Общая Биология. Учебник для студентов высших учебных заведений Ульяновск
 Скачать 9.07 Mb.
|
|
187 1) постепенное увеличение общей её массы и продуктивности 2) прогрессивное накопление аккумулированной солнечной энергии в поверхностных оболочках Земли 3) увеличение информационной ёмкости биосферы проявляющейся в нарастающей диверсификации (росте разнообразия) органических форм, увеличении числа геохимических барьеров и возрастании дифференциро- ванности физико-географической структуры биосферы 4) усиление некоторых биогеохимических функций живого вещества и появление новых функций 5) усиление преобразующего воздействия жизни на атмосферу, гидросферу и литосферу увеличение роли живого вещества и продуктов его жизнедеятельности в геологических, геохимических и физико- географических процессах 6) расширение сферы действия биотического круговорота и усложнение его структуры 7) всё возрастающее трансформирующее воздействие человеческой деятельности Если в эволюции живого вещества имеется непрерывный поток генетической информации ив геноме человека есть гены от всего ряда его предков, тов составе биосферы имеются виды различного геологического возраста - «экогеноэлементы», или «биоэлементы» экосистем. Происходит эволюционная замена этих биоэлементов, в региональных рамках иногда полная замена, включающая исчезновение предшественников. Массовое истребление видов человеком не могло не изменить естественных процессов. Например, плиоценовое исчезновение крупных животных, видимо, происходило не только в результате прямого преследования, но и из-за нарушения цепей питания, что вело к преобразованию экосистем в целом. Современное уничтожение видов, идущее намного быстрее, чем во времена плиоценового перепромысла, ведет к процессам, в результате которых снижается биомасса, продуктивность и информационность биосферы, меняется характер аккумуляции солнечной энергии в поверхностных оболочках Земли и т.д. 15.4. Ноосфера - высший этап эволюции биосферы. Человек как природный объект и активный элемент биосферы Ноосфера - новое состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором е развития Понятие ноосфера было введено в науку французским философом Э. Леруа и французским палеонтологом, философом и теологом П. Тейяром де Шарденом в 1927 году. Однако они дали идеалистическое толкование ноосферы как особого надбиосферного мыслительного пласта, окутывающего планету. В х годах XX века В.И. Вернадский раз 188 Человек и биосфера вил представление о ноосфере с материалистических позиций. Он понимал ноосферу как качественно новую форму организованности, возникающую при взаимодействии биосферы и общества как новое эволюционное состояние биосферы, целенаправленно преобразуемой в интересах человечества Науку о взаимоотношении между человеческим обществом и природой назвали ноогеникой. Основная её задача - исправление нарушений во взаимосвязях человека и природы, вызванных прогрессом техники. На начальном этапе воздействия человека на природу не отличались от воздействия других живых организмов. Извлекая из окружающей среды средства для существования в таком количестве, которое полностью восстанавливалось, и возвращая в среду продукты жизнедеятельности, которые использовались другими организмами, человек не нарушал биотический круговорот вещества и энергии в биосфере. Однако в результате научно- технического прогресса а также во многом стихийного роста промышленности, энергетики, транспорта, широкой химизации сельского хозяйства и быта, быстрого роста народонаселения и урбанизации планеты биотический круговорот резко нарушился, стал незамкнутым Человек, извлекающий сырьё во всё возрастающем количестве, производит такие вещества, которые не используются другими организмами, накапливаясь в биосфере. Ежегодно из Земли извлекается более 100 млрд тонн различных пород сжигается около 1 млрд тонн условного топлива выбрасывается в атмосферу около 20 млрд тонн СОг, 300 млн тонн СО, 50 млн тонн NO, 150 млн тонн SO2, 4-5 млн тонн H2S и других вредных газов, более 400 млн тонн частиц золы, сажи, пыли сбрасывается в гидросферу около 600 млрд тонн промышленных и бытовых стоков, около 10 млн тонн нефти и нефтепродуктов вносится в почву около 100 млн тонн минеральных удобрений. В биосферу поступает около 50% извлечённых из недр металлов, 30% химического сырья, до 67% тепла, вырабатываемого теплоэлектростанциями. Каждый год создаются сотни тысяч тонн не встречавшихся ранее в биосфере