КР Экология Кравец ВВ. 1(18) Живые организмы как среда жизни, формы адаптации
 Скачать 55.76 Kb.
|
|
1(18) Живые организмы как среда жизни, формы адаптации. Часть жизненного цикла многие виды гетеротрофных организмов обитают в других живых организмах, тела которых служат для них средой обитания. Некоторые группы низших животных, особенно это касается плоских червей, нематод и некоторых членистоногих, состоят исключительно из паразитических форм. Несколько паразитирующих видов есть и среди высших цветковых растений, таких, как омела, повилика. Паразитов больше всего среди микроорганизмов и относительно примитивных многоклеточных, а подверженность паразитизму наиболее присуща позвоночным животным и цветочным растениям. Паразиты обитают в специфических условиях внутренней среды хозяина. Это, с одной стороны, дает им целый ряд экологических преимуществ, а с другой – затрудняет осуществление их жизненного цикла по сравнению со свободноживущими особями. Между паразитами и хозяевами в процессе эволюции возникли сложные взаимоотношения. Существуют несколько форм адаптации и существования в живом организме как в среде обитания. Нередко более мелкий организм поселяется в жилище более крупного или вблизи него и со временем переходит на тело хозяина, а затем и внутрь, переключаясь на питание за счет его жизни или соков и таким образом причиняя ему вред. Квартирант может превратиться в конечном итоге в паразита, а тело хозяина становится для него средой обитания. Второй путь перехода к паразитизму — через хищничество. Так, хищник при нападении на крупную добычу, которую не может уничтожить и съесть сразу, при определенных условиях проникнув внутрь тела хозяина и найдя там благоприятную среду — обилие пищи, может превратиться в паразита. Организм хозяина для паразита становится средой обитания. Третий путь — случайное проникновение будущего паразита в организм хозяина. Например, крупные животные могут заглатывать с пищей мелкие формы, некоторые из них не погибают, а, приспосабливаясь к новым условиям, превращаются в паразитов. В природе сохранилось немало примеров перехода этих трех путей от квартирантства, хищничества и случайного паразитирования к подлинному паразитизму. Вместе с тем сегодня трудно сказать, когда на Земле появился первый паразит, от какой группы животных или растений он произошел. Паразитов обычно делят на две группы: эктопаразитов и эндопаразитов. Эктопаразиты — это наружные паразиты, обитающие на поверхности тела хозяина (клещи, пиявки, блохи). У растений-эктопаразитов большая часть тела находится вне хозяина, а в него внедряются и вступают в контакт с живыми клетками лишь органы чужеядного питания. Эндопаразиты — внутренние паразиты, живущие внутри тела хозяина. Это большинство гельминтов, бактерии, вирусы, паразитические простейшие. У многих паразитических грибов тело находится в межклетниках высшего растения, а в клетки внедряются гаустории. Паразитические низшие грибы и бактерии живут внутри клеток растения-хозяина. 2(28) Рост популяции. Кривая роста. Антропогенное влияние на экологию популяции. Популяция - совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определённую территорию. Популяции характеризуются общей численностью особей, плотностью (числом особей на единице площади), характером пространственного распределения особей, а также упорядоченностью структуры. Структура популяции проявляется в определённом количественном соотношении особей разного возраста, пола, размера, разных генотипов и т. п. В популяции действует борьба за существование, а также естественный отбор, благодаря которым выживают и оставляют потомство лишь особи с полезными в данных условиях изменениями. Таким образом, популяция представляет единицу эволюции, обладает многими признаками, которые характеризуют группу как целое, а не отдельно взятые особи. Групповые особенности – это основные характеристики популяции. К ним относится численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост, темпы роста. Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям составляют структуру популяции. Структура популяции формируется на основе общебиологических свойств вида, а также под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. В популяции имеют место внутривидовые и межвидовые конкурентные отношения в популяции. Среди внутривидовых отношений наиболее часто встречаются: за территорию, пищу, партнера и т.д.; агрессия, характеризующаяся истреблением особей своего вида, что способствует поддержанию численности популяции. Межвидовые взаимоотношения могут быть безразличными, вредными или полезными для партнеров. Динамика популяции – это изменение ее основных биологических показателей во времени. Особое значение при изучении динамики популяции уделяется изменениям численности особей, биомассы и популяционной структуры. Поддержание определенной численности получило название гомеостаз популяции. В основе реакции гомеостаза лежат изменения физиологических особенностей, роста популяции, поведения и др. Механизм популяционного гомеостаза зависит от экологической специфики вида, его подвижности, степени воздействия хищников и паразитов и т. д. Любая популяция способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют внешние факторы. Численность любой популяции чрезвычайно динамична, т е подвержена постоянным изменениям. Кривая роста численности популяции не застывает на одном месте, а постоянно колеблется в соответствии с меняющимися условиями. Численность и плотность популяции зависят от ее смертности. Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный период. Абсолютная (общая) смертность –это число особей, погибших в единицу времени (∆Nm). Удельная смертность (d) выражается отношением абсолютной смертности к численности популяции:  .Абсолютная и удельная смертность характеризуют скорость убывания популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, старости и т.д. Различают три вида смертности: 1.Одинаковая смертность во всех возрастах. Выражается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической прогрессией). 2. Повышенная гибель особей на ранних стадиях развития и свойствен большинству растений и животных. Максимальная гибель животных происходит в личиночной фазе или в молодом возрасте, у многих растений – в стадии прорастания семян и всходов. 3.Повышенная гибель взрослых, в первую очередь старых особей. Отмечается он у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине, а также в других местах с благоприятными условиями. Антропогенное воздействие на природу - прямое осознанное или косвенное и неосознанное воздействие человеческой деятельности, вызывающее изменение природной среды, естественных ландшафтов. Антропогенные воздействия на окружающую среду связаны с человеческой деятельностью и безусловно подлежат всяческому ограничению и нормированию. Необходимость этого ограничения и нормирования обусловлена тем обстоятельством, что чрезмерное вмешательство человека в биосферные системы нарушает их сбалансированность и внутренние связи. Антропогенное воздействие - любой вид хозяйственной деятельности человека в его отношении к природе. Антропогенные стрессоры приводят к изменению ареалов растений. Возросшая нагрузка на ландшафт в виде земледелия, выпаса, а в последние столетия и индустриализации вызвала во многих странах сокращение лесных площадей, ареалов древесных пород и видов нижнего лесного яруса. Ареалы растительных видов, особенно в открытых сельскохозяйственных ландшафтах и около промышленных центров, в настоящее время сильно изменяются под действием антропогенного стресса. Это выражается как в сокращении, так и в расширении ареала различных растений. В водоемах все возрастающее загрязнение сточными водами из крупных промышленных центров и населенных пунктов приводит к сокращению встречаемости некоторых чувствительных водных растений. Например, водяной орех, плавучий однолетник, раньше часто встречавшийся, сейчас он находятся под охраной Красной Книги. Отловленные в природе населяющие кору деревьев клещи, чувствительность которых к SО2определялась заранее, в течение недели выдерживались в клетках в различных частях городской зоны Брюсселя; при этом была установлена связь между загрязнениемSО2и процентом их смертности. Это говорит о пригодности данного вида животных в качестве прямого биоиндикатора. Имеются также результаты аналогичных опытов с личиночной стадией красноголовой синей мухи в промышленной зоне, говорящие о возможности использования этих животных в качестве объектов активного мониторинга. Индикаторными параметрами этой мухи могут являться смертность, процент окукливания, процент вылета здоровых особей и продолжительность жизни взрослых особей. Эти показатели дают достоверные различия в зависимости от степени загрязнения. Наблюдается зависимость плотности заселения от газодымовых выбросов у населяющего кору и питающегося в основном растущими здесь грибами и водорослями одного из видов сеноедов. Изменение особенностей местообитания (структуры фитоценозов, микроклимата, почвенных условий, накопления гумуса и т. п.) как следствие газодымовых выбросов у многих почвенных членистоногих приводит к изменению плотности заселения и структуры всего зооценоза. Так, прослежена связь степени загрязнения и структуры зооценозов в лесных, сельскохозяйственных и городских экосистемах, испытывающих действие газодымовых выбросов. Многими исследованиями показано, что существует четкая зависимость между повышенной плотностью популяции вредителей и степенью загрязнения. В результате физиологического ослабления деревьев, страдающих от газодымовых выбросов, возрастает плотность сосущих и минирующих насекомых, приводящее к их массовому размножению на крупных территориях. Итак, эволюционно сложившееся соотношение генотипов в природных популяциях могут нарушаться при антропогенных воздействиях. 