|
|
|
Билет №8
Вопрос 1. Биосфера, техносфера, ноосфера
Биосфера (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли,
заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая
продуктами их жизнедеятельности; «плёнка жизни»; глобальная экосистема Земли.
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и
преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет
назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во
всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет
экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней
обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже
является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и,
как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».
Границы биосферы
Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем,
задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых
организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой
перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном
распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется
дном Мирового Океана, включая донные отложения.
Техносфера
Техносфера - это часть биосферы в прошлом, преобразованная человеком
посредством прямого или косвенного воздействия технических средств с целью
наибольшего соответствия своим материальным и социально-экономическим
потребностям.
Техносфера включает в себя регионы, города, промышленные зоны,
производственное и бытовое среду. К новым, техносферних, относятся условия обитания
человека в городах и промышленных центрах, производственные, транспортные и
бытовые условия жизнедеятельности.
Ноосфера
Ноосфера (греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) — сфера разума; сфера
взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая
деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается
также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»)
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы,
становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие
на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая
геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не
принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека,
устремленная и организованная воля его как существа общественного»
Вопрос 2. Особо охраняемые природные территории
"Особо охраняемые природные территории (ООПТ) - участки земли, водной
поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные
комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное,
эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями
органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного
использования и для которых установлен режим особой охраны.
Особо охраняемые природные территории относятся к объектам
общенационального достояния."
1)
Заповедники
Примеры заповедников:
Алтайский
Площадь
16
Республика Алтай
заповедник
8812,38
апреля 1932
11
Астраханский
Астраханская область
679,17 апреля
заповедник
1919
Галичья
Липецка
25
49,63
Гора
я область
апреля 1925
Адыгея
Карачаево-
Кавказский
12 мая
Черкесия
заповедник
2800,00 1924
Краснодарский
край
Лапландски
Мурманская
2
17
й заповедник
область
784,35
января 1930
1
Уссурийский
Приморс
4
января
заповедник
кий край
04,32
1970
Центрально-Лесной
Тверская
2
4
заповедник
область
44,47
мая 1930
2) Заказник
Заказник - довольно своеобразная форма ООПТ, предусматривающая довольно
широкие пределы регламентации хозяйственного и иного использования территории - от
полного запрета хозяйственной деятельности до охраны лишь отдельных компонентов
природной среды; а также собственности земель (с изъятием у собственника и без
изъятия) и подчинения (регионального всех уровней и федерального
Примеры заказников:
1
Белоозёрский
Тюменская область
178,50 декабря
заказник
1986
Даутский
749,0
22 июля
Карачаево-Черкесия
заказник
0
1986
Каменн
25
Воронежская область
52,32
ая Степь
мая 1996
Южно-Камчатский
Камчат
8
2250,00
заказник
ская область
апреля 1983
Калу
4
28
Таруса жская
69,00
августа
область
2002
Лебединый
Чукотский
3900,0
11
заказник
автономный округ
0
апреля 1984
3)
Национальные парки
Национальные парки являются природоохранными, эколого-просветительскими и
научно-исследовательскими учреждениями, территории (акватории) которых включают в
себя природные комплексы и объекты, имеющие особую экологическую, историческую и
эстетическую ценность, и которые предназначены для использования в
природоохранных, просветительских, научных и культурных целях и для регулируемого
туризма.
Билет 9.
Вопрос1 . История биосферы мезозойского периода
Мезозойская эра
Мезозойская эра делится на триасовый, юрский и меловой периоды общей
продолжительностью 173 млн. лет. Отложения этих периодов составляют
соответствующие системы, которые в совокупности образуют мезозойскую группу.
Триасовая система выделена в Германии, юрская и меловая — в Швейцарии и Франции.
Триасовая и юрская системы делятся на три отдела, меловая — на два.
Органический мир
Органический мир мезозойской эры сильно отличается от палеозойской. На смену
вымершим в перми палеозойским группам появились новые — мезозойские.
В мезозойских морях получили исключительное развитие головоногие
моллюски — аммониты и белемниты, резко увеличилось разнообразие и количество
двустворчатых и брюхоногих моллюсков, появились и развивались шестилучевые
кораллы. Из позвоночных широко распространились костистые рыбы и плавающие
рептилии.
