Основные среды жизни

Размещено на http://www.allbest.ru//

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московская государственная академия ветеринарной медицины

и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина»

Кафедра «Зоология, экология и охрана природы им. А.Г. Банникова».

Реферат

По дисциплине: «Экология»

На тему: «Основные среды жизни»

Введение

Мы понимали под "средой" все то, что окружает организм и так или иначе на него влияет. Влияния среды на организм - и есть экологические факторы, которые мы изучали в нашей жизни и которые мы будем изучать. Иными словами, среда жизни характеризуется определенным набором экологических факторов.

Общепризнанным определением среды является определение Николая Павловича Наумова:

Среда - все, что окружает организмы, прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение.

На Земле существует огромное разнообразие условий сред жизни, что обеспечивает разнообразие экологических ниш и их "заселение". Однако, не смотря это разнообразие, различают четыре качественно различные среды жизни, обладающие специфическим набором экологических факторов, а, следовательно - требующих и специфического набора адаптаций.

На нашей планете живые организмы в ходе длительного исторического развития освоили четыре среды жизни, которые распределились соответственно минеральным оболочкам (гидросфера, литосфера, атмосфера).

Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В дальнейшем в ходе исторического развития организмы начали заселять наземно-воздушную среду. Появились наземные растения и животные, которые бурно эволюционируя, адаптировались к новым условиям жизни. Функционирование живого вещества на суше привело к постепенному преобразованию поверхностного слоя литосферы в почву, по выражению В.И.Вернадского, в своеобразное биокосное тело планеты. Почву заселили как водные, так и наземные организмы, создав специфический комплекс ее обитателей.

Четвертой средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых является целым миром для населяющих его паразитов и симбионтов

ГЛАВА 1. Наземно-воздушная среда

Наиболее сложной по экологическим условиям является наземно-воздушная среда. Здесь, на границе двух земных оболочек, обитает подавляющее большинство растений и животных. Специфику их местообитаний определяет рельеф местности, характер грунта и атмосферные явления.

Основными особенностями наземно-воздушной среды является большая амплитуда изменения экологических факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Комплекс физико-географических и климатических факторов, свойственных определенной природной зоне, приводит к эволюционному становлению морфофизиологических адаптации организмов к жизни в этих условиях, многообразию форм жизни.

В зависимости от условий увлажнения и плодородия почвы растительные сообщества занимают оптимальные местообитания, соответствующие преобладающему древостою. Характер грунта влияет на специфику передвижения животных: каменистый - предъявляет особые требования к конструкции тела животных. Копытные, страусы, дрофы, живущие на открытых пространствах, приспособили свои конечности к твердому грунту для усиления отталкивания при быстром беге. У животных, обитающих на рыхлых сыпучих песках, пальцы окаймлены бахромкой из роговой чешуи, как у некоторых ящериц. У живущего в пустыне Намиб песчаного геккона лапки напоминают плавательные перепонки водоплавающих птиц. Они выполняют функцию своеобразных лыж, с помощью которых он передвигается. В жаркое время дня с их помощью геккон роет себе норы для укрытия. Другие ящерицы, например, аптечный сцинк в Сахаре и пустынная игуана в калифорнийских пустынях прямо-таки «плавают», усиленно загребая лапками и погружаясь в песок.

Условия жизни в наземно-воздушной среде во многом определяется погодными условиями. Многолетний режим погоды характеризует климат местности. Он определяется географическими условиями района.

Для большинства наземных организмов важен не столько климат района, сколько условия их непосредственного обитания. Часто на жизнедеятельность организмов большую роль оказывают местные элементы среды (рельеф, экспозиция, растительность), которые принципиально изменяют на конкретном участке режим температуры, влажности, света, движения воздуха и т.п. Такая локальная модификация климата, складывающаяся в приземном слое воздуха, называется микроклимат. В каждой климатической зоне микроклиматы очень разнообразны, что отражается в неравномерности развития природных явлений. Так, весьма различается микроклимат северной и южной экспозиции холмов и гористых участков. Микроклимат оголенных почв отличается от такового в местах, запятых растительностью (лесной или луговой). Особый микроклимат возникает в норах, гнездах, дуплах, пещерах и других сходных местообитаниях.

Жизнь на суше во многом зависит также и от состояния воздуха. Естественная смесь газов, сложившаяся в ходе эволюции Земли, - это и есть воздух, которым мы дышим. Причем, следует отметить, что воздух представляет собой смесь газов, а не их соединение. Нужно сказать, что атмосфера Земли совершенно уникальна. Современный состав ее мало похож на тот, который был у газопылевого облака, из которого миллиарды лет назад образовалась наша планета.

Воздух как среда жизни обладает особенностями, направляющими эволюционное развитие обитателей этой среды. Так, высокое содержание кислорода определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метаболизма (обмена веществ между организмом и средой). Атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой влажностью, что ограничило возможности освоения воздушной среды, а у ее обитателей - скорректировало эволюцию системы водно-солевого обмена и структуру органов дыхания в соответствии с новыми условиями. Также следует отметить низкую плотность воздуха в атмосфере как среде жизни, благодаря чему жизнь сосредоточена вблизи поверхности земли, проникая в толщу атмосферы на высоту не более 50 - 70 м (кроны деревьев тропических лесов).

Основными компонентами атмосферного воздуха являются азот - (78,08 %), кислород - (20,9 %), аргон - (около 1 %) и углекислый газ (0,03 %)

Кислород появился на Земле примерно 2 млрд. лет тому назад, когда происходило активное формообразование поверхности при активной вулканической деятельности. В настоящее время доля кислорода составляет 21 %; постепенное возрастание этой доли происходило в течение последних 20 млн. лет. Главную роль в этом играло развитие растительного мира суши и океана.

