Эволюция концентрационных функций биосферы

В совместных работах Бойченко, Саенко и Удельновой (1968, 1972, 1977) было также доказано, что вовлечение все большего числа металлов в качестве катализаторов в окислительно-востановительные реакции означало и эволюцию ряда концентрационных функций биосферы.

Она выражалась в увеличении числа концентрируемых металлов, в изменении количественных соотношений между ними, в переходе от «прямого поглощения» металлов к созданию соединений металлов с ферментами, в которых их концентрация в сотни и тысячи раз превышает среднее содержание в клетке. Само возникновение разнообразных концентрационных функций, по мнению авторов, связано со становлением автотрофного способа питания.

Собранный материал свидетельствовал, что основные этапы эволюции концентрационных функций биосферы связаны со сменой доминирующих групп автотрофов (Бойченко и др., 1968; Удельнова и др., 1979). Сопоставление данных об элементном составе различных групп растений с результатами исследований палеобиогеохимиков, геохимиков и геологов (Г. Бовен, Дж. Шопф, Дж. Ламсден, Страхов, Ронов и др.) показало, что наибольший расцвет автотрофов с повышенным содержанием того или иного элемента синхропен с образованием их мощных месторождений и увеличением содержания в осадочных породах. Так, наиболее крупные месторождения никеля, железа и кобальта относятся к периоду доминирования в биосфере синезеленых водорослей, которые содержат эти элементы в больших количествах (Быховер, 1963). В осадочных породах верхнего протерозоя и нижнего палеозоя зафиксировано высокое содержание ванадия, что, возможно, связано с доминирующим положением в биосфере зеленых и бурых водорослей (Перельман, 1961; Сауков, 1961).

Хотя исследования в этих направлениях только начинаются, уже ясно, что крупные изменения в биогеохимических функциях биосферы в значительной степени связаны с преобразованием состава металлов и их соединений в ферментативных системах фотосинтеза. Об этом свидетельствуют данные о химическом составе всех автотрофных организмов и данные о содержании металлов в фоссилизированных остатках древних организмов и биогенных пород. Показано, что в ходе прогрессивной эволюции биосферы возрастает участие организмов в миграции элементов и увеличивается число биогеохимических функций. Дальнейшее изучение взаимообусловленной эволюции биохимических и физиологических процессов организмов с осуществляемыми ими биогеохимическими функциями представляется нам чрезвычайно перспективным для познания закономерностей эволюции биосферы.