На суше господствовали чрезвычайно
разнообразные пресмыкающиеся (особенно динозавры). Среди наземных растений
испытали расцвет голосеменные.
Органический мир
триасового периода. Особенностью органического мира этого периода являлось
существование некоторых архаических палеозойских групп, хотя преобладали уже новые
— мезозойские.
Органический мир моря. Среди беспозвоночных были широко распространены
головоногие и двустворчатые моллюски. Среди головоногих господствовали цератиты,
которые вытеснили гониатитов. Характерным родом был цератитес с типичной
цератитовой перегородочной линией. Появились первые белемниты, но в триасе их было
еще мало.
Двустворчатые моллюски заселили богатые пищей
мелководные участки, на которых в палеозое обитали брахиоподы. Двустворки быстро
развивались, становились более разнообразны по составу. Увеличилось число
брюхоногих моллюсков, появились шестилучевые кораллы и новые морские ежи с
прочным панцирем.
Продолжали развиваться
морские позвоночные. Среди рыб сократилось число хрящевых, стали редки кистеперые
и двоякодышащие. На смену им появились костистые рыбы. В морях обитали первые
черепахи, крокодилы и ихтиозавры — крупные плавающие ящеры, похожие на
дельфинов.
Органический мир суши тоже изменился. Вымирали стегоцефалы, а
пресмыкающиеся становились господствующей группой. На смену вымирающим
котилозаврам и зверообразным ящерам пришли мезозойские динозавры, особенно
широко распространившиеся в юре и мелу. В конце триаса появились первые
млекопитающие, они имели небольшие размеры и примитивное строение.
Растительный мир в начале триаса
был сильно обеднен, сказывалось влияние засушливого климата. Во второй половине
триаса климат увлажнился, появились разнообразные мезозойские папоротники и
голосеменные (цикадовые, гинкговые и др.). Наряду с ними были широко
распространены хвойные. К концу триаса флора приобрела мезозойский облик,
характеризующийся господством голосеменных.
Органический мир юрского периода
Органический мир мелового периода
В течение этого периода органический мир претерпел существенные
изменения. В начале периода он был сходен с юрским, а в позднем мелу стал резко
сокращаться за счет вымирания многих мезозойских групп животных и растений.
Вопрос 2. Поток энергии и продуктивность
Поток энергии в биосфере. Живая оболочка планеты непрерывно поглощает не
только энергию Солнца, но и идущую из недр Земли; энергия трансформируется и
передается от одних организмов к другим и излучается в окружающую среду. Следует
четко представлять себе, что является источниками энергии в биосфере, куда текут
энергетические потоки и какова их роль в создании биомассы.
Уже отмечалось, что единственным первичным источником внешней энергии на
Земле является световое и тепловое излучение Солнца.
Создание и существование биомассы неразрывно связаны с поступлением энергии
и веществ из окружающей среды. Большинство веществ земной коры проходит через
живые организмы и вовлекается в биологический круговорот веществ, создавший
биосферу и определяющий ее устойчивость. В энергетическом отношении жизнь в
биосфере поддерживается постоянным притоком энергии от Солнца и использованием ее
в процессах фотосинтеза. Поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых
клеток, преобразуется в энергию химических связей. В процессе фотосинтеза растения
используют лучистую энергию солнечного света для превращения веществ с низким
содержанием энергии (С02 и Н2О) в более сложные органические соединения, где часть
солнечной энергии запасена в форме химических связей.
Органические вещества, образованные в процессе фотосинтеза, служат
источником энергии для самого растения или переходят в процессе поедания и
последующего усвоения от одних организмов к другим: от растений к растительноядным
животным, от них — к плотоядным и т.д.
Высвобождение заключенной в органических соединениях энергии происходит
также в процессе дыхания или брожения, разрушение использованных или отмерших
остатков биомассы осуществляют разнообразные организмы, относящиеся к числу
сапрофитов (гетеротрофные бактерии, грибы, некоторые животные и растения). Они
разлагают остатки биомассы на неорганические составные части (минерализация),
способствуя вовлечению в биологический круговорот соединений и химических
элементов, что обеспечивает очередные циклы продуцирования органического вещества.
