Биосфера и цивилизация

Биосфера и цивилизация

РЕФЕРАТ

на тему:

“Биосфера и цивилизация.”

Реферат

по дисциплине:

Концепция современного естествознания.

1. Уровни организации живой материи.

Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе,

они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействия. Это

точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, и

приспособление к ним живых организмов обуславливает возможность

существования всевозможных форм организмов и самого различного образования

их жизни.

Экология (от греческого oikos - жилище, местообитание) - наука, изучающая

взаимосвязи живых организмов в природе: организацию и функционирование

популяций, биогеоценозов и биосферы в целом; законы “здорового” состояния

как нормы и основы существования жизни.[3]

Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную

систему. Выделяют несколько уровней организации живой материи.

1.Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия

биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а также

других важных органических веществ.

2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения и

развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни

нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, т.к. они могут

проявлять свойства живых систем только в клетках.

3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или

многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию.

Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов,

специализированных для выполнения различных функций.

4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных по

структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое

происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно

скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, характеризующихся

сходным поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и

факторами неживой природы.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом

обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой

системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные

преобразования.

5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов

разных видов и различной сложности организации со всеми факторами

конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и

литосферы.

6.Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на нашей

планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых

организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва).[3]

1.1. Популяции, сообщества, экосистемы. Принципы их организации.

Популяцией называют группу особей одного вида, обладающих способностью

свободно скрещиваться и неограниченно долго поддерживать свое существование

в определенном местообитании. Популяция - это некоторое единство, которое

определяется общностью занимаемой особями территории (или акватории), а

также общностью их происхождения, сходством строения и поведения. Например:

все особи, обитающие в небольшом озере, или все деревья одного вида в лесу.

Наиболее близким по значению к значению термина “популяция” является

понятие “племя”. Следовательно, популяции состоят из одинаковых организмов,

совместно населяющих определенные участки и связанных между собой

различными взаимоотношениями, которые обеспечивают им устойчивое

существование в данной природной среде.

Слово “популяция” происходит от латинского “популюс” - народ, население.

Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население

одного вида на определенной территории.[2]

Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее взаимодействие,

чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды

организмов. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы

связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены

мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные. Во всех случаях в

популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать

ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства.

Достигается это в основном через количественное изменение населения.

Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать

свою численность.[1]

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом

популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у

различных видов. Осуществляются они через взаимодействия особей.

Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом

специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи. Групповые

особенности - это основные характеристики популяций. К ним относятся:

1) численность - общее количество особей на выделяемой территории;

2) плотность - среднее число особей на единицу площади или объема ,

занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать

также через массу членов популяции в единице пространства;

3) рождаемость - число новых особей, проявившихся за единицу времени в

результате размножения;

4) смертность - показатель, отражающий количество погибших в популяции

особей за определенный отрезок времени;

5) прирост популяции - разница между рождаемостью; прирост может быть как

положительным, так и отрицательным;

6)темп роста - средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по

территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим,

физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают

структуру популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих

биологических свойств вида, а с другой - под влиянием абиотических факторов

среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно,

приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как

сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими

специфику экологических условий в местах их обитания.[1]

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население

вида определенной территории характеризуется еще и приспособительными

чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как

надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы

популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной

особи.

Сообщество (биоценоз) - не просто сумма образующих его видов, но и

совокупность взаимодействий между ними. Как и популяция, сообщество имеет

собственные свойства, проявляющиеся только при изучении его самого, как,

например, видовое разнообразие, структура пищевой сети, биомасса,

продуктивность. Одна из главных задач экологии - выяснить взаимосвязи между

свойствами и структурой (составом) сообщества, которые проявляются

независимо от того, какие виды входят в него.[2]

