|
Преобладающую массу живого вещества образуют растительные организмы. Состав их разных групп неодинаков. Бактерии состоят в основном из белков, отчасти из жиров. В водорослях еще имеется заметное количество белков, но преобладают углеводы. В лишайниках еще меньше белков и появляется лигнин. В деревьях еще больше лигнина, а среди углеводов доминирует целлюлоза. В травах уменьшается количество лигнина и увеличивается содержание белков. Каждая из перечисленных групп органических веществ различается содержанием основных химических элементов. В целлюлозе углерода — около 44%, в лигнине — около 70%, в белках — 50—55%. В углеводах нет азота, а в белках его до 20%, а также некоторое количество фосфора, серы и других элементов.
Имеет заметные отличия состав животных. В целом можно отметить, что животные значительно сильнее, чем растения, концентрируют азот, фосфор, серу, хлор и кальций. Зато в растениях больше кремния, алюминия, марганца. Этим различия в химическом составе живых организмов не ограничиваются. Ученым удалось установить, что виды животных и растений отличаются не только по внешнему облику и по физиологическим особенностям, но и по химическому составу. Это объясняется приспособлением организмов к геохимическим условиям окружающей среды (современной или древней), а также непостоянством этих условий.
Крупные преобразования в мире животных, совершавшиеся в процессе эволюции, сопровождались изменением биологической роли отдельных химических элементов. Так, например, постоянное воздушное дыхание у животных установилось 400—350 млн. лет назад, когда появились наземные позвоночные. Как установил А. П. Виноградов, до этого господствовали организмы с гемоциановой кровью, в которых переносчиком кислорода была медь, а не железо, как в организмах с гемоглобиновой кровью. Скелеты, состоящие из аморфного кремнезема (Si02 • п Н20), появились у одноклеточных организмов и имеются у кишечнополостных (губок). Более высокоорганизованные животные не используют кремнезем для построения скелетов. Карбонаты кальция и отчасти магния для построения скелета также использовались очень древними видами животных — кораллами, губками, морскими ежами. Однако позже появляются организмы со скелетом, в составе которого основную роль играют не карбонаты, а фосфаты кальция. Этот вариант, способствующий фосфорному обмену, выдержал испытание временем.
Закономерные изменения в химическом составе происходили не только у животных, но и у растений. В эволюционном ряду наземных растений, по-видимому, увеличивалось содержание фосфора и серы в соответствии с развитием белков, куда входят эти элементы. Также постепенно возрастало содержание калия, которого больше всего в наиболее «молодых» растениях—покрытосемянных. Следовательно, биологический круговорот менялся с течением геологического времени. Количество химических элементов, вовлекаемых в биологическую миграцию, увеличивалось, а состав их становился более разнообразным.
Первый синтез органических веществ, происходивший несколько миллиардов лет назад в результате деятельности бактериальных форм жизни, вызвал биологический круговорот некоторых элементов. Количество их было относительно небольшое. На это указывает низкая зольность бактерий. В их составе преобладает калий, есть кальций и магний, очень мало фосфора, кремния, железа, натрия. Появление около 1 млрд. лет назад водорослей знаменовало существенное изменение биологического круговорота. Зольность водорослей в 3—4 раза больше, чем бактерий. Следовательно, количество вовлекаемых в биологическую миграцию химических элементов увеличилось. Это касается натрия, кальция, хлора, серы.
|