содержащаяся в пище энергия не совершает круговорота, а постепенно
превращается в тепловую энергию. В итоге поглощенная организмами в виде химических
связей солнечная энергия снова возвращается в пространство в виде теплового
излучения. Поэтому биосфере требуется постоянный приток энергии извне. Эту
важнейшую функцию и выполняет Солнце, обеспечивающее в течение многих
миллиардов лет постоянный поток энергии через биосферу. При этом к Земле приходит
коротковолновое излучение (свет), а уходит от нее длинноволновое тепловое излучение
Продуктивность биосферы.
Вклад разных континентов в общую первичную продукцию суши примерно
следующий (Н.М. Чернова и др., 1995 г.): Европа — 6, Азия — 28, Африка — 22, Северная
Америка — 13, Южная Америка — 26, Австралия с островами Океании — 5%. Если же
сравнить продуктивность растений в расчете на 1 га, то она составляет (в процентах от
средней по всем континентам) в Европе — 89, в Азии — 103, в Африке — 108, в Северной
Америке — 86, в Южной Америке — 220, в Австралии — 90. При этом продуктивность
различных экологических систем различна, она зависит от ряда климатических факторов,
в первую очередь, от обеспеченности теплом и влагой. Наиболее продуктивны
экосистемы тропических лесов, затем следуют обрабатываемые земли, степи и луга,
пустыни, полярные зоны.
Рост и размножение организмов, происходящие в биосфере, обеспечивают
биогенную миграцию атомов, которая обусловила в процессе эволюции создание
современной природной системы. За сотни миллионов лет растения поглотили огромное
количество диоксида углерода и одновременно обогатили атмосферу кислородом.
Живые организмы глубоко воздействуют на природные свойства биосферы и всей
планеты. Скелеты беспозвоночных образовали такие осадочные породы, как известняк и
мел; каменный уголь и нефть образовались из растительных остатков. Биогенное
происхождение имеет и почва, которая представляет собой продукт жизнедеятельности
микроорганизмов, растений и животных в их взаимодействии с неорганическими
компонентами природы. Важно подчеркнуть, что возникновение в процессе эволюции
более сложно устроенных, но менее зависимых от изменений среды организмов, а также
развитие относительно устойчивых экосистем привело к увеличению скорости движения
энергии и веществ в сформировавшихся биогеоценозах.
Билет 10.
Вопрос 1. Геохронология биосферы
В разных участках биосферы развитие жизни лимитируется разными веществами.
Можно сказать, что в пустыне жизнь ограничена недостаточным количеством водорода и
кислорода в форме воды. В открытом океане лимитирующим фактором часто служит
железо, обычно присутствующее в форме труднодоступной для организмов гидроокиси. В
иных средах, например в почвах влажных районов, в озерах, окраинных морях,
лимитирующим фактором чаще всего является фосфор.
Значение живого в строении земной коры медленно вошло в сознание ученых и
еще до сих пор обычно не оценивается во всем его объеме.
Физические и химические свойства нашей планеты меняются закономерно в
зависимости от их удаленности от центра. В концентрических отрезках они идентичны,
что может быть установлено исследованием.
Можно различить две формы в этой структуре: с одной стороны, большие
концентрические области планеты - концентры, с другой - более дробные подразделения,
называемые земными оболочками, или геосферами.
По-видимому, вещество этих областей отделено друг от друга и если переходит из
одной области в другую, то этот переход совершается чрезвычайно медленно или
временами и не является фактом ее текущей истории.
Каждая область представляет, по-видимому, замкнутую, независимую от другой
механическую систему.
Ключевое положение в понимании законов развития окружающего мира
приобретает теория открытых систем (синергетика).
СИНЕРГЕТИКА БИОСФЕРЫ
Законы развития косной и живой материи описываются двумя противоположными
теориями - это классическая термодинамика и эволюционное учение Ч. Дарвина. Обе
теории отражают единую физическую реальность, но соответствуют различным ее
проявлениям.
Согласно второму началу термодинамики, если подобно Ньютону рассматривать
Вселенную как Мировую машину (закрытую систему), запас полезной энергии,
приводящей мировую машину в движение, рано или поздно будет исчерпан. Если запас
полезной энергии в системе тает, то ее способность поддерживать организованные
структуры ослабевает. Высокоорганизованные структуры распадаются на менее
организованные, которые в большей мере наделены случайными элементами. Мера
внутренней неупорядоченности системы - энтропия - растет. Второе начало
термодинамики предсказывает все более однородное будущее окружающего мира.