Каждый организм живет в окружении множества других организмов, вступает с

ними в самые разнообразные отношения, как с отрицательными, так и с

положительными для себя последствиями и в конечном счете не может

существовать без этого живого окружения. Связь с другими организмами -

необходимое условие питания и размножения, возможность защиты, смягчения

неблагоприятных условий среды, а с другой стороны - это опасность ущерба и

часто даже непосредственная угроза существования индивидуума. Всю сумму

воздействий, которую оказывают друг на друга живые существа, объединяют под

названием биотические факторы среды.[2]

Непосредственно живое окружение организма составляет его биоценотическую

среду.[2] Представители каждого вида способны существовать лишь в таком

живом окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные

условия жизни. Иными словами, многообразные живые организмы встречаются на

земле не в любом сочетании, а образуют определенные сожительства или

сообщества, в которые входят виды, приспособленные к совместному обитанию.

Группировки совместно обитающих и взаимно связанных организмов называют

биоценозами (от латинского bios - жизнь, cenos - общий). Приспособленность

членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве

требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношений

друг с другом.[1]

Масштабы биоценотических группировок организмов очень различны, от

сообществ подушек лишайников на стволах деревьев или разлагающегося пня до

населения целых ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.п.

Термин “биоценоз” в современной экологической литературе чаще употребляют

применительно к населению территориальных участков, которые на суше

выделяют по относительно однородной растительности (обычно по границам

растительных ассоциаций), например, биоценоз ельника-кисличника, большого

суходольного луга, сосняка-беломошника, большой ковыльной степи, пшеничного

поля и т.д. При этом имеется в виду вся совокупность живых существ,

растений, животных микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию

на данной территории. В водной среде различают биоценозы, соответствующие

экологическим подразделениям частей водоемов, например, больших прибрежных

галечных, песчаных или илистых грунтов, абиссальных глубин, пелагических

больших крупных водоворотов водных масс и т.п.

По отношению к более мелким сообществам (населению стволов или листвы

деревьев, моховых кочек на болотах, нор, муравейников и т.д.) применяют

разнообразные термины: “микросообщества”, “биоценотические группировки”,

“биоценотические комплексы” и др.

Принципиальной разницы между биоценотическими группировками разных

масштабов нет. Более мелкие сообщества входят составной , хотя и

отностительно автономной частью в более крупные, а те, в свою очередь,

являются частями сообществ еще больших масштабов. Так, все живое население

моховых и лишайниковых подушек на стволе дерева - это часть более крупного

сообщества организмов, связанных с данным деревом и включающего его

подкоровых и наствольных обитателей, население кроны, ризосферы и т.п.

В свою очередь эта группировка - лишь одна из составных частей лесного

биоценоза. Последний входит в более сложные комплексы, образующие в

конечном счете весь живой покров Земли. Таким образом, организация жизни на

биоценотическом уровне иерархична.[1] С увеличением масштабов сообществ

усиливается их сложность и доля непрямых, косвенных связей между видами.

Экосистема - это любое сообщество живых существ вместе с его физической

средой обитания, функционирующее как единое целое.[2]

Рассмотрение экосистемы важно в тех случаях, когда речь идет о потоках

вещества и энергии, циркулирующих между живыми и неживыми компонентами

природы, о динамике элементов, поддерживающих существование жизни, об

эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни популяцию, ни сообщество в

целом нельзя изучать в отрыве от окружающей среды. Экосистема, по сути, это

то, что мы называем природой.

Экосистема - понятие очень широкое и применимо как к естественным (тундра,

океан), так и к искуственным комплексам (аквариум). Поэтому для обозначения

элементарной природной экосистемы экологи также используют термин

"биогеоценоз".

Биогеоценоз - исторически сложившаяся совокупность живых организмов

(биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земельной

поверхности (биотопом). Граница биогеоценоза устанавливается по границе

растительного сообщества (фитоценоза) - важнейшего компонента

биогеоценозов. Для каждого биогеоценоза характерен свой тип вещественно-

энергетического обмена.

