Шпаргалки - Ответы на вопросы к госэкзамену по экологии - файл n1.doc

приобрести
Шпаргалки - Ответы на вопросы к госэкзамену по экологии
скачать (5156.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc5157kb.13.09.2012 09:56скачать

n1.doc

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

По учению А.Н. Северцова биологический прогресс хар-ся увеличением численности особей, которое влечет за собой расширение ареала и, как результат освоения новых условий, увеличение внутривидовой разнокачественности и видообразозование.


В природе нет 2-х тождественных особей. Главная особенность любой популяции - это разнокачественность её особей по-разному относящиеся к факторам среды. В силу разнообразия исходных св-в и различия в условиях развития на протяжении индивидуальной жизни, особи вида разнокачественны и будут меняться по-разному, но не произвольно и случайно, а адекватно, соответственно своей природе и внешнему воздействию. В этих условиях для проявления естественного отбора открывается широкий простор. Адекватность означает приспособительное изменение по отношению к отдельным факторам среды, но в условиях сложной природной обстановки не всё может быть целесообразным. Естественный отбор и создает относительную целесообразность, он содействовал закреплению в историческом развитии жив-ых и раст-ых форм, обладающих в наибольшей степени способностью к приспособительной изменчивости.

Как уже известно, что общая пространственная структура популяции реализуется в виде системы отдельных внутрипопуляционных группировок, в каждой из которых особи находятся в тесном информационном и функциональном контакте, поддерживая устойчивые взаимоотношения. Эти группировки представляют собой элементарную структурную ед-цу популяции, и именно на их основе обеспеч-ся адаптивный ответ популяции в целом на изменения вне- и внутрипопуляционных условий. В общей форме характер взаимоотношений особей во внутрипопул. группировках можно определить как > или< выраженную систему типа ''доминирование-подчинение'', при которой отдельные особи отличаются в различных видах деятельности. Конкретное выражение форм доминирования-подчинения широко варьирует у разных видов, но всегда основывается на неравнозначности особей, входящих в состав группировки. Такая система взаимоотношений иерархическая. При такой системе в составе группы выделяются особи разных рангов: ''доминанты'', ''субдоминанты' (подчиняются доминантам, но господствуют над другими) и различные ступени ''подчиненных'' особей (субординанты). Иерархическая соподчиненность особей в группах определяет различия в их поведении, а также накладывает отпечаток и на физиологические особенности жив-ых в группах. Таким образом, в результате тесных взаимодействий в территориальных группировках животных формируется определенная разнокачественность особей по физиологическим свойствам, поведению и вкладу в общепопуляционные функции. В основе функциональной интеграции особей в популяциях лежит система соподчинения животных, основанная на разнокачественности особей в составе популяции. У некоторых групповых животных элементарной единицей популяции является стадо (стая). В стаде структура взаимоотношений строится на основе функциональной неоднородности особей, основанной на их отличиях по морфофизиологическим св-вам. На основе разнокачественности особей в стаде формируется синхронизация деятельности отдельных особей, проявляется целостная реакция стада, основанная на элементах управления, разделения функций, ''опёки'' и др-их сложных формах общественного поведения.

Разнокачественность особей в составе внутрипопуляционных группировок дополняется на уровне популяции в целом неоднородностью самих таких группировок, которые отличаются друг от друга по составу входящих в них особей и по роли отдельных группировок в общепопуляционных процессах. Внутрипопуляционные группировки работают на приспособление популяции к меняющимся условиям среды (наличие у некоторых видов мышевидных грызунов физиологически функциональных группировок - ФФГ). Чем разнокачественнее популяция, тем она более устойчива к факторам среды. В наиболее общем виде пространственно выраженная разнокачественность представлена разделением популяции на ''ядро'' и ''периферию'', что хар-но для жив-ых, ведущих осёдлый образ жизни. Ядро представляет собой устойчивою внутрипопул. струк-ру, обеспечив-щую эффективное воспроизводство популяции, а периферия- резерв популяции, из которой при необходимости поступает пополнение, компенсирующее гибель особей в ядре популяции; при благоприятных условиях периферические группировки способствуют расширению границ занятого популяцией пространства, а при неблагоприятных - сокращают эту площадь. Групповое распределение в пространстве свойственно и структуре ценопопуляций растений. Структура популяций раст. может быть как горизонтальной, так и вертикальной. Вертикальная стр-ра (представлена ярусным распределением элементов стр-ры) связана с размерами и возрастным составом растений. В качестве элементов горизонтальной стр-ры попул. раст. выступают ценопопуляционные локусы (субпопуляции), в роли которых могут рассматр-ся любые участки ценопопуляции, отличающиеся по плотности особей, возрастному составу и общей фитомассе. Структурированность ценопопуляции в пространстве создает условия реализации адаптивных возможностей популяции. В биологической разнокачественности групп внутри видов заложены возможности прогрессивной эволюции последних.

Кроме того, существует концепция r- и K-отбора, выдвинутая первоначально Мак-Артуром и Уилсоном (1967г) и развитая Пианкой (1970), по которой выделяются K-организмы в местообитаниях с K-отбором и r-организмы в местообитаниях с r-отбором (r/K-концепция). Данная концепция исходит из существования 2-х противоположных типов местообитаний: связанных с r- и K-отбором. Эта концепция рассматривает 2 противоположных типа особей (популяций, видов). Под популяциями, подверженными K-отбору, подразумевают существующие либо в неизменных (условия среды бесконечно долго остаются благоприят. или неблагоприят.), либо в предсказуемых сезонных местообитаниях (регулярная смена благоприятных и неблагоприятных периодов), подвергающихся только слабым воздействиям случайных колебаний параметров среды. Как следствие, возникают плотные популяции достаточно постоянного размера. Среди взрослых особей здесь наблюдается интенсивная конкуренция, результаты которой в значительной степени определяют их выживаемость и плодовитость. Молодь в таком густозаселенном местообитании также должна конкурировать за выживание, и у неё мало шансов достичь половой зрелости. Т.е. эти местообитания в связи с интенсивной конкуренцией благоприятствуют размерам и родителей, и потомства. Следовательно, можно предполагать, что организмам, сформированным K-отбором, присущи более крупный размер, отсрочка размножения, полицикличность (т.е. более растянутое во времени размножение), меньшая доля ресурсов, направляемых на размножение, и более крупное (а, следовательно, и менее обильное) потомство, окруженное большей родительской заботой. Эти организмы будут направлять ресурсы в основном на повышение выживаемости (а не размножения), но на практике (из-за острой конкуренции) существование многих из них окажется непродолжительным.

В противоположность этому считают, что популяции, формируемые r-отбором, существуют в непредсказуемых изменчивых (благоприятные периоды различной длительности перемежаются также изменчивыми неблагоприятными периодами) или эфемерных (предсказуемо короткий благоприятный период сменяется бесконечно долгим неблагоприятным) местообитаниях. У этих популяций благоприятные периоды быстрого роста в отсутствие конкуренции (либо при изменении параметров среды в благоприятную сторону, либо при заселении только что возникшего эфемерного биотопа) перемежаются неблагоприятными периодами неизбежной гибели (либо при неожиданном ухудшении условий, либо при полном истощении или исчезновении эфемерного биотопа). Следовательно, смертность взрослых и молоди сильно и непредсказуемо колеблется и часто не связано с плотностью популяции и состоянием отдельных организмов. Т.е. это местообитание нейтрально в отношении размера и родителей, и потомства. Неудивительно, что для организмов, подверженных r-отбору, прогнозируются более мелкий размер, ускоренное созревание, возможно, моноцикличность, более высокая доля ресурсов, направляемых на размножение, и более мелкое (а, следовательно, и более многочисленное) потомство. Они мало расходуют на выживание, которое значительно колеблется в зависимости от непредсказуемых флуктуаций среды обитания. Но не нужно забывать, что фактически r/K-концепция это лишь особый случай общей демографической классификации местообитаний. В этой связи следует отметить 2 важных момента. Во-первых, местообитания взрослых особей и молоди бывают различными. Во-вторых, хар-ки жизненных циклов, связанные с r/K-схемой, могут возникнуть вне связи с ней (выедание мелких взрослых особей как противоположность острой конкуренции среди взрослых; гибель крупного потомства как противоположность чередованию благоприятных условий и периодов неизбирательной смертности и т.д.). r/K-концепция, несомненно, полезна при описании ряда общих различий между таксонами. Например, относительно крупных высших позвоночных с большой продолжительностью жизни, низкой долей выделяемых на размножение ресурсов и высокой степенью гомеостатического контроля можно при сравнении отнести к К-орган-м, в то время как относительно мелких насекомых с непродолжительным существованием, вкладывающих много ресурсов в размножение – к r-организмам. Сходным образом можно выделить ряд очень широких и общих взаимосвязей среди растений. Так, для деревьев в относительно К-селективных лесных местообитаниях хар-ны долгая жизнь, отсрочка созревания, крупные семена, низкая доля ресурсов, направляемых на размножение, крупный размер, очень часто поликарпия. В то же время в местообитаниях, более связанных с r-отбором, растен-м свойственен в общих чертах ''r-синдром''. Но не нужно забывать, что растения относятся к модулярным организмам, а модульный рост обеспечивает возможность экспоненциально увеличивать размеры, увеличивая число модулей. Т.о. эта концепция помогает понять значительную часть таких разнообразных жизненных циклов. Существует также ещё классификация Грайма (1974,1979) по которой при редких нарушениях и обилии ресурсов возникает популяция с высокой плотностью, для которой свойственна конкурентная стратегия. Толерантная стратегия выгодна при недостатке ресурсов или в суровых условиях, но на фоне редких нарушений. Рудеральная стратегия уместна при высокой степени нарушаемости, но благоприятных условиях и обилии ресурсов. Грайм предполагал также существование промежуточных стратегий, * ''конкурентно-рудеральной''. Рудеральные организмы и нарушенные местообитания очень близки к организмам и средам r-типа, а организмы-компетиторы и богатые ресурсами, слабо нарушаемые местообитания, видимо, соответствуют организмам и биотопам К-типа.