Теория эволюции органического мира рассматривает биосферу как открытую
систему, находящуюся в неравновесном состоянии и обменивающуюся веществом,
энергией и информацией с окружающей средой. Временной ход развития биосферы
отнюдь не приводит к понижению уровня организации и обеднению разнообразия форм
организмов и образуемых ими сообществ; развитие живой материи идет от низших форм
к высшим.
Обоснование совместимости второго начала термодинамики со способностью
открытых систем к самоорганизации - одно из крупнейших достижений современной
физики. Теория термодинамики открытых систем переживает бурное развитие. Эту
область исследований назвали синергетикой (от греч. “sinergos” - совместный,
согласованно действующий).
Выдающаяся роль в развитии синергетики принадлежит И.Р. Пригожину, который
противопоставляет закономерности развития замкнутых детерминированных систем и
открытых неустойчивых неравновесных, в которых малый сигнал на входе может вызвать
сколь угодно сильный отклик на выходе. По Пригожину замкнутые системы составляют
лишь малую долю физической Вселенной. Большинство же систем, в том числе все
географические и экологические системы, открыты. Они обмениваются веществом,
энергией и информацией с окружающей средой. Открытый характер большинства систем
наводит на мысль, что реальность отнюдь не является ареной, на которой господствует
порядок: главенствующую роль в окружающем нас мире играют неустойчивость и
неравновесность.
Пригожин отмечает, что открытые системы непрерывно флуктуируют. Иногда
отдельная флуктуация или их комбинация может стать (в результате положительной
обратной связи) настолько сильной, что существовавшая прежде организация не
выдерживает и разрушается. В этот переломный момент, в точке бифуркации,
принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить
дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на
новый, более высокий уровень организации. Пригожин подчеркивает u1074 возможность
спонтанного возник-новения порядка и организованности из беспорядка и хаоса в
результате процесса самоорганизации.
Строение живой материи существенно отличается от строения мертвой не только
чрезвычайно сложной структурой, но и способностью отбирать из окружающей среды
полезную энергию в количестве, необходимом для самосохранения и саморазвития, что
достигается путем создания таких элементов материи, которые способны:
- черпать свободную энергию из окружающего пространства в процессе
зарождения, развития и жизни;
- стремительно размножаться в питательной среде, вычерпывая ее свободную
энергию для парирования роста энтропии;
- образовывать новые элементы живой материи, используя питательную среду для
дополнительного парирования роста энтропии;
- в питательной среде сохранять информацию о структуре живых элементов, об их
наследственности за счет использования свободной энергии окружающей среды.
Рассмотренные положения позволяют по-новому оценить механизмы
устойчивости биосферы. Очевидно, что при существующих космических и земных
предпосылках живое вещество биосферы способно продолжать свое “давление” на
внешние оболочки Земли и потенциал этого давления отнюдь не ослабевает.
Антропогенный фактор, вызывающий деструкцию биосферы, следует рассматривать как
флуктуацию, вызванную популяционным взрывом, который по законам регулирования
неизбежно будет элиминирован. Система общество - природа, следуя теории Пригожина,
достигнув точки бифуркации, должна будет перестроиться. Однако распад старой
системы отнюдь не будет означать ее хаотического состояния. Бифуркация - это импульс
к развитию биосферы по новому, неведомому пути. Какое место займет в нем
человеческое общество - это предмет специальных исследований. О судьбе биосферы
можно не беспокоиться, она продолжит свое развитие.
Рассмотрим движущие силы, которые поддерживают биосферу в устойчивом
состоянии, - это биоразнообразие, динамика популяций, реализация разных жизненных
стратегий организмов и занимаемых
Билет 11.
Вопрос 1. Экосистема, биогеоценоз - определение, основные компоненты.
Принципы их функционирования.
Экосистема, или экологическая система (от др.-греч. οἶκος — жилище,
местопребывание и σύστημα — система) — биологическая система, состоящая из
сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей,
осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий
экологии.
Пример экосистемы — пруд с обитающими в нём растениями, рыбами,
беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту
системы, биоценоз.
