Бұл қосылыс түрлерінің барлығы биомассаның ортасын, оның өмір сүру жағдайын құрайды. Сонымен бірге бұл заттардың көптеген түрлерінің пайда болуына табиғат патшалықтарының өкілдерінің өздері де айтарлықтай әсер етеді.
Жалпы, биосфераның барлық көрсетілген компоненттері табиғатты құрайтын элементтердің жалпы массасы болып табылады. Дәл олар энергияның, заттардың айналымын жүзеге асыра отырып, көптеген қосылыстарды жинақтап, өңдей отырып, тығыз өзара әрекеттеседі. Негізгі бірлік – тірі материя. Тірі материяның қызметтері әртүрлі,бірақ бәрі планетаның табиғи күйін сақтау үшін өте маңызды және қажет.
Биосфера ілімінің негізін салушы
«Биосфера» концепциясын жасаған, оны дамытқан, құрылымдаған және оны толық ашып көрсеткен, ерекше ойлау, фактілер мен деректерді талдап, салыстыру және логикалық қорытынды жасау қабілетіне ие болды. Өз заманында В. И. Вернадский сондай адам болды. Ұлы адам, табиғаттанушы, академик және ғалым, көптеген мектептердің негізін салушы. Оның еңбектері осы уақытқа дейін барлық теориялар салынған негізгі іргетас болды.
Ол барлық биогеохимияны жасаушы. Оның еңбегі – Ресейдің (ол кездегі КСРО) минералдық-шикізаттық базасын құру. Оның шәкірттері Ресей мен Украинаның атақты болашақ ғалымдары болды.
Вернадскийдің адамдардың органикалық дүние жүйесіндегі үстемдік жағдайы және биосфераның ноосфераға айналуы туралы болжамдарының орындалуына толық негіз бар.
Тірі зат. Биосфераның тірі затының функциялары
Жоғарыда атап өткеніміздей, Жердің қарастырылып отырған қабықшасының тірі заты табиғаттың барлық патшалығына жататын организмдердің жиынтығы болып саналады. Барлығының ішінде адам ерекше орын алады. Мұның себептері:
- өндіріс емес, тұтынушы позициясы;
- ақыл мен сананы дамыту.
Басқа өкілдердің барлығы тірі материя. Тірі материяның функцияларын Вернадский дамытып, көрсеткен. Ол ағзаларға келесі рөлді тағайындады:
- Тотықсыздану.
- Жоқ.
- Көлік.
- Қоршаған ортаны қалыптастыру.
- Газ.
- Энергия.
- Ақпараттық.
- Концентрация.
Биосфераның тірі затының ең негізгі қызметі газ, энергия және тотығу-тотықсыздану болып табылады. Дегенмен, қалғандары планетаның тірі қабығының барлық бөліктері мен элементтері арасындағы күрделі өзара әрекеттесу процестерін қамтамасыз ететін маңызды.
Нақты нені білдіретінін және мәні неде екенін түсіну үшін функциялардың әрқайсысын толығырақ қарастырайық.
Тірі материяның тотығу-тотықсыздану функциясы
Әрбір тірі ағзадағы заттардың көптеген биохимиялық өзгерістерінде көрінеді. Өйткені, бактериялардан бастап ірі сүтқоректілерге дейін барлығында әрбір екінші реакциялар болады. Нәтижесінде кейбір заттар басқаларға айналады, кейбіреулер компоненттерге ыдырайды.
Биосфера үшін осындай процестердің нәтижесі биогендік заттардың түзілуі болып табылады. Мысал ретінде қандай қосылыстарды келтіруге болады?
- Карбонатты жыныстар (бор, мәрмәр, әктас) - моллюскалардың, көптеген басқа теңіз және құрлық тұрғындарының тіршілік әрекетінің өнімі.
- Кремний шөгінділері мұхит түбіндегі жануарлардың қабықтары мен қабықтарындағы ғасырлар бойы жүргізілген реакциялардың нәтижесі.
- Көмір мен шымтезек өсімдіктерде болатын биохимиялық өзгерістердің нәтижесі.
- Мұнай және басқалар.
Сондықтан химиялық реакциялар адам мен табиғатқа пайдалы көптеген заттардың жасалуына негіз болады. Бұл биосферадағы тірі материяның қызметі.
Концентрация функциясы
Егер біз субстанцияның осы рөлінің тұжырымдамасын ашу туралы айтатын болсақ, онда оның алдыңғысымен тығыз байланысын атап өткен жөн. Қарапайым тілмен айтқанда, тірі материяның концентрация функциясы - белгілі бір элементтердің, атомдардың, қосылыстардың денесінің ішінде жинақталуы. Нәтижесінде жоғарыда аталған тау жыныстары, минералдар мен минералдар түзіледі.
Әр жаратылыс өзіне белгілі бір қосылыстарды жинақтай алады. Дегенмен, мұның ауырлығы әркім үшін әртүрлі. Мысалы, әрбір адам көміртекті өз бойында жинақтайды. Бірақ әрбір организм темір бактериялары сияқты темірдің шамамен 20%-ын шоғырландыра алмайды.
Тірі материяның бұл қызметін анық көрсететін тағы бірнеше мысал келтіруге болады.
- Диатомдар, радиолярийлер - кремний.
- Тот саңырауқұлақтары - марганец.
- Ісінген лобелия өсімдігі - хром.
