Активность (энергия) живого вещества
В.И. Вернадский утверждал, что "на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом".
Внутренняя энергия (сила), производимая жизнью, проявляется в переносе химических элементов и в создании из них новых тел.
Геохимическая энергия жизни выражается в движении живых организмов путём размножения, идущего в биосфере непрерывно. В результате живое вещество растекается по всей земной поверхности, включая гидросферу и тропосферу. Возникает "всюдность" жизни. В.И. Вернадский вычислил время, необходимое разным организмам для захвата поверхности планеты.
холерной бактерии - 1,25 сут,
диатомеи (зелёного планктона) - 1,83 сут,
комара - 203 сут,
домашней мухи - 366 сут,
трески - 4 года,
клевера (цветковых растений) - 11 лет,
крысы и домашней свиньи - 8 лет,
слона - около 1000 лет.
Из сопоставления видно, что более мелкие организмы размножаются быстрее крупных; домашние животные размножаются быстрее диких.
Накопление энергии и передача её живым веществом при размножении приводит к её растеканию. Размножение организмов, как говорил В.И. Вернадский, создаёт "давление жизни", или "напор жизни". Напор жизни ограничивает возможности размножения организмов. Между организмами возникает борьба за площадь, за питание, т.е. в органическом мире идёт борьба за существование. Она, как известно, обусловливает естественный отбор, видообразование и, в целом, развитие органического мира Земли.
Борьба за существование имеет огромные географические следствия (последствия).
1. Распространение жизни на все доступные для неё участки
2. Жизнь многоярусна
3. Органическое и неорганическое тесно связано
4. Все вышедшие из живого процесса биогенные атомы попадают в неживую (косную) природу и играют решающую роль в её развитии.
В природе нет процессов, которые хотя бы в какой-то степени могли заменить биогенные.
Избирательный характер биогенной миграции
Процессы биогенной миграции имеют избирательный характер, то есть они создают органическую массу, отличающуюся по своему химическому составу от исходного химизма среды.
В результате биогенной миграции в организме накапливаются элементы с различными свойствами, например N, Са, S, К. Напротив, элементы, близкие в химическом отношении, например Na и К, совместно не накапливаются. Следовательно, хотя происходит химический процесс перегруппировки атомов, он протекает по особым, биологическим законам. Это биологический процесс.
В морских солях преобладает С1 и Na, а высушенное живое вещество рыб, состоит в основном из N и Р, которых в 2,8 млн. раз больше, чем в морской воде.
Масса живого вещества мала, но его энергетическое значение огромно. Живые массы образуют места сильнейшей миграции атомов в биосфере. Своеобразие биологического синтеза, создающего вещество иного состава, чем состав среды, окружающей организм, представляет собой устойчивое во времени явление.
Живые организмы накапливают вещество и концентрируют энергию, а не рассеивают. Собирая лучистую энергию Солнца, живое вещество передаёт её более глубоким слоям коры в виде химических соединений (угли, нефть, известняки, сланцы), которые могут отдавать накопленную энергию. Таким образом, большая часть материи земной коры находится в непрестанном движении, образуя обратимые направленные циклы.
Жизненные сообщества организмов
Биологическая миграция атомов осуществляется не отдельными организмами, а всей их совокупностью. Относительно устойчивые сообщества растений и животных и других организмов, населяющих более или менее однородные участки поверхности, называют биоценозами (греч. bios "жизнь", coinos "общий").
В биоценозах все его компоненты взаимосвязаны цепями питания (пищевыми цепями). В биоценозах доминируют растения (продуценты) - производители органического вещества; обязательно присутствуют растительноядные (консументы) и микроорганизмы (редуценты), разрушители органических остатков. Биоценозы очень сложны. В них много параллельных и переплетающихся цепей питания.
Растения в тесной взаимосвязи между собой и окружающей средой образуют растительные сообщества - фитоценозы (греч. фитон "растение"). Совокупность фитоценозов, характерную для отдельных её участков, называют растительностью.
Благодаря своей неподвижности растения образуют постоянную основу биоценоза. Животные, напротив, могут и не иметь постоянной связи с фитоценозом, совершая суточные и сезонные миграции. Поэтому сообщества, образуемые животными, - зооценозы (греч. зоон "жизнь"), принципиально отличны от растительных сообществ, да и их границы можно провести только условно, по границам фитоценозов.
Биоценозы стремятся к устойчивости, хотя полностью устойчивость никогда достигнута быть не может, поскольку организмы, взаимодействуя между собой и со средой, меняют условия существования. Поэтому резких границ биоценозы обычно не имеют. В своём распространении они подчиняются закону широтной зональности и высотной поясности. Есть участки земной поверхности, где биоценозы не наблюдаются (снег, лёд, молодые осыпи, лавовые покровы).
Биоценозы можно оценивать через биологическую продуктивность и биомассу. Биологическая продуктивность - скорость образования биомассы, её ежегодный прирост, зависит от соотношения количества образовавшегося и разложившегося за единицу времени живого вещества. Биомасса (общее количество живого вещества) выражается в весовых единицах (ц/га) и энергоёмкости (кал). Прирост биомассы свидетельствует о накоплении энергии в биоценозе.
Биоценоз (комплекс растений, животных и микроорганизмов) и биотоп (участок поверхности с более или менее однородными условиями среды) вместе образуют биогеоценоз. Биогеоценоз – это элементарная, наименьшая часть биосферы.