Розділ 7 ГЛОБАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ (ВЧЕННЯ ПРО БІОСФЕРУ)

· окислювальна

· кальцієва

· відновлювальна

· концентраційна

· руйнування органічних речовин

· відновлювального розкладу

· метаболізму і дихання організмів.

Уся маса живої речовини, яка була на Землі хоча б протягом 1 млрд років, уже перевищує масу земної кори. Біомаса Землі (в сухій речовині) становить 2,44х1012т, тобто0,00001% земної кори (2х1019 т). Беручи до уваги, що останній мільярд років продукція земної кулі була близькою до сучасної, можна розрахувати її сумарну кількість 2х10пх109—2ХІ020 т, тобто в 10 разів більше маси земної кори. Слід брати до уваги, що жива речовина — надзвичайно активна хімічно діюча маса, а тому стає зрозумілою і її велетенська енергетична роль. Якщо врахувати, що на земну поверхню щорічно надходить 2ІХІ025 кДж сонячної енергії, то на поверхню, покриту зеленою рослинністю і водоймищами з їх фітопланктоном, припадає лише близько 40%, або 8,4х1028 кДж енергії. З урахуванням витрат сонячної енергії внаслідок відбивання та інших причин, а також енергетичного виходу фотосинтез не перевищує 2% . Загальна кількість енергії, яка запасається щороку у процесі фотосинтезу, виражається величиною порядку 20,9х1022 кДж.

Усі рослинні й тваринні організми складаються з тих самих елементів, що і тіла неживої природи, але в іншому співвідношенні. В клітинах знайдено близько 90 елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва.

Найбільше (98% ) у клітинах водню, кисню, вуглецю і азоту. Вміст калію, натрію, кальцію, магнію, заліза, сірки, фосфору і хлору в клітинах складає десяті та соті частки відсотка (їх називають макроелементи), а цинку, міді, йоду, фтору, брому, срібла і т.д. — ще менше (табл. 7.2).

Елементи, вміст яких не перевищує в клітині 0,01%, називаються мікроелементами. Однак це не означає, що вони менш потрібні організмові, ніж інші. Встановлено, що за відсутності тих чи інших мікроелементів порушується обмін речовин між клітинами організму, а це призводить до різних захворювань. Усі хімічні елементи беруть участь у побудові організму у вигляді іонів або в складі молекул неорганічних чи органічних речовин. Серед неорганічних речовин важливе значення мають вода, мінеральні солі, кислоти, основи. Вода займає до 80 % об'єму клітини і виступає в ній як внутрішній екологічний фактор — середовище, де знаходяться органоїди клітини, розчинник, каталізатор для реакцій обміну; створює електропровідність. В організмі вода виконує транспортну, провідну функцію, є регулятором температури.

Вода в клітині перебуває у двох формах: вільній і зв'язаній. Завдяки зв'язаній воді клітина здатна витримувати низькі температури, її вміст у клітині — приблизно 5%. 95% припадає на вільну воду, яка є прекрасним розчинником, а більшість хімічних реакцій проходять тільки в розчинах.

Цікава і не до кінця вивчена властивість води зберігати інформацію. Очевидно, наші далекі предки знали про цю властивість, використовуючи воду при різних замовляннях.

Більшість неорганічних речовин у клітинах міститься у вигляді солей або дисоційованих на іони, або в твердому стані.

Вміст катіонів і аніонів у клітині відрізняється від їхньої концентрації в навколишньому середовищі і реґулюється клітинною мембраною. При загибелі клітини концентрація речовин у середовищі та цитоплазмі вирівнюється. Органічні речовини становлять 20—30% маси клітини. До них належать білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири, жироподібні речовини, АТФ та ін.

7.4. Енергетичний баланс біосфери. Зміни енергетичного балансу біосфери, пов'язані з діяльністю людини

Енергія — це загальна кількісна міра руху та взаємодії усіх видів матерії. Відповідно до закону збереження енергії, вона не зникає та не виникає з нічого, а тільки переходить з однієї форми до іншої. Потік енергії на Земній кулі має три джерела:

кінетична енергія оберту Землі та її супутника Місяця як космічних тіл. Вона проявляється в морських припливах, енергія яких недоступна живим організмам, але може використовуватися людиною;

енергія земних надр, яка підтримується ядерним розпадом урану і торію. Ця енергія виділяється у формі геотермічного тепла. У вулканічних районах вона використовується для опалення оранжерей та басейнів;

сонячна енергія, на базі якої здійснюється життєдіяльність в автотрофних організмів.