- Солянка зауыты - бор.
Тірі тіршілік иелерінің көптеген өкілдері элементтерден басқа, өлгеннен кейін заттардың тұтас кешендерін құра алады.
Заттың газ функциясы
Бұл рөл негізгі рөлдердің бірі. Өйткені, газ алмасу – барлық тіршілік иелерінің тіршілік ету процесі. Егер тұтас биосфера туралы айтатын болсақ, онда тірі материяның газдық қызметі өсімдіктердің белсенділігінен басталады, олар фотосинтез процесінде көмірқышқыл газын ұстап, жеткілікті мөлшерде оттегі бөледі.
Неге жеткілікті? Солардың барлығының өмірі үшіноны өз бетімен өндіруге қабілетсіз тіршілік иелері. Және бұл барлық жануарлар, саңырауқұлақтар, бактериялардың көпшілігі. Жануарлардың газдық қызметі туралы айтатын болсақ, онда ол оттегін тұтынудан және тыныс алу кезінде қоршаған ортаға көмірқышқыл газын шығарудан тұрады.
Бұл өмірдің негізінде жатқан жалпы циклды жасайды. Ғалымдар мыңдаған жылдар бойы өсімдіктер мен басқа да тіршілік иелері планетаның атмосферасын толығымен жаңартып, өздері үшін реттей алғанын дәлелдеді. Мына жағдай орын алды:
- оттегі концентрациясы өмір үшін жеткілікті болды;
- барлық тіршілікті зиянды ғарыштық және ультракүлгін сәулелерден қорғайтын озон қабаты пайда болды;
- ауаның құрамы көптеген тіршілік иелеріне қажет нәрсеге айналды.
Сондықтан биосфераның тірі затының газдық қызметі ең маңыздыларының бірі болып саналады.
Тасымалдау функциясы
Организмдердің әртүрлі аумақтарда көбеюін және қоныстануын білдіреді. Жануарлардың негізгі таралуы мен тасымалдануын реттейтін белгілі бір экологиялық заңдар бар. Олардың пікірінше, әрбір индивид өз мекендеу ортасын алады. Жаңа аумақтардың қоныстануына және дамуына әкелетін бәсекелестік қатынастар да бар.
Осылайша, биосферадағы тірі материяның функциялары кейіннен жаңа белгілердің қалыптасуымен көбею және қоныстану болып табылады.
Дструктивті рөл
Бұл биосферадағы тірі тіршілік иелеріне тән тағы бір маңызды функция. Ол өлгеннен кейін қарапайым заттарға ыдырау қабілетінен тұрады, яғни өмірлік циклді тоқтатады. Организм өмір сүріп жатқанда, онда күрделі молекулалар белсенді болады. Өлім орын алған кезде құрылымның бұзылуы, қарапайым құрамдас бөліктерге ыдырау процестері басталады.
Мұны детритивтер немесе ыдыратушылар деп аталатын тіршілік иелерінің арнайы тобы жүзеге асырады. Оларға мыналар жатады:
- кейбір құрттар;
- бактериялар;
- саңырауқұлақтар;
- протозоа және басқалар.
Қоршаған ортаны түзетін функция
Тірі материяның негізгі қызметтері, егер орталардың пайда болуын көрсетпесек, толық болмас еді. Бұл нені білдіреді? Біз жоғарыда эволюция процесіндегі тірі жандардың өздеріне атмосфера жасағанын атап өттік. Олар қоршаған ортамен де солай істеді.
Жерді қопсытып, минералды қосылыстармен, органикалық заттармен қанықтыра отырып, олар тіршілікке қолайлы құнарлы қабат – топырақ жасады. Мұхиттар мен теңіздер суының химиялық құрамы туралы да осыны айтуға болады. Яғни, тіршілік иелері өз бетінше өмір сүру ортасын өздері қалыптастырады. Дәл осы жерде олардың биосферадағы қоршаған ортаны құрайтын қызметі көрінеді.
Тірі материяның ақпараттық рөлі
Бұл рөл тірі ағзаларға тән және ол неғұрлым жоғары дамыған болса, ақпарат тасымалдаушы және өңдеуші рөлі соғұрлым жоғары болады. Бірде-бір жансыз зат есте сақтауға, подсознанияға «жазуға» және кез келген түрдегі ақпаратты кейіннен жаңғыртуға қабілетті емес. Мұны тек сезімтал жандар ғана жасай алады.
Бұл еместек сөйлеу және ойлау қабілеті. Ақпараттық функция білім мен қасиеттердің белгілі бір жиынтығын тұқым қуалау арқылы сақтау және беру құбылысын білдіреді.
Энергия функциясы
Энергия – қуаттың ең маңызды көзі, соның арқасында тірі материя бар. Тірі материяның қызметтері ең алдымен биосфераның энергиясын күннен бастап жылу және электрге дейін әртүрлі формаларға өңдеу қабілетінде көрінеді.
Күннен келетін радиацияны басқа ешкім жинап, олай өзгерте алмайды. Мұндағы бірінші сілтеме, әрине, өсімдіктер. Дәл олар күн сәулесін дененің жасыл бөліктерінің бүкіл бетіне тікелей сіңіреді. Содан кейін олар оны жануарларға қол жетімді химиялық байланыстардың энергиясына айналдырады. Соңғысы оны әртүрлі пішіндерге аударады:
- жылу;
- электр;
- механикалық және басқалар.
