1). Филогенетика – раздел эволюционной теории, предметом которого являются пути, способы, общие зак-ти историч развития жизни на Земле. Жизнь – способ существ. открытых коллоидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, воспроизведения и развития на основе биохим взаимод-я белков, НК и др. соединений вследствие преобразования в-в и энергии из внеш среды.

В разное время относительно возникн. жизни на З выдвигались след. теории: 1 Креационизм - религиозно-философская концепция, в рамках кот. весь мир был намеренно создан неким верхов. существом (Бог). 2Т. панспермии (Рихтер, нем, 1865): жизнь могла быть занесена на З из космоса (нек бакт, споры) с метеоритами и косм. пылью. 3 Т. стационарного состояния жизни: виды никогда не возникали; существовали всегда, и у каждого вида есть лишь 2 возможности: изменение численности, либо вымирание. 4 Т. самозарождения явл-ся альтернативой (1), (Конфуций, Аристотель, Демокрит): рыбы могли зарождаться из воды или, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т.д. В наст вр теории самозарожд. и стац. состояния представл. только исторический и философский интерес, т.к. результаты науч. исследований противоречат их выводам. Т панспермии и креационизм не решают вопроса о возникновении жизни, хотя и не могут исключаться как гипотезы о начале жизни на З. 5 Т.биохимической эволюции. Ее сторонником яв-ся отеч. уч. Опарин, кот. в 1924г. предложил свою концепцию предбиологической эволюции и затем развил ее в коацерватной гипотезе возник. жизни. Основу гипотезы составляет утверждение, что начальные этапы биогенеза были связаны с формированием белковых структур (протобионты, по Опарину). Они могли возникнуть из первичн. «бульона» благодаря коацервации – самопроизвольному разделению водного раствора полимеров на фазы. Это приводило к образованию микрокапелек с высокой конц. полимеров. Часть из них поглощали из среды различ. соединения: АК, глюк., примитив. катализаторы. Взаимодействие внутри протобионтов этих компонентов означало возникновение простейшего ОВ. При поглощении из ОС все новых соединения они увелич. в объеме. При достижении знач. размеров они распадались на более мелкие, напр., под действием волн. Далее коацерваты подвергались ЕО, что обеспечило их эволюцию. Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на кот. долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Как происходило размножение удачных конструкций белковых молекул (например, катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении) для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Генетическая гипотеза возникновения жизни (Меллер,1929 г): вначале возникли НК как матричная основа синтеза белков. Прогрессивное развитие материи на Земле осуществлялось в 3 этапа: 1Химическая эволюция. На данном этапе сначала образовались простые орг. в-ва из неорганических (CH₄, NH₃ , N_2, CO₂, Н₂О ), а в дальнейшем более сложные орг. соединения в т.ч. полимерные (полисахариды, полипептиды, липиды), которые в основном сконцентрировались в океане (первичный бульон). Предпосылкой такого синтеза выступает способность атомов и молекул к избирательности при взаимодействиях в реакциях и самосборке. Возможность абиогенного синтеза подтверждается опытами Меллера, который с помощью ионизирующей радиации из смеси CH₄, NH₃, Н₂ и водяного пара получил мочевину, молочную, уксусную кислоты и несколько АК; 2Предбиологическая эволюция – формирование и эволюция протобионтов. На данном этапе образуются первые модели самоорганизующихся структур – микросферы, кот характеризуются двуслойной оболочкой (мембраной) и способностью делиться почкованием. Не содержали НК и не имели ярко выраженного метаболизма. Микросферы путем дальнейшей самоорганизации могли получить ДНК, что привело бы к образованию настоящей клетки; 3Биологическая эволюция – от первых настоящих клеток, до сегод. дней. Вскоре после возникновения жизни (древние прокариот. клетки) сформировались 3 самостоятельных ствола: архебактерии (сегодня это галофильные, метановые, термофильные), эубактерии (истинные бактерии, включая сине-зел. водоросли) и эукариоты. Предполагается, что эукариоты возникли в результате симбиоза их предков с предками митохондрий и хлоропластов – аэробных бактерий и цианобакте­рий соответственно (симбиотическая т). Согласно инвагинационной т. эукариотич. кл. возникла в результате впячивания мембранной оболочки исходной прокар. клетки с последующим формированием мембранных органелл и ядра. Надцарство эукариот более 1 млрд лет назад разделилось на царства жив, pacт. и грибов. Роль бакт.: разложение и минерализация орг. в-в отмерших раст. и жив. с образованием прост в-в, кот. вовлекаются в общий круговорот. Вместе с грибами и лиш. разрушают горн. порода, участвуя в нач. стадиях почвообразования. Особ. роль принадлежит бак., способным связ. свобод. N атм., не доступный для высш. Раст (свободноживущий азотобактер и клубеньк. на кор. бобовых). Цианобакт. (носток, спирулина) фотосинтезируют, предполагают, что благодаря их жи-ти в атм. появ. О_2. Отрицат. роль играют патоген. бак, кот. могут проникать в ткани раст. и животн. и выделять в-ва, угнетающие организм. У чел: возбудители бакт. пневмонии, туберк. (возд-кап), брюш тиф, дизент, холера (ч/з пищу и воду), гонорея, сиф. (пол). Вирусы явл. облигатн. паразитами, поэтому по происх. они вторичны. 1Т. проих: вирусы- дегенерирующие прокариоты. Ввиду облигатного паразитизма ненуж. части кл. (органеллы) дегенерировали, остался только капсид. 2Т. происх. - «Т. взбесившихся генов»: вирусы – блуждающие гены эукариот.

2). Структурные компоненты клетки. Клетка – основная структурная и функциональная единица жизни, ограниченная полупроницаемой мембраной и способная к самовоспроизведению. Всю клетку можно разделить на 3 составные части: ядро, цитоплазма, пов-ный аппарат. Поверхностный аппарат. Гл часть – плазмалемма – непрерывный белково-липидный слой, обладающий способностью к регенерации, не имеющий свободных концов. Гл составная часть мембраны – билипидный слой. Липиды имеют гидрофильные головки и гидрофобные концы. Кроме липидов в состав мембраны входят и белки. Они также имеют гидрофильные и гидрофобные участки. Прочно связаны с билипидным слоем и укрепляют его интегральные белки. Они окружают отверстие и образуют пору, проходящую в клетку (стенки её образованы интегральными белками). Ещё существуют полуинтегральные и свободные белки. Последние располагаются на головках липидов. Все белки обладают способностью латерально перемещаться. Интегральные способны к флип-флоп переходу. В состав мембраны входят следующие липиды: фосфолипиды (предают гибкость) и холестерин (обладает жесткостью, прочностью). Функции мембраны: 1. Разграничительная (отделяют кл от внеш среды); 2. Транспортная (регуляция проведения в-в в кл и из клетки. Активный, пассивный транспорт и эндоцитоз); 3. Рецепторная (с помощью особых участков клетка способна распознавать различные в-ва и организмы, поступающие из внеш среды). Цитоплазма и её производные. 1. Гиалоплазма (матрикс) – это внутренняя полужидкая масса, заполняющая внутр часть кл, из которой удалены все структуры. Функции: интегрирующая – это система, соединяющая все клеточные структуры; метаболическая – гликолиз, активация АК-т и присоединение к т-РНК. Органоиды клетки. I. Немембранные. Могут быть разделены по принципу строения на 2 группы: 1. Гранулярные – рибосомы. Каждая рибосома состоит из 2х субъединиц: большой и малой. В малой находится 1 мол-ла р-РНК. В большой одна более крупная мол-ла р-РНК. Есть еще третья мол-ла РНК, которая лежит на пов-ти большой субъединицы. В субъединицах находятся белки 2х типов: структурные (поддерживают форму, определяют положение других белков), белки-ферменты (участвуют в процессе синтеза белков). Когда субъединицы находятся по отдельности, они не «работают». Рибосомы активно функционируют и быстро изнашиваются, синтез рибосом происходит в ядрышках. 2. Микротубулярные – состоят из белков 2х типов: тубулины и динеиды (с помощью них микротрубочки комплексы – ахроматиновое веретено). II. Одномембранные – ответвления наружной мембраны, образованы в связи с выпуклостями мембраны. 1. ЭПС – система каналов, расположенная возле ядра. Всегда окружена мембраной. Различают: гладкую (агранулярную) – нет рибосом; шероховатую (гранулярную) – на ней находятся рибосомы. Функции: транспортная, участие в процессе синтеза белков, участие в синтезе углеводов и липидов (гладкая ЭПС). Сама клетка не может синтезировать ЭПС. 2. Аппарат Гольджи – стопки цистерн – уплощенных мешочков, окруженных мембранами. Белки, составляющие цистерны, связаны между собой и образуют диктиосомы. Каждая состоит из 7-9 плоских цистерн. Стенка образована гладкой мембраной, содержит ферменты, участвующие в синтезе углеводов и липидов. Полость м/у мембранами содержит и белки, которые поступают сюда по каналам ЭПС. Образуются пузырьки, которые могут отщепляться. Осн функция связана с обособлением пузырьков – сегрегация. 3. Лизосомы – это небольшие пузырьки, покрытые толстой мембраной без пор (Iные лизосомы), которые содержат гидролазы (особый класс ферментов, которые расщепляют биополимеры на мономеры). Лизосома сливается с поглощенными пищевыми частицами и получается IIная лизосома (пищеварит-я вакуоль). В ней идут р-ции распада биополимеров, при этом мономеры просачиваются в цит-му. Некоторые структуры не перевариваются, они наз-ся IIIные лизосомы (остаточные тела). Они подходят к мембране и сливаются с ней, остатки выбрасываются наружу. III. Двумембранные. Совершенно особая группа органоидов, которая носит полуавтономный характер. Особенности: 1. Наличие 2х мембран (наружная аналогична плазматической, внутренняя – бактериальной). 2. Наличие во внутренней полости молекул ДНК. 3. Наличие во внутренней полости рибосом, и-РНК, т-РНК. 4. Размножение в клетках путем деления. Митохондрии – «силовые станции» клетки, в них локализована большая часть реакций дыхания. Внешняя мембрана по строению сходна с мембраной клетки, внутренняя – с мембраной бактерий. Между мембранами – перимитохондриальное пространство, заполненное жидкостью. Внутренняя мембрана образует выросты – кристы (для увеличения поверхности). Во внутренней мембране локализована дыхательная цепь. На внутренней пов-ти внутренней мембраны расположены грибовидные частицы. Внутреннее содержимое – матрикс – содержит кольцевую мол-лу ДНК. Митохондрии способны к движению. Ф-ции – энергетический обмен и генетическая ф-ция (матроклинное наследование). Пластиды – характерные органеллы клеток автотрофных эукариотических организмов. Их окраска, форма и размеры весьма разнообразны. Различают: хлоропласты – пластиды зеленого цвета (фотосинтез), лейкопласты – мелкие б/цв пластиды различной формы (осуществляют вторичный синтез и накопление ЗПВ), хромопласты -

пластиды лишенные хлорофилла, различного цвета. Ядро. Интерфазное ядро состоит из: 1. Кариотека – представлена 2мя мембранами, которые сливаются м/у собой и образуют поры. На внешней мембране имеются рибосомы. Она переходит в ЭПС. Во время деления ядерная оболочка распадается на фрагменты. Ф-ции: ядерные поры регулируют обмен в-в м/у цитоплазмой и ядром; на внутр ядерной мембране имеются участки, служащие для закрепления хромосом. 2. Кариоплазма – полужидкая масса, представляющая сложный коллоидный раствор, в котором находятся все структуры ядра. Ф-ции: интеграция ядерных структур; участие в матричных р-циях (репликация, транскрипция). 3. Ядрышки – плотьные участки, расположенные в ядерном соке. Главный хим компонент – РНК и белки. Ф-ция – синтез субъединиц рибосом. 4. Хромосомы (хроматин). В интерфазном ядре хромосомы сохраняют свою индивидуальность, но они не видимы. Состоят из ДНК, гистонов, РНК и кислых белков.

Степень развития органоидов зависит от дифференцировки клеток. Нр если клетка выполняет защитную функцию – фагоциты; секреторная функция – аппарат Гольджи; возбуждение (нервная) – система мембран. У малодифференцированных клеток имеются рибосомы, не прикрепленные к мембране ЭПС (т.е. они секретируют белки для самой клетки), ещё они способны к делению. Малодифференцированные клетки – стволовые клетки.

3). Энергетический обмен необходим для всех живых организмов, для поддержания его жизнедеятельности. Он бывает 2х типов: брожение и дыхание. Исторически первым был процесс брожения, когда кислорода на Земле не было. Брожение – это внутренний процесс, в котором акцептором электронов является органическая молекула. Выделяют 2 этапа: гликолиз, врезультате которого образуется ПВК; превращение ПВК. В зависимости от присутствующих ферментов превращения ПВК могут идти по разным путям. Различают след виды брожения: спиртовое, уксусно-кислое, масляно-кислое, молочно-кислое. После появления кислорода на базе р-ции брожения сформировался процесс дыхания. Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм О2, использование его в биологическом окислении органических соединений и удаление СО2. Общее уравнение дыхания: С₆Н₁₂О6+6О₂=6СО₂+6Н₂О+2824кДж Дыхание – это один из признаков жизни. Значение: 1. Поставляет организму Е в виде АТФ; 2. Промежуточные продукты дыхания используются для образования биологически выжных молекул; 3. В результате дыхания образуется Н₂О, которая м/б использована растением в условиях ее дефицита. Генетическая связь дыхания и брожения. По одной из теорий происхождение О2 он появляется в результате жизнедеятельеости первых автотрофных бактерий. До их появления основным способом получения Е для анаэробных организмов было брожение. С появлением О2 развились новые механизмы реакции, но процесс брожения остался в основе. Поэтому и для брожения, и для дыхания выделяют общий этап – гликолиз. В настоящее время изучены различные пути дыхания: гликолитический, глиоксилатный, альтернативные. Гликолитический делят на 2 этапа: анаэробный (гликолиз), реакции локализованы в цитоплазме; анаэробный – внутри митохондрий. Различают 3 стадии: окислительное декарбоксилирование ПВК; реакции цикла Кребса; ЭТЦ на внутренней мембране митохондрий. Гликолиз – последовательность биохимич р-ций, при которых глюкоза претерпевает изменения и превращения в 2 мол-лы ПВК + 2 НАДН2 и 4 мол-лы АТФ, 2 из которых уходят на активацию. Т.о., в рез-те гликолиза образ-ся 2ПВК, 2НАДН₂ и 2АТФ. Аэробный этап, который протекает в митохондриях. Окислительное декарбоксилирование – ПВК из цит-мы транспортируется в митохондрию, затем вступает в р-ции декарбоксилирования – на ПВК действует многоферментный комплекс (вкл 3 компонента: дегидрогеназу с активной группой НАД, декарбоксилазу и коэнзим А). В результате образуется активный ацетат, который вступает в следующие р-ции. Цикл Кребса. Ацетил КоА в присутствии воды в/д-ет с ЩУК, в рез-те образ-ся лимонная к-та. Далее при участии ферментов происходит последовательное превращение к-т. Эти р-ции называют циклом Кребса и в рез-те выделяется 2 мол-лы CO₂, 3 мол-лы НАДН₂, 1 мол-ла ФАДН₂ и 1 АТФ. Всего в рез-те декарбоксилирования и цикла Кребса получ-ся 3CO₂, 4НАДН₂, ФАДН₂ и АТФ. CO₂ выделяется в атмосферу. Продукты восстановленные (НАДН₂, ФАДН₂) далее уч-ют в ЭТЦ. ЭТЦ – последовательность молекул-переносчиков протонов и электронов. Все эти переносчики встроены во внутр мембр митохондрий и распологаются в порядке убывания отриц-го ОВ потенциала, т.е. возрастания положит-го ОВ потенциала. Мол-лы НАДН₂ и ФАДН₂ пердают свой Н₂ в ЭТЦ в виде 2Н⁺ и 2 электронов, которые затем движутся по цепи переносчиков. В процессе переноса протонов и электронов протоны выбрасываются в межмембр пространство, а электроны по цепи переносчиков передаются внутрь на О₂, активируя его. Активированный О₂, в сумме с H⁺, которые остались ещё в матриксе, образуют Н₂О (поэтому выдыхаемый воздух влажнее). В рез-те работы ЭТЦ в межмемб пространстве накапливается Н⁺ (т.е. идет перекачка положительных протонов). На внутренней мембране возникает разность потенциалов. Протоны стремятся вернуться в более отриц матрикс. Это возможно ч/з опред каналы (Са-вые, Na-вые, …), основными из которых я/я грибовидные частицы. Они представляют собой ножку и шляпку. Ножка встроена во внутр мембр и представляет собой белок, в котором есть фермент АТФ-синтетаза, катализирующий р-цию: АДФ + Фн -> АТФ. Однако АДФ и Фн – достаточно инертны, и для их в/д-я необходима энергия активации, которая выделяется при проскоке Н⁺ из межмембр пространства внутрь. Рассматривают 2 гипотезы образования АТФ: 1. Молекулы АДФ и Фн пассивны и взаимодействуют, поглощая Е перехода протонов через грибовидную частицу. 2. АДФ и Фн взаимодействуют между собой, но образуется связанная с белком АТФ, которая освобождается при проскоке протонов. Т.о., при прохождении 2Н⁺ ч/з грибовидную частицу синтезируется 1 мол-ла АТФ. Всего в рез-те гликолитического пути дыхания образуются 38 мол-л АТФ. Помимо гликолитического пути дыхания у растений присутствует пентозофосфатный путь. К.п., он активируется при недостатке кислорода и наиб активен у болотных растений. Отличительной чертой пентозофосфатного пути я/я образ-е 5углеродных сахаров (рибозо-5-ф, рибулозо-5-ф, ксилулозо-5-ф), которые необходимы для синтеза НК ДНК и РНК. Промежуточные продукты могут использоваться и в др р-циях обмена (Нр из эритрозо-4-фосфата могут образоваться ауксин и лигнин). Кроме того учеными изучаются альтернативные пути дыхания. На сегодняшний день известно, что у некоторых растений есть ряд ферментов, которые способствуют увеличению синтеза АТФ и повышению t^o (Нр семязачатка), что важно для привлечения ночных насекомых опылителей и сохранения опримальной t^o для оплодотворения. У ряда растений может встречаться процесс фотодыхания – использование продуктов фотосинтеза – распад, окисление на свету. Фотодыхание у С₃-растений способствует снижению продуктивности фотосинтеза, а у С₄-растений и Cam-растений может повысить продуктивность фотосинтеза. Дыхательный коэффициент – соотношение объема СО₂ к вдыхаемому О₂. Если субстратом я/я глюкоза, то коэф-т = 1; если значение другое, то > или <. Дыхание при неблагоприятных условиях: 1. Дефицит О₂ (в уплотнённой, переувлажненной почве). Усиливаются реакции пентозофосфатного пути; если О₂ закончится, то усиливаются реакции брожения (Сабантуй у аборигенов Амазонки). 2. Низкая t^o. В начале усиливается интенсивность дыхания. Влияние условий на дыхание: - прорастание и генерация нуждаются в большом количестве энергии; -необходимо поступление кислорода; -зависимость от t^o (-35 +80^oC). (Рисунок митохондрии: кольцевая мол-ла ДНК, грибовидные частицы, кристы). Мембрана по строению сходна с мембраной самого организма. Внутр мембр сходна с мембраной бактерий, ДНК сходна с ДНК бактерий.

Митохондрии – это гранулярные или нитеподобные структуры, «силовые станции» клетки, в них локализована большая часть реакций дыхания. Они ограничены 2мя мембранами: наружной и внутренней. Внешняя по составу сходна с ЦПМ клетки, внутренняя – с мембраной бактерий. Между мембранами – перимитохондриальное пространство, заполненное жидкостью, является местом скопления ионов Н.. Внутренняя мембрана образует выросты – кристы (для увеличения поверхности). На мембране крист или внутри нее располагаются ферменты, в том числе переносчики электронов и ионов Н, которые участвуют в кислородном дыхании. На внутренней пов-ти внутренней мембраны расположены грибовидные частицы. Наружная мембрана отличается высокой проницаемостью, внутренняя менее проницаема. Внутреннее содержимое – матрикс – по составу близко к цитоплазме, содержит различные белки, кольцевую мол-лу ДНК, все типы РНК, АК-ты, рибосомы, ряд витаминов. Митохондрии способны к движению. Ф-ции – энергетический обмен и генетическая ф-ция (матроклинное наследование). Фотодыхание – это процесс использования углеводов с образованием СО2 на свету. Физиологическая роль его до конца не изучена.

4 Фотосин-з – это процесс приобраз-ия энергии солнечного света в энергию химич-их соед-ний с помощью хлорофилла общая формула 6CO2+6Н2О. Пигменты участвующие в процессе фотосин-за: 1 хлорофиллы – группа пигментов имеющих наибольее значение в процессе известно 10 видов хлорофиллов отлич-ся по молек-лам (А, B, C, D, a, b, c, d,), бактерохлорофилы а d. Хлор-л представляет собой сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофилинна и 2-х остатков спиртов метилового и фитолового. Мол-лы состоит из ножки (гидрофобные и поэтому прячутся ) в толще мембр-не (гидрофильная) и лежит на поверх-сти мембраны. Все мол-лы хлорофилла распологаются в виде мозаике во внутр мембр-не хлоропласта. В центре мол-лы атом магния кот окуржуен 4 атомами азота входящие в состав 4-х пятичленных гетероциклов. Последние соединены между собой в единое кольцо в кот набл-ся чередование одинарных и двойных связей. Пи электроны в этом кольце способны поглощать сине-фиолетовую часть спектра атом магния поглащ-т красный часть спектра свет других спектров мол-лы хлорофилла как правило отраж-ся.

общая формула хлорофилла C32H30ON4Mg

2. каратиноиды – это жиро растворимые пигменты желтого оранжевого и красного цветов, кот имеются хлоропласты всех раст, в ходит в хромопласты наземн частей раст. Представители каротин (С40Н56) и продукты его окисления – ксантофилл (С40Н56О2). Роль: дополнительные пигменты (важны в пасмурный день, зажщищают мол-лы хлор-ла от фотоокисления) участвуют в кислородн-м обмене (фоторазложение воды и выделение О2).

3. Фикобелины – это сини и красные пигменты хромотоф-в некот водорослей и цианобактр-ий. Представители: фикоэритробилин; фикоцианобелин; способны поглощать лишь определенные спектры.

Выделяют 2 этапа. I.Световая фаза – протекает на внутр мембране, где энергия солн света трансфор-ся в энергию химич-х соед-ий (мол-лы АТФ, НАДФ*Н2). В ней выделяют 2 этапа:

-А. Фотофизический этап. Электрон поглащает кванты света возбуждается и переходит из 0-вого синглентного состояния (С0) сост на более высокие уровне ( в кр свете на С1, в сине-фиолетовым на С2) однако в возбужд сост электрон на этих уровнях не может долго нах-ся. Он возвращается на С0: а)с сохранением спины в результате чего выдел-ся энергия в резултате выделяющегося энергия рассеивается в окр среде (не эфиктивно для фтотсинт-за). Набл-ся флуорисценсия; б) с С2 на С1 – сохраненным спином, а на С0 с измененным, при этом энергия выд-ся такими порциями что ее способна поглотить хлорофилл ловушка. То есть энергия возбужд электр. в рядовых мол-лах пигментов передается на спец хлорофилл ловушку. У хлорофилл ловушки накапл-ся столько энергии что она способна ее отдать в виде богатыми энергией электронов.

-Б. Фотохим-ий этап – включает совокупность процессов переноса богатых энергией электр он хлор-л ловушки по цепи переносчиков, эти переносчики располоджены во внутр мембране хлоропластов с изменением ОВ потенциала, и объединены в 2 фотосистемы. Фотосист 1: П700; переносчики А1, А2, Ав; феродогсин (Фд), ФАД; НАДф; цитохромы группы b6-f; Пц – пластоцианин. 2: П680; S – белковый копмлекс (ионы Mn, Ca, Cl); Z - переносчик; Фф- феофитин; Q – пластохеноны.

В наст время разл-ют 2 пути передачи электр в фотохим-их реакциях. 1. Нецеклический перенос электр-в. нач-ся в ФСI с П700. Возбужденный электрон передается по цепи от А1 до НАД. НАД приняв электроны присоединяет протоны Н2 и вост-ся до НАД*Н2. Однако П700 отдавшая элетр имеют электр вакансию и поэтому выступает сильнейшим окислителем по отношению П680. Эл-ны с П680 передаются по цепи переносчиков от Фф до Пц, но при этом в перехожее от цитохрома к FeS (железосеро содержащий белок) выдел-сятакое кол-во энергии кот мб использована для синтеза АТФ. (АДФ+Н3РО4 =АТФ – фотосист-ое фосфорелирование). С Пц элетроны перед-ся на П700 закрываю вакансию. Однако П680 кот-я отдала электроны тоже имеют вакансию а потому выступают в роди окислителя, вызывая фоторазложение воды (фотолиз). Вода в присутствие ионов кальция и магния разлаг-ся атомарный кислород, 2 протона водорода и 2 электрона (реакция Хилла). Электр закр-ют вакансию на П680 а 2 протона водорода идут на вост НАДф. Т. о. нецеклического переноса обр-ся НАДф АТФ*Н2 И кислород. Первые два необходимы для темновых реакцих. 2. Циклический путь участвют только П700 элетроны кот перед-ся от А1 до Фд затем Пk, цитохромы, FeS, Пц и П700. Продуктом цеклич. переноса элетрона яв-ся только АТФ.

II. Темновая фаза. различают несколько путей темновых реакций. 1. С3 – путь (Цикл Калтвина); 2. С4 путь; 3 САМ путь; 4. фотодыхание.

1. С3 путь, три стадии. (идет в строме). 1) карбоксилирование, мол-лы рибулозы-5 фосфата фосфорилируется с участием 3АТФ в результате обр-ся 3 мол-лы рибулозо-1,5-дифосфата, к кот в свою очередь присоед-ся СО2, с помощью карбоксилазы. Полученный продукт расщепл-ся до 2 мол-л 3-ФГА (фосфоглицериновая к-та), которая в дальнейшим будут вост-ся. 2) 3-ФГК вост-ся до 3-ФГА в 2 этапа. Сначала проиходит фосфоролир-ия 3-ФГК при участие АТФ и киназы до 1,3-дифосфоглицериновой к-ты, а затем ее вост-ие с помощью НАДФ*Н2 (дегидрогеназы) до 3ФГА. 3) Фаза регинирации. Одна мол-ла ФГА под действием фермента изомеразы формир-ся в ФДА последний взоимод-ет со второй мол-ой ФГА с обр-ем ФДФ. (фруктозо – 1,6-дисфосфат) реакция катализ-ся альдолазой. У ФДФ отщипл-ся один фосфат при помощи фермента фосфотазы, в результате обр-ся соед-ние Ф-6Ф (фрктоза -6фосфат). Далее от него отщипл-ся фрагмент кот переносится на след (тертью) триозу. Это реакция идет при участии фермента кетолазы. В результате обр-ся К-5Ф (ксилулозо- 5фосфат) а из нее под воздействием фермента эмпиразы одно мол-ла РБФ (рибулоза 5 фосфат) и одна мол-ла эритроза-4фосфат. Последняя под воздействием альдолазы взаимод-ет с 4 триозой а обр-ем седогептулезо-1,7-дифосфат. Далее от этого в-ва отщипл-ся фрагмент кот переносится на след (пятую триозу). Эта реакция идет при участии фермента кетолазы в результате обр-ся риболозо-5-фосфат и ксилулоза-5-фосфат. А из них под воздействием эмпиразы и изомеразы формир-ся еще 2 мол-лы ребулозо-5-фосфат. Оставшиеся не использованная мол-ла 3-ФГА выходит из цикла и идет на обр-ие сахаров. 2 мол. ФГА под действием ферментов могут образовывать 6-ти углеродные сахара(глюк-6-фосфат и фруктозо-6-фосфат). Из этих сахаров под действием особых ферментов образуются дисахара: сахароза, лактоза. Возможно формируются полисахориды(крахмал, целлюлоза).С3 путь происходит у раст нашей умеренной зоны. Для раст влажных субтропиков сформировался более продуктивный С4 путь , здесь мол-ой связывающий СО2 яв-ся ФЭП (фосфоэнолпировиногр-ая к-та) первый продукт в отличие от С3 пути имеет 4 углерода. Процесс разделен в пространстве. В обкладычных кл-ках заканчив-ся темновые реакции и идет обр-ие углеводов кот в последствие поступают в проводящую систему. Благодаря этому кукуруза обр-ет большую биомассу чем к примеру пшеница (С3 путь). Повторное использование СО2. позволяет С4 раст не останавливать фотосинтез даже в жору. 4) САМ путь (кислотный обмен по типу толстянковых). Раст обладающие таким путем произрастают в засушливых и жарких усл-иях для экономии влаги в усл-ях жаркого дня кактусы вынуждены закрывать устъицы днем. Поэтому фот-з разделен во времени: световые реакции проходят днем; поглощение СО2. и часть темновых р-ций до образования яблочной к-ты – ночью; образование углеводов может идти в любое время. САМ-растения имеют меньшую продуктивность ф-за. 5)Фотодыхание – это процесс использования углеводов с образованием СО2 на свету. Этот процесс снижает продуктивность С3 растений, но, видимо этот процесс нужен в связи с тем, что из промежут продуктов фотодыхания синтезируются а.к. и др. в-ва. Физиологическая роль его до конца не изучена. Влияние внеш условий на ф-з. 1. Концентрация СО2 – ф-з не идет при концентрации СО2 < 0,01 %.В атмосфере же содержится 0,03%СО2. В связи с тем, что продуктивность ф-за повышается с увеличением концентрации СО2, то для увеличения урожайности м/о повышать содержание СО2 в атмосфере (навоз). 2. Температура – оптимальный режим для большинства растений 30-40^оС.Минимально: у первоцвета о, лишайников -25, у сосны -15, у лимона +83. Водоснабжение. Вода-это источник электронов и протонов фотохимических р-ций. Поэтому её недостаток замедляет весь ф-з. Однако для раст-ий и полное (100%ное) насыщение тоже я/я не желательным. Наиболее благоприятным для растений я/я небольшой дефицит воды - в пределах 20%. 4. Минеральное питание. Мин в-ва необх-мы для нормального синтеза пигментов, ферментов и др в-в. Особенно необх-мы Fe, Mg, N, Mn, Cl,Ca, S. При недостатке N и P в хлоропластах разрушаются мембраны, при дефиците К ументшается кол-во тилакоидов. 5. Освещение. Для светолюбивых(сосна, все луговые растения: клевер горный, злаки) растений, в отличие от тенелюбивых(копытень, ветриница, чистотел), необходимы открытые участки на южных склонах. Теневыносливые лучше произрастают на свет, но могут развиваться и в темноте(ель, пихта, граб, бук).

Фотосинтез и продуктивность. Для повышения растений необходимо обеспечить все условия для эффективного фотосинтеза: влажность, СО2, свет, температура, микроэлементы, борьба с вредителями, выведение высокопродуктивных трансгенных растений, выведение стрессоустойчивых растений.

Значение: накопление солнечной. Е и образование орг. в-ва, выделения О, постоянство СО2, поставляют сырье для озонового экрана.

5). Основными компонентами любой живой системы является белки и НК, причем наиболее многообразны функции именно у белков, тогда как НК несут информативную функцию. Белки – нерегулярные биополимеры. Имеется 20 канонических АК. Сейчас встречается еще одна – селеноцистеин. Формула:

COOH

R - CH от 10 до нескольких сотен АК-белок

NH₂

У белков различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры.

Первичная структура – линейная полипептидная цепь из АК, образуется за счет пептидных связей. Вторичная структура – водородные связи (спираль). Третичная структура – связи м/у S (дисульфидные мостики), ковалентные связи (незаряженные). Третичная структура определяет объемность. Существуют белки, молекулы которых представляют собой комплексы, образованные из нескольких белков с третичной структурой, соединенных между собой нековалентными связями.Четвертичная структура: в ней м/б металлы (ферменты, ртуть, хлорофилл). По хим составу выд-ся белки прост и сложн. К прост отн-ся белки, сост-щие только из а/к. К слож- сод-щие белк часть и не белк -это ионы Ме, углеводы, липиды и т п. Нр, прост явл-ся альбумины крови, антитела, фибрины, прост ф-ты (трипсин). К сложн отн-ся все протолипиды, гемоглобин, слож ф-ты (алкогольдегидрогеназа). По форме- глобулярные и фибриллярные. Функции белков: 1.каталитическая – белки – ф-ты катализ-т протекание в орг-ме хим реакций. 2.Структурная- её осущ-т коллаген , эластин. 3.Транспортная- Нр- альбумин переносит жирные кислоты. 4.Регуляторная- мн гармоны явл-ся белками (инсулин,глюкогон). 5.Защитная – Нр- Ig крови,фибрин,тромбин. 6.Сократительная – осущ-т сокращ мышц. 7.Рецепторная – белки, встроеные в клеточн мембр, обр-ют рец-ры. Подавляющ боль-во ферментов и/т белк природу. Ферменты – биологические катализаторы белковой природы. По структуре ферменты могут быть однокомпонентными и двукомпонентными. Простые состоят из каталитического центра (уникальное сочетание АК-ных остатков), якорных участков (отвечают за присоединение субстрата), алостерического центра (к нему присоединяются определенные низкомолекулярные вещества, что меняет третичную структуру белка и активного центра). Сложные ферменты состоят из белковой части (апофермент) и небелковой (кофактор). Кофермент – небольшая молекула, которая необходима для начала реакции. Он переводит фермент в активное состояние. Но есть ферменты, которые обходятся без этого. Механизм действия простого фермента на примере ацетилхолинэстеразы: ацетилхолин необходим для передачи нервного импульса через синапс. После завершения данной передачи ацетилхолин должен расщепиться. Если это не происходит, возникает ситуация паралича с возможным летальным исходом. В состав активного центра фермента входит 4 АК остатка: Глу, Сер, Гис, Тир. При этом функцию якорного участка выполняет остаток Глу, остальные – каталитический центр. На первом этапе за счет СО-группы Глу и +-но харяженного азота ацетилхолина образовался фермент-субстратный комплекс. Затем замыкается связь между карбонильной группой ацетилхолина и О2 Сер. Одновременно возникает водородная связь между Тир и О2 сложноэфирной группы. Последняя при этом растягивается. На следующем этапе под влиянием радикала Гис, оттягивающего на себя протон от ОН-группы Сер, упрочняется сложноэфирная связь между остатком Сер и ацетильной группой с одновременным разрывом сложноэфирной связи в молекуле ацетилхолина и переходом протона от Тир к холину. Замыкается каталитический цикл освобождением холина из активного центра и отщеплением остатка уксусной кислоты от Сер. Матричные реакции (транскрипция: ДНК -> РНК; трансляция: РНК -> белок) – реализация наследственной информации; репликация (ДНК -> ДНК) – передача наследственной информации. Инициация транскрипции нуждается в коферменте – сигма-фактор (РНК-полимераза - фермент). Для терминации – ро-фактор.

Белки-регуляторы кл цикла. Все процессы, которые происходят в кл, выполняются белками. Ферменты матричных р-ций: ДНК-, РНК-полимеразы, лигазы. Работа этих ферментов регулирует кл цикл. Очень большую роль в регуляции играют гистоны. Белки регулируют переход из одной фазы в другую.

6). Нуклеиновые кислоты — фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечива­ющие хранение и передачу наследственной информации. В природе существует два вида нуклеиновых кислот —дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). ДНК находится преимущественно в хромосомах клеточного ядра (95% всей ДНК клетки), а также в митохондриях и хлоропластах. РНК входит в состав рибосом; молекулы РНК содержатся также в цитоплазме, матриксе пластид и митохондрий.НК представляют собой биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Нуклеотиды —сложные вещества. В состав каждого нуклеотида входит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты. Существует пять основных азотистых оснований: аденин, гуанин, урацил, тимин и цитозин. Первые два являются пуриновыми; Следующие три являются пиримидиноми.

ДНК. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей сприрально закрученных относительно друг друга. Спиральная структура поддерживается многочисленными водородными связями, а также силами Ван-дер-Ваальса. Водородные связи возникающими между комплементарными (стерически подходят др. другу) азотистыми основаниями. Причем между аденилатом и тимидилатом возникает 2 водородные связи, а между гуанилатом и цитидилатом - 3. Цепи противоположно направлены (антипараллельностъ). Так, если одна цепь направлена от З'-конца к 5'-концу, то вторая цепь с таким направлением будет ориентирована противоположно первой — от 5'-конца к 3'-концу, иначе говоря, «голова» одной цепи соединяется с «хвостом» другой и наоборот. Диаметр молекулы 2 нм, шаг спирали 3,4 нм; каждый виток содержит 10 пар нуклеотидов. Молекулы ДНК эукариотических организмов линейны. У прокариот ДНК, напротив, замкнута в кольцо и не имеет ни 3'-, ни 5'- концов. Впервые модель молекулы ДНК была предложена в 1953 г. американским ученым Уотсоном и англичанином Криком.

Функцией ДНК является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации. Основн. свойство- способность к репликации. Репликация — это процесс самоудвоения молекул ДНК, происходящий под контролем ферментов. Репликация осуществляется в S период интерфазы ядра. Перед митозом, бинарным делением, перд первым делением мейоза. Начинается она с того, что спираль ДНК временно раскручивается. На каждой из цепей, образовавшихся после разрыва водородных связей, синтезируется дочерняя цепь ДНК , т.е. в новой молекуле одна цепь остаеся от материнской ДНК, а вторае синтезируется заново (принцип полуконсервативности). Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, которые есть в ядре. Причем нуклеотиды включаются в дочернюю цепь по принципу комплементарнсти. Синтез новой цепи идет в направлении от 5'-конца к З'-концу. Причем на основе материнской цепи 3' 5' дочерняя 5' З'цепь синтезируется сплошной. Вторая же материнская цепь (5' З'цепь) — сначала нарезается небольшими фрагментами (фрагменты Оказаки), на базе которых впоследствии происходит синтез дочерней цепи сначала в виде коротких фрагментов, которые затем сшиваются в общ. цепь. В результате репликации две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы. Таким образом, каждая полинуклеотидная цепь выполняет роль матрицы для новой комплементарной цепи (поэтому процесс удвоения молекул ДНК относится к реакциям матричного синтеза).

РНК. Строение молекул РНК во многом сходно со строением молекул ДНК. Однако имеется и ряд существенных отличий. В молекуле РНК вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов вхо­дит рибоза, вместо тимидилового нуклеотида (Т) — уридиловый (У). Главное отличие от ДНК состоит в том, что молекула РНК представляет собой одну цепь. Однако ее нуклеотиды способны образовывать водородные связи между собой (например, в молекулах тРНК, рРНК), но в этом случае речь идет о внутрицепочечном соединении комплементарных нуклеотидов. Цепочки РНК значительно короче ДНК. В кл. существует несколько видов РНК, которые различаются по величине молекул, структуре, расположению в клетке и функциям:

1. Информационная (матричная) РНК(иРНК). Она синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы, комплементарна участку ДНК, на котором происходит ее синтез. Служит в качестве матрицы для синтеза белков, передавая информацию об их структуре с молекул ДНК. Каждый белок клетки кодируется специфической иРНК, поэтому число их типов в клетке соответствует числу видов белков. 2. Рибосомная РНК (рРНК). Рибосомные РНК синтезируются в ядрышках ядра. Информация об их структуре закодирована в участках ДНК, которые расположены в области вторичной перетяжки хромосом. Рибосомные РНК составляют 80% всей РНК клетки. Они входят в состав рибосом. Рибосомные РНК обладают сложной вторичной и третичной структурой, образуя петли на комплементарных участках, что приводит к самоорганизации этих молекул в сложное по форме тело. 3. Транспортная РНК(тРНК). Содержание тРНК в клетке — около 15% всей РНК. Функция тРНК — перенос аминокислот к месту синтеза белка. Благодаря внутрицепочечным водородным связям молекула тРНК приобретает характерную вторичную структуру, называемую клеверным листом. У не выделяют и более сложную трехмерную модель.

7). Транскрипция. Условия, необходимые для процесса транскрипции: наличие свободных нуклеотидов, разделение цепей, наличие фермента ДНК-полимеразы. Процесс делят на 3 этапа: 1. Инициация – ДНК-зависимая РНК-политмераза состоит из 4 субъединиц. В таком состоянии фермент обладает сродством к любому участку ДНК. При присоединении 5 субъединицы полученный холофермент приобретает избирательное сродсьво к промотору. 2. Элонгация – 5я субъединица отделяется от РНК-полимеразы, вместо неё присоединяются белковые факторы терминации. Они повышаеют активность фермента и облегчают расхождение цепей ДНК. На стадиях элонгации образуется временная гибридная спираль. 3. Терминация. Транскрипция завершается при достижении ферментом факторов терминации, т.е. участка ДНК, сигнализирующего о завершении процесса. Дойдя до терминатора, фермент сходит, выходит готовая РНК, спирали ДНК снова смыкаются. Трансляция. Процесс можно разделить на 2 этапа: рекогниция или узнавание (протекает в гиалоплазме) и собственно биосинтез белка (протекает на рибосомах). Рекогниция: 1. В гиалоплазме спец. фермент аминоацилРНКсинтетаза катализирует процесс образования активного комплекса из а.к. и АМФ. Затем происходит взаимодействие его с тРНК. Собственно трансляция: 1Инициация. В нерабочем состоянии частицы рибосом разомкнуты. Затем и-РНК своим 5-концом присоед. к малой субъединице. В пределах субъед. помещается только 2 кодона. Причем первым должен быть АУГ или ГУГ. Эти кодоны называются инициирующими т.к. с них нач. трансляция. Этим кодонам соответствует антикодон метионил-тРНК.2 Элонгация К инициирующему кодону по принципу комплементарности присоед. метионил-тРНК. В этот момент второй кодон свободен, поэтому к нему присоед. другая тРНК с а.к. Далее происходит образование м/у 2-мя а.к. пептидной связи. Далее субьединицы рибосом размыкаются и тРНК с дипептидом перемещаются на шаг влево, выталкивая освободившуюся а.к. 3Терминация. Окончание зависит от присутствия в и-РНК терминирующих триплетов(УАА,УГА,УАГ). Ни с одним из них не может связаться т-РНК, т.к. нет соответствующих антикодонов

Генетический код и его свойства. Ученые выяснили, что одну АК-ту шифруют 3 нуклеотида. Свойства: 1. Генетический код универсален, т.е. он я/я общим для всех живых организмов. 2. ГК триплетен. 3. ГК вырожден. Это означает, что в начале эволюции он был дуплетен т.к. а.к. было меньше 4. Для многих а.к. есть триплеты-синонимы. Есть только 2 а.к., кот шифруются только 1 –м триплетом(триптофан и метионин) 5.ГК полярный, т.е. считывается только в одном направлении. 6. ГК без запятых. 7. ГК однозначен, т.е. 1 триплет может кодировать только одну АК-ту.

Синтез белка в клетке регулируется с помощью особых механизмов. Модель оперона – регуляция на уровне транскрипции. Оперон – группа генов, которая находится под контролем генов – регуляторов. В него входят: промотор, оператор, группа структурных генов (S₁, S₂, S₃, S₄). С оператором взаимодействует спец. белок – репрессор. Пока он сидит на операторе ДНК-полимераза не может начать процесс считывания. Когда в кл. попадает субстрат, для которого

нужны ферменты, закодированные в группе структурных генов, его одна молекула связывается с репрессором. Репрессор с такой молекулой теряет способность взаимодействовать с оператором, отходит от него и освобождает дорогу полимеразе. Как только субстрат будет расщеплен, включая молекулу на репрессоре, он тут же приобретает способность связываться с оператором. Считывание прекращается.

У эукариот же с помощью гистонов некоторые участки хроматина находятся в спираллизованном состоянии(гетерохроматин), другие в относительно деспираллизованном (эухроматин). Деконденсированные участки участвуют в синтезе и-РНК и следовательно белка, а эухроматин же используется. Нек. участки гетерохроматина могут декондесироваться (факультативный гетерохроматин). Однако есть участки, кот. всегда находятся в спираллизованном состоянии(облигатный гетерохроматин). Это теломеры и центромера. Т.о. специаллизация дифференцированных клеток определяется тем какие участки хроматина перешли в гетерохроматиновое состояние, а какие находятся в состоянии деспираллизации.

8 ). Клеточный цикл – это время от одного деления клетки до другого или же от деления до смерти. Клетки можно разделить на 2 типа: 1. Клетки, способные к делению – малодифференцированные (мультипотентные); 2. Специализированные (дифференцированные) – не способные к делению.

М - митоз

И И - интерфаза

G₁ – предсинтетический период (первое генерационное время). В

И это время идет активный синтез белков для самой клетки. При этом

клетка растет, увеличивает свой объем и запасает различные в-ва.

S – синтез ДНК, репликация ДНК.

G₀ смерть G₂ – постсинтетический (второе генерационное время). Снова начинается синтез белков и АТФ, но это уже белки, которые будут участвовать в процессе деления. Подготовка клетки к делению. После митоза из одной клетки, содержащей 2n4c, образуется 2, у которых будет уже 2n2c. Клетки второго типа после G₁-периода не проходят стадию S, а переходят в состояние G₀.

G₀ – время существования специализированной клетки. В это время у клетки начинается процесс конденсации некоторых участков хромосом, т.е. некоторые участки хромосом переходят в спирализированное состояние, только небольшое число генов останется не спирализированным. От того, какие гены перейдут в спирализированное состояние, а какие останутся раскрученными, зависит специализация клетки. Митоз (непрямое деление) – деление клетки, приводящее к образованию 2х дочерних, в каждой из которых имеется точно такой же набор хромосом, как и в родительской. В митозе выделяют следующие фазы: 1.Профаза – происходит спирализация хромосом, исчезает ядрышко, распадается ядерная оболочка, центриоли расходятся к полюсам клетки, в конце профазы начинает образовываться веретено деления. 2.Метафаза – завершается образование веретена деления, хромосомы выстраиваются в области экватора клетки. 3.Анафаза – дочерние хромосомы расходятся к полюсам клетки. 4.Телофаза – начинается деспирализация хромосом, вокруг них формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки, разрушается веретено деления, происходит разделение цит-мы с образованием 2х клеток. Значение: из одной клетки возникают 2 дочерние с тем же набором хромосом, происходит строго одинаковое распределение между дочерними клетками материнских молекул ДНК, благодаря чему обеспечивается образование генетически равноценных клеток и сохраняется приемственность в ряду клеточных поколений.

Мейоз – это особый способ деления клеток, в рез-те которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз включает 2 быстро следующих др за др деления. С помощью мейоза образуются споры высших растений и половые клетки – гаметы. I деление. Приводит к образованию из 2nных клеток nных: Профаза I – происходит спирализация хромосом и коньюгация (сближение гомологичных хромосом). В рез-те образуются хромосомные пары (биваленты). Происходит кроссинговер (обмен участками). К концу профазы хромосомы укорачиваются, разрушается ядерная оболочка, начинает формироваться веретено деления. Метафаза I – завершается формирование веретена деления, биваленты выстраиваются в плоскости экватора. Анафаза I – гомологичные хромосомы отделяются др от др и расходятся к полюсам. Телофаза I – у полюсов собирается гаплоидный набор хромосом, восстанавливается ядерная оболочка, материнская клетка делится на 2 дочерние. II деление. Сходно с митозом. Профаза II непродолжительна. Метафаза II – образуетмя веретено деления, хромосомы выстраиваются в области экватора. Анафаза II – каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой и все они расходятся к полюсам клетки. Телофаза II – из 2х гаплоидных клеток образуются 4 гаплоидные дочерние клетки. Значение мейоза: это механизм для образования гаплоидных клеток, что способствует сохранению постоянного числа хромосом в поколениях; это источник комбинативной изменчивости. С возникновенирем полового процесса возник ещё один тип изменчивости – комбинативная. Она определяется различной комбинацией хромосом, полученной от родителей потомками.

Нарушения. Особой тяжестью отличается моносомия. Моносомия всего организма описана для Х-хромосомы. Это синдром Шерешевского-Тернера (44 + Х), проявляющийся у женщин, для которых характерны патологические изменения телосложения (малый рост, короткая шея), нарушения в развитии половой системы (отсутствие вторичных половых признаков), умственная ограниченность. Женщины-трисомики (44 + ХХХ), к.п., отличаются нарушениями полового, физического и умственного развития, хотя у части больных эти признаки могут не проявляться. Мужчины с синдромом Клайнфельтера (44 + ХХУ) характеризуются нарушением развития и активности половых желез, евнухоидным типом телосложения.

