Современные представления о биогеохимии

Учебные материалы по биологии / Биогеохимия: история и современность / Современные представления о биогеохимии

Страница 1

Современная биологическая наука в значительной мере занята решением проблем взаимоотношения организмов и среды.

Общепризнанно, что организмы и среда совместно определяют весь ход эволюции организмов. С каждым годом понятие среды углублялось и усложнялось. В настоящее время ясно обозначились направления, по которым изучается воздействие разнообразных физических факторов, затем химических; далее биологических, в частности воздействие самого биоценоза на организм; и т.д. Наиболее изучены в этом направлении физические факторы - температура, влажность, свет и т.д., их влияние на организмы, особенно в свете представлений о зональности климата, почв, природных вод и т.д.

Факторы химические далеко еще не дифференцированы и, за некоторым исключением, до сих пор у многих исследователей входят в общее представление о физико-химической среде. Вместе с тем мы привыкли к тому, что например, различие морской и пресноводной флоры и фауны связано с различием химического состава этих природных вод. Хорошо известно также, что не только ботанический и зоологический состав организмов, населяющих дно моря и составляющих планктон морей или озер, различен, но и химический состав этих организмов правильно изменяется в зависимости от места обитания. Сотни лет известно, что почвы, развитые на песках, песчаниках, гранитах и т.п., часто неплодородны, несут болезни и т.д. Многочисленные наблюдения показывают, что границы распространения флоры или фауны совпадают с границами определенных геологических формаций. Одним словом, различные почвы несут различные на глаз фауну и флору. Достаточно вспомнить растительность на серпентинитах, дунитах, известняках или на разных склонах французской юры, границу леса и степи и т.д.

Разнообразному составу почвы соответствует различная растительность. С другой стороны, луговая растительность, например, в зависимости от ботанического состава имеет и различный химический состав.

Огромное число наблюдений в этом направлении позволило некоторым авторам поставить вопрос о географическом распространении организмов на физиологической или физико-химической основе. В результате были описаны многочисленные параллельные вариации видов (иногда подвиды и виды), образовавшиеся на специфическом субстрате, - виды и вариации maritima, sacallina, sarea, serpentinea, fluviatilis и т.п. и вместе с тем в науку вошло представление о существовании известковой, галофитной, серпенгиновой и т.п. флор. Специфичность и, в известной мере, глубина влияния неорганических соединений, ионов химических элементов, на организмы была установлена, в частности, в результате накопления за последние сто лет многочисленных данных по химическому составу организмов и их сопоставлению с составом вод, почв и пород, а также благодаря успехам экспериментальной биохимии /2, 61/.

По причине того, что основные виды производственной деятельности людей - сельское хозяйство и промышленность - осуществляются на суше, направленность практического использования биогеохимии также связана с изучением процессов, протекающих в пределах Мировой суши. До последних лет основное практическое применение биогеохимии было связано с деятельностью геологической службы, с так называемым биогеохимическим методом поисков месторождений полезных ископаемых. Сущность этого метода заключается в выявлении участков повышенных концентраций рудообразующих элементов в растениях, продуктах их отмирания и метаболизма. Участки повышенных концентраций металлов в растениях и верхнем горизонте почвы - биогеохимические аномалии - дают основание предполагать наличие на глубине залежей руд, не выходящих на поверхность. В этом случае биогеохимические аномалии могут рассматриваться как ореолы рассеяния рудных аккумуляций. Они образуются в результате вовлечения металлов в биологический круговорот и накопления их в растительности и почве. Применение биогеохимического метода поисков месторождений полезных ископаемых в труднопроходимых лесных районах или на территориях, перекрытых рыхлыми аллохтонными отложениями, облегчает обнаружение месторождений и способствует удешевлению комплекса геолого-поисковых работ.