Які ж характерні риси властиві живій речовині? Насамперед, це величезна вільна енергія. У процесі еволюції видів біогенна міграція атомів, тобто енергія живої речовини біосфери, збільшилася в багато разів і продовжує рости, тому що жива речовина переробляє енергію сонячних випромінювань, атомну енергію радіоактивного розпаду й космічну енергію розсіяних елементів, що приходять із нашої Галактики. Живій речовині властива також висока швидкість протікання хімічних реакцій у порівнянні з речовиною неживою, де схожі процеси йдуть у тисячі й мільйони разів повільніше. Приміром, деякі гусениці за добу можуть переробити їжі в 200 разів більше, ніж важать самі, а одна синиця за день з'їдає стільки гусениць, скільки важить сама.
Для живої речовини характерно те, що її хімічні з'єднання, складають, найважливіші з них білки, стійкі тільки в живих організмах. Після завершення процесу життєдіяльності вихідні живі органічні речовини розкладаються до хімічних складових частин.
Жива речовина існує на планеті у формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому знову утворене генетично пов'язане з живою речовиною минулих епох. Це головна структурна одиниця біосфери, що визначає всі інші процеси поверхні земної кори. Для живої речовини характерна наявність еволюційного процесу. Генетична інформація будь-якого організму зашифрована в кожній його клітині. В. І. Вернадський класифікував живу речовину на однорідну й неоднорідну. Перша в його уявленні - це родова, видова речовина й т.п., а друга представлена закономірними сумішами живих речовин. Це ліс, болото, степ, тобто біоценоз. Характеризувати живу речовину вчений пропонувала на основі таких кількісних показників, як хімічний склад, середня вага організмів і середня швидкість заселення ними поверхні земної кулі..
В.І.Вернадський приводить середні цифри швидкості "передачі життя в біосфері". Час захоплення даним видом всієї поверхні нашої планети різними організмів може бути виражено наступними цифрами (кількість діб):
- Бактерія холери 1,25
- Інфузорія 10,6 (максимум)
- Діатомові 16,8 (максимум)
- Зелений планктон 166-183 (середнє)
- Комахи 366
- Риби 2159 (максимум)
- Квіткові рослини 4076
- Птахи (кури) 5600-6100
Ссавці:
- пацюк 2800
- дика свиня 37600
- слон індійський 376000 [3]
Уся жива маса біосфери оновлюється за 33 доби, а фітомаса (тобто маса рослин) – щодня.
В. І. Вернадський говорив, що, концентруючи сонячну космічну енергію і трансформуючи її в активну (вільну) енергію земних процесів, живі організми виявляють прагнення до максимального прояву цієї діючої енергії в процесах обміну, у кругообігах і біохімічних циклах.
Жива та нежива речовина на Землі становлять гармонійне ціле, що, власне, й називається біосферою. Крім тих живих істот, що живуть сьогодні на Землі, В. І. Вернадський включав у біосферу істоти минулих епох, від яких до нашого часу дійшли товщі гірських порід органічного походження (такі, як вапняки чи вугілля), їх вчений називав "палео-біосферами".
Узагальнюючи результати досліджень у галузі геології, палеонтології, біології та інших природничих наук, В. І. Вернадський дійшов висновку, що біосфера - це "стійка динамічна система, рівновага в якій встановилася в основних своїх рисах... з археозою й незмінно діє протягом 1,5-2 млрд. років". Стійкість біосфери, за Вернадським, виявляється в сталості її загальної маси (1019 т), маси живої речовини (1015 т), енергії, пов'язаної з живою речовиною (1018 ккал) і середнього хімічного складу всього живого.
Оскільки всі функції живих організмів у біосфері не можуть виконуватись організмами якогось одного виду, а лише їх комплексом (подібно до того, як якась клітина в організмі не може діяти сама по собі, а лише в складі всього організму), то звідси випливає важливе положення, розроблене Вернадським: біосфера Землі від самого початку сформувалася як складна система з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконував свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати, тобто стійкість біосфери була з самого початку обумовлена її складністю.
Величезна кількість живих істот (2 млн. видів) знаходиться в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою й неживою речовиною.
Біосферні зв'язки складалися протягом тривалого часу, у природі немає видів небажаних, непотрібних. Система зв'язків у біосфері поки розшифрована лише в загальних рисах. Найголовнішою ланкою управління біосферою є енергія Сонця, другорядною – енергія Землі, енергія радіоактивного розпаду елементів. Неживою речовиною біосфери керують продуценти, ними - консументи, діяльність яких визначають зворотні зв'язки, що йдуть від продуцентів, і т.д. У цілому біосфера схожа на єдиний гігантський супер-організм, в якому автоматично підтримується гомеостаз - динамічна сталість фізико-хімічних та біологічних властивостей внутрішнього середовища та стійкість основних його функцій,
В. І. Вернадському належить відкриття й такого основного закону біосфери: "Кількість живої речовини є планетною константою з часів архейської ери, тобто за весь геологічний час". За цей час живий світ Землі морфологічно змінився невпізнанно, але ці зміни не впливали ні на загальну кількість живої речовини, ні на її валовий склад.
Однією з найважливіших особливостей біосфери є різноманітність живих організмів, яка утворилась протягом тривалої еволюції і привела біосферу до стабільності в часі. У природі живі організми перебувають у постійній взаємодії як всередині одного роду, так і в біоценозі. Другою особливістю біосфери є нерівномірність, мозаїчність її структури, так би мовити, її абсолютна асиметрія. Асиметричним є розподіл і співвідношення материків та океанів, гірських хребтів, великих водо акумулятивних рівнин і гідрографічної системи; розподіл життя і живої речовини на суходолі та в океані також нерівномірний. Найбільша концентрація живої речовини характерна для мілководних зон і поверхневих шарів води, які включають нашарування планктону в морях і океанах, а також вологі, помірні субтропічні і тропічні пояси на суші. Найменшою концентрація живої речовини є в полярних і субполярних та посушливих районах і в пустелях, високо в горах і в океанських глибинах. Життя в атмосфері, як правило, зустрічається дуже рідко. На континентах жива і біогенна речовина в основному сконцентрована в низинах та рівнинах, у заплавах і гирлах річок, у мілких озерах, вологих лісах, преріях, степах та ін.
Розрізняють кілька рівнів організації живої речовини на Землі. Рівень - це сфера дії специфічних законів, що виражаються у вигляді різних біосистем, що якісно відрізняються одна від одної. В усьому різноманітті живої матерії виділяють шість основних рівнів її організації: молекулярний, клітинний, організменний, популяційно-видовий, біогеоценотичний (екосистемний) і біосферний. Деякі автори називають основними тільки три структурні підрозділи: клітинні, організменні і популяційно-біоценотичні. Інші вважають за необхідне виділити не шість, а більше рівнів, додавши до них ще такі, як тканинний, органний, популяційний окремо від видового і біоценотичний окремо від біогеоценотичного. Рівнева ієрархія, яка склалася в результаті тривалої еволюції біосфери, обумовлює стійкість і цілісність органічного світу.
Крім того, життя на нашій планеті існує в неклітинній і клітинній формах.
Неклітинна формаживої речовини представлена вірусами, які позбавлені подразливості й власного синтезу білка. Найпростіші віруси складаються лише з білкової оболонки й молекули ДНК або РНК, що становить серцевину вірусу. Іноді віруси виділяють в особливе царство живої природи – Vira. Вони можуть розмножуватися тільки усередині певних живих клітин. Віруси повсюдно поширені в природі і є загрозою для всього живого. Поселяючись у клітинах живих організмів, вони викликають їхню смерть. Описано близько 500 вірусів, що вражають теплокровних хребетних, і близько 300 вірусів, що знищують вищі рослини. Більше половини хвороб людини зобов'язані своїм розвитком дрібним вірусам (вони в 100 разів менше бактерій). Це поліомієліт, віспа, грип, інфекційний гепатит, жовта лихоманка й ін.
Клітинні формижиття представлені прокаріотами й еукаріотами. До прокаріотів відносять різні бактерії. Еукаріоти - це всі вищі тварини й рослини, а також одноклітинні й багатоклітинні водорості, гриби й найпростіші. [3]
Зазначимо головні особливості основних шести рівнів організації життя.
1. Молекулярний рівень життя. Елементарні структурні одиниці цього рівня – хімічні речовини. Серед них ті, що несуть спадкову інформацію молекули ДНК, РНК, ферменти, амінокислоти, високоенергетичні речовини (АТФ, цукри) та ін. Основні явища молекулярного рівня життя - біосинтез, реплікації, мутації, передача інформації, фізико-хімічні реакції, акумуляція в хімічних зв'язках енергії. Виявлення суті процесів, що відбуваються на цьому рівні, допомагає зрозуміти деякі явища на наступних рівнях організації живого. Основна стратегія життя на молекулярному рівні – здатність створювати живу речовину і кодувати інформацію, набуту в умовах навколишнього середовища, що змінюються.
2. Клітинний рівень життя. Структурними елементами тут виступають різні органоїди. Здатність до самовідтворення собі подібних, включення різних хімічних елементів Землі у вміст клітини, регуляція хімічних реакцій, запасання і витрачання енергії - основні процеси даного рівня. Функціональна спеціалізація клітини (нервової, видільної, провідної, покривної чи іншої тканини) є регулятором функціонування даної біосистеми. Основна стратегія життя клітинного рівня - залучення хімічних елементів Землі і енергії сонячного випромінювання до живих біосистем.