9). 1. Для высокоорганизованных животных характерен гомеостаз – относительное (динамическое) постоянство внутренней среды организма. Нр АД человека в условиях нормы поддерживается в пределах 70-80 / 110-120; уровень эритроцитов у мужчин – 4-4,5 млн, у женщин – 4,5-5 млн в 1 мл крови. Основным механизмом поддержания гомеостаза я/я саморегуляция ф-ций. Она осуществляется по согласованию или рассогласованию. По согласованию – происходит до возникновения намечающегося изменения. По рассогласованию – эти мех-мы срабатывают после возникновения какого-либо изменения. Нр по согл-ю при незначительном (намечающемся) понижении сахара в крови срабатывают мех-мы пополнения его уровня (гликоген под действием глюкагона (выраб в поджелуд) переходит в глюкозу; одновременно с этим уменьшается выброс инсулина в кровь. Нр по рассогласованию при повышении АД в обл-ти дуги аорты происходит рефлекторное расширение сосудов и снижение работы сердца. Оба мех-ма в своей основе имеют безусловный рефлекс. Т.о., осн. способом саморегуляции я/я безусловные рефлексы. 2. У организма имеется определенный запас прочности. Он называется надежностью. Она м/б обеспечена различными способами: 1). Анатомическими возможностями (Нр парность органов); 2). Дублирование мех-мов регуляции (3 мех-ма: нервный, рефлекторный, гуморальный). При выполнении физической нагрузки повышение сердечной деятельности наблюдается за счет усиления симпатического отдела ВНС (нервная регуляция), за счет включения рефлексов (рефлекторная), за счет выделения адреналина – гормона надпочечников – (гуморальная). 3). Функциональные возможности – может наблюдаться замещение функций, обострение функций. Нр при удалении желудка слизистая оболочка 12перстной кишки приобретает сходство со слизистой оболочкой желудка; или при утрате зрения обостряется кожная чувствительность, слух,… В основе указанных способов обеспечения надежности лежат регенерационные возможности кл и тканей. 3. Одним из принципов функциональной организации организма я/я принцип регуляции – сов-ть процессов, обеспечивающих уравновешивание организма с внеш средой. К числу таких мех-мов относят нервный, рефлекторный, гуморальный. 4. Для согласованной деят-ти органов в целостном организме необхм-ма согласованная деят-ть нгервных центров. Различают 4 принципа координации нервных центров: 1. Принцип воронки (борьбы за общий конечный путь, Шеррингтона). В орг-ме (у нервных центров – сов-ть нейронов, отвечающих за какую-то функцию) существует много входов и значительно меньше выходов. Док-во действительности: -строение м работа мультиполярных нейронов; -смешанный нерв (имеются волокна чувствительные и двигательные). Чувствительные (80%) несут импульсы в ЦНС, двигалельные (20%) – из ЦНС, т.е. четыре к одному. 2. Принцип иррадиации (распространения). Нервные процессы (торможения, возбеждения) способны распространяться с места возникновения. Док-во: наличие рефлексов. 3. Принцип индукции (наведение одного нервного процесса другим). Если в одном нервном центре возбуждение, то на др нервном центре оно может навести торможение, и наоборот. Нр центры вдоха и выдоха. В норме индукция ограничивает иррадиацию. 4. Принцип доминанты (Ухтомского). В гол мозге постоянно существует какой то доминантный очаг возбуждения. Доминантность зависит от вида деят-ти. Домин-ный очаг обладает свойствами: а) давлеет над другими очагами; б) способен стягивать на себя возбуждения с др очагов (за счет этого подпитывается); в) обладает последействием. 5. Организм ч-ка и животных постоянно должен адаптироваться к изменяющимся условиям. В физиологическом смысле адаптация – приспособление организма к условиям СО, при котором управляющая и управляемые системы уравновешены. В таких условиях развиваются оптимальные приспособления. С т.з. физиологии адаптация м/б полезной, нейтральной, вредной. Нр работа на шумном предприятии сопровождается понижением слуховой чувствительности и впоследствии развитием тугоухости. В процессах адаптации принимает участие адаптационная система, которая вкл в себя 3 звена: 1. Надпочечники (вырабатывают гормон защиты-кортизол); 2. Гипофиз (вырабатывает адренокортикотропный гормон, который контролирует надпочечники); 3. Гипоталамус (вырабатывает гормоны, которые влияют на гипофиз). Т.о., перечисленные принципы организации организма способствуют слаженной работе всего организма и возможности его приспосабливаться к изменяющимся условиям существования.

10). Регулирующие процессы – сов-ть процессов, направленных на уравновешивание организма с СО. Различают нервные, рефлекторные и гуморальные механизмы. В процессе эволюции первой появилась гуморальная регуляция – это регуляция посредством хим веществ, находящихся в жидкостях организма (крови, лимфе, тк. жид-ти). В кач-ве факторов гуморальной регуляции могут выступать: 1.Креаторные связи – м/у клетками организма существует обмен веществ, одни в-ва, попадая в соседние клетки, могут усиливать их ф-цию, а другие – тормозить. 2.Продукты метаболизма (обмена в-в) – СО₂, Н⁺, молочная кислота. Нр увеличение СО₂ в крови влияет на дыхание (учащает его). 3.Истинные гормоны – гормоны, которые вырабатываются в специализированных органах (железах внутр секреции). Нр тестостерон (в муж пол железах) влияет на развитие IIных половых признаков (отсутствует от рождения, но появляется позже) – голос, волосяной покров, телосложение, особ-ти отложения жира; на обмен белков; на половое влечение. Адреналин (в надпочечниках – мозговой слой) влияет на: сужение сосудов, усиление работы сердца, дыхания, усиление обмена в-в… Соматотропин (гормон роста) влияет на рост трубчатых костей (усиливается деление клеток хрящевой прослойки, что обеспечивает рост костей в длину). 4.Тканевые гормоны – вырабатываются в тканях организма. Нр гистамин вызывает местное расширение сосудов, гастрин и секретин влияют на моторику и секрецию ЖКТ. Ткани и истинные гормоны обладают рядом особенностей: 1.Действуют на клетки-мишени или органы-мишени (на те структуры, в которых есть соответствующие рецепторы). 2.Обладают дистантным действием (в осн. истинные гормоны). 3. оказывают действие в малых дозах. Это не всегда я/я положительным моментом, т.к. могут быть быстро разрушены и выведены из организиа. 4.Действие к.п. медленное (по сравнению с нервными влияниями). Нервная регуляция возникает значительно позже, чем гуморальная. Особенности: 1.Быстрота регуляции. 2.Наличие точного адреса действия. Нр сердце обладает 2ной иннервацией. 3.Высокая степень надежности. 4.Пластичность – нервные центры способны расширять свои функциональные возможности. Это имеет большое значение в тех случаях, когда функцию поврежденного центра необходимо взять на себя более вышестоящему центру. В организме существует единая нервно-гуморальная регуляция ф-ций. Нервные и гуморальные механизмы взаимозависимы и взаимообусловлены. Об этом свидетельствуют следующие факты: 1). Гипоталамус (отдел промежуточного мозга) я/я местом, где нервные импульсы «переходят» в гормональные, а гормональные вызывают нервные. 2). Возникновение сахарного диабета (при расстройстве ф-ций поджел железы) может вызываться при стрессовых воздействиях, т.е. гуморальные изменения м/б следствием нервных потрясений. 3). В нервах выделяются особые в-ва – медиаторы )они помогают перевести возбуждение с одной клетки на другую в синапсах). В кач-ве медиаторов могут выступать в-ва, которые одновременно я/я гормонами. Нр норадреналин (вырабатывается мозговым слоем надпочечников) я/я медиатором. Т.о., наличие в организме нервной и гуморальной регуляции обеспечивает высокую надежность в работе органов и всего организма.

Внутренние органы обладают симпатической и парасимпатической иннервацией. Симп и парасимп нервы в разных органах вызывают разный эффект действия. Нр в сердце симпатические влияния вызывают возбуждение, а парасимпатические – торможение. ЖКТ под влиянием симп нервов ослабляет секреторную и моторную активность, а под влиянием парасимпатических – усиливает. Т.о., в большинстве органов парасимп и симпатические влияния оказывают разнонаправленные действия. Однако в некоторых органах эффект действия симпатики и парасимпатики одинаков. Нр под влиянием симп и парасимп НС наблюдается усиление образования и выделения слюны.

11). Рефлекс – это ответная реакция организма на действие раздражителей при участии ЦНС. Любой рефлекс обладает рефлекторной дугой – это путь, по которому возбуждение идет от рецепторов к рабочим органам. Звенья: 1. Рецепторы (аффектор); 2. Афферентный путь (чувствительный, центростремительный); 3. ЦНС – центр рефлекса; 4. Эфферентный путь (двигательный, центробежный); 5. Рабочий орган (эффектор). Рефлекторная дуга замыкается в рефлекторное кольцо (Анохин П.К.): рабочий орган посылает импульс обратно в ЦНС (осуществляется обратная афферентация). С помощью этих сигналов ЦНС способна понимать насколько полно выполнил свою работу эффектор. Различают безусловные и условные рефлексы.

Сравниваемые хар-ки	Безусловный рефлекс	Условный рефлекс
момент возникновения	с рождения	в течение жизни
необходимость спец условий	без всяких условий	-наличие 2х раздражителей(условный или безразлич.– ко мне, и безусловный или значимый – мясо) -последовательность действия раздражителей (условный + безусловный) -сила условного сигнала на д/б чрезмерно большой -наличие активной коры больших полушарий
способность к исчезновению	не возник-т и не исчезают	могут возникать и исчезать
значение	защитный характер	приспособительный

Для образования УР необходимо соблюдение особых условий, при этом формирование данного рефлекса протекает в 2 стадии: 1. Генерализации; 2. Специализации. На 1ой стадии условно-рефлекторная р-ция появляется на любой условный сигнал, который похож на подкрепляемый условный раздражитель. На 2ой стадии условно-рефлекторная р-ция возникает лишь на конкретный условный сигнал. Значение степени специализации заключается втом, что из широкого набора раздражителей усл-реф р-ция формируется лишь на более значимый условный сигнал.

Впервые метод УР был предложен Павловым. Он показал, что условные рефлексы образуются при участии высших отделов центральной нервной системы, а именно при участии коры больших полушарий головного мозга. Так, например, если неоднократно зажигать лампочку и сейчас же после этого начинать кормить собаку, то через некоторое время у нее выработается новый рефлекс, которого раньше не было: теперь достаточно будет зажечь лампочку, чтобы через отверстие слюнной фистулы на щеке собаки начала выделяться слюна еще до того, как собака получит пищу.

УР образуется в том случае, когда м/у нервными центрами коры больших полушарий возникают временные связи. Причем, чем прочнее эта временная связь, тем крепче УР. Ур можно затормозить. Торможение бывает: 1.Запредельное - отсутствие усл-реф-ной р-ции при действии чрезвычайно сильно раздражителя(мальч. и соб. у ветеренара). 2.Индукционное или внешнее - отсутствие усл-реф ответа при действии постороннего сигнала. 3.Угасательное - постепенное исчезновение усл-реф ответа при неподкреплении условного сигнала безусловным(в основе забывания). 4.Дифференцировочное - отсутствие усл-реф ответа на условный раздражитель, похожий по своим св-вам на подкрепляемый условный сигнал(в основе различения). 5.Запаздывающее - отсутствие усл-реф ответа тогда, когда действие усл и беусл раздражителей несколько отодвинуто во времени. (в основе терпения). Кроме условных и безусловных рефлексов существуют другие поведенческие р-ции: 1. Инстинкты – это цепь безусловных рефлексов (генетически запрограммированная). Работает вслепую. Передается из поколения в поколение(у чел. самосохр., самовоспроизв., забота о потомстве, борьба за самку, но немного притуплен) 2.Динамический стереотип – цепь УР-сов, запускающаяся одним раздражителем(режим дня, его можно поменять, поэт. динамический). 3. Инсайт – озарение – неожиданное нахождение решения задачи(ПС Менделеева). 4. Импритинг - запечатление. Осуществляется только в критические периоды онтогенеза (2-6 часов – 2-3 дня с момента рождения или вылупления. Он необратим – запечатлевается видовая принадлежность. 5. Экстрапаляция – это предвидение (предугадывание) направления движения предметов. Свидетельствует о наличии у животных элементарной рассудочной деятельности. Т.о., указанные поведенческие р-ции обеспечивают приспособление организма к постоянно изменяющимся условиям СО.

12.Для всего живого хар-но св-во раздражимости- способности отвечать на воздействия. Все ткани человеч орг-ма обладают этим св-вом. Ряд тканей обл-т св-вом возбудимости – способность тканей отвечать на раздражение генерацией процесса возбуждения (нервная, мышечная, секреторная). Возбуждение – способность тк. переходить из сост. покоя в сост. активности. В сост. покоя м/у наруж. и внутр. поверхностями мембраны клеток возбудимых тканей существует МП покоя, кот. обусловлен ее избирательной прониц. и неравномерностью распределения ионов по обе ее стороны. Снаружи кл. преобладают Na+, но есть Cl- и орг. анионы. Внутри же кл. преоблад орг анионы, но есть и К+. Поляризация мембраны в покое и , как следствие, образование МП пок. объясняется открытыми потенциалозависимыми калиевыми каналами и град. конц К+. В результате часть внутриклеточного К+ выходит окр. ср. и влечет появление на наруж. поверхн. положит. заряда. Органич. же анионы, для кот мембрана кл. непроницаема созд. на внутр. поверхности мембр. отрц. заряд. При действии на такую клетку раздражителя величиной 0,5-0,9 от порогового открываются натриев. каналы и Na+ устремляются внутрь кл. Так начинается процесс деполяризации(уменьшение МП), который продолжает усиливаться в теч. нек. времени и после прекращ. действия раздражителя, а затем медленно исчезает. Этот процесс наз-ся локальным ответом или местное возбуждение. При действии же порог. раздражителем или при суммации частых подпороговых возникает ПД(распространяющееся возбуждение). Здесь деполяризация достигает КУД что влечет за собой открытие Na-каналов. В результате проник. натрия внутрь происходит изменение полярности мембраны (внут+, наруж-). Развитие потенциала действия включает неск-ко этапов: 1)медленная деполяризация-постепенное снижение мембр потенциала – характеризует местное возбуждение или локальный ответ. 2)быстрая деполяризация - быстрое изм-е полярности.3) реполяризация – процесс восстановления восст-я МПпокоя; 4) гиперполяризация – кратковременное увеличение МП и возвращается к исходн ур-ню. Распространение возб-я осущ-ся по нерв волокнам. Это отростки нейронов, покрытые оболочкой, с помощью кот. осуществлл связь м/у нейронами и исполнит. кл. В сост нервн. волокна входит осев. цилиндр и глиальная оболочка. Она образована Шванновскими кл. По взаимод. осев. цил. и Шван. клеток выделяют безмиелиновые и миел.волокна. Последние в своем составе имеют миелин, которые прерывается, образуя небольш. участки свободные от миелина – перехваты Раньвье. Св-ва безмиелин. волокон: возбуждение распростр. по всей длине волокна, с затуханием и низк. скоростью передачи. Св-ва миел. волокон: возбужд. распростр. от перехвата к перехвату(сальтоторно), без затух.и высокой скоростью. По нерв волокнам возб-е доходит до синапсов - контакт 2-х кл-ок, для проведения возб-я. Син. сост.: 1)пресин. мембрана, кот образует в месте контакта син. бляшку,2)постсин. мембр.,3)Син. щель. Синапсы: нейро-нейрональные, мионевральные, нейрожелезистые. По способу передачи возб-я: хим-е, электрические. Особенностью хим. син.: наличие медиаторов, которыми заполнены везикулы в синаптической бляшке, а также спец. рецепторы в постсин. мембр, чувствительные к определ медиатору. К медиаторам(посредник) относятся: норадреналин, ацетилхолин, серотонин и др. Особенностями электр. син. явл очень узк. син. щель и наличие спец. каналов, ч/з кот осуществл. передача импульса в постсин. мембр. Свойства син с хим. предачей: одностор. передача возбуждения(медиатор выдел только из пресин. мембраны), медленная передача(необх. восстанавл. запас медиаторов), высок. утомляемость, низк. лабильность, (проводят100ПД/сек), высок чувствит к хим в-вам и температуре, способны суммировать ВПСП что влечет за собой появление ПД. Особенности син. с эл. передачей противоположны. Механизм работы синапса с хим. передачей: ПД, достигший син. бляшки, вызывает деполяризацию ее мембраны, что приводит к открытию потенциалозависимых Са- каналов. Ca+ входят в син. бляшку и способств перемещению везикул к пресин. мембране. При их контакте медиаторы выбрас. в син. щель, где они контактируют с рецепторами постсин. мембр. Это ведет к открытию ионных каналов. Если открыв натриев. каналы, то постсин мемр. деполяризуется. В том случае если деполяризация достигнет КУД, то в постсин мембране возникает ВПСП, который может генерировать потенциал действия(возбуждающие син).Если же под действием медиаторов открываются калиевые или(и) хлорные каналы, то это приводит к гиперполяр. мембраны и возникновениюТПСП(тормозные син).

Трансф. импульсов – импульс обеспечивает прохожд. последующих(первый импульс выполняет большую работу- необходимо, выстроить пузырьки вдоль пресин. мембр.) Конверг – схожд. импульсов к одним и тем же синапсам. В результате трансф. и конверг. может возникнуть ПД даже на подпороговые раздражители. Особенностями хим. син. яв-ся их чувствительность к ложным медиаторам. Напр, яд курары, взаимодействуя с рецепторами постсин. мембр. приводит к постоянному открытию каналов. Если в качестве постсин структуры выступает мыш. клетка, то она будет пост. в возб. сост. При таком сокращении дых мышц выдох не возможен, поэтому смерть.

13.Иммунная система – это система, существующая у большинства животных и объединяющая органы и ткани, кот. защищают организм от заболеваний, идентифицируя и уничтожая опухолевые клетки и патогенны. Выделяют естественный – невосприимчивость к заболеваниям, полученная ребенком от матери(врожденный), или приобретенный после какого-либо заболевания(постинфекционный). Искусственный – формируется после введения вакцин или готовых антител. Врожденный им-т - система предшествующих защитных факторов орг-ма, присущих данному виду как наследственно обусловленное св-во. Активность компонентов данной системы не зависит от предварительного контакта с антигеном. Факторы, обеспеч-е врожд им-т: 1. Кожа :в поте и секрете саль-х желез сод-ся молочн к-та и жирн к-ты, обладающие антибактерицидным эффектом. 2. Слизь, выделяемая стенками внутр. органов(часть бактерий в ней погибает, а др. часть выводится из орг-ма за счет движ. ресничек, этому также способствуют кашель и чихание). 3. Выделение жидкости орг-ма (слизь слюни, носовых выделений). Вместе с этими секретами вымываются и бактерии. 4. Наличие в-в бактерицидной природы в жидкостях орг-ма: а)HCl в желуд соке; б) Лизоцим, находящийся в слюне, слезах, носовых выделениях. Он атакует пептидогликаны(белок+углевод) клеточных стенок бактерий; в)Наличие в молоке лактоперроксидазы; г)Наличие в-в группы ИНФ - в-ва антивирусной природы. Они приводят к деградации м-РНК как вируса, так и клетки хозяина5. Наличие здоровой в норм. сост. полезной микрофлоры в организме. Полезная микрофлора выигрывает в конкуренции за питат в-ва, а также выраб-т колицины и к-ты, кот. меняют рН и способствуют уничтожению бактерий. В том случае если указанные факторы защиты не сработали, то в действие вступают 2 способа защиты: 1Разрушение растворимыми химическими факторами типа бактерицидных ферментов; 2Фагоцитоз (микро- и макрофагами). К микрофагам относил нейтрофилы - короткоживущие кл-ки с сегментированным ядром и набором гранул. В состав гранул входят различные компоненты в т.ч. лизоцим, гидролазы(протеазы, липазы, амилазы, нуклеазы), катионные белки(разрушают бакт. мембрану), лактоферин(отнимает железо у пролиф. бактерий. Задача – защита организма от гноеродной инф. (бактерий). Макрофаги – это долгоживущие кл. с хорошо разв. митохондриями и гр. ЭПС. Они могут быть подвижными (мигрируют в очаг воспаления) и резидентными(поселяются в органе и защищают его от инфекции). Их функции: борьба с вирусами, простейшими, простейшими, кот могут существовать внутри клетки; удаление и разрушение отживших и разрушающихся кл. собств. организма; выполняют роль цитотоксической кл(способна убивать др. кл); участвуют в синтезе в-в, кот регулируют им. ответ(цитокины).

Для работы указанных клеток необходимо соблюдение 3-х условий: хемотаксис, адгезия, попадание антигена внутрь кл-ки. Если указанные условия отсут-т, то фагоцитоз стан-ся затруднительным. Это могло бы привести к росту числа микроорг-мов внутри орг-ма хозяина. Для того, ч/б это предотвратить эволюционно сложилась особая система, к-рая способна активизировать и облегчить фагоцитоз. Система комплемента – слож. комплекс белков, кот способны формировать каскадные системы(когда 1 компонент яв-ся катализатором для последующих реакций) В систему входят: компоненты С₃, С₅, С₆, С₇, С₈,С₉, факторы В, Н, Y, D. Комплекс промежуточных реакций, в которых участвует компонент С₃ и факторы В, Н, Y, D приводит к формированию С₃-конвертазы(фермент), под воздействием кот. С₃ расщепл. на С_3а и С_3в. Последний приклеивается к мембране бактер. клетки и маркирует ее, что облегчает их нахождение нейтрофилами. Кроме того, компонент С_3в в совокупности с С₅, С₆, С₇, С₈, С₉ формируют МАК, в состав которого входит мембраноатакующий канал(встроен в мембрану). Через последний внутрь кл. проникают вода и Na+, что приводит к лизису бактерии.

НК – большие зернистые лимфоциты. Содержат в молекулы перфорина, которые в нерабочем состоянии ингибированы мол. хондроитинсульфата А, что предотвращает автолиз. На поверхности содержат специальные рецепторы, которые способны распознавать молекулы высокомолекулярных гликопротеинов экспрессированных на поверхности инфицированных вирусом клеток. После контакта с инфицированной клеткой ингибированный перфорин выбрасывается в межклеточное пространство, где он актвизируется(отделяется хондр.сульф.А). Перфорин полимеризуется с образ. трансмембранных каналов, кот встраиваются в мембрану инфицированной клетки. Ч/з них внутрь клетки попадает вода и Na+, что приводит к ее лизису. НК активизируются под действием интерферонов, кот синтезируются инфицированными вирусами клетками. Т.о. эти клетки дают знать НК, что их нужно уничтожить.

14Специфический приобретенный им-т- не восприимч. орг-ма против конкретн. вида инфекции, к-рый приобретается в теч жизни. Основным эволюционным достижением в защите орг-ма от нов инфекции я/я мол-лы антител – Ig – это белки сыворотки крови, продуцируемые плазмоцитами в ответ на введение антигена. Антитело состоит из распознающ. и биологич. области. На распознающ. имеется рецептор, различный для каждого антигена, а на биологич. – участки, активизирующие фагоцитоз и систему комплемента по классич пути. Функции антител: активизация системы комплемента по классическому пути; стимуляция фагоцитирующих клеток; связывание с внедрившимися микроорганизмами. К внедрившемуся в организм микробу подходить антитело и взаимодействует по принципу ключ-замок. К присоединенному антителу подходит фагоцит и своей рецепторной частью взаимод-ет с антителом. Однако фагоцитоз может и не запуститься. Это зависит от количества присоединенных к микробу антител и количества областей взаимод-я антител с фагоцитом. Антитела форм-ся до появления антигена. Антиген сам отбирает для себя антитела. Следовательно лимфоциты, продуцирующие антитела, отбираются самим антигеном. Мех-м отбора объясняет мех-м клональной селекции. При внедрении антигена мол-лы антител экспрессир-ся на пов-тной мембане В-лимфоцита и функционируют как рецепторы. Антиген, проникающий в организм, соед-ся т/о с теми рецепторами, к-рые в точности ему соответствуют. Это запускае механизм клон. селекции, кот подразумевает быструю пролиферацию В-кл, с таким видм Ig Часть кл трансформируется в плазмоциты и синтезируют данный класс Ig, др. часть првращается в кл памяти, кот позволяют при IIном им ответе произвести быструю и эффективную продукцию антител, что обеспечивает бысторое уничт. вторично проникшей инфекции. Это явление лежит в основе вакцинации. Группы Ig-ов: выд-т 5 классов Ig-ов: G, A, M, D, E. Ig. G - локализован во внутр жидкостях организма; ф-ция – защита от микробов и токсинов; способен проникать ч/з плацентарный барьер; Ig A – в слизистых секретах; защищает слизистую оболочку от инфекции; Ig M – эффективно образуется на ранних стадиях иммунного ответа; первая линия обороны при бактериологической инвазии; Ig D – связан с поверхностной мембраной лимфоцитов (В); выполняет рецепторную роль лимфоцитов, активизируя их. Ig E – на слизистых оболочках, защищает от бактериальной инвазии, обеспечивает появление симптомов аллергии, привлекает антимикробные агенты. В классич. пути активиз. приним. участие компоненты С_1,C_1qrs , C₄, С_4b2b-конвертаза. В результате формируется моле. С_5, необходимые для образования МАК и мол. С_3b.

15). Наследственностью н\т общие св-ва всех орг-мов сохранять и передавать особенности строения и функции от предков к потомству, передавать свои гены потомкам. Материальной основой наследственности я/я молекула ДНК. И все структуры, содержащие ДНК могут претендовать на генетическую функцию. Кроме того эти структуры должны иметь следующие свойства: 1. Должны выполнять важную функцию в интерфазной клетке. 2. Должны правильно распределяться во время деления. Этим требованиям удовлетворяют хромосомы ядра. Они составляют основу ядерной наследственности. Ядерная наследственность – 95%. Кариотип – совокупность хромосом, постоянная у каждого вида. Цитоплазма – 5%.

Хромосомы ядра составляют основу ядерной наслед-ти. Хромосомы в период интерфазы неразличимы под микроскопом, т.к. они деспирализованы. Хим состав: ДНК, гистоны (основные белки, находящиеся только в ядре. В их состав входят АК-ты аргинин и лизин), РНК и кислые белки. Ультраструктура: мол ДНК. Входящая в состав хромосомы в деспирализованном состоянии, представляет собой длинную нить. Эти нити должны уложиться в очень маленький объем клеточного ядра. Компактизация нитей ДНК проходит несколько уровней с помощью гистонов. 1. Нуклеосомная нить. Гистоны, входящие в состав ядра, бывают 5ти видов: Н_2а, Н_2в, Н₃, Н₄, Н₁. Гистоны выстраиваются в виде октомеров (8 молекул гистонов). Нить ДНК наматывается на октомер (нуклеосомная нить). 2. Нуклеомерный (хроматиновая фибрилла). Нуклеосомная нить становится хроматиновой фибриллой за счет сближения октомеров и исчезновения межнуклеосомных пространств. 3. Доменный – хроматиновая фибрилла складывается в петельный домен. 4. Образование хромоцентров. Хроматиновые глыбки – высший уровень компактизации хромосом в интерфазе. Т.о., в интерфазе остаются участки хромосом относительно деконденсированные. Участки конденсированного хроматина не участвуют в синтезе белка и называются гетерохроматиновыми. Деконденсированные – эухроматин – участвуют в синтезе белка.гетерохроматин м/б 2х типов: факультативный (необязательный) – гетерохроматин легко переходит в эухроматин; облигатный (обязательный) – участки всегла находятся в скрученном состоянии. У каждой хромосомы имеются концевые участки – теломеры, и первичная перетяжка – центромера (утонченный неспирализованный участок), которая делит хромосому на 2 плеча. В зависимости от расположения перетяжки выделяют 4 основных вида хромосом: 1. Метацентрические (равноплечие) – теломера в середине, плечи равной длины. 2. Субметацентрические (неравноплечие) – одно плечо длиннее другого. 3. Акроцентрические – с зачаточным плечом. 4. Телоцентрические – с одним плечом, нежизнеспособны. Хромосомы являются структурами, в которых записана информация об АК-ном составе всех белков. Ядрышки – это плотные участки, расположенные в ядероном соке. Гл хим компоненты – т-РНК и белки. Собственно в ядрышках ДНК нет, но она «привязана» к определенному участку хромосомы – ядрышковому организатору. На этом участке ДНК находятся гены, отвечающие за синтез р-РНК. В ядрышках происходит синтез субъединиц рибосом. Этапы: 1. Транскрипция гена р-РНК. 2. «Созревание». С помощью ферментов эта молекула разрезается на 2 участка (больший и меньший). 3. В ядрышко поступает еще одна мол ДНК. 4. Мол РНК образует специфическую спираль. 5. Вокруг мол-л р-РНК образуются комплексы белков, которые поступают из цитоплазмы. Т.о., формируются большая и малая субъединицы рибосомы. Они выходят из ядрышка и через пору ядерной оболочки поступают в цитоплазму. Роль теломеры: теломеры  важны для стабильности хромосом, для ядерной архитектуры и определенных хромосомных перемещений.  Теломеры принципиально отличаются от концов разорванных хромосом. Это важно потому, что разрывы хромосом вызывают задержку в клеточном цикле и подвергаются репарации, которая может привести к экзонуклеолитической атаке или лигированию c другими хромосомными фрагментами. Ф-ции центромеры. В области центромеры располагается фибриллярное тельце – кинетохор, который регулирует движение хромосом при клеточном делении: к нему прикрепляются нити веретена деления, разводящие хромосомы к полюсам.

Кроме ядерных генов имеются также митохондриальные гены. Митохондриальные ДНК имеют кольцевую форму. Эти гены определяют некоторые аномалии у человека: зрения, развития мышечной ткани. Но наиболее хорошо изучены митохондриальные гены у более простых организмов (медоносной пчелы, дрожжевых клеток). Митохондриальные гены наследуются матроклинно, т.е. по материнской линии, т.к. человек наследует митохондрии от яйцеклетки – около 7000 (в сперматозоиде – 2-3 штуки).

16). 1. Основоположником генетики как науки считается Г. Мендель. Он не употреблял термин «ген», но даже без этого он дал описание, что такое ген, как он передается от родителей к потомкам и в чём его функция. Термин «ген» он заменял понятием «наследственный фактор». НФ – это фактор, определяющий развитие или проявление того или иного признака. НФ-ры могут находиться в разных состояниях (аллели). Эти аллели м/б доминантными и рецессивными. В клетках организма содержится по 2 аллеля генов каждого признака. В гаметах может содержаться только по одному аллелю каждого НФ (правило чистоты гамет). Дальнейшее развитие представлений о гене было сделано Морганом (нобелевский лауреат за книгу «Хромосомная теория наследственности»). В ней Морган подводит материальную базу под понятие ген. Основные положения хромосомной теории: 1. Ген – линейный участок хромосом. Аллельные гены занимают идентичные локусы в гомологичных хромосомах. 2. Гены, лежащие в одной хромосоме наследуются совместно или сцеплено и составляют одну группу сцепления. Число групп сцепления = n-числу хромосом. 3. Сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера – обмена идентичными участками гомологичных хромосом. 4. Чем дальше располагаются гены друг от друга, тем чаще между ними м/б кроссинговер. 5. Величину кроссинговера можно использовать как показатель расстояния между генами. Кроме того, в конце своей работы он делает вывод о том, что ген – единица функции, мутации и рекомбинации. Эти положения оказались не совсем точными, т.к. единицей мутации является пара нуклеотидов.

2. После того, как стало известно, что ген – это участок хромосомы, встал вопрос - какова его хим п-да. Сперва решили, что ген – белок, но опыт Гриффитса, Эвери,…. показали, что ген – участок ДНК. В последующие 20 лет было четко показано, что ген может иметь РНКовую природу (нр у некоторых вирусов). Объектом исследования Гриффитса были пневмококки: R-штамм (авирулентный – не вызывает заболевания) и S-штамм (вирулентный). У R-штамма нет оболочки вокруг клетки и он переваривается в пищеварительном тракте мышей, а оболочка S-штамма защищает данные клетки от переваривания, и они успешно попадают в кровью. В 1944 г. его опыты повторили Эвери, Мак-Леод, Мак Кари. Эвери разделил убитые клетки S-штамма в 2 пробирки. В одну он добавил фермент, разрушающий ДНК (ДНК-нуклеаза), а в другую – фермент, разрушающий белки (протеаза). Ввел смеси разным мышам. В первом случае мыши не погибают, те.е трансформации не происходит. Во втором случае мыши погибают, т.е. трансформация произошла. Этот опыт был первым док-вом генетической роли ДНК.

3. Ген (генетическое определение) – участок хромосомы, контролирующий развитие того или иного признака. Ген (молекулярно-генетическое определение) – кодирующая последовательность нуклеотидов, ассоциированная с регуляторными участками и контролирующая синтез молекул РНК. Согласно современным представлениям в состав гена входят регуляторные участки и кодирующие участки.

промотор кодирующая последовательность терминатор

РНК-полимер 5’НТП э и э и э и 3’НТП

Промотор не переписывается, он определяет начало транскрипции. В ней имеются специфические участки, которые представляют 3 степени защиты, которые обеспечивают начало транскрипции. 4я степень защиты, которая связана с сигма-факторами – белок, который должен присутствовавть, чтобы началась транскрипция. РНК-полимер + сигма-фактор =начало транскрипции. 5’НТП - 5’ нетранслируемая последовательность (для соединения с рибосомой). Терминатор – окончание (отсекатель). Гены, в которых последовательность не прерывается называются непрерывными. У эукариот она прерывистая, такие гены называются мозаичными. Экзоны чередуются с интронами. После списывания происходит сплайсинг (сращивание). С помощью особых факторов выщепления интронов экзоны сращиваются м/у собой.

Значение интронно-экзонного строения: 1. Интроны – гасители

и и и мутации. 2. Оно позволяет конструировать несколько типов белков на

основе одного и того же гена путем переставления экзонов. Существует

еще один тип генов, характерный для вирусов – перекрывающийся.

Э э э э

1 ген

3 ген

2 ген

У эукариот к зрелой и-РНК должен присоединяться ещё один участок к самому началу молекулы и-РНК. Кэп-частица – защитная часть молекулы и-РНК. В конце присоединяется поли-А-хвост.

К эп-частица А А А А А А А Поли-А-хвост

Кэпирование, полиаденолирование и сплайсинг называется процессингом. В ДНК имеются участки, в которых уникальна последовательность нуклеотидов. Эти участки представляют собой строительные гены (гены, отвечающие за синтез белков). Участки, с повторяющейся последовательностью делятся на 2 группы: 1. Умеренно повторяющиеся (гены гистонов и тубулинов); 2. Часто повторяющиеся (гены т-РНК и р-РНК).

17 Закономерности: в мейозе хромосомы, относящиеся к одной паре гомол. хромосом, ориентированы к разн полюсам; в оплодотворении встречаются гомологи (материнская и отцовская) только относящиеся к особям разного пола. Моногибр. скрещ: если род. организмы отлич. по одной паре признаков, то такое скрещ. наз. моногибридным. Законы, установленные на моногибр. скрещ: 1-й з-н: Все гибриды 1-го пок. единообр. и несут доминантный признак. Горох- самоопылитель, поэт. Мендель вырывал зрел. тыч. одного гороха и опылял их пыльцой др. Он подобрал горох так, что растения отличались окраской семян. Буквой А(дом ген) он обозначил желт окраску сем, а а(рец ген) - зеленую. После скрещивания (а здесь 2 варианта) он получил гибридов перв покол(F1) с одинак. результат(образ только Аа). Это говорит о том, что оба. организма внесли равный вклад в наследственность потомства. З-н единообразия м/т проявляться в 3-х вариантах: 1) полное домонирование – фенотипы гомозиготы по дом. признаку и гетерозиготы одинаковы; 2) неполное доминирование (промежуточное наследование) доминантный аллель не полностью подавляет действие рецессивного аллеля (промежуточный эффект действия)3) Кодоминирование при совместном нахождении 2-х аллелей у организма будет проявляться нов. признак. Примером кодоминирования служит IV группа крови человека в системе АВО: генотип – IАIВ, фенотип – АВ. т.е. у людей с IV группой крови в эритроцитах синтезируется и антиген А (по программе гена IА), и антиген В (по программе гена IB). Далее Мендель высеивает полученные семена и позвол. пройти самоопылению. В результате он получает нов. втор. поколение гибридов, что позволило ему установить 2-й закон(з-н расщепления гибридов 2 поколения): гибриды 2 поколения расщепл в соотнош 1АА: 2Аа: 1аа по генотипу и 3:1 по фенотипу.

Расщепление 3:1 м/т нарушаться по причинам: 1) Одинаковый хар-р обр-я гамет у гетерозиготы. Когда обр-ся женские половые кл, то из 4-х кл, способна к оплод-ю т/о одна. И очень часто бывает так, что у гетерозиготы доминантная аллель идет в яйцеклетку, а рецессивн в полярные тельца; 2) Иногда в оплод-е избирательно вступают клетки с каким-либо определнным аллелем; 3) наиб частая причина нарушения расщепления опр-ся неравной жизнеспособностью зигот.

Если орг-м отличается по 2-м парам признаков, то такое скрещивание н/я дигибридное.

3-й з-н (независимого наследования признаков): разные признаки наследуются независимо др от др. Этот з-н имеет ограничения: он касается т/о тех признаков, гены к-рых лежат в разных парах хромосом. Если же гены будут наследоваться в одной паре хромосом, то они будут наследоваться сцеплено (з-н Сцепленного наследования Томаса Моргана).

18. В/действие аллельных генов. Алельные гены – гены, к-рые лежат в одной паре хромосом, занимают одинаоквые локусы в этих хромосомах и отечаютв за альтернативные признаки. З-н единообразия м/т проявляться в 3-х вариантах: 1) полное домонирование – фенотипы гомозиготы по дом. признаку и гетерозиготы одинаковы; 2) неполное доминирование (промежуточное наследование) доминантный аллель не полностью подавляет действие рецессивного аллеля (промежуточный эффект действия)3) Кодоминирование при совместном нахождении 2-х аллелей у организма будет проявляться нов. признак. Примером кодоминирования служит IV группа крови человека в системе АВО: генотип – IАIВ, фенотип – АВ. т.е. у людей с IV группой крови и антиген А (по программе гена IА), и антиген В (по программе гена IB).Бывают случаи, когда 1 ген оказывает влияние сразу на неск-ко признаков – плейотропия. Таким действием обладают гены, к-рые, как правило, отвечают за синтез начаьных в-в цепной реакции. (Если ген, контролирующий синтез фибриллина к примеру мутантен, происходит нарушение его синтеза – хрящ прокладки в трубчатых костях сохраняются очень долго и поэтому трубчатые кости растут быстро, что приводит к Синдрому паучьих пальцев, нарушение строения сердечных клапанов как следствия пороки сердца, вывих хрусталика глаза – повышена воздбудимость НС(шизофрения). В/действие неаллельных генов: Неаллельные гены – гены, которые лежат в разных парах гомол. хромосом, либо занимают разные локусы в одной паре гомол хромосом, и отвечают за разные признаки, но иногда бывает, что за один и тот же признак. Комплементарность - такой тип в/д-я, при к-ром нахождение в генотипе 2-х доминантных аллелей неаллельных генов (А_В_) приводит к появлению нового признака (окраска оперения у волнистых попугайчиков). Вывод: если 2 доминантных аллеля влияют на фенотип по-разному, а при совместном нахождении дают новый признак, то следует ожидать расщепления по фен. в F₂ 9:3:3:1, причем, каждый класс имеет свой фенотип. В нек-х случ-х доминантные аллели 2-х генов влияют на фенотип одинаково, а при совместном нахождении они определяют новый признак. В этом случае расщепление будет по фен. 9:6:1.(форма плода у тыквы) Расщепление также может быть по фенотипу 9:7 (Развитие органа зрения у чел.).

Эипстаз – такое явление, когда один ген м/т подавлять действие другого гена ему не аллельного. Различают 2 типа: Доминатный – доминантный аллель одного гена подавляет действие другой пары аллелей гена(окрас. шерсти у кошек) Рецессивный(окрас. шерсти у хомячков). Ген, подавляющий действие другого – ген-супрессор (ген-ингибитор).

Полимерия – это такой тип в/д-я генов, когда несколько пар генов действуют на один признак однозначно, и как правило, усиливая его. Есть случай, когда проявление признака не усиливается от количества доминантных аллелей, поэтому полимерию подразделяют на: кумулятивную (накопительная) и некумулятивную (ненакопительная). Некумулятивная полимерия(оперенность ног у кур). Кумулятивная(окраска кожи у чел) Так наследуется большинство количественных признаков: рост, длина шерсти, ушей, масса тела, цвет кожи. Т.о. взаимодействие генов в генотипе как бы образуют генные сети. Если гены аллельны, то оно проявляется в полн, дом, неполном, кодоминир. Если неаллельны, то взаимод проявл. в эпистазе, полимерии, и комплиментарности. Генотип является одновременно дискретным и целостным. Целостность проявл во взаимод генов. Дискретность (делимость) в том, что генотип распределен на хромосомы, кажд. из кот содержит вместилища генов.

19) Биология пола Пол – сложная система признаков, которые в комплексе позволяют осуществить процесс размножения и выращивание потомства. Все признаки можно разделить на определенные группы: 1. Первич. половые (особенности строения половых клеток, половых желез). 2. Вторич. - непосредственно в размножении не участвуют, но они нужны, для процесса отбора пол партнера и для воспитания потомства (особенности фигуры муж и жен типов, у птиц: особенность окраски оперения, наличие гривы у самцов львов). 3. Признаки, зависимые от пола – развитие этих признаков меняется в зависимости от гормонального фона (рогатость у овец, раннее облысение у чел.). Типы хромосомного определения пола. Морган – амер генетик – показал, что все живые орг. можно разделить на неск. типов по хромосомному определению пола: 1. Тип человека и дрозофилы(млеки, двукрылые(комары, мошки, мухи), жуки, большая часть рыб). Женские особи гомогаметны (имеют набор пол хромос. ХХ),опэтому все гам. будет нести по х- хромос; мужс. – гетерогаметны (ХУ), поэт. одна гам. будет нести у-хром, а др. – х-хром. Пол будующ организма можно прогнозировать только при оплодотворении(сингамный тип). 2. Тип птиц и бабочек. Муж. – гомогаметный (ХХ), жен. – гетеро (ХУ). Пол тоже можно опр. только при оплодотв(сингамный тип). 3. Тип кузнечика и моли. У кузнечика: жен – гомо (ХХ), муж – гемигаметный (ХО), где 0 – отсутств. пол хромосомы; у моли: жен – геми (ХО), муж – гомо (ХХ). (сингам. тип). 4. Тип пчел. Жен – 2n, муж – n. (У трутней не происходит процесса мейоза). Существует еще 2 разновидности: Прогамный – пол можно определить еще до оплодотворения (тля – самка откладывает крупные и мелкие яйца, если оплодотворяются крупные яйца, то развивается самка, если мелкие, то самец); эпигамный – пол организма будет определяться тем, в какие условия попадет яйцеклетка(у морских полихетBonelia viridis оплодотв наружное. Если зигота развивается в морск. воде, то из нее образ. самка, если же зигота имплантируется в слизистую оболочку хоботка червя, то развиваются самци, кот наружу выходят только для оплодотв.). Генный механизм. Каждый механизм потенциально я/я бисексуальным, т.к. в каждом имеется система генов, кот. направляют процесс развития либо жен, либо муж организмов. Так может сформироваться внешне женщина, со спортивным типом сложения и умственно развитая. Но у нее недоразв яйцеводы и матка, отсутств месячные и она не может иметь ребенкажен(такие организмы – интерсексы). Глав. особенность пол хром.: Х и У не гомологичны др.др. У меньше, чем Х; Х – метацентрическая(равнопл), У – акроцентрическая(одно плечо зачаточно), в У-хром генетически инертныесть(состоят в основном из гетерохроматина), однако несут гены, определяющие сперматогенез и др. Половой хроматин – спирализованная Х-хромосома, которая обнаруживается у особей, имеющих число Х-хромосом >1. Чтобы уравновесить число работающих генов у разных полов, одна из Х-хромосом скручивается и становится неактивной. У самцов эта структура в кл. отсутств. Наследование признаков, сцепленных с полом. Признаки, сцепленные с полом – признаки, гены которых, лежат в половых хромосомах. Сами же признаки не являются половыми. Различают 3 типа сцепления: 1. Полное – гены таких признаков лежат только в Х-хромосомах(особенность - жен организмы м/б гетерозиготными по гену, сцепленному с полом, а муж не м/б) Пример – гемофилия(несвертываемость крови).Особенность наследования признаков, сцепленных с Х-хромосомой в том, что они передаются по типу крис-крос. 2. Неполное – гены признаков лежат как в Х-хромосоме, так и в У-хромосоме(сегодня известен 1 ген, кот лежит в обеих пол. хромосомах. Он определяет развитие заболевания – гемморогич. диатез - покраснение кожи при употр. нек пищи Особенность: признак перескакивает через поколение и передается тому полу, который болел.). 3. Сцепление с У-хромосомой (андрогенное наследование). В У-хромосоме помимо генов, определ. ход сперматогенеза, находится гены, кот не имеют никакого отношения к пол признакам: ген, определяющий гипертрихоз (кисточки волос на ушной раковине); ген, определяющий частичную синдактилию (перепонки между пальцами ног); ген дикобраза(кожа становится колючей).

20 Сцепленное наследование и кроссинговер. Из третьего з-на Менделя следует, что разные признаки наследуются независимо др от др. В 1910 г генетики обнаружили, что 3ий з-н Менделя в большом числе случаев не соблюдается. Морган взял 2 линии мух, кот отличались окраской и степенью развития крыльев, скрестил их и провел 2 анализирующих скрещевания с гибридными самками и самцами. Во втором скрещивании получилось 2 новых класса, появление которых можно объяснить только одним фактором: очевидно, что у гетерозиготных самок во время мейоза при созревании гамет произошел обмен участками гомологичных хромосом. Этот процесс Морган назвал кроссинговером, а сами гаметы – кроссоверными. У самцов дрозофил кроссинговер никогда не происходит. Он доказал, что у самок кроссинговер происходит всегда, но процент кроссинговера для разных генов м/б различен. Чем дальше располагаются гены др от др, тем чаще м/у ними может быть кроссинговер. Кроме того, он рпедложил подсчитать величину кроссинговера по следующей ф-ле: величина кроссинговера (ВК) = (число кроссоверных особей/общее число особей)*100%. 1% ВК = 1 морганида. Эту единицу ученые-генетики приняли после смерти Моргана. Это расстояние м/у генами. Типы кроссинговера: 1.Одинарный (хромосомы пересекаются в одном месте). 2.Двойной (в двух местах). 3.Множественный – происходит реже. Известно, что ВК зависит от многих физиологических и внешних факторов. Нр у ч-ка все отрицательные физиологические процессы (повышение t^o тела, стрессовые ситуации, инфекционные заболевания и т.д.) увеличивают вероятность кроссинговера. У здорового ч-ка ВК бывает минимальной. Составление генетических карт хромосом. Генетическая карта хромосом – схематическое изображение хромосомы в виде прямой линии, на которой отмечено положение генов, локализованных в данной хромосоме. Классические методы составления. 1.Определение группы сцепления – нужно определить порядковый номер хромосомы, в которой располагается данный ген (на примере дрозофилы). Сперва проверяют, не находится ли ген в Х-хромосоме. Если при реципрокном (родители меняются по фенотипу) скрещивании получаются разные рез-ты, то это означает, что данный ген лежит в Х-хромосоме. Если ген не сцеплен с Х-хромосомой, то в реципрокном скрещивании будет одинаковое потомство, и тогда следует приступить к решению вопроса: в какой из аутосом располагаеися ген. Для этого цитологическими методами находит маркерные гены для аутосом дрозофил. Затем проводят скрещивания, с помощью которых получают сначала дигетерозиготы для маркерных генов и искомого гена, а затем проводит анализирующее скрещивание для всех трёх случаев. В одном из скрещиваний ожидаемое расщепление 1:1:1:1 будет нарушено. Для этого м/б только одно объяснение. В данной паре хромосом произошел кроссинговер, соответственно искомый ген лежит в этой паре хромосом(У Моргана –во второй). 2. Надо определить положение искомого гена относительно других генов. ВК м/у маркерным геном (А) и искомым (в) показывает, что ген лежит на расстоянии 17 морганид. Чтобы определить точную локализацию гена, нам нужно иметь ещё один маркерный ген. Предположим, что в данной паре хромосом находятся 2 маркерных гена (М, А). ВК = А – М – ВК = 30 морганид. Нужно вычислить процент ВК м/у М и искомым геном (в). Если ВК – М – в = 13 морганид, значит ген находится м/у А и М. Если ВК – М – в = 47 морганид, значит ген в находится за геном А. Этот метод называется методом 3х точек. Чем больше генов расшифровано. Тем более быстро и более точно можно проводить оставшиеся вычисления. Современные методы составления: в наст вр, особенно для ч-ка, используется метод мкклеток или метод соматической гибридизации: В культуру с чел кл. добавляют спец. в-ва , кот разрушают мембрану ядра. В результате все 46 хромосом оказываются в цитоплозме. Далее вокруг каждой хром. обособляется участок цитоплазмы и формируется 46 микроклеток С помощью дифференцированной окрасики можно рассмотреть и определить, какая хромосома находится в той или иной мкклетке. Наличие того или иного гена можно обнаружить по биохим анализу состава белков данной мкклетки. Используя эти мкклетки м/о определить точную локализацию гена с помощью ДНК-зондов – искусственно синтезированный односпиральный фрагмент ДНК, соответствующий определенному гену и меченый радиоактивным фосфором. Нр определение положения гена инсулина у ч-ка. Из клетки поджелудочной железы ч-ка выделили матричную или и-РНК, которая кодирует синтез инсулина. К ней добавили фермент – обратная транскриптаза. Меченый участок ДНК с помощью спец-го вируса вводится в мкклетку ч-ка, и по принципу комплиментарности этот участок прикрепляется к хромосоме.

