Работа. Значение растений и животных в функционировании биосферы

• Название: Значение растений и животных в функционировании биосферы
• Дата: 09.10.2022
• Размер: 82.87 Kb.
• Имя файла: Работа.docx
• Тип: Курсовая; #722563
• страница: 2 из 3

ГЛАВА 2. РОЛЬ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ В РАЗВИТИИ БИОСФЕРЫ

2.1 Основные свойства живого вещества

Понятие «живое вещество» ввел в науку В.И. Вернадский и понимал над ним совокупность всех живых организмов планеты.

Живое вещество обладает рядом уникальных свойств:

1. 
   В живом веществе, благодаря наличию ферментов, химические реакции протекают в тысячи раз быстрее, чем в неживой природе. Полученные организмом вещества и энергия перерабатываются и отдаются в значительно больших количествах. Например, масса насекомых, которых съедает синица за день, равна ее собственной массе, а некоторые гусеницы употребляют за сутки в 200 раз больше еды, чем весят сами.
   
2. 
   Индивидуальные химические элементы (белки, ферменты, а иногда и отдельные минеральные соединения) синтезируются только в живых организмах.
   
3. 
   Живое вещество стремится заполнить собой все возможное пространство. В.И. Вернадский называет две специфические формы движения живого вещества:
   

а) пассивную, которая осуществляется размножением, и присуща как животным, так и растительным организмам;

б) активную, которая осуществляется за счет направленного движения организмов (в меньшей степени характера для растений).

4. 
   Живое вещество проявляет значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. В природе известно более 2 млн. органических соединений, которые входят в состав живого вещества, тогда когда количество минералов неживого вещества составляет около 2 тыс.
   
5. 
   Живое вещество представлено индивидуальными организмами, каждый из которых имеет свой собственный генезис, свой генетический состав. размеры индивидуальных организмов колеблется от 2 нм у  наименьших до 100 м (диапазон более 109). Крупнейшими из растений считаются секвойи, а из животных – киты.
   
6. 
   Будучи дисперсным, живое вещество может существовать только в виде биоценоза.
   
7. 
   Живое вещество существует на Земле в форме беспрерывного чередования поколений и характеризуется генетической связью с живым веществом всех прошлых геологических эпох.
   
8. 
   Живое вещество, в отличие от неживого, осуществляет на протяжении своей исторической жизни грандиозную работу. Тогда как масса неживого вещества земного происхождения является величиной постоянной в геологической истории (1 г архейского гранита и сегодня остается 1 г того же вещества), а та же масса живого вещества, то есть 1 г, на протяжении миллиардов лет существовала за счет изменения поколений и все это время выполняла геологическую работу.⁶
   

Таким образом, на земной поверхности  нет химической силы, могущественней по своим конечным последствиям, чем  живые организмы, взятые в целом. «Если бы на Земле не было жизни, лицо ее было бы точно также неизменным и химическим инертным, как недвижимое лицо Луны, как инертные обломки  небесных светил», — писал В. И. Вернадский о живом веществе биосферы.

 

2.2 Значение растений и животных для планеты

Земля, возникшая много миллиардов лет назад, в начале своего существования была горячей. Но с течением времени наша планета остывала, и на ней образовались оболочки: литосфера, атмосфера, гидросфера, — которые непрерывно влияют друг на друга. Они объединяются в целостную систему и создают условия, подходящие для живых организмов.

__________________________

⁶ Лапо А.В. Следы былых биосфер. – М., 1987.
Живые организмы, в свою очередь, также оказывают влияние на оболочки Земли. Первые живые существа возникли в воде и были гораздо проще по сравнению даже с простейшими существами, которые живут в настоящее время. Водоросли обогатили воду и воздух кислородом. Постепенно выходя на сушу, во влажных местах бактерии, одноклеточные животные и растения принимали участие в создании почвы. Таким образом, создавались условия для жизни растений на суше. Растения обогатили воздух кислородом, способствовали созданию озонового слоя; используя солнечные лучи, создавали органические вещества, необходимые для животных. Растения способны образовывать устойчивые комплексы — растительные сообщества, которые являются основным компонентом биоценозов и тем самым формируют среду жизни для других организмов — животных, грибов, бактерий.

Живые организмы участвуют в разрушении горных пород и образовании почв, в перемещении и накоплении в воде, донных осадках и почве углерода, кальция, кислорода, серы, фосфора, йода, железа, марганца и многих других химических элементов. Из остатков отмерших организмов образовались многие минералы и горные породы. Например, мел, известняк, торф, каменный уголь, фосфорит, нефть, мрамор, доломит, ракушечник и другие горные породы имеют осадочное органическое происхождение.