55. Понятие репродуктивной ценности организма и его значение для практической деятельности человека.

Организм – морфофизиологическая единица, происходящая из одной зиготы, гаметы, споры, почки. Деятельностное определение организма требует для каждой задачи определить морфофизиологическую единицу в зависимости от конечной цели. Трудности определения связаны с разнокачественностью организмов, причина которого: 1) различные способы построения организмов; 2) стадийность ЖЦ.

Организм – закрытое по времени образование, так как имеет заданный срок существования (какими бы не были комфортными внешние условия – смерть неизбежна). Поэтому реагировать на изменения внешней среды организм может только в пределах нормы реакции (определяется генотипом).

Все живые организмы построены двумя способами: унитарным и модулярным. В целом на Земле доминирует модулярный, что является основой устойчивости живого вещества в геологическом масштабе (4,5 млрд. лет). Зависимость разнообразия внешних форм от условий среды у растений определяется понятием жизненная форма, у животных – биоморфа, у человека – адаптивные типы.

При анализе экологических взаимодействий выделение организма как счетной единицы осложняется необходимостью учета стадии индивидуального развития. Любой организм, независимо от типа строения, проходит определенный цикл развития (онтогенез, ЖЦ) от зиготы до зиготы. В течение всего ЖЦ организмы проходят через определенные стадии. На каждой из них не только внутреннее состояние, но внешний облик различны.

Компоненты ЖЦ. Прежде чем выделять различные типы ЖЦ, необходимо выделить различные их компоненты и понять связанные с этими компонентами преимущества. 1) размеры – вероятно, наиболее очевидная характеристика ЖЦ (крупный размер может повысить его конкурентоспособность или эффективность как хищника, а также снизить уязвимость жертвы; крупные в меньшей степени «открыты» воздействиям внешней среды из-за более низкого отношения величины поверхности тела к его объему, что ведет к повышению выживаемости; но все это может и увеличивать опасность); 2) скорости роста и развития (все живые существа увеличивают свои размеры в процессе роста. Любой организм крупнее зиготы, из которой он развился, причем тем крупнее, чем больше его исходные размеры, быстрее и продолжительнее рост. С другой стороны развитие – это постепенная дифференциация частей организма. Обычно рост и развитие идут одновременно, но это отдельные процессы; быстрое развитие может быть выгодным (увеличивается скорость роста популяции), но если в течение ЖЦ переживаются крайне неблагоприятные условия – выгодна остановка развития. 3) размножение (скороспелость и отсрочка размножения (продолжительность препродуктивного периода); моноцикличность (все потомство за один раз) и полицикличность; число актов размножения и число потомков, размер потомков (количество ресурсов, затраченное на них родителями разное); ЖЦ часто описывают с помощью меры репродуктивного усилия (траты)).

Репродуктивное усилие можно выражать как абсолютное количество ресурсов, использованных на размножение. Лучше же оценивать долю потребленных питательных веществ, затраченную на размножение в определенный период времени (распространенный метод оценки – отношение веса гонад к весу тела, объем помета к объему родителя).

В самом общем виде в ЖЦ выделяют: 1) стадия цитогенетического целого. Организм представлен отдельно делящейся клеткой. 2) стадия эмбрионального целого. Организм представлен фазами дробления ядра, различными дифференцировками, началом морфогенеза и роста зародышевой оболочки. 3) стадия постэмбрионального целого. Различные этапы молодости и зрелости. 4) стадия инволюционного целого. Разные стадии старения.

Первые две стадии у унитарных и модулярных организмов схожи. Оценки воздействия внешней среды сводятся к констатации фактов увеличения или неизменности количества мутация, различных нарушений в ходе дробления ядра и его дифференцировок. Как правило, крупные нарушения в этих процессах ведут к гибели. Если морфогенетические корреляции справились с возникшими нарушениями, то организм начинает постэмбриональное существование, которое различается у модулярных и унитарных организмов.

При решении экологических проблем необходим учет возраста организма. На одно и то же внешнее воздействие молодой, зрелый и стареющий унитарный организм будет отвечать по-разному. У модулярного организма одновременно присутствуют модули разного возраста. При оценке воздействия на такой организм, всегда требуется точное определение счетной единицы: принять весь сложный разновозрастный организм, отдельный модуль в определенной стадии развития, воспроизводимая комбинация модулей. Ситуация стает еще сложнее, если требуется учесть и продолжительность ЖЦ.

Пример ЖЦ (однолетники с однократным размножением, эфемероиды, двулетники).

ЖЦ отдельного организма уникален, то есть включает в себя особенности роста, дифференцировки, накопления массы, размножения, обусловленные индивидуальной изменчивостью как результатом взаимодействия генотипа со средой.

Достижение максимальной массы отдельной особью осуществляется в результате процессов роста и развития. Особи равной массы могут различаться стадией онтогенеза (справедливо и обратное). В зависимости от условий, выгодна бывает и остановка в развитии (споры и семена), и ускорение развития (эфемеры).

Основное различие в ЖЦ связано с процессом размножения. Различия особей по массе и скорости развития ведет к различной репродуктивной активности.

Потомство одной особи исходно гетерогенно по массе, так как энергия распределяется среди потомков неравномерно и поэтому судьба отдельных организмов различна. Наиболее жизнеспособные доживают до стадии размножения и оставляют потомство. В аутэкологии для оценки плодовитости и выживаемости применяют термин репродуктивная ценность. Естественный отбор благоприятствует максимально приспособленным организмам, то есть тем, относительный вклад которых в будущее популяции наиболее высок. Этот вклад определяется всеми компонентами ЖЦ. Репродуктивная ценность учитывает относительный (неабсолютный) вклад каждого организма в будущее популяции и выступает оценкой отдельного ЖЦ с точки зрения естественного и искусственного отбора. Она лежит в основе всей селекционной работы. Когда человек выбирает по отдельным признакам наиболее подходящие для него семена, телят, то он фактически оценивает их ЖЦ по репродуктивной ценности.

Репродуктивная ценность в данном возрасте включает в себя потомство в данном возрасте и остаточную репродуктивную ценность (сумма ожидаемого потомства всех последующих стадий с учетом для каждой из них изменения численности популяции).

Репродуктивная ценность низка у молоди, когда вероятность дожить до половозрелости мала, и у старых организмов, так как плодовитость и (или) выживаемость с возрастом падает.

В природе оценку ЖЦ по репродуктивной ценности выполняют конкретные местообитания.

56. Теория стресса и ее значение для анализа экологических взаимодействий

Для раскрытия теории необходимо ввести несколько понятий:

Организм – (от латинского – устраивать, придавать стройный вид) некое образование, состоящее из взаимосвязанных и соподчиненных элементов, взаимоотношения которых достаточно четко детерминированы их функционированием как единого целого (это некоторая морфофизиологическая единица, происходящая от одной зиготы, гаметы, споры, почки).

Как любая биологическая система организм обитает в сложных и изменчивых условиях среды, с которыми поддерживает непрерывные и жизненно важные взаимосвязи, основанные на обменных процессах. Устойчивость организменной системы, ее относительная самостоятельность зависят от того, насколько структура и физиологические свойства организма сохраняют свои главные особенности на фоне меняющихся внешних условий. Именно в этом и состоит принцип гомеостаза на уровне организма.

Гомеостаз – («одинаковое состояние») это состояние динамического равновесия организма со средой, при котором организм сохраняет свои свойства и способность к осуществлению жизненных функций на фоне меняющихся внешних условий.

Стресс. Каждый человек испытывал его, это слово имеет различное значение для разных людей.

Стресс – неспецифичный ответ организма на любое предъявленное ему требование. Исследования показали, что организм реагирует однотипно, одинаковыми биохимическими изменениями, назначение которых – справиться с возросшими требованиями к организму.

Факторы, вызывающие стресс, стрессоры, - различны, каждое предъявляемое организму требование в каком-то смысле специфично (вызывает в организме своеобразные изменения). Но все агенты в целом требуют от организма перестройки – это неспецифичное требование, оно заключается в адаптации к возникшей трудности.

С точки зрения стрессовой реакции не имеет значения приятна или нет ситуация, с которой сталкивается организм. Имеет значение лишь интенсивность потребности в адаптации.