21). 21 Ген-ка ч-ка-с/ст раздел ген-ки, посвящ-ный изуч генома ч-ка, сост-ю генет карт, опр ф-ции опр-х генов... Методы изучения. 1. Генеалогический позволяет выяснить родственные связи и проследить наследование нормальных или патологических признаков среди близких и дальних родственников в данной семье на основе составления родословной – генеалогии(диагностика наследственных болезней и медико-генетического консультирования; ранняя профилактика наследственных болезней). 2. Цитогенетический основан на микроскопическом исследовании структуры хромосом у здоровых и больных людей. Цитогенетический контроль применяют при диагностике ряда наследственных заболеваний, связанных с явлениями анеуплоидии и различными хромосомными перестройками. 3. Близнецовый состоит в изучении развития признаков у близнецов. Он позволяет определить роль генотипа в наследовании сложных признакова также решить проблему: «генотип – среда». 4. Биохимические помогают обнаружить ряд заболеваний обмена веществ при помощи, нр, исследования биологических жидкостей путем качественного или количественного анализа. По результатам биохим анализов возможно поставить диагноз болезни и определить методы лечения. Типы наследования. Если есть родословные, то, используя суммарные данные по нескольким семьям, можно определить тип наследования признака: Аутосомно-доминантное характеризуют такие черты: если оба родителя здоровы, больных детей не бывает; оба пола поражаются с равной вероятностью; у больных родителей могут быть здоровые дети; Аутосомно-рецессивное : отсутствием здоровых детей у обоих больных родителях; возможно появление больных детей у здоровых родителей, если они оба гетерозиготны; признак может «перескакивать» через поколение; ероятность заболев. у обоих полов одинакова. X - сцепленное рецессивное: заболевают чаще мальчики; больные мужчины не передают заболевание сыновьям, но все их дочери становятся носителями гена заболевания; больные девочки могут родиться только в семьях, где отец болен, а мать гетерозиготна по данному гену; у здоровых родителей может быть больной мальчик, и это свиде–тельствует о гетерозиготности матери.X - сцепленное доминантное: больных женщин в два раза больше, чем мужчин; если отец болен, все его дочери также больны, а все сыновья здо–ровы; у здоровых родителей больных детей не будет; если мать больна, а отец здоров, вероятность заболевания детей будет равна 50 %. Y - сцепленное наследование характеризуется передачей признака от отца сыну.

Наследственные болезни. Этиолологическим (происх.) фактором являются мутации, хотя они могут менять степень выраженности симтомов и тяжесть течения. 1. Геномные. Различают: полиплоидия (кратное увеличение n набора хромосом); анеуплоидия (некратное увеличение числа хромосом), всегда имеет отрицательные последствия. Примеры анеуплоидов у чел: 1 Трисомия с первой по седьмую пару аутосом – летальна; 2 Трисомия 21 – синдром Дауна (плоск. лицо, монголоидн. разрез глаз, умственныя отсталость и пониж. жизнеспособность); 3 Трисомия 13 – синдром Патау ( нарушения в разв. гол мозга, лица, аномалии внутр орг, дефекты сердца, умств отст-ть, часто не доживают до одного года часто); 4 Трисомия 18 – синдром Эдвардса (нарушения в разв. гол мозга, лица, пол органов, умств отст-ть, дети погибают в ран возрасте до года от осложнении). Трисомия по половым хромосомам. 1 Синдром Клайнфельтера – 44+ХХУ (мужчины с синдромом Клайнфельтера хар-ются нарушением развития и активности половых желез, женоподобным типом телосложения, болтливостью); 2 Синдром дабл У – 44+ХУУ и трисомия Х – 44+ХХХ характеризуется нарушениями полового, физического и умственного развития, хотя у части больных эти признаки могут не проявляться). Моносомия Х – 44+ХО – синдром Шерешевского-Тернера, проявляющийся у женщин, для которых характерны патологические изменения телосложения (малый рост, короткая шея), нарушения в развитии половой системы (отсутствие IIных половых признаков), умственная ограниченность. 2. Хромосомные перестройки (аберрации) связан с изменение структуры хромосом. 3. Генные мутации – связаны с с точковыми изменениями структуры гена(гемофилия, фенилкетонурия).

22). Селекция –наука о путях создания новых и улучшения уже существующих сортов культурных растений, пород дом животных и штаммов мкорг-мов с ценными для чел. свойствами. Успех работы селекционера в значительной мере зависит от правильности выбора исходного материала (видов, сортов, пород) для селекции, изучения его происхождения и эволюции, использования в селекционном процессе. Поиск нужных форм ведется с учетом всего мирового генофонда. Это стало особенно возможным благодаря работам оттеч. ученого Вавилова. Он организовал экспидици, в рез-те которых он изучил мировые растительные ресурсы и установил, что наибольшее разнообразие форм вида сосредоточено в тех районах, где этот вид возник. На основе изучения собранного материала Вавилов выделил 7 центров происхождения к-рных раст. Кроме того, он собрал самую крупную в мире коллекц. семян, которая сег. находится в институте им. Вавилова(Спб). Она постоянно обновляется и используется. Методы отбора исходного материала для селекции: 1.Бессознательный (отбор по фенотипу). Его также называют массовым – это выделение группы особей, сходных по одному или комплексу желаемых признаков, без проверки их генотипа(технически прост, экономичен. Недостаток – невозможность индивидуальной оценки по потомству). 2. Сознательный (отбор по генотипу). Его называют индивидуальным. При индивид. отборе получают и оценивают потомство каждой отдельной растения особи в ряду поколений при обязательном контроле наследования интересующих селекционера признаков. Подобный отбор обычно применяют среди самоопыляемых растений для получения чистых линий (это группа растений являющихся потомками одной гомозиготной самоопыляемой особи). Проведение системы скрещивания. 1.Межвидовое (аутбридинг) – линейная сенлекция. 2.Внутривидовое (межлинейная селекция): а)межсортовое (межпородное) наз. аутбридинг и внутрисортовое (внутрипородное): родственное (инбридинг) и неродственное. Инбридинг – это близкородственное скрещивание. Применяют в тех случаях, когда желают перевести большинство генов в гомозиготное состояние и закрепить хозяйственно ценные признаки, сохраняющиеся у потомков. Часто наблюдается ослабление организмов, их постенное вырождение. Аутбридинг – неродственное скрещивание. При нем происходит гетерозиготизация потомков. Аутбридинг м/у особями одной породы или разных пород животных, при дальнейшем строгом отборе приводит к поддержанию полезных качеств и к усилению их в ряду следующих поколений(слива культ = лимон*апельсин, тритикале= пшеница*рожь, лошак= ослица*лошадь, мул= лошадь*осел). Биотехнология – это производство необходимых ч-ку продуктов и материалов с помощью живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов. Главные направления: 1. Производство с помощью мкорг-мов БА соединений(ферментов, вит, горм.), лекарственных препаратов (антибиотики, антитела) кормовых белков 2. Применение биологических методов борьбы с загрязненим ОС(биол очистка сточ. вод напр) и для защиты растений от вредителей и болезней. 3. Создание новых полезных штаммов мкорг-мов, сортов растений, пород животных и т.д. Клеточная инженерия – в её основе лежит использование методов культивирования изолированных клеток и тканей на искусственной пит среде в регулируемых условиях. Это стало возможным благодаря способности раст клеток в рез-те регенарации формировать целое растение из единичной клетки. Условия регенерации разработаны для многих к-рных растений – картофеля, пшеницы, ячменя, кукурузы, томатов и др. Очень важное направление клеточной инженерии связано с ранними стадиями эмбриогенеза. Например оплодотворение яйцеклеток в пробирке позволяет преодолевать некоторые распространенные формы бесплодия у ч-ка. Генная инженерия – связана с целенаправленным созданием или модификацией молекул ДНК, способных размножаться в клетке-хозяине и осуществлять контроль за синтезом необходимых метаболитов клетки. Растения и животные, геном которых изменен путем генноинженерных операций, получили название трансгенных. Сегодня генноая инженерия позволила осуществить синтез в промышленных количествах таких гормонов, как инсулин, интерферон и соматотропин, которые необходимы для лечения ряда генетических болезней ч-ка – сахарного диабета, некоторых видов злокачественных образований, карликовости. С помощью генетических методов были получены также штаммы мкорг-мов, которые производят в десятки тысяч раз больше витаминов, чем исходные формы.

23). Классификация изменчивости. Изменчивость – это способность организма менять свои признаки. Различают: наследственную (генотипическую), которая подразделяется на комбинативную и мутационную; ненаследственную (фенотипическую), которая подразделяется на модификационную, онтогенетическую и морфозы. Наследственная – способность к изменениям самого генетического материала. Комбинативная – изменчивость, в основе которой лежит образование рекомбинаций, т.е. таких комбинаций генов, которых небыло у родителей. В основе лежит половое разжмножение организмов. Источниками служат 3 процесса: 1. Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении. 2. Взаимный обмен гомологичными участками хромосом (кроссинговер). 3. Случайное сочетание гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость я/я важнейшим источником всего колоссального наследственного разнообразия, характерного для живых организмов. Мутационная – изменчивость самого генотипа. Мутации – внезапные наследуемые изменения генетического матрериала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма. Различают: генные, хромосомные и геномные мутации. Мутации не носят адаптивный характер, носят единичный характер и непредсказумы. Значение: если появляется потомство с разной комбинацией признаков, то природа отбирает такие комбинации, которые для данных условий наиболее выгодны. Для селекции тоже очень важно иметь комбинации признаков, но отбор ведется по признаку, что интересно для человека. Мутации я/я основной пищей для эволюции. Классификация мутаций: I. По проявлению в гетерозите. 1. Доминантные – исходный ген оказывается более слабым, чем мутантный. Проявляются сразу же после своего появления и их можно сразу обнаружить. Очень быстро подхватываются отбором. 2. Рецессивные – исходный ген оказывается более сильным, чем мутантный.Сперва приводят к образованию гетерозиготы, такие мутации не обнаруживаются до тех пор, пока не произойдет встреча гетерозигот. Почти не подлежат отбору. II. По локализации в организме. 1. Соматические – не имеют никакого значения для эволюции, т.к. клетки тела не участвуют в процессе размножения. Могут иметь значение только для тех особей, у которых они произошли. 2. Генеративные – если из мутантной гаметы формируется организм, то это будет иметь значение для эволюции. III. По характеру происхождения. 1. Спонтанные (самопроизвольные) происходят естественным путем в течение всего периода жизнедеятельности планеты. 2. Индуцированные – планируются заранее. IV. По влиянию на жизнеспособность. 1. Полезные: ароморфозы – крупные морфофизиологические изменения, которые повышают организм на одну таксономическую единицу; идиоадаптация – приводит к появлению частных приспособлений. 2. Нейтральные. 3. Вредные – снижают жизнеспособность. 4. Летальные. V. По характеру изменения генотипа. 1.Хромосомные: геномные и хромосомные перестройки. 2. Генные. 3. Цитоплазматические. Генные мутации (точковые) – связаны с изменением последовательности нуклеотидов в генах. Такое изменение воспроизводится при транскрипции. Существуют следующие типы генных мутаций: 1. Дупликации (повторение участка гена; 2. Вставки (появление в последовательности лишней пары нуклеотидов); 3. Делеции (выпадение одной или более пар нуклеотидов); 4. Замена нуклеотидных пар; 5. Инверсии (переворот участка гена на 180^о. Примером генной мутации служит серповидно-клеточная анемия. Модификационная изменчивость – способность организмов реагировать на условия ОС и изменяться в пределах нормы реакции, определяемой генотипом. Модификации – изменения фенотипа, вызванные влиянием Оси не связанные с изменениями генотипа. Модификации сохраняются лишь на протяжении жизни данного организма. Модификационной изменчивости подвержены как количественные, так и качественные признаки. Примеры: загар, мощное развитие мышечной системы. Модификационная изменчивость в естественных условиях носит приспособительный характер.

24). Под адаптацией понимают все виды врожд. и приобрет. приспособительной деятельности, кот. обеспечиваются физиол. реакциями, на кл., органном, системном и организменном уровнях. Существуют две принципиально различные формы адаптации: генотипическая и фенотипическая. Генотипическая адаптация, в результате которой на основе наследственности, мутаций и естественного отбора формировались современные виды животных. Фенотипическая адаптация формируется в ходе индивидуальной жизни в процессе взаи­модействия конкретного организма с окружающей его средой обитания. Специфическая и неспецифическая адаптация. Неспецифические компоненты адаптации были подробно изучены Г. Селье, который отмечал, что в ответ на действие раздражителей различной природы в организме возникают стереотипные из­менения, названные общим адаптационным синдромом. Стресс (от англ. stress – напряжение) – это особое состояние организма, возникающее в ответ на действие любых раздражителей, угрожающих гомеостазу, и характеризующееся мобилизацией неспецифических приспособительных реакций для обеспечения адаптации к действующему фактору. Факторы, вызывающие стресс у растений: 1.Физические (темпер, дефицит или избыток воды, солнечное излучение, радиация и т.д.); 2.Химические (засоленность, воздействие газов, загрязняющие в-ва); 3.Биологические (воздействие заболеваний, конкуренция с растениями одного или неск видов); 4.Антропогенные (вырубка лесов, выпас скота, распашка земель, антроп. загрязнение). Механизм стресса у раст.: 1. Стадия первичной стрессовой реакции; 2. Адаптация; 3 Истощение. Механизм стресса на клеточном уровне: 1) повышение проницаемости мембран, 2) повышение поступления Са внутрь кл, вакуолей и ЭПС, 3) закисление внутриклет. среды, 4) поглощение кислорода, увелич. расхода АТФ, 5) усиление реакций гидролиза и накопление промежут продуктов, 6) синтез стрессовых белков, углеводов и др., 7) усиление работы водородного насоса для поддержания гомеостаза, 8) увеличение синтеза ингибиторов (этилен и АБК) для замедления реакций во избежание истощения. Механизм стресса на уровне организма – аналогичны клеточным механизмам, однако к ним добавляется конкуренция м/у органами. К наиболее важным факторам, вызывающие стресс у животных относятся: психосоциальные, производственные, бытовые трудности, которые надо преодолевать, инфекция, болевые факторы, тяжелая физическая нагрузка, высокая температура или холод, голод, адинамия, гипоксия и даже неприятные воспоминания. Механизм стресса у животных: 1. Стадия тревоги - продолжается от 6 до 48 часов. Напряжение (активация) всех систем организма: происходит психическое, организм перестраивается, приспосабливается к трудным условиям. На этой стадии усиливаются выработка и поступление в кровь гормонов надпочечников — глюкокортикоидов и адреналина. В эволюционном плане эта фаза была направлена на сохранение вида и выражалась в возникновении реакций защиты и нападения. 2.Стадия повышенной резистентности (устойчивости). Подразумевается поддержание принципиально нового (повышенного) режима работы функциональных систем организма. 3. Стадия исхода стресса. Любой стресс заканчивается в виде двух явлений: Эустресс – хороший, благоприятный стресс (повышается функциональный резерв организма, что в итоге приводит к адаптации организма к стрессовому фактору и ликвидации самого стресса). Дистресс – плохой (неблагоприятный) стресс (происходит истощение защитных сил организма). Данная фаза может привести к заболеваниям. Специфический характер адаптации основан на избирательном действии факторов на физиологические системы организма и клеточный метаболизм. Примером таких адаптаций является адаптация к гипоксии, высокой температуре и т.д. Механизмы адаптации. Аварийная фаза (тревоги) заключается в мобилизации компенсаторных, защитных и приспособительных механизмов. При этом происходит: 1.Активация «исследовательской» поведенческой деятельности индивида, направленная на получение информации о чрезвычайном факторе и возможных последствиях его действия; 2. Гиперфункция систем организма, кот. непосред­ственно обеспечивают приспособление к данному фактору (доминирующие системы), при этом усиливается возбужд. симп отдела НС и деятельность эндокр. желез (выброс адреналина, норадреналина. глюкагона глюко- и минералокортикоидов. тиреоидных гормонов); 3.Мобилизация органов и физиологических систем (сердечно сосудистой, дыхательной, иммун, ОВ). Биологич. смысл всех этих процессов – обеспечение условий, чтобы организм «продержался» до этапа фор­мирования его устойчивой адаптации (резистентности) к действию экстремального фактора. Переходная фаза характеризуется уменьш. возбудимости ЦНС. Постепенно выключается ряд систем и органов, вовлечённых в первой стадии. Ослабляется синтез гормонов, приводящих к усилению синтеза нов в-в, уси­ливается выделение гормонов коры надпочечников – «гормоны адаптации». Фаза устойчивой, или долговременной адаптации. Происходит формирование состояния специфической устойчивости организма как к конкретному агенту, вызвавшему адаптацию, так нередко и к другим факторам. Увеличивается мощность и надёжность функций органов и физиологич. систем, обеспечивающих адаптацию к определённому фактору. Это происходит за счет перераспредел. кровотока, активного синтеза в-в в доминирующих органах, снижения функций др. Дезадаптация – если у чел. не формируется программа долговрем адаптации, то может наступить истощение систем. Незавершённая адаптация. Свойственна людям, проживающим в экстремальных климатографических условиях, вахтовым рабочим. Адаптация к жаркому климату: снижение частоты пульса и дыхания, сохранение нормальной темпер. тела, более интенсивное потоиспарение, снижение энерг. обмена (теплопродукции). Адаптация к климату северных широт: усиление энерг. обмена (тепло­продукции), усиление объема кровотока через конечности, более быстрое восстановлении темпе­ратуры кожи после охлаждения.

25). Процесс образования и развития гамет называется гаметогенезом. Гаметогенез у растений делится на мужской и женский. Гаметогенез происходит в специализированных органах: мегагаметогенез – в пестике, микрогаметогенез – в тычинке. Гаметогенезу предшествует спорогенез (деление архиспориальной диплоидной клетки путем мейоза с образованием 4х-плоидных спор. Мегагаметогенез. Из 4х-плоидных мегаспор право на развитие получает одна. 3 остальные рассасываются (их функции обсуждаются учеными: растворение и питание основной клетки; синтез фитогормонов, привлекают приток воды и ПВ для основной клетки). Основная клетка претерпевает подряд 3 деления митозом, но при этом цитоплазма не делится, делятся только ядра. В рез-те формируется 8миядерный зародышевый мешок. По 4 ядра расходятся к полюсам. От каждого полюса к центру сходится по 1му ядру. Эти 2 ядра сливаются, образуя гаплоидное ядро. Среди 3х ядер, расположенных у пыльцевхода одно берет на себя функцию яйцеклетки, 2 рядом – вспомогательные. На противоположном конце - 3 ядра, которые называют антиподы. Сформировался женский гаметофит. Микрогаметогенез. Из 4х ранее образованных микроспор каждая имеет право на развитие. Ядро делится путем митоза и происходит неравномерное деление цитоплазмы. Образуются вегетативные (большие) и генеративные (малые) клетки. Путём митоза далее делится генеративная клетка, формируются 2 спермия. Мужской гаметофит содержит вегетативные клетки и 2 спермия под одной общей оболочкой. Двойное оплодотворение. Опыление. У разных растений существуют разные виды опыления ( анемохория – ветер, зоохория, энтомохория, орнитохория, гидрохория..) При попадании пыльцы на рыльце пестика наблюдается прорастание. Влажное рыльце пестика может стимулировать прорастание пыльцы разных видов, однако, химический процесс узнавания позволяет дальше прорастать только пыльце своего вида. Рост пыльцевой трубки идет по принципу хемотропизма: пыльцевая трубка растет в сторону увеличения концентрации яблочной кислоты, выделяемой яйцеклеткой. Оплодотворение. Пыльцевая трубка прорастает до пыльцевхода. Растворяется оболочка микропиле и зародышевого мешка и происходит оплодотворение: - 1й спермий оплодотворяет яйцеклетку -> из диплоидной зиготы развивается зародыш; - 2й спермий оплодотворяет 2n ядро, образуя 3n эндосперм. Т.о., процесс двойного оплодотворения позволяет сформировать новые сочетания генов как материал для ЕО; обеспечивает зародыш питательным в-вом – эндоспермом. Кроме того, семена покрытосеменных растений защищены дополнительными оболочками, которые формируются из оболочек зародышевого мешка. Всё это позволило обеспечить лучшую выживаемость семян при неблагоприятных условиях по сравнению с другими видами. Поэтому на суше среди сосудистых растений наиболее распространены покрытосеменные.

Образование гамет у животных. Процесс формирования мужских половых клеток называется сперматогенез. Он происходит в мужских половых железах – семенниках. Сперматогенез складывается из 4х периодов: 1. Размножение. 2. Рост. 3. Созревание. 4. Формирование. Размножение. Спеерматогонии усиленно делятся, благодаря чему увеличивается их количество и сам семенник. Рост. После наступления половой зрелости некоторын сперматогонии перемещаются в зону роста. Здесь они увеличиваются в размерах за счет возрастания количества цитоплазмы и превращаются в сперматоциты первого порядка. Созревание. В это время сперматоциты 1го порядка делятся мейозом. После первого деления образуются 2 сперматоцита 2го порядка, а после второго – 4 сперматиды, имеющие овальную форму и значительно меньшие размеры. Формирование. Сперматиды изменяют свою форму и превращаются в зрелые сперматозоиды. Они имеют головку, шейку и длинный хвост. Головка содержит ядро и незначительное количество цитоплазмы с органеллами. На переднем конце головки расположена акросома, представляющая собой видоизмененный аппарат Гольджи. В ней содержатся ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки при оплодотворении. В шейке находятся центриоли и митохондрия. Сперматозоиды не имеют запасов ПВ и обычно быстро погибают. Овогенез – процесс формирования женских половых клеток. Он происходит в особых железах – яичниках, включает 3 периода: размножение, рост, созревание. Размножение. В этот период интенсивно делятся предшественники половых клеток – овогонии. Этот период заканчивается ещё до рождения. Рост. С наступлением половой зрелости отдельные овогонии периодически всупают в период роста. Клетки увеличиваются, в них накапливается желток – образуются овоциты Iго порядка. Каждый овоцит окружается мелкими фолликулярными клетками, обеспечивающими его питание. Затем образуется зрелый овоцит (графов пузырек), подходящий к пов-ти яичника. Стенка егог разрывается, и овоцит Iго порядка попадает в брюшную полость и далее в маточную трубу. Созревание. Овоциты Iго порядка делятся. При первом делении образуется один овоцит IIго порядка и маленькое полярное тельце, при втором делении – зрелая яйцеклетка и второе полярное тельце. Такое неравномерное распределение цитоплазмы обеспечивает яйцеклетке получение значительного количества ПВ. Зрелая яйцеклетка содержит ряд в-в, необходимых для формирования зародыша. Яйцеклетки покрыты оболочками (Iми, IIми, IIIми).

Апомиксис – форма бесполого размножения, при котором образование зародыша без оплодотворения. Зародыш может развиваться из соматической клетки семяпочки (сложноцветные, розоцветные, злаки).

Партеногенез — одна из форм полового размножения организмов, при которой яйцеклетки развиваются без оплодотворения (рабочие особи пчел, муравьев, тлей).

Андрогене́з - развитие яйцеклетки с мужским ядром, привнесённым в неё спермием в процессе оплодотворения. Наблюдается у отдельных видов животных (шелкопряд) и растений (табак, кукуруза) в тех случаях, когда материнское ядро погибает до оплодотворения, которое при этом является ложным, т.е. женское и мужское ядра не сливаются.

Гиногенез — форма размножения и развития зародыша, при которой после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки. При этом нет объединения наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых клеток.

Роль сперматозоида ограничивается активацией осеменённого яйца к развитию. Известен у нескольких видов рыб (голомянка, серебряный карась и др.), земноводных, круглых червей и растения семейства амариллисовых.

26). Панмиктические популяции – популяции со свободно скрещиваемыми разнополыми особями. В таких популяциях признаки наследуются в соответствии с законом Харди-Вайнберга: «в панмиктических популяциях частота поколений поддерживается на одном и том же уровне из поколения в поколение», т.е. частота встречаемости АА, Аа, аа одинакова из поколения в поколение. Ф-ла з-на Х-В р²АА+2рqAa+q²аа=1, где р – частота аллели А, q – частота а. Закон осуществляется только в идеальных популяциях:1.Популяции д/б очень большими, чтобы исключить инбридинг; 2.В популяциях не д/б мутаций; 3.В популяцициях не д/б селективного скрещивания; 4.Одинаковая жизнеспособность особей с разным генотипом. Генетическая изм-ть обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях. Она я/я источником гетерогенности особей, что я/я предпосылкой к ЕО – основной движущей силой эв. Мутации — стойкие изм-я генотипа, происходящие под влиянием внеш. или внутр. среды. Генные мут. — рез-т изм-я нуклеотидной послед-ти в мол-ле ДНК в пределах 1 гена, приводящее к изм-ю послед-ти АК-т в полипептидной цепи. В рез-те синтезируется др. белок, что ведет к изм-ю соответствующего признака орг-ма. Хромосомные мут. (аберрации) — изм-я в стр-ре хр-м. Геномные мут. — изм-я числа хр-м в геноме кл. орг-ма: полиплоидия, анеуплоидия. Хр-е и генные мут. во мн. случаях летальны, но также играют особую роль в эв. Полиплоидия и дупликации увеличивают кол-во генетического мат-ла и тем самым открывают возможность возник-я новых генов с новыми св-ми. Полиплоидия играет большую роль в эв. раст; при этом, помимо репродуктивной изоляции, она в ряде случаев восстанавливает плодовитость бесплодных межвидовых гибридов. В ходе эв. нек. видов млек. происходит и закрепление транслокации и инверсии. Кариотип ч-ка отличается от шимпанзе одной транслокацией и неск-ми инверсиями. Генная мут. может привести к тому, что в определенном локусе окажется неск-ко аллелей. Это увеличивает гетерозиготность данной популяции, ее генофонд, и ведет к усилению внутрипопуляционной изм-ти. Комбинат. изм-ть – изм-ть, которая возникает вследствие рекомбинации генов во вр. слияния гамет. Причины: независимое расхождение хр-м во вр. мейоза; случайное сочетание хр-м во вр. оплод; рекомбинация генов вследствие кроссинговера. Значение: стимулирует возникновение новых наслед-х изм-й; повышает генетическое и фенотипическое многообразие; повышает жизнесп-ть; нейтрализует вредное влияние мут. Изм-ть через ЕО приводит к полиморфизму – существование в популяции 2-х или более резко различ-ся форм. На проявление мут. оказывает влияние генетический фон: гены-модификаторы, которые могут ослабить фенотипические проявления мут. или усилить в некоторых случаях мут., получили выраженность лишь в комбинации с определенными др. мут. Проявление мут. зависит и от внеш. условий. Так, у дрозофилл имеется рецессивная мут. — "зачаточные крылья", которая в гомозиготе при оптим. t^о (25 °С) приводит к резкому уменьшению размеров крыльев. При повышении t^о до 30 °С размер крыльев увеличивается и может достичь нормы. Дрейф генов – случайный ненаправленный процесс изм-я частот аллелей в популяции. Д.г. тесно связан с «эффектом бутылочного горлышка» (н-р, в популяции, которая включает Аа, АА, аа при воздействии каких-либо факторов выжили только аа, числ-ть их возрастает, при воздействии др. факторов, числ-ть их уменьшается, а числ-ть др. соотношений аллелей возрастает. На графике это проявляется в виде бутылочного горлышка). С каждым бутылочным горлышком соотношение различных аллелей, а след-но и фенотипов, может изм-ся очень сильно, причем независимо от жизнесп-ти того или иного генотипа. Поток генов – обмен особями-производителями м/у 2-мя популяциями. Это приводит к постеп. перемешиванию генотипов. Волны жизни – колебания числ-ти особей в поп. Осн значение: волны жизни сводятся к случайным изм-ям конц-ций разл-х мут. и генотипов, сод-ся в поп. Волны жизни имеют большое значение для сохранения нормального генома. После вспышки числ-ти при резком сокращении числ-ти поп. выбывают в первую очередь неконкурентосп-е особи, а сохр. немногочисл. индивиды с наивысшей конкурентосп-ю. Изоляция — нарушение панмиксии и потока генов. Изоляция усиливает в изолятах инбридинг (скрещив. близкород-х форм в пределах 1 поп.), закрепляет генотипическую диф-ку, усиливает ее, ведет к формир. неск-х поп. из одной исходной. ЕО – сов-ть биол. процессов, в рез-те которых наблюдается дифференциальная смертность и диф. успех в размножении позволяют изменять генотипы, при этом некоторые генотипы исключаются из размножения, некоторые усиливаются.

27). Дарвин (12 февр. 1809 г, Англия) с детства проявлял интерес к п-де: наблюдал за птицами, насек, охотился. В 16 лет отец определил его в мед универ. Эдинбурга, но ч/з 3 года он был переведен в Кембриджский универ, где учился на пастора. Здесь он продолжает развивать свои естественные познания. В 1831 Дарвин зачислен в кач-ве натуралиста в состав экипажа британского военного брига «Бигл». Он отправляется к берегам Юж Амер. и островам Тихого океана для изучения условий плавания, съемки и обследования берегов. Он производил частые поездки на берег, совершая при этом длительные экскурсии, исследуя флору, фауну, геологию этих районов. За время исследования: сравнил палеонтологич находки скелетов вымерших ленивцев и др. животными с соврем., в рез-те чего отметил тесное сродство м/у вымершими и соврем-ми жив-ми. Юж Ам-ки. Открыл причины зоогеографического разобщения вследствие изоляции фаун Юж и Сев Ам. из-за наличия непроходимой преграды в Юж части Мексики. Изучил эндемические формы галапогосских вьюрков, черепах, сов и др. животных и заметил их сходство с фауной Юж Ам. Научные труды Дарвина: 1859 – «О происхождении видов путём ЕО или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь»; 1862 – «Изменение домашних животных и комнатных растений»; 1871 – «Происхождение ч-ка и половой отбор». Теория Дарвина. Дарвин считал, что не достаточно констатировать факт эволюции, необходимо вскрыть её причины. Одной из причин эволюции я/я изменчивость. 1) Изменчивость – способность организма менять свои признаки. Дарвин выделял: 1.Определенная – носит массов. характер, возникает под воздействием внеш факторов, кот. дают возможность заранее предположить направления изменения у всех особей данного вида (модификационная). Нр. влияние освещенности на растения, кормления на яйценоскость кур. 2.Неопределенная – носит единичный характер, непредсказуема, возникает в рез-те индивидуального реагирования орг-ма на возд-е внеш среды (мутационная). Нр появление коротконогости у овец. 3.Соотносительная (коррелятивная) – первич. изменения ведут к возник. вторич., что объясняется наличием коррелятивных связей м/у частями тела. По Дарвину важную роль для эволюции играет только неопределённая (наследственная) изменчивость. Учение об эволюции к-рных форм. Сама по себе изменчивость не может привести к возникновению новой породы или сорта. Существует какой-то фактор, который способствует этому – по Дарвину это ИО. Выдел 2 формы ИО: при бессознательном отборе человеком не преследуется цель выведения новой породы или сорта, он лишь оставляет жив-х или раст. с лучшей продуктивностью, более красивой окраской и т.д.; при методическом - преследуется определенная цель, ставится задача выведения сорта или породы с заданными св-вами. Мех-м ИО по Дарвину. 1. Ч-к подмечает отдельное животное или растение, кот. обладают изменениями, нужнымы ч-ку. 2. Такие особи отбираются в кач-ве производителей. 3. Производители скрещиваются и в их потомстве проводится подбор особей, унаследовавших отбираемый признак. 4. Признак из поколения в поколение усиливается (за счет методического отбора особей с ярко выраженными признаками). 5. Скрещивая разных производителей ч-к может комбинировать ряд хоз-но полезных признаков. 6. Постоянно проводимый отбор усиливает и накапливает изменения, которые косвенно ведут к перестройке и др признаков (коррелятивная изменчивость). Условия, благоприятствующие ИО: 1.сохранение особей с наибольшей выраженностью полезных признаков и последующее размножение таких особей; 2.строгая их изоляция от других "некачественных" сородичей; 3.высокая степень изменчивости организмов; 4. большое число особей, подвергаемых отбору. Учение об эволюции видов в природе. Движущей силой эв. видов в природе, в отличие от эволюции к-р-ных форм я/я ЕО. Его прчины: перенаселение и борьба за существ. Борьба за сущ.- метафорическое выражение для обозначения всего многообразия между организмами и средой обит. Выделяют: 1.Прямую б. за с.: а) внутривидовую; б)межвидовую; 2.Косвенную или соревнование - борьба особей в устойчивости к факторам среды (голод, холод, засуха). При этом часть организмов в силу неприспособленности в б. за с. проигрывает и элиминирует. Отбор действует ч/з сохранение, накопление мелких наследственных изменений, которые в дальнейшем усиливаются, накапливаются и комбинируются. Особым видом е.о. по Дарвину является половой отбор, который возникает м/у особями одного вида (обычно самцами) за обладание особями др. пола. Половой отбор связан с периодом размножения. Д выделял 2 формы. В одном случае происходит борьба м/у самцами, чтобы прогнать или убить соперника. В рез-те более сильный и приспособленный самец дает плодовитое потомство. В др. случаях самцы не борются, а конкурируют. При этой форме отбора, производимого самкой, из поколения в поколение совершенствуются вторичнополовые признаки самцов (яркость оперения, брачные песни, способы ухаживания). Д признал творческую роль ЕО. Один и тот же материал, в зав-ти от условий и направления отбора может привести к различным адаптациям. Один и тот же материал (наследственные изменения) в зав-ти от направления отбора может привести к различным рез-там. Действуя неограниченное время (миллионы и миллиарды лет), ЕО вместе с др эволюционными факторами, создал все огромное разнообразие видов в живой п-де, приспособленных к жизни в различных уголках нашей планеты. Эволюционная теория Дарвина представляет собой первое целост­ное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых я/я доказательства эволюции, выявление движущих сил эво­люции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др. Учение опирается на многочисленные факты из области селекции, что доказывало неразрывность этого учения с практической деят-тью ч-ка. Дарвин первый вскрыл естественные причины развития живой п-ды, объяснил причины многообразия и единства органических форм. Все попытки опровергнуть теорию, а они были многочисленными и с позиций отрицания самого явления эволюции, и с позиций отрицания значения ЕО в этом процессе, до сих пор не увенчались успехом.

28). Е.о. – совокупность биол. Процессов, в результате кот. Наблюдается дифференциальная смертность и диф. успех в размножении. Е.о. является движущей и направляющей силой эволюции и этому существуют определенные предпосылки : 1. Гетерогенность особей – реализуется с помощью мутац. процесса и комбинат. изменчивости; 2. Прогрессия размножения – всегда избыт. Численность каждого вида поскольку на свет появляется больше особей, чем доживает до взрос. Состояния; 3. Борьба за сущ.- метафорическое выражение для обозначения всего многообразия между организмами и средой обит. Выделяют: 1Прямую б. за с.: а)внутривидовую(зайцы-зайцы); б)межвидовую(зайцы-волки); 2Косвенную или соревнование (борьба особей в устойчивости к факторам среды(голод, холод, засуха). При этом часть организмов в силу неприспособленности в б. за с. проигрывает и элиминирует.

В Наст. Время накопилось значительное кол-во фактов о е.о., кот. Сгруппированы в 3 категории: 1Косв. док-ва (действие е.о. проявляется в различ. приспособлениях у животных напр. покровительственная окраска, форма тела, мимикрия. 2Прямые наблюдения. При быстром изменении услов. существования(бури, резк. похолодание, загрязненность воды)наблюдается диф. гибель со значительным отклонением от сред. значения признака(избирательная гибель крабов с широким головогрудым щитом и более лучшая выживаемость с узким, что связано с засорением широких дыхательных щелей меловой известью). 3Экспериментальные доказательства(в опытах было показано избирательное уничтожение птицами разноокрашенных насекомых в зависимости от фона на кот. они находятся).

Особенности е.о.: 1Обьектом действия е.о. явл. фенотип особи на всех стадиях онтогенеза. 2 Фенотип особи в известной мере определяется ее генотипом, поэтому в ходе отбора происходит диф. воспроизводство генотипов.3Действует медленно, одновременно по неск. признакам. Т.к каждый ген связан со множ. других, отбор по одному гену неизбежно вызовет автоматический отбор по комплексу генов.4Выбраковывает плохой материал, охраняет и укрепляет генофонд вида. 5Действует относительно лишь данного момента что отличает его от ис.отбора.

Формы е.о.:1Стабилизирующий – направлен на поддержание и повышение устойчивости реализации в популяции среднего, ранее сложившегося значения признака. Происходит если условия внеш. среды длит время остаются постоянными. Направлен простив крайних вариантов изменчивости в популяции и ведет к повышению ее фенотипической и генотипической однородности и стабильности. Необходим для сохранения у усиления результатов движ. формы. Пример. После снегопада и сильных ветров в сев Америке было обнаружено 136 домовых воробья (72 из них выжили - имели среднюю длину крыльев; 64 – погибли – имели слишком большие или короткие крылья). 2Движущий – исходная форма отбора, способствующая сдвигу сред. знач. признака. Приводит к закреплению новой нормы взамен старой, пришедшей в несоответствие условиям. Изменение признака при этом может происходить и в сторону усиления(увеличения) и в сторону ослабления(уменьшения). Т.о движ. отбор приводит к изменению генотипич. и фенотипич. структуры популяции. Пример. В условиях функциональной непригодности органа(его части) он подвергается редукции(утрата конечностей у змей, утрата корней и листьев у раст-паразитов). 3Дизруптивный – благоприятствует более чем одному фенотипу и действует против средних промежуточных величин признаков. Возникает в том случае, когда условия благоприятствуют двум и более крайним вариантам изменчивости. В результате происходит возрастание изменчивости с последующим сдвигом среднего состояния признака в разных направлениях. Ведет к возникновению устойчивого адаптивного полиморфизма популяции и ее постепенному дроблению по данному признаку. Пример. Земляные улитки, обитающие в лесах, где почвы коричневого цвета, имеют розовую окраску раковин; на участках с грубой и желтой травой преобладает желтая окраска и т.д. Такие приспособления защищают от поедания птицами. Здесь наблюдается полиморфизм улиток по окраске раковин.

Особым видом е.о. является половой отбор, который возникает м/у особями одного вида(обычно самцами) за обладание особями др. пола. Половой отбор связан с периодом размножения. Выделяют 2 формы. В одном случае происходит борьба м/у самцами чтобы прогнать или убить соперника. В результате более сильный и приспособленный самец дает плодовитое потомство. В др. случаях самцы не борются, а конкурируют. При этой форме отбора, производимого самкой, из поколения в поколение совершенствуются вторичнополовые признаки самцов(яркость оперения, брачные песни, способы ухаживания).

Определение е.о. во многом связано с признанием его творческой роли. Один и тот же материал, в зависимости от условий и направления отбора может привести к различным адаптациям (разнообразные признаки, повышающие приспособленность организма к существованию). Ярким примером творческой роли отбора является многообразие адаптивных типов окраски:1Покровительственная (криптическая) – совокупность признаков, обеспечивающая маскировку организма на каком-либо фоне: а)сплошная, которая соответствует месту обитания(заяц), б)расчленяющая – появление различных пятен, полос, ложных глаз(зебра, тигр, бабочка); 2Распознавательная (привлекающая) – служит обычно для распознавания особей противоположного пола одного вида в период размножения;3Отпугивающая – например, наличие ярких пятен, ложных глаз(к примеру, нек. бабочки); 4Предостерегающая: а)мимитическая(лжепредостерегающая) – незащищенные виды-иммитаторы подражают защищенным видам-моделям(бабочка-белянка подражает ядовитым бабочкам – Бейтсовская мимикрия), б) собственно предостерегающая – сходство окрасок двух и более несъедобных видов (например перепончатокрылых), что приводит к усилению эффекта. Этот вид окраски называется Мюллеровская мимикрия.

29). Первые упоминания о виде известны еще со времен Аристотеля. Выделение понятия «вид» связано с именем Дж. Рея, кот. В 1686 г. предложил его. Рей: вид - это наиболее мелкая совокупность организмов, сходных морфологически, совместно обитающих и дающих плодовитое потомство. Однако только после появления работ К. Линнея (18 в.) понятие «вид» прочно закрепляется в биологии в качестве основного. Линней: вид – это универсальная реально существующая единица жив. материи морфологически однородная и неизменная. Согласно Линнею, все особи вида имеют однотипный морфологический облик. Однотипность вида рассматривается как закономерность, а отклонение от типа как случайность. По Ламарку неизменных видов не сущ-ет. Они постепенно переходят в др виды. В конечном итоге Ламарк приходит к отрицанию реальности вида. Ч. Дарвин, не отрицая реальности видов, развил представления об их неустойчи­вости и динамичности. В начале хх в. происходит ломка представлений о виде как о морфологически oд­нородном единстве («монотипическая» концепция вида). Вид стал рассматриваться как группа географических рас (или подвидов). Позднее открыли сезонные, экологических расы внутри, казалось бы, однородных подвидов. Эти открытия в конч. счете привели к формированию политипической концепция вида, согласно кот., вид неоднороден, делим и представляет сложную иерархич-кую систему внутривидовых единиц. Вид – это сов-сть особей, сходных по морфофизиологичесим признакам, кот. способны скрещиваться м/у собой, давать плодовитое потомство и формируют систему по­пуляций, образующих общий ареал. Ученые выделяют 2 подхода в понимании структуры вида: 1Одни виды состоят из популяций, имеющих непрерывную изменчивость по всему ареалу (клинальная изменчивость); другие виды представлены изолированными популяциями (географические изоляты); третьи включают смешенные гибридные популяции; 2Основан на вычленении внутривидовых еди-ц. Исходя из этого выде-ют: а) аллопатрич. группировки – внутривидовые формы, обитающие на разных тер-ях(популяция, экологическая раса (экотип), географическая раса(подвид)), б)Симпатрич. гр-ки – внутривид. формы, обитающие на одной тер-ии. Популяция – это группа особей одного вида, в течение длительного времени населяющая определенную часть ареала, свободноскрещивающихся и относительно обособленных от других совокупностей того же вида. Она является элементарной ед. эволюции внутри вида. Геогр. раса – совокупность популяций с устойчивыми морфол. и биол. признаками ареала, способных скрещиваться и давать плодовитое потомство(белка обык. на территор. СНГ имеет 20 таких рас). Экол. раса – сов-сть популяций, кот. харак-ся наслед закрепленнымими адаптациями к четко выраж. экологич усл-м, опр. местообит в пределах ареала вида(рыж. лесной муравей. в лиственных лесах крупный и живет одиночно, а елов. лесах он меньше и живет колониями). Эколемент –ед-ца поп-ции, отлич-ся морфофизиологич признаками, обусл-ми особ-ми эколог. усл узкого местообит (формы и размеры куста, типы ветвления). Изореагент -гр-па морфологич сходных орг-мов, одинак реаг-щих на возд-вия внеш среды. ( напр, изореагенты по кислотности почвы: сфагновые мхи, клюква, богульник все ацидофилы). Биотип – гр-па генетич не разлищихся особей, т.е. имеющих одинак. генотип, занимающих общий ареал и связанных общностью эволюции (чист линии у кук-зы, пш-цы). Геогр. изм-сть – это фенотипическая и генотипическая изменчивость пространственно разобщенных популяций одного вида. Она яв-ся следствием изменения вкр среды. Чем больше пространственная разобщенность популяций, тем больше они различаются частотой признаков и тем значительнее их фенотипическая разобщенность. Напр., у пчелы медоносной длина хоботка уменьшается к северу.

Признаки вида, с помощью которых один вид отличают от другого, называются критериями вида.

Морфологический предполагает описание вне­шних (морфологических) признаков особей, входящих в состав определенного вида. Он является самым удобным и поэтому ши­роко используется в систематике. Однако этот критерий не всегда универсален, т.к. в природе существует много видов-двойников, у которых морфологические различия ничтожны. Ед. док-вом самостоятельности этих видов является несовместимость их генотипов при скрещивании (крыса черная имеет 2 вида-двойника: крыс, имеющих в кариотипе 38 хромосом и 42). Генетический основан на различии видов по кариотипам, т. е. по числу, форме и разме­рам хромосом. Однако и этот критерий не является универсальным. У многих разных видов чис­ло хромосом одинаково и форма их сходна(многие виды из семейства бобовых имеют 22 хромосомы (2n = 22)). Кроме того в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с раз­ным числом хромосом, что является результатом геномных му­таций(у серебристого карася встречаются популяции с набором хромосом 100,150,200, тогда как нормаль­ное число их равно 50).

Физиолго-биохимический основан на том, что виды отличаются иммунологическими реакциями, своеобразием обмена в-в, поведением и т.д. Метод не всегда универсален, т.к. очень далекие виды могут быть сходны по этим признакам. Эколого-географический – основывается на пространственной разобщенности вида и занимаемой им эк. нише. Этот критерий всегда уникален. Ни один из критериев в отдельности не может служить для определения вида.

К агамным и клональным формам относятся низшие растения, простейшие, партеногенич. животные, гермофрадиты, микроорганизмы. У этих форм отсутствует обмен гамет, поэтому от-ет генетическое единство, поэтому трудно различить виды у таких организмов. Видом здесь следует считать систему близких биотипов. Агамы (амебы, эвглены, хлорелла, плеврококк).

В нормальных условиях м/у особями различных популяций сохраняется явление панмиксии (свободное скрещивание) и вид при этом остается един. Однако возникновение географической изиляции в виде каких-либо естественных преград (горные хребты, водные барьеры, лесной массив, район с непригодными для жизни данного вида условиями) может значительно ограничить панмиксию и в конечном счете привести к ее полному исчезновению. Это явление неизбежно инициирует развитие репродуктивной изоляции(различия особей внутри вида, предупреждающие скрещ.). Она может проявляться в отсутствии встреч м/у потенциальными партнерами для спаривания из-за различия в их поведении, особенно брачного(этологическая), или местообитания(экологическая), или сроков размножения(сезонная), или строения и функционирования репродуктивных органов (морфофизиологическая), или существенных генетических различиях, приводящих к несовместимости гамет(генетическая). В конеч. счете, части когда-то общего видового населения могут стать самостоятельными и сформировать отдельные виды.

