§ 52. Функцыі жывога рэчыва
- Успомніце, якія функцыі на Зямлі выконваюць жывыя арганізмы.
- Як вы думаеце? Што адбудзецца, калі на Зямлі знікнуць фотааўтатрофныя арганізмы?
- Вы даведаецеся пра функцыі жывога рэчыва і яго значэнне ў падтрыманні спрыяльных умоў для жыцця на Зямлі.
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Біялогія. 10 клас |
| Падручнік: | § 52. Функцыі жывога рэчыва |
| Надрукаваны: | Госць |
| Дата: | Пятніца 17 Травень 2024 |
Прэамбула
У. І. Вернадскі ў сваім вучэнні паказаў, што жывыя арганізмы ў біясферы выконваюць шэраг важных біягеахімічных функцый: энергетычную, газавую, канцэнтрацыйную, акісляльна-аднаўленчую, дэструкцыйную, асяроддзеўтваральную, транспартную.
Энергетычная функцыя
Энергетычная функцыя — акумуляванне энергіі ў арганічным рэчыве і пераразмеркаванне яе па харчовых ланцугах. Як вы ўжо ведаеце, жывыя арганізмы не проста залежаць ад пастаяннага паступлення энергіі Сонца, але і выступаюць як гіганцкі накапляльнік і ўнікальны пераўтваральнік гэтай энергіі. Таму ў аснове гэтай функцыі ляжыць працэс фотасінтэзу, які здзяйсняецца фотааўтатрофнымі арганізмамі. Гэта адзіны на нашай планеце працэс, які забяспечвае ператварэнне энергіі сонечнага святла ў энергію хімічных сувязей арганічнага рэчыва. З дапамогай фотасінтэзу сонечная энергія, якую запасяць зялёныя расліны, забяспечвае жыццядзейнасць усіх гетэратрофаў. Энергетычная функцыя жывога рэчыва звязана і з такімі працэсамі жыццядзейнасці жывых арганізмаў, як харчаванне, дыханне, выдзяленне, размнажэнне. У выніку гэтых працэсаў ідзе ператварэнне энергіі.
Выяўлены цэлыя экасістэмы, функцыянаванне якіх заснавана на актыўнасці хемасінтэзуючых бактэрый. Яны не залежаць ад прадуктаў фотасінтэзу. Гэта глыбакаводныя сістэмы, дзе ў абсалютнай цемры паблізу ад выхадаў гарачай вады, багатай мінеральнымі солямі і серай, акрамя бактэрый, існуюць і ўнікальныя мнагаклетачныя жывёлы, якія нагадваюць двухстворкавых малюскаў даўжынёй каля 30 см, і трохметровыя чэрві, што атрымліваюць энергію ад хемасінтэзуючых бактэрый. Магчыма, быў час, калі сонечныя прамяні не маглі трапіць на Зямлю з прычыны інтэнсіўнай вулканічнай дзейнасці, і такія формы жыцця былі больш разнастайнымі.
Газавая функцыя
Газавая функцыя — здольнасць жывога рэчыва змяняць і падтрымліваць пэўны газавы склад асяроддзя пражывання і атмасферы ў цэлым. Пераважная маса газаў на Зямлі мае біягеннае паходжанне. Вядучая роля ў ажыццяўленні газавай функцыі належыць зялёным раслінам. Для сінтэзу арганічных рэчываў яны выкарыстоўваюць вуглякіслы газ і вылучаюць у атмасферу кісларод. Усе астатнія арганізмы выкарыстоўваюць кісларод у працэсе дыхання і папаўняюць пры гэтым запасы вуглякіслага газу ў атмасферы. У працэсе функцыянавання жывога рэчыва, акрамя кіслароду і вуглякіслага газу, утвараюцца такія газы, як азот, серавадарод, метан. Жывое рэчыва падтрымлівае газавы склад сучаснай атмасферы на пэўным узроўні.
Канцэнтрацыйная функцыя
Канцэнтрацыйная функцыя — здольнасць арганізмаў выбіральна назапашваць у сваім целе хімічныя элементы, рассеяныя ў навакольным асяроддзі, павышаючы іх утрыманне ў арганізме ў параўнанні з навакольным асяроддзем на некалькі парадкаў. Любы жывы арганізм у працэсе сваёй жыццядзейнасці паглынае з навакольнага асяроддзя неабходныя для яго рэчывы і назапашвае іх у сваім целе. Напрыклад, утрыманне вугляроду ў раслінах у 200 разоў, а азоту — у 30 разоў перавышае іх узровень у зямной кары. Дыятомавыя водарасці і крэмніевыя губкі назапашваюць крэмній, водарасць ламінарыя — ёд, а ракавіны некаторых малюскаў — да 100 % фасфату кальцыю.
