ГлавнаяДо сих пор отсутствует геохимическая классификация продуктов биосферы и процессов биогенеза, хотя такая классификация крайне необходима как для научных, так и практических целей. Она должна охватывать первичное и вторичное биогенное вещество — продукты биогеохимической деятельности организмов и энергетических факторов обмена вещества в природе. Первичные продукты биогенеза образуются за счет автотрофных организмов (продуцентов) биосферы, способных фиксировать световую энергию и использовать в пищу простые неорганические вещества для создания сложных органических веществ, вторичные продукты биогенеза создаются в результате деятельности гетеротрофных организмов, которые разлагают, перестраивают и используют сложные вещества, синтезированные автотрофными организмами.
Основой для геохимической классификации продуктов биогенеза могут быть названные в свое время В.И. Вернадским главные компоненты биосферы: живое вещество; биогенное вещество (органические и органо-минеральные продукты); биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой природой.
Настанет время, когда геохимическая классификация биогенного вещества появится и будет служить важным свидетельством успеха органической геохимии. В настоящее время следует идти пока по пути исканий в этой области. В частности, нам представляется, что в качестве начального шага будет весьма плодотворным выделить среди продуктов биогенеза следующие биогеохимические группы: 1) продукты биомассы растительных и животных биоценозов различных экосистем; 2) органические соединения биосинтеза (углеводы, белки, липиды и другие биохимические продукты); 3) органогенные породы биолитов и 4) биокосные образования (почвы, минералы, газы и др.).
1. Продукты биоценозов. За миллиарды лет в результате эволюции растительные и животные биоценозы создали разнообразные живые организмы биосферы. Биоценозы исключительно многообразны как среди растительных, так и животных компонентов биосферы. Следовательно, весьма разнообразна и их биогеохимическая деятельность и участие в образовании биомассы. Через биоценозы совершается биогенный круговорот элементов в биосфере и накопление органического и органогенного вещества различного геохимического состава. Лучше всего изучены лесные и травяные, а также культурные биоценозы. Недостаточно изучен весьма богатый микробный мир биоценозов. Среди отдельных компонентов биоценозов главную роль играют автотрофные зеленые растения, дающие основную массу живого вещества и занимающие узловое положение во всей системе биоценозов. Элементарные функциональные единицы биоценоза представлены популяциями, связанными друг с другом видами и системами. Поэтому знание законов жизни популяций, их функционального единства, а также видов доминантов, образующих экологическую систему, является исходным звеном в изучении роли отдельных компонентов в образовании биомассы живого вещества и отдельных компонентов последнего.
Важнейшим направлением в изучении биоценозов является биогеоценологическое, основы которого заложены В.В. Докучаевым, В.И. Вернадским и В.Н. Сукачевым. В.Н. Сукачеву принадлежит определение биогеоценоза как совокупности на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), которая характеризуется спецификой взаимодействия этих слагающих ее компонентов и определенным типом обмена вещества и энергии между собой и другими явлениями природы. В биогеоценозе объединяются одновременно биоценоз и биотоп, которые выступают в нем в качестве элементарной биогеохимической единицы биосферы. Следовательно, биогеоценоз представляет собой составную часть всякого географического ландшафта и его сложную материальную структуру. Для изучения биомассы живого вещества необходимо знать популяционную структуру биоценозов, законы их самоорганизации и развития трофических (пищевых) связей и обменных процессов, от которых зависит первичная и вторичная биогеохимическая продуктивность биосферы. Отмершие остатки растительных и животных организмов через различные стадии преобразования — гниения, разложения, углефикацию и другие — образуют разнообразные органические продукты биосферы.
2. Органические продукты биосинтеза. К ним мы относим все сложные и многообразные по составу и способу образования органические продукты, выделяемые современной биохимией: белки, углеводы, липиды, пигменты, лигнин и их многочисленные производные. Понимание биохимических процессов образования продуктов биосинтеза очень важно для объяснения ряда биогеохимических явлений, в частности, связанных с преобразованием органического вещества в земной коре, его взаимодействием с литогенным и гидрогенным веществом и др. На биохимической основе можно приблизиться к биогеохимической (геохимической) классификации продуктов органического синтеза, что необходимо для глубокого понимания геохимии органического вещества и объяснения сложного состава органических компонентов биолитных пород.
В последнее время в биологии широко ведутся исследования в области изучения молекулярной природы живого вещества, синтеза биополимерных способов регулирования биосинтетических процессов, микробиологического синтеза; в области изучения клетки и основных компонентов живых существ, их организации, структуры и взаимодействия; строения белков, полисахаридов, ферментативного биокатализа и др. Значительные успехи достигнуты в области изучения биосинтеза хлорофилла.
Биогеохимия должна использовать современные достижения биологической науки для объяснения вопросов, представляющих для нее первостепенный интерес.
3. Органогенные породы — биолиты. Эта группа является наиболее представительной с точки зрения образования биогенных отложений седиментогенеза. Имеются в виду скопления угля, нефти, газов, битумов и различных органогенных пород, известных под названием биолитов (органитов). Биолиты классифицируют на каустобиолиты угольного и нефтяного ряда и акаустобиолиты — горные породы, образовавшиеся при участии организмов (известняки, кремнистые породы и др.). Многие минералы, не входящие в состав биолитов, своим происхождением также обязаны организмам или органическим соединениям (рис. 19—20).
4. Биокосные образования. К ним относятся почвы, минералы, атмосферные газы, природные воды. Состав их и природные особенности в большей или меньшей степени связаны с биогеохимической деятельностью организмов и геохимическими функциями биосферы (о чем говорилось выше).