30 Микроэволюция – эволюционные изменения, которые идут внутри вида и приводят к его дифференцировке, завершаясь видообразованием. Причины таких изменений являются элементарные факторы микроэволюции:1 Наследственная изменчивость: а)мутационная – вызванная мутациями Мутации – элементарный материал для микроэв-ии, но частота их возникновения не велика; б)комбинативная – приводит к перекомбинации генетического материала, в том числе первоначально редких мутаций, увеличивая гетерогенность популяции. 2Популяционные волны – явление колебания числ. поп. Виды и причины: а) периодические(насекомые, однолет. раст., грибы, микроорганизмы), б)непериодические(причина чаще всего наличие пищи), в)вспышка численности вида в нов районах(вспышка численности кроликов, завезенных в Австралию), г) резкие непериодич. колебания численности, связанные с природными катастрофами. Эволюц. знач. поп. волн – неизбирательное, случайное уничтож. особей, благодаря чему редкий перед колебанием численности генотип(аллель) может сделаться обычным и быть подхваченным в дальнейшим е.о. 3Изоляция – возникновение, любых барьеров, ограничивающих панмиксию (свободное скрещивание). В нормальных условиях м/у особями различных популяций сохраняется явление панмиксии и вид при этом остается един. Однако возникновение географической изоляции в виде каких-либо естественных преград (горные хребты, водные барьеры, лесной массив, район с непригодными для жизни данного вида условиями) может значительно ограничить панмиксию и в конечном счете привести к ее полному исчезновению. Это явление неизбежно инициирует развитие репродуктивной изоляции(различия особей внутри вида, предупреждающие скрещ.). Она может проявляться в отсутствии встреч м/у потенциальными партнерами для спаривания из-за различия в их поведении, особенно брачного(этологическая), или местообитания(экологическая), или сроков размножения(сезонная), или строения и функционирования репродуктивных органов (морфофизиологическая), или существенных генетических различиях, приводящих к несовместимости гамет(генетическая). Т.о. эволюц. знач. изоляции – закрепление и усиление начальных стадий генотипической дифференцировки м/у популяциями и отдельными частями населения вида. В конеч. счете, части когда-то общего видового населения могут стать самостоятельными и сформировать отдельные виды. 4Е.о.– совокупность биол. процессов, в результате кот. наблюдается дифференциальная смертность и диф. успех в размножении. Е.о. является движущей и направляющей силой эволюции и этому существуют определенные предпосылки : 1. Гетерогенность особей – реализуется с помощью мутац. процесса и комбинат. изменчивости; 2. Прогрессия размножения – всегда избыт. численность каждого вида поскольку на свет появляется больше особей, чем доживает до взрос. состояния; 3. Борьба за сущ.- метафорическое выражение для обозначения всего многообразия между организмами и средой обит. Выделяют: 1Прямую б. за с.: а)внутривидовую(зайцы-зайцы); б)межвидовую(зайцы-волки); 2Косвенную или соревнование (борьба особей в устойчивости к факторам среды(голод, холод, засуха). При этом часть организмов в силу неприспособленности в б. за с. проигрывает и элиминирует. Т.о. оснавное эвол. знач. е.о. -выбраковывание плохого материала, охрана и укрепление генофонда вида.

Результат микроэволюции – видообразование. Это разделение во времени и пространстве прежде единого вида на 2 или неск. Выделяют: 1Филитическое вид-ие – вид весь в целом, изменяясь в череде поколений, превращается в новый вид. При этом увеличение кол-ва видов не происходит. Границы м/у отдельными видами в филетическом ряду провести не возможно. Она всегда условна. 2Классическое – при этом из одного вида образуется несколько (ему должна предшествовать длительная изоляция популяций): а) географическое(аллопатрическое) связано с географическим разделением дивергирующих популяций, что приводит к полной репродукт. из-ци. При таком видообраз. нов. виды могут возникать путем фрагментации т.е. при распадении ареала родительского вида(ранее ландыш был распространен по всем лесным умеренным районам сев. Евразии, но во время наступления ледника сплошной ареал был разорван и образовались 3 самост. вида, распространенные в лесах Европы, Кавказа, Дальн. Вост.). При небольшой степени разрыва ареала исходного вида и соответственно небольшом удалении географически изолированных в данный момент популяции они вновь могут объединиться в один вид. Это будет зависеть в первую очередь от дальнейших изменений среды, которые, как правило, непредсказуемы. Слияние популяций, обособленных в течение более или менее длительного времени, с другими популяциями вида придает всякому эволюционному стволу своеобразный "сетчатый" характер.

Другой способ аллоп. видообразование – путем расселения исходного вида, что также сопровожд-ся дивергенцией и приводит к репрод. изоляции(виды больших чаек и австралийские мухоловки); б) экологическое(симпатрическое) связано с образованием нов. вида внутри ареала исходного вида. Первый способ заключается в возникновении нов. видов при быстром изменении кариотипа, например при автополиплоидии(к примеру, в роде хризантем есть представители у кот. число хромосом кратно 9, 18, 27, 36, 45…90). Среди животных полиплоидия имеет играет гораздо меньшую роль и во всех случаях связана с парт-им способом размножения(иглокожие, членистоногие, аннелиды). Второй способ – путем гибридизации(культурная слива – гибрид терна с алычей; мул – гибрид кобылы и осла). Третий способ заключается в возникновении новых форм в результате сезонной изоляции(у погремка известны раннецветущая и позднецветущая расы, которые полностью репродуктивно изолированы. Если эти условия сохранятся, то в будущем образуется 2 нов. вида).

31). Макроэволюция – сов-ть эволюционных преобразований, протекающих на уровне надвидовых таксонов (род, сем-во, отряд и т.д.). Выделяют 3 пути филогенеза: 1.Дивергенция – независимое образование различных признаков у родственных групп. В основе дивергенции вида лежит его экологическая дифференцировка на самостоятельные ветви (возникновение разнообразных по морфофизиологичесим особенностям от одного или немногих предковых форм на Галапагосских островах). Дивергенция любого надвидового масштаба – рез-т действия изоляции и в конечном итоге ЕО. Рез-том я/я формирование гомологичных органов - это органы с общим планом строения, развивающиеся из сходных зачатков и выполняющие как сходные, так и различные функции (ласты кита и лапы крота, крылья птицы летучей мыши и рука человека; колючки барбариса и акации). 2.Конвергенция – возникновение сходных черт организации на изначально различной основе. Возникает если группы организмов независимо др от др вселяются в одну адаптивную зону. Результатом я/я формирование аналогичных органов (глаза головоногих и млекопитающих, крылья насекомых и птиц, бейтсовская мимикрия - незащищенные виды-иммитаторы подражают защищенным видам-моделям, нр, бабочка-белянка ядовитым бабочкам). 3.Параллелилизм – процесс развития в одном направлении двух и более первоначально дивергировавших групп (внешнее сходство ушастых тюленей, настоящих тюленей и моржей; сумчатых и плацентарных млекопитающих (сумчатый волк и плацентарный волк); мюллеровская мимикрия - сходство окрасок двух и более несъедобных видов нр, перепончатокрылых, что приводит к усилению эффекта).

Из одного исходного вида могут возникнуть несколько, составляющих общий пучок форм (роды), которые в свою очередь могут быть объединены в более общий и сложный ствол (семейство); отдельные стволы семейств – в еще более крупные (отряды, классы, типы, царства) конгломераты видов. Так возникает иерархическая система таксонов, отражающая взаимосвязь видов в процессе эволюции. При этом целостность таксонов высших рангов определяется не генетической интеграцией отдельных составляющих их единиц (популяций), как это наблюдается внутри вида, а единством плана строения, которое обусловлено общностью происхождения. При дивергентной эволюции особое значение приобретает принцип монофилии – происхождение рассматриваемых групп, от общего предка. Такие группы называются монофилитическими. «Общий предок» нельзя понимать буквально, т.к. это не отдельная особь, не пара и не один вид. Нр, предками млекопитающих являются древние рептилии, а предками рептилий – древние амфибии, предками амфибий – древние рыбы и т.д. При конвергентной эволюции особое значение приобретает принцип полифилии – происхождение рассматриваемой группы от разных предков. Такие группы называются полифилитическими (сборными). Нр, амфибии (хвостатые, бесхвостые, безногие) произошли от разных групп кистеперых рыб; китообразные (усатые и зубатые) – от разных групп древних хищников.

Говоря об эволюционных изменениях органов и функций, подразумевается, что в процессе филогенеза меняется не орган сам по себе, а группа особей, обладающих теми или иными органами. Выделяют: 1).Количественные функц-е изменения органов: а) Интенсификация функций - повышение эффективности работы органа (Нр прогрессивное развитие легких от тонкостенного гладкоrо мешка, свойственноrо примитивным хвостатым амфибиям, до альвеолярной структуры легких крокодилов и млек-щих). б) Расширение функций – возникновение альвеолярной структуры легких привело не только к интенсификации газообмена, но и сделало легкие важным органом терморегуляции). в) Полимеризация органов - увеличение числа однородных органов или структур (вторичное возникновении многочисленных хвостовых позвонков у длиннохвостых млекопитающих, что приводит к усилению подвижности хвоста). г) Олигомеризация органов и концентрация функций (иммобилизация) –­ уменьшение числа многочисленных однородных органов или структур, связанное, к.п., с интенсификацией их функций (слияние прежде самостоятельных крестцовых позвонков с тазовыми костями в прочный неподвижный блок, обеспечивая усиление опорной функции центральногo звена заднего пояса конечностей). 2)Кач-ные функциональные изменения органов: а) Смена функций (венчик цветка образуется из листьев, которые меняют функцию фото­синтеза на функцию привлечения насекомых). б) Разделение функций (распадение единого непарного плавника, характерного для далеких предков всех рыб (единая кожная складка по боку тела), на ряд самостоятельных плавников, обладающих ча­стными функциями: передние и брюшные плавники становятся в основном рулями глубины и поворотов). в) Субституция органов – филогенетическое замещение органов (замена хорды сначала хрящевым, а затем и костным позвоночником).

32). Онтогенез – это развитие особи с момента образования зиготы или др зачатка до естественного завершения его жизненного цикла. Закон зародышевого сходства (Бэр, 19в.): «чем более ранние стадии исследуются, тем больше сходства обнаруживается м/у различными организмами». Нр, на ранних стадиях развития эмбрионов позвоночники не отличаются др от др. Лишь на средней стадии развития в сравниваемом ряду у зародышей появляются особенности, характерные для рыб и амфибий, бозднее – особенности рептилий, птиц и млеков. Явление зародышевого сходства легло в основу др. более обобщенного закона. Биогенетический закон (Геккель, 1866): «Онтогенез – краткое повторение филогенеза». В процессе онтогенеза как бы повторяются (рекапитулируют) многие черты строения предковых форм: на ранних стадиях развития повторяются признаки отдаленных предков (менее родственных форм), а на поздних стадиях – близких предков (или более родственных форм). Нр, зародыш человека на ранних стадиях развития похож на зародыш рыб, амфибий (развиваются образования, напоми­нающие жаберные щели рыб), на более поздних стадиях развития ­ на зародышей других млекопитающих, на самых поздних стадиях –­ на зародышей человекообразных обезьян. Все многоклеточные орг-мы проходят в развитии одноклеточную стадию, что указывает на происхождение многокл. от однокл. Стадия бластулы – соответствует строению некоторых современных простейших организмов (вольвокс), гаструлы – современных кишечнополостных (гидры). У всех позвоночных животных на определённой стадии развития существует хорда, которая, вероятно, у предков позвоночных существовала всегда. Все это говорит об общности происхождения всех живых организмов на планете. Существует и современное понимание биогенетического закона (теория филэмбриогенеза Северцова). Филэмбриогенез – эволюционные изменения хода онтогенеза. В зависимости от времени возникновения изменений в онтогенезе выделяют: 1.Анаболия – эволюционные изменения формообразования на поздних стадиях онтогенеза. Не вызывает существенных перестроек в др. частях организма т.к. изменения происходят на поздней стадии развития органа (крыловидные выросты семян). 2.Девиация – на средних стадиях (развитие чешуи у акуловых и рептилий, клубней и луковиц из первичной эмбриональной почки у растений). 3.Архалаксис – на ранних. Вызывет коренную перестройку в развитии органа и влечет за собой серьезные изменения в других частях организма (увеличение числа позвонков у змей, постепенное превращение в ходе эволюции двудольного заро­дыша в однодольный).

Эволюция онтогенеза проявляется в перестройке онтогенетического развития. Выделяют: 1.Эмбрионизация онтогененеза ­– это возникновение в процессе эволюции способности к прохождению части стадий развития под защитой материнского тела или специальных (семенных или яй­цевых) оболочек. В связи с защищенностью зародыша, отбор идет на уменьшение числа яиц и зародышей, повышение их выживаемости. Высшим этапом эмбрионизации я/я живорождение, связанное с плацентацией и вскармливанием детенышей молоком. 2.Ценогенез - приспособление организма, возникающее на стадии зародыша или личинки и не сохраняющееся у взрослой особи (плацента млекопитающих, обеспечивающая у плода дыхание, питание и выделение; наружные жабры личинок земноводных; яйцевой зуб у птиц, служащий птенцам для пробивания скорлупы яйца). 3.Неотения – возникновение в ходе эволюции способности к размножению в эмбриональной или личиночной стадии. Для неотенических форм характерно преждевременное половое созревание (акселерация), при этом сохраняется ювинильный облик (аксолотль, тритон, некоторын черви и ракообразные). 4Автономизация онтогенеза – возникновение относительной устойчивости развития организма к влиянию факторов внеш. среды, что значительно повышает выживаемость зародышей. Она чаще связана с усилением роли внутр. среды, возникновением гомеостаза. Она проявляется, нр, в сохранении способности к норм развитию у теплокровных при широких колебаниях температуры. Сходное есть в развитии растений.

Анамнии – первичноводные животные, зародыши которых развививаются в воде. Все питательные в-ва они получают из воды, продукты метаболизма выделяют в воду, им не нужны спец органы, обеспечивающие их обмен в-в (рыбы и многие земноводные). Амниоты – настоящие наземные животные, зародыши которых развививаются либо в яйце на суше, либо внутриутробно (в материнском орг-ме). Их развитие во многом связано с внезародышевыми органами. К ним относятся (на примере птиц): амнион – выделяет амниотическую жидкость, в которой развивается зародыш, серозная оболочка (защитная, дыхательная, экскреторная функции), желточный мешок (трофичическая функция), аллантоис (накапливает продукты экскреции).

33). Развитие живой природы в осуществляется основном от менее совершенного к более совершенному, от менее сложному к более. Такое развитие живой природы получило название биол прогресс. Б.п. – основное магистральное направление эволюции. Критерии: увеличение числа особей рассматриваемой гр., расширение ареала, интенсивное формо-видообразование. Пути достижения: 1Арогенез – процесс повышения общего уровня организации. Крупные принципиальные изменения, приводящие группу на этот путь наз-ся ароморфозами. У раст: образование тканей и их диф. на покровные, механич, провод., возникновение вегетативных и генеративных органов, закономерную смену поколений в цикле развития и др. У жив: а) беспозвоночные: симметрии тела, половая дифференцировка, билатеральная симметрия, наружный(членистоногие) твердый скелет, трахейное дыхание, цефализация ЦНС, б) позв: внутр. твердый скелет, эволюция кровеносной системы от трубчатого сердца у ланцетника к двух-, трех- и четырехкамерному; у птиц и млеков – легочное дыхание, полное разделение сердца на прав. и лев. половины с диф. двух кругов кровообращения, увеличение рабочей емкости легких, эмбрионизация онтогенеза и др. 2Аллогенез – процесс появления частных адаптаций(аллморфозов или идиоадаптаций) в определ. условиях не сопровождающийся повышением уровня организации. У жив: особенности строения конечностей (например, у крота, копытных, ластоногих), клюва (у хищных птиц, колибри, цапли), придонных рыб (у скатов, камбаловых), покровительственная окраска насекомых и др. У раст.: приспособления к опылению, распространению плодов и семян и т.д. 3Катогенез (общая дегенерация) – процесс упрощения общего уровня организации в связи с переходом к паразитическому, пещерному или малоподвижному обр. жизни. связан с проникновением организмов в более простую среду обитания. У пещерных животных: редукция зрения, депигментация, снижается активность передвижения. У сидячих форм отсутствуют органы передвижения. У паразитич. животных: редукция пищеварит. сист.(бычий цепень), органов чувств, слабо развита НС. У паразитич. растений: редукция корней, стеблей, листьев или даже всех вегетат. органов. Большинство видов, развивающихся по пути дегенерации находятся в состоянии биол. прогресса (эволюция заключается в выживании наиболее приспособленных, а не более высокоорганизованных).4Теломорфоз – строгая специализация по питанию, защитным приспособлениям и др.(кедровки, колибри, муравьеды). 5Гиперморфоз – переразвитие, гигантизм вследствие наиболее благоприятных услов. развития и защиты от врагов(киты, слоны, баобабы, динозавры, китовая акула). 6Гипоморфоз (неотения) - способность размножаться в эмбриональной или личиночной стадии (аксолотль, тритон, нек. черви и ракообразные). Биологич. регресс – явление противоположное б.п. Критерии: уменьшение числа особей рассматриваемой группы, сужение ареала, постепенное или быстрое уменьш. видового разнообразия гр. Общая причина – отставание темпов эволюции группы от скорости изменения внешней среды (часто благодаря непродуманной деятельности чел). В состоянии Б.р. сегодня находятся уссурийский тигр, гепард, бел. медведь и др. Однако б.р. может привести группу и к вымиранию. Сегодня только около 30% территории пла­неты остаются мало преобразованными человеком. И это во многом способствует тому, что ежедневно в мире исчезает по одному виду животных и еженедельно ­ по oд­ному виду растений.

Правило происхождения от неспециализированных предков (Коп): новая гр. организмов возникает от неспециализированных предковых форм (неспециализированные насекомоядные (тенреки) дали начало всем соврем. млекам).

Закон Северцова: в пределах монофилетич. группы организмов за периодом арогенеза всегда следует период аллогенеза. Кажд. крупная естеств. группа организмов начинает свое существование ароморфозами, кот. дают преимущество в борьбе за существование, и позволяют выйти в нов. адаптивную зону. Далее наступает длительный период адаптивной радиации (распростр. в разн. более узкие условия среды обит), в ходе которой происходит процесс приобретения частных приспособлений. Аллогенез может смениться и катагенезом и тогда биол. прогресс будет достигаться др. методами.

Правило необратимости эволюции (Долло): эволюция – процесс необратимый и организм не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков(вернувшись в мировой океан рептилии (ихтиозавры) и млеки никогда не станут рыбами)

Правило прогрессирующей специализации (Депере): группа, вступившая на путь специализации в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации(предполагается, что современные млеки пойдут по такому пути)

34. В протерозойскую эру (570—2700 млн. лет назад) определились две основные линии эволюции живой природы, различающиеся по способу питания: автотрофные (царство растений) и гетеротрофные (царство животных) организмы. В эту же эру наряду с широким развитием одноклеточных и колониальных сине-зеленых водорослей появляются красные и зеленые водоросли Большинство раст. этого периода свободно плавало в воде, часть из них прикреплялась ко дну. В конце силурийского периода в связи с интенсивным сокращением площади морей часть водорослей, оказавшись в новых условиях погибла. Однако нек. представители многоклеточных зеленых водоросли в результате разнонаправленной изменчивости и адаптации к наземной среде приобрели признаки, способствовавшие выживанию в новых условиях. Ими у первых наземных растений — риниофитов являлись образовавшиеся ткани и их дифф. на покровные, механические и проводящие. Выход растений на сушу был подготовлен деятельностью бактерий и цианобактерий, которые при взаимодействии с минеральными веществами образовали на поверхности суши почвенный субстрат. В девонский период на смену риниофитам пришли плауны, хвощи и папоротники, также размножающиеся спорами и предпочитающие влажную среду. Их появление сопровождалось возникновением вегетативных органов, что повышало эффективность функционирования отдельных частей растений и обеспечивало их деятельность как целостной системы. У папоротников, в отличие от хвощей и плаунов, развиваются крупные листья(вайи) Такие листья наз-ся макрофиллы и папоротники представляют поэтому крупнолистовую ветвь эволюции. Такие листья произошли путем срастания и дальнейшего уплощения ветвей талломов. Чередование фаз в жизненном цикле (гаметофит и спорофит), установившееся тогда у многих-растений, оказалось очень полезным, так как позволило часть жизни проводить в воде (гаметофит), а другую часть — на суше (спорофит). Однако в дальнейшем, в связи со сменой влажного климата сухим, эволюция наземных растений пошла по пути все большей редукции гаплоидного (гаметофита) и преобладания диплоидного поколения (спорофита) как у высших споровых и семенных. Гаметофитная же линия привела к формированию современных моховидных.

Эвол папоротникообр-х привела к появл. у них разноспоровости. В пазухах спорофитов развив-ся мега и микроспорангии. Мега- имела 4 мегаспоры. Микро - мн-во микроспор. микроспор, Диф­ференциация спорангиев и спор привела к появлению разных размеров гаметофитов (включая и очень мелких) и разобщению мужского и женского гаметофитов, что в конечном итоге оказало влияние на peдукцию гаметофита (гаплоидного тела).

Появление семенных папоротников (предки современных голосеменных растений, ныне вымершая группа) сделало половой процесс независимым от капельно-жидкой среды. Диплоидный зародыш семени защищен от неблагоприятных факторов среды и, в отличие от споры был обеспечен питательными веществами при прорастаний.

В пермском периоде появились голосеменные, которые достигли расцвета в мезозойскую эру, одновременно гибнут гигантские папоротники, хвощи, плауны. Важнейшее событие в жизни голосем - превращ мегаспорангия в семязачаток, семяпочку с интегументами и полное освобождение процесса размножения от воды. Микроспорангии у голосем превр-ся в гнезда пыльника. Муж гаметофит редуцируется до пылинки с вегетативн ядром и 2-мя спермотозоидами. В меловой п-д произошел крупн. сдвиг в эвол. раст. - появ-сь цветковые (покрытосем). Перв. предст-ми были кустарники или деревья с мелк листьями. Затем дов-но быстро цветковые достигли огр р/образия форм со знач р-рами и крупн листьями. Разнообразное строение цветка покрытосеменных, способствующее точности опыления насекомыми, дополнительные семенные оболочки и внутр. оплод создали преим-ва этих раст. над другими группами. При опылении насекомыми повы­шается возможность свободного скрещива­ния растений одногo вида, что служит важной причиной высокой эволюционной пла­стичности.

35). В протероз. эру (570—2700 млн. лет назад) определились 2 основн. линии эволюции живой природы, различающиеся по способу питания: ав. (царст. раст.) и гет. (цар. жив.). Первые жив. были представлены однокл. организмами. Многие из них занимали промежуто. положение м/у живот., водоросл. и грибами. Их дальнейшая эволюция привела к формированию колонеальных форм и затем настоящих многокл. организмов. Сущ-ет 2 теории происхожд. многокл. жив. Согл. теории гастреи (Геккель), исходным способом формирования двуслойного зародыша является инвагинация (впячивание участка шаровидной колонии с однослойной стенкой с последующим формированием двуслойной структуры из экто- и эндодермы. Эн. окружала внутреннюю полость – первич. кишечник). Согл. теории фагоцителлы (Мечников), исх. способом фор-ния двуслойн. зарод. яв-ся иммиграция отдельных бластомеров захвативших пищу, в полость колоний с образованием рыхлого внутреннего скопления – фагоцитобласт(обеспечивал переваривание и распределение пищи м/у клетками колонии). Первыми многоклеточными животными были губки и кишечнополостные. Сидячий образ жизни губок сделал невозможным их дальнейшее прогрессивное изменение. Кишечнополостные – это первые животные, у которых появились настоящие ткани, хотя уровень их дифференцировки очень низкий. Стенка тела состоит из эктодермы и энтодермы. Полость тела называют гастральной. Нервная система - сеть, образованную нервными клетками (у медуз имеются 2 рыхлых нервных кольца). Древние кишечнополостные дали начало двустороннесимметричным плоским червям, у кот. появляется третий зарод. листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифф. ткани и системы органов. Эволюция плоских червей привела к обособлению двух самостоятельных стволов. 1 От древних ресничных червей произошли кольчатых червей. У них образуется вторичная полость тела (целом). Это крупный ароморфоз, благодаря которому становится возможным разделение тела на отделы. Характерны примитивные конечности (параподии) и гомономная (равнозначная) сегментация тела. 2 Круглые черви, как и плоские приобретают 3 зародышевый листок.

Древние морские многощетинковые кольчатые, вероятно, послужили основой для возникновения типов членистоногих, моллюсков и хордовых. Хордовые жив. имели ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце). Затем в позднем кембрии возникают бесчелюстные панцирные рыбы, а в девоне – челюстные. От первых челюстных появились кистеперые. Кистеперые имели в плавниках опорные элементы, из кот., в последствии развились конечности назем. позв. Их плавательные пузыри сообщались с кишечн. и были снабжены кров. сосудами, что позволяло им дышать атм. возд. От кистеперых рыб берут начало первые наземные животные — стегоцефалы. Последние разделились на несколько групп амфибий, кот. достигли расцвета в карбоне. Выход на сушу первых позв. жив. был обеспечен преобразованием плавников в конечности назем. типа, воздушных пузырей — в легкие. От амфибий берут свое начало истинно наземные животные— репт.(конец пермского периода). Освоение суши пресм-ися обеспечили сухие ороговевшие покровы, внутреннее осеменение, богатые желтком яйцеклетки, защитные оболочки яиц(защита от высых и др. воздействий). Среди репт. выделилась группа динозавров, давшая начало млекам. Первые млеки появ. в триасовый период. Позднее, также от одной из ветвей пресмыков, произошли зубатые птицы (археоптерикс), а затем — совр. птицы. Для птиц и млеков характерны: теплокровность, 4-х кам. сердце, одна дуга аорты (создает полное разделение большого и малого кругов кровообращения), интенсивный ОВ. Данные черты обеспечили расцвет этих групп организмов.

Параллельно эволюции позвоночных шло развитие беспозвоночных животных. Переход от водной среды обитания к наземной осуществился у паукообразных и насекомых на основе совершенного твердого экзоскелета, членистых конечностей, органов выделения, нервной системы, органов чувств и поведенческих реакций, появления трахейного и легочного дыхания.

Среди моллюсков выход на сушу наблюдался значительно реже и не приводил к такому разнообразию видов, какое было характерно для насекомых.

36). Антропогенез – часть биологической эволюции, в ходе которой происходит возникновение и развитие чел. Существует множество гипотез, которые объясняют природу происхождения чел., однако наиболее признанной стала гипотеза о естественном возникновении чел. от обезьяноподобных предков в результате эволюции. Основ. роль в док-ве животного происхождения чел. сыграла книга Дарвина «Происхож­дение человека и половой отбор» (1871). Она содержала огромное число систе­матизированных фактов, согласно кот. развитие чел. началось со ствола древних обезьян. Предполагают, что древнейшим предком человека была группа дриопитеков (25—30 млн. лет назад; менее 500 см³, менее 1 м; лазающий, древесный образ жизни). Прим. 25 млн. лет назад группа дриопитеков раздел. на 2 ветви, кот. в дальнейшем привели к возникн. двух семейств: понгид, или антропоморфных обезьян (гиббон, горилла, орангутан, шимпанзе), и гоминид (людей). Понгиды, оставаясь жить в лесу, сохранили древесный образ жизни. Предки же гоминид перешли к наземн. образу жиз. и начали осваивать открытые пространства. Становление чел. как биол. вида проходило ч/з 4 основных: 1.Протантроп или Австралопитек (9 млн, 530 см³,130-140 см; на двух ногах или прямохождение; непост. стадо, использование предметов в кач. примитив. орудий (палки, камни, кости)); Переходная стадия - Чел. Умелый (2—2,5 млн, 500-800 см³, изготовление первых орудий труда из гальки); 2.Архантроп или питекантроп (1—1,3 млн, 800-1200 см³, 150-170 см; прямохождение; изготавливали орудия труда, использовали и поддерживали огонь, но не получали его, постоянное жилище, формирование речи); 3.Палеоантроп или неандерталец (200-500 млн, 1200-1400 см³, 160 см; социально организованное стадо, добывали огонь, строили жилища, высокая культура изготовления орудий труда, совершенствование речи); 4.Неоантроп или кроманьонец (40 тыс. лет, достигает 1800 см³, до 180 см; возникновение общества, одомашнивание растений и животных). За последние 40 тыс. лет внешний облик человека почти не изменился. Всех ископаемых людей современного типа относят к одному виду – Человек разумный. Место чел. в жив. природе: Тип: хордовые (Chordata), П/тип: позв. (Vertebrata), Класс: млеки (Mammalia), П/класс: плацентарные (Placentaria), Отр.: приматы (Primates), П/отр.: человекоподобные (Antropoidae), Сем: гоминиды (Hominidae), Р.В.: чел. Разумный (Homo Sapiens).

Историческое развитие чел. происходило под влиянием определенных факторов (движущие силы). На ранних этапах эволюции преобладали биол. факторы (наследст. изменч, популяционные волны, дрейф генов, естественный отбор). Индивид. отбор на основе избирательной элиминации постепенно формировал морфофизиол. особенности (прямохождение, развитая кисть руки, крупный мозг), а групповой отбор совершенствовал социальную ориентацию, т. е. формы отношений в стаде. Соц. факторы (труд., общ. образ жизни, развитое сознание и речь) с момента возникновения древнейших людей постепенно станов. главными. Результатом труда стала высокоразв. ЦНС, разделение функ. ниж. и верх. конечностей, неспециализированная рука. Кроме того, труд способств. сплочению древних людей в коллективы, т.е. созданию общества взамен стада. Условием регуляции обществ. труда становится развитие 2-й сигн. системы – система, отражающая окр. мир посредством речи. В дальнейшем потребность в передаче информации и координации деятельности отдельных особей стада привела к ее эволюции.

В совр. чел. обществе действие биол. факторов эволюции претерпело значительные изменения. В нем полностью исключена внутривидовая борьба за существование, и во многом поэтому утратил свое ведущее значение ЕО, кот. в основном выполняет стабилизирующую функ. (поддерж. признаки вида Чел. разумный). Поп. волны могут сказываться только в малонаселенных регионах, так как численность чел. популяции не подвержена значительным колебаниям. Изоляция, ввиду развития современных средств коммуникации также теряет свое значение. Сохранил свое значение мутационный процесс. Мутации изменяют генотипический состав населения и совместно с комбинационной изменчивостью обеспечивают полиморфизм популяций.

Раса – группа людей со сходными признаками, обычно связанная с определенным районом обитания. Общеизвестны 3 глав. расы: европеоидная, монголоидная и негроидная, однако кажд. из них может делиться еще на неск. Групп (расы 2-го, 3-го порядков). В наст время чист. рас нет. Европеоиды – как прави­ло, с прямыми или волнистыми, часто светлыми волосами, со светлой ко­жей. Борода и усы у них обычно сильно растут, лицо узкое, с выступа­ющим носом (т.е. профилирован­ное), ширина носа невелика, ноздри параллельны друг другу. Глаза располаг. горизонтально, челюстная часть не выступает вперед, губы обычно тонкие. Монголоиды имеют чаще всего жесткие, прямые и темные волосы. Кожа темнее, с желтоватым оттенком, борода и усы растут слабее, чем у европеоидов. Лицо широкое, уплощенное, скулы сильно выступа­ют, нос, наоборот, уплощен, ноздри расположены под углом друг к другу. Глаза часто узкие, внешний угол глаз чуть выше внутреннего (раскосость). Имеется эпикантус (складка во внут­реннем крае глаза, прикрывающая слезный бугорок). Губы средние по толщине. Негроиды – с курчавыми черными волосами, с очень темной кожей и карими глазами. Борода и усы растут слабо. Лицо узкое и низкое, нос широкий. Эпикантус у взрослых обычно отсут­ствует. Челюсть выступает. Губы обычно толстые, неред­ко вздутые.

Существует спор м/у учеными: одни: расы произошли в одном месте (моноцентризм), другие: в разных (полицентризм). Сегодня первая точка зрен. более обоснована, т.к. не может быть, чтобы эволюция неск. раз приводила к одним и тем же явлениям.

Основными механизмами расогенеза явл-ся ЕО и дрейф генов. Отбор сохраняет и распро­страняет в популяции приспособи­тельные, адаптивные признаки (напр, темная кожа негроидов – защита от солнца, курчавые волосы – естественный теплоизолирующий слой на голове; особый разрез глаз у монголоидов – приспособле­ние против пыльных и песчаных бурь и т.д.).

Адаптивное значение признаков европеоидной расы не столь нагляд­но. Светлая кожа, светлые глаза, светлые и прямые волосы — признаки рецессивные по отношению к доми­нантным — темной коже, курчавым и темным волосам. Поэтому можно допустить, что при заселе­нии Европы малыми по численности популяциями древних людей, в результате близкородственных бра­ков возникали и закреплялись ре­цессивные гомозиготы. Это свидетельство тому, что европейцы могли возникнуть в результате дрейфа генов. С другой стороны, сильно пигментиро­ванная кожа препятствует проникно­вению ультрафиолетовых лучей, под действием которых синтезируется противорахитичный витамин D. Поэтому на севере она оказывается вредной. Т.о. дрейф генов в малых популяциях может закрепить признаки нейтраль­ные, не повышающие и не понижаю­щие в данных условиях вероятность оставить потомство.

Расизм ­ антинаучная концепция, утверждающая физическую и психическую неполноценность различных рас, разделение рас на «высшие» и «низшие». Ярким примером проявления расизма яв-ся фашистская Германия, где светловолосые и голубогла­зые арийцы

считались представителями высшей, расы и уже поэтому имели «право» на подавление и уничтожение представителей всех других рас. Однако у представителей всех рас имеются сложный мозг, развитая рука и речь, делающая их одинаково способными к познанию больших объемов информации, творческой и трудовой деятельности. Это дела­ет несостоятельными попытки считать ту или иную расу выше, совершеннее других. К тому же сейчас бессмысленно говорить о «чистых» расах, таковых на Земле уже нет, и одна группиров­ка людей, как правило, постепенно пе­реходит в другую. Современный расизм ничего не имеет общего с настоящей наукой и поддерживается лишь определенными полит. целями.

37). Под ВНД понимают деят-ть коры больших полушарий, направленную на приспособление орг-мов у условиям жизнедеятельности. ННД – деят-ть НС, направленная на регуляцию ф-ций внутр органов. Основоположниками учения о ВНД я/я Сеченов и Павлов, который предложил метод изучения ВНД при помощи условных рефлексов. Проявлениями ВНД я/я такие процессы как память, внимание, мышление, сознание, осознание. Учение о типах ВНД было разработано Павловым. Сравнивая 3 свойства нервных процессов, он выделил 4 типа ВНД, характерных как для ч-ка, так и для животных. Свойства: сила, уравновешенность, подвижность (скорость перехода 1го нервного процесса в другой): подвижные и инертные. Типы ВНД: 1. Возбуждение и торможение сильные, уравновешенный, подвижный – живой (темперамент – сангвиник); 2. Сильный, уравновешенный, малоподвижный – спокойный (флегматик); 3. Сильный, неуравновешенный (в стадии возбуждения) – безудержный (холерик). 4. Слабый, инертный (меланхолик). Типы передаются из поколения в поколение. Типы темперамента выделил Гиппократ. Кроме указанных типов Павлов выделил 3 типа ВНД, характерных только для ч-ка. Такое деление основано на сравнении степени преобладания у ч-ка I или II сигнальных систем действительности. I сигн сист – система, воспринимающая (отражающая) окруж мир посредством органов чувств. II сигн сист – система, отражающая окруж мир посредством речи (слова). Это система – «сигнал сигнала». Типы: 1. Мыслительный – у представителей данного типа II сигнальная система преобладает над I. 2.Художественный – I сигнальная система преобладает над II. 3. Переходный (смешанный) – и I и II сигнальная система развиты в равной степени. Развитие II сигнальной системы в филогенезе появляется у предков ч-ка, как необх-е условие совместного труда. В онтогенезе II сигнальная система развивается во второй половине первого года жизни. При этом сначала ребенок научиться различать объекты, предметы, образы, затем он их обозначает и, т.о., после этого свободно оперирует словами. Речь выполняет несколько функций: 1. Коммуникативная – средство общения – для осуществления этой функции нужно как минимум 2 индивида. 2. Понятийная – в каждое слово вкладывается определённый смысл. 3. Регулятивная – посредством речи может происходить изменение работы органов. За речь отвечают многие структуры организма: губы, язык, зубы, верх нёбо, дых сист, центры коры больших полушарий. Различают: центр Брока – это центр моторной речи. При его нарушении ч-к понимает речь другого, но сам говорить не может. Центр располагается в коре левого полушария лобных долей. Центр Вернике - центр понятий ной речи. При его нарушении ч-к перестаёт понимать речь, но сам может говорить. Располагается в височной доле коры левого полушария. Кроме указанных центров имеются центры артикуляции, которые располагаются в правом и левом полушарии. Одним из проявлений ВНД я/я память. Это св-во НС (способность) сохранять отпечатки инфо от когда либо действовавших раздражителей. Отпечаток (след) инфо наз-ся энграмма. Различают след виды памяти: 1). а) Произвольная - сохранение отпечатков инфо с усилием воли; б) непроизвольная – осуществляется без усилия воли. 2). а) моторная – память на какие либо движения (двигательная); б) словесно-логическая – характерна только для ч-ка. В ней запоминается не формулировка слова, а её содержание (смысл); в) эмоциональная – связана с переживанием определённых эмоций. 3). По времени хранения инфо: -кратковременная; -долговременная; -мгновенная (сенсорная); -промежуточная. Мех-мы кратковременной и долговременной памяти. Мгновенная – первый отпечаток от действия раздражителя. Длительность хранения данного отпечатка 500 млсек. Первым отпечатком я/я возбуждение. На базе мгновенной памяти строится кратковременная. Инф-я в её блоках может храниться несколько дней. Наиболее важная информация переходит в блоки долговременной памяти. Переход инфо с кратковр-ной в долговр-ную наз-ют промежуточной памятью. В блоках долговременной памяти инфо храниться неограниченно долго. Процессы памяти: 1. Запечатление. 2. Хранение. 3. Воспроизведение. 4. Забывание. Мех-мы памяти объясняют теорию памяти. Теория кратковременной памяти: 1. Теория реверберации (распространения, циркуляции). Согласно этой теории возбуждение, возникшее при условии действия раздражителя попадает на нейронные ловушки (замкнутая цепь нейронов). До тех пор пока возбуждение циркулирует по нейронной ловушке, информация с действующих раздражителей сохраняется. Как только циркуляция прекращается, инф-я стирается. 2. Электротоническая – основана на том, что возникающий ЭП в синапсах облегчает прохождение последующих импульсов (это связано с повышением возбудимости синапса). До тех пор, пока в синапсах имеется ЭП, информация хранится, как только ЭП исчезает, инфо стирается. Существует несколько биоэлектрических явлений: ПД – потенциал действия; МВ – место возник-я (локальный ответ); ЭП – электротонический потенциал (повышение возбудимости). Рассмотренные теории кратковрем памяти свидетельствуют о том, что возникают незначительные поверхностные изм-я, которые легко устраняются, следовательно инф-я легко забывается или исчезает. Для того, чтобы инфо хранилась долго необх-мы глубинные изм-я, которые трудно устранить. Об этом говорят теории долговременной памяти. 1. Аналитическая. Часто повторяющиеся раздражения сопровождаются опред перестройками в нейроне: появляются новые терминалии (разветвления отростков, развивается шипиковый аппарат. За счет новых тераминалий увеличивается кол-во новых контактов с др нейронами за счет шипового аппарата, может облегчаться прохождение импульсов. 2. Глиальная - нейроглия (вспомогательная нервная ткань) способна выделять в-ва, повышающие возбудимость нервных клеток. На фоне повышенной возбудимости облегчается работа нейронов. 3. Биохимическая и молекулярная – основывается на том, что отпечатки инфо могут храниться на особ-тях ДНК, РНК и белка. Т.о., рассмотренные теории долговр памяти показывают, что инф-я будет храниться неограниченно долго лишь в том случае, когда возникают глубинные изм-я в орг-ме. Для того, чтобы инфо из блоков кратковр памяти перешла в блоки долговр необходимы повторы (тренировка, упражнение) действия раздражителя. Чем чаще действует раздражитель, тем дольше храниться инф-я.

38). Среда-это всё, что окружает орг-м и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение… Условия существования-это сов-ть необходимых для орг-ма эл-тов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может. Элементы среды, необх-е орг-му или отрицательно на него воздействующие, наз-ся экологическими факторами. В п-де они действуют в виде сложного комплекса. Классификация. Факторы можно разделить на: абиотические-это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм. Они делятся на химические (хим. состав атмосферы, почвы, воды), физические, или климатические (температура, давление, ветер, влажность), эдафические, или почвенно-грунтовые (мех. состав почвы) и топографические, или орографические (особенности рельефа местности); биотические-это сов-ть влияния жизнедеят-ти одних орг-мов на друтие. Они носят самый разнообразный хар-р. Живые существа служат источником пищи, средой обитания, способствуют размножению, оказывают хим., физ., и др. воз-я. Они действуют не только непосредственно, но и косвенно; антропогенные-сов-ть возд-я деят-ти ч-ка на орг. мир. Иногда выделяют гидроэдафические факторы (водно-почвенные). По Мончадскому: периодические факторы-это факторы, изменение которых во времени повторяется регулярно. Различают Iые, которые существовали на Земле до возникновения жизни (t, освещенность, приливы, отливы) и IIые-я/я следствием Iых (влажность воздуха, осадки); непериодические-это факторы, которые возникают неожиданно (извержение вулканов, влияние ч-ка…). Источники адаптации – мутации. Общие зак-ти действия экол. факторов на орг-мы. Эффект возд-я экол. факторов зависит от их характера и от дозы воспринимаемой орг-мом. Чем больше доза фактора отклоняется от оптимальной для данного вида величины, тем сильнее угнетается его жизнедеятельность. Границы, за которыми сущест-е орг-ма невозможно, называются нижним и верхним пределами выносливости. Интенсивность экологического фактора, наиболее благопр-я для жизнедеят-ти орг-ма, наз-ся оптимумом, а дающая наихудший эффект-пессимумом. Закон оптимума: Любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые орг-мы. Св-во видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность вида. Виды, способные существовать при небольших отклонениях фактора от оптим. величины наз-ся узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора-широкоприспособленными. Экологические непластичные, т.е. маловыносливые виды наз-ся стенобионтными (тепловодные рачки, нитчатая бактерия осциллатория), более выносливые – эврибионтными (песцы в тундре – от +30 до -55^оС). Экологические факторы воздействуют на живой организм совместно и одновременно. При этом действие одного фактора зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействие факторов (например, жару или мороз легче переносить при сухом, а не при влажном воздухе). В некоторых случаях недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Явление частичной взаимозаменяемости действия экологических факторов называется эффектом компенсации (н-р, увядание растений можно приостановить как увеличением количества влаги в почве, так и снижением температуры воздуха, уменьшающего транспирацию). В комплексном действии среды факторы по своему воздействию неравноценны для орг-мов. Фактор, уровень которого в кач-ном или кол-ном отношении оказ-ся близким к пределам выносливости данного орг-ма, наз-ся ограничивающим (лимитирующим). Понятие было введено Либихом в 1840 г. Закон минимума: Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени.

З-н независимости факторов Вильямса: усл-я жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не м/б заменен другим. З-н толер-ти Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания опр-ся недостатком или избытком любого из ряда факторов, Ур-нь к-рых м/т оказаться близким к пределам переносимого данным орг-мом. Эти 2 предела н/т пределами толер-ти. Особое значение в жизни всех орг-мов имеет видимый свет. Он оказывает смешанное действие на орг-мы: красные лучи-преимущ-но тепловое, синие и фиолетовые изменяют скорость и направление биохимич. р-ций, я/я важным сигнальным фактором, обеспечивающим суточные и сезонные биоциклы. Температура: в основном все живые существа могут жить при температуре между 0 и 50^оС. В оптимальном интервале организмы чувствуют себя комфортно, при похолодании или увеличении жары организмы попадают в зону смерти. Адаптационные процессы у животных привели к появлению пойкилотермных (т.е. температура их собственного тела меняется с изменением температуры ОС) и гомойотермных (имеют постоянную температуру тела) животных. Вода физиологически необходима любой протоплазме. Вода расходуется на фотосинтез. По отношению к воде: гигрофиты (влаголюбивые – чистотел, кислица, калужница, рогоз, камыш, осоки, сабельник), ксерофиты (сухолюбивые – растения пустыни, сухих степей, саванн. Склерофиты – ксерофиты с ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев. Суккуленты – растения с сочными мясистыми стеблями или листьями: листовые – агавы, алоэ, очитки; стеблевые – молочаи, кактусы) и мезофиты занимают промежуточное место между ксерофитами и гигрофитами (растения лугов, сорняки, большинство культурных растений). Свет: участвует в фотосинтезе. Растения по отношению к освещенности подразделяются на светолюбивые (гелиофиты – степные и луговые травы, прибрежные и водные растения), тенелюбивые (сциофиты – растения нижних затененных ярусов, водных глубин, расщелин скал, пещер: копытень, ветреница, сныть, чистотел) и теневыносливые (ель, пихта, граб, бук). Фотопериодизм – реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их роста и развития. Фотопериодическая реакция свойственна как растениям, так и животным. Организмы способны «измерять» продолжительность фотопериода с довольно большой точностью. Сезонная ритмика у животных проявляется в смене оперения у птиц и шерсти у млекопитающих, периодичности размножения и миграции, зимних спячках.

39). В процессе длительного исторического развития живой материи и формирования все более совершенных форм живых существ, организмы, осваивая новые места обитания, распределились на Земле соответственно ее минеральным оболочкам и приспособились к существованию в строго определенных условиях. Первой средой жизни стала вода. Именно в ней возникла жизнь. Гидросфера занимает до 71% площади земного шара. В водной среде обитает около 150000 видов животных и 10000 видов растений. Водная среда оказывает сильное влияние на ее обитателей. Хар-ной чертой водной среды я/я её подвижность, даже в стоячих водоемах. Адаптации: прочное прикрепление к подводным предметам (зеленые водоросли, диатомовые, водяные мхи); тело в поперечном разрезе почти круглое, у донных тело сплющено в дорзо-вентральном направлении, органы фиксации на брюшной стороне, обтекаемая ф-ма тела. Для вод умеренных широт характерно распределение температуры по слоям. Адаптация: вертикальные перемещения Амлитуда колебаний t равно 38⁰С. Воде свойственна значительная плотность и вязкость, прозрачность, соленость, световой режим, наличие O₂, СО_2. Толща воды–пелагиаль-заселена пелагическими орг-мами, способными активно плавать или удерживаться в определенных слоях. Различают следующие группы организмов: нектон-сов-ть пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном; планктон-сов-ть пелагических орг-мов, не обладающих способностью к быстрым активным передвижениям. Здесь различают: нейстон- орг-мы, населяющие поверхностную пленку воды на границе с воздушной средой, плейстон-орг-мы, часть тела которых нах-ся в воде, а часть над её пов-тью; бентос-сов-ть орг-мов, обитающих на дне водоемов. Особ-ти почвенной среды и адаптации к ней геобионтов. Почва как среда обитания обладает специфическими физическими св-ми. Для неё хар-на б или м рыхлая структура, опр. водопроницаемость и аэрируемость. В верхних горизонтах почвы концентрируются в-ва, необх-е для питания раст-ий. В почвенной влаге содержатся газы, растворимые соли, питательные вещества. Почвенный воздух обладает повышенным содержанием СО₂ и водяного газа. Верхние слои почвы содержат массу корней растений, которые разрыхляют ее и создают определенную структуру. Аэрацию почвы обуславливает её пористость, которая обеспечивает циркуляцию не только воды, но и воздуха. Почва выполняет одну из важных ф-ций в жизни различных почвенных орг-мов – обеспечивает им водоснабжение и минеральное питание. Значение почвы в водоснабжении растений тем выше, чем она легче отдает им воду. Органическое в-во почвы играет важную роль в росте и развитии раст-ий. Классификация. По степени связи со средой обитания почвенные животные делятся на: 1Геобионты-постоянные обитатели почвы (Нр дождевые черви); 2Геофилы-животные, часть цикла развития которых, чаще одна из фаз, обязательно проходит в почве (Нр саранчовые, жуки); 3Геоксены-животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (Нр таракановые, грызуны). По размерам и степени подвижности различают: 1Микробиота-почвенные мкорг-мы, составляющие осн. звено детритной пищевой цепи (бактерии, простейшие, грибы); 2Мезобиота-сов-ть сравнительно мелких легко извлекающихся из почвы подвижных животных (нематоды, клещи, ногохвостки); 3Макробиота-это крупные насекомые, дождевые черви и др. жив-е вплоть до роющих позвоночных животных. Особо выделяют орг-мы, заселяющие сыпучие подвижные пески: растения-псаммофиты, животные-псаммофилы. Адаптации: деревья и кустарники при засыпании песком образуют придаточные корни (саксаул, песчаная акация), быстрый рост побегов, редукция листьев, летучесть и пружинистость плодов; у позвоночных конечности часто устроены в форме своеобразных лыж, роговые гребни на пальцах, длинные волосы и роговые выросты на пальцах. Наземно-воздушная среда: организмы, обитающие здесь, окружены воздухом. Здесь свет интенсивнее, температура претерпевает более сильные колебания, влажность изменяется в зависимости от географического положения, сезона и времени суток. Адаптации: устьица, легкие и трахеи; сильное развитие скелетных образований, поддерживающих тело в условиях незначительной плотности; установилась тесная связь с почвой (корни растений, конечности животных); выработалась большая подвижность животных в поисках пищи; появились летающие животные и переносимые ветром семена, плоды, пыльца. Живые организмы как среда жизни. Для животных и растений, ведущих паразитический образ жизни, организм, на котором или в котором они поселяются, является специфической средой обитания. Многие паразиты почти полностью утратили связь с внешним миром. У паразитов упрощается организация: редуцируются органы пищеварения и чувств, утрачиваются крылья… Почти у всех паразитов появляются специфические органы фиксации (крючки, зацепки, присоски). У паразитов наблюдается высокая плодовитость и сложные жизненные циклы.

