БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ
области
на поверхности Земли, различающиеся по содержанию (в их почвах, водах и
т. п.) хим. элементов (или соединений), с к-рыми связаны определённые биол.
реакции со стороны местной флоры и фауны. Состав почв влияет на подбор,
распределение растений и на их изменчивость под влиянием тех или иных хим.
соединений или хим. элементов, находящихся в почвах. Границы распространения
определённой флоры или фауны в пределах одной почвенной зоны нередко совпадают
с областью развития известных горных пород или геол. формаций. Хорошо известна
специфич. растительность, распространённая на серпентинитах, известняках,
в бессточных засоленных областях, на песках и т. п. Резкая недостаточность
или избыточность содержания к.-л. хим. элемента в среде вызывает в пределах
данной Б. п. биогеохимические эндемиизаболевания растений, животных и человека.
Напр., при недостаточности иода в пище - простой зоб у животных и людей,
при избыточности селена в почвах -появление ядовитой селеновой флоры и
мн. др. эндемии.
По генезису выделяются 2 типа Б. п.: 1)
Б. п., приуроченные к определ. почвенным зонам в виде отд. пятен или областей
и определяемые недостаточностью того или иного хим. элемента в среде. Напр.,
для зон подзолистых и дерново-подзолистых почв Сев. полушария, простирающихся
почти через всю Евразию, характерны Б. п., связанные с недостаточностью
иода, кальция, кобальта, меди и др. Подобные Б. п. с характерными для них
эндемиями (зоб, акобальтоз, ломкость костей у животных и т. п.) не встречаются
в соседней зоне чернозёмов. Причина лежит в большой подвижности ионов I,
Са, Со, Си и др., легко вымываемых из подзолистых почв. Подобный процесс
имеет место и в аналогичных почвах Юж. полушария. Этот тип Б. п. носит
негативный характер, т. к. возникает в результате недостаточности того
или иного хим. элемента в среде. 2) Б. п. и эндемии, встречающиеся в любой
зоне. В этом смысле они имеют интразональный характер и возникают на фоне
первичных или вторичных ореолов рассеяния рудного вещества месторождений,
солёных отложений, вулканогенных эманации и т. п. Напр., борные Б. п. и
эндемии (среди флоры и фауны) обнаружены в бессточных областях; флюороз
человека и животных - в области недавно действующих вулканов, месторождений
флюорита и фторапатита; молибденозис животных - в пределах месторождений
молибдена и т. п. Этот тип провинций и эндемий имеет преимущественно позитивный
характер, поскольку связан с избыточным содержанием хим. элементов в среде.
Хим. элементы, образующие хорошо растворимые
соединения в почвенных условиях, вызывают наиболее сильную биол. реакцию
у местной флоры. Имеет значение и форма нахождения хим. элементов в среде.
Напр., молибден вызывает у животных заболевание только в районах с щелочными
почвами (молибденовая кислота даёт растворимые соединения с щелочами);
в районах кислых почв избыток молибдена не вызывает заболеваний и т. п.
Хим. элементы Ti, Zr, Th, Sn, Pt и мн. др., не образующие в почвенных условиях
легкоподвижных растворимых соединений, не вызывают образования Б. п. и
эндемий.
В пределах Б. п. различают 2 вида концентрации
организмами хим. элементов: групповой, когда все виды растений в данной
провинции в той или иной степени накапливают определённый хим. элемент,
и селективный, когда имеются определённые организмы-концентраторы того
или иного хим. элемента вне зависимости от уровня содержания этого элемента
в среде. Известны различные виды растений, к-рые в Б. п. концентрируют
определённые элементы и подвергаются при этом изменчивости. К ним относятся
специфическая галмейная флора (концентрирующая Zn), известковая, селеновая,
галофитная, серпентинитовая флора и мн. др.
В зависимости от конституционных свойств
данного вида организма и особенно при длительном изолированном существовании
его в той или иной Б. п. возникает изменчивость организмов - появление
физиологич. рас (без видимых внешних изменений), морф, вариаций, подвидов
и видов. Это сопровождается повышением содержания в организмах соответствующих
хим. элементов - Сu, Zn, Se, Sr и др. Появляются также хим. мутанты с изменением
в ядрах клеток числа хромосом и т. п.; изменчивость может приобрести наследственный
характер, особенно у микробов.
Многие редкие и рассеянные хим. элементы
(микроэлементы) играют значит, физиологич. роль, входя в физиологически
важные органич. соединения у организмов - в дыхательные пигменты, ферменты,
витамины, гормоны и др. акцессорные физиологически важные вещества.
Известно более 30 хим. элементов (Li, В,
Be, С, N, F, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, К, Са, V, Mn, Cu, Zn, As, Se, Br,
Mo, I, Ba, Pb, U и др.), с к-рыми связано образование Б. п., эндемий и
появление организмов-концентраторов.
На основе изучения хим. экологии Б. п.
в практику борьбы с соответствующей эндемией в Б. п. широко вошло использование
хим. элементов (В, Си, Мп, Со, I и др.) в качестве удобрения или подкормки
животных. На основе изучения содержания хим. элементов в почвах и растениях
был создан биогеохим. метод поисков полезных ископаемых. В геол. прошлом
Б. п. также играли значит, роль в отборе и изменении флоры и фауны. Реконструкция
палеобиогеохим. провинций может многое объяснить в эволюции органич. мира.
Лит.: Виноградов А. П., Геохимия
редких и рассеянных химических элементов в почвах, 2 изд., М., 1957; Биогеохимические
провинции и их роль в органической эволюции, "Геохимия", 1963, № 3. А.
П. Виноградов.
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЭНДЕМИИ, заболевания
растений, животных или человека, вызываемые недостатком или избытком в
среде определённых хим. элементов. См. Биогеохимические провинции.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я