химических соединений (ксенобиотиков и др, многие из которых не поддаются биологическому и физическому разрушению. Естественные процессы метаболизма и разбавляющая способность атмосферы и гидросферы в ряде районов планеты уже не в состоянии нейтрализовать вредное действие хозяйствования человека Накопление персистентных (стойких) загрязняющих веществ, которые почти не разрушаются в природе, нарушает сложившиеся входе длительной эволюции природные системы и связи в биосфере, подрывает способность природных комплексов к саморегуляции. С х гг. XX века стала очевидной опасность истощения природных ресурсов, как невозобновляемых (нефть, уголь, руды, таки возобновляемых (растительный, животный мири др С середины XX века воздействие человека на природу приняло глобальный характер. Человек и биосфера 189 За период с конца XVI века дох гг. XX века с лица Земли исчезли главным образом из-за разрушения местообитаний) 109 видов птиц, 64 вида млекопитающих, 20 видов пресмыкающихся. Сначала х гг. XX века ежедневно исчезал, поданным МСОП, 1 вид (подвид) животных. Вымирание угрожает почти 1000 ныне живущим видам птиц и млекопитающих примерно половина из них находится в тропических лесах, которые сводятся со скоростью несколько десятков гав минуту. Не менее 1/4-1/6 суши уже лишены естественного растительного покрова. Под угрозой исчезновения находится каждый й вид высших растений, каждый й вид земноводных и каждый й вид пресмыкающихся. Под прессом сильного хозяйственного воздействия находится около 50% суши. Большие площади коренных биогеоценозов замещаются вторичными, более упрощёнными, однообразными по составу и структуре, с заметно пониженной продуктивностью. Естественный покров степной зоны сменился посевами и насаждениями культурных растений, городскими и индустриальными территориями. Сформулированы принципы сохранения биосферы имеющие основополагающее значение для ноогеники: 1) принцип необходимости разнообразия природы (только многообразная и разнообразная живая природа оказывается устойчивой и высокопродуктивной 2) принцип потенциальной полезности каждого компонента природы (сейчас трудно предвидеть возможное значение каждого вида организмов для человека в будущем 3) принцип всеобщности связи в живой природе (выпадение како го-либо одного звена в сложной цепи трофических и иных связей в природе часто приводит к непредвиденным результатам. Перед человечеством стоит актуальная проблема разработки методов и способов сознательного регулирования обмена веществом и энергией между человечеством и биосферой, включения человеческой деятельности в биогеохимические циклы с учётом важнейших закономерностей развития биосферы. Путями её решения являются а) экологизация экономики включая промышленность, энергетику, транспорт, сельское хозяйство) посредством развития безотходной и малоотходной технологии, перехода на циклическое использование водных и других ресурсов б) экологизация права и сознания людей. В настоящее время человечество стоит на пороге экологического кризиса, превращения биосферы в непригодную для жизни техносферу Положительное влияние человека на биосферу (выведение новых породи сортов, создание культурных биогеоценозов с высокой биопродуктивностью, выведение штаммов полезных микроорганизмов как основы микробиологической промышленности, интродукция полезных видов в новые условия обитания) несравнимы с отрицательными последствиями его деятельности. 190 Человек и биосфера Уничтожение лесов резко нарушило водный режим планеты. Мелеют реки, истощаются запасы грунтовых вод, возрастают потери от эрозии почв, возрастает степень загрязнённости природной среды промышленными отходами, пестицидами, радиоактивными веществами. Искусственные биоценозы, благодаря усилиям человека, теснят естественные биоценозы. 20% суши в настоящее время уже полностью преобразовано человеком. Во второй половине XX века как никогда ранее остро встала проблема объединения усилий всего человечества для спасения среды его обитания. Действия человека должны приобрести единый, согласованный с законами существования и развития биосферы характер. 15.5. Международные программы по изучению биосферы Глобальный характер проблем взаимоотношения человечества и биосферы настоятельно требовал концентрации усилий в их изучении. Уже в 1948 году была создана международная неправительственная организация с консультативным статусом при ЮНЕСКО - Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП), объединившая усилия 550 членов из 116 стран. 