3(39) Продуктивность экосистемы. Понятие о биомассе в экосистеме. Биологическая продуктивность - это скорость создания определенного количества биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав биогеоценоза. Биологическая продуктивность определяется количеством биомассы, синтезируемой за единицу времени на единицу площади (или объема) и выражается чаще всего в граммах углерода или сухого органического вещества или в энергетических единицах – эквивалентном числе калорий или джоулей. Биологическую продуктивность можно выразить продукцией за сезон, за год, за несколько лет или за любую другую единицу времени. Для наземных и донных организмов биологическая продуктивность определяется количеством биомассы на единицу площади, а для планктонных и почвенных - на единицу объема. Ключевое слово в понятии продуктивность – скорость. Однако вместо термина «продуктивность» часто используется термин «продукция», но при этом все равно учитывается фактор времени. Биологическую продуктивность нельзя смешивать с биомассой. Биомасса - это выраженное в единицах массы (веса) или энергии количество живого вещества тех или иных организмов, обитающих на исследуемой площади или в исследуемом объеме. первичную и вторичную продуктивность экосистем. Первичная продуктивность экосистем - это скорость, с которой автотрофные организмы (продуценты) в процессе фотосинтеза связывают солнечную энергию и запасают ее в форме химических связей органических веществ, т.е. скорость образования биомассы органического вещества автотрофами (продуцентами). Первичная продуктивность подразделяется на валовую и чистую продуктивность. Поэтому чистая первичная продукция, накопленная в виде биомассы растений всегда меньше валовой первичной продукции, созданной ими в процессе фотосинтеза. Чистая первичная продуктивность автотрофных организмов (продуцентов) может служить источником питания для гетеротрофных организмов, которые на ее основе образуют свою биомассу. Вторичная продуктивность - это скорость образования биомассы гетеротрофными организмами (консументами). При этом необходимо учитывать, что при переходе с одного трофического уровня консументов на другой значительная часть энергии расходуется в процессах жизнедеятельности, поэтому вторичная продукция каждого последующего трофического уровня будет меньше продукции предыдущего. Если в экосистеме скорость образования чистой первичной продукции выше темпов переработки ее консументами, то это ведет к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов распада в цепях разложения редуцентами, то происходит накопление мертвого органического вещества. В стабильных экосистемах биомасса остается постоянной, так как практически вся созданная продукция расходуется в цепях питания разнообразными консументами и редуцентами, т.е. природа стремится использовать полностью валовую продукцию. Кроме первичной и вторичной продукции биогеоценозов, различают промежуточную и конечную продукцию. Промежуточная продукция - это продукция, которая после потребления членами биогеоценоза снова возвращается в круговорот веществ этой системы. Конечная продукция - это продукция, которая выводится за пределы данной экосистемы. Например, продукция, получаемая человеком в процессе возделывания сельскохозяйственных культур, разведения домашних животных, охоты, промысла и т.д. Продуктивность различных экосистем неодинакова. Высокопродуктивные экосистемы встречаются там, где климатические условия благоприятны. При этом необходимо отметить, что большая часть земного шара покрыта океанами и пустынями с низкой продуктивностью. По мере продвижения с севера на юг увеличивается удельное количество солнечной энергии, попадающей на единицу поверхности Земли, что приводит к большему количеству видов, накоплению более значительной биомассы и повышению продуктивности экосистем суши. Общая чистая первичная продуктивность на Земле составляет 170 млрд. тонн в год, из которых 115 млрд. тонн дают экосистемы суши, а 55 млрд. тонн - экосистемы морей. В разных экосистемах зоомасса составляет незначительную долю биомассы. Совершенно очевидно, что жизнь людей, их производственная деятельность зависят от продуктивности основных биогеоценозов. Питание людей обеспечивается главным образом сельскохозяйственными культурами, занимающими около 10% площади суши и дающие примерно 9,1 млрд. тонн органического вещества в год, что составляет значительную часть мировых ресурсов. Кроме того, огромная масса первичной продукции используется человеком как техническое сырье в промышленности и быту (топливо, хлопок, лен, эфиромасличные культуры и др.), причем около 50% теряется в отходах. Но человек потребляет не только первичную продукцию. Он изымает из биосферы большое количество вторичной продукции в виде животной пищи, расходы которой подсчитать очень трудно. Таким образом, имеющиеся представления о продуктивности экосистем и мировом распределении первичной продукции дают возможность ориентироваться в обстановке, сложившейся на нашей планете и на строго научной основе разрабатывать мероприятия по рациональному использованию природных ресурсов. (Кияшова А.А. Липецк 2011) 4(53) Понятие о ноосфере- сфере разума и научных принципов использования биосферы. Ноосфера — (греч. nous — разум и sphaira — шар) — «сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития. Ноосфера — новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Понятие "Ноосфера" было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (1870-1954), который трактовал ее как "мыслящую" оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Очень важным в учении В. И. Вернадского о ноосфере было то, что он впервые осознал и попытался осуществить синтез естественных и общественных наук при изучении проблем глобальной деятельности человека, активно перестраивающего окружающую среду. По его мнению, ноосфера есть уже качественно иная, высшая стадия биосферы, связанная с коренным преобразованием не только природы, но и самого человека. В трудах В.