Атомы в живой клетке
Простым глазом можно видеть, что угли слагаются из остатков растений. Раковины ископаемых морских моллюсков образуют нередко пласты известняков. Но если мы рассмотрим известняки, мел, диатомит и многие другие так называемые осадочные породы под микроскопом, то увидим, что они часто сплошь состоят из остатков скелетов организмов микроскопической величины.
Одним словом, в геологии давно признана огромная роль населяющих земной шар организмов во всех процессах, которые происходят на поверхности Земли.
Живое вещество принимает большее или меньшее участие в таких геохимических процессах, как образование горных пород, концентрация или рассеяние отдельных химических элементов, осаждение веществ из воды, образование известняков из известковых скелетов организмов.
Но далеко не у всех морских организмов скелеты из извести. У некоторых, например, губок, скелеты из кремнезема.
Но еще более существенно то, что в процессе жизни все организмы Земли, растения и животные, извлекают, поглощают или поедают и снова выделяют огромные массы различных веществ и как бы пропускают эти вещества через себя.
Скорость этого процесса особенно велика у самых мельчайших организмов: бактерий, простейших водорослей и других низших организмов.
Это связано с огромной скоростью их размножения. Они делятся каждые пять-десять минут.
Но и продолжительность жизни их невелика.
Подсчет показывает, что в этом процессе деления клеток захватывается количество вещества, во много тысяч раз большее того, которое находится в каждый данный момент во всех организмах Земли, растениях и животных или, как говорят, во всем живом веществе планеты.
Напомним, что зеленые растения на свету выделяют из своих листьев кислород и поглощают углекислоту. Кислород воздуха, образовавшийся таким путем, идет на окисление растительных остатков, окисляет некоторые горные породы, поглощается животными при дыхании.
Углекислота в растениях превращается в углеводы, белки и другие соединения. Представьте себе на момент, что на поверхности Земли, в ее морях и океанах, на равнинах и в горах исчезли все организмы. Что бы произошло?
Кислород связался бы остатками органического вещества и исчез бы из атмосферы. Состав ее стал бы другой. Микроскопических морских организмов с известковым скелетом не стало бы — следовательно, не стали бы образовываться пласты известняка и мела, перестали бы вздыматься меловые горы. Лик Земли совершенно преобразился бы и стал иным.
Геохимическая деятельность организмов чрезвычайно разнообразна. Разные организмы могут участвовать в самых различных процессах.
Для того чтобы выяснить геохимическую роль организмов, прежде всего необходимо знать их химический состав. Свое тело
организмы строят целиком за счет веществ, извлекаемых тем или иным путем из окружающей их среды, — из воды, почвы и воздуха.
Очень давно было установлено, что главной составной частью всех организмов является вода — Н2О, в среднем около 80%, причем несколько больше в растениях и несколько меньше в животных.
Поэтому элемент кислород в организмах занимает по массе первое место.
Совершенно исключительную роль играет в строении тела организмов углерод.
Углерод образует многие тысячи разнообразных соединений с водородом, кислородом, азотом, серой, фосфором, из которых, в свою очередь, слагаются белки, жиры, углеводы, тела организмов.
Основным источником для этих углеродных соединений в живом веществе является углекислота. Далее, в организмах содержится значительное количество азота, фосфора, серы в виде сложных органических соединений.
Наконец, в организмах всегда находятся кальций — особенно в скелетах, — калий, железо и другие химические элементы.
Вначале полагали, что для всех организмов исключительное значение имеют десять-двенадцать элементов, находящихся в них в наибольших количествах.