- •2. Понятие о биосфере. Вещество живое, неживое и биогенное. Особенности живой материи. Структура биосферы Земли.
- •Биосфера, ее структура и функции
- •3. Возникновение и эволюция биосферы. Основные этапы.
- •Этапы эволюции биосферы.
- •4. Организменный уровень организации. Среда обитания и экологический фактор. Общие закономерности в системе организм-среда.
- •Среда обитания и экологические факторы
- •5. Биотические факторы среды. Взаимосвязи и взаимоотношения организмов.
- •Взаимоотношения между организмами
- •1.Биотические связи
- •1.Симбиоз
- •2.Нейтрализм
- •3.Антибиоз
- •6. Основные свойства водной среды
- •8. Особенности почвы как среды обитания
- •9. Своеобразие воздушно-наземной среды как наименее благоприятной для живых организмов.
1.Возникновение и история развития экологии. Современный объем экологических знаний. Предметы исследования основных разделов экологии.
Экология как наука. Предмет, цели, задачи, основные разделы экологии
Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г. Термин "экология" был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.
Экология (греч. oicos - дом и logos - наука) в буквальном смысле - наука о местообитании.
Существует много определений экологии, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.
Понятие экологии очень обширно, поэтому в зависимости от акцента на той или иной ее задаче меняется и формулировка определения. Для "долгосрочного употребления" лучшим может быть, например, следующее: "Экология - это биология окружающей среды". Для последних десятилетий XX в. наиболее подходит одно из определений экологии, приведенное в полном словаре Уэбстера: "Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и средой". Эрнст Геккель дал этой науке исчерпывающее определение: "Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существовавание".
Экология, как и всякая другая наука, имеет два аспекта :
первый - это стремление к познанию ради самого познания,
второй - применение собранных знаний для решения практических проблем, связанных с окружающей средой.
Все возрастающее значение экологии объясняется тем, что ни один из вопросов огромной практической важности в настоящее время нельзя решить без учета связей между живыми и неживыми компонентами природы.
Практический выход экологии можно видеть, прежде всего, в решении вопросов природопользования; именно она должна создать научную основу эксплуатации природных ресурсов. Законы, лежащие в основе естественных природных процессов, будут в центре нашего внимания. Однако прежде необходимо остановиться на взаимоотношении экологии и охраны природы. Западные ученые обычно различают науку экологию и науки об окружающей среде. Экология изучает три группы факторов среды, воздействующих на организмы:
· абиотические
· биотические
· антропогенные.
Охрана природы рассматривает только третий фактор - воздействие человека на среду, и то не во всем совпадает с общеэкологическим подходом. Охрана природы и шире и уже раздела экологии, который исследует влияние антропогенного фактора на природу. Уже - потому, что анализируется не любое воздействие, а лишь то, последствие которого может иметь значение для жизни человеческого общества. Шире - потому, что рассматривается влияние антропогенного фактора не только на органический мир, но и на неживую природу.
Предметом изучения экологии в широкой постановке вопроса является система “организмы плюс среда их обитания”, причем среда, преобразованная самими организмами и, в частности, человеком.
Цель: Изучение законов функционирования экологических систем всех уровней и биосферы в целом в условиях природопреобразующей деятельности человечества и выработка тактики и стратегии поведения человечества в целях оптимизации функционирования этих систем.
Задачи экологии прямо вытекают из цели и существующих на планете проблем:
1) всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов;
2) определение порогов выносливости экологических систем по отношению к антропогенной нагрузке;
3) выработка критериев оптимальности функционирования экологических систем;
4) изучение обратимости и путей восстановления антропогенных нарушений экологических систем;
5) разработка прогнозов изменений в биосфере и состояний окружающей человека среды при разных сценариях политического, экономического и социального развития человечества;
6) отказ от дискредитировавшей себя природопокорительной идеологии и формирование идеологии и методологии экоцентризма, направленной на экологизацию экономики, производства, политики и образования.
Сегодня различают следующие основные отрасли экологии:
1. Общая экология -- изучает общие законы формирования, функционирования и эволюции экологических систем на основе анализа таких целостных ее характеристик, как продуктивность, круговорот вещества и энергии, устойчивость, биоразнообразие (генофонд) и др.
Ее ядром является теоретическая экология.
2. Специальная экология (биоэкология) -- первоначально сформировавшееся научное направление, включающее специальные, чисто биологические разделы экологии; к настоящему времени разделившееся на подотрасли:
а) аутэкология (от гр. out -- отдельно) -- экология отдельных особей и видов;
б) популяционная экология;
в) синэкология ( от гр. syn -- вместе) -- экология многовидовых сообществ, биоценозов (от гр. bios -- жизнь, kinos -- сообща, вместе);
г) экология систематических групп (бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т. д.);
д) эволюционная экология -- учение о роли экологических факторов в эволюции.
3. Геоэкология -- изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности.
В нее входят:
а) экология сред -- воздушной, суши, почвенной, морской, пресноводной;
б) экология природно-климатических зон -- тундры, тайги, степи, пустыни, гор, болот, морских берегов, и т.п.;
в) экология географических областей, регионов, стран, континентов.
4. Прикладная экология -- большой комплекс дисциплин,связанных с различными областями взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Прикладная экология имеет следующие основные разделы:
а) инженерная экология -- изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям;
б) сельскохозяйственная экология (агроэкология и экология сельскохозяйственных животных);
в) биоресурсная и промысловая экология;
г) урбоэкология (экология городов, населенных пунктов, коммунальная экология);
д) медицинская экология;
е) экотоксикология;
ж) приложения экологии к практике охраны природы и окружающей среды.
5. Экология человека -- комплекс дисциплин, изучающих взаимодействие человека к биологической особи и, как социального субъекта с окружающей его природной и социальной средой.
Сюда входят:
а) биоэкология человека;
б) социальная экология (экология личности, семьи, социальных групп, экология рас и наций, демографическая экология).
6. Глобальная экология (биосферология) -- изучает взаимоотношения всего человечества в процессе его развития с биосферой.
2. Понятие о биосфере. Вещество живое, неживое и биогенное. Особенности живой материи. Структура биосферы Земли.
Биосфе́ра— оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.
Живое вещество — совокупность живых организмов, представленная огромным количеством особей. Считают, что в современной биосфере представлено около 2 млн видов живых По своей массе живое вещество занимает ничтожную долю в сравнении с каждой из верхних оболочек земного шара.
Биогенное вещество — это вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами и являющееся мощным источником потенциальной энергии. Оно представлено запасами каменного угля, известняков, нефти, торфа. Биогенное вещество делят на две категории: а) образованное живыми организмами, живущими в данную геологическую эпоху; б) образованное в прошлые геологические эпохи.
особенности живой материи
Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.
Клетки многоклеточных организмов образуют ткани - системы сходных по строению и функциям клеток и связанных с ними межклеточных веществ. Ткани интегрируются в более крупные функциональные единицы, называемые органами. Внутренние органы характерны для животных; здесь они входят в состав систем органов (дыхательной, нервной и пр). Например, система органов пищеварения: полость рта, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкая кишка, толстая кишка, заднепроходное отверстие. Подобная специализация, с одной стороны, улучшает работу организма в целом, а с другой - требует повышения степени координации и интеграции различных тканей и органов.
Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.
Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии - от момента зарождения до прекращения существования - как живая система. Возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.
Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция - надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования.
Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.
Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.