14-ая Ассамблея МСОП, состоявшаяся в 1978 году в Ашхабаде, выработала проект Всемирной стратегии охраны природы, который с 1979 года стал официальным программным документом МСОП в его деятельности по сохранению генетического разнообразия организмов, созданию возможностей непрерывного использования человеком природных ресурсов, поддержанию экологического равновесия и пр. В настоящее время постоянные комиссии МСОП ведут конкретную работу по осуществлению нескольких сотен проектов практически во всех странах мира. МСОП издаёт Международную Красную Книгу Список национальных парков и эквивалентных резерватов публикует ежемесячные бюллетени. Штаб-квартира МСОП находится в г. Глан (Швейцария. С 1964 по 1974 гг. усилия 58 стран, многих международных организаций координировались в рамках Международной Биологической Программы (МБП), которая являлась программой глобального изучения биологической продуктивности наземных, пресноводных и морских растительных и животных сообществ. Итоги исследований в рамках МБП опубликованы в томном издании Ресурсы биосферы (1975-76 гг.). . Как продолжение МБП на й сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО (1971 г) была принята межправительственная программа по координации фундаментальных исследований проблем управления естественными ресурсами - Человек и Биосфера (МАБ). В ней участвуют более 100 стран. Основная задача МАБ - осуществление в различных регионах мира комплексных многолетних исследований воздействия человека на процессы в биосфере, а также изучение влияния изменений этих процессов Человек и биосфера 191 на самого человека. Программа включает 14 проектов, посвященных изучению влияния многообразной деятельности человека (землепользование, инженерно-технические работы, использование энергии и др) на основные типы биомов Земли (леса, тундру, саванны, степи, пустыни и т.п.) и на окружающую среду в целом. В рамках этих 14 проектов разрабатывается около 1 ООО полевых проектов, в том числе изучение воздействия загрязнения воздуха на лесные экосистемы наблюдения за изменениями различных компонентов окружающей среды в местах действия новых ирригационных систем исследования, связанные с многосторонней оценкой ресурсов, излучением влияния развития туризма в различных горных системах. В соответствии с задачами программы МАБ по всему миру создана сеть биосферных заповедников, которые охватывают все основные мировые экосистемы Биосферные заповедники представляют собой участки наземных или прибрежных экосистем, получившие международное признание в рамках программы ЮНЕСКО Человек и биосфера (МАБ). Они предназначены для того, чтобы способствовать установлению и быть примером оптимальных взаимоотношений между человеком и природой. Каждый из биосферных заповедников состоит по меньшей мере из одной заповедной зоны, а также буферной зоны и зоны сотрудничества. В общей сложности по состоянию на июль 2003 года создано 440 биосферных заповедников в 97 странах, из них 31 - в России. В рамках программы МАБ осуществляется работа по инвентаризации биоразнообразия российских биосферных заповедников, формируются базы данных «МАБ-фауна» и «МАБ-флора». Программа и заповедники служат моделью для создания долгосрочного оптимального баланса между окружающей средой и экономической деятельностью, что является необходимой предпосылкой для устойчивого развития. ОГЛАВЛЕНИЕ ГЛАВА 7. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ 3 7.1. Жизненные циклы организмов как отражение их эволюции. Понятие об онтогенезе. Периодизация онтогенеза , 3 7.2. Борьба материализма и идеализма в решении проблемы развития. Преформизм и эпигенез 8 7.3. Общая характеристика стадий эмбрионального развития 11 7.3.1. Дробление 11 7.3.2. Гаструляция 18 7.3.3. Стадия первичного органогенеза 27 7.3.4. Стадия дефинитивного органогенеза 28 7.4. Внезародышевые (провизорные) органы 28 ГЛАВА 8. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МЕХАНИЗМЫ ОНТОГЕНЕЗА 31 8.1. Дифференциация в развитии. Этапы дифференциации 31 8.2. Факторы клеточной дифференциации 32 8.3. Механизмы избирательной активности генов 37 8.4. Целостность онтогенеза. Интеграция в развитии. Понятие о корреляциях 39 8.5. Роль наследственности и среды в онтогенезе 44 8.6. Критические периоды развития. Тератогенные факторы среды 45 ГЛАВА 9. ПОСТНАТАЛЬНЫЙ ОНТОГЕНЕЗ И ПРОБЛЕМА ГОМЕОСТАЗА 48 9.1. Общая характеристика постнатального онтогенеза постэмбрионального развития) 48 9.2. Биологические аспекты и механизмы старения 50 9.3. Биологическая и клиническая смерть 53 9.4. Понятие о гомеостазе. Общие закономерности гомеостаза живых систем 54 9.5. Регенерация органов и тканей как процесс развития 58 9.5.1. Физиологическая регенерация 59 9.5.2. Репаративная регенерация 60 9.5.3. Патологическая регенерация 62 9.5.4. Способы репаративной регенерации 63 9.6. Биологические ритмы. Значение хронобиологии в медицине 65 ГЛАВА 10. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ 69 10.1. До дарвиновский период становления эволюционной идеи 69 Оглавление 193 10.2. Возникновение дарвинизма 70 10.3. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина 78 10.4. Характеристика современного периода синтеза дарвинизма и генетики. Современная (синтетическая) теория эволюции 83 10.5. Биологический вид - реально существующая группа особей в природе 85 10.6. Макро- и микроэволюция. Характеристика их результатов 87 ГЛАВА 11. ПОПУЛЯЦИЯ - ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА ЭВОЛЮЦИИ. ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ 90 11.1. Популяция - элементарная единица эволюции. Содержательное и математическое выражение закона Харди-Вайнберга. Понятие о первичном эволюционном явлении 90 11.2. Характеристика элементарных эволюционных факторов 94 11.2.1. Мутации 94 11.2.2. Популяционные волны 97 11.2.3. Изоляция 99 11.2.4. Адаптивный характер и формы естественного отбора ... 101 11.2.4.1. Движущий отбор 102 11.2.4.2. Стабилизирующий отбор 103 11.2.4.3. Дизруптивный отбор 105 11.3. Видообразование и формирование адаптации 106 11.3.1. Способы видообразования 106 11.3.2. Адаптации и предадаптации 108 11.3.3. Понятие об экологической нише 110 11.4. Специфика действия элементарных эволюционных факторов в популяциях людей ПО 11.4.1. Популяционная структура человечества 110 11.4.2. Влияние мутационного процесса на генетическую конституцию людей 111 11.4.3. Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях. Популяционно-генетические эффекты действия систем отбора-контротбора 113 11.4.4: Генетический полиморфизм и генетический груз человечества. Генетический полиморфизм 116 ГЛАВА 12. ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР КАК РЕЗУЛЬТАТ ПРОЦЕССА ЭВОЛЮЦИИ 122 12.1. Возникновение жизни на Земле 122 12.2. Проблема направленности эволюционного процесса 128 12.3. Биологический и морфофизиологический прогресс, их критерии и генетическая основа 129 194 Оглавление 12.4. Необратимость эволюции. Принципы эволюции органов 134 12.5. Филогенетические связи в живой природе и естественная классификация живых форм 137 ГЛАВА 13. АНТРОПОГЕНЕЗ 141 13.1. Положение вида Человек разумный (Homo sapiens) в системе животного мира. Качественное своеобразие человека 141 13.2. Стадии (этапы) антропогенеза 144 13.3. Биологические факторы антропогенеза 149 13.4. Специфика действия биологических факторов в современной период антропогенеза 150 13.5. Социальные факторы антропогенеза 150 13.6. Белые пятна проблемы антропогенеза 151 13.7. Современные гипотезы происхождения человека 154 13.8. Расы и видовое единство человечества 158 13.9. Биологическое наследство человека, его значение в определении здоровья людей. Критика положений биологизаторских концепций природы человека и факторов развития человечества 160 13.10. Перспективы человечества 162 ГЛАВА 14. ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ. БИОГРАФИЧЕСКИЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 165 14.1. Экология как наука об отношениях организмов с окружающей средой 165 14.2. Понятие об экологических факторах, экосистеме, биогеоценозе .. 166 14.3. Биогеоценоз как относительно стабильный саморегулирующийся природный комплекс 168 14.4. Антропобиогеоценоз. Специфика среды жизни людей 172 14.5. Предмет экологии человека. Биологический и социальный аспекты адаптации людей, её опосредованный характер 175 14.6. Общая характеристика антропогенных систем 178 14.7. Биологическая изменчивость людей и биогеографическая характеристика среды. Экологическая дифференциация человечества ... 179 ГЛАВА 15. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА 182 •15.1. Понятие о биосфере. Современные концепции биосферы 182 15.2. Живое вещество и функции биосферы 183 15.3. Эволюция биосферы 186 15.4. Ноосфера - высший этап эволюции биосферы. Человек как природный объект и активный элемент биосферы 187 15.5. Международные программы по изучению биосферы 190 |