Живі організми приймають безпосередню участь у створені того, що має назву біосфери. Вони безперервно взаємодіють один з одним найрізноманітнішим чином, постійно, наприклад, беручи участь у процесі кругообігу енергії та речовини, тим самим утворюючи саму біосферу і інші оболонки Землі.
Роль живих організмів у біосфері
Діяльність живих організмів є основою, що забезпечує кругообіг речовини в природі. Щорічна продукція живої речовини в біосфері становить близько 232 млрд. тонн сухої органічної речовини. Вона постійно перетворюється, розкладається, поставляючи речовини і енергію, необхідні для обміну речовини всіх живих організмів.
У біосфері жива речовина виконує ряд найважливіших функцій: газову, окислювально-відновну, концентраційну.
Газова функція полягає у виділенні і поглинанні газів живими організмами. Завдяки їх діяльності близько 2 млрд. років тому в атмосфері Землі почалося накопичення вільного О2, а потім сформувався озоновий екран. Сучасний газовий склад атмосфери підтримують зелені рослини в результаті дихання і фотосинтезу. При гнитті органічних речовин в атмосферу виділяється аміак і сірководень. Певні групи бактерій утилізують ці шкідливі для інших організмів гази і переводять їх в сполуки, які засвоюються рослинами.
Окислювально-відновні функції тісно пов’язані з газовою функцією. Перетворення речовини і енергії в живих організмах – це ланцюг окислювально-відновних реакцій: це процеси фотосинтезу, хемосинтезу, дихання. Утворення органічних речовин у автотрофів і їх розкладання в процесі дихання замикається на газообміні між організмами і навколишнім середовищем. Теж саме відноситься до обміну речовин у гетеротрофів.
Концентраційна функція живого полягає в здатності живих організмів накопичувати в своєму тілі різні хімічні елементи у вигляді органічних і неорганічних сполук. Наприклад, залізобактерії накопичують з довкілля залізо; форамініфери, кишковопорожнинні, молюски – Ca; радіолярії, хвощі – кремній; губки – йод. Вміст деяких елементів в тілах живих організмів у багато разів перевищує їх вміст в земній корі. У рослинах вуглецю міститься в 200 разів, а азоту в 30 разів більше ніж в земній корі. Живі організми забезпечують інтенсивну міграцію елементів (заліза, марганцю, сірки, фосфору та інших). В результаті діяльності живих організмів на Землі утворилися поклади органомінерального палива і грунту.
Кругообіг хімічних елементів в біосфері – це процеси перетворення і переміщення речовини в природі. За своєю природою це повторювані, взаємопов’язані фізико-хімічні та біологічні процеси.
Особливу роль в біосфері грають мікроорганізми. Не будь їх, кругообіг речовин і енергії не зміг би здійснюватися і поверхня планети була б покрита товстим шаром рослинних залишків і трупів тварин.
Лишайники, гриби і бактерії активно беруть участь в руйнуванні гірських порід. Їх роботу підтримують рослини, чиї кореневі системи проростають в дрібні тріщини. Завершують цей процес вода і вітер.
Кругообіг води. Особливе значення для існування біосфери має круговорот води. З поверхні океанів випаровується величезна маса води, яка частково переноситься вітрами у вигляді пари і випадає у вигляді опадів над сушею. Назад в океан вода повертається через річки і грунтові води. Однак найважливішим учасником циркуляції води є жива речовина.
У процесі життєдіяльності рослини поглинають з ґрунту і випаровують в атмосферу величезну кількість води. Так, ділянка поля, яка за сезон дає урожай масою в 2 т, споживає близько 200 т води. В екваторіальних районах земної кулі ліси, затримуючи і випаровуючи воду, значно пом’якшують клімат. Скорочення площі цих лісів може привести до зміни клімату і посух в прилеглих районах.
Кругообіг вуглецю. Вуглець входить до складу всіх органічних речовин, тому його кругообіг повністю залежить від життєдіяльності організмів. У процесі фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ (СО2) і включають вуглець до складу синтезованих органічних сполук. У процесі дихання тварини, рослини і мікроорганізми виділяють вуглекислий газ, і вуглець, що раніше входив до складу органічних речовин, знову повертається в атмосферу.
Вуглець, розчинений в морях і океанах у вигляді вугільної кислоти (Н2СО3) і її іонів, використовується організмами для формування скелета, що складається з карбонатів кальцію (губки, молюски, кишковопорожнинні). Причому щороку величезну кількість вуглецю осідає у вигляді карбонатів на дно океанів.
На суші близько 1% вуглецю вилучається з кругообігу, відкладаючись у вигляді торфу. В атмосферу вуглець надходить також в результаті господарської діяльності людини. В даний час щорічно викидається в повітря близько 5 млрд т вуглецю при спалюванні викопного палива (газ, нафта, вугілля) і 1-2 млрд т – при переробці деревини. Щороку кількість вуглецю в атмосфері збільшується приблизно на 3 млрд т, що може привести до порушення стійкого стану біосфери.
Величезна кількість вуглецю міститься в гірських осадових породах. Його повернення в кругообіг залежить від вулканічної діяльності і геохімічних процесів.
Спільна діяльність живих організмів протягом мільярдів років створювала, а в подальшому підтримувала певні умови, необхідні для існування життя, тобто забезпечувала гомеостаз біосфери. В. І. Вернадський писав: «На земній поверхні немає хімічної сили, більш постійно діючої, а тому й більш могутньої за своїми наслідками, ніж живі організми, взяті в цілому».