Наземно-воздушная обитания - самая сложная по экологическим условиям. Выход в наземно-воздушную среду обитания у разных групп организмов оказался возможным благодаря появлению специфических адаптаций. Постоянные обитатели наземно-воздушной среды обитания называются аэробионты.

Особенности наземно-воздушной среды обитания и приспособленность организмов к специфическим экологическим факторам:

Недостаток воды часто является лимитирующим фактором для наземных организмов.

Низкая теплоемкость и низкая теплопроводность воздуха приводит к значительным перепадам температуры: при изменении прямой освещенности, суточные перепады, сезонные перепады (сезонность характерна для умеренных и высоких широт). В то же время, низкая теплоемкость и теплопроводность воздуха делают возможным развитие теплокровности у птиц и млекопитающих.

Низкая вязкость и низкая плотность воздуха позволяет приобретать разнообразную форму тела у животных. В то же время лимитирующим фактором становится гравитация. Для летающих животных необходимо формирование обтекаемой формы тела и крыльев. Для крупных животных необходимо формирование скелета. Для растений необходимо наличие механических тканей и определенной формы кроны.

Поглощение света происходит за счет топических межвидовых взаимодействий, что приводит к появлению ярусности.

Высокое содержание кислорода при низкой влажности воздуха приводит к появлению у животных разнообразных органов дыхания (трахеи, легкие).

Неравномерное распределение элементов минерального питания сказывается, в первую очередь, на растениях, что приводит к мозаицизму.

ГЛАВА 2. Водная среда

В соответствии с современными гипотезами происхождения жизни принято считать, что эволюционно первичной средой на нашей планете была именно водная среда. Подтверждению этому служит тот факт, что содержание в крови человека хлора, натрия, кислорода, кальция, калия (поддерживаемое на относительно постоянном уровне) близко к таковому в океанической воде. Вероятно, с этим связано оздоровительное влияние морской воды на человека. Кроме того, жизнедеятельность подавляющего большинства организмов невозможна без воды или, по крайней мере, без сохранения определенного содержания жидкости внутри него. Внутренняя среда организма, в которой происходят основные физиологические процессы, очевидно, по-прежнему сохраняет черты той среды, в которой происходила эволюция первых организмов. Свойства океанической среды во многом определили химико-физическую эволюцию форм жизни.

Вода входит в состав всех элементов биосферы. Это составная часть не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Вода - источник жизни. Совокупность всей воды на планете носит название гидросфера. «Любое проявление природной воды - глетчерный лед, безмерный океан, почвенный раствор, гейзер, минеральный источник - составляют единое целое, прямо или косвенно, но глубоко связанное между собой», - это слова выдающегося ученого, основоположника учения о биосфере, академика В.И. Вернадского характеризуют гидросферу, водную среду нашей планеты.

Земля уникальна не только тем, что имеет так много воды в жидкой фазе, но и решающей ее ролью в формировании особенных черт планеты. Велика роль гидросферы в поддержании относительно неизменного климата, что позволило живым организмам воспроизводиться в течение более 3 млрд. лет. Поскольку для жизни необходимо, чтобы преобладающие температуры были в диапазоне от 0° до 100° С, т.е. в пределах, которые позволяют гидросфере оставаться в основном в жидкой фазе, то можно сделать вывод, что температура на Земле отличалась постоянством.

Гидросфера - одна из неотъемлемых сред обитания человека. Она поставляет ему питьевую пресную воду, продукты питания, воду для полива и орошения земель, на которых выращивается жизненно важный урожай. В современном обществе без воды не может развиваться ни одна отрасль промышленности.

Проблема нехватки воды возникла из-за нескольких причин. Прежде всего, это увеличение ее расхода для насущных нужд человека. Значительного количества воды требует производство продовольствия. Кроме того, в громадных количествах потребляет жизненно необходимую влагу промышленность. Индустриальные страны, пока еще не знающие недостатка в воде, технологию промышленного производства современных продуктов разработали бездумно. На производство 1 т бумажной массы в настоящее время расходуется 300 тыс. л воды, 1 т азотных удобрений - 600 л, а на изготовление 1 т пластика - свыше 1 млн. л! Для выпуска 1 т стали нужно 200-300 м3, резины - до 1,4 тыс., бумаги - до 1,3 тыс. м3 воды. Особенно много влаги требует сельское хозяйство. На производство 1 т хлопка требуется 4-5 тыс. м3 воды, риса - 8 тыс., пшеницы -1,6 тыс., ржи - 1,2 тыс., 1 т картофеля - до 3 тыс. м3 воды. Короче говоря, для производства суточной нормы продовольствия на одного человека требуется 6 т воды.

Для современного человека уже не в диковинку вид нашей планеты из космоса. Существует множество фото - и киноснимков, на которых видно, что большую часть площади Земли составляет вода. Причем это вода, которая находится на поверхности, но есть еще масса воды, скрытая под земной оболочкой. Более 75 % территории земного шара - водные просторы океанов, морей, рек, озер, болот, льдов. Вода проникает буквально во все возможные полости Земли. Она есть везде - где меньше, где больше. В составе гидросферы океан составляет 94 %, подземные воды - 4,1, ледники - 1,6, озера - 0,016, почвенная влага - 0,005, пары атмосферы - 0,001, а речные воды - лишь 0,0001%.

Общие запасы воды на Земле в свободном состоянии составляют 1,46 * 106 трилл. т жидкой воды и льда, что в 275 раз больше массы атмосферы. Если бы этой водой равномерно покрыть земной шар, то ее слой составил бы 3700 м.