И. Вернадского перечислен ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы: Заселение человеком всей планеты. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. Расширение границ биосферы и выход в космос. Открытие новых источников энергии. Равенство людей всех рас и религий. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Свобода научной мысли. Продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить потребности человека. В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. В структуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих человечество, общественные системы, совокупность научных знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой. Гармоничная взаимосвязь всех составляющих структуры есть основа устойчивого существования и развития ноосферы. Человек несет прямую ответственность за эволюцию планеты. Воздействие человека на биосферу сводится к следующим формам: изменение структуры земной поверхности, изменения состава биосферы, круговорота и баланса слагающих ее веществ, изменение энергетического, в частности теплового, баланса отдельных регионов земного шара, опасное для всей планеты, изменения, вносимые в биоту. Таким образом, человеком нарушены основные принципы естественного устройства биосферы. (Научно-технологический потенциал ноосферного образования. Ноосфера. Ноосферное развитие. Маслова Н.В. : М- 2016г.- 10с) Предлагает следующие принципы: 1. Принцип экологизации, 2. Принцип системности 3системность, а не ее теоретическая модель. 3. Принцип гармонизации 4. Принцип гуманизации 5. Принцип инструментальности. 6. Принцип личностной ориентации 7. Принцип опережающего развития образовательной технологии 8. Принцип простоты познания 9. Принцип экономичности затрат 10. Принцип потенциальной интеллектуальной безопасности. 5(68) Влияние сельскохозяйственной деятельности на животный мир. Агросфера — глобальная система, объединяющая всю территорию Земли, преобразованную сельскохозяйственной деятельностью человека. Агроэкосистемы — экосистемы, измененные человеком в процессе сельскохозяйственного производства. Это сельскохозяйственные поля, огороды, сады, виноградники, полезащитные лесные полосы и т. д. Агроценозы — биоценозы на землях сельскохозяйственного пользования, созданные с целью получения сельскохозяйственной продукции, регулярно поддерживаемые человеком биотические сообщества одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных. Животный мир представляет собой важную часть биосферы. Сельскохозяйственная деятельность приводит к сокращению биологического разнообразия животных в результате загрязнения и сокращения мест обитания, акклиматизация чуждых видов, прямого или случайного уничтожения с целью защиты продукции. Человек, распахивая целинные и залежные земли, создает сельскохозяйственные угодья, выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяет одни виды и уничтожает другие. Эти воздействия часто носят отрицательный характер. Необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др. К случайным относятся воздействия, которые происходят в природе под влиянием деятельности человека, но не были заранее предусмотрены и запланированы им: распространение вредителей, паразитов, случайный завоз различных организмов с грузом, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например осушением болот, постройкой плотин, распашкой целины и др. Человек в результате вырубки лесов, распашки целинных земель, осушении болот, строительства водохранилищ и каналов, прокладки дорог меняет привычные места обитания животных, условия их существования, вносит фактор беспокойства, а то и уничтожает животных. Так, много животных погибает во время обработки и сбора урожая, а также под колесами автотранспорта. Пагубно влияют на животный мир ядохимикаты, применяемые для борьбы с вредителями. Инсектициды убивают в зоне их применение не только насекомых-вредителей, но и полезных мелких животных. Передаваясь цепями питания, они распространяются в биосфере. Итак, сельскохозяйственная деятельность оказывает огромное влияние на формирование и направленность изменений в природной среде.(5) 6(83) Понятие о биологических моделях. Модели в биологии применяются для моделирования биологических структур, функций и процессов на разных уровнях организации живого: молекулярном, субклеточном, клеточном, органно-системном, организменном и популяционно-биоценотическом. Возможно также моделирование различных биологических феноменов, а также условий жизнедеятельности отдельных особей, популяций и экосистем. В биологии применяются в основном три вида моделей: биологические, физико-химические и математические (логико-математические). Биологические модели воспроизводят на лабораторных животных определённые состояния или заболевания, встречающиеся у человека или животных. Это позволяет изучать в эксперименте механизмы возникновения данного состояния или заболевания, его течение и исход, воздействовать на его протекание. Примеры таких моделей — искусственно вызванные генетические нарушения, инфекционные процессы, интоксикации, воспроизведение гипертонического и гипоксического состоянии, злокачественных новообразований, гиперфункции или гипофункции некоторых органов, а также неврозов и эмоциональных состояний. Для создания биологической модели применяют различные способы воздействия на генетический аппарат, заражение микробами, введение токсинов, удаление отдельных органов или введение продуктов их жизнедеятельности (например, гормонов), различные воздействия на центральную и периферическую нервную систему, исключение из пищи тех или иных веществ, помещение в искусственно создаваемую среду обитания и многие другие способы. Биологические модели широко используются в генетике, физиологии, фармакологии. 