40). В биоценозах между различными видами организмов возникают определенные связи. Основной формой этих связей служат пищевые взаимоотношения, на базе которых формируются сложные цепи и циклы питания. Кроме пищевых, в сообществах возникают пространственные связи. Трофические связи возникли, когда один вид пит-ся другим, либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами ж/д. Прямая трофич связь: Н-р пчелы собирают нектар растений. Косвенная трофическая связь: гусеница бабочек – обьедая хвою сосен, облегчают короедам доступ к ослабленным деревьям. Топические связи: характеризуют любые физ или хим изменения условий обитания одного вида в рез-те ж/д др. Н-р лишайники на стволах деревьев, морские желуди поселяющие на коже китов-связаны прямой топической связью с теми орг-ми, которые представляют им среду обитания. Взаимоотношения м/у особями разных видов проявляются в виде нейтрализма, межвидовой конкуренции, сотрудничества, комменсализма, паразитизма и хищничества. Хищничество-способ добывания пищи и питание животных, когда они ловят, умерщвляют и поедают других животных. Хищник вначале ловит жертву, убивает её, а затем поедает. Для этого у него имеются специальные приспособления: быстрота р-ции, скорость бега, хорошее развитие НС, органов чувств и т.д. У жертв также исторически выработались защитные св-ва в виде анатомо-морфологических, физиологических, биохимических особенностей. Нр выросты тела, шипы, колючки, панцири, защитная окраска, ядовитые железы, способность быстро прятаться, прибегать к сигнализации об опасности. Вследствие таких обоюдных приспособлений формируются опр-е группировки организмов в виде специализированных хищников и специализированных жертв. Однако во всех этих отношениях в процессе взаимных приспособлений пост-но происходит эволюция и естественный отбор. Большинство плотоядных животных в состоянии убить и сразу же съесть свою жертву, т.к. превосходят ее размерами и силой. Различают следующие виды хищников: 1. Полифаги-нападающие на большое число видов; 2. Олигофаги-живут за счет нескольких, часто близких видов; 3. Монофаги-живут за счет одного вида. Хищники регулируют динамику численности своих жертв. С другой стороны, то или иное количество добычи обуславливает динамику численности хищников. Как рез-т исторического развития взаимоотношений хищник-жертва в любом биоценозе сформировались опр-е мех-мы регуляции численномти обоих компонентов системы. Поэтому она всегда удерж-ся в пределах какой-то величины, приближающейся к оптимуму плотности популяций как хищника, так и его добычи. Хищник-важный фактор естественного отбора. Опыт Гаузе. Усиленное размножение хищной инфузории закономерно следовало всякий раз за размножением ее жертвы – туфельки. Когда хищник достиг высшей численности он полностью уничтожал парамеции и сам погибал, но если в пробирку помещали некоторое кол-во песчинок, часть туфелек могла найти недоступное для хищников убежище. После гибели хищников, парамеции массово размножались. Увеличение числ-ти жертв происход до тех пор, пока темп выедания их нарастающим кол-вом хищников не превысит скор-ти размножениия. Дальнейшая деят-ть хищников подрывала их кормовую базу – уменьшение собственной числ-ти, что позволяет жертвам размножаться и улучшить кормовую базу для хищников. Модель Лотки-Вольтерра. Согласно этой теории модели пик численности хищника соответствует самой низкой численности жертвы и хищников яв-ся коррелирующими показателями. Различают внутри (ВВ)- и межвидовую (МВ) конкуренцию. При ВВ между особями сохраняются взаимоотношения, при которых они в состоянии размножаться и обеспечивать передачу свойственных им наследственных свойств. ВВ конкуренция проявляется в территориальном поведении. Проявлением ВВ конкуренции я/я существование у животных социальной иерархии, которая хар-ся появлением в популяции доминирующих и подчиненных особей. Конкуренция м/у особями одного вида из-за пищи по мере увеличения плотности популяции становиться более острой. В некоторых случаях ВВ конкуренция может приводить к дифференциации вида, к распадению его на несколько популяций, занимающих разные территории. Взаимоотношения м/у особями разных видов проявляются в виде нейтрализма, межвидовой конкуренции, мутуализма, сотрудничества, комменсализма, паразитизма и хищничества. МВ конкуренция-это активный поиск 2мя или несколькими видами одних и тех же пищевых ресурсов среды обитания. Конкурентные взаимоотношения возникают м/у видами со сходными экологич-ми требованиями. При совместном обитании каждый из них нах-ся в невыгодном положении в связи стем, что присутствие другого вида уменьшает возможности в овладении пищевыми ресурсами, убежищем и другими средствами существования. Конкуренция относится к форме экологических отношений, отрицательно сказывающейся на взаимод-щих партнеров. Конкурентные взаимоотнош-я м.б. самыми различными-от прямой физической борьбы до мирного сосуществования. Закон конкурентного исключения: если 2 вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то обязательно один конкурент вытесняет другого. Победителем в конкурентной борьбе оказывается тот вид, который в данной экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим. Чаще конкуренция проявляется косвенно. Описать опыт Гаузе. Paramecium Aurelia и P. caudatum в сенном настое – в первое время рост численности каждой из них, затем числ-ть P. caudatum уменьш-ся и исчезает из настоя.

Паразитизм-такая ф-ма взаимоотношений м/у организмами разных видов, при которой один орг-м (паразит) использует другой (хозяин) в кач-ве пост-ной или временной среды обитания и источника пищи. Паразитизм возник в процессе тесного контакта различных видов организмов также на базе пищевых и пространственных связей и характерен для многих организмов, но наиболее широко распространен среди низших и мелких растений и животных. Паразитизм представляет своего рода сожительство. С ним тесно переплетаются другие формы сожительства. Различают несколько типов таких сожительств. Комменсализм (нахлебничество, сотрапезничество) – это взаимоотношения, при которых одних из партнеров получает пользу, не нанося ущерба другому (мальки рыб среди щупалец актиний и медуз, песцы следуют за белыми медведями). Синойкия (квартиранство) – пространственное сожительство, полезное для одного вида и безразличное для другого. При синойкии не возникает пищевых отношений (мелкие организмы поселяются на крупных, используя их как субстрат: рыба-прилипала и акула). Симбиоз (мутуализм) – обоюдовыгодное сожительство разных видов (рак-отшельник и актиния). Аменсализм – один вид угнетает рост и размножение другого- аменсала. Аллелопатия – взаимодействие организмов посредством специфически действующих химических продуктов обмена веществ. Протокооперация – оба получают преимущества от объединения, но для их выживания это не обязательно (крабы и кишечнополостные). При нейтрализме особи не связаны др. с.др. непосредственно, и сожительство их на одной территории не влечет для них как положит-х, так и отриц-х последствий, но зависит от состояния сообщества в целом.

41). По Шварцу, популяция-это элементарная группировка орг-мов опр-го вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды. Популяция обладает опр. структурой и ф-цией. Популяциям свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях. В зависимости от размеров занимаемой ими территории различают: 1. Элементарную (локальную) популяцию – совокупность особей вида, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади. 2. Экологическую – формируется как совокупность элементарных популяций. 3. Географическую – слагаются из экологических и охватывают группу особей, заселяющих территорию с географически однородными условиями существования. Основными параметрами популяции я/я её численность и плотность. Численность популяции-это общее количество особей на данной тер-рии или в данном объёме. Плотность определяется кол-вом особей на единицу площади или объёма. Численность популяции колеблется не беспредельно. Популяция обладает способностью к саморегуляции. Для популяции каждого вида всегда имеются верхние и нижние пределы плотности, за границы которых она выходить не может. Падение плотности ниже оптимальной приводит к ослаблению защитных реакций популяции, снижает ее плодовитость и вызывает ряд других отрицательных явлений. Это может привести к вымиранию популяции. Повышение плотности сверх оптимальной также неблагоприятно сказывается на популяции, поскольку при этом иссякает кормовая база, сокращается жизненное пространство. Динамические показатели хар-т #сы, протекающие в популции за какой-то промежуток времени. Рождаемость характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная – количество особей, родившихся в популяции за единицу времени. Удельная – количество особей, родившихся в популяции за единицу времени в расчете на одну особь. Смертность характеризует скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, паразитов, старости. Различают 3 типа смертности: 1. Смертность, одинаковая во всех возрастах (встречается очень редко – у популяций, находящихся в оптимальных условиях). 2. Повышенная гибель особей на ранних стадиях развития (свойственна большинству растений и животных). 3. Повышенная гибель взрослых, главным образом старых особей (у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине). Особенности ценопопуляции. Рост популяции особ ценопопуляции у растен: численность, плотность, фитомасса, площадь, занятая популяцией, проективное покрытие, возрастной спектр. Численность определяется числом генеративных особей и побегов и.др.наблюдается нередко однонаправленное необратимое изменение ценопопуляции или отдельных локусов от зарождения до зрелости и сторение, когда разные локусы развив асинхронно во времени и пространстве то вся популяция испытывает флюктуационные изменения – обратимое разнонаправленное изменение, когда чередуются периоды старения и омоложения и поколение сменяют друг друга.

42). Структуру популяции отражают такие её показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности. Численность-общее количество особей в популяции. Плотность-число особей на единицу площади или объёма. Возрастная структура популяций. Степень плодовитости и смертности популяции зависит от ее возрастной структуры. Соотношение возрастных групп характеризует способность популяции к размножению. Каждой популяции свойственны группы разновозрастных особей. А среди них имеются особи разных полов. Возрастной и половой состав находится в тесной взаимозависимости. По отношению к популяции обычно выделяют 3 экологических возраста: предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный. Длительность каждого сильно варьирует в связи с продолжительностью жизни особей. У многих животных и растений особенно длительным бывает предрепродуктивный период, репродуктивный же возраст их составляет всего несколько дней, пострепродуктивный – практически отсутствует. Популяции, у особей которых короткий предрепродуктивный период, быстро восстанавливают свою численность. В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, уже не способные интенсивно размножаться. В быстро растущих популяциях доминируют интенсивно размножающиеся молодые особи. В стабильных популяциях это соотношение обычно составляет 1:1. При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается б или м стабильный уровень численности. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, то это сказывается на общей численности популяции. Поэтому присутствие в популяции большого кол-ва особей младших возрастных групп свидетельствует о её благополучии. Если же в популяции преобладают старые особи, можно сказать, что данная популяция завершает своё существование. Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции. Генетический механизм определения пола обеспечивает расщепление потомства по полу в соотношении 1:1. В силу разной жизнеспособности мужских и женских особей это первичное соотношение полов при оплодотворении часто заметно отличается от вторичного и тем более от третичного, характерного для половозрелых особей. Пространственная структура хар-ся особ-тями размещения особей на занимаемой тер-рии. Она определяется св-ми местообитания и биологическими особ-тями вида. Различают 3 типа распределения особей: 1. Равномерное-в п-де встречается редко. 2.Случайное-имеет место только в однородной среде. 3. Групповое-встречается наиболее часто, при этом оно м.б. и случайным. Групповое размещение обеспечивает популяции более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям в сравнении с отдельной особью. Группа животных, прилагая совместные усилия, может легче защищаться от хищников, искать и добывать корм. Пространственная структура может изменяться во времени; она зависит от сезонов года, от численности популяций, возрастной и половой структуры и т.д. Кочевой образ жизни. Преимущества кочевого образа жизни заключается в том, что животные не зависят от запасов корма на конкретной территории. Кочевой образ жизни практически не свойствен одиночным животным, кочуют группы, стада, стаи. При кочевом обр.жизни животные совершают более или менее закономерные циклические перемещения по обширной территории с повторным использованием одних и тех же участков через определенные сроки. У кочующих видов возможно так же обособление оседлых популяций или временный переход к оседлому существованию. Н-р: Северные олени на о-вах Сев.Ледовитого океана зимуют там же, не делая попыток перехода на материк. Таймырские стада совершают обширные миграции более чем на 1000км, но отдельные мелкие группы остаются на местах летнего нагула на сев.Таймыре, как и на местах зимовок в лесотундре и северной части тайги. Террит поведение- м/у членами п-ции поддерж-ся связь с помощью системы различных сигналов и непосредственных контактов на границах владений. ТП вкл-т 2 типа активности: 1) направленную на обеспечение собственного существования (поиск пищи, исследование территории, рытьё нор…) 2)на установление отношений с соседними особями (охрана участков, сигнализация, мечение…). Положительное значение территориальности: она предупреждает перенаселенность. У животных, ведущих групповой образ жизни, наблюдается тесное общение особей, посредством запахов, звуков, специфики поведения.

43). Взаимоотношения между членами популяции зависят от того, одиночный или групповой образ жизни свойствен виду. Одиночный образ жизни-особи популяции обособлены и независимы др. от др. Характерен для многих видов на опр. стадиях жизненного цикла. Полностью одиночное существование орг-мов в п-де не встречается. Семейный образ жизни-усиливает связи м/у родителями и их потомством. Простейшим видом такой связи я/я забота о потомстве. 1)Семьи материнского типа,хар-но б-ву организмов,2)отцовского типа-страусы,жабы,рыбы-колюшки,австралийские сорные куры.3)смешанного типа-пингвины,ласточки,лебеди. Дальнейшее усложнение поведенческих связей в популяциях приводит к формированию более крупных объединений животных-колоний, стай, стад… Колонии-это групповые поселения оседлых животных, которые могут существовать длительное время или создаваться на период размножения. Колонии животных отличаются разнообразием-от простых территориальных скоплений одиночных форм до объединений, где отдельные члены выполняют разные ф-ции. Стаи-временные объединения животных, которые проявляют биологически полезную организованность действий. Стаи облегчают выполнение каких-либо ф-ций в жизни вида. Действия стаи по способам координации действий делятся на 2 категории: 1.Эквипотенциальные-без выраженного доминирования отдельных членов. 2.Стаи с лидерами, где жив-е ориентируются на поведение одной или нескольких наиболее опытных особей. Стада-более длительные и постоянные объединения жив-ных по сравн-ю со стаями. Здесь осуществляются все основные ф-ции жизни. В основе группового поведения животных в стадах лежат взаимоотношения доминирования-подчинения, основанные на индивидуальных различиях между особями. Одним из вариантов организации я/я группы с временными или относительно постоянными лидерами. Деятельность лидера не направлена непосредственно на подчинение других особей. Наибольшей сложностью отличается поведенческая организация стад с вожаками и иерархическим соподчинением особей. Вожаки характеризуются поведением, направленным непосредственно на активное руководство стадом. Доминирование-подчинение весьма различно у разных видов. Главные из них-линейная, иерархия типа треугольника, деспотия. При линейной иерархии особи, принадлежащие каждому рангу, подчинены предыдущим, но главенствуют над последующими. По типу треуг-ка -А нападает на Б, Б-на С, а С подчиняет себе А. Деспотия-доминирование одного животного над всеми остальными членами группы. Биол смысл иерархич системы доминирования-подчинения закл-ся в создании согласованного поведения группы, выгодного для всех её членов. Эффект группы: многие виды животных нормально развиваются только тогда, когда объединяются в довольно большие группы. Оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности при совместном существовании получила н/е ЭГ. Он проявляется как психофизиологическая р-ция отдельной особи на присутствие других особей своего вида, проявляется в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышении средней продолжит-ти жизни индивидуума и т.д. одним из показателей эффекта группы является территориальность. Многие животные привязаны к определенным местам. Не менее важным показателем служит фазовая изменчивость. У саранчовых четко различаются 2 фазы – одиночная и стадная. В явлениях эффекта группы и особенно фазовой изменчивости большую роль играют гормональные механизмы. Самое сильное проявление эффекта группы свойственно общественным насекомым.

44). Динамика популяции это процессы изменений ее основных биологических показателей во времени. Главное значение в изучении придается изменение численности, биомассы и популяционной структуры. Популяция не может существовать без постоянных изменении, за счет которых она как бы приспосабливается к изменяющимся условиям жизни. Теоретически любая популяция способна к неограниченному росту численности, если её не лимитируют факторы внешней среды (ограниченность ресурсов, болезни, хищники…). В таком случае скорость роста популяции будет зависеть только от величины биотического потенциала (теоретически возможное число потомков от одной пары за опр-ый промежуток времени), свойственного каждому конкретному виду. У разных видов величина биотического потенциала резко различается. В идеальных условиях численность любой популяции за определенное время будет расти в геометрической прогрессии. Рост численности с постоянной скоростью называется экспоненциальным ростом. Кривая, отражающая на графике подобный рост популяции, быстро увеличивает крутизну и уходит в бесконечность. В п-дных условиях это наблюдается крайне редко. При увеличении плотности популяции обычно наблюдается замедление роста численности, поскольку популяция оказывается в условиях с ограниченными ресурсами. Тип роста популяции при ограниченных ресурсах, характеризующийся снижением скорости по мере увеличения плотности популяции, наз-ся логистическим. Общие изменения численности популяции определяются такими процессами, как рождаемость, смертность и миграция особей. Рождаемость хар-ет частоту появления новых особей в популяции. Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная – количество особей, родившихся в популяции за единицу времени. Удельная – количество особей, родившихся в популяции за единицу времени в расчете на одну особь. Смертность характеризует скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, паразитов, старости. Миграции – закономерное перемещение животных м/у существенно различными, пространственно разобщенными средами обитания. Важная роль в регуляции численности и плотности популяции принадлежит поведенческим факторам. Экологическая стратегия выживания - стремление орг-мов к выживанию. Экологических стратегий выживания множество. Нр, еще в 30х гг Роменский (1938) среди р/й различал 3 основные типа стратегий выживания, направленных на повышение вероятности выжить и оставить после себя потомство: виоленты (силовики)- подавляют всех конкурентов, нр, деревья, обр-е коренные леса; патиенты- виды, способные выжить в неблаг-х усл-х (тенелюбивые, солелюбивые); эксплеренты (наполняющие)- виды, способные быстро появляться там, где нарушены коренные сообщества,- на вырубках и гарях (осины), на отмелях…Все многообразие экологич стратегий заключено м/у двумя типами эволюционного отбора, которые обозначаются К и r- стратегии. Тип r- стратегия, или r-отбор, опр-ся отбором, направленным прежде всего на повышение скорости роста популяции (плодовитости, ранней половозрелости, короткий ЖЦ, способность быстро распространяться на новые местообит-я и пережить неблагоприятное время в покоящейся стадии. К-стратегия направлена на повышение выживаемости в усл-х уже стабилизировавшейся численности. Это отбор на конкурентоспособность, повышение защищенности от хищников и паразитов, повышение вероят-ти выживаемости кажд потомка, на разв-е более совершенных внутривидовых мех-мов числ-ти. Очевидно, что кажд организм испытывает на себе комбинацию К и r- отбора, но r-отбор преобладает на ранней стадии развития п-ции, а К-отбор уже характерен для стабилизированных систем. Конкуренция К- и r-отбора позволяет выделить разн типы стратегий и ранжировать виды по величинам К и r в люб группе орг-мов. Типы кривых выживания и смертности. Различают 3 типа смертности: 1. Смертность, одинаковая во всех возрастах (встречается очень редко – у популяций, находящихся в оптимальных условиях). Она выражается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической прогрессией). 2. Повышенная гибель особей на ранних стадиях развития (свойственна большинству растений и животных). 3. Повышенная гибель взрослых, главным образом старых особей (у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине). Выделяют 3 типа основных кривых выживания: 1 тип – на протяжении всей жизни смертность ничтожно мала, резко возрастая в конце её («кривая дрозофилы»). 2 тип – (диагональная) смертность остаётся примерно постоянной в течение всейт жизни (гидра, рыбы, птицы и т.д.). 3 тип – массовая гибель особей в начальный период жизни («кривая устрицы»). Причины колебания численности. Численность популяции зависит от многих факторов. Факторы, не зависящие от плотности: факторы, дейтвующие на популяцию постоянно (абиотичнские и прежде всего климатические). На пойкилотермных животных климатические факторы оказывают непосредственное и более сильное возд-е, чем на гомойотермных. Последние становятся относительно независимыми от внешней среды. Факторы, зависящие от плотности: конкуренция, деят-ть паразитов, хищников, болезней, пища. Эти факторы возд-ют на скорость роста популяции. При этом она может изменяться в 3 направлениях. 1. При опред условиях с увеличением плотности скорость роста уменьшается. 2. У видов с сильными колебаниями численности темпы роста обычно стабилизируются при высокой плотности популяции, т.е. почти не изменяются до тех пор. Пока популяция не достигнет предельной численности. При мах плотности темп роста резко падает. 3. Темпы роста популяции м/б мах-ми и при средних показателях плотности (некоторые птицы и насекомые). Популяции животных, растений и мкорг-мов обладают способностью к естественному регулированию плотности. Тенденция живых систем поддерживать внутреннюю стабильность с помощью собственных регулирующих мех-мов называется гомеостазом. Регулировать численность и обеспечивать её равновесие могут зависимые от плотности факторы. Саморегуляция – необх-мое приспособление организмов для поддержания жизни в постоянно меняющихся условиях. Важным мех-мом регуляции численности, проявляющемся в переуплотненной популяции, я/я стресс-реакция. Различают след ф-мы стресса: 1. Антропический (под возд-ем деят-ти ч-ка). 2. Нервно-психический (при несовместимости индивидуумов в группе). 3. Тепловой. 4. Шумовой и др. Самоизреживание у растений: при большой густоте часть растений погибает в результате более сильных соседей. Каннибализм – пожирание особей своего вида.

Территориальность направлена на регулирование численности. Часто почти вся территория, занимаемая популяцией, поделена на индивидуальные участки, которые обозначаются разными способами (секретом пахучих жедез, царапинами на деревьях, пением самцов птиц). Мечение и охрана участков, не допускающие размножение на них «чужих» особей, приводит к рациональному использованию территории. Территориальное поведение включает 2 типа активности: 1) направленную на обеспечение собственного существования (поиск пищи, исследование территории, рытьё нор…); 2) на установление отношений с соседними особями (охрана участков, сигнализация, мечение…). У животных, ведущих групповой образ жизни,

наблюдается тесное общение особей, посредством запахов, звуков, специфики поведения.

45). Сохранение видового разнообразия. Биологическое разнообразие— разнообразие населяющих Землю видов, разнообразие природных экосистем на земном шаре. Сокращение видового разнообразия как результат деятельности человека: строительство городов, железных и шоссейных дорог, вырубка больших массивов леса, строительство промышленных предприятий, распашка земель под сельскохозяйственные угодья. В настоящее время итсчезло около 10% видов высших растений на Земле. Вырубка тропических лесов, в которых сосредоточена значительная часть видов растений и животных, — проблема, требующая применения специальных мер защиты лесов. За последние 400 лет исчезли более 60 видов млекопитающих и более 100 видов птиц. Влияние загрязнения ОС на видовое разнообразие. Загрязнение воды в реках промышленными отходами — причина сокращения численности речного рака, пресноводной жемчужницы (моллюска), некоторых видов рыб. Обработка полей и садов ядохимикатами — причина гибели птиц, которые питаются насекомыми, зараженными ядами. Экосистемный характер сокращения видового разнообразия состоит в том, что каждый исчезнувший вид растений уносит с собой пять видов беспозвоночных животных, существование которых неразрывно связано с этим растением. Существенный антропогенный пресс на экосистемы ряда регионов России привел к тому, что некоторые виды растений и животных резко снизили свою численность. Ряд видов просто исчезли. С установлением фактов исчезновения существуют определенные трудности – для малоиспользуемых и малозаметных видов оно проходит часто незамеченным. Редкие и исчезающие растения и животные, преимущественно виды, иногда и более крупные таксономические группы растений и животных, подлежат специальной охране и особому регулированию использования в целях сбережения генофонда, восстановления численности редких животных и растений, сохранения исчезающих видов. За последние 150 лет, главным образом в результате хозяйственной деятельности человека (чрезмерных отловов, отстрелов животных, вырубок леса, распашки степей и т. п.), исчезло с лица Земли около 110 видов млекопитающих (в том числе тур, тарпан и др.) и птиц (бескрылая гагара, очковый баклан и др.); редкими стали некоторые растения. Основанием для отнесения отдельных видов растений и животных к категории охраняемых служит состояние поголовья вида, его численности на всём ареале (временные или бессрочные общие запреты) или на его части (местные запреты).

Синантропизация – процесс приспособления организмов к обитанию вблизи человека. Этот термин означает приобретение черт, свойственных растительному миру, окружающему и сопровождающему человека, носящему отпечаток его деятельности и его влияния на природу. На примере городских флор хорошо заметны такие проявления синантропизации, как замещение узкораспространенных видов космополитами; замена видов, приуроченных к определенному сочетанию экологических условий (стенотопные), видами, более выносливыми к самым разным условиям (эвритопными); растений влаголюбивых — более ксерофильными. Если взглянуть на процесс синантропизации в глобальном масштабе, то можно сказать, что в целом она ведет к уменьшению разнообразия флоры, выравниванию географических, экологических и исторически сложившихся различий. В России насчитывается 93 заповедника.

46). Экологический мониторинг (от лат. «монитор» — напоминающий, надзирающий) – система наблюде­ний, оценки и прогноза состояния ОС. Основ­ной принцип мониторинга — непрерывное слежение. Мониторинг я/я важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мо­ниторинга — наблюдение за состоянием ОС и уровнем ее загрязнения. По территориальному охвату различают 3 ступени или бло­ка современного мониторинга — локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный и глобальный (биосферный, фоновый). В программу биоэкологического (санитарно-гигие­нического) мониторинга, проводимого на локальном уровне, вхо­дят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутаген­ными и иными неблагоприятными свойствами. Постоянным на­блюдениям подвергаются следующие загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека: – в поверхностных водах – радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бенз(а)пирен, рН, минерализация, азот, неф­тепродукты, фенолы, фосфор; – в атмосферном воздухе – оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионукли­ды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды; – в биоте – тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор.

Тщательно исследуют и такие вредные физические воздейст­вия, как радиацию, шум, вибрацию, электромагнитные поля и др. Пункты экологических наблюдений располагают в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятель­ности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и искусственными компонентами ОС. На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных ПТК (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду антропогенных воздействий. Изучают трофические связи (био­логические круговороты) и их нарушения, оценивают возмож­ность использования ресурсов природных экосистем в конкрет­ных видах деятельности, анализируют характер и количествен­ные показатели антропогенных воздействий на ОПС в этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона, и т. д. Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом – задача глобального монито­ринга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объекта­ми глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфе­ра, растительный и животный мир и биосфера в целом как сре­да жизни всего человечества. Разработка и координация гло­бального мониторинга ОС осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО). Основными целями этой программы являются: 1. организация расширенной системы предупреждения об угрозе здоровью человека; 2. оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат; 3. оценка количества и распределения загрязнений в био­логических системах, особенно в пищевых цепочках; 4. оценка критических проблем, возникающих в результа­те сельскохозяйственной деятельности и землепользо­вания; 5. оценка реакции наземных экосистем на воздействие ок­ружающей среды; 6. оценка загрязнения океана и влияния загрязнения на мор­ские экосистемы; 7. создание системы предупреждений о стихийных бедст­виях в международном масштабе. При выполнении работ по программе глобального мони­торинга особое внимание уделяют наблюдениям за состояни­ем природной среды из Космоса. Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функциони­ровании экосистем как на региональном, так и на глобальном уровнях. В сравнении с другими видами мониторинга косми­ческий имеет ряд практически значимых преимуществ. По дан­ным Г. И. Марчука (1990), с его помощью возможно, в част­ности, оперативно получать информацию о природной среде с больших территорий Земли, что особенно важно при воз­никновении ураганов, наводнений и других стихийных бедствий. Чрезвычайно важным я/я создание системы космического мониторинга лесных пожаров для малозаселённых пространств. Основной объем наблюдений выполняют Федеральные служ­бы по гидрометеорологии и мониторингу ОС (Росгидромет России). С 1995 г. в России с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения введена Еди­ная государственная система экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ) (рис. 21.1, Петров, 1995). К основным ее задачам, в част­ности, относятся ведение специальных банков данных, характе­ризующих экологическую обстановку и гармонизация их с меж­дународными эколого-информационными системами, а также оценка и прогноз состояния объектов и антропогенных воздей­ствий на них, откликов экосистем и здоровья населения на из­менение состояния ОС. Задачи по программированию изменений в ОС и принятию управляющих решений, т. е. решений, предотвра­щающих негативные изменения среды, в системе мониторинга решают с помощью математического моделирования на ЭВМ. Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Тест-объект – организм, используемый при оценке токсичности химических веществ, природных и сточных вод, почв, донных отложений, кормов и др. Для биотестирования используются различные гидробионты – водоросли, микроорганизмы, беспозвоночные, рыбы. Биоиндикация – метод определения качества СО организмов по видовому составу и показателям количественного развития видов биоиндикаторов и структуре образуемых ими сообществ. Биоиндикатор – организм, вид, популяция, сообщество, характеризующиеся специфическими особенностями обитания или указывающие на специфические изменения условий среды. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Биоиндикаторы делят на следующие группы: 1) Индивидуальные: размер особей, плодовитость, наличие аномальных особей и т.д. 2) Процессы: увеличение или уменьшение скоростей процесса (например, скорости фотосинтеза). 3) Структурные: видовая структура, число толерантных (интолерантных видов), биотические индексы и т.д. 4) Экосистемные: видовое разнообразие, видовая структура. Физико-химические методы. Качественные методы – позволяют определить, какое вещество находится в испытуемой пробе. Количественные методы. Гравиметрический метод: суть метода состоит в определении массы и процентного содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе. Титриметрический (объемный) метод: в этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объемов, как определяемого вещества, так и реагента, используемого при данном определении. Колориметрический метод основан на изменении оттенков цвета исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Экспресс-методы: инструментальные методы, позволяющие определить загрязнения за короткий период времени.

47).Урбоэкология. Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия. Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра. Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину. Экология сельскохозяйственных районов. Сельскохозяйственные районы весьма различны по природным условиям, типам землепользования и степени освоения. Тем не менее экологические проблемы в них имеют много общего. Это связано со следующими обстоятельствами:1. охватом антропогенными нагрузками больших площадей;2. малой лесистостью и небольшими площадями лугово-степных участков;3. значительной обнаженностью, дефдированностью и эродированностью почвенного покрова; 4.преобладанием определенных видов загрязнения в почве, воде и грунтах, связанных с удобрениями. При региональной оценке районов сельского хозяйства важно определить степень устойчивости экосистем к антропогенным нагрузкам. Устойчивость повышается от песчаных грунтов к глинистым, от щелочных почв к кислым, при снижении континентальности климата, нарастании годового увлажнения и увеличении биологической продуктивности фитоценозов – как естественных, так и культурных. Рекреационное природопользование– один из видов природопользования, форма и способы использования природных ресурсов и условий в целях рекреации . Включает в первую очередь воздействие на человека естественной окружающей среды, а также воздействие человека на эту среду. В ряде стран этот вид природопользования является основным, а во многих странах — важным элементом экономики. Р.п. требует принятия разнообразных мер для сохранения естественной окружающей среды. Промышленная экология — прикладная наука о взаимодействии промышленности (как отдельных предприятий, так и техносферы) и окружающей среды и наоборот — влияние условий природной среды на функционирование предприятий их комплексов. В окружающей среде выделяют следующие зоны влияния промышленности:1.Воздух (атмосферный воздух).2.Вода (грунтовые, поверхностные).3.Земля, почва.4.Шум, вибрации.5.Энергетические воздействия: а)электромагнитные,б)радиационные. На основании указанных зон влияния рассматриваются технологические процессы предприятия с целью уменьшения воздействия на окружающую среду.Результаты анализа стоимости внедрения систем очистки, мониторинга окружающей среды, штрафов за загрязнение окружающей среды иногда показывают, что предприятиям дешевле платить штрафы. Заказники. Ботанические заказники, созданные для охраны определенных видов растительного покрова, обычно используются для регламентированной зимней охоты или рыболовства. В зоологических заказниках, в которых охраняются представители фауны, разрешается регламентированный сбор грибов, ягод и лекарственных растений. Геологические и гидрологические заказники представляют интерес для прогулочного познавательного туризма, школьных экскурсий и учебных занятий для студентов географических и геологических факультетов вузов. Для целей познавательного туризма особое значение имеют комплексные заказники, в которых туристов знакомят с редкими видами животного и растительного мира, живописными пейзажами. Как правило, разбивка туристских стоянок на территории заказников запрещена, разрешается лишь проложение туристских троп. Памятники природы — это уникальные природные объекты (водопады, пещеры, живописные скалы и т. д.) или мемориальные природные объекты. Заповедные участки леса выделяются лесниками как эталонные (типичные) или уникальные лесные территории, имеющие значение для сохранения и воспроизводства определенных растительных формаций. Их посещение обычно входит в маршруты экологического туризма.

48). Биоценоз – совокупность совместно обитающих п-ций разных видов микроорганизмов, р/й и животных. Биотоп – место жизни биоценоза. Видовая струк-ра – это разнообразие видов и соотношение численности или биомассы всех входящих в него популяций. Организмы разных видов обладают не одинаковыми требованиями к среде. Поэтому в разных экологических условиях формируется неодинаковый видовой состав. Различают бедные и богатые видами биогеоценозы. Гл-ми лимит-ми факторами я/я t, влажность, недостаток пищи. Виды, преобладающие по числ-ти особей или занимающие большую площадь, н/т доминантными. Среди них выделяются те, которые играют главенствующую роль в определении состава, структуры и свойств этой системы путем создания среды для всего сообщества. Такие средообразующие виды называют эдификаторами (ель, сосна, кедр, ковыль, изредка животные – сурки). Они опр-т микросреду всего сообщ-ва и их удаление грозит полным разрушением БЦ. Блоки видов. Постоянство представляет собой следующее отношение, выраженное в процентах: С = р * 100 / Р, где р – число выборок, содержащих изучаемый вид, а Р – общее число взятых выборок. В зависимости от значения С различают следующие категории видов: постоянные – виды, встречающиеся более чем в 50% выборок; добавочные – в 25-50%; случайные – менее чем в 25%. Пространственная структура определяется прежде всего сложением фитоценоза. К.п. фитоценозы расчленены на достаточно хорошо отграниченные в пространстве элементы структуры. К основным элементам относятся ярусы (хар-ют вертикальное расчленение) и микрогруппировки (горизонтальное расчленение). Ярусность – явление вертикального расслоения биоценозов на разновысокие структурные части. Ярусы особенно хорошо заметны в лесах умеренного пояса. В них можно выделить 5-6 ярусов: 1. Деревья первой величины (дуб черешчатый, вяз гладкий и т.д.); 2. Деревья второй величины (рябина обык, черемуха и т.д.). 3. Подлесок, образованный кустарниками (лещина обык, крушина ломкая и т.д.). 4. Высокие травы (крапива, сныть) и кустарнички (черника). 5. Низкие травы (осока волосистая, копытень европейский). 6. Мхи, лишайники. Существует и подземная ярусность, которая является зеркальным отражением надземной. Наиболее глубоко уходит корневая система 1го яруса… Вертикальное распределение организмов обуславливает и определенную структуру в горизонтальном направлении – синузии. Экологическая ниша – место вида в природе, преимущественно в БЦ (положение его в пространстве, функциональная роль в сообществе, отн-е к абиотическим условиям существования). Это место орг-ма в сообществе, определяемое его экологич функциями. Компоненты биотопа активно в/д-т м/у собой, создавая определенную биологическую систему, к-рую академик Сукачев назвалл бгц. В этой системе совокупность абиотич-х и биотич-х компонентов и/т… «свою особую специфику в/д-й и определенный тип обмена в-вом и Е их м/у собой и другими явлениями природы». В 1935г англ ботаником Тэнсли был введен термин «экосистема» – совокупность комплексов орг-мов с комплексом физич факторов его окружения, т.е. факторов местообит-я в широком смысле». В экосистемах выделяют 3 группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Они связаны в пищевые цепи. В связи с этим наблюдается полный круговорот веществ. Растения относятся к продуцентам. К консументам относятся: кабан, мышь, заяц, волк, ласка, горностай, лисица – млекопитающие; птицы – синица-лазаревка, мухоловка-пеструшка, сойка; насекомые – желудевый долгоносик. Редуценты – жуки мертвоеды, кожееды, личинки падальных мух, грибы, гнилостные бактерии. Привести пример цепи питания (5-6 звеньев). Биогеоценоз озера. Здесь также имеют место 3 группы организмов: п,к,р. Продуценты-водоросли, кувшинки, ряска, элодея, камыш, рдест. Консументы-рыбы (карась, карп), млекопитающие (ондатра). Редуценты-бактерии. Цепи питания здесь более короткие, чем наземные. Пример детритной цепи: органические остатки -> бактерии-> простейшие-> рачки-> мальки-> хищные рыбы-> млекопитающие. Устойчивость водоема зависит от видового разнообразия и способности к саморегуляции. Чем больше видовое разнообразие БГЦ, тем он устойчивее. Наиболее разнообразна жизнь в прибрежной зоне, т.к. условия здесь более благоприятные: много света, вода теплее и, следовательно, видовое разнообразие шире.

49). Круговорот вещества в экосистеме. Организмы в экосистеме связаны общностью энегрии и ПВ, которые необходимы для поддержания жизни. Главным источником энергии для подавляющего большинства живых организмов на Земле я/я Солнце. Фотосинтезирующие организмы непосредственно используют энергию солнечного света. При этом из углекислого газа и воды образуются сложные органические в-ва, в которых часть солнечной энергии накапливается в форме химической энергии. Органические в-ва служат источником энергии не только для самого растения, но и для других организмов экосистемы. Высвобождение заключенной в пище энергии происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания – СО₂, Н₂О и неорганические в-ва – могут вновь использоваться зелеными растениями. В итоге в-ва в данной экосистеме совершают бесконечный круговорот. При этом энергия, заключенная в пище, не совершает круговорот, а постепенно превращается в тепловую энергию и уходит из экосистемы. Поэтому необходимым условием существования экосистемы я/я постоянный приток энергии извне. Пищевые цепи. Основой любой экосистемы, и её фундаментом я/я пищевые (трофические) и сопутствующие им энергетические связи. В них постоянно происходит перенос в-ва и энергии, которые заключены в пище, созданные преимущественно растениями. Перенос потенциальной энергии пищи, созданной растениями, через ряд организмов иутем поедания одних видов другими называется цепью питания (пищевой цепью), а каждое её звено – трофическим уровнем. Первый трофический уровень образуют продуценты, организмы 2го трофического уровня наз-ся первичными консументами (растительноядные животные), 3го – вторичными консументами (плотоядные животные и паразиты) и т.д. Поскольку каждый организм имеет несколько источников питания и сам является объектом питания для других организмов из одной и той же пищевой цепи или даже разных (всеядные организмы: человек, медведь, воробей), цепи питания многократно разветвляются и переплетаются в сложные пищевые сети. Существуют 2 осн типа пищевых цепей: 1. Пастбищные (цепи выедания, цепи потребления), начинаются с продуцентов: клевер – кролик – волк; фитопланктон – зоопланктон – плотва – щука – скопа. 2. Детритные (цепи разложения), начинаются от растительных и животных остатков, идут к микроорганизмам, которые ими питаются, а затем к мелким животным (детритофагам) и к их потребителям – хищникам. Детритные цепи наиболее распространены в лесах. Пример: листовая подстилка – дождевой червь – черный дрозд – ястреб-перепелятник. Большая часть энергии при переходе с одного трофического уровня на другой более высокий теряется. Энергетические потери связаны с поддержанием метаболических процессов. Значительно меньшая часть идет на образование тканей и некоторого запаса ПВ, т.е. на рост. Остальная часть пищи выделяется в виде экскрементов. Кроме того, значительная часть энергии рассеивается в виде тепла при химических р-циях в орг-ме и, особенно при активной мышечной работе. В целом приблизительные потери составляют примерно 90%: на каждый следующий уровень передается не более 10% энергии от предыдущего уровня. Так, если калорийность продуцента 1000 Дж, то при попадании в тело фитофага остается 100 Дж, в теле хищника уже 10 Дж, а если этот хищник будет съеден другим, то на его долю останется лишь 1 Дж. Однако такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем реальна, поскольку трофические цепи обычно образуют трофические сети. Экологические пирамиды. Внутри каждой экосистемы трофические сети имеют хорошо выраженную структуру, которая хар-ся количеством, размером и общей массой организмов на каждом уровне различных пищевых цепей. Продукция организмов каждого последующего трофического уровня всегда меньше продукции предидущего, т.е. масса каждого последующего звена в цепи питания прогрессивно уменьшается. Эта закономерность получила название правило экологической пирамиды. Для графического отображения взаимоотношений м/у орг-мами в экосистеме исп-ют экологические пирамиды. Они выражают трофическую структуру экосистемы в геометрической ф-ме. Они строятся в виде прямоугольников одинаковой ширины, но длина их д/б пропорциональна значению измеряемого объекта. Отсюда м/о получить пирамиды численности, биомассы и энергии. Пирамиды численности отражают численное соотношение особей разных трофических уровней экосистемы. Пирамида биомассы показывает количество живого в-ва на каждом трофическом уровне. Пирамида энергии отражает величину потока энергии в цепи питания. На форму этой пирамиды не влияют размеры особей, и она всегда будет иметь ртеугольную ф-му с широким основанием внизу. Поэтому пирамида энергии дает наиболее полное и точное представление о функциональной организации сообщества. Если пирамида численности и биомасс отражают статику экосистемы (количество и биомассу организмов в данный момент), то пирамида энергии – динамику прохождения массы пищи ч/з цепи питания. Пример цепи питания: нектар-> муха-> паук -> землеройка -> сова; сок розового куста -> тля-> божья коровка-> паук-> насекомоядная птица-> хищная птица. Исключения из з-нов экологических пирамид. Пирамида численности: если организмы в пределах одного или разных трофических уровней сильно различаются м/у собой по размерам, то пирамида численности дает искаженные представления об истинных соотношениях трофических уровней. Нр, в сообществе планктона численность продуцентов в десятки и сотни раз больше численности консументов, а в лесу сотни тысяч консументов могут питаться органами одного дерева – продуцента. Пирамида биомассы: в большинстве наземных экосистем биомасса продуцентов наибольшая, а биомасса организмов каждого последующего трофическлого уровны меньше предыдущего. Однако в некоторых сообществах биомасса консументов Iго порядка бывает больше биомассы продуцентов. Нр в океанах, где основными продуцентами я/я однокл-ные водоросли с высокой скоростью размножения, их годовая продукция в десятки и даже сотни раз может превышать запас биомассы. Вместе с тем, вся образованная водорослями продукция так быстро вовлекается в цепи питания, что накопление биомассы водорослей мало, но вследствие высоких темпов размножения небольшой их запас оказывается достаточным для поддержания скорости воссоздания органического в-ва. В связи с этим в океане пирамида биомасс имеет обратное соотношение, т.е. «перевернута».

50). Поток энергии в экосистемах. Пищевые сети в экосистемах весьма сложные, и можно сделать вывод, что энергия, поступающая в них, долго мигрирует от одного организма к другому. Большая часть энергии при переходе с одного трофического уровня на другой более высокий теряется. Энергетические потери связаны с поддержанием метаболических процессов. Значительно меньшая часть идет на образование тканей и некоторого запаса ПВ, т.е. на рост. Остальная часть пищи выделяется в виде экскрементов. Кроме того, значительная часть энергии рассеивается в виде тепла при химических р-циях в орг-ме и особенно при активной мышечной работе. В целом приблизительные потери составляют примерно 90%: на каждый следующий уровень передается не более 10% энергии от предыдущего уровня. Так, если калорийность продуцента 1000 Дж, то при попадании в тело фитофага остается 100 Дж, в теле хищника уже 10 Дж, а если этот хищник будет съеден другим, то на его долю останется лишь 1 Дж. Внутри каждой экосистемы трофические сети имеют хорошо выраженную структуру, которая хар-ся количеством, размером и общей массой организмов на каждом уровне различных пищевых цепей. Продукция организмов каждого последующего трофического уровня всегда меньше продукции предидущего, т.е. масса каждого последующего звена в цепи питания прогрессивно уменьшается. Эта закономерность получила название правило экологической пирамиды. Биологическая продуктивность (Би Пр) - это воспроизведение биомассы раст-ий, мкорг-мов и животных, входящих в состав БГЦ. Этот процесс протекает в п-де с опр-ной скоростью. Поэтому БиПр можно выразить продукцией за сезон, за год, и т.д. Она выражается чаще всего в граммах углерода или сухого органического в-ва. Продукция каждой популяции за определенное время представляет собой сумму прироста всех особей, включая отделившиеся от орг-ма образования и устраненные по разным причинам особи. Это т.н. чистая продукция. Валовая продукция включает в себя прирост (чистая продукция) и затраты на энергетический обмен. Необх-мо различать первичную продукцию, т.е. продукцию автотрофных орг-мов, и первичную продуктивность, т.е. скорость, с которой автотрофные орг-мы (продуценты) в процессе ф-за связывают энергию и запасают её в ф-ме орг-го в-ва. Консументы образуют свою биомассу. Для обозначения биомассы и скорости её образования консументами применяется термин «вторичная продукция», т.е. продукция гетеротрофных организмов. Необходимо учитывать, что все виды, дающие вторичную продукцию, возникают на основе утилизации в-ва и энергии первичной продукции. Кроме первичной и вторичной продукции биоценозов, различают промежуточную и конечную продукцию. Промежуточная продукция отличается тем, что после потребления другими членами БГЦ возвращается в круговорот в-в этой же системы. Конечная продукция исключается из данного БГЦ, т.е. выводится за его пределы. Биомасса-это совокупная масса всех живых организмов. Распределение биомассы живого в-ва в континентальной и океанической частях не одинаково. Несмотря на то, что гидросфера составляет около 71 % всей пов-ти планеты, основная масса живого в-ва сосредоточена на континентах. На континентах преобладают растения, в океанах – животные и мкорг-мы. Живое в-во сосредоточено в основном в зеленых растениях суши. На континентальной части биосферы живое в-во распределено крайне неравномерно из-за наличия широтной и высотной зональности. По количеству создаваемой продукции и выделяемого кислорода наземные и водные растения вполне сопоставимы. Приблизительно половина всего объема кислорода образуется в процессе ф-за растениями суши, вторая половина – микроскопическими водороялсми гидросферы, хотя биомасса и тех и других не сопоставима. Это явление объясняется значительно большей скоростью образования продукции фитопланктоном по сравнению с таковой крупными растениями суши. На суше Земли, начиная от полюсов к экватору, биомасса постепенно увеличивается. Вместе с тем возрастает и количество видов растений. Наибольшее сгущение и многообразие растений имеет метсо во влажных тропических лесах. Своеобразные биоценозы почв покрывают почти всю пов-ть суши. Образование живого органического в-ва происходит на земной пов-ти; разложение орг в-в, их минерализация осуществляются гл образом в почве. Вода обладает особыми св-вами, важными для жизни организмов: высокая теплоёмкость, растворимость. Физические св-ва и хим состав вод океана весьма постоянны и создают среду, благоприятную для жизни.