Концепция стресса стара. Но для исследователей большим препятствием была неспособность отличить дистресс (вредоносный стресс), от общего представления о стрессе, включающего в себя также и приятные переживания радости.

В 1930 году канадец Ганс Селье сформулировал концепцию стресса.

Ответом любого организма на стресс служит трехфазная реакция (общий адаптационный синдром – ОАС).

1). Реакция тревоги (увеличиваются надпочечники, которые становятся темно-красного цвета из-за повышенного содержания жировых гранул; резко сморщиваются вилочковая железа и лимфоузлы, в желудке появляются многочисленные кровоточащие язвочки).

2). Фаза сопротивления (если движение стрессора совместимо с возможностями организма, то он сопротивляется).

3). Фаза истощения (постепенно истощаются запасы адаптационной энергии. Характерные признаки этого: гипогликемия, дегенерация печени, невроз).

Способность к адаптации небезгранична. Невозможно делать дополнительные вклады адаптационной энергии сверх унаследованной от родителей. После крайнего изнеможения отдых восстанавливает сопротивляемость и способность к адаптации почти до прежнего уровня. Но полного восстановления, вероятно, не бывает, и любая биологическая деятельность оставляет необратимые химические рубцы. Особое значение уделяется биохимическим сдвигам (роли гормонов в развитии стресса).

АКТГ кортизон

Стрессор ? гипоталламус ? гипофиз ? кора надпочечников ? органы ? сигнал в гипоталламус, что организм уже напрягся.

Один и тот же раздражитель приводит к разным поражениям. Это связано с «факторами обуславливания», которые избирательно усиливают или тормозят то или иное проявление стресса. Обуславливание может быть внутренним (пол, возраст) и внешним (климат).

Каждый агент обладает стрессовым и специфичным действием.

В сущности, воздействие стрессоров полезно – укрепляет иммунную систему, но если действие его велико или длительно, то возникает дистресс. Также гормональные изменения аналогичны процессам старения.

В экологии наибольшее применение теория стресса находит в популяционной регуляции. В силу особенностей структуры взаимоотношений особей во внутрипопуляционных группировках часть из них практически постоянно испытывает состояние психического (эмоционального) стресса. При повышении плотности населения уровень этой реакции в популяции возрастает, что может отвечать за увеличение смертности и снижение воспроизводительного потенциала, наблюдаемые в популяциях с высокой плотностью. При длительном и сильном воздействии стрессоров нарушается общее эндокринное равновесие в организме, что в комплексе с внешними воздействиями влечет за собой развитие стадии истощения ОАС.

Повышение уровня смертности при высокой плотности не всегда прямым образом связано с внутрипопуляционным стрессом. Наиболее значимая роль этой реакции состоит в том, что стресс, вызванный переуплотнением, понижает устойчивость организма к внешним воздействиям.

57. Энергетика организма: бюджеты времени и энергии. Балансовые модели организмов и их экологические приложения.

Общее количество энергии, необходимое организму в единицу времени для поддержания своего существования, возрастает с увеличением веса тела (интенсивность метаболизма). Но, поскольку у мелких животных отношение поверхности тела к объему довольно велико, они обычно характеризуются более высокой интенсивностью обмена и, следовательно, большими потребностями в энергии на единицу веса тела, чем крупные животные. Животные, поддерживающие внутреннюю температуру тела – гомойотермные, другие – пойкилотермные. Любой организм, получающий свое тепло из наружной среды – эктотермный, а производящий большую часть своего тепла в результате окислительного метаболизма – эндотермный. Настоящие эндотермы – только птицы и млекопитающие, но и среди них многие в определенный период являются эктотермными. Существуют такие пойкилотермные (крупные пресмыкающиеся, быстро плавающие рыбы – тунец), которые могут частично становиться эндотермными.

Для поддержания постоянной температуры тела требуется энергия, но эндотермные животные характеризуются более высокой интенсивностью обмена и большими потребностями в энергии, чем сходные по размеру эктормные. Существует четкий предел для размеров тела эндотермных животных (колибри, землеройки) – 2-3 грамма, они характеризуются высоким обменом и попадают в тесную зависимость от постоянного снабжения полноценной пищей. Травоядные – пищи в избытке – «жнецы». Хищники – много сил и энергии на добывание пищи – «охотники». Метаболическая стоимость движения зависит как от способа, так и от размера. Цена перемещения единицы веса тела на стандартное расстояние для крупных животных меньше, чем для мелких. Передвижение по суше – максимум затрат, полет – среднее, плавание при условии обтекания – минимум.

Каждый организм располагает определенным ограниченным количеством доступной энергии, которую он может израсходовать на рост, поддержание обмена и размножение. То, как организм распределяет эту энергию очень важно, так как это помогает понять взаимодействие организма с окружающей средой. Так как любой организм имеет ограниченный бюджет, то его способность к регуляции и гомеостазу четко ограничена.

Организмы, доведенные до стрессового состояния действием какого-либо фактора способны выдержать меньший диапазон изменений других факторов.

Бюджет энергии:

среда ? энергия (еда) ? экскреты

метаболизированная энергия




Энергия химических связей новых тканей тепло



Активность поддержание состояния

Прирост энергии = приток извне – затраты на работу

?E = Ем – ЕС

Растения страшные хищники (свет трудно уловить). Эффективность превращения световой энергии в химическую мала. Но после того как уловили, могут эффективно использовать для создания продукции. Большая часть световой энергии, поглощенная растениями, превращается в тепло и теряется в результате конвекции, транспирации. Растения расходуют относительно меньше ассимилируемой энергии на поддержание существования, так как не передвигаются, не надо заботиться о поддержании постоянной температуры тела, питаются в течение всего светового времени суток. Эффективность чистой продукции 30-85 % (в зависимости от условий), эффективность ассимиляции – 1-2 %.

Животным для ассимиляции энергии в пище нужно лишь перестроить химические связи, но они тратят слишком много энергии на поддержание тела, на поимку жертвы. Пища животного происхождения переваривается легче. Эффективность ассимиляции 60-90 % (питание насекомыми, рыбой и мясом). Эффективность чистой продукции находится в обратной зависимости от их активности (птицы – 1%, мелкие млекопитающие с высокой скоростью размножения – до 6 %).

Здесь же можно рассказать о k- и r-стратегиях (в смысле затрат на размножение).

58. Условия среды и рост организмов.

Организмы – реальные носители жизни. Это открытые системы. В процессе обмена организм потребляет из окружающей среды необходимые вещества и выделяет в нее продукты обмена. Данные процессы протекают в сложной, динамичной обстановке естественной среды обитания, находятся под постоянным воздействием комплекса ее факторов, поэтому реакция со стороны организма во многом определяется интенсивностью воздействия фактора. Количественное влияние условий среды определяется тем, что естественные факторы (температура, кислород, соленость и прочее) в определенной дозе необходимы для нормального функционирования организма, тогда как недостаток или избыток того же фактора тормозит жизнедеятельность.

Количественная доза фактора, соответствующая потребностям организма и обеспечивающая наиболее благоприятные условия его жизни, рассматривают как оптимальные.

1)экологический оптимум – такие условия окружающей среды, в которых особь данного вида оказывается наиболее приспособленной. В зависимости от ширины диапазона устойчивости к факторам организмы делят на стенобионтов (узкий спектр) и эврибионтов (широкий спектр условий).

2)физиологический оптимум.

Отношение растений и животных к солнечному свету.

Практически вся энергия поступает на Землю в виде солнечного излучения, состоящего из видимого света, УФ и инфракрасных излучений. Очень большое значение свет имеет для фототрофов – т.к. это организмы, способные преобразовывать энергию света в энергию химических связей, используемую затем для синтеза органических веществ из неорганических (сине-зеленые водоросли, некоторые бактерии, высшие растения). У зеленых растений свет стимулирует синтез хлорофилла.

Потребности разных растений в свете неодинаковы:

В жизни растений (а также животных) важную роль играет смена сезонов года, в процессе которых меняются многие факторы среды (температура, количество осадков и др.). Однако наиболее закономерно изменяется длина светового дня.

Фотопериодизм – реакция растений на суточный ритм освещения, т.е. на соотношение длины и ночи (фотопериоды), выражающаяся в изменении процессов роста и развития. В зависимости от реакции на длину дня, ускоряющей зацветание (это одно из основных проявлений данной реакции) растения делят на:

1)длиннодневные (хлеб, злаки, укроп);

2)короткодневные (рис, соя, конопля);

3)длинно-короткодневные (растения, нуждающиеся в чередовании разных фотопериодов);

4)коротко-длиннодневные;

5)нейтральные (гречиха, горох).

Данные фотопериодические группы не связаны с конкретной оптимальной длиной дня, а дают представление о том, ускоряется ли переход к цветению при увеличении или уменьшении длительности освещения в каждом фотопериоде.

У многих пресноводных животных укорочение дней осенью вызывает образование покоящихся яиц или цист. Для перелетных птиц – это сигнал к началу миграции.

Часто фотопериодическая реакция наступает лишь при сочетании определенной длины дня и какого-то второго стимула (при слишком низкой температуре растения не зацветают даже при подходящем фотопериоде). Суточная периодичность свойственна большинству растений и животных. Имеются формы с дневной или ночной активностью.