Основные компоненты экосистемы С точки зрения структуры в экосистеме
выделяют:
7.
климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим
освещения и прочие физические характеристики среды;
8.
неорганические вещества, включающиеся в круговорот;
9.
органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую
части в круговороте вещества и энергии;
10.
продуценты — организмы, создающие первичную продукцию;
11.
макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие
организмы или крупные частицы органического вещества;
12.
микроконсументы (сапротрофы) — гетеротрофы, в основном грибы и
бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем
самым возвращая в круговорот.
Последние три компонента формируют биомассу экосистемы.С точки зрения
функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов
(помимо автотрофов):
3.
биофаги — организмы, поедающие других живых организмов,
Принципы функционирования экосистем.
Первый признак функционирования экосистем:
Получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота
всех элементов.
Этот принцип гармонирует с законом сохранения массы. Поскольку атомы не
возникают, не исчезают и не превращаются один в другой, они могут использоваться
бесконечно в самых различных соединениях и запас их практически неограничен. Именно
это и происходит в природных экосистемах.
Очень важно подчеркнуть, однако, что биологический круговорот не совершается
исключительно за счет вещества, поскольку он - результат деятельности организмов, для
обеспечения жизнедеятельности которых требуются постоянные энергетические затраты,
поставляемые Солнцем. Энергия солнечных лучей, поглощаемая зелеными растениями, в
отличие от химических элементов, не может использоваться организмами бесконечно.
Данное заключение вытекает из второго закона термодинамики: энергия при
превращении из одной формы в другую, то есть при совершении работы, частично
переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающей среде.
Следовательно, каждый цикл круговорота, зависящий от активности организмов и
сопровождаемый потерями энергии из них, требует все новых поступлений энергии.
Итак, существование экосистем любого ранга и вообще жизни на Земле
обусловлено постоянным круговоротом веществ, который, в свою очередь,
поддерживается постоянным притоком солнечной энергии. В этом состоит второй
основной принцип функционирования экосистем:
Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной
солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно.
Биогеоценоз
Биогеоценоз (от греч. βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система,
включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность
абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой
круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой
устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему.
Продуценты составляют группу автотрофных организмов, которые, потребляя
минеральные вещества из биотопа и энергию солнечного света, создают первичные
органические вещества. К этой группе относятся растения и некоторые бактерии.
Консументы — гетеротрофные организмы, использующие готовые органические
вещества (в виде пищи) как источник энергии и веществ, необходимых для их
жизнедеятельности. К ним принадлежат почти все животные, некоторые
(паразитические) грибы и бактерии, а также растения-хищники и растения-паразиты.
Редуценты — это организмы, разлагающие остатки отмирающих организмов,
расщепляющие органические вещества до неорганических и возвращающие тем самым в
биотоп минеральные вещества, которые были «изъяты» продуцентами. Например,
таковы некоторые виды бактерий и одноклеточных грибов.
Вопрос 2. Строение и состав литосферы Земли
Литосфера Земли состоит из двух слоев: земной коры и части верхней мантии.
Границей между ними является т.н. граница Мохоровичича, выделяемая на основании
увеличения скорости распространения продольных сейсмических волн и плотности
вещества.
Земная кора — это верхняя твёрдая оболочка Земли. Кора не является уникальным
образованием, присущим только Земле, т.к. есть на большинстве планет земной группы,
спутнике Земли — Луне и спутниках планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
Однако только на Земле кора бывает двух типов: океанической и континентальной. В
пограничных областях развивается земная кора промежуточного типа —
субконтинентальная или субокеаническая, формирующаяся, например, в зонах островных
дуг. В зонах срединно-океанических хребтов можно выделить кору рифтогенного типа, в
связи с отсутствием в этих зонах габбро-серпентинитового слоя и близким положением
астеносферы. Океаническая земная кора состоит из трёх слоёв: верхнего осадочного,
промежуточного базальтового и нижнего габбро-серпентинитового, который до
последнего времени включался в состав базальтового.
Толщина её составляет от 2 км в зонах срединно-океанических хребтов до 130 км в
зонах субдукции, где океаническая кора погружается в мантию. Связано данное различие
с тем, что в зонах срединно-океанических хребтов океаническая кора образуется, по мере
удаления от хребтов её мощность возрастает, редко превышая значение в 7 км, достигая
максимума в зонах погружения коры в верхнюю мантию. Наибольшее количество зон
субдукции приходится на Тихий океан; с ними связывают мощные моретрясения.