51). Сложение экосистем-динамический процесс. В экосистемах постоянно происхожят изменения в состоянии и жизнедеятельности их членов и соотношении популяций. Многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, относят к двум основным типам: циклические и поступательные.Циклические изменения сообществ отражают суточную и сезонную периодичность внешних условий. В каждом естественном биоценозе имеются группы орг-мов, активность жизни которых выпадает на разное время суток. В рез-те в составе и в соотношении отдельных видов биоценоза происходят периодические изменения. При этом суточную динамику биоценоза обеспечивает не только животное, но и растительное население. Большое значение в динамике биоценозов имеют суточные миграции животных. Суточная динамика биогеоценозов в основном связана с ритмикой п-дных явлений и носит строго периодический характер. Но могут происходить и непериодические изменения активности и численности тех или иных компонентов экосистемы в течение суток, связанные с действием нерегулярных факторов среды. Более существенные отклонения в биоценозах наблюдаются при сезонной динамике. Они обусловлены биологическими циклами организмов, зависящими от сезонной цикличности п-дных явлений. Направленные изменения в экосистеме приводят в конечном итоге к смене одного биоценоза другим, с иным набором господствующих видов. Причинами подобных смен могут являться внешние по отношению к биоценозу факторы, действующие длительное время в одном направлении. Последовательная смена одного биоценоза другим н/я экологической сукцессией. Она я/я процессом саморазвития экосистем. В основе сукцессий лежит неполнота биол круговорота в данном биоценозе. На основе конкурентных взаимодействий видов в ходе сукцессии происходит постепенное формирование более устойчивых комбинаций, соот-щих конкретным абиотическим условиям среды. В целом цепь сменяющих друг друга биоценозов называется сукцессионным рядом или сериальным сообществом. При появлении видов, которых условия среды полностью устраивают, и они уже не замещаются другими видами, сообщество становится стабильным и достигает своеи завершающей стадии – климакса. По Клементсу, процесс сукцессии состоит из следующих этапов: 1.Возникновение не занятого жизнью участка. 2.Миграция на него различных орг-мов или их зачатков. 3.Приживание их на данном уч-ке. 4.Конкуренции их между собой и вытеснение отдельных видов. 5.Преобразование живыми организмами местообитания, постепенной стабилизации условий и отношений. Сукцессии со сменой раст-ти м/б первичными и вторичными. Первичной сукцессией называется процесс развития и смены экосистем на незаселенных ранее уч-ках, начинающихся с их колонизации. Классический пример-постоянное обрастание голых скал с развитием в конечном итоге на них леса. В первичных сукцессиях различают следующие этапы: 1.Поселение эндолитических и накипных лишайников, сплошь покрывающих каменистую пов-ть. Они несут различных простейших, нематод, коловраток. Сообщества орг-мов, поселяющихся первыми называют пионерными. 2.Преобладание листоватых лишайников, которые постепенно образуют сплошной ковер. Под ним в рез-те выделения кислот идет отмирание слоевищ лишайников и накопление детрита, здесь можно встретить большое количество членистоногих. 3.Поселение литофильных мхов. Здесь усиливается деят-ть мкорг-мов, увеличивается разнообразие групп животных. 4.Появление мхов и сосудистых раст-ий. Растет кол-во более крупных б/п. 5.Заселение крупными раст-ми, способствующее дальнейшему накоплению о образованию почвы. Её слой оказ-ся достаточным для развития кустарников и деревьев. Вторичная сукцессия – это восстановление экосистемы, когда то уже существовавщей на данной тер-рии. Она нач-ся в том случае, если в уже сложившемся биоценозе нарушены установившиеся взаимосвязи орг-мов в рез-те Нр извержения вулкана, пожара и т.д. Вторичные сукцессии совершаются быстрее и легче, чем первичные, т.к. в нарушенном местообитании сохраняется почвенный профиль, семена, зачатки и часть прежнего населения и прежних связей. Сукцессия завершается стадией, когда все виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены её состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему климаксовой. В разных абиотических условиях формируются неодинаковые климаксовые экосистемы. Видовой состав в сукцессином ряду менянтся сначала быстро, а затем более медленно. Видовая численность автотрофов увеличивается в первичных и часто вначале вторичных сукцессий, хотя на стадиях старения может снижаться. Количество видов гетеротрофов растет до относительно поздней стадии. При изменении органической структуры сукцессий увеличивается общая биомасса сообщества и количество мертвого органического в-ва, в течение ранней фазы первичной сукцессии возрастает количество хлорофилла. Общая продуктивность повышается в течение ранней фазы первичной сукцессии и мало или совсем не изменяется во время вторичной сукцессии. Чистая продуктивность сообщества снижается. Продуктивность сообщества на разных стадиях сукцессии различна. На начальных стадиях приход ее превышает расход. В результате быстро увеличивается биомасса сообщества. По мере приближения сукцессии к климаксному уровню продуктивность, достигнув максимума, начинает уменьшаться. В климаксном биоценозе продуктивность и дыхание уравновешиваются.

52). Биосфера (по Вернадскому) – сложная, живая, наружняя оболочка планеты, населенная организмами, составляющими в сов-ти живое в-во планеты. Термин «биосфера» введен еще в 1875г австрийским ученым Зюссом. Вернадский назвал биосферой ту оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль. Он выделили в ней 3 главных компонента: живые орг-мы, минер-е в-ва, продукты деят-ти живого в-ва. Вернадский понимал под биосферой все части земной коры, которые подвергались в течение геологической истории влиянию организмов. Границы биосферы. В пределах геосфер границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов. Атмосфера – воздушная оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Атмосфера регулирует распределение тепла и влаги. Нижний слой атмосферы – тропосфера (до 8-10 км в полярной зоне и до 16 км - в экваториальной). В стратосфере (область холодного разряженного сухого воздуха) расположен озоновый слой в области 15-25 км, поглощающий губительное для живых организмов УФ излучение Солнца. Область биосферы присутствует лишь в нижнем слое атмосферы - тропосфере. Верхней границей биосферы считают зону, над которой располагается озоновый слой стратосферы. Литосфера - внешняя твердая оболочка планеты. В ней различают 3 слоя: верхний – слой осадочных пород, средний – гранитный и нижний – базальтовый. Живое в-во в литосфере в основном сосредоточено в её верхних неск-ких десятках метров. Литосфера включает замную кору, мощностью до 6 км под океанами и до 80 км в районе горных систем. Гидросфера представляет собой сов-ть вод океанов, морей, озер, рек, подземных вод, ледяных покровов планеты. Область биосферы в гидросфере представлена во всей её толще. Биосфера состоит из биотической и абиотической части. Абиотическая часть представлена почвой и подстилающими её породами, а также атмосферным воздухом и водной средой. Биотическая часть состоит живых организмов всех таксонов. Основные биомы Земли: 1. Наземные: тундра (арктическая и альпийская), бореальные хвойные леса, листопадный лес умеренной зоны, степь умеренной зоны, тропические степи и саванны, чапараль (р-оны с дождливой зимой и засушливым летом), пустыни, тропические леса. 2. Пресноводные: лентические (озера, пруды, …) и лотические (реки, ручьи, родники, …). 3. Морские: открытый океан, воды континентального шельфа, районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством), эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, …). Живое в-во. По представлениям В, биосфера включает живое в-во (т.е. все живые организмы), биогенное - создается и перераб-ся жизнью, совокупностями живых орг-мов, это источник мощной потенциальной энергии (уголь, известняки, нефть), косное (в его образовании живое не участвует, Нр магматические горные породы), биокосное (создается одновременно с помощью живых организмов и косными процессами – почва, кора выветривания), радиоактивное в-во, в-во космического происхождения (метеориты и т.д.) и рассеянные атомы. Все эти 7 различных типов в-в геологически связаны м/у собой. Живое в-во – сов-ть всех сущаствующих в данный момент живых организмов планеты. Распределение биомассы живого в-ва в континентальной и океанической частях не одинаково. Несмотря на то, что гидросфера составляет около 71 % всей пов-ти планеты, основная масса живого в-ва сосредоточена на континентах. На континентах преобладают растения, в океанах – животные и мкорг-мы. Живое в-во сосредоточено в основном в зеленых растениях суши. На континентальной части биосферы живое в-во распределено крайне неравномерно из-за наличия широтной и высотной зональности. По количеству создаваемой продукции и выделяемого кислорода наземные и водные растения вполне сопоставимы. Приблизительно половина всего объема кислорода образуется в процессе ф-за растениями суши, вторая половина – микроскопическими водороялсми гидросферы, хотя биомасса и тех и других не сопоставима. Это явление объясняется значительно большей скоростью образования продукции фитопланктоном по сравнению с таковой крупными растениями суши. Глобальными биохимическими ф-циями живого в-ва я/я: 1.Энергетическая-заключается в усвоении живым в-вом преимущественно солнечной энергии и передаче её по трофическим цепям. 2.Газовая-осуществляется зелеными раст-ми, которые в процессе ф-за выделяют кислород, раст-ми и животными, выделяющими придыхании CO₂, а также многими бактериями, восстанавливающими азот, сероводород и т.д. 3.Концентрационная-проявляется в способности живых организмов накапливать разные химические элементы, в том числе мкэлементы, из внешней среды. 4.О-Вная – выражается в химических превращениях в-в в процессе жизнедеят-ти орг-мов. 5.Биохимическая – осуществляется в процессе обмена в-в в живых организмах и разрушения отмерших организмов и продуктов их жизнедеят-ти до простых неорганических в-в. Всё это приводит к круговороту химических элементов в п-де, их биогенной миграции. Почвы – важнейший компонент биосферы, показывающий решающее влияние на всю глобальную экосистему в целом. Именно почвы обеспечивают питание биогенными в-вами растения, которые кормят весь мир гетеротрофов. Почва я/я граничным слоем м/у атмосферой и биосферной частью литосферы. В нем наблюдантся не просто смещение живого и неживого компонентов п-ды, но и их взаимодействие в рамках почвенной экосистемы. Главное назначение этой экосистемы – обеспечение круговорота в-в в биосфере. Круговороты: осн-х круговоротов в-в в п-де 2: большой (геологический) и малый (биогеохимический). Большой обусловлен взаимод-ем солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение в-ва между биосферой и более глубокими горизонтами земли. Большой круговорот-это и круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу. Влага, испарившаяся с пов-ти МО, переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подземного стока. Малый круговорот, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого в-ва из неорганических соединений в процессе ф-за и в превращении органического в-ва при разложении вновь до неорганических соед-ний. Этот круговорот для жизни биосферы – главный, и он сам я/я порождением жизни. Главным источником энергии круговорота я/я солнечная радиация, которая порождает фотосинтез. В ряде экосистем перенос в-ва и энергии осуществляется преимущественно посредством трофических цепей. Такой круговорот обычно называют биологическим. Он предполагает замкнутый цикл в-в, многократно используемый трофической цепью. В биохимических круговоротах следует различать две части: 1Резервный фонд-огромная масса движущихся в-в, не связанных с организмами. 2Обменный фонд-значительно меньший, но весьма активный, обусловленный прямым обменов биогенным в-вом м/у орг-мами и их непосредственным окружением. В биосфере можно выделить: 1.Круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере (циклы углерода, азота и кислорода). 2.Осадочный цикл с резервным фонфом в земной коре (циклы фосфора, серы). Человечество – часть биомассы биосферы – долгое время находилось в непосредственной зависимости от ОПС. С развитием мозга ч-к сам становится мощным фактором дальнейшей эволюции на Земле. Овладение ч-ком зазличными формами энергии способствовало значительному изменению земной коры и биогенной миграции атомов. Ч-к оказал непосредственное влияние на природу созданием каналов, водохранилищ, изменением русла рек и т.д. Эти новообразования повлияли на климат. Деят-ть чел-ва сказывается и на изменении состава атмосферы, рек и океана. Зеленый покров Земли и кол-во животных уменьшается. Чел-во овладело громадной энергией и техникой, что привело не только к улучшению жизни, но и к отрицательным последствиям. Чел-во стало главнейшей силой, изменяющей процессы в биосфере. Всемирная история свидетельствует о том, что человечество не всегда разумно использовало находящиеся в его распоряжении виды энергии. Оно вело опустошительные войны, неправильно и порой преступно относилось к природе. Не зная многих зак-тей п-ды, нарушая их, ч-к часто не представляет губительных последствий своей «победы» над п-дой. Истощение почв превращает страну в пустыню. Истребление лесов вызывает иссушение, распыление и эрозию почв. Лес задерживает ветры и испарением воды смягчает климат. Вместе с тем лес замедляет таяние снега, и талая вода постепенно увлажняет поля, восполняет грунтовые воды. Вследствие этого в реках сохраняется постоянный уровень воды и весной не бывает наводнений. Особенно нужны леса в горах. Переплетенные корни деревьев предохраняют почву от размыва, задерживают потоки, препятствуют образованию оврагов. Односторонне осуществляемые изменения в природе приводят к отрицательным последствиям. В настоящее время во всем мире возникла крайняя необходимоть наладить разумное развитие производств, потребления энергии и использование п-дных богатств, не нарушая зак-тей, существующих в биосфере. Ноосфера. Появление человеческого общества, под влиянием которого в совр-ных условиях происходит дальнейшая эволюция биосферы, приводит к изменению качественного состава самой биосферы, к её переходу в ноосферу. Под ноосферой или сферой разума понимают сферу взаимодействия природы и общества, в котором разумная деят-ть людей становится главным, определяющим фактором развития.

53). Строение прокариот. К прокариотам относят бактерии и сине-зелёные водоросли (цианеи). Строение бактерий. Клеточная стенка придает бактериальной клетке определенную форму, защищает её содержимое от воздействия неблагоприятных условий среды и выполняет ряд других функций. Основу составляет особое в-во – муреин (полисахарид в соединении с несколькими АК-тами). Многие виды бактерий окружены слизистой капсулой, которая служит доп защитой для клеток. Бактерии часто снабжены органиодами движения – жгутиками. У одних бактерий они расположены на одном конце клетки, у других – на двух или на всей поверхности. Плазматическая мембрана по структуре и ф-циям не отличается от мембраны эукариотической клетки. У некоторых бактерий плазмалемма способна образовывать впячивания внутрь цитоплазмы, называемые мезосомами. На складчатых мембранах мезосом находятся О-Вные ферменты, а у фотосинтезирующих бактерий – и соответствующие пегменты, благодаря чему мезосома способна выполнять ф-ции митохондрий, хлоропластов и др органелл, а также участвовать в фиксации азота. В цит-ме имеется около 20 тысяч рибосом и одна крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК. Кроме того, у большинства видов бактерий в цит-ме имеются еще и мелкие кольцевые мол-лы ДНК, называемым плазмидами. Мембранные структуры (органеллы) у бактерий отсутствуют. Зап в-ва – полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера. По форме и особенностям объединения клеток различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные (кокки), прямые палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спирально изогнутые (спириллы) и др. Кокки, сцепленные попарно. Получили название диплококки, соединенные в виде цепочки – стрептококки, в виде гвоздей – стафилококки. По типу питания бактерии делят на 2 группы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные синтезируют органические в-ва из неорганических. В зав-ти от того, какую энергию исп-ют автотрофы для синтеза органических в-в, различают фото- (зеленые и пурпурные серобактерии) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии б/цв серобактерии и др.). Гетеротрофные бактерии питаются готовыми орг в-вами отмерших остатков (сапротрофы) или живых растений, животных и ч-ка (симбионты). К сапротрофам относятся бактерии гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие соединения, вторые – углеродсодержащие. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности. Бактерии размножаются путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение мол-лы ДНК. Почкование встречается как исключение. У некоторых бактерий обнаружены упрощенные формы полового процесса (кишечная палочка). Напоминает конъюгацию, при которой происходит передача части генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте. После этого клетки разъединяются. Кол-во особей в рез-те остаётся прежним, но происходит обмен наследственным материалом. Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий, у которых известны 2 типа спор: эндогенные, образующиеся внутри клетки и микроцисты, образующиеся из целой клетки. При образовании спор (микроцист) в бактериальной клетке уменьшается кол-во свободной воды, снижается ферментативная активность, протопласт сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры обеспечивают возможность переносить неблагоприятные условия. Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100^оС и охлаждение почти до абсолютного нуля. В благопр условиях споры набухают и прорастают, образуя новую вегетативную клетку бактерий. Структура генома бактерий: 1.Кольцевая мол-ла ДНК (нуклеоид). 2.Плазмида – дополнительная внехромосомная мол-ла ДНК. По объему меньше, чем нуклеоид. Если она включена в хромосому, то она называется эписомой. Плазмида содержит участки – модули: 1.Репликативный (отвечает за репликацию). 2.R-модуль (резистентность) – невосприимчивость к антибиотикам. 3.F-модуль (фертильность) – способность образовывать половые ворсинки (F⁺ – муж). 4.Col-модуль отвечает за синтез колицинов – белков, которые обеспечивают устойчивость к собственным антибиотикам. Значение: благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация орг в-в отмерших растений и животных. Азотобактер и клубеньковые бактерии способны связывать свободный молекулярный азот. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных молочных продуктов, способствуют консервированию. Отрицательная роль пренадлежит болезнетворным бактериям: возбудитель чумы, сибирской язвы, туберкулеза, брошного тифа, дизентерии, гонореи. Строение цианобактерий. Это микроскопические одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы различной морфологической структуры. У ряда нитчатых имеются гетероцисты – специализированные клетки с сильно утолщенными б/цв-ми двухслойными оболочками, принимающие участие в процессах размножения и фиксации атмосферного азота. В цитоплазме расположены фотосинтезирующие мембранные струтуры и пигменты: хлорофилл а, каротиноиды и фикобилины. Благодаря такому разнообразию пигментов цианобактерии способны к поглощению световых волн различной длины и могут обитать на больших глубинах морей и океанов. Основной запасной углевод – гликоген. Размножаются только бесполым путем. Значение: обогащают почву органикой и азотом, я/я кормом для зоопланктона и рыб, используются для получения ряда ценных веществ, продуцируемых ими в процессе жизнедеятельности. Отдельные виды могут применяться в пищу.

54). Эколог-я генетика и мультифакторные болезни человека. Патологии в зав-ти от роли ген-их и экол-их факторов. В их этиологии выделяют гр болезней с наследственной предрасполож-ю – мультифакторные заболевания. Практически все расспрос-ые заболевания, в т.ч. почти все онкол-кие связаны с неблаг-ми факторами среды к которым также отн-ся курение и продукты питания. Любые чужеродные вещества, включая фармпрепараты, поступающие в организм, называют ксенобиотиками. Попадая в организм, ксенобиотики подвергаются ферментативному воздействию, т.е процессам дезактивации и детоксикации. Гены, детерминирующие р-цию организма на поступившие ксенобиотики, наз-ют генами "внешней среды". 2 гр генов – гены-"триггеры" – контр-ет синтез белков, к-е играют ключевую роль в механизмах активации ест-х метаболитов (нр, АК-т). При нарушении функций генов-"триггеров" увел-ся возможность тяжелых мультифакторных болезней, таких как остеопороз и др. поэтому эти гены называют генами предрасположенности. К 3 гр генов предрасп-ти отн-ся гены рецепторов, т.е. тех мембранных белков, которые контролируют поступ­ление в-в в кл, в т.ч. ксенобиотиков и инфекционных агентов. Гены "внешней среды", гены-"триггеры" и гены рецепторов со­ставляют 10 - 20% от всех генов. Аллели этих генов обычно не приво­дят к летальному исходу для эмбрионов и новорожденных, но предрас­полагают к различным заболеваниям. Отсюда и название – гены пред­распол-ти к мультифакторным забол-ям. Биотрансформация и детоксикация ксенобиотиков. Многие ксенобиотики, попадая в организм, не оказывают прямого эффекта, а подвергаются различным превращениям – биотрансформа­ции. Биотранс-ция – это энзиматическое превращение жирорас­творимых экзогенных или эндогенных соед-ий в водорастворимые метаболиты, которые легко можно вывести из организма. Принято выделять 3 фазы биотрансформации: активацию (фаза I), детоксикацию (фаза II) и выведение (фаза III). Фаза I – активации (модификации) обеспечивается целым ком­плексом ферментов: цитохромами, эпоксидгидролазой, эстеразой, алкогольдегидрогеназой и др. Фермен­ты фазы I осущ-ют активацию ксенобиотиков с образованием активных промежуточных электрофильных метаболитов, нередко весьма токсичных. Например, ксенобиотик хлороформ может превратиться в сильнейший яд – фосген, а промежуточные продукты модификации лекарства парацетамола могут нарушить работу почек и печени. Фаза II – детоксикация. С помощью ферментов гидролаз и трансфераз происходит нейтрализация (детоксикация) гидрофильных и зачастую токсичных продуктов фазы I. Ферменты эти нах-ся во всех клетках организма, в отличие от ферментов фазы I, которые локализованы, в основном, в печени, ЖКТ и легких .Функционируя при любых путях поступления, ксенобиотики, ферменты фазы II осущ-ют детоксикацию и нередко исправляют ошибки I фазы. С пом-ю разл-х трансфераз и гидролаз (глутатионтрансферазы, сульфотрансферазы, ацетилтрансферазы и др.) токсичные промеж-ые продукты фазы I превр-ся в полярные, водорастворимые, нетокс-ые соед-я, к-е м/б выведены из организма. Большинство этих ферментов нахо­дится в гиалоплазме, а также в мембранах ЭПС и митохондрий. В качестве примера приведем схему детоксикации бензпирена активного канцерогена, одного из компонентов табачного дыма. В фазе I проканцероген бензпирен (ВР) превращается системой цитохромов в гидроксил-ВП и частично в ВР-7,8-диол, которые с по­мощью ферментов фазы II могут инактивироваться и выводиться из организма. Однако ВР-7,8-диол, взаимодействуя с зпоксидгидролазой, может превращаться в ВР-7,8-диол-9,10-эпоксид. Это вещество облада­ет выраженными канцерогенными свойствами, связывается с ДНК, ак­тивируя протоонкогены или инактивируя гены-супрессоры опухолево­го роста, и м/б причиной возникновения рака. Ферменты системы детоксикации обладают следующими свойст­вами: 1.Низкая специфичность к субстрату, т.е. способность метаболизировать разные химические соединения, даже совершенно новые для организма. 2.Высокий биох-ий и функц-ый полиморфизм, т.е. наличие множества изоформ ферментов, что, видимо, и опред-т высокие адаптивные возможности человека. 3.Активность ферментов усиливается при действии специфиче­ских субстратов. 4.Одновременное поступление нескольких субстратов может привести к сбою в работе ферментов. 5.Наибольший эффект достигается при сопряженном, гармоничном действии ферментов I и II фазы. Фаза III— эвакуация (выведение). На этой стадии происходит выведение из организма продуктов детоксикации через систему органов: легкие, почки, кишечник. Важная роль принадлежит белку плазмы крови – альбумину, который связыва­ет и транспортирует различные продукты детоксикации. Биотранс-я ксенобиотиков играет ключевую роль в меха­низмах адаптации организма к факторам внеш-й среды. В этих процессах участвуют более 200 различных ферментов, гены которых, на­зываемые "генами внешней среды", весьма полиморфны. Ген-ий полиморфизм "генов внешней среды" опред-ет уникальную р-цию каждого человека на повреждающие хим-е ф-ы внешней среды, включая лекарства. Нарушение норм-го протекания фазы I – активации и фазы II – детоксикации обусл-ет проявление пред­расп-ти у нек-х людей к различным мультифакторным забол-ям. Деления генов предрасп-ти на гены детоксикации, гены рецепторов и гены-триггеры условны. Все эти гены вовлечены в общие генные сети, и нарушение работы одного звена м/б причиной сбоя в работе других генов, что влечет за собой различные патологии. Гены-триггеры, код-щие белки многих метабол-х р-ций, у нек-х лиц могут нах-ся в таких аллельных сост-х, кот-е приводят к невосприимчивости того или иного пищ. продукта. Нр, непереносимость молочного сахара – лактозы, связана отсутствием в кишечнике ферментов лактаз.

55). Беспозвоночные животные. П/цар-во простейшие. Тип Саркомастигофоры. П/тип Жгутиконосцы (эвглена зел. трипонозома – параз. крови жив, чел., вызыв. сонную болез., распр. в Ю.Ам, Индонезии; лейшмания). П/тип Саркодовые. 1.Кл. Корненожки (амеба об. кишечная) 2.Кл. Лучевики (солнечники) – морск. планктонные. 3.Кл. Солнечники прес., морск. Тип Апикомплексы. Кл. Споровики (Грегарина – параз. б/п жив.) Тип Инфузории. Б-во свободножив-е морск., прес., реже – симбионты (Отр. Энтодиниморфа – жив. в рубце жвач. жив., пит. клетчат-ой и бакт., способ-ют переварив. и служат источником доп-х белков), параз. П/цар-во Многокл-е, Тип Губки – неподвиж. прикреп. жив., чаще в морях, реже – в прес.; пища поступ. ч-з поры с током воды. 3 класса: Известковые, Стеклянные (промысел в Яп.), обык-е. Б-во – актив. биофильтры, освоб-ют воду от взвеш-х орг. и мин. в-в. Тип Кишечнополостные –г.о. морск. жив, реже –прес., ведут сидяч., плав. о. ж.1.Кл. Гидроидные (Гидра стебельчат., Обелия – колон. пред-ль). 2.Кл. Сцифоидные (Аурелия), 3.Кл. Кораллов. полипы (Актиния). Поглощ. взвеш-ю орг-ку, кораллов. полипы уч. в кругов. Са и в образ. осадоч. пород, засоленных медуз в Кит, Яп. исп. в пищу, кораллов. известняки – строит. мат-л, источ. извести. Из веток кораллов – ювелир. изд. Тип Плоские черви. 1.Кл. Ресничные (планарии) – преимущ. свободножив-е, реже – параз. В морях, прес., почве. Молочно-бел. планария. 2.Кл. Сосальщики – эндопараз. Печеноч. сос-к (параз. КРС), Кошачья двууска. 3.Кл. Ленточные – специализ. эндопараз., раз-ся со сменой хоз. Свиной, Бычий цепень, Широкий лентец (параз. чел., собак, дик.жив). Тип Круглые. 1.Кл. Нематоды (Власоглав, Аскарида чел., Острица дет.). 2.Кл. Коловратки (К.планктонная, К.сидячая). Тип Кольчатые. 1.Кл. Многощетинк-е (Пескожил), 2. Кл. Малощетинк-е (дождевой червь). 3.Кл. Пиявки (П. мед., рыбья, больш., малая ложноконск). Круп. дожд. червей в Ю. Ам., Афр., Аз. употреб. в пищу, дожд. черви способствуют ускор. проц. гумусообраз-я, минер-ции почвы, разрыхл. Почву, структ-ют ее, подним. на поверх. обедненную орг-ой почву. Мед. пиявка – гирудотерапия. Конская – опас. для жив., попадая в носоглотку при водопое, вызыв. удушье. Тип Моллюски. В морях, пресных, на суше. Ползает, зарыв-ся в грунт, прикреп-е, актив. плав-е, параз. 1.Кл. Брюхоногие (живоротка речн., лужанка болот.). 2.Кл. Двустворчатые (мидии, устрицы, гребешки). 3.Кл. Легочные (Виноград. улитка – вред-ль винограда, прудовик. об., малый, катушка рогов). 4.Кл. Головоногие (осьминог, каракатица). Исп. в пищу, раков. – украш-я, жемчуг, промеж. хоз. сосальщиков, биофильтры, уч. в мин-ции и разруш. орг. остатков, поедая детрит и вод., ими пит-ся мн. жив., каракатиц и нек. осьминогов добыв. для получ. чернильн. жид. Тип Членистоногие. 1.Кл. Ракообразные – заним. все типы водоемов. Актив. плав-е, полз-е, нек. планктон-е, неподвиж. (морск. уточки, желуди), на суше (мокрицы, нек. крабы), параз. водных б/п, рыб (отр.Карпоеды). Исп. в пищу (креветки, крабы, лангусты). Развод. мелк. рачков в корм рыбам. Основ. пища для рыб, китов (дафнии, каланусы, циклопы). 2.Кл. Паукообразные – назем. (скорпион, пауки), вторичновод-е, параз. жив. и раст. (перьевые клещи пт., иксодовые клещи). Яд. укусы скорпионов, каракурта. Пауки игр.+ роль в рег. числ-ти растительнояд-х насек. 3.Кл. Насек. Отряды Стрекозы (коромысло, бабки), Тараконовые (рыж.домов., чер., амер.), Термиты (Ср.Аз, Д.В.), Прямокрылые (саранча, кузнечик, медведки), Вши, Равнокрылые (тля, цикады), Клопы (водомерки, гладыши – хищ.,Постельные), Жесткокрылые (майский, колорадский, короеды, златки), Перепончатокрылые (пчелы, осы, муравьи, шмели), Двукрылые (комары, слепни, мухи, оводы), Ручейники (биоинд-р загряз воды), Чешуекрылые (крапивница, орденская лента, аполлон, белянки). Прод. пчеловод-ва, шелк (гус. шелкопрядов), вред-ли (колорад., листоеды, хрущи, гус. яблонной моли), нашествия саранчи, вред-ли зерновых запасов (мучной хрущак, зерновая моль, амбар. долгоносик), параз., перносчики заболев. (маляр. комар, блохи, вши, тараканы, слепни), вред древесных построек (термиты, точильщик), опылители (шмель – клевер), науч. цели (дрозофила), развед. для перераб. орг-х отходов (муха дом., навоз.), источ. пит-я для круп. жив., сапрофаги (термиты, короеды, мн.жуки). Важн. фак. в рег. числ-ти раст. и жив. и иглокожие. Тип Иглокожие – морск. жив, вед-е прикреп. малоподвиж. о.ж. Морские звезды, лилии, ежи, огурцы. Вымерш. ежи вход. в сос-в извест-х осад. пород, их икра исп. в пищу, ими пит. крабы, звезды, нек. рыбы., лилии уч. в очистке от орг. загряз-ей.

56).Тип Хордовых объед. жив., разнообр-х по внеш. виду, о. ж. и усл. обит. Географ. распр. по всей З. 40 тыс. видов. П/тип Бесчерепные. Ланцетник. – искл. морск. жив. П/тип Позвоночные. 1.Кл. Круглоротые (миноги и миксины – пит-ся рыбами, присасываясь к ним, морск., речные проход-е), 2.Кл. Хрящевые рыбы (акула-людоед, , акула-молот, отр. Катранообразные – печень исп. в мед., исп. шкуру, съедоб. мясо; скаты: гиг. морск. дьявол – мясо сод. мн. жира, морской кот – печень сод. жир; отр. Химерообразные. Малочисл. Промыслов. знач.не им.). Распр. во всех морях, кр. Касп., нек.- в реках. 3.Кл. Костные рыбы. Во всех водах З. Отряды Осетрообраз-е (О.рус.-Чер., Касп. моря, О. амур., Северюга-Касп., Чер., Ахзов. моря; промысел), Сельдеобраз-е (С.тихоок-я, Сардинелла, евр. шпрот, евр. анчоус – цен. корм для сельдей, скумбрий); Лососеобраз-е (Л.тихоок., горбуша, форель, таймень – о.Байкал, сиб реки); Щукообраз-е, Сомовые, окуневые (судак – касп., чер. моря, меч-рыба), Колюшкообраз-е (моск. конек, морск. иглы. Яп.,Чер, Касп.). Рыбы пит почти всеми водными жив-ми орг-ми от планктона до круп. позв. 4.Кл. Земноводные. Отряды Безногие. Б-во ведут подзем. о.з. Троп.червяги; Бесхвостные (лягушки, жабы, квакши). В основ. сухопут. Сем. Пиповые – водные, роющие, древес. (яванская лет-я ляг.); Хвостатые ( Яп. гиг. саламандра—востАз., гребенч. тритон, амер. протей). Оцепен. при 8 гр., при 2гр.-смерть. 5.Кл Пресмыкающиеся. Засел. все Клим. зоны за иск.л Аркт и антаркт. Змеи в +10 стан. малоактив., при +6 перест. двиг., +3 впад. в оцепен. Назем. (ящ), подзем. (круглоголовка), жив на дер-х (хамелеон), полувод. (крокодил), вод. Встреч. в песчаных, глинист., каменист. пуст., в зарослях травы(змеи), в лесу(геккон),на болотах. Отряды: Черепахи (болтная – в РБ,, суповая-числ-ть сокращ., галапогоская – Ю.Ам., Афр., Аз.); Крокодилы (Кит. аллигатор, чер. кайман-опас. для чел., нильский крокод.), Клювоголовые (гаттерия-вымерш.), Чешуйчатые (степ. геккон, игуаны, зел. ящ., Сер. варан – Афр., Аз., удав, питон, ужи,).6.Кл Птицы. Распр. везде. Встреч. на выс. до 2 тыс.м над ур. моря, грифы-7 тыс, колибри 4-5 тыс. Нек пт. погруж. для добыв. корма на глубин. до 20 м(пингвины,гаги,бакланы), предел Рассел. опред. усл темп-ры, т.к пищи стан. меньше. Знач. им. свет. усл, б-во днев., ноч. пт. немн.(филин, сычи,киви).Сп-ть пт. к полету позв. заселять места, где усл. более благ. в дан. вр. года. Отряды: Пингвинообраз-е (королевский, императорский), Афр. страусы, Бескрылые страусы (киви), Гагарообраз-е (чернозобая, белоклювая), Пеликанобраз-е (П.розов., больш. баклан), Аистообраз-е (Афр. марабу, бел. аист, сер. цапля), Гусеобраз-е (Лебедь-кликун, сер. утка, об. гага, сер. гусь)… 7.Кл Млекопитающие-вср-ся повсем. Экол типы: лесные - белки, ленивцы, мн. обез., откр м.о. – копыт., тушканчики, сусл., подзем. -крот,слепыш; водные- выдра, ластоногие, полувод.-ондатра, бобр,нутрия, летающие белка, сумчатая летяга. По роду пищи дел. на плотояд. (кошки, бел. медв.), растительнояд.(обез.,копытные). Отряды: Однопроходные (ехидна, утконос) Сумчатые (опоссум, сумч. волк, кенгуру), Насекомоядные

(ежи, кроты), Приматы (лемур, долгопят, горилла, орангутанг), Зайцеобраз-е (беляк, русак, дик. кролик), Грызуны (белки, бурундуки, суслики, бобры, крысы, мыши), Хищные (песцы, волк, медведи, соболь, тигр), Ластоногие (тюлени: котик, морск.лев,гренланд. тюлень; моржи); Китообраз-е (бел.дельфин, кашалот, син.кит) Почти все дом. жив относ. к хордовым. Среди них есть жив., исп-е для получ. прод. пит., для транспорта, сторожевых, спортивных и др целей. Доб. дик. жив. позв. получ. мясо, кожу, жир, пушнину. Опыл. раст, распр семена. Ч-з норки и ходы к корням раст поступ. возд. и вода. Воздействие человека на живую природу складывается с прямого влияния и косвенной смены природной среды. Одна с форм прямого воздействия на растения: рубка лесов, сбор ценных и лекартсвенных видов растений, вытаптывание; на животных – истребление, переселение (мангуст, завезенный на Антильские о-ва для борьбы с грызунами, стал вредить гнездящимся на земле птицам и явился распространителем бешенства). Косвенное влияние связано с изменением среды обитания: при вспашке земель, вырубке лесов, осушении болот, строительстве плотин и городов, загрязнении ОС. Положительное влияние человека на растительный и живой мир заключается в их охране, организации ООПТ: национальные парки, заповедники, заказники, а также отдельные памятники природы. Решение проблемы сохранения видового разнообразия заключается в охране редких и исчезающих видо, занесении их в красные книги, создании ООПТ. В ряде случаев приостановить снижение численности вида в его природной среде обитания невозможно или затруднительно. Тогда представители этого вида сохраняются в искусственных условиях: ботанических садах и дендрариях, в зоопарках, в хранилищах семян, в виде замороженных образцов (почек) и тканево-клеточных культур (мериклонов). В дальнейшем размноженные редкие растения и животные могут выпускаться в их природную среду обитания. Национальные парки – это охраняемые территории, на которых охрана сообществ сочетается с мерами по их восстановлению, с научной работой, а также контролируемым доступом туристов и отдыхающих. В национальных парках проводится пропаганда охраны природы и другие воспитательные мероприятия (Аслыкуль, Нугуш). Заповедники – это охраняемые территории, на которые доступ посторонних лиц запрещен. При абсолютном заповедном режиме ограничен доступ даже научных работников. При более мягких режимах допускается ограниченное природопользование: выпас скота, сенокошение, заготовка хвороста. Заповедники служат базой для охраны как целостных сообществ и ландшафтов (ландшафтные и биосферные заповедники: Кавказский, Окский), так и отдельных видов (специализированные заповедники: Беловежская пуща – для охраны зубра). Заказники – это охраняемые территории, созданные для зашиты отдельных видов растений и животных (Журавлиная родина (Московская обл., Кунгак -РБ)). Памятники природы – это отдельные уникальные объекты живой и неживой природы (например, старые деревья, рощи: Капова пещера, Салаватская пещера, Иремель). Вымершие животные: тыласин – тасманский сумчатый тигр; зебра квагга (погубило этих зебр – их очень прочная, жесткая шкура); Байцзи – китайский речной дельфин (люди заполонили их ареал обитания грузовыми судами, очень загрязнили реку); золотая лягушка; странствующий голубь; сумчатый вол; моа. Вымершие растения: кустарник Asterolasia buxifolia, достигающий двух метров в высоту, трава Rhaphidospora cavernarum высотой около полутора метров, Teucrium ajugaceum. На грани вымирания: растения (лилия кудреватая, гроздовник простой, живучка пирамидальная, лук медвежий, восковник болотной, лотос орехоносный, солнцесвет арктический, бересклет карликовый, женьшень настоящий, ландыш майский, кувшинка белая, кубышка желтая и т.д.); животные (японский журавль, тупик, суматранский носорог, горная горилла, большая панда, очковый медведь, лемур ай-ай, синий кит, гепард, зеленая черепаха, белый медведь, морж. В РБ для охраны растительного и животного мира созданы около 28 заказника: 13 охотничье-промысловых, около 12 заказника лекарственных растений; 3 заповедника (Шульган-таш – для сохранения башкирской бортевой пчелы, Южно-Уральский, Башкирский). Правительством РБ было издано постановление "Об утверждении исков и такс для исчисления размера взысканий за ущерб, причиненный животному миру Республики Башкортостан", а также утвержден список редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений, занесенных в Красную книгу республики. В него вошло более ста видов животных и птиц, более 70 редких растений. Самую большую сумму штрафа, в 50 МРОТ, придется уплатить за незаконный отстрел марала, бородатой неясыти, серого журавля, половину этой суммы - за незаконную добычу лебедя, осоеда, подорлика, кроншнепа, норки и сурка. Программа "Сохранение редких и исчезающих видов животных и растений" предполагает мероприятия, направленные на восстановление популяции родиолы иремельской в горно-лесной зоне республики, на организацию центра спасения конфискованных и попавших в бедственное положение редких и исчезающих видов животных.

57). Системная экология - наука, которая занимается описанием принципов, упрощений и абстракций, к которым необходимо научиться сводить многообразие реального мира природы, прежде чем приступить к построению его математических моделей. Системный подход в экологии заключается в переводе физических или биологических представлений о любой системе в ряд математических зависимостей и операций над полученной таким образом математической системой. Системный подход к решению проблем включает следующие этапы: отыскание возможных вариантов решения; определение последствий использования каждого из возможных вариантов решения; применение объективных критериев, которые указывают, является ли одно решение более предпочтительным, чем другие. При этом не предполагается,что используемые способы выбора решений являются единственными. Основным методом исследований в «системной экологии» является системный анализ, которыйпредставляет собой синтетическую дисциплину, разрабатывающую способы исследования разнообразныхсложных систем или ситуаций при нечетко поставленных целях (критериях).1.Выбор проблемы. Специалисты по системному анализу должны хорошо вникнуть в проблему и начать работать над ее решением. Это требует большой интуиции, практического опыта, воображения и того, что называется «чутьем».2.Постановка задачи и ограничение ее сложности. Требуется упростить задачу настолько, чтобы она скорее всего имела аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения.3.Установление иерархии целей и задач. В такой иерархии необходимо определить приоритеты различных стадий и соотнести их с теми усилиями, которые необходимо приложить для достижения поставленных целей.4. Выбор путей решения задач. Каждая конкретная задача обычно может быть решена более чем одним способом, поэтому исследователь может обычно выбрать несколько путей решения проблемы.5.Моделирование. Это построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя. Модель представляет собой абстрактное и упрощенное описание некоторой системы.6. Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели. Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно придется вернуться к этапу моделирования, но часто удается улучшить модель, незначительно модифицировав исходный вариант. Обычно необходимо также исследовать «чувствительность» модели к тем аспектам проблемы, которые были исключены из формального анализа на втором этапе, т.е. когда ставилась задача и ограничивалась степень ее сложности.7.Внедрение результатов Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах.

Применение системного анализа в экологии. Системный анализ включает несколько этапов.

1.Выбор проблемы. Специалисты по системному анализу должны изначально выбрать актуальную по их мнению на данный момент проблему, хорошо вникнуть в нее и начать работать над ее решением. Это требует большой интуиции, практического опыта, воображения и того, что называется «чутьем».

2.Постановка задачи и ограничение ее сложности. На данном этапе ставится задача(чи), которые необходимо решить при изучении данной проблемы. Причем требуется упростить задачу настолько, чтобы она скорее всего имела аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения.

3.Установление иерархии целей и задач. Иерархии необходима для определения приоритетов различных стадий и возможностей соотнесения их с теми усилиями, которые необходимо приложить для достижения поставленных целей.

4. Выбор путей решения задач. Каждая конкретная задача обычно может быть решена более чем одним способом, поэтому исследователь может обычно выбрать несколько путей решения проблемы. Как правило, опытному специалисту по системному анализу сразу видны семейства возможных решений конкретных задач.

5.Моделирование. Это построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя. Модель пред­ставляет собой абстрактное и упрощенное описание некоторой системы.

6.Оценка возможных стратегий. Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели. Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно придется вернуться к этапу моделирования, но часто удается улучшить модель, незначительно модифицировав исходный вариант.

7.Внедрение результатов Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах.

В экологических исследованиях и других приложениях системного анализа, как правило, решение различных проблем и разработка моделей связаны с анализом множества переменных. Такие модели называются «многомерными», и они связаны с методами, которые в совокупности именуются «многомерным анализом».

Многомерные методы - методы статистического анализа, применяемые для анализа данных, если для оценки каждой единицы выборки используется две или больше переменных, которые анализируются одновременно. Выделяют несколько таких методов.

Линейный корреляционный анализ. Корреляционный анализ – анализ при котором изучается сопряженная изменчивость двух или нескольких признаков. Работа по проведению корреляционного анализа связана с построения корреляционных решеток. Математической мерой корреляции двух случайных величин служит коэффициент корреляции. Значение коэффициента корреляции заключено в пределах от -1 до 1. Положительное значение коэффициента указывает, что У имеет тенденцию возрастать совместно с Х, отрицательное наоборот – У уменьшается с возрастанием Х.

Экстремальное значение (-1 или +1) соответствует полной линейной зависимости между Х и У.

Регрессионный анализ — статистический метод исследования зависимости между зависимой переменной Y и одной или несколькими независимыми переменными X1,X2,...,Xp. Независимые переменные иначе называют регрессорами или предикторами, а зависимые переменные — критериальными. Регрессионный анализ в отличие от корреляционного анализа не используется для определения наличия связи между переменными, поскольку наличие такой связи и есть предпосылка для применения анализа. Терминология зависимых и независимых переменных отражает лишь математическую зависимость переменных, а не причинно-следственные отношения.

Дисперсионный анализ. Это анализ, который позволяет устанавливать не только степень одновременного влияния на признак нескольких факторов и каждого в отдельности, но также их суммарное влияние в любых комбинациях и дополнительный эффект от сочетания разных факторов. В зависимости от числа учитываемых факторов дисперсионный анализ может быть одно-, двух, трех- и многофакторным. Идея дисперсионного анализа заключается в разложении общей дисперсии случайной величины на независимые случайные слагаемые, каждое из которых характеризует влияние того или иного фактора или их взаимодействия.

Цель системного анализа состоит в том, чтобы помочь выбрать правильную стратегию при решении практических задач в области экологии. Структура этого анализа направлена на то, чтобы сосредоточить главные усилия на сложных и,крупномасштабных проблемах, не поддающихся решению более простыми методами исследования, например наблюдением и прямым экспериментированием. Сложность экосистем, однако, не ограничивается наличием разнообразных взаимодействий между организмами. Живые организмы сами изменчивы – это одна из важнейших их особенностей. Эта изменчивость может проявляться либо при взаимодействии организмов друг с другом (например, в процессе конкуренции или хищничества), либо в реакции организмов (коллективной или индивидуальной) на условия окружающей среды. Она может заключаться в изменении скорости роста и воспроизводства или даже в различной способности к выживанию в сильно различающихся условиях. Когда к этому добавляются происходящие независимо изменения таких факторов среды, как климат и характер местообитания, исследование и регулирование экологических процессов и экологических систем превращаются в трудную задачу. В результате анализ даже относительно неизменной экологической системы весьма сложен. Традиционная стратегия эколога в таких условиях состоит обычно в том, что он обращает свое внимание на малые подмножества реальной проблемы. Так, многие исследователи ограничивались анализом поведения отдельных организмов в относительно простых местообитаниях, либо конкуренции между двумя или тремя видами. Особенно популярный тип исследований – это анализ отношений между одним хищником и одной жертвой.

Из-за внутренней сложности экологических взаимосвязей, характерной для живых организмов изменчивости и очевидной непредсказуемости результатов постоянных воздействий на экосистемы со стороны человека, экологу необходимо упорядочить и логически организовать свои исследования, которые уже выходят за рамки последовательной проверки гипотез. Прикладной системный анализ дает возможную схему такой организации – схему, в которой экспериментирование является составной частью процесса моделирования системы, так что сложность и изменчивость сохраняются в той форме, в которой они поддаются анализу. Специалисты по системному анализу не объявляют свой подход к решению сложных проблем единственно возможным, но считают, что это самый эффективный подход. Если бы был иной, они бы им воспользовались.Многие семейства моделей, которые применяются в системном анализе экологических систем, являются моделями функционального и детерминистского типа, полученными из причинно-следственных отношений физики, а математический аппарат, используемый для описания этих моделей, есть не что иное, как традиционная прикладная математика, которая, строго говоря, является математикой, примененной к физике.Однако не все экологические отношения являются отношениями такого типа. Из-за изменчивости организмов и местообитаний, взаимоотношений животных трудно применять методы прямого исследования и экспериментирования, и необходим более сложный математический аппарат стохастических и вероятностных связей, чтобы моделировать изменчивость биологических процессов и связи между переменными, которые зависят от ряда независимых факторов (температуры, кислорода, солености, влаги для почвы и т.д.).

58). Моделирование - это построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя. Модель пред­ставляет собой абстрактное и упрощенное описание некоторой системы. Возможные цели моделирования:

• познание окружающего мира;

• создание объектов с заданными свойствами;

• определение последствий воздействия на объект и принятие правильного решения;

• эффективность управления объектом или процессом.

Чаще всего математиче­ские модели строят для предсказания изменений системы во времени. Даже неспособность модели предсказать изменение может оказаться полезной, позволяя выявить недостатки концептуальной схемы, по кото­рой строилась модель. Модели можно оценивать по трем основным свойствам: реалистичности, точности и общности. Реали­стичность — это степень, с которой математические утверждения моде­ли, будучи реализовываться в слова. Точность — это способность модели количественно предсказывать изменения и имитировать данные, на которых она основана. Общность — это число различных ситуаций, в которых модель может работать.

Поскольку экосистемы часто обладают весьма случайными входами, как, например, погода, кажется необоснованным строить модели, дающие детальный прогноз, когда основные входы не могут быть измерены или предсказаны. Таким обра­зом, экологические модели чаще оценивают по их общности и способно­сти указать главное направление исследований, а не по точности коли­чественного прогноза.

В экологии активно применяют несколько видов математических моделей.

Динамические модели - модели, в которых рассматриваются различные параметры биосистем в динамике от времени или другой независимой величины. При использовании системной динамики в моделировании выделяют три главных этапа: во-первых, нужно установить, какое именно динамическое свойство системы представляет интерес и сформулировать гипотезы о взаимодействиях, порождающих данное свойство; во-вторых, компьютерная имитационная модель должна быть построена таким образом, чтобы она дублировала элементы поведения и взаимодействий; в-третьих, когда мы убедимся в том, что поведение модели достаточно близко к поведению реальной системы, мы используем модель, чтобы понять последовательность изменений, наблюдаемых в реальной системе. Трудности динамических моделей заключаются в том, что не всегда легко предсказать поведение даже самых простых моделей. Динамические модели могут быть особенно полезны на ранних стадиях системного анализа сложных экологических систем.

