Энергия живого вещества
(В.И. Вернадский)
Благодаря космическим излучениям, в первую очередь – Солнечному излучению, живое вещество (биомасса) биосферы становится активным. Живое вещество собирает и распределяет в биосфере полученную в форме излучения энергию, превращая её в конце концов в свободную энергию в земной среде, способную производить работу. Поэтому биосфера является живой системой, энергетика которой обеспечивается космическими по своему происхождению излучениями. Все организмы, затрачивающие на свою жизнедеятельность энергию, черпаемую из биосферы, являются таким образом, «детьми Солнца», потому что именно солнечная энергия является источником энергии для первичного фотосинтеза биомассы
Благодаря Солнечному излучению, в биосфере возникает мощный поток вещества, передаваемого от одного живого организма к другому. Биомассу экосистемы составляют сообщества различных биологических видов. Каждый живой организм, может быть отнесен к «продуцентам» или «консументам», или «редуцентам» в зависимости от занимаемого им места в этом потоке вещества и выполняемой роли.
Продуценты, которыми являются все зеленые растения – поглощают из воздуха, воды и почвы простые минеральные вещества (углекислый газ, воду, нитраты и фосфаты калия и кальция и т.д.) и преобразуют их, с использованием Солнечной энергии, в сложные органические вещества (белки, жиры, углеводы и т.д.) в процессах фотосинтеза.
Консументы или потребители, которыми являются все животные, в том числе и человек – поглощают сложное органическое вещество, синтезированное продуцентами и получают химическую энергию, необходимую для своей жизнедеятельности за счет окисления этих веществ кислородом в процессах дыхания.
Редуценты, которыми являются многие виды микроорганизмов – поглощают сложное органическое вещество, остающееся после гибели продуцентов и консументов или представляющее отходы их жизнедеятельности, а затем в процессах гниения, разложения, аммонификации, нитрофикации и т.д., преобразуют его в простые минеральные вещества, пригодные для питания продуцентов. Так замыкается круговорот вещества в природной среде.
Благодаря запущенному Солнцем потоку вещества, живое вещество мобилизует химические соединения планеты, вовлекает их в замкнутые круговороты. С течением времени живое вещество становится мощным фактором, преобразующим нашу планету сильнее, чем все известные геологические процессы. В результате своей жизнедеятельности, организмы, когда-либо жившие или ныне живущие на Земле создали кислородную атмосферу, сформировали почвенный покров и охладили поверхность планеты, выведя остаточный углекислый газ из атмосферы и захоронив его в карбонатных донных отложениях и залежах углеводородов.
Но и здесь, мы видим пределы живого вещества. Организмы – продуценты (т. е. растения) улавливают не более 1 % Солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. В процессе фотосинтеза, за счет создания нового органического вещества возрастает биомасса продуцентов – этот прирост называется чистой первичной фотосинтетической продукцией. В этой биомассе заложено не более половины поглощенной продуцентами энергии, остальная энергия расходуется ими самими на поддержание собственной жизнедеятельности. Таким образом, в чистой первичной продукции биомассы запасается не более 0,5% падающей на Землю Солнечной энергии. Но, несмотря на такую небольшую долю используемой энергии Солнца, живое вещество на Земле не продолжает свой бесконтрольный рост и размножение. Сформировав нынешний химический состав поверхности планеты и современный климат, биосфера вошла в состояние равновесия. Процессы синтеза биомассы уравновешивались процессами её распада на протяжении всех геологических периодов последних 320 млн. лет, вполне в согласии с открытым В.И. Вернадским законом о неизменности количества биомассы в биосфере. В.И. Вернадский подсчитал, что в каждый момент в биосфере существует от 1017 до 1018 килограммов живого вещества, которое одновременно и разрушается и создаётся заново, то есть, находится в динамическом равновесии.