Осадочный слой, покрывающий расплав невелик: его толщина редко превышает
0,5 км, лишь вблизи дельт крупных рек достигая толщины в 10-12 км. Состоит осадочный
слой из песка, отложений остатков животных и осаждённых минералов. Базальтовый слой
в верхней части сложен базальтовыми лавами толеитового состава, которые называют
ещё подушечными из-за характерной формы.
Билет 12. Возникновение жизни на Земле. Основные теории
Жизнь — одно из сложнейших явлений природы. С глубокой древности она
воспринималась как таинственная и непознаваемая — вот почему по вопросам её
происхождения всегда шла острая борьба между материалистами и идеалистами.
Некоторые приверженцы идеалистических взглядов считают жизнь духовным,
нематериальным началом, возникшим в результате божественного творения.
Материалисты же, напротив, полагают, что жизнь на Земле возникла из неживой материи
путем самозарождения (абиогенез) или была занесена из других миров, т.е. является
порождением других живых организмов (биогенез).
По современным научным представлениям, жизнь — это процесс существования
сложных систем, состоящих из больших органических молекул и неорганических веществ
и способных самовоспроизводиться, саморазвиваться и поддерживать свое
существование в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой. Таким
образом, биологическая наука стоит на материалистических позициях. Однако вопрос о
происхождении жизни еще окончательно не решен.
В разное время и в разных культурах рассматривались следующие идеи:
•
креационизм (жизнь была создана Творцом);
•
самопроизвольное зарождение (самозарождение; жизнь возникала
неоднократно из неживого вещества);
•
гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда);
•
гипотеза панспермии (жизнь занесена на Землю с других планет);
•
биохимические гипотезы (жизнь возникла в земных условиях в ходе
процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам, т.е. в результате
биохимической эволюции).
На сегодня биологи признают в качестве научного только последний вариант.
Креационизм
Согласно этой религиозной концепции, имеющей древние корни, всё
существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой — Творцом
в результате одного или нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом.
Организмы, населяющие сегодня Землю, происходят от сотворенных по отдельности
основных типов живых существ. Сотворённые виды были с самого начала превосходно
организованы и наделены способностью к некоторой изменчивости в определенных
границах (микроэволюция). Подобных взглядов придерживаются сегодня последователи
фундаменталистских течений в авраамических и некоторых других религиозных учениях.
Процесс божественного сотворения мира представляется как имевший место лишь
единожды и поэтому недоступный для наблюдения. В связи с этим концепция творения
не может быть однозначно ни доказана, ни опровергнута и существует наряду с научными
гипотезами происхождения жизни. Вместе с тем буквалистское прочтение религиозных
мифов о Творении вынуждает оставлять без объяснения огромное количество
наблюдаемых в биологии взаимосвязей и закономерностей. Поэтому даже среди
верующих ученых абсолютное большинство считает, что Книгу Бытия следует
воспринимать аллегорически.
Гипотезы самозарождения
На протяжении тысячелетий люди верили в самопроизвольное зарождение жизни,
считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. Полагали,
что источником спонтанного зарождения служат либо неорганические соединения, либо
гниющие органические остатки (концепция абиогенеза). Эта гипотеза была
распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы
креационизму, с которым она сосуществовала. В Средние века многим «удавалось»
наблюдать зарождение разнообразных живых существ, таких как насекомые, черви, угри,
мыши, в разлагающихся или гниющих остатках организмов.
Гипотеза стационарного состояния
Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она
всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды
также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат.
eternus — вечный). Это представление соответствует концепции вечной несотворенной
Вселенной, характерной для восточных религий, таких как индуизм и буддизм. В
контексте современных астрономических знаний эта гипотеза не рассматривается как
научная.
Гипотеза панспермии
Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких
зародышей жизни получила название панспермии (от греч. pan — весь, всякий и sperma
— семя). Эта гипотеза примыкает к гипотезе стационарного состояния. Её приверженцы
поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее
происхождении. Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении
жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не
возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет.