Большое экологическое значение имеют высокая плотность и вязкость воды. Ее плотность примерно в 800 - 1000 раз выше плотности воздуха. В результате водные организмы (особенно активно передвигающиеся животные) сталкиваются с достаточно мощными силами гидродинамического сопротивления, что направило эволюцию многих групп животных на формирование органов и типов движения, снижающих любое сопротивление. В связи с высокой плотностью водной среды ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, характерной для наземных форм и вызванной силами гравитации. В толще Мирового океана сложились комплексы живых организмов, свободно «парящих» в воде и самостоятельно поддерживающих круговорот веществ. Благодаря этому жизнь распространена в гидросфере по всей ее толще, встречаясь даже в самых глубоководных океанических впадинах - на глубине до 11 км.

Основная масса гидросферы приходится на соленые воды Мирового океана, который покрывает 70,8 % поверхности Земли. Средняя высота материков составляет всего 840 м, в то время как средняя глубина Мирового океана - 3800 м. Здесь формируется климат планеты. Океаны занимают гигантские бассейны, глубина которых в некоторых местах удалена от поверхности моря примерно настолько же, насколько гора Эверест поднимается над уровнем моря.

Водную среду обитания образуют важнейшие компоненты гидросферы Земли входят: Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. К континентальным водам относятся реки, озера и ледники. Водная среда обитания является исходной для всех земных форм жизни. Подавляющее большинство организмов - первично-водные, то есть сформировавшиеся именно в водной среде обитания. Постоянные обитатели гидросферы называются гидробионты.

Рассмотрим особенности водной среды обитания на примере Мирового океана. В Мировом океане различают две экологические области: бенталь - дно океана и пелагиаль - толщу воды.

В соленых водах (гипертоническая среда) возникает проблема сохранения воды в пределах организма. У Одноклеточных животных реже сокращаются сократительные вакуоли, у Многоклеточных - развиваются дистальные (всасывающие) части почечных канальцев, нефридиев и других органов выделения. У костистых рыб избыток солей выделяется через жабры.

В пресных водах (гипотоническая среда) возникает проблема удаления воды из организма. У Одноклеточных животных чаще сокращаются сократительные вакуоли, у Многоклеточных - развиваются почечные (мальпигиевы) клубочки, проксимальные части почечных канальцев, нефридиев и других органов выделения, обеспечивающие интенсивное образование разбавленной мочи.

ГЛАВА 3. Почвенная среда

Почва - это рыхлый поверхностный слой земной коры, который образовался в процессе выветривания, деятельности живых организмов, разложения органических остатков и перемешивания полученных веществ. Русский почвовед В.В. Докучаев дал ей такую оценку: «... почва есть такое же самостоятельное, естественноисторическое тело, как любое растение, любое животное». В.И. Вернадский также считал почву «живым» организмом и назвал ее биокосным телом.

Древняя китайская мудрость гласит: «Состояние земли и прежде всего пашни - лучший показатель нравственного здоровья общества». А что представляет собой земля, почва? Это результат терпеливого многовекового труда природы. Эта та грязь, по поводу которой мы часто произносим нелицеприятные выражения. Почва представляет собой уникальное и легкоуязвимое природное образование. Достаточно сказать, что жизненно необходимый обмен минеральными веществами между биосферой и неорганическим миром происходит именно в почве. Почва - словно живое существо, недаром про нее как про женщину, говорят: рожает. Уродит почва - быть урожаю, быть хлебу. Иссякает почвенное плодородие - и массы людей снимаются с обжитых поселений в поисках подходящего места, куда можно было бы опустить зерно.

Растения получают воду и питательные вещества из почвы. Листья и ветки, отмирая, возвращаются в нее, где разлагаются, высвобождая содержащиеся в них минеральные вещества. В поверхностных слоях почвы, куда поступает самое свежее мертвое органическое вещество, обитает множество организмов-разрушителей - бактерий и грибов, мельчайших членистоногих и червей, термитов и многоножек. Их активность обеспечивает развитие почвы сверху, тогда как физическое и химическое разрушение коренной породы способствует образованию почвы снизу.

В процессе формирования почв возникает характерная слоистость. Эти последовательные слои, четко прослеживаемые в почвенном разрезе, называют горизонтами. Горизонты составляют профиль почвы. Копая землю, можно заметить, что цвет почвы и ее структура меняются с глубиной от темного гумусного слоя к светлому песчаному или глинистому. Самым важным является гумусный слой, содержащий остатки растительности и определяющий плодородие почвы. В наиболее богатых гумусом черноземах толщина этого слоя достигает 1-1,5 м, иногда до 3-4 м, в бедных - около 10 см. Под пологом древесных насаждений кроме того, образуется так называемая лесная подстилка, представляющая собой слежавшийся на поверхности почвы слой отмерших и опавших частей растений - листьев, плодов, цветков, коры и небольших веточек. Подстилка играет важную роль в функционировании почв. В лесах с разными преобладающими древесными породами качество, толщина и структура подстилки различны. По массе первое место занимает еловый лес (6 т подстилки на 1 га). В сосновом лесу опадает 4,1, в дубовом - 3,9 и в лиственничном - 2,7 т на 1 га. Наиболее кислой реакцией среды характеризуется еловая подстилка, щелочностью - дубовая.

Роль почвы многообразна: с одной стороны, это важный участник всех природных круговоротов, с другой - основа для производства биомассы. Для получения растительной и животной продукции человечество использует около 10 % суши под пашню и около 20 % - под пастбища. Это та часть земной поверхности, которую, как полагают специалисты, уже не удастся увеличить, несмотря на необходимость производства все большего количества продовольствия в связи с ростом народонаселения.