Матричные модели – модели, которые представляют собой одну из удобных форм описания популяционных систем для практических вычислений.

Матрица есть прямоугольная таблица, размером i×j, где i – число строк, j – число столбцов. Каждое из i×j чисел называется элементом. Матрицы бывают нескольких типов: квадратные, единичные, нулевые, симметричные. Матричные модели могут быть применимы для предсказания будущей возрастной структуры популяции самок по известной структуре в настоящий момент времени и гипотетическим коэффициентам выживания и плодовитости.

Имитационное моделирование — это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью с достаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Такую модель можно «проиграть» во времени как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. К имитационному моделированию прибегают, когда:

- дорого или невозможно экспериментировать на реальном объекте;

- невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные;

- необходимо сымитировать поведение системы во времени

Модели теории катастроф. Рассмотрим на примере простейшего тип

катастрофы, которая иллюстрируется на рис. И называется складкой.

Предполагается, что система сначала находится в точке А на нижней ветви

складчатого многообразия. С ростом переменной р переменная х тоже

возрастает, так что система переходит через точку В и достигает точки С.

В данной точке переменная р пересекает особенность S₁, и система

совершает «катастрофический» скачок на верхнюю ветвь многообразия

в точку C’. Дальнейшее возрастание переменной р уводит систему далее

за точку D. Если же переменная р начинает теперь убывать, то система

продолжает следовать вдоль верхней ветви многообразия через точку Е

к точке F. В этой точке переменная р пересекает особенность S₂, и система совершает «катастрофический» возврат на нижнюю ветвь многообразия в точку F’, после чего дальнейшие изменения переменной р ведут систему либо к точке А, либо к точке В до тех пор, пока она вновь не пересечет особенность S₁.

Экологическое пpогнозиpование – это пpогноз pазвития экологической ситуации под воздействием пpиpодных флуклуаций и техногенеза, в соответствии с уpовнями экоменеджмента должен обеспечить пpинятие адекватных локальных, pегиональных или глобальных упpавленческих pешений. Промежуток времени, на который разрабатывается прогноз, называется периодом (временем) упреждения прогноза. В зависимости от динамики pазвития экологической ситуации и степени pиска, вызванного этим pазвитием для пpиpоды и общества, пpогноз может быть кpаткосpочным (до 1 года, опеpативный), сpеднесpочным (до 5 лет, тактический) и долгосpочный (до 20 лет, стpатегический).

Наряду с временем упреждения другой важнейшей характеристикой любого прогноза является его надежность (точность, достоверность).

Поскольку pечь идет о пpогнозе pазвития конкpетных экологических ситуаций, его следует pазpабатывать в опpеделенных теppитоpиальных гpаницах, котоpые, в зависимости от целей и pаспpостpанения возмущающих фактоpов, могут охватывать теppитоpии гоpодов или pайонов, бассейнов pек, ландшафтных пpовинций, моpских акватоpий, госудаpств, континентов и всей Земли в целом.

59). Атмосфера — газовая оболочка Земли. Воздух, лишенный влаги и твердых примесей, у земной поверхности состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и незначительного количества других газов.Атмосферный воздух выполняет сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно хо­лодного космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов. Человек как живой организм может находиться без пищи пять недель, без воды — пять дней, а без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклоне­ние от нормы опасно для здоровья. Именно поэтому проблема загрязнения атмосферного воздуха сегодня приобрела общемировой статус. Под загрязнением атмосферного воздуха понимают поступление в него любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излуче­ний) в количествах, вредных для здоровья человека, живот­ных, состояния растений и экосистем.

По источнику загрязнения выделяют: Естественное загрязнение — вызвано п-дными процессами (вулканическая деятельность, вы­ветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др.); Антропо­генное загрязнение — связано с выбросом различных загрязняю­щих веществ в процессе деятельности человека. По своим мас­штабам оно значительно превосходит первое. Поэтому далее мы будем рассматривать этот вопрос с точки зрения участия человека в процессах загрязнения атмосферы. Физическое загрязнение: 1.Тепловое загрязнение. Особенно проявляется в промышленных центрах и крупных городах. Атмосфера здесь подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в нее поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Причиной являются в первую очередь нагретые газы, которые вырываются из труб промышленных предприятий, выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания, при отоплении домов, а также тепло, исходящее от теплосетей, расположенных на поверхности. Среднегодовая температура атмосферного воздуха над крупными городами и промышленными центрами на 6-7 градусов выше температуры воздуха прилегающих территорий. 2.Шумовое загрязнение. Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Однако сегодня появляется все больше антропогенного шума. Осн источники антропогенного шума — транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия. Наиб шумовое возд-е на ОС оказывает автотранспорт (80% от общего шума). В наст вр на автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное время достигает 90—100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ (предельно допустимый уровень шума для ночного времени — 40 дБ). 3.Электромагнитное загрязнение. На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления. Причиной этому являются искусственные электромагнитные источники излучения. В результате их эксплуатации суммарная напряженность ЭМП в различных точках земной поверхности увеличилась в миллионы раз по сравнению с естественным фоном. 4.Радиоактивное загрязнение в наст вр обусловлено в основном глобально распределенными продуктами испытания ядерного оружия, а также техногенных аварий. С 1945 по 1996 г. США, СССР, Англия, Франция и Китай произвели в надземном пространстве более 400 ядерных взрывов суммарной мощностью около 550 Мт, с выбросом приблизительно 12,5 т продуктов деления радиоактивных элементов. Для сравнения, при взрыве атомной бомбы над Хиросимой мощностью около 20 кт в воздух было выброшено 740 г продуктов деления. Их глобальное количество значительно увеличилось в связи с ядерной катастрофой, произошедшей на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Суммарный выброс радиоактивных продуктов в атмосферу оценивается в 77 кг. Именно атмосфера сыграла основную роль в их распространении. Это привело к загрязнению 80% территории Беларуси, всей северной части правобережной Украины и 19 областей России. Загрязнение затронуло Польшу, Литву, Латвию, Эсто­нию, Финляндию, Швецию, Германию, Австрию, Румынию, Венгрию, Молдову, а также Японию, Филиппины и Канаду. Приземный слой атмосферы загрязняют также газо-аэрозольные выбросы АЭС в процессе их нормальной эксплуатации (изотопы ксенона, криптона и аргона, а также радиоактивный йод).

Химическое загрязнение: основными загрязнителями (поллютантами) атм воз­духа, образующимися в процессе производственной и иной дея­тельности человека, являются: диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. На их долю прихо­дится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей существует еще более 70 наименований вредных веществ, которые сегодня активно загрязняют атмосферу. В наст вр «основной вклад» в общемировое загрязнение атмо­сферного воздуха вносят следующие источники:

Тепловые электростанции. Котельные уста­новки (90% общего выброса по энергетической промышленности в России). При сжигании углей в атмосферу выбрасывается большое количество золы, оксида серы и оксидов азота. Дымовые газы, образующиеся при сжигании мазута, содержат оксид серы и оксиды азота, соединения ванадия и натрия, газообразные и твердые продукты неполного сгорания. Перевод установок на жидкое топливо существенно снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. При сжигании природного (неочищенного) газа в дымовых выбросах также содержатся оксид серы и оксиды азота. Вместе с тем, газовое топливо наиболее экологично. Оно в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.

Автотранспорт. В мире насчитывается около 670 млн автомобилей, которые сжигают огромное ко­личество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Так, в г. Москве на долю автотранспорта приходится 80% от общего количества вы­бросов в атмосферу. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное коли­чество токсичных соединений — бенз(а)пирена, альдегидов, ок­сидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина)). Дизельные ДВС более экологичны в этом плане, но в процессе эксплуатации выбрасывают в больших количествах сажу. Последняя в чистом виде нетоксична, однако ее частицы, обладая высокой адсорбционной способностью, несут на своей поверхности токсичные вещества, в том числе и канцерогенные. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсичных веществ на человека.

Наибольшее количество вредных веществ в составе отрабо­танных газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет сни­зить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

Черная и цветная металлургия. Предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу значительное количество твердых частиц, оксидов серы и оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как фенол, формальдегид, бен­зол, аммиак, мар­ганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. Это составляет 15 % общепромышленного объема выбросов в России.

Предприятия цветной металлургии выбрасывают в атмосферу аммиак, сернистый ангидрид, углекислый и угарный газы, пыль оксидов металлов. Это составляет 20,5 % общепромышленного объема выбросов в России.

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность (около 2% всех промышленных выбросов в России). Предприятия данных отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные га­зы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.).

Экологические последствия локального загрязнения атмосферы. Как известно, человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16—20 000 Гц. Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110— 120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше 130 дБ — разрушительный для органа слуха предел. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость и раздражительность человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т. д. Неблагопр возд-е эл/маг поля проявляется у человека в нарушении эндокринной системы, обменных процессов, функций головного и спинного мозга и др. Воздействие излучения на растения и животных сегодня мало изучено. Влияние радиации на живые организмы еще далеко не изучено, хотя использование ядерной энергии осуществляется человеком уже достаточно давно. Согласно опубликованным в 2000 г. данным, из 860 тыс. человек, участвовавших в ликвидации последст­вий аварии, более 55 тыс. ликвидаторов умерли, десятки тысяч стали инвалидами (большие дозы радиации вызывают необратимое разрушение биомолекул, клеток и тканей). Полмиллиона человек до сих пор проживает на загряз­ненных территориях. Точных данных о количестве облученных и по­лученных дозах обучения нет. Нет и однозначных прогнозов о воз­можных генетических последствиях. Подтверждается тезис об опас­ности длительного воздействия на организм малых доз радиации. В районах, подвергшихся радиоактивному заражению, неуклонно рас­тет число онкологических заболеваний, особенно выражен рост забо­леваемости раком щитовидной железы у детей. Воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серь­езными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO₂), вызывает тя­желое заболевание легких — силикоз. Оксиды азота раздра­жают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболоч­ки, например, глаз, легких, участвуют в образовании ядови­тых туманов и т. д. Широко известно действие на человеческий организм ок­сида углерода (угарного газа). При остром отравлении по­являются общая слабость, головокружение, тошнота, сон­ливость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя 3—7 дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массо­вых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны час­тицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, за­сорять слизистые оболочки. Свинец, ртуть, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекци­ям и т. д.

Многие загрязняющие вещества нередко являются причиной формирования туманной занавесы над городами и промышленными предприятиями (смог). Смог представляет собой смесь аэрозолей жидких и твердых фаз. Выделяют следующие виды смога: Ледяной смог (аляскинский) – возникает зимой и представляет собой смесь пылеватых частиц и кристалликов льда. Влажный смог (лондонский) – возникает зимой и представляет собой смесь пылеватых частиц, сернистого ангидрида и капелек тумана. Сухой смог (лос-анджелесский) – возникает летом и представляет собой смесь озона, угарного газа, оксидов азота и паров кислот. Антропогенные выбросы ЗВ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят боль­шой вред не только человеку, но отрицательно влияют на жи­вотных, состояние растений и экосистем в целом.

Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы. Возможное потепление климата («парниковый эффект»). Явление разогревания приземных слоев атмосферы, связанное с ее специфическими оптическими свойствами. Суть его в том, что парниковые газы препятствуют выходу в космос длин­новолнового теплового излучения отраженного от поверхности Земли. К парниковым газам относятся — диоксид углерода и ме­тан (главные виновники), хлорфторуглероды (фреоны), озон (О₃), оксиды азота и др. Парниковый эффект также оказывают пары воды. Следствием увеличения концентраций этих газов, создаю­щих «парниковый эффект», является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. За последние 100 среднегодовая температура выросла на 0,4 °С. Основным негативным последствием парникового эффекта считается предполагаемое повышение уровня Мирового океа­на, вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т. д. Моделируя экологические послед­ствия повышения уровня океана всего лишь на 0,5—2,0 м к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению примор­ских равнин в более чем 30 странах, деградации многолетне-мерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и к дру­гим неблагоприятным последствиям. Нарушение озонового слоя. Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной кон­центрацией озона на высоте 20—25 км. Суть данной глобальной проблемы заключается в уменьшении мощности озонового экрана в отдельных его областях. Результатом этого становятся озоновые дыры – области озоносферы со значительным понижением концентрации озона (до 50 и более %). Первая была обнаружена в 1985 г. над Антарктидой. Одна из теоретических причин – хлорфторуглеро­ды (фреоны) (холодильные и морозильные установки, растворители, вытеснители и др.). Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосфе­ры защищать живые организмы на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ-радиация). Это связано с тем, что ультрафиолетовое излучение способно разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в рай­онах с пониженным содержанием озона наблюдаются многочисленны солнеч­ные ожоги, рост заболеваемости людей раком кожи и др. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (ката­ракта и др.), подавление иммунной системы и т. д. Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способ­ность к фотосинтезу. Кислотные дожди. Об­разуются при промышленных выбросах в атмосферу диок­сида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В ре­зультате осадки оказываются подкисленными (рН=5,6 и ниже). Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под дейст­вием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы — свинец, кадмий, алю­миний и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсич­ные соединения усваиваются растениями и другими почвенны­ми организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Ярким примером негативного воздействия кислотных осад­ков на природные экосистемы является закисление озер, что опасно не только для популяций различ­ных видов рыб, но час­то влечет за собой постепенную гибель планктона, многочис­ленных видов водорослей и других его обитателей. Поскольку воздушное пространство едино для всей планеты, то в борьбе с атмосферными загрязнениями основную роль отводят международным соглашениям, которые координируют работу в данном направлении внутри стран. Сегодня на международном уровне значительная активность наблюдается только лишь в рамках проблемы сокращения выбросов в атмосферу парниковых газов. Первым шагом в решении этой проблемы стало принятие Рамочной конвенции ООН по проблеме изменения климата (РКИК) на Глобальном саммите по устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро (1992). Основная задача конвенции – достижение «стабильного содержания в атмосфере газов, вызывающих парниковый эффект, на том уровне, при котором исчезает опасность антропогенного вмешательства в баланс климатической системы Земли». Эту конвенцию подписали 186 стран, она начала действовать с 1994. Важным дополнением к Рамочной конвенции ООН стал новый международный документ – Киотский протокол, принятый в декабре 1997 года в Киото (Япония). Цель протокола — снижение совокупного среднего уровня выбросов 6 типов газов (в первую очередь, CO₂ и CH₄) в 2008-2012 годах по сравнению с уровнем 1990 года. Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов). Россия и Украина — сохранить среднегодовые выбросы в 2008—2012 годах на уровне 1990 года. Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали. Кроме того, заметным исключением из этого списка являются США.

60). Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли. Она представляет собой совокупность вод океанов, морей, озер, рек, подземных, ледяных покровов планеты. Около 97% массы гидросферы со­ставляют соленые океанические воды, 2,2% — воды ледников, остальная часть приходится на подземные, озерные и речные пресные воды. Благодаря своим уникальным свойствам, вода, во многом, обеспечивает существовании жизни на Земле. В последнее время отмечается значительное усиление антропогенной нагрузки на гидросферу, и в первую очередь ее загрязнения, поэтому эта проблема приобрела сегодня общемировой статус. Под загрязнением водоемов понимают поступление снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоак­тивных элементов, болезнетворных бактерий и других загряз­нителей. Различают химические, биологические и физические за­грязнители. Среди химических загрязни­телей к наиболее распространенным относят нефть и нефте­продукты, СПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические за­грязнители, например вирусы и другие болезнетворные мик­роорганизмы, и физические — радиоактивные вещества, теп­ло и др. Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встре­чается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение. Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть орга­ническим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щепочи), токсичным (мышь­як, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. Бактериальное загрязнение выражается в появлении в во­де патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный харак­тер. Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радио­активное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» ра­диоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхно­стные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отхо­дов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпа­дения их на поверхность земли в виде радиоактивных продук­тов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вме­сте с атмосферными водами, так и в результате взаимодейст­вия подземных вод с радиоактивными горными породами. Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать ор­ганолептические показатели вод. Применительно к пов-ным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусо­ром), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми от­ходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влия­ют на условия обитания рыб, состояние экосистем. Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхно­стными или технологическими водами.

Основные источники антропогенного загрязнения гидросферы: процессы загрязнения поверхностных вод обу­словлены различными факторами. К основным из них отно­сятся: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов. Наибольший вред поверхностным водоемам приносит выпуск в них неочищенных (малоочищенных) промышленных и комму­нально-бытовых сточных вод. Пром-е сточные воды загрязняют поверхностную гидросферу са­мыми разнообразными компонентами в зависи­мости от специфики отраслей промышленности. Нефтегазодобыча, нефте­переработка – нефтепродукты, СПАВ, фенолы, ам­монийные соли, сульфиды. Целлюлозно-бумажный комплекс, лесная про­мышленность – сульфаты, органические вещества, смолистые и жирные веще­ства. Машиностроение, метал­лообработка, металлургия – тяжелые металлы, взвешенные веще­ства, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы. Химическая промышлен­ность – фенолы, нефтепродукты, СПАВ, аро­матические углеводороды. Горнодобывающая, уголь­ная – фенолы, взвешенные вещества, неорганические вещества. Легкая, текстильная, пи­щевая – СПАВ, нефтепродукты, органические красители, другие органические веще­ства. Коммунально-бытовые сточные воды в больших коли­чествах поступают из жилых и общественных зданий, пра­чечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а так­же микроорганизмы (в т. ч. патогенные). Огромное количество таких опасных загрязняющих ве­ществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фос­фор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных тер­риторий, включая площади, занимаемые животноводчески­ми комплексами. Газодымовые выбросы, оседающие из атмосферы на поверхность водных объектов, загрязняют гидросферу са­мыми разнообразными компонентами в зависи­мости от вида источника выбросов. Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных су­дов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д. Сегодня уже 20-30% поверхности Мирового океана покрыто нефтяными пленками. Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и под­земные воды, в первую очередь в районах крупных промыш­ленных центров. ЗВ-ва могут проникать в подземные воды различными путями: при просачивании промышлен­ных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, кар­стовые воронки и т. д. Рациональное использование водных ресурсов связано с про­ведением различных организационных и технических мероприя­тий, которые способствуют предотвращению истощения водных ресурсов и улучшению качества поверхностных и подземных вод. Особенно важным является очистка сточных вод. Эффективными способа­ми очистки сточных вод являются следующие. Механические — наиболее доступные методы — применяются главным образом для удаления из сточной жидкости нерастворимых частиц путем простого отстаивания (решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстой­ники,). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, поли­меры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают. Химические — основывается на процессах нейтрализации и окисления. В первом случае для нейтрализации кислот и ще­лочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окислители. Физико-химические. При этом используются: коагуляция — введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются; сорбция — способность некоторых веществ (активированный уголь, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение; флотация — пропуск через сточные воды воздуха. Газо­вые пузырьки захватывают при движении вверх поверх­ностно-активные вещества, нефть, масла, другие загряз­нения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой. Биохимические методы очистки основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные вещества. (биологические пруды, поля фильтрации, биологические фильтры, аэротенки). На заключительном этапе сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или дру­гих сильных окислителей. При этом уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы. Быстрый рост населения планеты в сочетании с возрастающими объёмами водопотребления для бытовых и промышленных нужд и интенсивным сельским хозяйством приводит к глобальному водному кризису, который проявляется в нехватке качественной пресной воды и в ее усиливающемся загрязнении. Качественная питьевая вода – это вода, не содержащая примесей, вредных для здоровья человека. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном ее употреблении. В то время как многие регионы, к примеру, страны СНГ достаточно обеспечены питьевой водой, каждые четверо из 10 человек живут в бассейнах рек с дефицитом качественной воды, пригодной для питья. Предполагается, что к 2025 году по меньшей мере 3,5 миллиарда человек –примерно половина населения земного шара – будут испытывать недостаток питьевой воды. Уже сейчас более миллиарда землян не имеют доступа к чистой воде. В настоящее время значительный дефицит качественной питьевой воды наблюдается во многих странах Африканского континента. В Европе такие развитые страны, как Германия, Нидерланды, Дания, договариваются о поставках чистой питьевой воды из Швеции, а Гонконг, например, получает воду по трубопроводу из Китая. Сегодня цена на воду растет, что связано не только с уменьшением ее запасов, но и с увеличением себестоимости ее очистки (доведения до питьевого состояния). Недостаточно очищенные питье­вые воды опасны как с экологической, так и с социальной то­чек зрения. Начиная с 1896 г. и до настоящего времени метод обеззара­живания воды хлором является в нашей стране наиболее рас­пространенным способом борьбы с бактериальным загрязнением. Однако оказалось, что хлорирование воды несет в себе серьезную опасность для здоровья людей. Исключить этот опас­ный эффект и добиться снижения содер­жания канцерогенных веществ в питьевой воде возможно пу­тем замены первичного хлорирования на озонирование или об­работку ультрафиолетовыми лучами. Следует заметить, что обработка воды озоном или ультра­фиолетовыми лучами практически полностью вытеснила хло­рирование на станциях очистки воды во многих странах Запад­ной Европы. В нашей стране применение этих экологически эффективных технологий ограничено из-за высокой стоимости переоборудования водоочистных станций. Современная технология очистки питьевой воды от других экологически опасных веществ — нефтепродуктов, СПАВ, пес­тицидов, хлорорганических и других соединений основывается на использовании сорбционных процессов с применением ак­тивированных углей или их аналогов. Несмотря на значимость существующей проблемы, сегодня на международном уровне значительная активность наблюдается только лишь в рамках проблемы сокращения выбросов в атмосферу парниковых газов. Другие проблемы, в частности проблема сохранения водных ресурсов, решаются крайне медленно. Единственное значимое событие в этом плане – Всемирный день водных ресурсов, который отмечается ежегодно 22 марта. Праздник установлен Генеральной Ассамблеей ООН 22 февраля 1993 года. Основные цели проведения Всемирного дня водных ресурсов: способствовать развитию на национальном уровне образовательных программ, созданию и распространению документальных фильмов о проблеме охраны водных ресурсов, организации конференций, круглых столов, семинаров и выставок, посвященных проблеме сохранения и развития водных ресурсов.

61). Литосфера (греч. lithos — камень) — внешняя твердая обо­лочка (кора) планеты. В ней различают три слоя: верхний — слой осадочных пород, средний — гранитный и нижний — базальто­вый. Толщина слоев неравномерная, поэтому в некоторых местах гранит выходит на поверхность. Живое вещество в литосфере в основном сосредоточено в ее верхних нескольких десятках мет­ров. Однако неактивные формы жизни (споры, цисты) и нефте-бактерии зарегистрированы и на глубинах 3—4 км. Распростра­нение жизни в более глубокие области литосферы ограничено высокими температурами земных недр (свыше 100°С). Наиболь­шая же плотность живого вещества литосферы отмечается в по­верхностном слое земной коры — в почве. Зоны непосредственного контакта и активного взаимодей­ствия литосферы, атмосферы и гидросферы плотнее всего засе­лены живыми организмами, так как в этих областях создаются наиболее благоприятные условия для жизни — оптимальные температура, влажность, освещенность, содержание кислорода и необходимых химических соединений, нужных для питания организмов. К верхним слоям атмосферы, вглубь океана и недр литосферы концентрация живого вещества уменьшается. Не­смотря на незначительную долю живого вещества по сравне­нию с массой земной коры, многие изменения в ней обусловле­ны жизнедеятельностью обитающих в ее пределах живых организмов. Хим состав литосферы: основными хим элементами я/я O2 и Si, также здесь содержатся Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Осн источники загрязнения и последствия: поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных хим соединений — токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвен­ных организмов. При этом теряется способность почвы к са­моочищению от болезнетворных и других нежелательных мик­роорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для че­ловека, растительного и животного мира. Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохими­каты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы про­изводства; 4) газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты. В мире ежегодно производится более миллиона тонн пес­тицидов. В наст вр влияние пестицидов на здоровье насе­ления многие ученые приравнивают к возд-ю на ч-­ка радиоакт в-в. Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увеличением уро­жайности отмечается рост видового состава вредителей, ухуд­шаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачи­вается естественное плодородие и т. д. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), ко­торые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и да­же малые их концентрации в рез-те биол-го на­копления могут стать опасными для жизни организмов. Пестициды способны проникать в растения из загрязнен­ной почвы через корневую систему, накапливаться в биомас­се и впоследствии заражать пищевую цепь. Почвы загрязняются минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при про­изводстве, транспортировке и хранении. Из азотных, супер­фосфатных и других типов удобрений в почву в больших ко­личествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и от­бросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свы­ше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заня­ты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., кото­рые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к само­очищению, как известно, ограничена. Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных пред­приятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, на­пример тяжелые металлы. Одной из серьезных экологических проблем России стано­вится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в та­ких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения — аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовер­шенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологиче­ские выбросы и т. д.

Эрозия почв (от лат. erosio — разъедание) — разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подсти­лающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. Эрозия бывает ветровой и водной. К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строи­тельстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, тран­шеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и на­рушении норм поливов) и др. Эрозия оказывает существенное негативное влияние на со­стояние почвенного покрова, и во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность расте­ний, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

В процессе хоз деят-ти ч-к может уси­ливать природное засоление почв. Такое явление носит назва­ние вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Ис­чезают многие виды растительных организмов, появляются но­вые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается гено­фонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажнен­ных районах, нр, в Нечерноземной зоне России, на За­падно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. За­болачивание почв сопровождается деградационными процесса­ми в биоценозах, появлением признаков оглеения и накопле­нием на поверхности неразложившихся остатков. Заболачива­ние ухудшает агрономические свойства почв и снижает произ­водительность лесов.

Опустынивание — это процесс необрати­мого изменения почвы и растительности и снижения биологи­ческой продуктивности, который в экстремальных случаях мо­жет привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд га практически на всех континентах. Причины и ос­новные факторы опустынивания различны. К.п., к опустыниванию приводит сочетание нескольких фак­торов, совместное действие которых резко ухудшает экологи­ческую ситуацию. На территории, подверженной опустыниванию, ухудшают­ся физические свойства почв, гибнет растительность, засоляют­ся фунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а, следовательно, подрывается и способность экосистем восста­навливаться.

62). Возд-е ч-ка на раст-ый и жив-ый мир. Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще исполь­зуется термин — деградация. Леса раньше других компонен­тов природной среды испытали отрицательное влияние деятель­ности человека. Деградация лесов служит одним из проявле­ний глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства. Воздействие человека на леса и вообще на весь раститель­ный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воз­действию относятся: 1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные по­жары и выжигание растительности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вбли­зи карьеров, промышленных комплексов); 4) усиливающийся пресс туризма. Косвенное воздействие — это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, при­менения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообще­ства чуждых видов растений (интродуцентов). В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. В еще более опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса — древние климаксные экосистемы. Это бесценное хранилище генетического много­образия исчезает с лица Земли примерно со скоростью 17 млн га в год. Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лес­ные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве слу­чаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. Помимо лесов возросшее негативное воздействие челове­ческой деятельности проявляется и в отношении остального рас­тительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, ли­шайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляет­ся при выкашивании трав, сборе лекарственных растений и ягод, стравлении скоту и других видах непосредственного использо­вания. Множество различных видов растений гибнут под воз­действием загрязняющих веществ, а также в процессе мелио­ративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности. Несмотря на огромную ценность животного мира, человек, овладев огнем и оружием, еще в ранние периоды своей исто­рии начал истреблять животных (так называемый «плейстоце­новый перепромысел»), а сейчас, вооружившись современной техникой, развил «стремительное наступление» и на всю есте­ственную биоту. Главные причины утраты биологического разнообразия, со­кращения численности и вымирания животных следующие: нарушение среды обитания; чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах; интродукция (акклиматизация) чуждых видов; прямое уничтожение с целью защиты продукции; случайное (непреднамеренное) уничтожение; загрязнение среды.

Нарушение среды обитания вследствие вырубки лесов, рас­пашки степей и залежных земель, осушения болот, зарегули­рования стока, создания водохранилищ и других антропоген­ных воздействий коренным образом меняет условия размно­жения диких животных, пути их миграции, что весьма нега­тивно отражается на их численности и выживании. Например, в 60—70 гг. ценой больших усилий была вос­становлена калмыцкая популяция сайгака. В настоящее время сайгака в калмыц­ких степях стало значительно меньше, а его репродуктивный потенциал потерян. Под чрезмерным добыванием имеется в виду как прямое преследование и нарушение структуры популяции (охота), так и любое другое изъятие животных и растений из природной среды для различных целей. Третьей по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов животных является интродукция (аккли­матизация) чуждых видов. В литературе описаны многочис­ленные случаи вымирания аборигенных (коренных) видов из-за влияния на них завезенных видов животных или растений. Есть еще больше примеров, когда местные виды из-за вторжения «пришельцев» находятся на грани исчезновения. Другие причины снижения численности и исчезновения животных — прямое их уничтожение для защиты сельскохо­зяйственной продукции и промысловых объектов (гибель хищ­ных птиц, сусликов, ластоногих, койотов и др.); случайное (непреднамеренное) уничтожение (на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и т. д.); загрязнение среды (пестицидами, нефтью и нефтепро­дуктами, атмосферными загрязнителями, свинцом и други­ми токсикантами).

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) — это участки суши или водной поверхности, которые в силу сво­его природоохранного и иного значения, полностью или час­тично изъяты из хозяйственного пользования и для которых установлен режим особой охраны. Согласно закону «Об особо охраняемых природных терри­ториях» (1995) различают следующие основные категории ука­занных территорий: а)государственные природные заповедники, в том числе биосферные; б)национальные парки; в) природные парки; г)гос природные заказники; д)памятники п-ды; е) дендрологические парки и бот сады.

Государственные природные заповедники — участки тер­ритории, которые полностью изъяты из обычного хозяйствен­ного использования с целью сохранения в естественном состоя­нии природного комплекса. В 2002 г. в России насчитывалось около 100 государствен­ных природных заповедников общей площадью 33,7 млн га, что составляет менее 2% всей территории России. Самые круп­ные из них — Таймырский и Усть-Ленский, площадь каждого из них превышает 1,5 млн га.

Биосферные заповедники — входят в состав ряда государ­ственных природных заповедников и используются при изучении биосферных процессов. В мире в настоящее время создана еди­ная глобальная сеть из более чем 300 биосферных заповедни­ков (в России — 11), которые работают по согласованной про­грамме ЮНЕСКО и ведут постоянные наблюдения за изме­нением природной среды под влиянием антропогенной дея­тельности.

Природные национальные парки — это относительно большие природные территории и акватории, где обеспечивается выполнение трех основных це­лей: экологической (поддержание экологического баланса и со­хранение природных экосистем), рекреационной (регулируемый туризм и отдых людей) и научный (разработка и внедрение ме­тодов сохранения природного комплекса в условиях массового допуска посетителей). В национальных парках есть и зоны хо­зяйственного использования. К самым известным природным национальным паркам в России относятся «Лосиный остров» (район Санкт-Петербурга), «Сочинский», «Приэльбрусье», «Валдайский», «Русский Север» и др. На 1 ноября 1997 г. в России насчитывалось 33 нацио­нальных парка общей площадью 66 451,4 км², что составляет 0,39% от всей ее территории.

Заказники — территории, созданные на определенный срок (в ряде случаев постоянно) для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания эко­логического баланса. По состоянию на 1 октября 1997 г. в Рос­сии насчитывалось более 1600 государственных природных за­казников общей площадью свыше 60 млн га.

Памятники природы — уникальные, невоспроизводимые природные объекты, имеющие научную, экологическую, куль­турную и эстетическую ценность (пещеры, небольшие урочи­ща, вековые деревья, скалы, водопады и др.). На территории, где расположены памятники природы, а их в России около 8 тысяч, запрещена любая деятельность, нару­шающая их сохранность.

Дендрологические парки и ботанические сады — приро­доохранные учреждения, в задачу которых входит создание кол­лекции деревьев и кустарников с целью сохранения биоразно­образия и обогащения растительного мира, а также в научных, учебных и культурно-просветительных целях. В дендрологи­ческих парках и ботанических садах осуществляются также ра­боты по интродукции и акклиматизации новых для данного ре­гиона растений.

Режим особо охраняемых природных территорий охраня­ется Законом. За нарушение режима законодательством Рос­сийской Федерации установлена административная и уголов­ная ответственность.

63. Природные ресурсы – элементы природы, часть всей совокупности природных условий и важнейшие компоненты природной среды, которые используются при данном уровне развития производительных сил для удовлетворения разнообразных потребностей общества и общественного производства.

1. Исчерпаемые

- Невозобновляемые (минеральные, земельные ресурсы)

- Возобновляемые (ресурсы растительного и животного мира)

2. Не полностью возобновляемые — скорость восстановления ниже уровня хозяйственного потребления (пахотно пригодные почвы, спеловозрастные леса, региональные водные ресурсы)

3. Неисчерпаемые ресурсы (водные, климатические).

К иссякаемым источникам энергии относится: энергия органического топлива (твердое топливо, нефть, природный газ, горючие сланцы), атомного ядра. К неиисякаемым источникам энергии относится: гидроэнергия, Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, внутреннее тепло планеты. Нарастает дефицит углеводородного сырья, а поэтому проблема использования нефти, угля и газа в качестве сырья, а не топлива имеет сегодня первостепенную задачу. Нефтеперерабатывающие предприятия производят непредельные и ароматические углеводороды (этилен, толуол, ксилол) и газовые смеси оксида углерода с водородом. Из них синтезируют десятки тысяч других полезных материалов. Из природного газа получают ацетилен, муравьиный альдегид, метанол, сажу, сероуглерод, водород, синильную кислоту и др. Уголь служит источником органических веществ. Необходим переход на альтернативные технологии в энергетике, что позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче.

1.Энергия солнца. В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако возможно повысить КПД гелиоустановок в несколько раз, а разместив их на крышах домов и рядом с ними, мы обеспечим обогрев жилья, подогрев воды и работу бытовых электроприборов даже в умеренных широтах, не говоря уже о тропиках. Для нужд промышленности, требующих больших затрат энергии, можно использовать километровые пустыри и пустыни, сплошь уставленные мощными гелиоустановками. Солнечные лучи, собранные в фокусе вогнутого зеркала, плавят самые тугоплавкие металлы. Практическое применение находят солнечные полупроводниковые батареи, позволяющие непосредственно превращать солнечную энергию в электрическую.

2.Ветер. У энергии ветра есть несколько существенных недостатков, которые затрудняют ее использование. Она сильно рассеяна в пространстве, поэтому необходимы ветроэнергоустановки, способные постоянно работать с высоким КПД. Ветер часто меняет направление, затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломает ветряки. Ветроэнергостанции не безвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями. В настоящее время разработаны ветроэнергоустановки, способные эффективно работать при самом слабом ветре. Шаг лопасти винта автоматически регулируется таким образом, чтобы постоянно обеспечивалось максимально возможное использование энергии ветра, а при слишком большой скорости ветра лопасть столь же автоматически переводится во флюгерное положение, так что авария исключается.

Разработаны и действуют так называемые циклонные электростанции, где теплый воздух, поднимаясь в специальной 15-метровой башне и смешиваясь с циркулирующим воздушным потоком, создает искусственный “циклон”, который вращает турбину. Положительный пример по использованию энергии ветра показали Нидерланды и Швеция. В мире сейчас работает более 30 тысяч ветроустановок разной мощности. Германия получает от ветра 10% своей электроэнергии.

3. Гидроэнергия. Использование этого вида ресурсов приводит к огромному ущербу для сельского хозяйства и природы вообще: земли выше плотин подтоплялись, ниже - падал уровень грунтовых вод, терялись огромные пространства земли, уходившие на дно гигантских водохранилищ, прерывалось естественное течение рек, загнивала вода в водохранилищах, падали рыбные запасы и т.п. Минусы ГЭС породили идею “мини-ГЭС”, которые могут располагаться на небольших реках или даже ручьях, их электрогенераторы будут работать при небольших перепадах воды или движимые лишь силой течения. Эти же мини-ГЭС могут быть установлены и на крупных реках с относительно быстрым течением.

4. Энергия приливов и отливов. Проекты приливных гидроэлектростанций детально разработаны в инженерном отношении, экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе и на Кольском полуострове. Первая приливная электростанциz - во Франции

5. Энергия волн. Уже инженерно разработаны и экспериментально опробованы высокоэкономичные волновые энергоустановки, способные эффективно работать даже при слабом волнении или вообще при полном штиле. На дно моря или озера устанавливается вертикальная труба, в подводной части которой сделано “окно”; попадая в него, глубинная волна сжимает воздух в шахте, а тот крутит турбину генератора.

6. Геотермальная энергия. В России первая геоТЭС была построена на юге Камчатки. В Италии работают 11 таких станций. ГеоТЭС действуют также в США, Исландии, Новой Зеландии, Мексики и Японии. Столица Исландии Рейкьявик получает тепло исключительно от горячих подземных источников.

7. Гидротермальная энергия. Если пропускать воду через холодильный аппарат, то у нее тоже можно отбирать тепло. Все необходимые инженерные разработки уже проведены и опробованы экспериментально (в Лаккадивском архипелаге около юго-западного побережья Индии), осталось только претворить их в жизнь везде, где имеются подходящие природные условия.

Одним из способов бережного использования природных ресурсов является переход с сырьевого направления экономики на высокотехнологичные производства. Переход к несырьевой экономике подразумевает повсеместное внедрение наиболее эффективных методов добычи и глубокой переработки сырья, а также массовое развитие предприятий высокотехнологичного сектора промышленности, которые специализируются на производстве современной электроники, робототехники, разработке нанотехнологий и др. Важное значение имеет развитие производства потребительских товаров и услуг внутри страны. Все это позволяет при минимальной добычи природных ресурсов производить современную высокотехнологичную продукцию, которая будет конкурентноспособной на мировом рынке. Особенно остро проблема сырьевой экономики стоит сегодня в России, что связано с развитием мирового финансового и экономического кризиса и резким обвалом цен на энергоносители на мировых энергетических рынках. Эта модель экономического развития не может обеспечить рациональное использование природных ресурсов (она построена на их продаже), высокие темпы роста благосостояния народа, макроэкономическую стабильность, международную конкурентоспособность российских предприятий, а также национальную безопасность России.

64. Под адаптацией понимают все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Типы: Генотипическая адаптация – это А, в рез-те которой на основе наследственности, мутаций и ЕО формировались современные виды животных. Фенотипическая адаптация формируется в ходе индивидуальной жизни в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой СО. Большое значение придается таким видам физической адаптации, как акклимация и акклиматизация. Акклиматизация это частный случай адаптации, сложный социальный процесс, обуславливающий приспособление организма к новым, непривычным дня него климатическим условиям, а также к широте, долготе, высоте, рельефу местности. Акклиматизация к жаркому климату проявляется в снижении частоты пульса и дыхания, в сохранении нормальной температуры тела, в более интенсивном потоиспарении и в снижении энергетического обмена (теплопродукции). Акклиматизация к климату северных широт проявляется в усилении энергетического обмена (теплопродукции), в усилении объема кровотока через конечности, в более быстром восстановлении температуры кожи после охлаждения. Человек достаточно легко акклиматизируется. Специфическая и неспецифическая адаптация. Неспецифические компоненты адаптации были подробно изучены Г. Селье, который отмечал, что в ответ на действие раздражителей различной природы в организме возникают стереотипные изменения, названные как общий адаптационный синдром. Вначале неспецифические адаптационные реакции осуществляются на органном уровне: увеличивается скорость кровотока, повышается артериальное давление, учащается дыхание, все они указывают на повышение возбуждения симпатического отдела ВНС. На первых этапах адаптации в стадии напряжения усиливается выброс адреналина в кровь, повышается содержание инсулина. Специфический характер адаптации основан на избирательном действии факторов на физиологические системы организма и клеточный метаболизм. При действии раздражителя включается строго определенная функциональная система. Её защитный эффект проявляется только при действии раздражителя. Примером таких адаптаций является адаптация к гипоксии, высокой температуре и т.д. Механизмы адаптации. Аварийная фаза адаптации (тревога) заключается в мобилизации компенсаторных, защитных и приспособительных механизмов. Это проявляется в виде следующих изменений: активация гиперфункции, мобилизации; активация поведенческой деятельности индивида, направленная на получение максимума информации о чрезвычайном факторе и возможных последствиях ее действия; гиперфункция многих систем организма; мобилизация органов и физиологических систем (сердечно сосудистой, дыхательной, системы иммунобиологического надзора, метаболизма и др.). В основе развития аварийной фазы адаптации лежит несколько взаимосвязанных механизмов, запуск которых осуществляется нервной (симпатического отдела) и эндокринной системами. Переходная фаза характеризуется уменьшением возбудимости ЦНС, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к новым условиям. Снижается интенсивность гормональных сдвигов, выключается ряд систем и органов, первоначально вовлечённых в реакцию. Приспособительные реакции организма переключаются на более глубокий — тканевой — уровень. Гормональный фон видоизменяется, усиливают своё действие гормоны коры надпочечников — «гормоны адаптации». Стадия устойчивой, или долговременной адаптации организма к действию чрезвычайного фактора реализуется следующим образом. Происходят:— формирование состояния специфической устойчивости организма как к конкретному агенту, вызвавшему адаптацию, так нередко и к другим факторам — перекрестная адаптация;— увеличение мощности и надёжности функций органов и доминирующих физиологических систем. Устраняются признаки стрессорной реакции, формируется эффективное приспособление организма к фактору, вызвавшему процесс адаптации. Дезадаптацая. В большинстве случаев процесс адаптации завершается формированием долговременной устойчивости организма к действующему на него чрезвычайному фактору. И в то же вр фаза стойкой адаптации связана с постоянным напряжением управляющих и исполнительных структур, что может привести к их истощению – и, следовательно, к дезадаптации. Незавершённая адаптация возникает при истощении функциональных резервов организма и включает централизацию управления и повышение реактивности механизмов вегетативной регуляции. Состояние незавершённой адаптации свойственно людям, проживающим в экстремальных условиях. Условия, влияющие на адаптацию. Во-первых, лучше адаптируются люди, у которых организм способен продолжительное время поддерживать в напряжении адаптивные механизмы. Способствует хорошей адаптации закаливание, оптимальные физические нагрузки. Во-вторых, рациональная тренировка всего организма и отдельных его систем. Адаптация и наследственность. При действии внешних и внутренних факторов возможны мутации, которые приводят к изменению генетической информации. Морфо-физиологические изменения могут передаваться по наследству и закрепляться в генотипе в качестве новых наследственных характеристик популяций, этнических групп. В холодных областях коренные жители имеют массивное туловище и относительно короткие конечности, что выгодно при сильных ветрах и низкой температуре. У обитателей жаркого климата тело довольно длинное. Цвет кожи черный, волосяной покров густой, что предохраняет их от воздействия солнеч лучей. У жителей пустынь более узкий разрез глаз, у жителей высокогорных областей широкая грудная клетка и хорошо развитые легкие. Генная инженерия – раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых молекул ДНК, способных размножаться в клетке-хозяине и осуществлять колнтроль за синтезом необходимых метаболитов клетки. Генная инженерия занимается расшифровкой структуры генов, их синтезом и клонированием, вставкой выделенной из клеток живых организмов или вновь синтезированных генов в клетки растений и животных с целью направленного изменения их наследственных свойств. Растения и животные, геном которых изменен путем генноинженерных операций, получили название трансгенных. Трансгенные организмы свидетельствуют о больших возможностях генной инженерии, как прикладной ветви молекулярной генетики. На сегодняшний день методы генной инженерии позволили осуществить синтез в промышленных количествах таких гормонов, как инсулин, интерферон и соматотропин, которые необходимы для лечения ряда генетических болезней ч-ка – сахарного диабета, некоторых видов злокачественных образований, карликовости. С помощью генетических методов были получены также штаммы мкорг-мов, которые производят в десятки тысяч раз больше витаминов, чем исходные формы.

65). Антропоэкология. Биосоциальная п-да ч-ка отражается в том, что его жизнь определяется единой системой условий, в которую входят как биологические, так и социальные элементы. Это вызывает необходимость его не только биологической, но и социальной адаптации, т.е. приведения межиндивидуального и группового поведения в соотв-твии с господствующими в данном обществе, классе, сой-ной группе нормами и ценностями в процессе социализации. Биологическая адаптация ч-ка весьма отличается от таковой в животном мире, т.к. стремится сохрагить не только его биологические, но и соц-е ф-ции при возрастающем значении соц-го фактора. Потребности ч-ка делятся на: биологические, социальные и духовные. К биологическим относятся: стремление чел-ка поддерживать своё существоване (потребность в пище, одежде, сне, безопасности). К соц-ным: потребность ч-ка к общению, к принадлежности к опреденной группе, в лидерстве и признании. Духовные – потребность познать окр мир, себя самого, стремление к самосовершенствованию, потребность в познании смысла своего сущ-я. Среда жизни ч-ка, кроме факторов, общей для всех наземных животных природной среды, включает еще созданную самим человеком материальную и социальную среды. Созданная ч-ком материальная среда включает:1) элементы п-дной среды, изменённые ч-ком: преобразование ландшафтов (превращ-е степи в поле, леса — в парки, реки — в водохранилища), иной состав орг-мов в среде, отклонение от естественного состава и свойств воздуха, воды, почвы; 2) искусственные элементы: здания, сооружения, кондиционирование микроклимата, шумы, эл.маг поля, проникающая радиация, в-ва, материалы и изделия. Её наз также техногенной средой. Соц среда ч-ка –определенным образом организованная совокупность людей, в которой формируются и удовлетворяются психолог-кие, к-рные, соц-е и экономические потребности личности. По уставу ВОЗ, здоровье - это состояние полного физич-го, душевного и соц-го благополучия, а не только отсутствие болезней и физич-ких дефектов. Проблема народонаселения имеет несколько аспектов: 1. Рост населения приводит к кол-ному увеличению чел-ва, а, след-но, его потребностей, что ведет к еще большей эксплуатации п-ды; 2. При росте населения возможно обострение противоречий внутри общ-ва, поск-ку прогресс может не успеть за ростом населения и благ не будет хватать на всех; 3. Проблема качества населения – хватит ли мат-ных возможностей у общ-ва обеспечить детям воспитание, образование, лечение, внимание со стороны общ-ва? Проблема народонаселения имеет и обратную сторону – в ряде стран наблюдается отриц-я динамика роста населения. Это Германия, Великобритания, Швейцария, Украина, Беларусь и др. Резкое возрастание численности началось после Второй мировой войны. Понадобилось около 1 млн лет, чтобы число жителей планеты достигло 3 млрд (1960), и 40 лет, чтобы удвоить это значение, что дало повод говорить о демографическом взрыве. В наст. вр. население мира увеличивается ежедневно примерно на 250 тыс. чел. Быстрый рост населения в развивающихся странах резко обострил экол и соц проблемы. При таком увеличении численности населения происходит деградация п-дных систем жизнеобеспечения, возникают острые продовольственные проблемы. Еще одной важной проблемой я/я неравномерное распредел-е насел-я по тер-рии земн шара. Более 90% насел-я сосред-чено в Сев полушарии. Продолжается процесс урбанизации — увеличение количества и размеров городов и роста городского населения. Большие города потребляют в сутки значит-е кол-во воды, пищи и топлива, а взамен выбрасывают в атм огромное кол-во газообраз, жид и тв отходов. Кр. того, огромная масса города, сосредоточенная на небольшой площади, оказывает значит-е давление на земную кору, вызывая смещение ее пластов, микроземлетрясения. Это вызывает необх-ть разработки принципов освоения новых п-дных ресурсов, в т.ч. за счет исп-я месторождений морей и океанов. Вмешательство людей в ест. п-дные процессы резко возросло и может способствовать изменению режима грунтовых и подземных вод, структуры почв, изменению микроклимата. Прич. демограф. взрыва: увеличение средней продолж-ти жизни, обусловленное развитием медицины, исп-ем антибиотиков, систематической вакцинацией, улучшение жизни в городах, достижениями агротехники, снижение числа голодающих; сниж-е детской смертности. Пути реш. проблем народонаселения: сбить темпы роста населения в Азии и Африке (поск-ку в странах Запада наблюдается отриц-я динамика и они, наоборот нуждаются в росте населения), осуществление там гос политического контроля за рождаемостью, поощрения малодетных семей; поиск новых способов увеличения возможности Земли прокормить и обеспечить человечество.