Биохимическая теория
Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на
Земле создал советский биохимик А.И. Опарин (1894-1980). В 1924 г. он опубликовал
работы, в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле.
Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и
рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции
соединений углерода во Вселенной.
По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть
разделен на три этапа:
•
возникновение органических веществ;
•
образование из более простых органических веществ биополимеров
(белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.);
•
возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов.
Вопрос 2. Технологии утилизации и обеззараживания отходов городов,
промышленных предприятий.
Если проанализировать итоги развития российской экономики в последние годы,
то становится очевидным, что механизм нерационального ресурсопотребления не только
не остановлен, но и увеличил обороты, поскольку спад в выпуске продукции опережает
сокращение потребления сырья и материалов. Вместе с тем прогресс науки и техники
позволяет все более рационально использовать материальные ресурсы. Одним из
важнейших направлений ресурсосберегающей деятельности является эффективное
использование отходов производства. Среди различных факторов, определяющих их
рациональное применение, важную роль играют организационные, в том числе система
управления ресурсопотреблением, которой, к сожалению, лишь на немногих заводах
уделяется внимание.
На основе обобщения отечественных и зарубежных достижений может быть
принята следующая комплексная система управления рациональным использованием
материальных ресурсов (КС УРИР). Ее цель - постоянное развитие ресурсосберегающих
методов хозяйствования. Составная часть КС УРИР - комплексная система управления
рациональным использованием вторичного сырья.
13. 1.Роль русских и зарубежных исследователей в становлении экологии
человека.
Русские исследователи
•
Петр Симон Паллас в работе «Зоогеография» описал образ жизни 151
млекопитающих и 426 видов птиц и его считают одним из основателей «экологии
животных».
•
Степан Петрович Крашенинников. После 9-летней экспедиции на Камчатку
он опубликовал "Описание земли Камчатки", вошедшее в золотой фонд естественно-
исторической литературы.
•
Русский малоизвестный ученый А.А. Каверзнев (годы жизни неизвестны)
издал в 1775 г. книгу «О перерождении животных», в которой с экологических позиций
рассматривал вопрос об изменениях животных и сделал вывод об их едином
происхождении.
•
Другой русский исследователь - первый агроном России, А.Т. Болотов (1738-
1833), изучая влияние минеральных солей на молодые яблони, разработал
классификацию местообитаний растений.
•
Исключительно велики заслуги В.В. Докучаева (1846-1903). Он создал
учение о природных зонах и учение о почве, как особом биокосном теле (системе).
Показал, что почва - это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши
нашей планеты. Теоретические разработки В.В. Докучаева ("Учение о зонах природы")
положили начало развитию геоботаники и ландшафтной экологии.
•
Владимир Иванович Вернадский - создатель учения о биосфере, намного
опередивший свое время. Открытие биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия
принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией
видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности,
открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся
Вселенной
Зарубежные исследователи
•
Жан Батист Ламарк (1744-1829) открыл эволюцию жизни. Ламарк был
последователем К. Линнея и составил классификацию животных ("Философия зоологии"),
отражающую происхождение - эволюцию, животных, выбрав в качестве признаков
внутреннее строение (отделил беспозвоночных от позвоночных) и строение нервной
системы (бесчувственные - инфузории и полипы, чувствующие - все остальные
беспозвоночные, и разумные - позвоночные). В его классификации инфузории заняли
низшее место (Линней же не знал, куда их поместить)
•
Жорж Леклерк Бюффон (1707-1788) в «Естественной истории» (не проводя
опытов!) писал о влиянии климата на животные организмы
•
Известный английский химик Р. Бойль (1627-1691) поставил первый
экологический эксперимент по влиянию низкого атмосферного давления на развитие
животных, а Ф. Реди экспериментально доказал, что самозарождених сложных животных
невозможно
•
Антони ван Левенгук, изобретший микроскоп, был первым в изучении
трофических цепей и регуляции численности организмов.
•
датский ученый Е. Варминг (1841-1924) ввел термин «экология» в ботанику
для обозначения самостоятельной научной дисциплины - экологии растений.
•
Важнейшей вехой в развитии экологических представлений о природе
явился выход знаменитой книги Ч. Дарвина(1809-1882) о происхождении видов путем
естественного отбора, жесткой конкуренции.
