Детализация концепций В.И.Вернадского о роли живого вещества в биогеохимии биосферы

Остроумов, С.А.

Автор: Остроумов С.А.
Журнал: Биогеохимия техногенеза и современные проблемы геохимической экологии
Том: 1
Год издания: 2015
Первая страница: 30
Последняя страница: 32
DOI: 10.13140/RG.2.1.3997.7048
Аннотация: УДК 574.6:574.635:602.7:626.80. С.А.Остроумов. Детализация концепций В.И.Вернадского о роли живого вещества в биогеохимии биосферы. DOI 10.13140/RG.2.1.3997.7048; S.A.Ostroumov. Development of the V.I.Vernadsky’s concept on the role of living matter in biogeochemistry of the biosphere. МГУ им. М.В.Ломоносова, биологический факультет, Москва 119991, Российская Федерация. 9-495- 939- 22-60; ar55 [at] yandex.ru; Аннотация. В работе сделан новый анализ недавно полученных фактов о взаимодействии химических элементов с живым веществом. Этот анализ охватывает последние эксперименты, проведенные автором, в которых получены новые данные о сорбции химических элементов (тяжелых металлов и некоторых других элементов) биомассой и мортмассой водных растений, а также биологически детритом. В результате веденной работы сделан вывод, что необходимо модернизировать концепцию биогенной миграции атомов химических элементов. Эта концепция была изначально предложена В.И.Вернадским в указанной выше форме. Модернизированная формулировка этой концепции такова: биогенная миграция и иммобилизация химических элементов. Abstract. In the paper, a new analysis of recent facts on interactions of chemical elements with living matter was made. This analysis included the recent experiments conducted by the author. The new data on sorption of chemical elements (heavy metals and some others) on biomass and mortmass of aquatic plants, as well as biological detritus, were obtained and analyzed. As a result, the conclusion was made that it is necessary to modernize the concept of biogenic migration of atoms of chemical elements. This concept was originally proposed by V.I.Vernadsky. The modernized version of this concept is as following: biogenic migration and immobilization of chemical elements. Для изучения биогеохимии микроэлементов имеет немалое значение концепция В.И.Вернадского о биогенной миграции атомов. Характерные особенности этой концепции: 1) акцент на движении, перемещении, мобильности атомов – «вихрь жизни»; 2) роль биологического фактора – активная роль именно живого вещества, живых организмов. Пример публикации, где В.И.Вернадский писал о своей концепции – книга «Биосфера». В книге «Биосфера» можно найти примеры его высказываний, которые характеризуют эту концепцию (цитирование по изданию 2001 года, указаны номера соответствующих разделов книги): «Жизнь захватывает значительную часть атомов составляющей земную поверхность материи. Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении» (раздел19, с.34). «…проявление…энергии жизни в биосфере. Эта энергия проявляется в работе, производимой жизнью, - в переносе химических элементов…» (раздел 25, стр.40). «Организмы, … - все эти разнородные, неисчислимые механизмы улавливают атомы в изменяющейся среде, удерживают их в жизненных вихрях, переводя их из одного в другой» (раздел 62, стр.74). [… геохимической истории фосфора, кальция, магния…] «… явления вызывают биогенную миграцию… атомов…» (раздел149, с.146). Эти примеры суммированы в сжатом виде в таблице. Таблица 1. Формулировка В.И.Вернадским концепции биогенной миграции атомов в книге «Биосфера». (ориг.) Использованные В.И.Вернадским выражения, формулировки Номер раздела книги Биосфера Страницы по изданию 2001 г. Организмы улавливают атомы, удерживают их в жизненных вихрях 62 74 Жизнь захватывает атомы, под ее влиянием эти атомы – в непрерывном интенсивном движении 19 34 Энергия жизни проявляется в работе, производимой жизнью, – в переносе химических элементов 25 40 Биогенная миграция атомов 149 146 Новые факты, полученные в наших работах [2-8], а также другими авторами, включают в себя новые данные о следующем: (1) иммобилизация металлов биогенным материалом нескольких типов; (2) иммобилизация нескольких металлов на биогенном материале одного типа. А именно, выявлена иммобилизация металлов биогенным материалом следующих типов: (1) Биомасса; (2) мортмасса и детрит строго определенного (детерминированного) состава (источник – организмы одного конкретного биологического вида); (3) детрит смешанного состава (источник – организмы нескольких биологических видов). Примеры некоторых новых данных приведены в других публикациях автора [2-8]. В них были выявлены новые факты об иммобилизации ряда металлов (в том числе меди, кобальта и других тяжелых металлов) биомассой водных организмов и биогенным детритом, который образуется в водной среде. Отметим также, что есть и обширные сведения в мировой научной литературе об иммобилизации ряда тяжелых металлов биогенным материалом, в том числе биомассой водорослей. Например, новые факты