КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ”

ВАРИАНТ - 9

студента 3 курса ФПК и ПК

группы ТМс-7

Герасимов Александра Юрьевича

зачетная книжка № 10179

домашний адрес: 211030,Витебская обл.,

г.Орша, ул. Мира

д.56 - кв.19

Работа выполнена 9 декабря 2012 г.

Работу проверил __________

ВИТЕБСК 2013

Задание №1 Теоретические вопросы по основам экологии

Направления развития экологических систем

Любая экосистема, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, находится в состоянии динамики. Эта динамика может касаться как отдельных звеньев экосистем (организмов, популяций, трофических групп), так и системы в целом. При этом динамика может быть связана, с одной стороны, с адаптациями к факторам, которые являются внешними по отношению к экосистеме, а с другой – к факторам, которые создаёт и изменяет сама экосистема.

Самый простой тип динамики – суточный. Он связан с изменениями в фотосинтезе и транспирации (испарении воды) растений. В ещё большей мере эти изменения связаны с поведением животного населения. Одни из них более активны днём, другие в сумерки, третьи ночью. Аналогичные примеры можно привести по отношению к сезонным явлениям, в которых ещё больше проявляется динамика активности жизнедеятельности организмов.

Не остаются неизменными экосистемы и в многолетнем ряду. Эти изменения в одних случаях могут в какой-то мере повторяться, в других же имеют место изменения, которые на фоне периодически повторяющейся динамики имеют однонаправленный, поступательный характер и обусловливают развитие экосистемы в определенном направлении.

Сукцессия(от лат. successio – преемственность) – это последовательная смена одних сообществ организмов другими на данном участке среды.

Если сукцессия обусловливается в основном внешними по отношению к экосистеме факторами, то такие смены называют экзогенетическими, или экзодинамическими (греч. эксо- снаружи), если внутренними факторами – эндогенетическими или эндодинамическими (греч.эндон– внутри).

Движущая сила эволюции биосферы

В начале XIX в. понятие (не термин) «биосфера» было введено в науку великим французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком (1744-1829). Термин «биосфера» для определения земной оболочки, занятой жизнью, одновременно с терминами «гидросфера» и «литосфера» в конце XIX в. утвердил в научном обиходе знаменитый австрийский геолог Э. Зюсс (1831-1914). Зюсс писал: «Одно кажется чужеродным на этом большом, состоящем из сфер небесном теле, а именно органическая жизнь... На поверхности материалов можно выделить самостоятельную биосферу...». Создав новый термин, которому было суждено такое блестящее будущее, Э. Зюсс не дал ему научного определения. Автор современного учения о биосфере В. И. Вернадский стал употреблять термин «биосфера» с 1911 г., но впервые дал его определение в 1923 г. и с тех пор не менее 15 раз его уточнял, подчёркивая, что биосфера это «особая охваченная жизнью оболочка» Земли, область распространения живого вещества на планете.

Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических сообществ, умножения числа видов и совершенствования их приспособленности. Эволюционный процесс сопровождался увеличением эффективности преобразования энергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями, сообществами.

Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который как биологический вид на основе многочисленных эволюционных изменений приобрел не только сознание (совершенную форму отражения окружающего мира), но и способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда.

Применяя орудия труда, человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.

Добиотическая эволюция

Образование планеты и ее атмосферы (4,5 млрд лет назад). Первичная атмосфера имела высокую температуру, была резко восстановительной и содержала водород, азот, пары воды, метан, аммиак, инертные газы, возможно, оксид углерода, цианистый водород, формальдегид и др. Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появляется жидкая вода, формируется гидросфера, круговорот воды, водная миграция элементов и многофазные химические реакции. Благодаря автокатализу происходит образование и рост молекул. Образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений углерода, кислорода, азота, водорода за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивности, электрических разрядов и других энергетических импульсов. Аккумуляция лучистой энергии в органических веществах в результате фотохимических реакций и образование макроэргических соединений. Возникновение круговорота органических соединений углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и окислительно-восстановительные реакции – зародыш биотического круговорота биосферы. Дальнейшее усложнение органических веществ и появление устойчивых комплексов макромолекул, обладающих способностью к редупликации, возникновению молекулярных систем самовоспроизведения.