Как среда жизни почва занимает промежуточное положение между атмосферой и гидросферой: она обладает структурированностью, здесь возможно обитание организмов, дышащих как по водному, так и по воздушному типу, имеет место вертикальный градиент проникновения света, более резкий, чем в гидросфере. среда жизнь почва вода

Все это определяет распространение жизни в почве: микроорганизмы встречаются по всей ее толще, растения связаны лишь с наружными горизонтами (корневая система некоторых деревьев достигает глубины 8-10 м), беспозвоночные животные обитают главным образом в верхних горизонтах почвы. Норы и ходы грызунов, насекомых и червей проникают в почву на глубину обычно не более 5 - 7 м. Бактерии находят в подземных водах, сопровождающих залежи нефти на глубине 3-5 км. Этим практически ограничивается распространение жизни в «твердой» оболочке Земли - литосфере.

Основными свойствами почвы как экологической среды являются: ее физическая структура, механический и химический состав, кислотность, окислительно-восстановительные условия, содержание органических веществ, аэрация, влагоемкость и увлажненность. Различные сочетания этих свойств образуют множество разновидностей почв (несколько тысяч), и это требует исключительной грамотности при их использовании. На Земле по распространенности ведущее положение занимают пять типологических групп почв:

- почвы влажных тропиков и субтропиков, преимущественно красноземы и желтоземы, характеризующиеся богатством минерального состава и большой подвижностью органики;

- плодородные почвы саванн и степей - черноземы, каштановые и коричневые почвы с мощным гумусовым слоем;

- скудные и крайне неустойчивые почвы пустынь и полупустынь, относящиеся к различным климатическим зонам;

- относительно бедные почвы лесов умеренного пояса - подзолистые, бурые и серые лесные почвы;

- мерзлотные почвы, обычно маломощные, подзолистые, глеевые, обедненные минеральными солями со слабо развитым гумусовым слоем.

В почве содержатся не только химические элементы, но и различные живые организмы. Особенно много в ней микроорганизмов (бактерий, водорослей, грибов, простейших).

В одной только чайной ложке почвы их насчитывается много миллионов! По своему строению они бесконечно разнообразны, но все заняты превращением отмерших листьев, травы и других органических остатков в усвояемую форму, а также взрыхлением почвы, для лучшего проникновения в нее воздуха и воды. Благодаря большому количеству различных живых существ, перерабатывающих в почве остатки растительности и животных, формирующих ее структуру и продуктивность, почва является образованием, в котором непрерывно протекает множество физических процессов, реакций химического разложения и синтеза. Верхний слой почвы улучшается благодаря тому, что черви и насекомые, прорывая в нем ходы, постоянно выносят на поверхность частицы подпочвы.

Условия почвенной среды обитания определяют такие свойства почвы, как ее аэрация (т.е. насыщенность воздухом), влажность (присутствие влаги), теплоемкость и термический режим (суточный, сезонный, разногодичный ход температур). Термический режим, по сравнению с наземно-воздушной средой, более консервативный, особенно на большой глубине. В целом, почва отличается довольно устойчивыми условиями жизни.

Для почвенных организмов характерны специфические органы и типы движения (роющие конечности у млекопитающих; способность к изменению толщины тела; наличие специализированных головных капсул у некоторых видов); формы тела; прочные и гибкие покровы; редукция глаз и исчезновение пигментов. Среди почвенных обитателей широко развита сапрофагия - поедание трупов других животных, гниющих остатков и т.д.

Почва - главный фундамент жизни. Все живое на Земле зависит от этого тонкого, драгоценного, жизнеродящего слоя. Земля накапливала его многие тысячелетия с очень медленной скоростью: 1 см чернозема за 100, а иногда и за 300 лет. Человек же разрушает почву на глубину 1 см за 3 г., к тому же, теряя еще большие площади из-за засоления, перевыпасов, роста городов, отравляя землю химикатами. За время только одного дождя с распаханного поля может быть смыт слой плодородной почвы толщиной от 5 до 10 см. А ведь ни в одной лаборатории и никаким путем, кроме природного, естественного, почву создать нельзя.

Основные причины потерь и деградации ночв можно свести к нескольким пунктам:

- ветровая и водная эрозия при механической обработке;

- отведение земель под строительство городов, предприятий, дорог и т.п.;

- затопление при строительстве ГЭС;

- загрязнение отходами производства и быта;

- закисление кислотными дождями;

- засоление при неграмотной мелиорации;

- потери при авариях на АЭС.

Почва, или педосфера - это рыхлый поверхностный слой суши, обладающий плодородием. Почва представляет собой трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. В состав почвы входят разнообразные типы вещества: живое вещество (живые организмы), биогенное вещество (органические и неорганические вещества, происхождение которых связано с деятельностью живых организмов), косное вещество (горные породы) и другие. Поэтому почва представляет собой особый тип вещества в биосфере - биокосное вещество.

Особенности действия экологических факторов в почве:

- достаточно высокое и стабильное содержание воды и разнообразных газов (промежуточное между водной и наземно-воздушной средой);

- высокая концентрация органических и неорганических веществ;

- стабильный температурный режим;

- низкая освещенность (за исключением самых поверхностных слоев) - лимитирующий фактор для фотосинтезирующих организмов;

- неоднородность почвы по вертикали и горизонтали создает условия для формирования множества экологических ниш.

Экологические группы животных. Экологические группы животных выделяют по размерам тела. В состав почвенной фауны входят: микрофауна, мезофауна, макрофауна и мегафауна.