Итак, биогеоценоз - это составная часть природного ландшафта и элементарная

биотерриториальная единица биосферы.[2]

Все природные экосистемы связаны между собой, и вместе образуют живую

оболочку Земли, которую можно рассматривать как самую большую экосистему,

которая называется биосферой.

2. Формы биологических отношений в сообществах.

Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения

организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и

тот же биотоп (местообитание биоценоза, от латинского bios - жизнь, top -

место). Эти связи определяют основное условие жизни в сообществе,

возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства.

Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют

определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. По

направленности действия на организм все воздействия подразделяются на

позитивные, негативные и нейтральные.[3]

2.1. Позитивные отношения.

Симбиоз - сожительство (от греческого sym - вместе, bios - жизнь) - форма

взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу

от другого. Есть несколько форм симбиоза:

Кооперация. Общеизвестное сожительство раков-отшельников с мягкими

коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и

возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно:

перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для

ловли добычи, часть которой падает на дно и поедается раком.[3]

Мутуализм (от латинского mutuus - взаимный). Форма взаимовыгодных отношений

видов - от временного, необязательного контакта до симбиоза - неразделимой

полезной связи двух видов. Лишайники - это сожительство гриба и водоросли.

В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют

специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб

получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из

гиф гриба извлекает воду и минеральные соли.[3] Всего в природе

насчитывается более 20000 видов симбиотических организмов. Кишечные

симбионты участвуют в переработке грубых растительных кормов у многих

жвачных животных. Менее обязательны, но чрезвычайно существенны

мутуалистические отношения, например, между сибирской кедровой сосной и

птицами - кедровкой, поползнем и кукшей, которые , питаясь семенами сосны и

запасая корма, способствуют самовозобновлению кедровников.[1]

Коменсализм - нахлебничество (от латинского com - вместе, mensa - трапеза).

Одна из форм симбиоза- взаимоотношения, при которых один вид получает

пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее

использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы,

например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной

львами добычи. Рыбы-лоцманы сопровождают акул, дельфинов, двигаясь вместе с

ними в слое воды, примыкающей непосредственно к поверхности тела этих

животных, и не затрачивая поэтому усилий на такую большую скорость и

питаясь остатками пищи, экскрементами и паразитами сопровождаемых животных.

В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество членистоногих,

использующих микроклимат жилищ и находящих там пищу за счет разлагающихся

остатков или других видов сожителей. Многие виды вне нор не встречаются

совсем. Отношения типа комменсализма очень важны в природе, способствуя

более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и

использованию пищевых ресурсов.[3]

Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их

местообитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под

зонтиками крупных медуз. В знездах птиц, норах грызунов живут

членистоногие. Растения также используют другие виды как места обитания:

эпитафы (водоросли, мхи, лишайники).Древесные растения служат им местом

прикрепления. Питаются же эпитафы за счет отмирающих тканей, выделений

хозяина и за счет фотосинтеза.[3]

2.2. Негативные отношения.

Антибиотическая форма взаимоотношений, при которой обе взаимодействующие

популяции или одна из них испытывают отрицательное влияние. Отношения

хищник - жертва, паразит - хозяин - это прямые пищевые связи, по существу к

этому типу экологических взаимодействий можно отнести все варианты пищевых

связей.

Хищничество - одна из самых распространенных форм, имеющих большое значение

в саморегуляции биоценозов. Хищниками называют животных (а также некоторые

растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют.

Объекты охоты хищников разнообразны. Например, лисы поедают плоды; медведи

собирают ягоды и любят мед лесных пчел. Естественный отбор, действующий в

популяции хищников, увеличивает эффективность средств поиска и ловли

добычи, вырабатывают сложное поведение, например, согласованные действия

стаи волков при охоте на оленей. Жертвы в процессе отбора тоже

совершенствуют средства защиты и избегания хищников.[3]

Паразитизм. Организмы могут использовать другие виды не только как место

обитания, но и как постоянный источник питания. По существу паразитический

характер имеют связи насекомых-вредителей с растениями. Известно несколько

десятков тысяч видов паразитических форм, из них около 500 - паразиты

человека, поэтому изучение паразитов необходимо для предупреждения и

лечения заболеваний.