Биотическая эволюцияВозникновение жизни (3,5 млрд лет назад). Структуризация белков, нуклеиновых кислот с участием биомембран приводит к появлению вирусоподобных тел и первичных клеток, способных к делению – сперва хемотрофных прокариот и первичных клеток, затем эукариот. Возникает биотический круговорот и формируются биосферные функции живых веществ. Развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение состава среды: биопродукция кислорода обуславливает постепенный переход к окислительной атмосфере. Ускоряется биогенная миграция элементов. Появление многоклеточных организмов, наземных растений и животных приводит к дальнейшему усложнению биотического круговорота. Возникают сложные экологические системы, содержащие все уровни трофической организации. Достигается высокая степень замкнутости биотического круговорота. Увеличение биологического разнообразия и усложнение строения и функциональной организации живых существ и биосферы в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете. Полностью сформировалась средообразующая функция биосферы и биологический контроль ее гомеостаза. Преобразование среды вследствие деятельности организмов оказывает обратное действие на биоту и уравновешивается ее средорегулирующей функцией. Появление человека – лидера эволюции. Возникновение и развитие человеческого общества, вовлечение в техногенез непропорционально больших (по мерам биосферы) потоков вещества и энергии нарушает замкнутость биотического круговорота, вызывает антропогенные экологические кризисы и становится негативным фактором эволюции.

Понятие ноосферы, как этапа эволюции биосферы

Ноосфера - новое состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором её развития. Понятие «ноосфера» было введено в науку французским философом Э. Леруа и французским палеонтологом, философом и теологом П. Тейяром де Шарденом в 1927 году. Однако они дали идеалистическое толкование ноосферы как особого надбиосферного «мыслительного пласта», окутывающего планету. В 30-40-х годах XX века В.И. Вернадский раз

вил представление о ноосфере с материалистических позиций. Он понимал ноосферу как качественно новую форму организованности, возникающую при взаимодействии биосферы и общества, как новое эволюционное состояние биосферы, целенаправленно преобразуемой в интересах человечества. Науку о взаимоотношении между человеческим обществом и природой назвали ноогеникой. Основная её задача - исправление нарушений во взаимосвязях человека и природы, вызванных прогрессом техники.

На начальном этапе воздействия человека на природу не отличались от воздействия других живых организмов. Извлекая из окружающей среды средства для существования в таком количестве, которое полностью восстанавливалось, и возвращая в среду продукты жизнедеятельности, которые использовались другими организмами, человек не нарушал биотический круговорот вещества и энергии в биосфере. Однако в результате научно-технического прогресса, а также во многом стихийного роста промышленности, энергетики, транспорта, широкой химизации сельского хозяйства и быта, быстрого роста народонаселения и урбанизации планеты биотический круговорот резко нарушился, стал незамкнутым. Человек, извлекающий сырьё во всё возрастающем количестве, производит такие вещества, которые не используются другими организмами, накапливаясь в биосфере.

Закон ноосферы В.И. Варнадского

Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, где разум человека будет играть основную роль в развитии социоэкосистемы. То есть биосферная функция человечества заключается в поддержании и целенаправленном развитии биосферы. В настоящее время идет процесс преобразования биосферы в ноосферу посредством человеческой деятельности. Учение о ноосфере развито академиком Вернадским: "Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупной геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше. Человек не может уйти из биосферы, он неразрывно с ней связан. Его существование есть ее функция, которую он несет с собой всюду, неизбежно изменяя биосферу". Разрабатывая идеи преобразования биосферы через техносферу в ноосферу, В.И. Вернадский констатировал, что этим заканчивается эпоха стихийного развития человечества и начинается новая эпоха управляемого развития, которое основано только на объективных законах эволюции природы и общества