2. Жива речовина (біогенна форма).

Біогенна форма знаходження хімічних елементів – це елементи, які містяться у рослинних та тваринних організмах. Вернадський відніс до живої речовини біосфери сукупність всіх її живих організмів та довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, що формують обличчя Землі. За останніми оцінками, жива речовина складає 18×10¹¹ тонн.

Розвиток та існування живих організмів на Землі обмежуються, по А.В. Лапо (1987) п’ятьма параметрами:

1) кількістю кисню та вуглекислого газу;

2) наявністю води у рідкій фазі;

3) термічним режимом;

5) наявністю елементів мінерального харчування;

6) солоністю води.

В атмосфері життя вмявлено не тільки у межах тропосфери, але й у стратосфері (деякі мікроорганізми були виявлені на висоті близько 85 км над поверхнею Землі). Але активне життя більшості організмів проходить в атмосфері на висоті до 13 км, де існують птахи і комахи. Нижня границя життя сягає глибин літосфери (були виявлені бактерії, що живуть на глибині близько 3км).

Основними формами існування живої речовини є:

1. Віруси. Жива речовина може існувати у клітиній та безклітиній формах. До безклітинної форми живої речовини відносяться віруси. Вони є паразитами рослин, тварин і навіть бактерій, є збудниками багатьох хвороб. Складаються із білка та нуклеїнової ктслоти (ДНК чи РНК). Дуже стійкі до змін зовнішніх умов.

Незважаючи на те, що віруси викликають дуже важкі захворювання, вони також мають позитивне значення у природі, оскільки сприяють вимиранню більш хворих слабких особин, і таким чином за їх допомогою відбувається природний добір.

2. Бактерії. Серед бактерій виділяють доядерні бактерії – прокаріоти та ядерні бактерії – еукаріоти. Більшість бактерій є прокаріотами. До них відносяться і цианобактерії, або синьо-зелені водорості. Цианобактерії – дуже неприхотливі організми. Вони поселяються на вулканічних туфах вже через три роки після виверження вулканів; першими появляються після ядерних вибухів; можуть існувати при температурі до +140⁰С та при мінусових температурах – на снігу Антарктиди.

У природних умовах бактерії часто сприяють переходу ряду хімічних елементів із мінеральної форми у водні розчини, неорганічної речовини в органічну речовину, а також розкладу органічної (мертвої) речовини і її переходу у неорганічну речовину.

Серед бактерій виділяють також такі, які пристосовуються до високих концентрацій хімічних елементів. Тому часто такі бактерії використовують у пошуках залежей корисних копалин.

3. Рослини. Відіграють особливу роль у біосфері. Їх кількість перевищує кількість зоомаси приблизьно у 1000 разів. Тому рослини визначають біологічний кругообіг хімічних елементів.

Особливе значення має здатність рослин до фотосинтезу. Щорічно у процесі фотосинтезу засвоюється рослинами біля 200 млрд т вуглекислого газу та виділяється 145-320 млрд т кисню. Тільки за 9 млрд років “через рослини” перекачується маса води, яка дорівнює масі всієї гідросфери, а за 6-7 років – весь вуглекислий газ атмосфери. За 4500 років за рахунок фотостнтезу може поновитися весь кисень атмосфери.

Як зазначалося раніше,у рослинах крім вуглецю, кисню та водню містяться всі хімічні елементи земної кори. Виділяють три основних фактори, що визначають концентрацію хімічних елементів у рослинах:

1) вид рослини;

2) геохімічні умови існування (наприклад нестача або надлишок хімічних елементів у грунті);

3) особливості зв’язку між елементами (так надлишок або нестача у рослині одного елементу може призвести до зміни концентрацій у рослині інших елементів, тоді як їх вміст у грунті залишається незмінним).

Хімічні елементи, що потрапляють до рослини, переходять у біогенну форму знаходження. Вона є дуже складною і складається так би мовити із багатьох інших форм, які об’єднуються одним живим організмом в єдине ціле.

Основу біогенної форми складають атоми, які утворюють різні органічні сполуки. Частина атомів знаходиться у рослинах у вигляді розчинів, а частина – у мінеральній формі.

Надходження у рослини підвищених концентрацій хімічних елементів, як вже зазначалося раніше, часто призводить до фізіологічних та морфологічних змін. Ці зміни можуть бути настільки характерними, що можуть служити індикаторами забруднення навколишнього середовища.

Після відмирання рослин хімічні елементи, що входять до їх складу повертаються до грунту.

4. Гриби. Не можуть самостійно синтезувати органічну речовину, тому їх біосферною функцією можна вважати розклад відмерлої органічної речовини. Серед грибів також є концентратори (наприклад, у маслятах, піберезовиках, лисичках завжди міститься підвищена кількість цинку).

У зонах техногенного забруднення у грибах спостерігається підвищена концентрація ряду важких металів. З цим явищем пов’язують отруєння людей їстивними грибами.

Гриби відрізняються стійкістю до несприятливих умов середовища. Так, вони були виявлені в Антарктиді, їх спори були знайдені на глибинах більше 300 м та у верхніх шарах атмосфери.

5. Тварини. Хоча тварин міститься набагато менше, ніж рослин, вони також відіграють велику роль у міграції хімічних елементів.

Особливе значення у процесах вибірної концентрації хімчних елементів мають найпростіші організми, які концентрують їх у наружному скелеті. Так, скелет форамініфер складається із карбонату кальція, більшості радіолярій – із оксиду кремнія тощо. За рахунок скелета найпростіших організмів формувалися товщі вапняків та інших сполук.

Завдяки тому, що тваринні організми володіють рухливістю, вони переносять хімічні елементи на великі відстані. Крім того, тварини твкож транспортують редуктивну речовину рослин. 87% квіткових рослин запилюється тваринами. Багатоклітині організми у процесі життєдіяльності формують середовище свого існування. Відбувається це завдяки поглинанню певних елементів, виділенню їх із продуктами метаболізму та наступному відложенню їх на певних ділянках біосфери. Так, осадові утворення Ca Co₃, SiO₂, P₂O₅ пов’язані із скелетами та оболонками морських тварин.

Всі хімічні елементи, які містять тварини, відносяться до біогенної форми. В основному вони утворюють різні органічні сполуки, розчини та мінерали.

6. Людина. Найбільш сильно впливає на навколишнє середовище. Людина знищує одні живі організми та штучно виводить інші, змінює середовище існування організмів. У наш час антропогенне навантаження на навколишнє середовище постійно зростає.