Современное состояние биосферы и экологическая политика

Большую роль в процессах извлечения фосфора из грунта играют гидробионты. С помощью корневой системы макрофиты способны изымать фосфор из слоев грунта, удаленных от его поверхности до метра и более (Константинов, 1979, с. 339–340). Как свидетельствуют результаты исследований ученых, способность водных растений к изъятию фосфора и других биогенных элементов может быть с успехом использована при создании экосистем, улучшающих питьевые качества воды.

Какая же доля минеральных элементов содержится в растениях, почве и воде? В табл. 5 приведены сравнительные данные по набору основных биогенных элементов.

Как видно из табл. 5, практически все живые организмы накапливают биогенных элементов намного больше, чем их имеется во внешней среде. Поэтому, высокоточная биологическая регуляция обмена веществ и энергии, а следовательно, и основных параметров окружающей среды является важнейшим свойством биосферы как динамической системы, поддерживающей на протяжении многих лет свое стационарное состояние.

Таблица 5

Среднее содержание минеральных биогенов в растениях, почве (г на 1 кг сухого вещества) и морской воде (г на 1 л) (по Лархер, 1978, с. 177)

Здесь становятся понятными отрицательные последствия, оказываемые человеком на биосферу. За счет неразумного вторжения в ее законы он способен нарушить ее уникальную саморегуляцию.

Глава 8 Биогенная миграция химических элементов и биогеохимические принципы

8.1. Природа биогенной миграции атомов в биосфере

По В. И. Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:

химической (биохимической) – I род геологической деятельности;

механической – II род такой деятельности.

Геологическая деятельность I рода – построение тела организмов и переваривание пищи, конечно, является более значительной.

Следует напомнить, что в зависимости от использования источников энергии все организмы делятся на три группы:

1) хемотрофы – главным образом бактерии, которые получают энергию за счет неорганической реакции (окисление железа, серы и др.);

2) фототрофы используют солнечный свет для фотосинтеза;

3) гетеротрофы окисляют имеющиеся органические соединения разной степени сложности (Проссер, 1977, с. 242).

Несомненно, что для каждой эпохи и ее периодов, начиная с архейской эры, у существующих тогда организмов преобладал тот или иной тип питания – фактора, осуществляющего потоки атомов от неживой природы к живой и обратно через выделение и гибель организмов.

Согласно современным представлениям, первичные организмы были в основном гетеротрофами, которые потребляли готовые органические соединения. После появились фототрофы и, наконец, те гетеротрофы, которые мы называем животными. Появление автотрофов обусловило накопления в атмосфере планеты кислорода, вследствие чего восстановительная атмосфера, после достижения точки Пастера (это когда концентрация О₂ в атмосфере достигла ¹/₁₀₀ части современной, примерно 1,5 млрд лет назад), стала окислительной. Как следствие, многие организмы приобрели аэробный тип обмена, что ускорило процесс видообразования. В этой связи, приведем третий биохимический принцип, сформулированный В. И. Вернадским:

«В течение всего геологического времени, с криптозоя, заселение планеты должно было быть максимально возможным для всего живого вещества, которое тогда существовало» (1940, с. 185; 1965, с. 283–286).

Можно полагать, что на каждом этапе эволюционного процесса существующие и вновь появившиеся тогда организмы стремились максимально использовать энергетические ресурсы за счет все возрастающего увеличения скорости обмена веществ в экосистемах. Об этом свидетельствуют данные В. А. Ковды, который на обширном фактическом материале показал, что зольность растений возрастает от представителей древних таксонов к более молодым (лидирую травы) (цит. по: Зимов и Чупрынин, 1991, с. 62–63).