Методика экологического воспитания. Природа понятие о среде обитания организмов
 Скачать 487.5 Kb.
|
|
ПРИРОДА 1. Понятие о среде обитания организмов. Среда обитания – это часть природы, которая окружает организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Среда обитания каждого организма многообразна и изменчива. Она слагается из множества элементов живой и неживой природы, а также элементов, привносимых человеком в результате хозяйственной деятельности. Следовательно: совокупность природных условий и явлений, окружающих живые организмы, с которыми эти организмы находятся в постоянном взаимодействии, называется средой обитания. Роль среды двояка. Прежде всего, живые организмы получают из среды, в которой обитают, пищу и энергию. Кроме того, различные среды ограничивают распространение организмов по земному шару. Выделяют четыре основные среды обитания, освоенные живыми организмами: 1)водная 2)наземно-воздушная 3)почвенная 4) живые организмы - заселенные паразитами и симбионтами. Водная среда (гидросфера) - занимает 71% площади земного шара. Характерной чертой водной среды является ее подвижность. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию температуры во всем водоеме, т.к. вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью и считается наиболее стабильной по экологическим условиям средой, без резких колебаний температур. В воде кислорода в 20 раз меньше, чем в атмосфере, и здесь он является лимитирующим фактором. Наземно-воздушная среда - Наземная среда самая сложная по экологическим условиям. Экологические факторы здесь отличаются рядом специфических особенностей: сильные колебания температур, более интенсивный свет, меняющаяся влажность в зависимости от сезона года, времени суток и географического положения. Особенностью этой среды является то, что организмы, обитающие здесь, окружены воздухом – газообразной средой, характеризующейся низкой влажностью, плотностью, давлением, а также высоким содержанием кислорода. Почвенная среда. Почва представляет собой сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Почва обладает также своеобразными биологическими особенностями, поскольку она тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Живые организмы. Как известно, для растений и животных, ведущих симбиотический образ жизни, организм, на котором они поселяются (хозяин), является специфичной средой жизни. У хозяина в результате вырабатываются самые различные защитные реакции. Паразиты же, в свою очередь, приспосабливаются к этим реакциям, и, таким образом, процесс коадаптации, взаимного приспособления паразита к хозяину и, наоборот, хозяина к паразиту осуществляется постоянно. 2. Понятие об экологических факторах. Элементы среды, необходимые организму или отрицательно на него воздействующие – это экологический фактор. Экологические факторы делятся на: абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы делятся на: - химические (химический состав атмосферы, морских и пресных вод, донных отложений) - физические (тепло, вода, свет, воздух, температура, давление, влажность) Влага. В зависимости от места обитания и влажности растения бывают:
В зависимости от места обитания и влажности животные бывают:
Тепло:
По адаптации к низким температурам различают следующие растения:
Воздух: Растения делятся на:
Свет – все живые организмы. Делятся на:
Биотические факторы. Делятся на:
Антропогенные факторы. Совокупность воздействия деятельности человека на органический мир. 3. Понятие о биоценозах и экосистеме. Проблема взаимоотношений между организмами. Типы отношений. Биоценоз — совокупность популяций всех видов живых организмов, населяющих определенную географическую территорию, отличающуюся от других соседних территорий по химическому составу почв, вод, а также по ряду физических показателей (высота над уровнем моря, величина солнечного облучения и т.д.). Биоценоз, или сообщество, (термин предложен Мебиусом в 1877 году) - объединение организмов, которые связаны друг с другом взаимозависимостью и образуют группировку, относительно стабильную во времени и пространстве. Биоценозы могут быть устойчивыми или циклическими. В современной экологии под биоценозом понимается группировка живых организмов, формируемая в определенных более или менее устойчивых условиях внешней среды, характеризуемая определенным видовым составом и наличием взаимозависимостей между входящими в нее видами. 