Актыўнымі канцэнтратарамі з’яўляюцца мікраарганізмы. Адны бактэрыі канцэнтруюць жалеза, іншыя — марганец, трэція — серабро. Бактэрыі здольныя павялічваць утрыманне жалеза ў 650 тыс. разоў, марганцу — у 120 тыс. разоў, ванадыю — у 420 тыс. разоў. Гэта дзіўная здольнасць дазволіла вучоным выказаць здагадку, што згуртаванні бактэрый уносяць істотны ўклад у фарміраванне радовішчаў металаў. Кожная тона бурых водарасцей змяшчае некалькі кілаграмаў ёду. Золата «збіраюць» дуб, кукуруза, хвошч, бурыя і чырвоныя водарасці, а ў 1 т попелу палыну можа змяшчацца да 85 г гэтага каштоўнага металу. Малюскі канцэнтруюць нікель, васьміногі — медзь, медузы — цынк і алюміній. Ва ўмовах антрапагеннага забруджвання навакольнага асяроддзя пабочным следствам канцэнтрацыйнай функцыі можа з’яўляцца назапашванне харчовымі раслінамі таксічных рэчываў, шкодных для чалавека.
Частка энергіі Сонца дзякуючы канцэнтрацыйнай функцыі жывых арганізмаў назапашваецца ў зямной кары ў складзе прыроднага газу, нафты, каменнага вугалю, торфу. Гэта звязана з працяканнем у бескіслародным асяроддзі рэакцый аднаўлення, з утварэннем і запашаннем серавадароду і метану.
Акісляльна-аднаўленчая функцыя
Акісляльна-аднаўленчая функцыя — акісленне і аднаўленне розных рэчываў з удзелам жывых арганізмаў. У яе аснове ляжыць абмен рэчываў і энергіі арганізма з навакольным асяроддзем. Так, у ходзе сінтэзу арганічных рэчываў (працэс фотасінтэзу) пераважаюць аднаўленчыя рэакцыі з паглынаннем энергіі. А пры расшчапленні і акісленні ў прысутнасці кіслароду (працэс дыхання) пераважаюць акісляльныя рэакцыі, і вылучаецца энергія.
Такім чынам, жыццё ў біясферы ўяўляе сабой бесперапынны працэс сінтэзу і распаду арганічных рэчываў, які аб’ядноўвае ўсе жывыя арганізмы на Зямлі ў глабальную біялагічную сістэму. Біясфера з’яўляецца складанай дынамічнай сістэмай, якая ажыццяўляе фіксацыю, пераўтварэнне, запашанне і перанос энергіі шляхам абмену рэчываў паміж жывым і косным рэчывам.
*Дэструкцыйная функцыя
Дэструкцыйная функцыя — здольнасць жывых арганізмаў разбураць адмерлае арганічнае рэчыва да мінеральных рэчываў, якія могуць уключацца ў новы цыкл кругавароту рэчываў. Апошнюю фазу раскладання да простых мінеральных рэчываў ажыццяўляюць бактэрыі. Менавіта ў гэтым і заключаецца іх галоўная роля ў біясферы. Акрамя раскладання рэчыва арганічнай прыроды, жывыя арганізмы здольны разбураць і неарганічныя рэчывы — горныя пароды рознага паходжання. З дапамогай неарганічных і арганічных кіслот яны раскладаюць мінеральныя рэчывы і выбіральна здабываюць з іх кальцый, калій, натрый, фосфар, крэмній, шмат якія мікраэлементы, уключаючы іх у кругаварот рэчываў. У. І. Вернадскі пісаў: «Мы не маем на Зямлі больш магутнага драбіцеля матэрыі, чым жывое рэчыва». Таму біясфера — гэта не толькі фабрыка па вытворчасці складаных арганічных рэчываў, але і велізарны млын, які безупынна працуе.