13.2. Закон толерантности Шелфорда.
Лимитирующим фактом жизни организма (вида) может быть как минимум,
так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми
определяет величину выносливости, толерантности организма к данному
фактору. Закон толерантности был дополнен в 1975 г. Ю. Одумом.
Вспомогательные принципы, дополняющие .закон толерантности..
1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности
в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого.
2. Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем
факторам обычно наиболее широко распространены.
3. Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то
может сузиться и диапазон толерантности
к другим экологическим факторам. Например, при низком содержании азота в
почве снижается засухоустойчивость злаков.
4. Диапазоны толерантности к отдельным факторам и их
комбинациям различны.
5. Период размножения обычно является критическим; в
этот период многие факторы среды часто становятся лимитирующими.
14. 1Международные организации охраны окружающей природной среды
Зашита окружающей природной среды - одна из приоритетных целейОрганизации
Объединенных Наций и ее специализированных учреждений,что предусмотрено Уставом
этой организации. Кроме того, ООН призвана оказывать содействие разрешению
международных проблем в области экономической, социаль¬ной жизни,
здравоохранения, повышения уровня жизни насе¬ления, соблюдения прав человека. ООН
сыграла ведущую роль в выработке следующих форм межгосударственного
сотрудниче¬ства в сфере охраны природы:
участие в международных конвенциях;
подписание соглашений о проведении природоохранных меро¬приятий и
реализации различных проектов;
проведение международных конференций по актуальным эко¬логическим
проблемам;
разработка экологических концепций, способов реализации международных
программ.
ООН была утверждена Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕЦ). Принятие
этого документа предусматривалось рекомендациями Стокгольмской конференции ООН
по окружающей среде, со¬стоявшейся в том же году. Структуру ЮНЕП составляют Совет
управляющих (в него входят представители государств-учас¬тниц), Совет по координации
охраны окружающей среды, Фонд окружающей среды.
Совет управляющих определяет основные направления деятельно¬сти ЮНЕП.
Приоритетные направления на ближайшие годы:
здоровье человека, санитария окружающей среды;
охрана земель, вод, предотвращение опустынивания;
океаны;
охрана природы, диких животных, генетических ресурсов;
энергия;
образование, профессиональная подготовка;
торговля, экономика, технология.
Международный союз охраны приро¬ды иприродных ресурсов (МСОП) -
неправительственная меж¬государственная организация, представляющая свыше 100
стран, неправительственные организации и международные правительс¬твенные
организации.
Приоритетная задача МСОП - развитие международного сотруд¬ничества
государств, национальных и международных организа¬ций, а также граждан в целях:
реализации региональных программ охраны природной среды;
сохранения естественных экосистем, растительного и животно¬го мира;
сохранения редких и исчезающих видов растений и животных, памятников
природы;
организации заповедников, резерватов, национальных природ¬ных парков;
Всемирная организация здравоохранения(ВОЗ), образованная в 1946 году,
координирует решение вопросов охраны здоровья
человека применительно к проблемам его взаимодействия с окружающей средой.
Направления деятельности ВОЗ: санитарно-эпидемиологический мониторинг
окружающей среды;
анализ статистических данных о заболеваемости людей в связи с состоянием
окружающей среды;
Специализированная организация ООН в области сельскогохозяйства и
продовольствия ФАО была образована в 1945 году. В поле зрения этой международной
структуры находятся экологические проблемы в области сельского хозяйства и мировых
продовольственных ресурсов. Спектр направлений деятельности ФАО - рациональное
использование природных ресурсов, охрана и использование земель, животного мира,
лесов, биологических ресурсов Мирового океана.
14.2 Закон Либиха и его значение для биосферы.
Закон минимума (Ю.Либих).
Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его
экологических потребностей, то есть лимитирует жизненные возможности тот
экологический фактор, количество которого близко к минимуму и дальнейшее его
снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.
•
Лимитирующим является тот ресурс, которого более всего недостает.
•
На рост и развитие организма наибольшее влияние оказывает тот ресурс,
доля обеспеченности которым минимальна.
Как вы понимаете, определение того, какой именно из факторов является
лимитирующим, чрезвычайно важно. Чтобы повлиять на организм, необходимо
обеспечивать его именно лимитирующим ресурсом, а не каким-либо другим.
|