6 Биоценоз занимает пространство, именуемое биотопом. Размеры и продолжительность существования биоценоза могут быть весьма различными. Синонимами биоценоза можно считать ассоциацию или сообщество. Экосистема - это система, состоящая из биотопа и населяющего его биоценоза. Экосистема обычно относительно однородна по рельефу, климату, видовому составу населения, физическим и химическим свойствам биотопа. Интенсивность обмена веществ и энергии между компонентами экосистемы, как правило, относительно стабильна. Экосистемы обычно складываются в процессе длительной эволюции и являются адаптацией видов к окружающей их среде обитания. Они обладают свойством саморегуляции и способны противостоять изменениям окружающей среды и резким колебаниям численности и плотности составляющих их популяций или их группировок. Экосистема обычно включает в себя: - биотические органические и неорганические вещества среды обитания живых организмов; - автотрофные организмы-продуценты, способные синтезировать органические вещества за счет неорганической среды; - гетеротрофные организмы-консументы, питающиеся продуцентами или другими консументами; - редуценты (или биоредукторы, или деструкторы), разлагающие органические вещества на неорганические составляющие. Выделяют 9 типов наиболее важных взаимодействий между видами (по Ю. Одуму, 1986):
4. Трофические цепи. Экологические пирамиды. Представление о круговороте веществ и преобразовании энергии в биосфере. Трофическая цепь - пищевая цепь, цепь питания, взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит трансформация вещества и энергии; группы особей (бактерии, грибы, растения и животные), связанные друг с другом отношением пища — потребитель. В трофической цепи при переносе потенциальной энергии от звена к звену большая её часть (до 80—90%) теряется в виде теплоты. Поэтому число звеньев (видов) в трофической цепи обычно не превышает 4—5 и, очевидно, чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько или много видов, каждый из которых в свою очередь может служить пищей нескольким видам. Поэтому трофические взаимоотношения видов в природе точнее передаются термином трофическая сеть (или паутина). Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме. Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц. Типы экологических пирамид 1. пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов 2. пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м2, кг/га, т/км2 или на объем - г/м3 3. пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях. Все живые организмы находятся во взаимосвязи с неживой природой и включены в непрерывный круговорот веществ и энергии. Под круговоротом веществ понимают повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер. В круговороте веществ принимают участие все живые организмы, поглощающие из внешней среды одни вещества и выделяющие в нее другие. Непрерывная циркуляция химических элементов в биосфере по более или менее замкнутым путям называется биогеохимическим циклом. Необходимость такой циркуляции объясняется ограниченностью их запасов на планете. Чтобы обеспечить бесконечность жизни, химические элементы должны совершать движение по кругу. Круговорот каждого химического элемента является частью общего грандиозного круговорота веществ на Земле, т. е. все круговороты тесно связаны между собой. Круговорот веществ, как и все происходящие в природе процессы, требует постоянного притока энергии. Основой биогенного круговорота, обеспечивающего существование жизни, является солнечная энергия. Связанная в органических веществах энергия но ступеням пищевой цепи уменьшается, потому что большая ее часть поступает в окружающую среду в виде тепла или же тратится на осуществление процессов, происходящих в организмах, Поэтому в биосфере наблюдается поток энергии и ее преобразование. Таким образом, биосфера может быть устойчивой только при условии постоянного круговорота веществ и притока солнечной энергии. Одновременно с миграцией атомов происходит и преобразование энергии. Единственным источником энергии на Земле является Солнце. Часть тепла расходуется на обогрев Земли и испарение воды. И только 0,2 % солнечной энергии используется в процессе фотосинтеза. Эта энергия преобразуется в энергию химических связей органических веществ. При расщеплении и окислении органических веществ в процессе питания энергия освобождается и расходуется на процессы жизнедеятельности организмов: рост, движение, размножение, развитие, обогрев тела. Таким образом, постоянно поступающая солнечная энергия аккумулируется в органических веществах и ее используют все живые организмы. 5. Основные учения о биосфере. Свойства и функции живого вещества. 6. Этапы развития биосферы. Ноосфера. Можно условно выделить следующие последовательные этапы эволюции биосферы: синтез простых органических соединений, биогенез, антропогенез, техногенез и ноогенез. 1) Синтез простых органических соединений (химическая эволюция) в геосферах Земли совершался под действием ультрафиолетовой радиации: метана, аммиака, водорода, паров воды. Начало этапа - 3,5-4,5 млрд. лет. 2) Биогенез - преобразование косного вещества геосферы земли в живое вещество биосферы (образование высокомолекулярных органических соединений из простых соединений под действием геофизических факторов). Начало этапа - 2,5-3,5 млрд. лет назад (появление живого вещества биосферы). 4) Техногенез - преобразование природных комплексов биосферы в процессе производственной деятельности человека и формирование техногенных и природно-технических комплексов, т.