Концепции современного естествознания

- Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом трофическом уровне;

- Пирамида биомасс -- соотношение масс организмов разных трофических уровней. Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена;

- Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь.

Максимальная величина энергии, передающейся на следующий трофический уровень невелика. Согласно «Правилу 10%» с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10 % поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т.д. Организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности. Потеря энергии при переходах в экосистеме от нижнего трофического уровня к верхнему обусловлена вторым началом термодинамики.

Экологический фактор - любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм

Биотические факторы -- всё множество факторов среды, связанных с деятельностью живых организмов. К ним относятся фитогенные (растения), зоогенные (животные), микробиогенные (микроорганизмы) факторы.

Антропогенные факторы -- всё множество факторов, связанных с деятельностью человека. К ним относятся физические (использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др.), химические (использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; биологические (продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания), социальные (связанные с отношениями людей и жизнью в обществе) факторы.

Абиотические факторы -- всё множество факторов, связанных с процессами в неживой природе. К ним относятся климатические (температурный режим, влажность, давление), эдафогенные (механический состав, воздухопроницаемость, плотность почвы), орографические (рельеф, высота над уровнем моря), химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность), физические (шум, магнитные поля, теплопроводность, радиоактивность, космическое излучение)

Среди взаимоотношений живых организмов, обитающих в одном биотопе выделяют ряд форм:

- Мутуализм -- в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике);

- Протокооперация -- форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения);

- Комменсализм -- одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы ни вреда.

- Нейтрализм -- обе популяции никак не влияют друг на друга.

- Аменсализм, антибиоз -- одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает отрицательного влияния;

- Паразитизм -- симбиоз организмов, при котором один (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой.

- Хищничество -- явление, при котором один организм питается органами и тканями другого, при этом не наблюдается симбиотических отношений.

- Конкуренция -- обе популяции отрицательно влияют друг на друга.

Симбиоз - это взаимодействие и сосуществование представителей разных биологических видов.

Организмы способны существовать в определенном диапазоне значений того или иного фактора среды (например, температуры). Способность организма выдерживать воздействие факторов среды называется экологической толерантностью. Пределы толерантности - диапазон экологического фактора между минимальным и максимальным значениями, в пределах которого возможна выживаемость организма. Некоторые арктические рыбы способны существовать при температуре, близкой к точке замерзания воды, но погибает при температуре, превышающей 6°С. Разница между этими значениями температур определяет (предел толерантности данного организма). Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов наиболее распространены.

Экологическая ниша -- место, занимаемое видом (точнее -- его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Среду обитания можно определить как:

- комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в тесной взаимосвязи

- совокупность условий, способных оказывать прямое или косвенное влияние на организмы.

25. Биосфера

Биохимические принципы миграции: стремление к максимуму проявления

Биохимические принципы миграции: эволюция видов, увеличивающая биогенную миграцию

Биосфера - сфера жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферы, и верхнюю часть литосферы. Основным источником энергии биосферы и регулятором биологических процессов является Солнце. Ритм биологических процессов на Земле зависит от солнечной активности

Совокупность всех живых организмов, населяющих нашу планету, В.И.Вернадский назвал живым веществом

Одним из элементов биосферы , по Вернадскому, является косное вещество. Это вещество, сформированное без наличия живых организмов

Одним из элементов биосферы по Вернадскому, является биогенное вещество. Это вещество, созданное в процессе жизнедеятельности организмов (уголь, нефть и т.д.).

Важнейшим отличием живого вещества от косной материи Вернадский считал молекулярную хиральность.

В биосфере постоянно происходит круговорот веществ и превращение энергии, главную роль в котором играют живые организмы.

Функция живого вещества, которая проявляется в способности хвощей, осок накапливать в клетках кремний, называется концентрационной. Накопление и отложение живыми организмами в почве и гидросреде химических соединений - это концентрационная функция биосферы.