Формирование видового стериотипа активности – сложный процесс, отражающий приспособление ко многим факторам среды и в большинстве случаев определяется также такими условиями как тип питания, взаимоотношения с хищниками и конкурентами, суточные изменения комплекса абиотических факторов и др. Так, суточная активность пойкилотермных животных во многом определяется режимом температуры среды. У амфибий – сочетанием температуры и влажности.

Режим освещения выступает в роли сигнального фактора, который определяет время начала и окончания активности. По мере снижения освещенности, реакция идет в обратном направлении. У ночных видов – наоборот. Пороговые величины освещенности определяют время начала и окончания наибольшей степени активности (воробьиные птицы более активны в утренние и вечерние часы).

Вода – важнейший экологический фактор и условие существования организмов.

По отношению к воде различают экологические группы растений:

1)гидрофиты – наземно-водные раст., обитающие на мелководьях и болотах. Растения влажных сред обитания (калужница).

2)гигрофит – раст., произрастающие при повышенной влажности почвы и воздуха (нижние яруса сырых лесов, заболоченные участки).

3)мезофит – растут при среднем увлажнении и переносят не очень сильные засухи.

4)ксерофит – обитает в условиях недостаточного увлажнения.

Содержание воды в раст. тканях – исключительно изменчивая величина. Она отлично различается у разных видов, в разных частях раст., претерпевая сезонные и суточные изменения, которые обуславливаются возрастом ткани, доступностью почвенной влаги и соответствием воды и транспирации.

В клетках и тканях различают две формы воды: свободную – обладает достаточной подвижностью, и связанную (осмотически и коллоидно).

От кол-ва воды и растворенных в ней солей в значительной мере зависят внутриклеточный и межклеточный обмен, а у гидробионтов – и осмотические взаимодействия с внешней средой. Газообмен у животных возможен лишь при наличии влажных поверхностей. У наземных организмов испарение влаги участвует в формировании теплового баланса со средой.

Животные получают влагу в виде питья (даже водные). Выведение – с экскрементами и испарением. Многие организмы, особенно обитающие в водной среде, способны получать и отдавать воду через покровы. Для наземных животных (б/позвоночных и амфибий) характерно получение влаги из росы, дождя.

Важным источником воды является пища – как источник поступления воды в клетки и ткани.

Амфибии – обязательное участие кожи в дыхании (голал, слизистая кожа – потери воды), однако кожа легко проницаема для воды.

Наземные организмы – низкая колеблющаяся влажность воздуха создает постоянную угрозу обезвоживания организма испарением.

Экстремальные условия.

Гигрофит – раст., произрастающие в повышенных условиях влажности воздуха и почвы.

Почвенные гигрофиты:

1)хорошо выражены механическая и проводимая ткань.

2)эпидермис толстостенный с толстой кутикулой.

3)устьица на нижней стороне листа, большое кол-во.

4)наличие воздухоносных полостей (в корнях, стеблях, цветоносах).

5)корневая система разная (подмаренник – слабо, злаковые – оч. хорошо).

Воздушные гигрофиты:

1)очень крупные листья.

2)кутикула слабо выражена или отсутствует.

3)водные устьица (гидатоды).

4)механич. ткань и мезофиты выражены слабо.

Ксерофит – раст. сухих мест обитания.

1)высокое осмотич. давление клеток корня.

2)мелкие листья часто опушены (коровяк).

3)кутикула с восковым налетом.

4)большое кол-во устьиц (увеличение транспирации).

5)способность переносить сильное обезвоживание.

6)наличие летнего листо- и ветвепада.

Суккуленты – сочные, мясистые раст., с хорошо развитой водозапасающей паренхимой в листьях.

Животные: при недостатке воды, многие амфибии приурочивают время активной деятельности к периодам наибольшей влажности. Пассивное переживание сухого сезона свойственно многим животным (брюхоногие моллюски закупориваются в раковине с помощью слизистой пленки и впадают в оцепенение). Для амфибий характерно запасание воды (жидкой мочи), которая из мочевого пузыря может реабсорбироваться в кровь.

Температура – является одним из важнейших абиотических факторов. Она действует везде и постоянно. Температура влияет на скорость многих физических процессов и химических реакций, в том числе и на процессы, идущие в живых организмах и их клетках. Любой организм способен существовать лишь в определенном диапазоне температур (оптимум).



Таким образом, складываются оптимальные условия для роста и развития организма. Если условия несколько отличны от оптимальных, скорости роста и развития замедляются. Существует закономерность, при которой с повышением температуры скорость реакции увеличивается, однако, лишь до определенного предела, а при дальнейшем увеличении – резко падает.

Существует такое понятие как «температурные пороги», выше и ниже которых жизнь невозможна. Естественно, что пороги неодинаковы для разных видов живых организмов, однако, существуют показатели: от +500С (верхний порог жизни) до 00С (нижний порог жизни).

В зависимости от ширины интервала, в котором могут существовать организмы, выделяют: 1) эвритермные – выдерживают широкие колебания температур; 2) стенотермные – живут лишь в узких пределах.

Биохимические адаптации к температурам: важная роль в приспособлении к температурам играет теплоустойчивость белков и клеточных структур. С биохимическими адаптациями связана и морозоустойчивость.

Физиологические адаптации: на основе физиологических процессов многие организмы могут в определенных пределах менять температуру своего тела – терморегуляция. В зависимости от этого все животные делятся на пойкилотермные и гомойотермные (теплокровные – имеют практически постоянную температуру тела). Особенно совершенны механизмы терморегуляции у гомойотермных животных. Для понижения температуры животные используют испарение жидкости с поверхности тела (у человека – потоотделение, у собак и многих птиц – учащенное дыхание).

Морфологические адаптации: данная адаптация хорошо прослеживается в двух правилах – правило Бергмана и правило Аллена – подразумевают под собой признаки, приобретенные организмами в процессе эволюции, что позволяет влиять на распространение и численность организмов.

Правило Бергмана: при продвижении на север средние размеры тела в популяциях теплокровных животных растет (т.е. при увеличении размеров уменьшается относительная поверхность тела, а значит, и теплоотдача).

Правило Аллена: у эндотермных животных, обитающих в холодном климате, выступающие части тела (уши, конечности) обычно бывают короче, чем у животных, сходных по прочим признакам, но обитающих в более теплом климате.

59. Организм в экстремальных условиях.

Все многообразие воздействующих на организм экологических факторов принято делить на две большие группы: абиотические и биотические. К абиотическим факторам относят элементы неживой природы: температура, влажность, химизм среды и др.

Биотические факторы включают все воздействия со стороны живых организмов (как активные, так и пассивные). По характеру воздействия и по приспособительным реакциям эти две категории факторов принципиально отличаются.

Организмы приспособлены к выживанию и размножению в характерной для них среде. Они должны взаимодействовать с условиями внешней среды, чтобы нормально существовать. Адаптация может быть определена как соответствие между организмом и его средой.

Абиотические факторы прямо или косвенно (изменяя действие других факторов) воздействуют на организм через те или иные стороны обмена веществ. Они действуют одностороннее: организм может к ним приспособиться, но не в состоянии оказать на них обратное влияние. Существует два типа приспособления к экстремальным условиям: 1) пассивный путь адаптации (адаптация по типу толерантности – «терпимость», «выносливость») – возникновение определенной степени устойчивости к данному фактору, способность сохранять функции при изменении силы его воздействия. Данный тип приспособления формируется как характерное видовое свойство и реализуется преимущественно на клеточно-тканевом уровне. 2) активный путь адаптации (адаптация по резистентному типу). Организм с помощью специфических адаптивных механизмов компенсирует изменения, вызванные воздействующим фактором, таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Активные приспособления поддерживают гомеостаз внутренней среды организма.

Пример: у многих организмов в процессе эволюции развились стадии, позволяющие им переживать неблагоприятные периоды (однолетние растения). Жаброноги, встречающиеся в пустынных районах: их яйца, находясь в соленой корке (пустынные районы) высохших пустынных озер, сохраняют жизнеспособность в течение многих лет. Когда появляется влага, жаброноги вылупляются из яиц, достигают быстро половой зрелости и вновь дают большое количество яиц (пассивный путь).

Биотические факторы (пища, хищники, возбудители болезней, конкуренты и др.) оказывают совершенно другой эффект, нежели абиотические. Действуя на организмы других видов, они в то же время являются объектом воздействия с их стороны. Т.о. правильнее говорить о биотических взаимодействиях организмов одного или разных видов. При этом длительные, устойчивые взаимосвязи происходят не между отдельными организмами, а между популяциями определенных видов.

Активный тип адаптации – если рассматривать отношения «хозяин-паразит», то у паразитов данный тип проявляется как приспособления в виде зацепок, крючьев, присосок и др. Что касается хозяина, то в качестве пассивной защиты нередко происходит инкапсулирование внедрившихся в ткани его организмов. У растений – это выделение смол либо галлообразование. В качестве активной защиты от инвазирования свойственно животным выражение в различных формах иммунитета (состоящем из нескольких звеньев: усиления, выделения, бактерицидной или ядовитой слизи, фагоцитозная активность специфических клеток крови, выработка антител, антитоксинов).