о сорбции тяжелых металлов (свинца) биомассой приведены в работе Mata et al., 2008 [10]. Результаты наших опытов согласуются с полученными многими авторами данными о выявлении биосорбции меди биомассой других видов организмов (так, факты о сорбции меди биомассой бурых водорослей приведены в работе Romera et al., 2007 [9]). Новые факты помогают сформулировать следующие научные положения: (1) существенную роль имеет именно иммобилизация (что отличается от миграции; явления иммобилизации дополняют миграцию элементов, о которой неоднократно писал Вернадский); (2) существенную роль играет и живое, и мертвое вещество. (3) имеет место дифференциальная иммобилизация. Необходимо прокомментировать третье из сформулированных нами выше положений. О существовании дифференциальной иммобилизации свидетельствуют наши опыты, показавшие принципиальное отличие в поведении разных металлов, а также в поведении живой и мертвой биомассы. Сказанное выше ведет к некоторым выводам, полезным для теории и практики. В теоретическом плане существенно, что из этих фактов следует, что концепция В.И.Вернадского о биогенной миграции атомов нуждается в дополнении. Наш вариант этой концепции таков. Автор предлагает изменить формулировку В.И.Вернадского. В его публикациях было выражение «биогенная миграция атомов». Автор дополняет эту формулировку следующим образом: «биогенная миграция и иммобилизация химических элементов». Дополнительная аргументация изложена в публикациях [11-13]. Вывод, полезный для практики, состоит в том, что результаты представленного анализа работа вносят вклад в более полное понимание роли живого вещества и биогенного материала в функционировании детоксицирующей системы биосферы, - системы, которая способствует обезвреживанию и снижению токсических эффектов химических загрязняющих веществ, включая тяжелые металлы. Благодарность. Автор благодарит профессора В.В. Ермакова и сотрудников Института геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН за обсуждение затронутых в статье вопросов, многих коллег (МГУ, Институт геохимии и аналитической химии РАН, Институт океанологии РАН, университет штата Массачусетс) за участие в анализе элементного состава образцов биогенного материала. Литература 1. Остроумов С.А. Новые экспериментальные данные о взаимодействии химических элементов с образцами биогенного материала (доклад и публикация в трудах этой школы); 2. Вернадский В.И. Биосфера М.: Издательский дом Ноосфера, 2001, 244 с. 3. Остроумов С.А. Химико-биотические взаимодействия и новое в учении о биосфере В.И.Вернадского. Москва, МАКС-пресс. 2009, 52 с. 4. Тропин И.В., Шестакова Т.В., Остроумов С.А. Термофильные водоросли: взаимодействие с металлами как фактор воздействия на геохимическую среду // Black Sea Scientific Journal of Academic Research, 2015, том 20, № 2, с. 27-30. 5. Пухов В.В., Лубкова Т.Н., Шестакова Т.В., Тропин И.В., Котелевцев С.В., Остроумов С.А. Биосорбция металлов эукариотными микроорганизмами – анализ методом ICP-MS // Black Sea Scientific Journal of Academic Research, 2015. том 21, № 3, с. 10-15. 6. Ostroumov S.A., Kolesov G.M. The Aquatic Macrophyte Ceratophyllum demersum Immobilizes Au Nanoparticles after Their Addition to Water // Doklady Biological Sciences, 2010, том 431, с. 124-127. 7. Ostroumov S.A., Kolesov G.M. The role of biodetritus in accumulation of elements in aquatic ecosystems // Contemporary Problems of Ecology, 2010, том 3, № 4, с. 369-373. 8. Остроумов С.А., Котелевцев С.В., Джонсон Моника, Тайсон Дж, Шин Б. Экспериментальные исследования: биогенное вещество, экотоксиканты и наночастицы. МАКС Пресс Москва, 28 с. 9. Romera E., González F., Ballester A., Blázquez M.L., Muñoz J.A. Comparative study of biosorption of heavy metals using different types of algae. // Bioresour. Technol., 2007, 98, pp. 3344–3353. 10. Mata, Y.N., Blázquez, M.L., Ballester, A., González, F., Muñoz, J.A. Characterization of the biosorption of cadmium, lead and copper with the brown alga Fucus vesiculosus. // J. Hazard. Mater., 2008, 158, pp. 316–323. 11. Остроумов С.А. Фундаментальные вопросы экологии обезвреживания токсичных элементов в биосфере и совершенствование экологического мониторинга. Часть 1 // Экология и промышленность России. 2011, № 11, с.24-27. 12. Остроумов С.А. Фундаментальные вопросы экологии обезвреживания токсичных элементов в биосфере и улучшения экологического мониторинга. Часть 2 // Экология и промышленность России, 2011, № 12, с. 45-49. 13. Остроумов С.А. Обезвреживание токсичных элементов в биосфере и совершенствование экологического мониторинга // Экология промышленного производства, 2012, № 1, с. 26-32.
Добавил в систему: Остроумов Сергей Андреевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ЦЭМИ РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ЦЭМИ РАН

Детализация концепций В.И.Вернадского о роли живого вещества в биогеохимии биосферыстатья

Прикрепленные файлы