Функция живого вещества, проявляющаяся при поглощениями бактериями азота, называется газовой.

Функция живого вещества, связанная с минерализацией органических и неорганических веществ и вовлечение их в биологический круговорот, называется деструктивной.

Согласно биогеохимическому принципу Вернадского, в процессе эволюции биосферы скорость биогенной миграции атомов стремится к максимуму. Согласно биогеохимическому принципу Вернадского, в процессе эволюции появляются виды, которые увеличивают биогенную миграцию атомов. Видовой состав биосферы в процессе эволюции увеличивается (изменяется периодически).

Организмы, на долю которых приходится основной круговорот химических элементов в биосфере, это микроорганизмы (бактерии).

26. Человек в биосфере

Антропогенез (или антропосоциогенез) -- часть биологической эволюции, которая привела к появлению вида Homo sapiens, процесс историко-эволюционного формирования физического типа человека, первоначального развития его трудовой деятельности, речи, а также общества.

Доказательством того, что представители разных рас относятся к одному и тому же биологическому виду Человек разумный (Homo Sapiens) является неограниченная способность к скрещиванию людей разных рас.

Раса - система человеческих популяций, характеризующихся сходством по комплексу определённых наследственных биологических признаков. Черты, характеризующие разные расы, зачастую появляются как результат адаптации к различным условиям среды, происходившей в течение многих поколений.

После возникновения человека разумного, его распространения на Земле, из-за географических и социально-культурных форм изоляции популяций образовались расы

- Коренное население Европы, Южной Азии и Северной Америки, с узким лицом и сильно выступающим носом, светлым и смуглым цветом кожи, относятся к европеоидной главной расе.

- Исходное население преобладающей части Африки, Новой Гвинеи и Меланезии, с широким плоским носом, курчавыми темными волосами, очень темным цветом кожи, относятся к австрало-негроидной главной расе.

- Монголоидная раса -- раса коренных обитателей восточной и северной Азии, а также крайнего севера. Характеризуется плоским лицом (за счёт высоких скул), невысоким ростом, тёмными, прямыми и жёсткими волосами. Цвет кожи - жёлтый, разрез глаз узкий.

Стадиальная теория антропогенеза - теория антропогенеза, утверждающая, что в ходе эволюции человека последовательно сменялись несколько стадий предков человека: австралопитеки (протантропы) - архантропы - палеоантропы - неоантропы.

Процессу становления человека разумного (Homo Sapiens) присущи особенности эволюционного развития всего органического мира - целесообразность эволюционных изменений Современные человекообразные обезьяны имеют с человеком общего предка, жившего 18-20 млн. лет назад.

Первым представителем рода Homo был человек умелый - Homo Habilis. Этот вид жил на планете в период 2.2-1.6 млн. лет назад. Анатомическое строение найденных останков говорит о значительном объеме (660 см3) головного мозга, наличии речевого центра в мозге, а также о прямохождении. Ареал обитания - Африка.

Homo erectus -- человек прямоходящий или архантроп -- ископаемый вид людей, который рассматривают как непосредственного предшественника современных людей. Объем человека прямоходящего мозга достигал 1100 см3, обитал этот вид в период 2-0.03 млн. лет назад. Ареал обитания - Африка и Евразия.

Homo Sapiens - человек разумный - единственный живущий вид рода Homo семейства гоминид отряда приматов. От современных человекообразных, помимо ряда анатомических особенностей, отличается значительной степенью развития материальной культуры (включая изготовление и использование орудий), способностью к членораздельной речи и абстрактному мышлению. Объем головного мозга достигает 1850 см3. Первые представители нашего вида жили около 20 000 лет назад.

Характерные особенности современного человека:

- трудовая деятельность,

- использование огня,

- развитие речи,

-способность к абстрактному мышлению,

- наличие культурной информации в человеческих обществах.