Из всех типов растительного покрова, имеющихся на земном шаре, наибольшее значение имеют леса. Они играют важную роль в круговоротах воды, углерода и кислорода, участвуют в формировании климата. Экваториальные леса являются важным резервуаром биологического разнообразия. В этих лесах, занимающих всего 6 % площади суши, имеется 50 % видов животных и растений мира.⁷

Вклад лесов в ресурсы мира не только значителен количественно, но и уникален. Лес — это источник древесины, бумаги, лекарств, красок, каучука,

____________________

⁷ Степановских А.С. Экология. Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 703 с.

плодов и пр.

Постепенно живые организмы освоили все оболочки Земли. Они существенно изменили облик планеты: превратили верхнюю часть литосферы, создав почву; способствовали изменению состава атмосферы и гидросферы. Живые организмы создали особую оболочку, которая проникает в другие сферы Земли и связывает все компоненты в крупнейшую экосистему — биосферу.

Биосфера — это оболочка Земли, которую образуют и на развитие которой влияют все живые организмы.
2.3. Растения и животные в жизни людей

Человек является частью биосферы, и от него зависит существование и нормальное функционирование всех экологических систем биосферы. Но с появлением человека на Земле интенсивность эволюции резко возросла. Он стал главной силой, изменяющей биосферу. Изменяется физический и химический состав воздуха, воды, почва, земная кора и рельеф. Человек конструирует ранее не существовавшие сочетания генов. Дикая фауна используется для выведения новых и улучшения уже существующих пород домашних животных. Исследования животных используются для создания технических средств. Например, исследование строения кожного покрова дельфинов помогло инженерам сконструировать новую оболочку подводных лодок и значительно увеличить их скорость.⁸

Растения и животные – это источник продовольственных и технических ресурсов. Человек использует биологические ресурсы прямо или косвенно:

• 
  в качестве продуктов питания;
  
• 
  источника сырья для промышленности;
  

_____________________

⁸ Экологическая безопасность транспортных потоков. / Под. ред. А. Б. Дьякова. - М.: Транспорт, 1989.

• 
  как лекарственные средства;
  
• 
  в декоративных целях;
  
• 
  для сохранения и улучшения качества среды.
  

Растения играют важную роль в жизни людей. Как видно из Рис. 2, они обеспечивают их питанием, служат источником волокна, строительного материала, энергии, лекарств. Растительность выполняет лечебно-оздоровительную и эстетическую функции, используется как защита от загрязнения окружающей среды в городах: зелёные насаждения улавливают радиоактивные вещества, токсичные газы, обогащают среду кислородом, поглощают тяжёлые металлы из почвы.

Те растения, которые человек употребляет непосредственно в пищу, а также те, которые служат сырьём для кондитерской, пивоваренной и ликёро-водочной промышленности, называются пищевыми. Дикорастущие пищевые растения играли раньше большую роль в жизни человека. В дальнейшем некоторые из них стали культивироваться. Наибольшее значение имеют дикорастущие ягодные и плодовые, орехоносы; дикорастущие виды овощных — крапива, щавель, в меньшей степени используются пряные и островкусовые — дикорастущий лук, каперсы и т. п.

Техническое использованиерастений  осуществляется по нескольким основным направлениям. Наиболее широко применяются древесина и волокнистые части растений. Древесина используется для изготовления строительных и иных конструкций, мебели, в производстве бумаги и картона. Большим спросом на мировом рынке пользуются разнообразные окрашенные сорта древесины, употребляемые для получения мебельной и декоративной фанеры. Например, красное дерево, растущее в Южной Америке; зелёное дерево, также встречающееся в Южной Америке; чёрное дерево, заготавливаемое странами Африки и Восточной Азии; тиковое дерево из тропических лесов Восточной Азии и т. д.

Сухая перегонка древесины позволяет получить значительное количество органических веществ, которые широко употребляются в промышленности и в быту. Несмотря на широкое распространение синтетических волокон, растительные волокна из хлопчатника, льна, конопли и джута сохранили большое значение при производстве многих тканей.

Многие растения используются как лекарственные средства. Они содержат химические вещества, оказывающие физиологическое действие на организм человека. Витамины — органические соединения, которые обладают большой биологической активностью, участвуют в процессах обмена веществ и входят в состав ферментных систем. Для этой отрасли промышленности каждый год заготавливается несколько тысяч тонн плодов шиповника, облепихи, рябины, смородины — важнейших витаминоносных растений.

Во многих странах древесина остается один из основных видов топлива. Более 1000 видов растений из-за красивых цветков, эффектной зелени разводят с декоративными целями.