Микрофауна включает мельчайших животных, населяющих водную фазу почвы. В сущности, это водные организмы. Представители микрофауны способны переносить промерзание зимой и высыхание летом в состоянии анабиоза.

Мезофауна включает более крупных беспозвоночных. Лимитирующим фактором для этих организмов является содержание влаги: при недостатке влаги им угрожает пересыхание, а при избытке влаги - гибель от недостатка воздуха.

ГЛАВА 4. Организм как среда обитания

Организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов (симбиоз - совместное, взаимовыгодное сожительство организмов). Например, человеческий организм является средой обитания для огромного числа различных симбионтов (прежде всего, нормальной микрофлоры кишечника), а нередко, и паразитов (разнообразных плоских и круглых червей, простейших).

Использование одних организмов другими в качестве среды обитания - явление древнее и широко распространенное в природе. Существование внутриклеточных паразитов отмечено у большого числа одноклеточных форм - водорослей, амеб, инфузорий и др. Практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющих внутренних обитателей. Усложнение организации организма-хозяина ведет к разнообразию предоставляемых им условий для существования паразитов. В природе в качестве паразитов чаще всего встречаются микроорганизмы и примитивные многоклеточные, поскольку способность одних организмов использовать другие как среду обитания уменьшается с усложнением организации первых.

Паразитизм - это форма взаимоотношений между организмами разных видов, которые носят антагонистический характер. Паразитом называется организм, использующий другой организм (хозяина) в качестве источника пищи и среды обитания. Паразит живет за счет особей другого вида и тесно связан с ними в своем жизненном цикле. Паразиты питаются соками тела, тканями или переваренной нищей своих хозяев. При этом паразит не умерщвляет своего хозяина, поскольку в противном случае он лишился бы источника существования.

Различают паразитов облигатных (обязательных) и факультативных (необязательных). Облигатные паразиты абсолютно неспособны жить и размножаться без питания тканями или соками данного хозяина вне его организма. Примером могут служить многочисленные кишечные паразиты - аскариды, острицы, солитеры и др. Факультативные паразиты способны жить и размножаться самостоятельно, не обязательно питаясь тканями и соками хозяина. Например, миноги ведут как хищнический, так и паразитарный образ жизни.

Паразиты, питающиеся телом хозяина и обитающие на его поверхности, носят название эктопаразитов. Это блохи, вши, клещи, различные виды тлей.

Паразиты, живущие во внутренних тканях, полостях и клетках хозяина, носят название эндопаразитов. Это различные вирусы, бактерии, гельминты и др.

Паразитизм известен на всех уровнях организации живого, начиная вирусами и кончая высшими растениями и многоклеточными животными. Можно сказать, что паразитизм - явление всеобщее и довольно распространенное. Почти все живые существа могут подвергаться нападению паразитов. Организмы, которые не поражены какими-либо паразитами, - большая редкость. Даже человек является средой обитания для многих паразитов. Паразиты представлены во всех группах растений и животных, однако, чем ниже на эволюционной лестнице находится данная группа, тем больше она включает видов-паразитов. К примеру, плоские черви, нематоды и некоторые членистоногие почти целиком состоят из паразитических форм.

Паразиты пользуются особыми экологическими преимуществами в жизненных условиях по сравнению с другими животными. Прежде всего, главное их преимущество - обильное снабжение нищей за счет содержимого клеток, соков и тканей хозяина. Быстрый рост паразитов обеспечивается обильным и легкодоступным питанием.

Еще одно преимущество - защищенность паразитов от воздействия факторов среды и других организмов. Колебания условий внешней среды не сказываются на их жизнедеятельности. Паразиты защищены от врагов. Все это приводит к потере паразитами целых систем органов. У многих из них отсутствует пищеварительная система, редуцирована нервная.

Наконец, паразитам присуща громадная плодовитость по сравнению со свободно живущими формами. Такая особенность этих организмов получила название «закон большого числа яиц». Например, человеческая аскарида продуцирует в среднем 250 тыс. яиц за сутки, а за всю жизнь - свыше 50 млн. Масса яиц, отложенных одной самкой аскариды за год, в 1700 раз превышает ее собственную массу.

При выходе из хозяина во внешнюю среду у паразитов развиваются защитные приспособления, позволяющие им пережить этот критический период. Яйца их покрываются многослойными оболочками, многие образуют цисты, ряд личинок нематод впадает в анабиоз.

Пути проникновения паразитов в организм хозяина многообразны. Они могут попадать в пищеварительный тракт с пищей, могут активно внедряться через кожный покров, передаваться при посредстве переносчиков и т.п. Например, возбудитель тропической малярии вызывает тяжелую форму заболевания, при которой нередко развиваются церебральные нарушения. Переносчиком ее является самка комара. При множественных укусах этих комаров малярийный паразит проходит тканевый и эритроцитарный циклы развития. С первым связаны сильные боли в области печени, когда плазмодий внедряется в ее клетки. Здесь он недоступен для антималярийных препаратов. После разрушения клеток печени паразит попадает в эритроциты. Эритроцитарный цикл обусловливает возникновение приступов малярии (температура до 42,6 "С, озноб). Малярия является довольно распространенной болезнью, особенно в Африке, где от нее ежегодно погибает свыше 1 млн. детей в возрасте до 14 лет.

