Средний химический состав живого вещества.

      Комментарии к записи Средний химический состав живого вещества. отключены

Средний химический состав живого вещества.

Живые организмы складываются из элементов, образующих газообразные (воздушные мигранты) и растворимые (водные мигранты) соединения. Между составом земной коры и живым веществом нет прямой зависимости. Более 98% живого составляют воздушные мигранты — кислород, углерод, водород, азот, с содержанием кислорода до 70%. Большинство кислорода (более чем50%) связана с водородом и образует воду.

Вода образовывает в травах более 85%, больших млекопитающих- более чем 60%, лишь споры и семена ее содержат не более 15%. Меньшинство водорода и кислорода входит в состав белков, жиров, углеводов и других органических соединений.

Из водных мигрантов преобладают самые подвижные элементы в следующих соотношениях: кальция больше, чем железа и алюминия, калия больше, чем кремния (в земной коре напротив). В живом веществе, в целом, мало ядовитых элементов — урана, ртути, селена, не смотря на то, что они и образуют растворимые соединения. Низки так же содержания циркония, титана, тантала и других малоподвижных элементов.

Кларки концентрации элементов в живом веществе именуются биофильностью элементов. Громаднейшей биофильностью владеет С — 7,8 * 104, менее биофильны азот — 160, Н- 70.

Близки по биофильности анионогенные элементы 0 — 1,5, Cl — 1,1. S- 1, P — 0,75, B — 0,83, Br -0,71. Наименее биофильны  Fe — 0,002, Al — 0,0006.

Такое соотношение биофильности главных элементов показывает, что состав живого вещества ближе коррелируется с составом гидросферы и атмосферы, чем литосферы.

Отмечено, что своеобразие геологического строения и климата определяют своеобразие состава живого вещества конкретных ландшафтов, их отличие от среднего состава живого вещества Почвы. К примеру, живое вещество солончаков обогащено натрием, хлором, серой, в растениях степей — большое количество кальция и мало алюминия, железа, растения мокрых тропиков бедны кальцием и богаты алюминием. Средний состав живого вещества ландшафта есть серьёзным систематическим показателем ландшафтов.

Характерным химическим составом владеют как отдельные виды растений и животных, так и отдельные организмы Элементарный состав есть серьёзным систематическим показателем. Так, углерод образовывает в ряске малой — 2,5% , в кладонии — 21,8%, в белой мыши — 12,5%, в бабочке-капустнице- 20,5%. Клевер содержит 0,01% натрия, солянки — 1,5-2,0% (данные в % от живой массы).

Зола злаков богата окисью кремния, зола бобовых — кальцием, зола подсолнечника и картофеля — калием.

Следовательно, живое вещество, в особенности растительный покров есть биогеохимическим барьером, на котором концентрируются воздушные мигранты — углерод, кислород, водород, азот, йод, а вдруг вычислять накопление на золу, то на биогеохимическом барьере накапливается фосфор, сера, хлор, хром, барий, а в отдельных ландшафтах кальций, магний, натрии, цинк, медь, другие элементы и молибден.

Оставаясь ответственным диагностическим показателем вида, состав разных органов растений возможно неодинаков. К примеру, отмечено повышенное содержание  металлов в тонких ветвях и листьях деревьев, меньше их в коре и корнях, минимальное содержание фиксируется в древесине. Состав организмов  изменяется в зависимости от сезона. Так, содержание кобальта, никеля, меди в страницах деревьев от весны к осени возрастает в несколько раз.

Содержание фосфора и калия в золе трав значительно уменьшается от весны к осени. В целом сезонная изменчивость самый проявляется в молодых органах и меньше — в ветхих. Эти закономернсти в содержании элементов в растениях направляться учитывать, сопоставляя эти химического опробования.

Но накопление химических элементов в организмах конечно, для него существует физиологический барьер поглощения. Он разен для различных растений и для различных химических элементов. В случае если для радия он высок, и содержание этого элемента в растениях растет с повышением его концентрации в земле, то для урана предел низок, организмы скоро насыщаются и перестают поглощать его из земли.

Растения, прекращающие поглощать избыточный элемент из земли при росте его содержания в земле, именуются барьерными. Их продуктивность, достигнув максимума при самоё благоприятном количестве элемента, при его избытке не изменяется. Безбарьерные растения реагируют на избыточное количество элемента в земле сперва ростом продуктивности, а после этого ее гибелью и сокращением.