По экологическому значению адаптивные механизмы можно разделить на две группы: 1) механизмы, обеспечивающие адаптивный характер общего уровня стабилизации отдельных функциональных систем и организма в целом по отношению к наиболее устойчивым параметрам среды обитания. 2) лабильные реакции, поддерживающие относительное постоянство общего уровня стабилизации путем включения адаптивных функциональных реакций при отклонении конкретных условий среды от средних характеристик. Эти две системы, два уровня адаптации действуют совместно, что обеспечивает такую «подгонку» функций организма к конкретному состоянию средовых факторов и, как итог, устойчивое его существование в условиях сложной и динамичной среды. Т.о. данное «правило двух адаптаций» позволяет осуществлять «принцип гомеостаза» на уровне организма, суть которого заключается в том, что структура и физиологические свойства организма сохраняют свои главные особенности на фоне меняющихся внешних условий.

60. Появление человека, как закономерного процесса эволюции биосферы.

Живая природа является основной чертой проявления биосферы. Она резко отличает ее тем самым от других земных оболочек. Строение биосферы, прежде всего и больше всего характеризуется жизнью. Живое вещество является носителем и создателем свободной энергии, ни в одной другой земной оболочке в таком масштабе не существующей. Эта свободная энергия – биогеохимическая энергия (как ее назвал В. И. Вернадский). Она вызывает и резко меняет по интенсивности миграцию химических элементов, строящих биосферу (и определяет ее геологическое значение).

В пределах живого вещества в последние 10000 лет создается и быстро растет новая форма данной энергии. Она связана с жизнедеятельностью человеческого общества, рода Homo и других (гоминид), близких к нему.

Это новая форма биогеохимической энергии, которую можно назвать энергией человеческой культуры или культурной БГХ энергией, является той формой БГХ энергии, которая создает в настоящее время ноосферу.

Культура – это биологическое явление, так как она является продуктом эволюционного процесса. Это новый вид биологической адаптации с негенетическим способом наследования. Адаптация эта присуща лишь одному роду Homo из отряда приматов. Формирование этого рода тесно связано с развитием и эволюцией культуры. Однако элементы преадаптации к культуре наблюдаются и у других животных. « Популяция архантропов (или обезьянолюдей) трансформировалась в человеческое общество, когда накопленный индивидуальный опыт стал передаваться из поколения в поколение и, т.о., становится общественным опытом, т.е. культурой» (Новоженов).

Черты, свойственные человеку появляются уже у обезьян, ведущих древесный образ жизни (дриопитеки): высокое развитие ЦНС, цветное бинокулярное зрение, хватательные конечности (передние и задние). Это наследие древесной жизни первых приматов пригодилось, когда предки человека вступили в новую стадию – стадию австралопитеков («южная обезьяна»). Они могли очень хорошо бегать на двух ногах, высвободив руки. Австралопитеки уже пользовались орудиями, но они не изготовляли их (это были палки, дубины, камни, крупные кости, которые они подбирали). На данной стадии начинается процесс потери шерстяного покрова. Были широко распространены по африканскому материку, вымерли 1 млн. лет назад. От австралопитеков отделилась ветвь, первого представителя которой уже можно считать входящим в род Homo – Homo habilis (человек умелый). Представители данного вида изготовляли простейшие орудия, строили подобие хижин. Не исключено, что первые попытки овладения огнем относятся к данному периоду. Человек умелый был вытеснен архантропами (обезьянолюди или Homo erectus). Жили 1,5-0,5 млн. лет назад, 500 тыс. Лет назад стали вытесняться. Были более развиты: объем мозга равен 750-900 до 1300-1400 см3. Существенно улучшилась техника выделки каменных орудий, появление ручных рубил. Орудия приобретают стандартную форму, которая сохранялась в дальнейшем сотни тысяч лет. На данной стадии возникает еще одно свойство – овладение речью. Однако нельзя говорить, что речь была членораздельной. Скорее всего, это был ряд звуков, причина этого – несовершенство строения гортани и появление центра Брока в головном мозге, который отвечает за понимание звуковых сигналов. Архантропы были широко расселены в Европе и Азии. Большинство ученых полагает, что у какой-то популяции Центрально- или Северо-Африканской архантропов возникли люди современного типа - Homo sapiens. Их становление растянулось, по меньшей мере, на 500 тыс. лет.

Первые разумные люди – палеонтропы (неандертальцы). Они отличались от современных людей: не имели подбородочный выступ, был мощный надглазничный валик и покатый лоб. Однако, мозг не уступал современному. Создали культуру скребел и наконечников, широко пользовались огнем. По-видимому, тогда были изобретены копье с каменным наконечником и меховая одежда. Палеонтропы были вытеснены людьми современного типа неоантропами. Существует мнение, что человек разумный или его ближайшие предки сформировались незадолго до наступления ледникового периода или в один из его теплых промежутков. Возможность пережить неблагоприятный период позволило очень важное открытие – овладение огнем. Однако, огонь широко использовался задолго до последнего оледенения в Европе. Каким образом он был открыт? Вероятно, его источником были пожары, а также жизнедеятельность низших организмов, приводившая к пожарам сухих степей, горению пластов каменного угля и торфяников. Затем человек стал применять для этого древнейшие приемы – сильное трение сухих предметов, высекание искры и улавливание ее из камня. Т.о. сложная система сохранения огня была выработана в быту сотни или более тысячи лет назад. В долгие тысячелетия человек резко изменил свое положение в живой природной среде. Это началось еще в ледниковый период, когда человек стал приручать животных. Коренные изменения начались в северном полушарии после отхода последнего ледника. Это было открытие земледелия, создавшее независимую от дикой природы пищу и открытие скотоводства (пища + передвижение). Земледелие могло проявиться как геологическая сила и изменить окружающую среду, только когда одновременно с ним появилось и скотоводство, т.е. человек одновременно с выбором и разведением растений стал разводить полезных для него по каким-либо признакам животных. Человек бессознательно совершал этим геологическую работу, вызывая большее размножение определенных видов растительных и животных организмов. Благодаря скотоводству он получал не только пищу, но и увеличивал свою мускульную силу, позволяющую расширять площадь, занятую земледелием. Однако, это привело к определенным последствиям: уничтожалась старая жизнь, создавалась новая – новые виды растений и животных, создаваемые человеком. Но и нетронутый непосредственно мир диких животных и растений неизбежно меняется в новой обстановке, созданной БГХ энергией человека. Проявление скотоводства и земледелия создавалось в разных местах не одновременно на протяжении от 20 до 7 тыс. лет назад, постепенно увеличиваясь к нашему времени.

Уже 7-8 тыс. лет назад мы имеем первые мощные государства (Египет, Крит, Китай, Месопотамия) земледельческого характера и первые большие города, что дает возможность размножаться человеку беспрепятственно и с меньшими перерывами. В этот временной период идет непрерывный рост культурной БГХ энергии человечества. Т.о., за 3300 лет до н.э. в Месопотамии употреблялось письмо, за 1600-1500 – была открыта буквенная азбука. За 2000 лет была открыта десятичная система, бронза, за 1400 лет до н.э. – железо.

В течение последних 500 лет – с 15 по 20 век – непрерывно усиливалось развитие мощного влияния человека на окружающую среду. В это время совершился охват единой культурой всей поверхности планеты. Это такие явления как: открытие книгопечатания, овладение новыми формами энергии (пар, электричество, радиоактивность), химическими элементами, их использование, создание телеграфа, радио и др.

Вопрос о плановой единообразной деятельности для овладения природой и правильного распределения богатств связан с осознанием единства и равенства всех людей, равенство ноосферы.

62. Понятие экологической катастрофы и экологического кризиса.

Понятие экологической катастрофы – ситуация, которая характеризуется глубокими и часто необратимыми изменениями природной среды, утратой природных ресурсов, резким ухудшением условий проживания населения. Вызванными многократным превышением антропогенных нагрузок на природную среду (Б. И. Когуров, 1997 г.).

Может быть вызвана двумя путями: 1) природные явления – фаза развития биосферы, в которую происходит смена организмов (обледенение, извержение вулкана). 2) аварии технических средств или устройств, приводящие к неблагоприятным условиям среды и гибели живых организмов.

Понятие экологического кризиса – ситуация, когда в природной среде возникают значительные и слабокомпенсируемые изменения, происходит быстрое истощение природных ресурсов, уникальных природных объектов, наблюдается рост числа заболеваний у населения, из-за ухудшения качества природной среды.

Основная причина данных явлений в общественном устройстве: предполагается, что при критической (кризисной) ситуации возможно хотя бы частичное восстановление природной среды через определенное время при условии снятия техногенной нагрузки.

63. Структура вида человека. Современное состояние.

Все современные люди принадлежат к одному виду «человека разумного» Homo s. sapiens. Этот вид представляет совокупность популяций, дающих при смешении плодовитое потомство и обнаруживающих значительную изменчивость (полиморфизм) морфофункционального статуса, притом, что все группы современного человечества находятся на одинаково высоком уровне своей биологической организации.

