Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1441


 

Рис. 2.7. Изменение формы ягоды голубики (Vaccinium uliginosum) на территории месторождения урана в районе Черчиль, Манитоба (по X. Шаклетту, 1962):

1 — ягода нормальной формы; II — ягода необычной формы на территории месторождения

Можно предположить, что участки земной коры с высокой концентрацией рассеянных элементов играли определенную роль в видообразовании. В горных странах такие участки более распространены, чем на равнинах. Возможно, это в некоторой мере повлияло на усиленное видообразование в горных странах, что было установлено отечественным генетиком Н.И.Вавиловым.

Участки земной коры, различающиеся уровнями концентрации рассеянных элементов, достаточно устойчивы во времени, а находящиеся на них организмы адаптированы к данным условиям. Иная картина возникает при быстром увеличении содержания металлов в результате хозяйственной деятельности людей, к которому организмы не адаптированы. В такой ситуации при сравнительно небольших изменениях концентраций начинаются внут-рипопуляционные изменения; дальнейшее возрастание концентраций приводит к выпадению отдельных видов и уменьшению видового разнообразия. При очень высокой концентрации происходит гибель большей части организмов. С учетом сказанного изучение реакции организмов на возрастание концентрации тяжелых металлов и близкихим элементов с переменной валентностью, а также тщательный контроль за состоянием видового разнообразия организмов являются важной задачей как экологов, так и биогеохимиков.

 

2.4. Природные вариации концентраций

химических элементов в организмах

 

Геохимическая неоднородность земной коры континентов оказывает сильное влияние на состав растительности. Повышенное содержание какого-либо элемента сопровождается увеличением его концентрации прежде всего в фотосинтезирующих организмах, как исходном звене пищевых цепей. Здесь вновь проявляется качественное различие между главными и рассеянными элементами. Первые поступают в состав растений в таком большом количестве, что их увеличение всего в несколько раз влечет за собой глубокую перестройку организма, а возможно, и полное нарушение его функций. Концентрация микроэлементов столь незначительна, что ее увеличение даже в десятки раз может не иметь губительных последствий для растений, но определенные реакции организма должны проявиться.

Теоретический вывод о тесной связи состава растений и горных пород нашел важное практическое приложение. В растениях, роизрастающих над рудными залежами, содержится металлов больше, чем в обычных, безрудных местах. Эффект обогащения растений рассеянными металлами был положен в основу биогеохимического метода поиска руд. Официальное признание этого метода произошло в мае 1939 г., когда шведский геолог Н.Брун-дин получил патент на поиски руд, не выходящих на поверхность, посредством определения содержания металлов в растениях. В дальнейшем этот метод был усовершенствован совместными усилиями ученых нашей страны (А.П.Виноградов, Л.И.Грабов-ская, А. Л. Ковалевский, Д.П.Малюга, С.М.Ткалич и др.), США (X.Кэннон, X.Шаклетт и др.), Канады (Х.Уоррен, Р.Делаво), Великобритании (Дж.Уэбб), Финляндии (К. Ранкама, В.Мармо), Новой Зеландии (Р.Брукс), Австралии (О.Николлс и др.).

Применение биогеохимического метода способствовало открытию отдельных месторождений. В Британской Колумбии (Канада) путем анализа хвои и ветвей деревьев обнаружены молибденовое месторождение Эндако и медно-молибденовое Бетлехем. На юго-востоке США ряд небольших месторождений урана открыт в результате анализа золы астрагалов, ветвей деревьев и кустарников. Открытия были и в других странах, в том числе и на территории бывшего СССР.

В ходе многочисленных работ было установлено, что над скоплениями руд располагаются участки с аномально высоким содержанием металлов в растениях, так называемые биогеохимические аномалии. Они не повторяют точно контуры рудных тел, но сигнализируют об их нахождении.

Первоначальные представления о поглощении металлов сводились к тому, что растения захватывают растворимые соединения и отлагают их в местах наиболее сильного испарения, главным образом в листьях (Гольдшмидт В. М., 1938). Полученные впоследствии данные внесли в эти представления существенные коррективы.

Было обнаружено, что растения разных родов неодинаково поглощают рассеянные элементы, которые к тому же неравномерно распределяются по органам и тканям. Содержание микроэлементов в растениях очень динамично. Во-первых, их концентрация в ежегодно образующихся и отмирающих органах возрастает на протяжении вегетационного периода. В обычных условиях концентрация может меняться в несколько раз, а в условиях биохимической аномалии значительно больше. Во-вторых, сильное влияние оказывают дожди, активно смывающие и вымывающие органические соединения, содержащие рассеянные элементы, с поверхности листьев, хвои, молодых побегов. После сильного дождя концентрация микроэлементов в листьях может уменьшаться в несколько раз.

Каждая биохимическая аномалия может служить полигоном для изучения влияния разных концентраций рассеянных элементов на состояние растений. Аномалия позволяет проследить изменение концентраций от фоновых, обычных для данной местности, весьма высоких значений и сравнить морфологию и анатомию одних и тех же видов.

Участие микроэлементов в жизненно важных процессах не означает того, что вся масса поступивших в организм элементов дол-лена принимать участие в этих процессах. Некоторое их количество оказывается излишним.


Оцените книгу: 1 2 3 4 5