е. техносферы как составной части биосферы. Начало этапа - 10-15 тыс. лет назад (появление городских поселений). 5) Ноогенез - процесс превращения биосферы в состояние разумно управляемой социально-природной системы (ноосферы). Ее можно характеризовать как состояние биосферы, при котором осуществляются: а) рациональное использование природы, т.е. рациональное природопользование; б) устойчивое развитие мирового человеческого сообщества. Это процесс становления и развития человеческого интеллекта, или, точнее, создаваемого им единого пула логической информации. Ноосфера - это учение В. И. Вернадского. Ноосфера -- высшая стадия развития биосферы. Это «сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития». Непреходящая ценность учения В. И. Вернадского о ноосфере именно в том, что он выявил геологическую роль жизни, живого вещества в планетарных процессах, в создании и развитии биосферы и всего разнообразия живых существ в ней. Среди этих существ он выделил человека как мощную геологическую силу. Эта сила способна оказывать влияние на ход биогеохимических и других процессов в охваченной ее воздействием среде Земли и околоземном пространстве (пока «ближний» Космос). Вся эта среда (ноосфера) весьма существенно изменяется человеком благодаря его труду. Он способен перестроить ее согласно своим представлениям и потребностям, изменить фактически ту биосферу, которая складывалась в течение всей геологической истории Земли. В. И. Вернадский писал, что становление ноосферы «есть не случайное явление на нашей планете», «создание свободного разума», «человеческого гения», а «природное явление, резко материально проявляющееся в своих следствиях в окружающей человека среде» Иными словами, ноосфера -- окружающая человека среда, в которой природные процессы обмена веществ и энергии контролируются обществом. 7. Грибы как типологическая единица. Грибы – одна из ядерных гетеротрофных организмов. Насчитывает около 100 тыс. видов. Обитают на богатой органическими веществами почве в сырых затемненных местах или открытых пространствах, на растениях и растительных остатках, на продуктах питания, в организмах животных и человека. Размножение бесполым путем: 1. Вегетативное размножение – частями мицелия или распаданием на отдельные клетки (плесневые). 2. Размножение почкованием (дрожжевые грибы, некоторые головневые). 3. Собственно бесполое размножение осуществляется посредством спор. Размножение половым путем: 1. Путем слияния содержимого двух клеток на концах гиф (гамет) с образованием зиготы. Сливающиеся гаметы содержат только половинный набор хромосом. В зиготе число хромосом соответственно удваивается. Значение грибов в природе и жизни человека. Грибы играют значительную роль в круговороте веществ, в разложении растительных и животных остатков, в образовании органического вещества. Обладая богатым ферментным аппаратом, грибы активно разлагают попадающие в почву остатки животных и растений, способствуя образованию плодородного слоя почвы. В этих процессах участвуют как напочвенные макромицеты, так и многие микроскопические грибы. Большое значение в жизни древесных пород имеют грибы-микоризообразователи. Многие грибы обладают богатым ферментным аппаратом и способны образовывать ряд физиологически активных веществ. Эти свойства грибов широко применяются для различных целей: для осветления фруктовых соков; для переработки сырья, грубых кормов, разрушения остатков бумажных отходов; для гидролиза белков; для гидролиза крахмала. При помощи гриба черной плесени в промышленном масштабе получают лимонную кислоту. Многие грибы, особенно микроскопические, образуют физиологически активные вещества. К ним относятся антибиотики, витамины (в том числе из группы фолиевых), органические кислоты (лимонная и др.), ряд ферментных препаратов, галлюциногены и т.п. Некоторые такого рода вещества получают в промышленных масштабах для лечения человека и животных или для других нужд народного хозяйства (пенициллин, лимонная кислота и др.). 8. Водоросли, лишайники и их роль в природе. Водоросли (лат. Algae) — гетерогенная экологическая группа преимущественно фототрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. Вступая в симбиоз с грибами, эти организмы в ходе эволюции образовали совершенно новые организмы — лишайники. Водоросли, как автотрофные обитатели пресных и океанских вод являются производителями первичного органического вещества. На их долю приходится примерно половина от всего фиксированного С02 за год. Соответственно, водоросли являются очень важными первичными продуцентами, с которых начинается практически все пресноводные и морские пищевые цепи. Водоросли производят при фотосинтезе примерно половину всего кислорода, выделяемого живыми организмами, и тем самым поддерживают уровень кислорода в атмосфере.Из водорослей получают множество химических веществ, необходимых человеку. |