С течением времени наиболее изолированные друг от друга популяции могут накопить заметные отличия в наборе наследственных характеристик (генофонде) и в их внешнем проявлении (фенофонде). В таких случаях их чаще всего рассматривают как подвиды, которые являются единицей биологической систематики. Именно такие популяционные системы обычно и обозначают термином «раса».

«Раса – есть совокупность людей, обладающих общностью физического типа, происхождение которого связано с определенным ареалом».

«Раса – это комбинация наследственных характеристик с определенной наследственностью,… с помощью которой члены одной расы отличают себя от другой».

«Раса – это группа людей, имеющая общие физические черты».

При таком разнообразии определений неудивительно, что и расовые классификации отличаются у разных авторов.

Человек современного вида не только очень полиморфен, но и очень политипичен. Политипический вид можно определить как вид, состоящий из двух или более подвидов. Политипия обычно является следствием значительной изолированности популяций друг от друга.

Классификаций очень много, и все они различны. В нашей стране наиболее общеприняты следующие: Рогинский и Левин – три большие расы подразделены на малые, промежутки между большими заполнены промежуточными. В названиях сохранен географический принцип. Классификация Дебеца имеет тройную иерархию, а переплетения и слияния ветвей отражают процессы смещения при образовании антропологических типов. Классификация Бунака также имеет тройную иерархию.

Практически во всех классификациях упоминаются следующие антропологические типы независимо от их ранга: европеоиды, монголоиды и австрало-негроиды.

Европеоидная большая раса.

Самая большая по численности – 2/3 общей численности населения Земли. Населяют практически всю обитаемую сушу. Цвет кожи варьирует от очень светлых до смугловатых оттенков. Большая часть европеоидов имеет темные волосы и глаза. Волосы прямые или волнистые. Нос со средним или высоким переносьем, узкий, прямой или с выпуклой спинкой. Разрез глаз горизонтальный (со слегка приподнятым наружным углом). Для пропорций тела характерна мезоморфия.

Внутри группы выделяют:

Монголоидная большая раса.

Цвет кожи смуглый и до светлого. Цвет волос от темного до очень темного, волосы жесткие прямые. Величина носа варьирует. Складка верхнего века развита значительно. Рост средний.

Австрало-негроидная большая раса.

Цвет кожи от очень темных до желто-бурых (у бушменов) оттенков. Цвет волос и глаз темный. Волосы от волнистых до курчавых. Губы часто с большой слизистой частью. Длина тела очень варьирует.

Кроме перечисленных есть расы, которые не классифицированы. Они преобладают в контактных зонах между большими расами. Это такие как Уральская, Южно-сибирская, Эфиопская, Курильская и другие малые расы.

Адаптивный тип представляет собой норму биологической реакции на комплекс условий окружающей среды, обеспечивающей состояние равновесия популяций с этой средой и находящий внешнее выражение в морфофункциональных особенностях популяций. Он не зависит от расовой и этнической принадлежности. В одних и тех же геоклиматических условиях разные по происхождению группы имеют одно и тот же направление приспособительных реакций.

Арктический тип – коренастое телосложение массивного мускульного типа с укороченными конечностями и цилиндрическим торсом. Это уменьшает удельную поверхность тела относительно его массы, снижая тем самым интенсивность теплопотери. Мягкие ткани лица: округлый овал лица, уплощенный нос, узкий разрез глазных щелей, большая степень ороговения эпидермиса. Все это смягчает холодовое воздействие. Энергетические процессы более интенсивны. Основной и липидный обмен повышен, усилены окислительно-восстановительные процессы, увеличен остаточный обмен легких.

Тропический тип – пониженная плотность тела, уменьшенный вес, увеличена длина конечностей и тела. Большое отношение поверхности тела к его весу, что повышает испаряющую поверхность тела. Лицо: большие – ширина носа, ротовая щель и поверхность губ, это также увеличивает теплоотдачу влаги и охлаждает вдыхаемый воздух. Узкая высокая и длинная голова, курчавые волосы. Механизм выведения тепла с потом наиболее совершенен. Обладают повышенной резистентностью к инфекциям.

Высокогорный тип – происходят изменения пропорций тела в сторону относительной длинноногости и длиннорукости и увеличение продольно-поперечного грудного показателя. Это способствует к приспособлению в условиях гипоксии.

Меняется формула крови (больше эритроцитов), повышен гемоглобин. Артериальное давление понижено, основной объем повышен.

Аридный тип – характерны те же приспособительные особенности, как и у тропического. Удельная поверхность тела еще более увеличивается, повышая испарительную способность. Уровень гемоглобина повышен, артериальное давление понижено.

Умеренный тип показатели роста и веса повышены, нижние конечности укорочены, обхватные размеры увеличены. В целом увеличивается массивность. Процессы метаболизма занимают промежуточное положение между тропическим и арктическим типом.

Этнос – естественно сложившийся на основе оригинального стереотипа поведения коллектив людей, существующий как энергетическая система, противопоставляющая себя всем другим таким же коллективам, исходя из ощущения комплиментарности.

Комплиментарность – это ощущение подсознательной взаимной симпатии (антипатии) особей, определяющее деление на своих и чужих.

Этнос определяется:

Пассионарии – особи, пассионарный импульс поведения которых превышает величину импульса инстинкта самосохранения.

Определяющим признаком этноса является пассионарность.

Фазы развития этноса:

1)фаза пассионарного подъема и перегрева (рождение, подъем и перегрев – фанатики, гибель пассионариев, пассионарное оскудение);

2)фаза надлома – более слабые этносы завоевываются сильными, гражданские войны внутри этноса;

3)фаза инерции – «золотая осень». Этнос стабилен, в нем царит покой, гармоничные отношения, все направлено на собственное благополучие;

4)фаза обскурации – «сумерки» этноса. Переворот ценностей, затухание в искусстве. Люди потребляют то, что создано до них, не создавая ничего нового.

5)мемориальная фаза. Два пути – либо реликтовый этнос и жалкое существование, либо он вливается в какой-либо другой этнос, который также проходит все стадии развития.

64. Основные виды и уровни физиологических адаптаций человека.

В новых природных и производственных условиях, созданных человеком, человек нередко испытывает влияние чрезмерно жестких факторов среды.

Способность быстро и эффективно устранять и компенсировать действие неблагоприятного фактора внешней среды характеризует адаптационные возможности индивида.

Биологическая адаптация. Это целостная система реакций живых объектов (организм, популяция, биоценоз), направленная на поддержание динамического равновесия не только в данных условиях среды, но и при их изменении в процессе эволюции.

Виды адаптаций. Пассивная – активная, срочная – долговременная, генотипическая – фенотипическая.

Пассивный путь адаптации заключается в формировании определенной степени устойчивости к данному фактору, способности сохранять функции при изменении силы его действия. Это адаптация по принципу толерантности (выносливость, терпеливость). Такой тип приспособления действует преимущественно на клеточно-тканевом уровне.

Активный путь – с помощью специфических адаптивных механизмов организм человека компенсирует изменения воздействующего фактора таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Происходит адаптация по резистентному типу (сопротивление). Здесь активные приспособления поддерживают гомеостаз внутренней среды организма.

Большинство адаптационных реакций человеческого организма осуществляется в два этапа: начальный этап срочной, но не всегда совершенной адаптации, и последующий этап совершенной долговременной адаптации.

Срочный этап адаптации возникает непосредственно после начала действия раздражителя на организм и может быть реализован на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов. На этом этапе функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма.

Долговременная адаптация к длительно воздействующему стрессору возникает постепенно, в результате длительного и повторяющегося действия на организм факторов среды. Она развивается на основе многократной реализации срочной адаптации, в результате организм из неадаптированного превращается в адаптированный.

Генотипическая и фенотипическая адаптация. Под генотипом понимают совокупность всех генов организма или его наследственных факторов. Под генотипической адаптацией имеется в виду совокупность морфофизиологических и поведенческих особенностей, направленных на поддержание гомеостаза и позволяющих организму существовать в сложных условиях среды.

Под фенотипом понимают систему признаков и свойств организма, результат реализации генотипа в определенных условиях внешней среды. Фенотип не передается по наследству. Фенотипическая адаптация предусматривает не заранее сформированную наследственную адаптивную реакцию, а возможность ее формирования под влиянием среды. Это обеспечивает реализацию только жизненно необходимых адаптационных реакций.

Между этими адаптациями существует тесная связь. По существу, генотипическая адаптация отражает как филогенетический уровень организма, так и возникшие в эволюции и закрепленные в потомстве адаптивные сдвиги определенных функций.

При действии фактора на организм происходит: 1) метаболические адаптивные изменения; 2) морфологические перестройки на фенотипическом или генотипическом уровне; 3) физиологические изменения; 4) изменения в структуре клеток, фиксирующие их физиологическую мощность, а также взаимосвязь между функцией и генетическим аппаратом клетки.

Правила адаптации.

Правило Бергмана. Согласно правилу Бергмана, наблюдается зависимость между температурой среды и размерами тела теплокровных животных: в районах сурового арктического и антарктического климата размеры тела больше, чем в тропической зоне.

Применительно к популяциям человека аналогичное соотношение продемонстрировано сразу для нескольких признаков: длины, веса и поверхности тела. В среднем малорослые группы людей встречаются чаще в центральном поясе, чем на северных и южных окраинах.