Роль растений







Продукты питания

Лекарственные средства

Лечебно-оздоровительная


Источник сырья для промышленности

Защита от загрязнения окружающей среды

Рис. 2. Роль растений в жизни человека

Животные также имеют огромное хозяйственное значение. Дикие животные, продукты их жизнедеятельности используются в различных отраслях экономики. Существенным источником белковой пищи служат охота, морской промысел и рыболовство. Животные обеспечивают сырьём меховую, кожевенную, парфюмерную и фармакологическую промышленность. Многих птиц и зверей разводят на специальных фермах. Каждый вид животных является носителем генетического фонда Земли.

Животные  удовлетворяют различные потребности человека. Зная особенности отдельных представителей животного мира и их роль в природе, человек охраняет полезные для себя виды и увеличивает их численность, а также ограничивает размножение нежелательных представителей животного мира.

 Продукты питания животного происхождения широко используют во всём мире. Для их получения люди разводят и выводят новые породы крупного рогатого скота, свиней, овец, коз, птиц, занимаются пчеловодством, пушным звероводством и т. п. От животных человек получает шерсть, мясо, яйца, молоко, кожу, мех, перо, пух, мёд, воск и т. п. Эта продукция является сырьём для пищевой и лёгкой промышленности.

Дикие животные менее прихотливы, более выносливы, жизнеспособны, чем домашние. Повышенную продуктивность можно объяснить тем, что разные виды диких копытных в состоянии более полно использовать растительные ресурсы, что не приводит к вытаптыванию пастбищ.

Некоторые вещества животного происхождения являются лекарственными препаратами. Так, змеиный яд входит в состав согревающих мазей, пчелиным воском лечат гайморит, трофические язвы, угри, воспаление дёсен, фурункулы, мозоли, бородавки и другие кожные заболевания.

В фармакологии на основе пчелиного воска изготавливают мази, эмульсии, пластыри. По мимо этого используют жиры и экстракты печени рыб и других животных. Также животные могут быть донорами. Породу свиней – минипиг выращивают для получения систем пищеварения и всасывания, сердечно-сосудистых систем. Иногда сами животные используются для лечения людей. Известно, что изучение обмена веществ у бурого медведя привело к разработке эффективной диеты для страдающих болезнями почек; изучение осьминогов позволило вскрыть существенные механизмы возрастных изменений в организме животных. Открытие способности одного из видов планктона концентрировать продукты урана в 10 тысяч раз больше по сравнению с их концентрацией в окружающей среде позволят разработать новый способ биологической очистки радиоактивных отходов.

Животные, например, дождевые черви, насекомые, подземные млекопитающие, простейшие, играют огромную роль в процессах почвообразования, жуки-навозники участвуют в разложении органики. В

результате разложения экскрементов животных образуется навоз, который широко используется в качестве удобрения. Некоторые птицы уничтожают сельскохозяйственных вредителей. Насекомые и птицы опыляют растения и рассеивают их семена. Лошади, верблюды, яки, буйволы, быки, ослы, собаки, слоны используются в качестве вьючных животных для перевозки людей и грузов.

Дикие животные составляют генофонд животноводства. В некоторых случаях увеличить продуктивность домашних животных возможно только в результате скрещивания их с дикими. Например, путём скрещивания баранов-мериносов, обладающих великолепной шерстью, с диким бараном-архаром получены архаромериносы, сохранившие шерсть породистых овец, но ставшие гораздо крупнее и выносливее.

Таким образом, можно сказать, что животные обеспечивают человека следующими ресурсами (Рис. 3):


Ресурсы, животного происхождения







Пищевые продукты

Лекарственное сырье



Техническое сырье

Племенной материал для звероводства

Рис. 3 Значение животных для человека

Кроме того, животные активно привлекаются при поиске полезных ископаемых. Например, микроорганизмы являются индикаторами наличия на дне водоёмов железомарганцевых, никелевых и других руд. В процессе образования металлов принимают участие дафнии, моллюски, губки. Индикатором наличия полезных ископаемых может быть пространственное распределение некоторых промысловых рыб. Так, осетровые рыбы в Каспийском море концентрируются в районах распространения месторождений нефти и газа. ⁹

Животные помогают человеку при прогнозировании погоды и землетрясений. Если собака усиленно роет землю — к дождю, лежит, свернувшись калачиком — к холоду, лежит вытянувшись — к теплу. Чутко ощущают атмосферные изменения насекомые и пауки. Настоящими барометрами могут быть рыбы. Многие рыбы перед грозой всплывают на поверхность, перед дождём перестают питаться. Медуза за много часов узнаёт о приближении шторма, за несколько дней до землетрясений глубоководные рыбы поднимаются к поверхности, а аквариумные рыбы мечутся по аквариуму.