Эволюция человека продолжается и сейчас, но отмечается возрастание роли социальных эволюционных факторов (передача накопленных знаний, технологий, традиций) и ослабление биологических (движущего и дизруптивного отборов, изоляции, популяционных волн), кроме мутационного процесса.

Социально-культурная эволюция человека отличается от биологической эволюции тем, что:

- не связана с биологической эволюцией

- знания, идеи, технологии распределяются по всей популяции быстрее, чем генетическая информация

Решающим фактором антропогенеза является трудовая деятельность

Неолитическая революция -- переход человеческих общин от примитивной экономики охотников и собирателей к сельскому хозяйству, основанному на земледелии и/или животноводстве. По данным археологии, одомашнивание животных и растений происходило в разное время независимо в 7 -- 8 регионах. Самым ранним центром неолитической революции считается Ближний восток, где одомашнивание началось не позднее, чем 10 тыс. лет назад.

Итоги неолитической революции:

- возникновение скотоводства и земледелия

- рост численности человечества

- зарождение принципа искусственного отбора

Экологические последствия неолитической революции:

- опустынивание обширных территорий

- исчезновение крупных млекопитающих

По положению в трофической цепи современный человек является консументом

Коэволюция - совместная эволюция человека и биосферы.

27. Глобальный экологический кризис (экологические функции литосферы, экология и здоровье)

Индикаторы глобального экологического кризиса:

- антропогенное изменение химического состава атмосферы

- деградация лесных, земельных, водных ресурсов

- снижение биоразнообразия

Понятие ноосферы как этапа развития биосферы при разумном регулировании отношений человека и природы

Устойчивое развитие как компромисс между стремлением человечества удовлетворить свои потребности и необходимостью сохранения биосферы для будущих поколений

Ингредиентное загрязнение окружающей сферы - это внесение в окружающую среду веществ, которые количественно или качественно чужды естественным биогеоценозам

К деструктивному загрязнению окружающей среды относятся:

- строительство платин, укладка асфальтового покрытия

- массовое использование пластиковых упаковок, одноразовой посуды

- вырубка лесов, исчерпание ресурсов, снижение биоразнообразия

К параметрическому загрязнению окружающей среды относятся:

- радиоволны, электрические поля, тяжелые металлы, трансгенные продукты

- шум автомагистралей, реактивных самолетов, излучение сотовой связи

К парниковым газам относятся: диоксид углерода, оксид азота, метан

«Озоновые дыры» - это снижение концентрации озона в верхних слоях атмосферы (стратосфере) Снижение концентрации озона в стратосфере способствует развитию рака кожи, катаракты. Одна из возможных причин образования «озоновых дыр» - это разрушение стратосферного озона хлорфторуглеводородами и оксидами азота

Основные экологические проблемы гидросферы связаны с:

- потеплением климата и таянием льдов

- загрязнением гидросферы и недостатком пресной воды

Наиболее тяжелые последствия для биосферы в целом имеет сокращение площади тропических лесов Южной Америки и Юго-Восточной Азии

Устойчивое развитие означает компромисс между стремлением человечества к максимальному удовлетворению своих потребностей и необходимостью сохранения биосферы

Следствием снижения биоразнообразия может быть снижение устойчивости биосферы

Деградация земель выражается в эрозии почв и опустынивании

Причиной кислотных дождей является выброс оксидов азота и серы в атмосферу.

Вектор развития эволюции как таковой направлен от чисто геологического к геолого-биологическому и биогеохимическому периодам и далее к новому этапу эволюции - появлению человека и возникновению социальной эволюции. Самые большие изменения в биосфере Земли наступили именно в этот последний, современный этап эволюции. Появление человека и его развитие, проявление разума в биосфере существенно изменили ситуацию на Земле, ознаменовали переход биосферы в ноосферу, область сознательной деятельности человека и коллективной памяти, названной В.И. Вернадским научной мыслью. Можно считать, что ноосфера является новым состоянием биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится основным определяющим фактором развития жизни на Земле.

Размещено на Allbest.ru