Правило Аллена. Трактует связь с климатом пропорций тела теплокровных животных. В холодном климате они имеют укороченные конечности и отличаются более плотным сложением. Группы людей, которые проживают в тропическом климате, отличаются в среднем удлиненными пропорциями и менее плотным сложением.

Правило Гюгера. Устанавливает интенсивность окраски животных в зависимости от широты местности: чем ближе к тропикам, тем окраска интенсивнее.

То же соотношение характерно и для человека. Цвет кожи, волос и глаз закономерно светлее по мере перехода от тропиков к умеренной зоне в обоих полушариях.

Правило Томсона-Бакстона. Устанавливает зависимость от климата такой особенности, которая практически слабо развита у животных и составляет отличие человеческого лица.

Зависимость вариаций ширины носа от интенсивности среднегодовой температуры и солнечной радиации, от широты местности тоже статистическая.

Совокупность защитных реакций организма, направленная на ликвидацию воздействия какого-либо фактора, называется «общим адаптационным синдромом».

В адаптационном синдроме выделяют три фазы: 1) фаза тревоги – «аварийная» (24-48 часов) – содержит в себе призыв к мобилизации защитных сил организма; 2) фаза резистентности – «стабильности функций» характеризуется достижением определенной динамической устойчивости во взаимодействии организма с окружающей средой; 3) фаза истощения. Наличие ее необязательно и она возникает тогда, когда организм не в состоянии полностью компенсировать нарушения, возникшие при длительном воздействии фактора.

«Цена» адаптации – это те негативные изменения в организме, которые возникли в результате процесса адаптации (например, при акклиматизации происходят изменения в работе сердечно-сосудистой деятельности, дыхательной, а также другие изменения физиологических и физических показателей).

66. Становление культуры и рост численности людей.

Все виды, существующие на Земле обладают генетической наследственностью, которая записана в генах и передается путем деления клеток и удвоения генетической информации, закодированной в ДНК. Человек, помимо генетической имеет социальную наследственность – это накопление и передача информации негенетическим способом, с помощью символики, языка и речи.

Живые организмы тесным образом связаны с условиями существования, к которым они приспосабливаются длительное время. Культура – главная социальная адаптация человека, которая позволила ему стать доминирующим видом. Культура – материальный и духовный опыт людей, передающийся из поколения в поколение (ремесла, орудия труда, знания, вера, искусство, мораль, язык, ритуалы и т.д.). Эта средообразующая адаптация позволила человеку изолировать себя от прямого влияния природы. Экологическим последствием возникновения социальной адаптации – культуры – является высокая приспособляемость ? распространения по всей поверхности планеты и увеличение численности.

2 млн. лет назад древние предки современного человека научились изготовлять примитивные каменные орудия. 300 тыс. лет назад появились неандертальцы. Охота позволяла людям кроме мяса и жира получать кости, шкуры и сухожилия, которые могли использоваться для изготовления орудий труда, жилищ, одежды и ловушек для животных. 200 тыс. лет назад человек начал использовать огонь, возникающий от молний, самовозгорания торфа и по др. причинам. 50 тыс. лет назад люди научились сами получать огонь. Человек – единственный их всех живых организмов использует реакцию окисления (сжигания) для добычи и приготовления пищи, обогрева жилища. По мере своего развития, человек все более изолировал себя от неблагоприятного влияния окружающей среды: огонь, одежда, жилища и т.п., что способствовало этой изоляции. Как следствие, рост численности людей. В нижнем палеолите до того, как человек начал использовать огонь, численность населения Земли не превышала 10-20 тысяч. В начале среднего палеолита эта цифра достигла уже 200-300 тысяч.

На смену неандертальцам 35 тыс. лет назад пришли люди современного типа Homo sapiens – кроманьонцы. Этот прогрессивный вид полностью заселил весь современный ареал своего обитания, сумев приспособиться к экстремальным условиям. Происходил и общий рост численности населения: если в момент становления популяции человека разумного она вряд ли превышала несколько десятков тысяч особей, то к концу палеолита (10 тыс. лет назад) она достигала от 2,5 до 10 млн. человек. Кроманьонцы, в считанные тысячелетия освоившие обширные незаселенные ранее территории, обладали новыми типами оружия (копьеметалки, силки, гарпуны и др.) и новыми приемами охоты. Человек, методом проб и ошибок накапливал эмпирические знания об окружающей его природной среде. В условиях охотничье-рыболовческо-собирательного хозяйства для поддержания своего существования люди должны были хорошо знать повадки и пути передвижения промысловых животных, рельеф своих охотничьих угодий, полезные и вредные свойства растений, свойства различных поделочных материалов, уметь предсказывать погоду и многое др, что можно считать прикладными знаниями по географии, экологии, зоологии, ботаники, астрономии, метеорологии, медицине и т.п.

Охота и собирательство – неустойчивые источники пищи, обрекающие людей на периодическое голодание. Переход к земледелию и скотоводству (12-10 тыс. лет назад) привел к большей устойчивости в обеспечении продуктами питания и способствовал росту народонаселения. По имеющимся данным, на одной и той же территории скотоводство может прокормить в 20 раз больше людей, чем охота, а земледелие – в 20-30 раз больше, чем скотоводство (к 2500 году до н.э. население Земли достигло 100 млн. человек). Зарождение древнейших земледельческих цивилизаций было в центрах происхождения культурных растений, отсюда происходило распространение культуры земледелия и скотоводства на др. территории. Формировались новые трудовые навыки и представления, связанные с растениеводством и животноводством, прогрессировали орудия труда. Происходило накопление новых знаний по агротехнике, зоотехнике, селекции, мелиорации, химии, арифметике, геометрии и географии.

Примерно 4-3 тысячелетия до н.э. – возникновение городов, концентрация населения, экономической и культурной жизни, расцвет ремесленного производства. Человек все более ограждает себя от прямого воздействия окружающей среды, продолжая создавать вокруг себя антропосферу. 15-17 век – возникновение индустриально общества, использование новых типов ресурсов, развитие промышленного производства, ? увеличение численности людей (см. рис. в билете №68).

10 тыс. лет назад – 10 млн. человек. 11 век н.э. – 300 млн. человек. Начало 21 века – 6 млрд. человек. Т.е. примерно за 9 тысяч лет численность увеличилась в 30 раз, а в последнюю тысячу лет – в 20 раз.

Численность людей, которые могут одновременно жить на Земле в условиях достаточного комфорта – величина конечная (10-15 млрд.).

Выводы: 1) культура – надбиологическая адаптация (социальная), негенетический путь передачи информации. 2) культура – адаптация организованных групп, адаптация популяционного уровня. 3) экологические последствия появления культуры – большая приспособляемость ? широкое распространение человека и увеличение его численности.

67. История человечества и история природопользования.

Все живые организмы, включая человека, используют ресурсы окр. среды для поддержания жизнедеятельности. За историю своего развития человек использовал различные виды ресурсов и освоение каждого принципиально нового типа ресурса давал последующий скачок, переход на новую ступень развития человечества. Древние гоминиды (полузвери) имели смешанный тип питания: они поедали растит. пищу и частично питались падалью, т.е. выполняли роль редуцентов.

Схема: место человека в пищевой цепи:



0,5 млн. лет назад человек вида Homo erectus – гейдельбергский человек из теплых мест проник в Европу. Там был более суровый климат, короткий вегетационный период, на одной растит. пище и падали невозможно было прокормиться. Человек начал охотиться на крупных животных (слонов, носорогов), т.е. открыл для себя новый тип ресурсов (сменилась экологическая ниша, поднялся на один уровень вверх, редуценты  хищники). Охотиться было лучше группой – появились зачатки коллективной охоты.

20 тыс. лет назад возникли люди современного вида Homo sapiens – кроманьонцы. Это древние охотники – консументы II порядка. Они начали активно осваивать новый ресурс. В произошедшем 10-15 тыс. лет назад массовом исчезновении мамонтов, шерстистых носорогов – крупных и медленно размножающихся видов – отчасти виноват человек. Ресурсы начали истощаться.

12 тыс. лет назад возникло полупереходное кочевое скотоводство (сходное с современным оленеводством). Человек кочевал за стадами животных  гарантированная пища (мясо и молоко).

10 тыс. лет назад – возникновение подсечно-огневого земледелия. Человек преобразует экосистемы первичных продуцентов, т.е. переходит на одну ступень ближе к первичному источнику энергии.

Растениеводство и скотоводство гарантировало постоянный источник пищи. Переход от собирательства и охоты к воспроизводству ресурсов – это неолитическая революция. Началось активное преобразование среды, основанное на возобновимых ресурсах. Человек создает вокруг себя оболочку – антропосферу. В это же время начинается понемногу использование в производстве таких сил природы, как ветер, течение воды и ресурсов резервного фонда биосферы (уголь, нефть).

400-300 лет назад человечество столкнулось с истощением возобновимых ресурсов (прежде всего лесов). Это послужило толчком к более интенсивному использованию каменного угля, нефти и поиску территорий, которые могли бы поставлять ресурсы (колонии). Переключение на использование в основном невосполнимых ресурсов – это промышленная революция. Человечество начало «поедать» ресурсы литосферы. Но любые ресурсы ограничены.