*Асяроддзеўтваральная функцыя
Асяроддзеўтваральная функцыя — пераўтварэнне фізіка-хімічных параметраў навакольнага асяроддзя з прычыны жыццядзейнасці жывых арганізмаў. Вынікам дадзенай функцыі з’яўляецца ўсё прыроднае асяроддзе, якое створана жывымі арганізмамі. Дзякуючы іх дзейнасці сфарміраваўся сучасны склад гідрасферы, атмасферы і глебы. Ад якаснага складу атмасфернага паветра залежыць радыяцыйны фон і цеплавы рэжым на планеце. Жывыя арганізмы біясферы падтрымліваюць і захоўваюць баланс спрыяльных умоў асяроддзя ў пэўным стабільным стане для паўнавартаснай жыццядзейнасці.
*Транспартная функцыя
Транспартная функцыя — перанос рэчыва і энергіі ў выніку актыўнай і пасіўнай форм руху арганізмаў. Напрыклад, расліны ўсмоктваюць каранямі ваду і выпараюць яе ў атмасферу. Часта перанос рэчываў можа ажыццяўляцца на вялізныя адлегласці, напрыклад пры міграцыях і вандраваннях жывёл. Транспартная функцыя можа ажыццяўляцца таксама ў працэсе размнажэння і рассялення жывых арганізмаў. Чым драбнейшыя арганізмы, тым вышэйшая хуткасць іх размнажэння. Таму асноўны ўклад у транспарт рэчываў у асяроддзі пражывання ўносяць дробныя арганізмы. Працэс размнажэння арганізмаў і хуткасць іх рассялення абмяжоўваюцца ўмовамі асяроддзя: наяўнасцю ежы, святла, тэмпературы.
Такім чынам, жывыя арганізмы, якія выконваюць біягеахімічныя функцыі, з’яўляюцца найважнейшай пераўтваральнай сілай на планеце Зямля. Падкрэсліваючы актыўнасць жывых арганізмаў і іх значнасць у біясферы, У. І. Вернадскі пісаў: «Жывое рэчыва ахоплівае і перабудоўвае ўсе хімічныя працэсы біясферы. Арганізмы — самая магутная геалагічная сіла».
Паўторым галоўнае. Біясфера ўяўляе сабой складаную дынамічную сістэму, якая здзяйсняе абмен рэчываў дзякуючы пастаяннаму прытоку энергіі. Жывыя арганізмы біясферы з’яўляюцца найважнейшай біягеахімічнай сілай, якая пераўтварае планету. Яны выконваюць шэраг функцый: энергетычную, газавую, канцэнтрацыйную, акісляльна-аднаўленчую, дэструкцыйную, асяроддзеўтваральную, транспартную. За кошт гэтых функцый жывога рэчыва падтрымліваюцца спрыяльныя ўмовы для жыцця на Зямлі.
Праверым веды
Ключавыя пытанні
1. Якія функцыі выконвае жывое рэчыва ў біясферы?
2. Дзякуючы якой функцыі жывога рэчыва ўтварыліся залежы гаручых карысных выкапняў, вапнякоў, руд?
3. Якое значэнне мае газавая функцыя жывога рэчыва для біясферы?
*4. Якая функцыя жывога рэчыва ажыццяўляецца пры паглынанні бактэрыямі малекулярнага азоту з паветра?
Складаныя пытанні
1. Якія фізіялагічныя працэсы ляжаць у аснове энергетычнай і акісляльна-аднаўленчай функцый? Адказ абгрунтуйце.
*2. Устанавіце адпаведнасць паміж функцыямі і характарыстыкамі жывога рэчыва ў біясферы.
Функцыі: 1) газавая; 2) акісляльна-аднаўленчая; 3) канцэнтрацыйная.
Характарыстыкі: а) вылучэнне кіслароду ў працэсе фотасінтэзу фотатрофамі; б) высокае ўтрыманне солей кальцыю ў ракавінах малюскаў; в) акісленне арганічных рэчываў у працэсе дыхання; г) аднаўленне вуглякіслага газу да вугляводаў у працэсе фотасінтэзу; д) назапашванне злучэнняў крэмнію ў клетках хвашчу.
*3. Выберыце тры сказы, у якіх адлюстраваны функцыі жывога рэчыва.
1. Жывыя арганізмы, выдзяляючы і спажываючы розныя газы, падтрымліваюць пастаянства газавага саставу атмасферы.
2. Адносіны ваўка і зайца — гэта адносіны драпежнік — ахвяра.
3. У целах жывых арганізмаў назапашваюцца розныя хімічныя элементы.
4. У працэсе жыццядзейнасці арганізмаў адбываецца акісленне і аднаўленне хімічных злучэнняў.
5. Узнікненне і развіццё жыцця на Зямлі прывяло да фарміравання біясферы.