Все паразиты для обеспечения выживания своего вида должны переходить от хозяина к хозяину. Некоторые из них выработали довольно простой цикл воспроизведения. К примеру, многим бактериям, которые являются причиной таких болезней, как скарлатина, пневмония, дифтерия, достаточно попасть на поверхность тела хозяина или на определенные железы внешней секреции. Другие паразиты выработали довольно сложные циклы развития. К примеру; в кишечнике лисицы обитает ленточный червь, откладывающий там крошечные яйца. Вместе с экскрементами животного яйца попадают на землю или траву. Чтобы снова попасть в кишечник лисицы, на помощь паразиту приходят промежуточные хозяева. Заяц, поедая траву, захватывает яйца червя. В его организме они превращаются в личинки и затаиваются там до поры до времени в виде цисты - покоящейся стадии. Теперь все зависит от сноровки и прыткости лисицы, которая охотится за зайцем. Если ей удастся поймать его, цисты в ее кишечнике превратятся во взрослого червя и жизненный цикл паразита начнется сначала.

Взаимоотношения между человеком и различного рода паразитами установились с незапамятных времен. Ко многим паразитам человеческий организм приобрел невосприимчивость, но против некоторых, таких, как переносчики туберкулеза, сифилиса, гриппа еще не найдено эффективного противоядия. Следуя поговорке, что болезнь легче предупредить, чем лечить, человек наконец-то понял, что истинная причина большинства болезней - это нарушение экологической среды.

Любой организм (даже самый мелкий) представляет собой сложную систему, которая обеспечивает разнообразные условия обитания для других организмов. Если организмы одного вида используют организм другого вида как среду обитания, то между ними возникают разнообразные биотические взаимодействия.

Совместное существование двух и более разноименных видов называется симбиоз (в широком смысле этого слова). В простейшем случае формируется двухкомпонентная система из двух организмов разных видов. В зависимости от типа взаимоотношений между симбионтами возможны частные типы симбиотических взаимодействий: комменсализм, паразитизм, мутуализм (подробно эти типы взаимодействий были рассмотрены в главе 4).

Организм как среда обитания имеет ряд преимуществ перед другими средами обитания: большое количество доступных пищевых ресурсов для гетеротрофных организмов, защищенность обитателей организмов, стабильность водного режима, температурного режима, водно-солевого режима (сходство с водной средой обитания). Положительные стороны организма как среды обитания приводят к дегенерации тела эндосимбионтов (яркий пример - постепенная редукция систем органов у сосальщиков и ленточных червей); как правило, наблюдается гигантизм - эндосимбионтные формы значительно крупнее, чем родственные им свободноживущие формы.

В то же время организм как среда обитания имеет и отрицательные стороны: ограниченность жизненного пространства, недостаток кислорода, трудности с распространением от одной особи хозяев к другой, защитные реакции организма хозяина, недостаток света для фотоавтотрофных организмов.

Сходство организма как среды обитания с водной средой обитания позволяет многим видам совершить переход из водной среды обитания в организм как среду обитания без существенных морфологических и физиологических изменений.

ГЛАВА 5. Основные проблемы экологии и роль среды для жизни

Прежде чем рассматривать основные экологические проблемы необходимо знать значение данного выражения. Под экологической ситуацией подразумевается состояние окружающей среды или отдельных ее факторов, имеющих эмоциональную, количественную или качественную оценку. Антропоцентристское, т.е. с позиций человека, понимание экологической ситуации, которая требует улучшения или предотвращения, называется экологической проблемой.

Современная экологическая ситуация в мире, с которой связаны проблемы охраны и воспроизводства биологических ресурсов, сложилась в результате действия следующих факторов: усложнения и количественного роста антропосистемы; достигнутого уровня развития промышленности и сельского хозяйства; недостаточного внимания со стороны многих парламентов и правительств к проблемам экологии; слабого в ряде случаев контроля за состоянием биологических ресурсов или вообще его отсутствия; неполноты научного познания организации и распределения жизни на Земле, экологической и биогеографической безграмотности большинства населения Земли, включая специалистов, разрабатывающих тот или иной "глобальный" проект преобразования природы. Особо необходимо подчеркнуть значение просветительной деятельности в оценке экологической ситуации как в мире, так и на конкретных территориях.

Все экологические проблемы, отражающие жизнеспособность и численность живых организмов, включая человека, можно разделить на две большие группы. Первая из них объединяет проблемы, вызываемые естественным ходом изменения природных условий жизни -- климата, почв, водного режима и других естественных явлений среды. Вторая группа проблем включает последствия, возникающие в живой природе в результате хозяйственной деятельности человека - неграмотного, нерационального использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды. Действуя одновременно, естественная динамика условий существования организмов и антропогенные их изменения могут привести (и приводят) к наиболее неблагоприятным результатам для биоты. В частности, атмосферная засуха, как следствие естественной ритмики увлажненности, при одновременном мелиоративном осушении болот создает условия для возникновения наиболее угрожающих лесных пожаров, в огне которых гибнет лесная флора и фауна. Продолжительные засухи и, как следствие, обезвоживание территории, гибель посевов, разрушение домашними животными растительного и почвенного покрова приводят даже в XX веке к голодной смерти значительной части населения некоторых государств.

Природные и антропогенные экологические проблемы характеризуются масштабностью их проявления. Важна, таким образом, приоритетность принятия решений по снижению их последствий. Для дикой природы масштабность проявления может определяться гибелью растений и животных, их заболеваемостью, снижением продуктивности, изменением численного соотношения между отдельными группами организмов, перемещением животных с целью поиска лучших мест обитания и т.д. Для человека масштабность проявления экологических проблем определяется состоянием его здоровья, уровнем смертности и рождаемости населения.