7(90) Виды ответственности за экологические на рушения. Экологическое право–это отрасль права, которая регулирует общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы. Источниками экологического права являются следующие правовые документы: 1. Конституция; 2. Законы и кодексы в области охраны природы; 3. Указы и распоряжения Президента по вопросам экологии и природопользования; 4. Правительственные природоохранные акты; 5. Нормативные акты министерств и ведомств; 6. Нормативные акты органов местного самоуправления. Законы и иные правовые акты, принимаемые в Российской Федерации, не должны противоречить Конституции РФ. Систему экологического законодательства возглавляет закон Российской Федерации об охране окружающей природной среды 2002г. К основным методам экономического регулирования природопользования и охраны ОС относятся: плата за пользование ресурсами и негативное воздействие на окружающую среду; установление лимитов на выбросы сбросы и захоронение загрязняющих веществ и микроорганизмов; предоставление налоговых и кредитных льгот при внедрении технологий, сберегающих природу. Рассмотрим классификацию эколого-правовой ответственности в зависимости от применяемых санкций. Административная ответственность в природоохранной практике встречается наиболее часто — 90% от общего числа привлеченных лиц по экологическим правонарушениям. Административная ответственность должностных лиц и граждан выражается в виде предупреждений и штрафов, предприятий — штрафов (глава 8 КоАП РФ). Конкретный размер штрафа определяется компетентным органом в зависимости от характера и вида совершенного правонарушения (административного проступка), степени вины правонарушителя и причиненного вреда. Административно-правовые меры: приостановление или прекращение строительства, реконструкции или расширения объектов промышленного или иного назначения, осуществляемых с нарушением природоохранного законодательства; приостановление эксплуатации промышленных и иных предприятий, нарушающих нормы и правила охраны окружающей природной временное запрещение эксплуатации транспортных средств, у которых содержание вредных примесей в отработанных газах превышает допустимую норму; лишение лицензий, паспортов, билетов на комплексное и конкретных видов природопользование. В случае несоблюдения норм и правил землепользования и охраны земель у собственника в судебном порядке может быть изъята земля. Гражданско-правовая (материальная) ответственность наступает в случае, если причиненный окружающей среде ущерб повлек за собой вред здоровью и имуществу граждан или имущественным интересам юридических лиц. Материальный ущерб, причиненный экологическим правонарушением, возмещается виновным лицом добровольно или по решению суда. С согласия сторон или по решению суда вред может быть возмещен в натуральной форме, путем возложения на ответчика обязанностей по восстановлению окружающей природной среды за счет собственных средств (например, дезактивация зараженного участка местности, вывоз токсичных отходов производства в безопасное место). Уголовная ответственность возлагается при совершении должностными лицами и гражданами общественно опасных деяний, посягающих на установленные в РФ экологический правопорядок и экологическую безопасность общества. В Уголовном кодексе экологическим правонарушениям отведена глава 26 «Экологические преступления». К уголовной ответственности привлекаются лица, виновные в загрязнении вод и атмосферы вредными для здоровья людей веществами (ст. 250-252), незаконной охоте, промысле, рыбной ловле (ст. 256—258), рубке леса (ст. 260-261), порче земель (ст. 254). В зависимости от размера причиненного вреда виновное лицо облагается штрафами либо наказывается лишением свободы от 2 до 8 лет. В случае массового уничтожения растительного и животного мира, отравления атмосферы или водных ресурсов, а также совершения иных действий, способных вызвать экологическую катастрофу (ст. 358 «Экоцид»), виновные наказываются лишением свободы на срок от 12 до 20 лет. Дисциплинарная ответственность устанавливается за дисциплинарный проступок, связанный с невыполнением или ненадлежащим выполнением профессиональных обязанностей. Дисциплинарная ответственность за экологическое правонарушение включает любые виды дисциплинарных наказаний, определенных Трудовым кодексом. В отношении должностных лиц, виновных в невыполнении природоохранных мероприятий, создании аварийных ситуации на предприятии, предусматривается (ст. 192 ТК РФ): замечание; выговор; увольнение. Инициатива привлечения виновных лиц к дисциплинарной ответственности исходит от администрации, контролирующих и правоохранительных органов. Список используемой литературы.
|