Формы паразитизма.

Паразиты могут быть временными, когда организм-хозяин подвергается

нападению на короткий срок, лишь на время питания. Таковы слепни, клопы,

блохи, мухи-жигалки.

Организмы, способные длительное время использовать хозяина, не приводя его

к слишком ранней гибели и обеспечивая себе тем самым наилучшее

существование. К числу постоянных паразитов относятся: простейшие

(дизентерийная амеба, малярийный плазмодий), плоские черви (цепни,

сосальщики), круглые черви (власоглав, аскарида), членистоногие (чесоточный

зудень). С гибелью хозяина погибает и паразит.

Гнездовой паразитизм свойственен позвоночным животным. Обыкновенная кукушка

откладывает свои яйца в гнезда более 100 видов птиц, преимущественно мелких

воробьиных. Птенцы паразитического вида вылупливаются быстрее, чем птенцы

хозяина. Вылупившийся кукушонок выталкивает яйца и птенцов своих хозяев и

получает всю пищу от приемных родителей.

Паразитические отношения встречаются и у растений. Особенно распространены

паразитические бактерии и грибы. Один из самых процветающих паразитов

высших растений - гриб рода фитофтора. Некоторые виды этого рода поражают

любые растения.[3]

Конкуренция - одна из форм отрицательных взаимоотношений между видами.

Ч.Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за

существование, играющей большую роль в эволюции видов.[3] Конкуренция - это

взаимоотношения, возникшие между видами со сходными экологическими

требованиями. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в

невыгодном положении, т.к. присутствие другого уменьшает возможности в

овладении ресурсами, убежищами и прочими средствами к существованию,

которым располагает местообитание. Конкуренция - единственная форма

экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих

взаимодействующих партнерах. Формы конкурентного взаимодействия могут быть

самыми различными: от прямой физической борьбы до совместного

существования. Тем не менее рано или поздно один конкурент вытесняет

другого.[1]

Причины вытеснения одного вида другим могут быть различными. У растений

подавление конкурентов происходит в результате перехвата питательных

веществ и почвенной влаги корневой системой и солнечного света - листовым

аппаратом, а также в результате выделения токсичных соединений.

У животных встречаются случаи прямого нападения одного вида на другой в

конкурентной борьбе. Например, личинки яйцееда diachasoma и tryonhi opius

humilis, оказавшиеся в одном яйце хозяина, вступают друг с другом в схватку

и убивают соперника, прежде чем приступить к питанию.[1]

2.3. Нейтральные отношения.

Нейтрализм - форма взаимоотношений, при которых обитающие на одной

территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных

видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз,

зависят от состава сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в

одном лесу, не контактируют друг с другом, однако состояние леса

сказывается на каждом из этих видов.[3]

При аменсализме для одного из двух взаимодействующих видов последствия

совместного обитания отрицательны, тогда как другой от них не получает ни

вреда, ни пользы, что чаще встречается у растений (например, светолюбивые

травянистые виды, растущие под елью, испытывают угнетение в результате

затенения, тогда как для самого дерева соседство может быть

безразличным).[1]

Все перечисленные формы биологических связей между видами служат

регистраторами численности животных и растений в биоценозе, определяя

степень его устойчивости; при этом чем больше видовой состав биоценоза, тем

устойчивее сообщество в целом.

Видовой состав входящих в сообщество организмов и количественное

соотношение видовых популяций является одним из важнейших показателей

структуры сообщества. При изучении сообществ наиболее многочисленным видам

уделяется основное внимание, однако редкие виды часто являются лучшими

индикаторами состояния среды; общее число видов является показателем

условий существования живых организмов. Видовое разнообразие - признак

экологического разнообразия: чем больше видов, тем больше экологических

ниш, т.е. выше богатство среды. Видовое разнообразие связано с

Страницы: 1, 2, 3, 4