Экологические проблемы имеют также и географическое содержание: они присущи часто определенной территории и конкретным средам -- воздушной, водной и почвенно-грунтовой. Некоторые из них, например, глобальные изменения климата, охватывают биосферу в целом. Проявление других ограничено конкретными географическими пространствами. Есть экологические проблемы, свойственные Европе (например, перенос загрязняющих веществ западным потоком воздушных масс и выпадение кислотных дождей) или конкретным регионам со свойственными им природными ресурсами (осушение болот в гумидной зоне, деятельность горнодобывающей промышленности. Крупные промышленные центры и отдельные экологически опасные предприятия загрязняют окружающую среду определенной географической размерности. Площадь, на которой происходит значительное изменение биоты, может варьировать от небольшой, узколокальной территории до суши и океана в целом.

Для более полного изучения экологических проблем антропогенного происхождения их можно подразделять по источникам загрязнения (кто загрязняет), загрязняющим веществам (чем загрязняют) и по изменениям в биоты, связанным с использованием природных (климатических, водных, почвенных, минерально-сырьевых и биологических) ресурсов. Экологические проблемы по масштабности проявления и источникам возникновения, а также по экономическим затратам на их решение чрезвычайно разнообразны. Важнейшая экологическая проблема современности - сохранение природного биоразнообразия.

Каждый человек должен заботиться об обеспечении здоровой окружающей среды, постоянно защищать растительный и животный мир, воздух, воду и почву от вредных последствий хозяйственной деятельности. Поэтому необходимо знать какое значение имеет среда для жизни. Раскроем значение некоторых её компонентов.

Вода играет исключительно важную роль в природе. Температура воды в жидком состоянии наиболее благоприятна для жизненных процессов. Для огромной массы организмов она является средой обитания. Уникальные свойства воды являются ценными для организмов и, казалось, созданы специально для их жизнедеятельности. Вода в водоемах замерзает сверху вниз, что имеет большое значение для обитающих в них организмов.

Аномально высокая удельная теплоёмкость воды благоприятствует аккумуляции колоссального количества тепла, способствует медленному нагреванию и охлаждению. Обитающие в воде организмы предохранены от резких спонтанных колебаний температуры и состава, приспосабливаясь к медленным ритмическим колебаниям - суточным, сезонным, годовым и т.д. Вода в атмосфере оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли. На большие расстояния она переносится циркуляционными потоками атмосферы. Циркуляция воды в океане (морские течения) приводят к планетарному тепло-, массо-, и влагообмену.

Известна роль воды как мощного геологического фактора. Экзогенные геологические процессы на Земле в частности, обусловлены деятельностью воды как эродирующего агента. Размыв и разрушение горных пород, эрозия почв, перенос и отложение веществ - важные геологические процессы, связанные с водой.

Большинство органических веществ биосферы представляют собой продукты фотосинтеза - процесса, при котором растения используют световую энергию для соединения углекислого газа с водой. Без воды не может происходить фотосинтез. Вода - единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Она необходима для биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме. Живые организмы, в том числе человек, состоящий на 80% из воды, не могут обойтись без воды. Потеря 10-20% воды приводит к их гибели.

Вода играет огромную роль в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов, имеет эстетическое и рекреационное значение.

Сейчас потребление воды в народном хозяйстве в количественном отношении превышает суммарное использование всех иных природных ресурсов. Это определяется сложившимися особенностями производства в основных отраслях промышленности, при которых затрачивается огромное количество пресной воды.

Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов определяют размещение

новых производств, а проблема водоснабжения становится одной из важных в жизни и развитии человеческого общества.

Почва представляет собой природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения они переходят в формы, доступные для усвоения растениями, частично включаются в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерный круговорот химических элементов. Благодаря процессам малого круговорота веществ в почве постоянно поддерживается плодородие.

Самое большое значение почвы в том, что люди получают из неё почти всё необходимое для своей жизни. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей, около 10% её люди получают от естественных лугов, пастбищ, лесов и 2% - от ресурсов Мирового океана.

Почва и её плодородие - главное богатство, от которого зависит жизнь людей. Почва - место для поселения людей, предмет и средство их труда. Поэтому всегда необходимо заботиться о почве, чтобы выполнить свой долг - сохранить и улучшить её для последующих поколений.

Значение растительности в природе и жизни человека велико и разнообразно. Зелёные растения благодаря фотосинтезу и выделению кислорода обеспечивают существование жизни на Земле. Фотосинтез - сложный биохимический процесс, в котором растения посредством зеленого пигмента хлорофилла, используя энергию солнечного света синтезируют богатые энергией органические вещества из диоксида углерода и воды. В результате происходит преобразование солнечной энергии в энергию химических связей. Растения - продуценты органических веществ в биосфере, они служат основой трофических пирамид, обеспечивая существование всех других организмов.

Животный мир представляет собой важную часть биосферы. Роль животных в круговороте веществ и потоках энергии определяется высоким уровнем протекающих в их организмах энергетических процессов, исключительным многообразием (около 2 млн. видов) и большой подвижностью.

Велика роль животных в формировании ландшафта. За счет морских, в основном одноклеточных, животных образуются осадочные породы. Планктонные организмы, имеющие наружные раковины, после смерти оседают на дно. Скопления их скелетов (глобигериновый ил) на дне морей и океанов в тропической и умеренной зонах покрывают площадь 105 млн. км Морские отложения прежних геологических эпох образуют мощные залежи мела, известняка, мрамора.

Большую роль играют животные в образовании почв. Живущие в почве простейшие, круглые и кольчатые черви, коллемболы, клещи, насекомые и их личинки, млекопитающие разрыхляют почву, способствуют проникновению в неё воздуха и влаги, обогащают органическими веществами, обеспечивают плодородие.

При участии животных формируется химический состав поверхностных и подземных вод.

Особо велико значение животных в жизни растений. Опыляют растения многие насекомые, птицы (колибри, нектарницы, цветочницы), некоторые виды летучих мышей. Птицы и млекопитающие распространяют плоды и семена. Некоторые виды растений не могут опыляться и расселяться без помощи животных. Многие растительноядные животные, поедая растения, улучшают или ухудшают (при перевыпасе) состояние растительного покрова. Таким образом, участвуя в круговороте веществ в природе, влияя на состояние и развитие ее компонентов, животные играют большую роль в поддержании динамического равновесия в биосфере.

Многие виды животных служат для человека источником белкового питания и жира, поставщиками сырья для промышленного и кустарного производства. Это сельскохозяйственные, промысловые звери, птицы, рыбы, некоторые беспозвоночные.

Животные ценны как объекты научных исследований. Общеизвестно их эстетическое значение. Есть виды, которые истребляют сельскохозяйственных вредителей, принося человеку большую пользу. Их успешно используют в биологических методах борьбы с вредителями сельскохозяйственных и лесных растений.

При регулировании численности животных необходимо понимать, что каждый вид (кроме паразитов человека и домашних животных) имеет или может иметь в будущем положительное значение. Потеря любого биологического вида крайне нежелательна для биосферы, так как каждый вид участвует в круговоротах веществ, поддерживает динамическое равновесие в природных экосистемах, обеспечивая их устойчивое развитие. Каждый вид обладает присущими только ему особенностями, которые могут оказаться полезными для человечества в будущем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Среда обитания - это то, что окружает организм и влияет (прямо или косвенно) на его жизнедеятельность (состояние, развитие, выживание и размножение), носит название «среда обитания». Это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.

Если происхождение природных явлений не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов, то мы имеем дело со средой абиотической, т.е. неживой.

В противном случае, когда силы и явления природы обязаны своим происхождением жизнедеятельности организмов, среда обитания носит название биотической - это живая среда обитания.

Так же следует отметить, что в процессе исторического развития живые организмы освоили четыре среды обитания. Первая - вода. В воде жизнь зародилась и развивалась многие миллионы лет. Вторая - наземно-воздушная - на суше и в атмосфере возникли и бурно адаптировались к новым условиям растения и животные. Постепенно преобразуя верхний слой суши - литосферы, они создали третью среду обитания - почву, а сами стали четвертой средой обитания.

Конец XX в. характеризуется обострением взаимоотношений человеческого общества и природы. Оно вызвано ростом населения Земли, сохранением традиционных способов хозяйствования при нарастающих темпах расходования природных ресурсов, загрязнением окружающей среды и ограниченными возможностями биосферы к его нейтрализации.

Только во второй половине XX в. благодаря развитию экологии и распространению экологических знаний среди населения стало очевидным, что человечество является непременной частью биосферы, поэтому покорение природы, бесконтрольное и неограниченное использование ее ресурсов и нарастающее загрязнение окружающей среды - тупик в развитии цивилизации и эволюции самого человека. Важнейшее условие развития человечества - бережное отношение к природе, всесторонняя забота о рациональном использовании и восстановлении ее ресурсов, сохранении окружающей среды.

Однако многие не понимают тесной взаимосвязи между хозяйственной деятельностью, ростом народонаселения и состоянием окружающей среды. Широкое эколого-природоохранное просвещение должно помочь людям в усвоении таких экологических знаний, этических норм и ценностей, использование которых необходимо для устойчивого благоприятного развития природы и общества. Принципиальное значение для повышения экологической культуры населения имеет эколого-природоохранное образование учащихся средних специальных учебных заведений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Степановских А.С. Общая экология: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 2009. 510 с.

Радкевич В.А. Экология. 2011. 159 с.

Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества, 2008. В 2-х томах.

Афанасьев В. Г. Мир живого. Системность, эволюция и управление. -- М: Изд. полит. л-ры, 2009.

Интернет источник (ekologe.ru) Экология

Бондаренко В.Д. Культура общения с природой/ В.Д. Бондаренко.- М.: Агропромиздат, 2008. - 172с.

Голубев И.Р. Окружающая среда и её охрана: книга для учителя/ И.Р. Голубев, Ю.В. Новиков. - М.: Просвещение, 2009. - 191с.

Дотто Л. Планета земля в опасности. Пер. с англ/ Л. Дотто. - М.: Мир, 2011. - 207с.

Естествознание и основы экологии: Учеб. пособие для студ. сред. пед. заведений/ Р.А. Петросова, В.П. Голов, В.И. Сивоглазов, Е.К. Страуд. - 2-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 288с.

Корытный Л.М. Здоровье исполина: Проблемы экологии/ Л.М. Корытный. - Красноярск: Кн. издательство, 2012.-100с.

Киселёв В.Н. Основы экологии: Учеб. пособие/ В.Н. Киселёв. - М.: Высшая школа, 2008. - 383с.

Константинов В.М. Экологические основы природопользования: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования/ В.М. Константинов, Ю.Б. Челидзе. - М.: Издательский центр «Академия»; Мастерство, 2008. - 208с.

Матье Л. Сбережём землю/ пер. с фран./ Л. Матье.- М.: Прогресс,2011. 172с.

Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов, а также уч-ся средних школ и колледжей/ Ю.В. Новиков. - М.: ФАИР - ПРЕСС, 2009. - 320с.

Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учеб. и справочное пособие/ В.Ф. Протасов. - 2-е изд. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 672с.

Размещено на Allbest.ru

...