68. Демографическая проблема современного мира и пути ее решения.



К 1987 г. население Земли стало 5 млрд. человек. В1999 г. население превышает отметку 6 млрд.

СКР – суммарный коэффициент рождаемости (среднее число детей, которое рождает каждая женщина в течение жизни). Если предположить, что все дети выживают, СКР равный 2,0 обеспечит неизменную численность населения: два ребенка заменят отца и мать, когда те умрут. СКР ниже 2,0 приведет к снижению численности, а СКР выше 2,0 – приведет к росту населения.

СКР в высокоразвитых странах = 2,0 = 1,9;

СКР в менее развитых странах = 4,8 = 4,1.

На рождаемость и смертность влияет множество факторов. Если не учитывать миграции, изменения размеров популяции сводятся к разности между числом рождений и смертей.

Естественный прирост или убыль населения = (число рождений на 1000 человек в год) – (число смертей на 1000 человек в год)/10 = %, т.е. изменение на 100 человек.

Пример: в высокоразвитых странах прирост населения = 0,6% в год  темпы роста в некоторых высокоразвитых странах бывают даже отрицательными, тогда как у наций со средним и низким доходом они всегда довольно высокие.

Причина демографического взрыва.

Рост природных популяций сдерживается сопротивлением среды, т.е. факторами, приводящими к гибели значительной доли молоди до наступления репродуктивного возраста. Примерно до 19 века так обстояло и с человеческой популяцией. Еще в конце 1800 г. не было ничего необычного в том, что родители заводили по 7-10 детей, из которых только 1-3 доживали до половой зрелости. Эпидемии заболеваний типа оспы, дизентерии, ветрянки, дифтерии и др. уносили множества детских жизней. После эпидемии, большая некогда семья нередко оставалась вовсе без детей.

В 19 веке открытие вакцины, улучшение санитарных условий, а в 20 веке открытие антибиотиков – привело к резкому снижению детской смертности, т.е. произошло повышение выживаемости.

Итак, смертность упала, а рождаемость осталась на прежнем уровне. Это несоответствие и вызвало демографический взрыв. Важно то, что он связан лишь со снижением смертности. Рождаемость не возросла, она даже понизилась, хотя и незначительно. Важно то, умер человек до появления у него детей, или после. В первом случае смертность ограничивает рост населения, во втором – нет.

Несчастные случаи и стихийные бедствия слабо влияют на численность человечества. Так, например, в США ежегодные потери от автомобильных катастроф, составляющие около 50000 человек, возмещаются в течение 10 дней.

Вывод: в прошлом для человечества были характерны высокие коэффициенты рождаемости и смертности (в основной детской). Быстрый рост народонаселения начался из-за снижения детской смертности при сохранении прежнего уровня рождаемости.

Решение проблемы: есть только один гуманный способ сдержать рост населения – снижение рождаемости до уровня, соответствующего нынешней низкой смертности. Это уже произошло в более развитых странах, где рождаемость приблизилась к уровню простого воспроизведения.

69. Экологические аспекты урбанизации.

Процесс урбанизации (urbis – город) начался около 3500 лет назад в долинах рек Тигра и Евфрата (современные Ирак и Сирия), позднее – Нила (Египет). Города возникали как места развития торговли и защиты жителей от нашествий. С началом промышленной революции процесс урбанизации приобрел взрывной характер. Города стали наиболее совершенной формой организации искусственной среды обитания человека. Они концентрировали промышленность, управление, в наибольшей степени удовлетворяли условиям быта, развития культуры и информационного обмена. Крупный город существенно меняет многие компоненты природной среды. Крупнейшие города мира (Мехико, Токио, Нью-Йорк и др.) имеют структуру мегаполисов, породили острейшие проблемы экологии. Инфраструктура крупного города (в России – 300 городов) оказывает воздействие на загрязнение окр. среды в радиусе до 50 км – атмосферы, гидросферы (поверхностные стоки бытовые и промышленные, фильтрация в грунты до глубины 8-12 м), литосферы (грунты, подземные сооружения). Перепады температуры, влажности, солнечной радиации между городом и окрестностями соизмеримы с перемещениями на 200 градусов по широте. Энергетические поля городов оказывают негативное влияние на 1-8 км.

Сегодня в городах планеты проживает более 30% населения. В России – 60% жителей сконцентрировано в 300 городах. В городах проявляются отрицательные факторы воздействия на природные условия жизни человека:

1)прогрессирующий рост загрязнения окр. среды промышленными и бытовыми отходами и выбросами;

2)прогрессирующее отставание санитарно-технического благоустройства и оборудования от роста жилого фонда;

3)нарастающее превышение над допустимыми нормами уровней энергетических загрязнений (шум, вибрации, излучения и т.д.);

4)возрастающая вероятность массовых инфекционных и специфических нервных заболеваний (стрессы, психозы и др.);

5)постоянно действующие моральные и психические напряжения, приводящие к конфликтам человека и «города».

Влияние всех этих факторов приводит к росту сердечно-сосудистых, онкологических, аллергических и др. заболеваний.

Крупные города являются монстрами, которые ненасытно потребляют природные ресурсы, продукты питания, загрязняют воду, создают условия для возрастающей миграции людей из сельской местности. Создаются конфликты города и деревни, горожан и сельских жителей.

70. Экологические аспекты продовольственной проблемы.

Около 200 лет назад, когда людей на планете было менее 1 млрд., английский экономист Томас Мальбус сделал вывод, что народонаселение увеличивается в геометрической прогрессии; тогда как, объем сельскохозяйственного производства зависит от площади пахотных земель и ограничен.

Увеличение продовольственных ресурсов в последние 40 лет обусловлено главным образом следующим:

  1. Освоением новых пахотных земель

  2. Рост использования удобрений

  3. Развития орошения

  4. Ростом использования пестицидов

  5. Замена сортов зерновых на новые, более высокоурожайные при прочих равных условиях.

С 1950 по 1981 площади под зерновые культуры увеличились на 24% . но большая часть этих земель подвержена эрозии или аридизации и устойчивое земледелие на них не возможно.

С 1950 по 1980 годы площадь орошаемых земель увеличилась почти в 2.6 раза. Печально то, что многие существующие оросительные системы неперспективны, из-за истощения запасов грунтовых вод. Кроме того, многие из них страдают из-за заболачивания или засоления почв последствий плохого дренажа.

С 1950 по 1984 годы использование удобрений возросло примерно в 9 раз, каждая их тонна сначала давала 15-20 дополнительных тонн зерна. Однако сейчас обеспеченность культур биогенами близка к оптимальной и ее повышение не приведет к заметному росту урожайности.

После появления после второй мировой войны химических пестицидов, резко повысило эффективность борьбы с вредителями. И привело к заметному повышению урожайности. Однако новых успехов с того времени не наблюдалось и даже отмечена сдача некоторых позиций т.к. вредители вырабатывают устойчивость даже к новому пестициду. К тому же идет борьба за не использование пестицидов и сохранение здоровья людей.

В 1960 годы генетики растений вывели новые сорта пшеницы и риса, которые при оптимальном количестве удобрений и соответствующем поливе давали урожай вдвое-трое выше традиционного

71. Понятие о природно-ресурсном потенциале.

Природные ресурсы принято делить на две категории: восстанавливаемые (рыба, лес и т.д.) и невосстанавливаемые (уголь, нефть и другие). Человек никогда бы не испытывал в жизненно важных веществах, если бы он сумел сбалансировать численность населения и его потребности в ресурсах так. Чтобы биогеохимические круговороты не нарушались, и скорость продуцирования органических веществ уравновешивала скорость их размножения и изъятия.

Природные ресурсы – элементы природы, вовлеченные в производственно-хозяйственную деятельность человек.

Природные ресурсы делятся на:

Природные ресурсы имеют характеристики: запас, возможная сфера использования, возможные отрицательные последствия, затраты на компенсацию вредного воздействия, экономическая целесообразность.

Рациональное природопользование – единый взаимосвязанный процесс между использованием, воспроизводством, охраной окружающей среды.

Ресурс – понятие более широкое, чем материал, предназначенный для дальнейшей обработке или средство существования людей; ибо ресурс является источником множества не сырьевых полезностей рекреационные и эстетические ценности.

Ресурс - элементы природы, используемые как источник или средство существования людей.

72. Понятие об экологическом кадастре.

Государственным кадастром природных ресурсов (ПР) называется свод экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих качество и количество ПР, состав и категории пользователей.

Данные кадастров служат обеспечению рационального использования ПР и охране окружающей природной среды от вредных воздействий. На основе кадастров проводится денежная оценка ПР, его продажная цена, система мер по восстановлению нарушенного состояния природы. Ведение кадастров является высшей формой учета ПР. Учет ПР - это деятельность уполномоченных органов по установлению количества, качества ПР и их социально-экономическая оценка. Это одна из функций управления в экологической сфере. Важно, чтобы данные о качественных характеристиках ПР, содержащиеся в соответствующих кадастрах, служили основой при принятии решения о предоставлении ПР в пользование.

Кадастры ведутся по отдельным видам ПР и по территориям.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации