Большая Советская Энциклопедия (БИ)

Биогенные элементы

Биоге'нные элеме'нты, химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и имеющие определённое биологическое значение. Прежде всего это кислород (составляющий 70% массы организмов), углерод (18%), водород (10%), кальций, азот, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий, железо. Эти элементы входят в состав всех живых организмов, составляют их основную массу и играют большую роль в процессах жизнедеятельности. Успехи аналитической химии и спектрального анализа расширили перечень Б. э.: находят всё новые элементы, входящие в состав организмов в малых количествах (микроэлементы), и открывают биологическую роль многих из них. В. И. Вернадский считал, что все химические элементы, постоянно присутствующие в клетках и тканях организмов в естественных условиях, вероятно, играют определенную физиологическую роль. Многие элементы имеют большое значение только для определённых групп живых существ (например, бор необходим для растений, ванадий — для асцидий и т.п.). Содержание тех или иных элементов в организмах зависит не только от их видовых особенностей, но и от состава среды, пищи (в частности, для растений — от концентрации и растворимости тех или иных почвенных солей), экологических особенностей организма и других факторов (табл. 1). При нарушении поступления в организм того или иного Б. э. возникают заболевания — биогеохимические эндемии, например зоб у человека при недостатке иода в воде и пище или чёрная пятнистость свёклы при нехватке бора (см. Биогеохимические провинции). Элементы, постоянно содержащиеся в организмах млекопитающих, по их изученности и значению можно разделить на 3 группы (табл. 2): элементы, входящие в состав биологически активных соединений (ферменты, гормоны, витамины, пигменты) (I), они являются незаменимыми; элементы, физиологическая и биохимическая роль которых мало выяснена (II) или неизвестна (III).

  Табл. 1. — Содержание химических элементов в организмах, в мг на 100 г сухого вещества (ср. данные; по Bowen, 1966)

Химический элемент	Растения	Животные	Бактерии
морские	Наземные	морские	наземные
С	34500	45400	40000	46500	54000
O	47000	41000	40000	18600	23000
N	1500	3000	7500	10000	9600
H	4100	5500	5200	7000	7400
Ca	1000	1800	150-2000	20-8500	510
Mg	520	320	500	100	700
Na	3300	120	400—4800	400	460
K	5200	1400	500-3000	740	11500
P	350	230	400—1800	1700-4400	3000
S	1200	340	500-1900	500	530
Cl	470	200	500-9000	280	230
Si	150-2000	20-500	7-100	12-600	18
Fe	70	14	40	16	25
Cu	1	1,4	0,4-5	0,24	4,2
Zn	15	10	0,6—150	16	—
Cd	0,04	0,06	0,015-0,3	£0,05
Sr	26-140	2,6	2—50	1,4
F	0,45	0,05—4	0,2	15-50
Br	74	1,5	6-100	0,6
I	3—150	0,042	0,1-15	0,043
Mn	5,3	63	0,1-6	0,02	3
Co	0,07	0.05	0,05-0,5	0,003
Ni	0,3	0,3	0,04-2,5	0,08
Cr	0,1	0,023	0,02—0,1	0,0075
Мо	0,045	0,09	0,06—0,25	<0,02
Se	0,08	0,02	—	0,17
V	0,2	0,16	0,014—0,2	0,015
B	12	5	2—5	0,05
Al	6	50(0,05-400)	1,5	0,4—10
Be	0,0001	<0,01	—	0,00003—0,0002
Ba	3	1,4	0,02-0,3	0,075
Li	0,5	0,01	0,1	<0,002
Rb	0,74	2	2	1,7
Cs	0,007	0,02	—	0,0064
Ti	1,2-8	0,1	0,02—2	<0,02
Ga	0,05	0,006	0,05	<0,0006
As	3	0,02	0,0005—0,03	<0,02
Ag	0,025	0,006	0,3—1,1	0,0006(?)
Au	0,0012	<0,00005—0,0002	0,00003—0,0008	0,000023(?)
Hg	0,003	0,0015	—	0,0046
Zr	£2	0,064	0,01-0,1	<0,03
Sn	0,1	<0,03	0,02-2	<0.015
Sb	—	0,006	0,02	0,0006
La	1	0,0085	0,01	0,00001
W	0,0035	0,007	0,00005—0,005	(?)
Pb	0,84	0,27	0,05	0,2
Bi	—	0,006	0,004-0,03	0,0004
U	—	0,0038	—	0,0013
Hf	<0,04	<0,001	—	0,004

  Табл. 2. — Содержание химических элементов в организме млекопитающих

Содержание элементов, в % на сухое вещество (порядок величин)	Группы элементов
I	II	III
незаменимые	роль мало выяснена	роль неизвестна
101 — 100	О, C, H, N, Ca
100 — 10—1	Р, К, Cl, S, Na
10—1 — 10—2	Mg
10—2 — 10—3	Zn, Fe	Sr
10—3 — 10—4	Cu	Cd, Br	Li, Cs
10—3 — 10—5	I	F	Sn
10—4 — 10—5	Mn, V	В, Si	Al, Ba, Cr
10—4 — 10—6	Mo		Rb
10—4 — 10—7		Be	Ag
10—5 — 10—6	Co	Ni	Ga, Ce, As, Hg, Pb, Bi, Ti
10—5 — 10—7	Se		Sb, U
10—6 — 10—7			Th
10—11 — 10—12			Ra

  Некоторые другие химические элементы также обнаружены в составе тех или иных организмов, но концентрация их в тканях и органах и их биологическая роль не изучены.

  В. В. Ковальский.

Биогеография

Биогеогра'фия (от