66). Загрязнение отходами производства и потребления. Одной из наиболее острых экологических проблем в настоя­щее время является загрязнение окружающей среды отходами производства и потребления и в первую очередь опасными от­ходами. Сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах, терриконах, несанкционированных свалках отходы являются ис­точником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и по­верхностных вод, почв и растительности. Все отходы подраз­деляют на бытовые и промышленные (производственные). Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и жид­ком и реже — в газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы (ТБО) — совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения. Газообразные — выбросами различных газов. Промышленные (производственные) отходы (ОП) — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратив­шие полностью или частично исходные потребительские свой­ства (рис. 17.1). Они бывают твердыми (отходы металлов, пла­стмасс, древесина и т. д.), жидкими (производственные сточ­ные воды, отработанные органические растворители и т. д.) и газообразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта и т. д.). Промышленные отходы, так же как и бытовые, из-за недостатка полигонов захоронения в основном вывозятся на не­санкционированные свалки. Обезвреживается и утилизируется только 1/5 часть. Наибольшее количество промышленных отходов образует угольная промышленность, предприятия черной и цветной ме­таллургии, тепловые электростанции, промышленность строи­тельных материалов. Под опасными отходами понимают отходы, содер­жащие в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.) и присутствуют в количестве, опас­ном для здоровья людей и окружающей среды. Опасные отходы стали проблемой века и для борьбы с ни­ми предпринимаются огромные усилия во всем мире. В Рос­сии к опасным отходам относят около 10% от всей массы твер­дых отходов. Под биологическим загрязнением понимают привнесе­ние в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерии, ви­русов и др.), ухудшающих условия существования естествен­ных биотических сообществ или негативно влияющих на здо­ровье человека. Осн источниками биологического возд-я я/я сточные воды предприятий пищевой и кожевенной про­м-ти, бытовые и пром свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источни­ков разнообразные органические соединения и патогенные мик­роорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды. Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней. Значительные изменения окружающей среды в результате ан­тропогенного воздействия приводят к непредсказуемым послед­ствиям в поведении популяций возбудителей и переносчиков опасных для человека и животных болезней. Увеличивается количество вспышек классической чумы сви­ней, оспы у овец, клещевого энцефалита и геморрагической лихорадки среди людей. Экстремальные разрушительные воздействия на природную окружающую среду могут иметь антропогенный (военные дей­ствия, аварии, катастрофы) и природный характер (стихийные бедствия). В настоящее время наиболее разрушительным потенциа­лом обладает оружие массового уничтожения — ядерное, химическое и бактериологическое. Все компоненты ОС, и человек в первую очередь, весьма уязвимы для каждого из этих видов оружия. Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и раз­личным поражающим действием, которое определяется воз­действиями на ОС ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса. Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой, нанося незащищенным людям и жи­вотным тяжелые травмы, вплоть до их гибели. Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги откры­тых участков тела, в том числе сетчатки глаз. Под воздействием проникающей радиации, вызываемой смертоносными гамма-лучами и нейтронами, у людей и жи­вотных возникает лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным исходом. Химическое оружие предназначено для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ — газов, жидкостей или твердых веществ. Средства их применения: ра­кеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Хи­мические отравляющие вещества способны внедряться и пере­двигаться по трофическим цепям, представляя высокую ток­сичную опасность для жизнедеятельности организмов. Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токси­ны), предназначенные для массового поражения людей. Ис­пользуются с помощью живых переносчиков заболеваний (гры­зунов, насекомых и др.), либо в виде боеприпасов, начинен­ных зараженными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызвать массовые ин­фекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их ор­ганизм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии об­разовывают споры, которые могут сохраняться в почве в тече­ние десятилетий. Техногенная экологическая катастрофа — это авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. д.), приведшая к весьма неблагоприятным изменениям в окружающей среде и, как правило, массовой гибели живых ор­ганизмов и экономическому ущербу (Реймерс, 1990). Аварии и катастрофы возникают внезапно, имеют локальный характер, в то же время экологические последствия их могут распростра­няться на весьма значительные расстояния. Очень опасны и тяжелы по своим экологическим послед­ствиям крупные аварии и катастрофы на химических объектах. В этих случаях происходит заражение отравляющими вещест­вами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т. д. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных. К стихийным бедствиям относят явления природы, кото­рые создают катастрофические экологические ситуации и, как правило, сопровождаются огромными людскими и материаль­ными потерями. Среди наиболее распростра­ненных и опасных стихийных бедствий выделяют землетрясе­ния, цунами, извержения вулканов, оползни, наводнения, штор­мы (ураганы, циклоны, тайфуны), засухи и др. По своему происхождению все стихийные бедствия клас­сифицируются на два типа: эндогенные, т.е. связанные с внут­ренней энергией Земли, и экзогенные, обусловленные главным образом солнечной энергией и силой тяжести. Землетрясения — одно из наиболее грозных проявлений внутренней энергии Земли. Внезапные сейсмические толчки и колебания земной поверхности могут быть весьма значитель­ными и иметь катастрофичские экологические последствия. В мире известны два наиболее опасных сейсмических поя­са: первый протягивается вдоль берегов Тихого океана, обра­зуя тихоокеанское «огненное кольцо», второй простирается от Пиренейского полуострова до Малайского архипелага. В России и в странах ближнего зарубежья к наиболее опас­ным сейсмическим районам относят Карпаты, Крым, Кавказ, Среднюю Азию, Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Курильские острова, Камчатку. Постоянной угрозе разруши­тельных землетрясений подвержено 20% территории России. Землетрясения наносят весьма ощутимый вред окружаю­щей среде и уносят с собой тысячи человеческих жизней. Вулканические извержения — одно из наиболее захва­тывающих зрелищ в природе и в то же время опаснейшее сти­хийное бедствие. Всего в мире насчитывается 4 тыся. вулка­нов, из них действующих 540. На территории России дейст­вующие вулканы находятся на Камчатке и на Курильских ост­ровах. Среди стихийных бедствий экзогенного характера наи­более опасны наводнения, тропические штормы, засуха, оползни,обвалы и сели. Наводнения — временное затопление значительной час­ти суши водой в результате подъема уровня в реке, озере, море или искусственном водоеме. Наводнения наносят ог­ромный вред биоте и человеку, угрожая почти 3/4 поверхно­сти Земли. В России наводнениям периодически подвергаются низ­менные районы центральной части европейской территории, Южного Урала, юга Западной Сибири, Поволжье, Северный Кавказ и др. При катастрофических речных наводнениях затапливаются огромные территории, гибнут люди, надолго парализуется хо­зяйственная деятельность человека. Экологические последст­вия подобного рода наводнений весьма значительны. Тропические штормы (ураганы, циклоны, тайфуны) воз­никают в тропических широтах и представляют собой дви­жение воздушных масс (ветер) с огромной скоростью. При переходе тропических штормов с моря на сушу они сопрово­ждаются гигантскими волнами вместе с ливнями и гроза. В разных странах тропические штормы называют по-разному: ураган и циклон в Америке, тайфун в Юго-Восточной Азии и на Дальнем Востоке, циклон — в Индии и Бангла­деш и т. д. Ветер начинает вызывать повреждения уже при скорости 20 м/с. При урагане скорость ветра может достигать 50—60 м/с, принося весьма значительные повреждения. Штормы (нетропические или внетропические)— это ураганы и циклоны со скоростью ветра более 30 м/с, кото­рые зарождаются над океаном вне тропических широт. Их называют еще бурями и внешне они выглядят как громад­ные черные тучи, передвигающиеся с огромной скоростью. В Европе они вызывают не только крупнейшие наводне­ния, но сопровождаются снежными бурями, снегопадами и метелями. Засуха — длительный период сухой погоды, чаще при по­вышенной температуре, с отсутствием или крайне незначи­тельным количеством осадков и как следствие недостатком влаги в почве и воздухе. Возникновению засухи способству­ют: 1) недостаточное количество осадков осенью; 2) бесснеж­ная зима с малым количеством снега; 3) неблагоприятные ус­ловия для впитывания влаги ранней весной; 4) малое количество осадков поздней весной и ранним летом. Начало засухи связывают с установлением антициклонов — малооблачной солнечной погоды без осадков. Населению нашей планеты и окружающей среде постоян­но угрожают и такие грозные стихийные бедствия, как ополз­ни, обвалы, селевые потоки. Все они относятся к категории гравитационных и представляют собой смещение земляных масс вниз по склону под действием силы тяжести. Оползни и другие гравитационные процессы, особенно если они активи­зированы техногенными факторами, могут вызвать катастро­фические последствия и причинить большой ущерб человеку, биоте и всей природной среде. Гравитационный перенос материала — грозное природное явление. Оползни, обвалы и сели ежегодно уносят тысячи че­ловеческих жизней. Только на основе научного прогноза и своевременного предупреждения возможно снизить экол ущерб то стихийных бедствий.

67). Экол нормирование. Основные экол нормативы: ПДК – такое содержание ВВ в ОС, которое при постоянном контакте/при воздействии за опред. промежуток времени практически не влияет на здоровье ч-ка и не вызывает неблагопр последствий у его потомства. ПДВ – пдв ЗВ в атмосферу, при котором обеспечивается соблюдение нормативов в воздухе населённых мест при наиболее неблагопр для рассеивания условиях. ПДС – пдс ЗВ в сточные воды, максимально допустимые к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм-го кач-ва воды в контрольном пункте. ПДУ – нормативы физического воздействия, устанавливаются на уровне, который обеспечивает сохр-е здоровья и трудоспособности людей, охрану раст. и жив. мира и благоприятную для жизни ОПС. ВСВ/ВСС – всв/всс, которые допускают загрязнение ОС сверх нормы в течение строго опред-го времени. Экол. мониторинг — это комплексная система наблюдений за сост-ем ОС, оценки и прогноза изменения сост-я ОС под воздействием п-дных и антропогенных факторов. Виды: 1.Биологический — это слежение, оценка и прогноз динамики состава и структуры биол-ких объектов. Мониторинг биоты предусматривает изучение изменений ее видового состава, размещещение отдельных видов жив, раст и грибов. 2.Химический — наблюдение за содерж-ем различных в-в и загрязнителей в атм воздухе, осадках, почве, донных отложениях, пов-ных водах. Экологическая экспертиза — оценка уровня возможных негативных воздействий намечаемой хоз-ной и иной деят-ти на ОПС, п-дные ресурсы и здоровье людей. Объектами экологической экспертизы я/я: проекты и технико-экономические обоснования строительства и эксплуатации хоз-ных соору­жений, а также действующие предприятия; нормативно-техническая документация на создание но­вой техники, технологий, материалов, а также на ра­ботающее оборудование; проекты нормативных и административных актов и действующее законодательство. Экологический риск — это оценка на всех уровнях — от точечного до глобального — вероятности появления негативных изменений в ОС, вызванных антропогенным или иным воздействием. Оценке допустимого экол-го риска в последнее вре­мя уделяется все больше и больше внимания, особенно при принятии решений о вложении инвестиций в то или иное про­изводство. Различают 3 главные составляющие экол риска: 1.оценка состояния здоровья ч-ка и возможного числа жертв; 2.оценка состояния биоты (в первую очередь фотосинтезирующих организмов) по биологическим интегральным показателям; 3.оценка воздействия ЗВ-в, техногенных аварий и стихийных бедствий на человека и ОПС.

Источники экол. права - нормативно-правовые акты, содержащие нормы, регулирующие отношения в сфере в/д-я общ-ва и п-ды. Систему источников экол права образуют: Конституция РФ; федеративные договоры; меж/нар договоры РФ; законы; указы и распоряжения Президента РФ; постановления и распоряжения прав-ва РФ; Конституции, уставы, законы, иные нормативные правовые акты субъектов РФ; нормативные правовые акты министерств и ведомств; нормативные правовые акты органов местного самоуправления; локальные нормативно-правовые акты. Инженерная защ. ОС – область науки и техники, охватывающая разработку, проектирование, эксплуатацию и совершенствование экобиозащитной техники и технологии, организацию и управление природоохранной работой на предприятии, экспертизу проектов, технологий и производств и сертификацию продукции с целью достижения экол. безопасности хоз деят-ти ч-ка, снижение риска антропогенного возд-я на ОС. В состав экон мех-ма ООС входят: правила заключения договоров, выдача лицензий и установление лимитов на комплексное ПрПо-ние; платное ПрПо-ние; экономическое стимулирование ООС: (установление налоговых и иных льгот, предоставленных при внедрении малоотходных и безотходных технологий и производств, исп-ние вторичных ресурсов, осуществление др. деят-ти, обеспечивающей природоохранный эффект). Охрана п-ды м/б успешной, если национальную программу сочетать с меж/нар сотрудничеством. Меж/нар сотрудничество в области ООС регулируется меж/нар экол. правом, в основе которого лежат общепризнанные принципы и нормы. Важнейший вклад в становление этого принципа внесла Стокгольмская конференция ООН по проблемам ОС (1972), Всемирная хартия природы (ВХП), одобренная Генер. Ассамблеей (1982) и меж/нар конференцией ООН по ОС и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г). Современное меж/нар сотрудничество в обл-ти ООС осуществляется в 3 основных формах: расширение обмена инфо-ей и опытом; совместная разработка и осуществление программы охраны и рац-го природопользования; поддержание планетарного экол. равновесия и обеспечение экол. ответственности. В наст вр практически во всех развитых странах мира разработаны, приняты и претворяются в жизнь нац-е прогрограммы по ООС. Примером меж/нар-правового мех-ма ООС также может служить Киотский протокол, принятый в декабре 1997 в Киото (Япония). Цель — снижение совокупного среднего уровня выбросов 6 типов газов (в первую очередь, CO2 и CH4) в 2008-2012 гг по сравнению с уровнем 1990 г. Экологическое образование — целенаправленно организованный, планомерно и систематически осуществляемый процесс овладения экол-ми знаниями, умениями и навыками. Указом Президента России в кач-ве одного из важнейших направлений гос. политики в обл-ти экологии намечено развитие экол. образования и воспитания. Вместе с социально-гуманитарным образ-ем экологическое образование в совр. условиях призвано способствовать формир-ю у людей нового экол сознания, помогать им в усвоении таких ценных, профессиональных знаний и навыков, которые содействовали бы выходу России из экол. кризиса и движению общества по пути устойчивого развития. Созданы центры по экол. образованию населения, апробируется экол. компонента содержания профессионального образования. ООН по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО). Экол. воспитание призвано формировать активную природоохранную позицию. Экологическое воспитание должно базироваться на основании постулата о том, что выход из экол. кризиса в совр. условиях возможен. Ключи к решению глобальных экол. проблем — в переоценке мировоззренческих ценностей и в «смене приоритетов», а также в нормализации численности населения через планирование семьи. Высшей стадией экологизации сознания я/я экологическая культура, под которой понимается весь комплекс навыков бытия в контакте с ОС. Ч-к должен осознавать свою роль в биосфере как одного из видов, который, как и все остальные, обязан подчиняться законам развития биосферы. Мировое сообществово не может существовать без экологической культуры, поскольку без нее трудно рассчитывать на выживание чел-ва в условиях экол. кризиса.

68). Соц и совокупный экон ущерб от загрязнения ОС. Социальный ущерб проявляется в сокращении продолжит-ти жизни и увеличении затрат населения на борьбу с загрязнением в домашнем хозяйстве, росте себестоимости очистки воды и т.д. Социально-экономический связан с ростом заболеваемости экономически-активного населения. Экологический ущерб - потеря какого-либо отдельного генофонда. Экономический ущерб — это фактические или возможные потери, отрицательные изменения природы и живых процессов, которые возникают от каких-либо действий или бездействий, выраженные в стоимостной форме. По времени действия ущерб может быть явным и скрытым, а также текущим и прогнозным. Текущий ущерб всегда существует в наст вр и зависит от уровня развития производительных сил в данный рассматриваемый отрезок времени. Прогнозный — это ущерб, который ожидается или может существовать в будущем: его разделяют на период от 5 лет и ущерб далекой перспективы. По масштабу действия различают: глобальный ущерб, континентальный, региональный и локальный ущерб отдельного источника загрязнения или предприятия.

Эколого-экон значение лесных ресурсов. Флора влияет на гидрологический режим, состав атмосферы, климат, почву и т.д. Лес выполняет ф-цию улавливания, обладает пылезащитными св-вами, влияет на экон-кие показатели, я/я источником получения многих материальных, технических ресурсов. Также лес я/я базой для развития деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной продукции. Лес я/я возобновляемым ресурсом. Лесное хозяйство выполняет 2 взаимосвязанные функции, относящиеся ко взаимоотношению людей и п-ды: обеспечивает удовлетворение потребностей в возобновимых ресурсах и услугах леса; сохраняет п-дную среду и даже улучшает её, снижает угрозу глобального экол кризиса. Экол-экон значение водных ресурсов. Соврем практика водопользования основывается на «несправедливой» стоимости пресной воды. Восприятие этого сырья как локального, почти неистощимого и легко доступного постепенно меняется с введением природоохранного законодательства и постепенным развитием водосберегающих технологий. Однако эти положительные процессы отстают от нарастания проблем с доступностью кач-ной воды в мире. Ее нехватка всё чаще я/я «узким местом» для экон-го развития многих стран и территорий. В России сосредоточено около 1/4 мировых пресных пов-ных и подземных вод, а численность населения России составляет лишь 2% от населения Земли. Кроме того, географическое распределение воды в нашей стране не совпадает с распределением населения, что влияет на способы реализации водных ресурсов. Экол-экон значение земельных ресурсов. Почвенный покров – важнейшее п-дное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95 - 97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Особое св-во почвенного покрова – его плодородие – сов-ть свойств почвы, обеспечивающих урожай с/х культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом ПВ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтетической деят-ти. Осн направления охраны и рац-го исп-я п-дных ресурсов. Охрана природы — сов-ть гос-ных и общественных мероприятий, направленных на сохранение атмосферы, раст-ти и жив-го мира, а также почв, вод и земных недр. Интенсивная эксплуатация п-дных богатств привела к необх-ти нового вида п-доохранной деят-ти — рац-го исп-я природных ресурсов, при котором требования охраны включаются в сам процесс хоз-ной деят-ти по исп-ю п-дных ресурсов. Охрана ОС — новая форма во в/д-вии ч-ка и п-ды, рожденная в современных условиях. Она представляет собой систему гос-ных и обществен­ных мер, направленных на гармоничное в/д-вие общества и природы, сохранение и воспроизводство действующих экол-ких сообществ и п-дных ресурсов во имя живущих и будущих поколений. Охрана ОС тесно связана с ПрПо-нием — одним из разделов прикладной экологии. ПрПо-ние — общественно-производственная дея­т-ть, направленная на удовлетворение матер-ных и к-рных потребностей общества путем исп-я раз­личных видов п-дных ресурсов и п-дных условий. ПрПо-ние м/б нерац-ным и рац-ным. Нерац ПрПо-ние не обеспечивает сохранение природно-ресурсного потенциала, ведет к оскуднению и ухудшению качества природной среды. Рац ПрПо-ние означает комплексное научно-обоснованное исп-е природных богатств. Осн принципы охраны ОС: 1.Соблюдение прав ч-ка на благопр-ю ОС; 2.Приоритет охраны жизни и здоровья ч-ка, сохранения естественных экол систем, п-дных ландшаф­тов и п-дных комплексов; 3.Охрана, воспроизводство и рац-е исп-е п-дных ресурсов; 4.Платность ПрПо-ния и возмещение вреда, нанесенного ОС; 5.Меж/нар сотрудничество РФ в об­ласти ООС. Правовое регулирование. Конституция РФ играет центральную роль в правовом регулировании общественных отношений в области ООС и ПрПо-ния. Конституция РФ закрепляет осн положения об ООС и ПрПо-нии, которые я/я базовыми для правового регулирования экол общественных отношений, возникающих в упомянутой сфере. Эти положения касаются собственности на землю и другие ПР, поощрения деятельности, способствующей экол-му и санитарно-эпидемиологическому благополучию, прав каждого на благоприятную ОС, достоверную информацию об ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экол-ким правонарушением, обязанностей каждого сохранять п-ду и ОС, бережно относиться к п-дным богатствам. Осн целями региональной политики в РФ признаны предотвращение загрязнения ОС, ликвидация последствий ее загрязнения. В основных положениях региональной политики обращается внимание на такой важный вопрос как законодательное разграничение полномочий м/у федеральными органами гос власти и органами гос власти субъектов РФ в сфере гос собственности на ПР и землепользование. Важная роль субъектов РФ в ООС нашла отражение в ряде положений ФЗ от 10.01.2002г. № 7-ФЗ «Об ООС».

69). Экологическое состояние РБ. 30% жителей Башкирии проживают в зоне действия вредных промышленных факторов. Основными источниками загрязнения атмосферы в РБ я/я автомобильный транспорт (65%) и промышленность (30%). Более 75% объема выбросов ЗВ от стационарных источников приходится на ТЭК. К предприятиям с наибольшими выбросами относятся ОАО “Новоуфимский НПЗ”, г. Уфа (43,1); ОАО “Уфанефтехим”, г. Уфа (40,5); ОАО “Сода”, г. Стерлитамак (36,0); ОАО “Уфимский нефтеперерабатывающий завод” (24,8); ОАО “Салаватнефтеоргсинтез”, г. Салават (29,4). Среди ЗВ: твердые в-ва, жидкие и газообразные в-ва, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды. Основные источники загрязнения водных объектов: МП "Уфаводоканал" (Уфа), ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" (Салават), ЗАО "Каустик" (Стерлитамак), ОАО «Сода» (Стерлитамак), ОАО «Автонормаль» (Белебей). ЗВ-ми, к.п., я/я нефтепродукты, азот аммонийный и нитритный, фенолы, соединения тяж Ме, ртуть. Крупнейшие пром центры — Уфа, Стерлитамак, Салават, Нефтекамск, Туймазы, Октябрьский, Белорецк. В Уфе очистные сооружения не позволяют снизить уровень высокого загрязнения водоемов. Ежегодно в водные объекты сбрасывается более половины всего объема сточных вод по республике. Очистные сооружения, построенные более 30 лет назад, требуют модернизации, внедрения новых технологий очистки. Накоплено 180 тысяч тонн неутилизированного осадка. Система канализации я/я основным источником загрязнения водных объектов. Проблема очистки сточных вод разрешима путем реконструкции и расширения городских сооружений канализации при финансовой поддержке федеральных органов власти. Лишь небольшая часть отходов утилизируется и перерабатывается с последующим исп-ем в кач-ве II-ных материалов. Но проблема захоронения и утилизации бытовых и пром отходов города остается напряженной. Миллионному городу необходим завод по переработке ТБО и пром отходов с современными и передовыми технологиями, отвечающий требованиям природоохранного законодательства. Состояние атмосферного воздуха г. Стерлитамака вызывает особую озабоченность горожан. На улучшение качества атм воздуха должна повлиять южная объездная дорога, строительство которой затягивается. Необходима современная система автоматизированного контроля и наблюдения за состоянием загрязнения атмосферы из 11 станций. Работа по ее созданию уже ведется. Пром предприятия города строились несколько десятилетий назад, без учета мер экол безопасности. В частности, по ЗАО “Каустик” следует завершить строительство сооружений для биол-кой очистки сточных вод и отстойников для обработки осадков сточных вод. Продолжение строительства БОС (биологических очистных сооружений) прежде всего необходимо городу, поскольку здесь очищаются 90% городских стоков. Действующее БОС перегружено, работая сверх предусмотренной мощности.

Большой вклад в загрязнение атм воздуха, особенно городов, вносит автомототранспорт. Необходимы следующие мероприятия: -периодический контроль автотранспортных средств на соответствие эксплуатационным нормам по выбросу токсических в-в. Нр с этой целью на тер-рии Туймазинского района и города Туймазы работают 12 пунктов контроля токсичности; -исп-е видов топлива (газовое и газодизельное), наносящих меньший вред ОС. Наибольший вклад в загрязнение водных объектов района вносят нефтяники. Воды рек, родников и колодцев претерпели значительные изменения в хим составе, в некоторых пунктах в течение многих лет засоленность выше ПДК для питьевой воды. Животноводческие фермы загрязняют водотоки в рез-те смыва животноводческих отходов водами весеннего половодья и дождевых паводков. Существенное негативное воздействие на состояние ОС оказывают отходы производства. Основными отходообразующими предприятиями я/я предприятия машиностроительного комплекса и тепличные хозяйства. На сегодняшний день в Башкирии продолжается проектирование четырех новых полигонов (в Баймаке, Учалах, Благовещенске, в селе Старобалтачево) и строительство еще десяти - в Нефтекамске, Ишимбае, Туймазах, Бирске, в Дюртюлях и т.д. Также в наст вр в республике осуществляется реконструкция старых полигонов ТБО, их обустраивают и приводят в соответствие с природоохранными требованиями в Кумертау, Мелеузе, в Туймазах, Нефтекамске, Октябрьском. По объему производства валовой продукции сельского хозяйства РБ занимает 3-4 место в РФ. В республике функционирует около 4450 крестьянских (фермерских) хозяйств и индивидуальных предпринимателей, осуществляющих с/х-ное производство. В число крупных и эффективных с/х-ных организаций России включены 6 предприятий: ОАО «Птицефабрика "Башкирская"» и ГУСП совхоз "Алексеевский" (Уфимский р-н), ГУСП совхоз "Рощинский" (Стерлитамакский р-н), ОАО "Турбаслинские бройлеры" (Благовещенский р-н), ООО СХП "Агрогалс" (Аургазинский р-н), СПК "Базы" (Чекмагушевский р-н). Сельское хозяйство районов Зауралья РБ в настоящее время испытывает тяжелейший экологический кризис. Сложившаяся в регионе экологическая ситуация вызвана чрезмерными антропогенными нагрузками на агроэкосистемы. Пастбищные нагрузки превышают норматив в 10-20 раз, площадь пашни в степной зоне доходит до 90% от общей площади равнинной части хозяйства (экологический норматив - не более 75%). В рез-те происходит активная деградация агроресурсов: все основные пастбищные массивы деградированы, на пашне развивается эрозия почв и формируется дефицит минеральных элементов. Как итог в последние годы намечается тенденция снижения урожайности зерновых культур и выхода животноводческой продукции.

Территория РБ покрыта разветвленной сетью поверхностных водоемов: 1120 рек и 2720 озер. Ресурсы пов-ных вод распространяются по тер-рии республики неравномерно. Потребности республики по воде в целом обеспечены, за исключением 4,3 % территории (центр, запад, северо-запад и юго-восток республики), где затруднена организация водоснабжения из-за ограниченности ресурсов подземных вод или их плохого качества. Ввиду крайне низкой обеспеченности водными ресурсами бассейна реки Урал предусматривается перевести ряд предприятий на замкнутый цикл водопользования (Учалинский горно-обогатительный комбинат, Башкирский медно-серный комбинат). Проводится снегозадержание и расширение снегозащитных лесных полос. Не во всех районах республики удовлетворяются потребности населения в чистой воде (нр, в западных районах республики - Туймазинском, Бижбулякском, Белебеевском, Ермекеевском р-онах экономию водных ресурсов намечается осуществить за счет перевода ряда предприятий на мах исп-е оборотного и последовательного водоснабжения. Леса занимают около 39% территории края. Они образованы 20 видами деревьев. Главными из них я/я хвойные - сосна, лиственница, ель, пихта, также дуб, клен, липа, ильм, береза. Леса размещены в республике неравномерно, лесистость территории колеблется от 6-10% в юго-западных районах до 60-90% в восточных и северо-восточных районах. Обеспеченность городов республики зелеными зонами различная. Некоторые города и населенные пункты уже сейчас обеспечены зелеными зонами в объеме, превышающими норматив. Так, г.Бирск при норме 2,8 тыс. га на 40тыс. жителей имеет площадь зеленых насаждений 4,2 тыс. га. Для защиты растительного и животного мира созданы три заповедника. Организовано 15 государственных охотничьих заказников и 12 заказников по охране лекарственных растений. 148 природных объектов объявлены памятниками природы. Создаются полезащитные лесонасаждения, проводятся посадки леса, ведется работа по предотвращению лесных пожаров. Поселены ценные животные - американская норка, марал, выхухоль, ондатра, речной бобр. Растет поголовье лося. Взяты под охрану многие животные, нр, бурый медведь, марал, косуля и др. Проводится зарыбление озер, водохранилищ и прудов. Площадь с/х земель РБ составляет около половины территории республики. Около 65% площади сельхозугодий составляют пахотные земли, 34% - сенокосы и пастбища, более 0,5% - многолетние насаждения. Основные площади с/х угодий приходятся на Западный Башкортостан. Несколько снижают ценность земельных и почвенных ресурсов солонцеватые земли, земли, засоренные камнями, а также подверженные ветровой и водной эрозии. В погоне за увеличением посевных площадей в Башкортостане нередко распахиваются крутые склоны. Разрушение почв усиливается из-за ежегодной вспашки обычным плугом с оборотом пласта, а также в результате излишнего полива.

Шульган–Таш. Образован в 1959 году как филиал Баш гос заповедника. В 1986 году получил статус самост-го гос-го заповедника. Расположен в пределах Бурзянского района. Основное направление деят-ти - сохранение и дальнейшее изучение п-дного комплекса южных широколиственных лесов Южного Урала, башкирской бортевой пчелы, бортевого пчеловодства, а также уникального природного и культурного памятника - пещеры "Шульган-Таш", в которой имеются рисунки ч-ка эпохи палеолита. В заповеднике и его окрестностях зарегистрировано 54 вида млеков, 196 видов птиц, 6 видов рептилий, 5 видов амфибий, 27 видов рыб, 971 вид беспозвоночных. Важнейшей задачей заповедника я/я сохранение, изучение и воспроизводство аборигенной (бурзянской) популяции среднерусской медоносной пчелы, обитающих в естественных и искусственных дуплах (бортях, колодах). Бурзянские пчелы на протяжении столетий находились в генетической изоляции, экологически и этологически адаптированы к специфическим условиям обитания на Южном Урале и представляют интерес для селекции в пчеловодстве. Одновременно в заповеднике сохраняется древний народный промысел - бортевое пчеловодство, согласующийся с заповедным режимом. В Красной книге России числятся 15 видов животных заповедника: усач альпийский, шмель изменчивый, аполлон, сапсан, беркут, могильник, черный аист, змееяд, байбак… На территории заповедника выявлено около 800 видов высших растений, из которых 118 относятся к категориям редких, исчезающих, реликтовых, эндемичных: ковыли перистый и Залесского, тонконог жестколистный, рябчик русский, живокость уральская, венерины башмачки настоящий и крупноцветковый, пыльцеголовник красный, ятрышники болотный и обожженный, чина Литвинова.

Баш гос заповедник расположен в Бурзянском районе. Утвержден в 1930 г. Основное направление научных исследований заповедника - комплексное изучение природных экосистем западных склонов Южного Урала. Виды: ручейник бабочковидный, махаон, аполлон, черный аполлон, павлиноглазка малая, хариус европейский, таймень, ручьевая форель, серый журавль, трехпалый дятел, крот, летяга, енотовидная собака.

Южно-Уральский гос природный заповедник (1979 г) с целью сохранения уникальных горно-таежных елово-пихтовых лесов, высокогорных растительных сообществ и болот. Расположен на тер-рии РБ и Челябинской области. Виды: венерины башмачки настоящий и крупноцветковый, пыльцеголовники красный и длиннолистный, надборник безлистный, яртышники шлемоносный и обожженный; беркут, орлан-белохвост, сапсан и два вида рыб — обыкновенный подкаменщик и европейский хариус. Заповедник служит местом обитания дикой бортевой пчелы.

70). Хар-ка низших растений.

Отдел Красные водоросли, Rhodophyta (Багрянки). Отдел включает более 600 родов и около 4000 видов.

Жизненные формы. Встречаются водоросли с одноклеточным (порфиридиум) и пластинчатым талломом (порфира), но чаще всего развивается многоклеточный таллом, образованный переплетающимися многоклеточными нитями, и прикрепленный к субстрату с помощью ризоидов. Размеры талломов багрянок – от нескольких сантиметров до метра. Распространение: обитают в тропич и субтропич морях, реже в областях с умер. климатом. Это самые глубоководные бентосные вод-ли. Строение клетки. Клетки багрянок м/б одноядерными и многоядерными. Хроматофоры с пиреноидами (место скопления и зона синтеза ЗПВ), к.п., звездчатые, без пиреноидов – лентовидные или линзовидные. Запасным полисахаридом красных водорослей я/я «багрянковый крахмал», зерна которого откладываются в цитоплазме. Клеточная стенка двухслойная: внутренний слой образуют гемицеллюлозы, наружный – пектины. В клеточной стенке также может откладываться карбонат кальция, который придает водоросли жесткость и окаменелость. Размножение. Подвижные стадии в жизненном цикле отсутствуют, споры и гаметы лишены жгутиков. Диплоидно-гаплоидный цикл их развития включает не две, как у других водорослей, а три стадии. После слияния гамет из зиготы развивается диплоидный организм – спорофит, производящий диплоидные споры. Из этих спор развивается второе диплоидное поколение – спорофит, в клетках которого в определенное время происходит мейоз и образуются гаплоидные споры. Из такой споры развивается третье поколение – гаплоидный гаметофит, производящий гаметы. Женский гаметангий называется карпогоном. Он состоит из брюшка и трихогины. Последняя имеет щетинки, создающие ток воды по направлению к брюшку, в котором созревает яйцеклетка. В антеридиях развиваются многочисленные безжгутиковые спермации.

Значение. Красные водоросли находят широкое применение в хоз деят-ти ч-ка. Они я/я ценным пищевым продуктом, содержащим довольно много белка, витаминов и микроэлементов. Наиболее известны такие съедобные багрянки, как родимения (Rodimenia) и порфира (Porphyra), распространенные во многих морях. Красные водоросли я/я источником агар-агара. Агар используют в микробиологии, в медицине и в пищевой пром-ти. Кроме того, они служат источником промышленного получения йода.

Отдел Бурые водоросли (Phaeophyta). Насчитывает около 1500 видов.

Жизненные формы: преобладающее большинство многоклеточные, преимущественно крупные морские водоросли с относительно дифференцированным талломом, встречаются также нитчатые формы. Ни одноклеточные, ни колониальные формы среди них неизвестны. Распространение: это преимущественно бентосные водоросли, предпочитающие прибрежные зоны северных морей. Встречаются планктонные формы, нр, водоросли рода Саргассум. Строение клетки. Клетки содержат одно ядро, вакуоли и пристенные хлоропласты различной формы, которые, помимо собственной оболочки, окружены сложной системой мембран, находящейся в прямой связи с оболочкой ядра – «хлоропластной ЭПС». Кнаружи от целлюлозной стенки располагается пектиновый слой. Окраска водорослей: помимо хлорофиллов и бэта-каротина в их хроматофорах имеется избыток бурых ксантофиллов. ЗПВ: полисахарид ламинарин (откладывается в цитоплазме), маннит (сахароспирт) и жиры. Размножение. Вегетативное размножение у этих водорослей осуществляется участками таллома. У всех бурых водорослей диплоидно-гаплоидный тип жизненного цикла, т.е. наблюдается чередование поколений. При этом образуются как споры, так и зооспоры. Половой процесс м/б изогамным, гетерогамным или оогамным. Подвижные клетки представителей этого отдела имеют грушевидную форму и два жгутика, прикрепленные сбоку. Один жгутик перистый и направлен вперед, другой – задний – гладкий. Значение. Бурые водоросли – основной источник орг в-ва в прибрежной зоне морей. Заросли бурых водорослей создают условия для питания и размножения множеству прибрежных животных и других водорослей. Широко используются бурые водоросли и человеком. Они богаты йодом и другими микроэлементами. Народы Юго-Восточной Азии традиционно используют их в пищу, особенно представителей порядка ламинариевых. Из бурых водорослей получают также широко применяемые в различных отраслях промышленности соли альгиновой кислоты

Отдел Диатомовые водоросли, Diatomophyta. Насчитывает около 10 000 видов водорослей.

Жизненные формы: одноклеточные или колониальные.

Строение клетки: характерной особенностью я/я наличие панциря – клеточной оболочки, пропитанной кремнеземом (целлюлозы нет). Панцирь состоит из двух створок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. Большая по размеру створка – эпитека покрывает меньшую - гипотеку. Каждая такая половинка состоит из створки («донышка») и спаянного с ней пояскового кольца. Стенки панциря пронизаны мельчайшими отверстиями, обеспечивающими взаимодействие протопласта с ОС. У многих планктонных форм диатомей на панцире имеются также разнообразные выросты, увеличивающие площадь поверхности и способствующие парению в толще воды. Клетки ряда видов при помощи этих выростов могут соединяться друг с другом, образуя колонии. Клетки различных диатомовых водорослей могут иметь либо радиальную, либо двустороннюю симметрию. Этот признак я/я систематическим – первых выделяют в класс Центрические, а вторых относят к классу Перистые, или Пеннатные. Кроме того, пеннатные водоросли имеют щелевидный шов, позволяющий им активно двигаться. В цитоплазме располагаются два хроматофора, в которых содержатся хлорофиллы а и с, а также каротиноиды и ксантофилл диатомин, придающие водоросли желтую или желто-бурую окраску. ЗПВ: масла, откладывающиеся в клетке в виде капель, а также волютин и хризоламинарин. Распространение: в соленых, пресных водах, на почве и скалах. Размножение: преобладает бесполое вегетативное размножение. Половой процесс необходим для восстановления размеров. Значение: диатомовые служат кормом для многих водных орг-мов: простейших, молоди рыб, бактерий. По содержанию белков и жиров они не уступают картофелю и некоторым злакам. Играют большую роль в круговороте кремния в природе (геологические породы – диатомиты). Диатомит используется как строительный материал. Он обладает хорошей адсорбирующей способностью, поэтому его также используют в медицине, при изготовлении фильтров.

Отдел Зеленые водоросли, Chlorophyta. Это самый обширный из всех отделов этих растений, к нему относят около 15 тыс. видов. Представители зеленых водорослей отличаются, прежде всего, действительно чисто зеленым цветом своих талломов, что вызвано преобладанием в хлоропластах хлорофилла (а и b) над другими пигментами (каротиноидами). Запасной полисахарид зеленых водорослей – крахмал – откладывается внутри хроматофора. Поверх плазмалеммы у большинства зеленых водорослей образуется целлюлозная клеточная стенка. Для большинства зеленых водорослей характерно преобладание в жизненном цикле гаплоидной фазы – двойным набором хромосом у них обладает только зигота, которая мейотически делится с образованием спор. Однако имеются и формы с преобладанием в жизненном цикле диплоидной фазы, и виды с изоморфной сменой поколений. Большинство зеленых водорослей обитает в водоемах с пресной водой, хотя встречаются и морские виды. Таллом м/б: однокл-ый, колон-ый, многокл-ый, сложно устроенный неклеточный. Клеточная оболочка целлюлозно-пектиновая. Клетки чаще одноядерные. Хроматофоры различной формы с пиреноидами и без них. ЗПВ: крахмал, реже жиры. Вегетативное размножение: путем деления клетки пополам, распадом колоний и нитей, спец-ми клубеньками у харовых. Бесполое размнож-е: зооспорами, иногда неподвижными спорами – апланоспорами. Половое: изо-, гетеро-, оо-, хологамия, конъгация. Зигота с плотной оболочкой впадает в покой. Отдел зеленых водорослей делят на 2 класса: Равножгутиковые и Конъюгаты.

Экологические группировки. Планктон – сов-ть мкскопических свободно плавающих в толще воды орг-мов. Для облегчения переноса водой имеют различные приспопобления, уменьшающие плотность (газовые вакуоли, включения липидов, насыщенность водой) и увеливичивающие их удельную пов-ть (разветвленные выросты, приплюснутая или вытянутая форма тела). Бентос – водные организмы, живущие на дне водоёмов или обрастающие различные водные предметы. Наземные (воздушные) – образуют налёты или плёнки на коре деревьев, влажных камнях, заборах и т.д. Почвенные – живут в толще почвенного слоя. Кроме того, в-ли развиваются в горячих источниках, на пов-ти снега и льда.

1.Кл. Равножгутиковые (Isocontae)

1.Пор. вольвоксовые (Voivocales)

Род хламидомонада (Chlamydomonas)

Род вольвокс (Volvox)

2.Пор. протококковые (Protococcales).

Род Хлорелла (Chlorella)

Род Хлорококк (Chlorococcum).

3.Порядок улотриксовые (Ulotricales).

Род Улотрикс (Ulothrix).

4.Пор. Сифоновые (Siphonales).

Род Каулерпа (Caulerpa)

5.Пор. сифонокладовые.

Род Кладофора.

Род Сифонокладус.

6.Пор. Хетофоровые.

Род Стигеоклониум.

Род тринтеполия

2.Кл. Конъюгаты

1.Пор. Зигнемовые

Род Спирогира.

Род Зигнема.

Род Мужоция

2.Пор. Десмидиевые.

Род Клостериум

Род Космариум.

3.Кл. Харовые.

Род Хара.

71). Царство грибы Наука, изучающая называется микология. Грибы - это обширная группа организмов кот-я насчитыв-т до 100000 видов. Обладает признаками и животных, и растений, поэтому их выдел-т в отдельное царство.Признаки животных: в обмене веществ присут-т мочевина, в клет. оболочке есть хитин, сходный с хитином насекомых. Основное ЗПВ – гликоген. Гетеротрофы (не имеют хлорофилла). Признаки растений: имеют клет. оболочку, неподвижны, способ питания – всасывание, имеют неограниченный рост. Тело грибов назыв-ся мицелий или грибница. Состоит из тонких ветвящихся нитей – гиф. Их функция: всасывание ПВ и воды. У большинства грибов мицелий нах-ся в субстрате (почва, растит. остатки, живые растения, древесина), а на пов-ть выступают только плодовые тела. У самых низших грибов мицелия нет, а тело представлено комочком протопласта с оболочкой или без нее. Мицелий м/б: неклеточный – одна большая разветвленная многоядерная клетка; клеточный (септированный) – капсулированная клетка с одним или несколькими ядрами. Лишь у немногих грибов в клет. оболочке есть целлюлоза. На поперечных стенках имеются перфорации сквозные. Протопласт не имеет пластид, ядра мелкие. М/б одно, 2 попарно сближенных ядра (дикарион) или множество ядер. ЗПВ: жиры, гликоген, волютин. Вегетативные тела м/б представлены: одиночными клетками (дрожжи); плодовыми телами, которые состоят из ложной ткани – плектенхимы, которая образуется путем плотного переплетения гиф и клетки которой делятся только в одном направлении; склероциями, кот-е образ-ся из плотного переплетения гиф с толстыми клеточ-ми оболочками. Склероции представляют собой овальные или рожковидные образования, помогающие перенести неблагоприят-е условия. Вегетативное размнож-е: частями мицелия почкованием, артроспорами (оидии) – клетки с тонкими оболочками, на кот-е распад-ся гифы некоторых грибов, хламидоспорами – клетки с толстыми оболочками, на кот-е распад-ся гифы грибов. Бесполое: различными видами спор, кот-е м/б эндогенного и экзогенного происхождения. Эндогенные споры развив-ся внутри спорангиев или зооспорорангиев и назыв-ся спорангиоспоры или зооспоры. Экзогенные споры образ-ся на особых выростах мицелия – конидиях и наз-ся конидиоспоры или конидии. В жизненном цикле грибов бывают до 4 различных видов спороношений. Половое: у низших грибов половой процесс – изо, гетеро, оо, зиго и хологамия. У высших: гаметангиогамия – слияние содержимого двух внешне различных органов полового размнож-я недифференцированных на гаметы, сперматизация – оплодот-е женского органа полового размнож-я спермациями – неподвиж-ми клетками, кот-е переносятся ветром или насекомыми, соматогамия – слияние содержимого 2-х вегет. клеток, автогамия – попарное слияние ядер в одной клетке. При половом процессе очень часто сначала происх-т слияние цитоплазм (плазмогамия), а слияние ядер происх-т позже. Сначала они располаг-ся парами (дикарионы) и синхронно делятся, образуя новые дикарионы. После ряда делений, ядра попарно слив-ся, образуя множество (2n) ядер, которые затем делятся путем мейоза, образуя (n) ядра, из кот-х затем формир-ся споры полового размнож-я. Они бывают 2-х типов: аскоспоры (эндогенные) и базидиоспоры (экзогенные). В цикле развития грибов бесполое и половое спороношение чередуется и жизненный цикл обычно заканчив-ся половым спороношением. По характеру питания грибы делятся на 2 группы: сапрофиты – поглощают мертвые органич. вещ-ва и паразиты – живут за счет др. существ, чаще растений. Некот-е грибы-паразиты после отмирания растения-хозяина продолжают жить на нем как сапрофиты или многие сапрофитные грибы поселяются на больных ослабленных растениях и питаются ими уже как паразиты. Такие грибы наз-ся факультативными паразитами. Царство грибы подраздел-ся на 2 подцарства: 1.Слизевики или миксомикота и 2.Настоящие грибы. Настоящие грибы включают след. отделы: оомикоты, зигомикоты, аскомикоты, базидиомикоты, дейтеромикоты. Часто используется и деление грибов на низшие и высшие. У низших мицелий или не развививается, или он неклеточный. К ним относятся: оо- и зигомикоты. У высших есть клеточный мицелий и половое спороношение (аско- и базидиомикоты). Условно к ним же относятся и дейтеромикоты, у кот-х нет полового спороношения и кот-х относят к несовершенным грибам. Единого мнения о происхождении и филогенезе нет. Большинство ученых считают, что грибы имеют полифилитическое происх-е, т.е. разные отделы произошли от разных бесцветных жгутиковых или безжгутиковых амебоидных.

Отдел Оомикота. Включает 1 класс – Оомицеты. Имеет хорошо развитый неклеточный мицелий, представляющий собой большую разветвленную многоядерную клетку без перегородок. Перегородки возникают лишь при отчленении органов размнож-я. Клет. стенка содержит целлюлозу и не имеет хитина. Бесполое: зооспорами с 2-мя жгутиками: перистым и гладким. Половой процесс – оогамия. В классе несколько порядков, важнейшие из которых Сапролегниевые и Пероноспоровые.

Отдел Зигомикота. Класс Зигомицеты. Обычно имеют хорошо развитый ветвящийся неклет. мицелий. Бесполое развитие с помощью спорангиоспор и конидий. Половой процесс – зигогамия (слияние 2-х недифференцированных на гаметы клеток). Клет. оболочка не содержит целлюлозы, содержит хитин. Ведут преимущ-но наземный образ жизни. 4 порядка.

Отдел Аскомикота. Класс Аскомицеты (сумчатые грибы). Сумчатые грибы - один из самых обширных классов, включающий около 30 тыс. видов, разнообразных по строению и образу жизни. К этому классу относится большинство грибов, входящих в состав лишайников. Бесполое размножение осуществляется конидиями. Половой процесс – гаметангиогамия. Основной признак аскомицетов – формирование в результате полового процесса асков (сумок) – замкнутых одноклеточных структур, содержащих определенное количество (обычно 8) гаплоидных аскоспор.

Класс Базидиомицеты (Basidiomycetes). Объединяет около 30 тыс. видов грибов. Они имеют хорошо развитый клеточный мицелий. В каждой клетке два ядра, поэтому мицелий базидиомицетов дикарионный.

Название грибов связано с образованием базидий при половом процессе. На базидиях, экзогенно, на выростах – стеригмах развиваются гаплоидные базидиоспоры. Эти споры имеют разные половые знаки, которые обозначают «+» и «–». Из таких разных базидиоспор развиваются гаплоидные гетероталличные (т.е. имеющие разное происхождение) гифы. Они какое-то время растут самостоятельно, а затем, встретившись друг с другом, сливаются. При таком объединении происходит только слияние цитоплазмы клеток (плазмогамия), а их ядра образуют пары – дикарионы, которые затем синхронно делятся. В итоге образуется дикарионный мицелий, который может существовать очень долго – у древесных трутовиков и растущих в почве шляпочных грибов (почвенных или подстилочных сапрофитов, микоризных грибов) на протяжении многих лет.

Систематика:

Отд: Oomycota

Класс:Oomycetes

П-к:Сапролегниевые

Род:Сапролегния(сапрофиты,паразиты рыб,водорослей)

П-к:Пироноспоровые

Р. Базидиофора(паразит сложноцв.)

Р.Склероспора(на злаках)

Р. Фитофтора(на картошке)

Отд:Zygomycota

Кл: zygomycetes

П-к:Мукоровые

Род Мукор(сапрофит на конском навозе, почве,продуктах)

Род:Ризопус-Черная плесень на овощах,фруктах.