Часто высокое содержание элемента в среде ведет к разным трансформациям в морфологии и физиологии организмов и со временем закрепляются наследственностью, так появляется расы, новые и вариететы виды организмов: цинковая, литиевая, серпентинитовая, селеновая и другие флоры, распространенные в территориях развития соответствующих пород (естественный отбор на химической базе).

Так, состав некоторых организмов разрешает делать заключение о путях происхождения и районе вида его миграции. К примеру, виды растений, обогащенные хлористым натрием появились в бессточных областях, на морских побережьях, с высоким содержанием алюминия — на латеритной коре выветривания.

Биогеохимические параметры отдельных организмов.

А.Л. Ковалевский внес предложение последовательность параметров, разрешающих распознать тесноту химической связи среды и организма. Главными параметрами являются ОСВР и ОСОР.

ОСВР — относительное содержание химических элементов в видах, растущих в сопоставимых условиях (в одном элементарном ландшафте) характеризует отношение содержания элемента в изучаемом виде растения к его содержанию в эталонном. Выбрав эталонное растение, для каждого элементарного ландшафта возможно выяснить растения концентраторы и деконцентраторы химических элементов. Рубежным вычисляют значение ОСВР равное 2,5.

При громадных значениях растение есть концетратором (интенсивным при ОСВР — более 25, умеренным — при 4,0-25, не сильный 2.5 -4,0), при меньших — деконцентратором (интенсивным при ОСВР — меньше 0,004, умеренным — при 0,25-0,04, и не сильный 0,4-0,25).

Параметр ОСОР — это отношение содержания элементов в органах растений (содержание элемента в исследуемом органе к содержанию в эталонном). Значения ОСОР смогут изменяться на два порядка, к примеру ОСОР селена в астрагалах (надземные органы: корни) достигает 30-50, ОСОР молибдена в хвойных деревьях (хвоя: древесина) -3-0,03.

Дефицитные и избыточные элементы. Дефицитными элементами вычисляют элементы, добавление подвижных форм которых увеличивает продукцию живого вещества. Валовое содержание этих элементов возможно достаточным (кислород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, медь), но форма нахождения в землях негативна для усваивания растениями, что ведет к минеральному голоданию. Перевод этих элементов в дешёвую форму разрешает ликвидировать это голодание.

Избыточными считаются такие элементы, удаление которых увеличивает продукцию (хлор, сера, натрий, медь, никель, железо, фтор).

Характеристики интенсивности процессов биологического поглощения.

Для характеристики интенсивности биологического поглощения элементов принято применять коэффициент биологического поглощения Ах

Ах = Лх/Нх,

где Лх содержание элемента Х в золе растений, Нх — содержание элемента Х в горной породе либо  земле, кларк литосферы (последнее употребляется чаще).

При Ах больше 1 — элементы накапливаются в растениях (элементы биологического накопления), при Ах меньше 1 — лишь захватываются (элементы биологического захвата).

При Ах равном 100n-10n — это элементы энергичного накопления, к ним относятся P, S, Cl, Br, I.  Элементы с Ах равным 10n — n относятся к элементам с сильным накоплением.  Это -Ca, Na, K, Mg, Sr, Zn, B,Se. Такие элементы как  Mn, F, Ba, Ni, Cu, Co, Pb, Sn, As, Mo, Hg, Ag, Ra относятся к группе элементов средней интенсивности захвата (Ах равняется n-0,1n), а элементы Si, Al,Fe,Ti,Zr, Rb, V, Cr, Li, Nb, Nh, Sc, Be, Cs, Ta, U, W, Sb, Cd — не сильный и весьма не сильный захвата (Ах —  0,0n- 0,00n).

В практике ландшафтно-химических изучений применяют кроме этого коэффициенты, предложенные А.Л. Ковалевским — РВК и РГК

РВК — растительно- водный корневой коэффициент — отношение содержания химического элемента в золе растений к его содержанию в водном растворе. Его значение колеблется от 102 до 105.

РГК — растительно-газовый некорневой коэффициент, равный отношению содержания химического элемента в золе к его содержанию в атмосфере (почвенном либо приземном). Его величина колеблется от 104 до 107.

Значения этих коэффициентов свидетельствуют, что самый интенсивно элементы поглощаются из газовой фазы, не сильный из раствора, еще не сильный — из жёсткой фазы. Главным же источником главных элементов для растений есть жёсткая фаза земель. Лишь для самые растворимых соединений (Cl, SO42-) основным источником помогают воды, а для некоторых  газообразных соединений  (CO2 , NH3) — воздушное пространство.

Химический состав клетки


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: