Жива речовина планети
Однією з центральних ланок концепції біосфери є вчення про живу речовину. Досліджуючи процеси міграції атомів у біосфері, В. І. Вернадський підійшов до питання генези (походження, виникнення) хімічних елементів у земній корі, а після цього і до необхідності пояснити стійкість сполук, з яких складаються організми. Аналізуючи проблему міграції атомів, він дійшов висновку, що “ніде немає органічні сполуки, незалежні від живої речовини”. Пізніше він формулює поняття “живої речовини”: “Жива речовина біосфери є сукупність її живих організмів… Я називатиму сукупність організмів, зведених до їхньої ваги, хімічного складу та енергії, живою речовиною”. Головне призначення живої речовини та її невід'ємний атрибут – накопичення вільної енергії у біосфері. Звичайна геохімічна енергія живої речовини виробляється насамперед шляхом розмноження.
Наукові ідеї В. І. Вернадського про живу речовину, про космічність життя, про біосферу і перехід її в нову якість - ноосферу своїм корінням сягають в 19-початок 20 ст., Коли філософи і дослідники природи зробили перші спроби осмислити роль і завдання людини в спільній еволюції Землі. Саме їхніми зусиллями людина розпочала свій поступ до вершин природної еволюції живого, поступово займаючи екологічну нішу, відведену їй природою.
У 30-ті роки В. І. Вернадський із загальної маси живої речовини виділяє людство як його особливу частину. Таке відокремлення людини від усього живого стало можливим із трьох причин. По-перше, людство не виробником, а споживачем біогеохімічної енергії. Така теза вимагала перегляду геохімічних функцій живої речовини у біосфері. По-друге, маса людства, виходячи з даних демографії, не є постійноюкількістю живої речовини. І, по-третє, його геохімічні функції характеризуються не масою, а виробничою діяльністю. Характер засвоєння людством біогеохімічної енергії визначаються розумом людини. З одного боку, людина – це кульмінація несвідомої еволюції, “продукт” спонтанної діяльності природи, з другого – основоположник нового, розумно спрямованого етапу самої еволюції.
Які ж характерні особливості притаманні живої речовини?Насамперед це величезна вільна енергія. У процесі еволюції видів біогенна міграція атомів, тобто енергія живої речовини біосфери, збільшилася у багато разів і продовжує зростати, бо жива речовина переробляє енергію сонячних випромінювань, атомну енергію радіоактивного розпаду та космічну енергію розсіяних елементів, що надходять з нашої Галактики. Живій речовині властива також висока швидкість протікання хімічних реакцій у порівнянні з неживою речовиною, де схожі процеси йдуть у тисячі і мільйони разів повільніше. Наприклад, деякі гусениці на добу можуть переробити їжі в 200 разів більше, ніж важать самі, а одна синиця за день з'їдає стільки гусениць, скільки важить сама
Для живої речовини характерно те, що складові його хімічні сполуки, найголовнішими з яких є білки, є стійкими тільки в живих організмах. Після завершення процесу життєдіяльності вихідні живі органічні речовини розкладаються до складових хімічних частин. Жива речовина існує на планеті у формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому генетично, що знову утворилося, пов'язане з живою речовиною минулих епох. Це головна структурна одиниця біосфери, що визначає всі інші процеси земної кори. Для живої речовини характерною є наявність еволюційного процесу. Генетичнаінформація будь-якого організму зашифрована у кожній його клітині. В. І. Вернадський класифікував живу речовину наодноріднуінеоднорідну.Першу в її уявленні - це родова, видова речовина і т. п., а друга представлена закономірними сумішами живих речовин. Це ліс, болото, степ, тобто біоценоз. Характеризувати живу речовину вчений пропонував на основі таких кількісних показників, як хімічний склад, середня вага організмів та середня швидкість заселення ними поверхні земної кулі.
В. І. Вернадський наводить середні цифри швидкості «передачі життя біосфері». Час захоплення даним видом усієї поверхні нашої планети у різних організмів може бути виражений наступними цифрами (добу):
Бактерія холери 1,25
Інфузорія 10,6 (максимум)
Діатомові 16,8 (максимум)
Зелений 166-183 (середнє)
Риби 2159 (максимум)
Квіткові рослини 4076
Птахи (кури) 5600-6100
дика свиня 37600
слон індійський 376000
Життя на нашій планеті існує в неклітинній та клітинній формах.
Неклітинна формаживої речовини представлена вірусами, які позбавлені подразливості та власного синтезу білка. Найпростіші віруси складаються лише з білкової оболонки та молекули ДНК або РНК, що становить серцевину вірусу. Іноді віруси виділяють на особливе царство живої природи – Vira. Вони можуть розмножуватися лише всередині певних живих клітин. Віруси поширені в природі і є загрозою для всього живого. Поселяючись у клітинах живих організмів, вони викликають їхню смерть. Описано близько 500 вірусів, що вражають теплокровних хребетних, та близько 300 вірусів, що знищують вищі рослини. Більше половини хвороб людини зобов'язані своїм розвитком найдрібнішим вірусам (вони 100разів менше від бактерій). Це поліомієліт, віспа, грип, інфекційний гепатит, жовта лихоманка та ін.
Клітинні формижиття представлені прокаріотами та еукаріотами. До прокаріотів належать різні бактерії. Еукаріоти – це всі вищі тварини та рослини, а також одноклітинні та багатоклітинні водорості, гриби та найпростіші.