Но животный мир оказывает и негативное влияние на человека и его хозяйственную деятельность. Многие виды насекомых, простейших, плоских и круглых червей, членистоногих и некоторых других являются возбудителями опасных болезней человека и домашних животных (малярия, сонная болезнь, амёбная дизентерия, аскаридоз, чесотка и др.).

Некоторые животные являются переносчиками заболеваний, таких как: чума, тиф, энцефалит, туляремия и др. Сельскохозяйственные растения страдают от вредных насекомых, грызунов и т. п. Мучные клещи, зерновки, моли, термиты портят пищевые запасы, меха, шерсть, мебель, деревянные сооружения.¹⁰

_____________________

⁹ Коробкин В.И., Передельский Л.В. – Экология: учебник для вузов. Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. – 602 с.

¹⁰ Полная энциклопедия [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/planeta-zemlya/funktsii-zhivogo-veschestva-v-biosfere.html

Эволюция биосферы продолжается, и куда она пойдет дальше – зависит сегодня от человека. Пользу или вред всему живому принесет деятельность человека? Свои устремления человечеству необходимо направить на поддержание равновесия между обществом и окружающей средой, а также на сохранение природного разнообразия Земли.

ГЛАВА 3. НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ

3.1 Механизмы устойчивости биосферы

Все виды устойчивости (гомеостаза), наблюдаемые в экосистемах, не являются статическими, а достигаются за счет непрерывно протекающих процессов, активно препятствующих любому нарушению этого постоянства.

Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом  и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме присутствуют не только автотрофы —  производители органического вещества, но и гетеротрофы — потребители  и разрушители органического  вещества. Между процессами создания органического вещества и его  преобразованием и разрушением  устанавливается относительное  равновесие, и экосистема остается устойчивой.

Устойчивость — это  свойство экосистемы, которое проявляется  в поддержании своего состава, структуры  и функций, а также в способности  восстанавливаться в случае, если они будут нарушены. Устойчивость всего живого есть непрерывная борьба за существование.

Устойчивость биосферы определяется:  
— исключительным разнообразием живого вещества;  
— взаимозаменяемостью составляющих ее экосистем;  
— дублированием звеньев биогеохимических циклов;  
— жизненной активностью живого вещества. 

Существование каждого вида зависит  от множества других видов, уничтожение  одного из видов может привести к  исчезновению связанных с ним  иных видов. Особи одного вида и продукты их жизнедеятельности, а также их отмершие тела являются пищей для  других видов, что обеспечивает самоочищение экосистем.

Стабильность биосферы основывается на высоком разнообразии живых организмов. Биологическое разнообразие — это богатство и многообразие жизни и её процессов. Биологическое разнообразие делится на три категории: среди представителей одного вида (генетическое разнообразие), между различными видами и между экосистемами. Биологическое разнообразие обеспечивает богатство информационных, вещественных и энергетических связей живого и  косного вещества, а также взаимосвязи  биосферы с космосом, геосферами, процессы глобального биогеохимического  круговорота.¹¹

На ландшафтном уровне закономерности биологического разнообразия определяются зональными природными условиями, местными особенностями климата, рельефа, почв, а также историей развития территории. В результате взаимодействия растений, животных и среды их обитания возникают на Земле различные природные комплексы.

Наибольшим видовым разнообразием отличаются (в порядке убывания): влажные экваториальные леса, коралловые рифы, сухие тропические леса, влажные леса умеренного пояса, океанические острова, ландшафты средиземноморского климата, безлесные (саванновые, степные) ландшафты. Таким образом, совокупность представителей растительного и животного мира, природных комплексов, которые сформировались в процессе развития жизни на Земле, обеспечивает природное разнообразие.

Однако в настоящее время на Земле появилась новая сила, по мощности воздействия не уступающая суммарному действию живых организмов - человечество с его социальными законами развития и мощной техникой, влияющей на вековой ход биосферных процессов. Современное человечество использует не только огромные энергетические ресурсы биосферы, но и небиосферные источники энергии (например, атомной), ускоряя геохимические преобразования природы. Некоторые процессы, вызванные технической деятельностью человека, направлены противоположно по отношению к естественному ходу их в биосфере (рассеивание металлов, руд, углерода и др. биогенных элементов, _________________________________

¹¹ Гальперин М.В. Экологические основы природопользования. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. – 256 с.

торможение минерализации и гумификации, освобождение законсервированного углерода и его окисление, нарушение крупномасштабных процессов в атмосфере, влияющих на климат и т.п.)

Социально-экономическое развитие общества пришло в явное противоречие с  жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем. Поэтому человечество ищет пути устойчивого развития общества и природы.