Текст книги "Общая экология"

Автор книги: Евгений Гладков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 2 страниц)

1.16. Антропогенные факторы

Антропогенные факторы – факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека и оказывающие влияние на живые организмы.

Антропогенные факторы делят на три группы:

1. Изменение и загрязнение окружающей среды

2.Изменение численности живых организмов (в том числе вымирание видов )

3. Переселение организмов

За последние 10 тыс. лет на Земле уничтожено более чем 23 лесов. Особенно сильно этот процесс идет в наше время (например, в Греции леса занимали 65% площади, сейчас менее15%). Колоссальные площади лесов превратились в пустыни.

Резкое сокращение лесов вызвало обмеление рек и озер, наводнения и селевые потоки, эрозию почв и изменение климата. Сильно пострадала флора, но еще сильнее фауна.

Самый большой урон получила фауна океанских островов и Австралии. В Австралии исчезло 7 видов кенгуру, а в ее штате Новый Уэльс вымерло 20% видов сумчатых, под влиянием выпаса овец. На Гавайских островах вымерло более 60% видов фауны, на Маскаренских островах исчезло 86% всех видов.

Среди исчезнувших видов: нелетающий голубь – дронт на Маскаренских островах; морская корова – обитала у берегов Командорских островов – крупная, длинная до 8 метров, весом, до 3,5 тонн, паслась на мелководье, группами, питалась водорослями, была чрезвычайно доверчивой и обладала вкусным мясом, исчезла за 27 лет, после открытия.

Жертвами людей становились и виды широко распространенные. Странствующий голубь был распространен по всей Северной Америке (в одном только штате Висконсии на территории 600 кв. километров его численность составляла около 140 млн. особей). Во время миграций собиралось множество стай странствующего голубя, каждая из которой насчитывало 2 млн. птиц. В 1879 году только в штате Мичиган было добыто около миллиарда голубей. За 30 лет миллиарды особей странствующих голубей прекратили свое существование.

Влияние человека на виды может быть прямым (добыча промысловых животных) и косвенным (вырубка лесов, строительство городов).

Человек сознательно или случайно увеличивает численность полезных для него видов растений и животных.

Расселение иногда происходит и без участия человека. (например случайное попадание растений, которые иногда оказываются устойчивее и вытесняют флору).

Введение видов растений и распространение животных за пределы их естественных ареалов называют интродукцией.

Акклиматизация – следующий этап, приспособление к новым условиям существования.

Интродукция часто обладает отрицательными последствиями: происходит обеднение генофонда и т.д.

Интересен пример внезапного расселения водяного гиацинта. Это однодольное растение обладает очень красивыми пурпурно – красными или сине – лиловыми цветами. Родина гиацинта – Южная Америка. В 1884 году его использовали в качестве украшения павильонов на выставки хлопка в США; растение понравилось посетителям, и они стали высаживать его в водоемы. Растения стали расселяться самостоятельно необыкновенно быстро, и на юге Северной Америки из-за гиацинта прекратилось судоходство. Далее гиацинт появился в Мексике, а затем заселил Южную Азию, Центральную Африку, Мадагаскар и Австралию. Из-за колоссальных убытков, которое несло судоходство, водяной гиацинт назвали миллионным сорняком.

Экологические проблемы человечества

Человек – часть биосферы. Все ресурсы он получает из биосферы, туда же он сбрасывает отходы – промышленные и бытовые. Человек значительно расширил промышленную деятельность в последнее столетие. В результате возникли острейшие проблемы: истощение природных ресурсов, потепление климата, загрязнение окружающей среды выбросами промышленных предприятий и транспорта, бытовыми отходами, ядохимикатами, вымирание некоторых видов растений и животных, разрушение естественных экосистем , создание антропогенных экосистем и др.

Создание безотходных технологий, энергосбережение, овладение новыми источниками энергии (солнце, ветер, биомасса и др.), экологичное сельское хозяйство, решение проблем транспорта, охрана природы, экологическое сознание (понимание того, что человек и природа– это единое целое) и жесткое законодательство (особенно в сфере размещения производств, охраны биоразнообразия и транспортной проблемы), отказ «грязных» технологий – помогут спасти окружающую среду.

1.17. Основные законы аутэкологии

Закон оптимума: любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного воздействия на организм. Например, организмы плохо переносят сильную жару и низкую температуру; оптимальными являются средние температуры.

Закон индивидуальности экологии видов: вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распространенности различных видов перекрываются, но их оптимумы различаются.

Закон лимитирующих факторов: экологические факторы приближаясь к минимуму или к максимуму необходимым для поддержания жизнедеятельности организмов, становятся лимитирующим, ограничивая возможность выживаемости организмов.

Фактор, оказывающий наибольшее влияние на популяцию – лимитирующий (ограничивающий)

Чем больше отклонения фактора от оптимума, тем менее благоприятно это для организма.

Иногда кривые оптимума экологических факторов для разных видов не совпадают (например, для некоторых видов, устойчивых к низким температурам, оптимальной будет температура значительно ниже, чем для других). Очень часто оптимумы экологических факторов не совпадают в течение всей жизни организмов. Икра лососей развивается только в интервале температур от 0 до +12 градусов, а взрослые переносят колебания от -2 до +20 градусов.

Экологические факторы действуют на организмы разными путями. Лишь в простейших случаях имеет место прямое влияние. Однако очень часто экологические факторы влияют косвенно: сочетание высокой температуры с низкой влажностью и в отсутствие дождей приводит к выгоранию растительности, миграции или вымиранию травоядных животных и т.д.

Сила экологических факторов постоянно меняется, мы живем в мире с переменными условиями и практически нет мест на планете, где значения экологических факторов более или менее постоянны (пожалуй, только на дне океана или в глубине пещер).

При оптимальных значениях экологического фактора организмы активно растут, питаются, размножаются.

В основном возможность существования видов определяются экстремальными условиями. В природе часто складываются условия, когда в общем при благоприятных условиях существования дозировка какого-то важного фактора оказывается в минимуме или максимуме.

Такие отклонения бывают эпизодическими, но влекут за собой самые пагубные последствия (многоснежные суровые зимы, наличие опасных паразитов, наводнения).

С законами оптимума и ограничивающего фактора сталкивается сельское хозяйство.

1.18. Приспособительские формы организмов

Внешний облик животных и растений определяет среда обитания и образ жизни.

Например, прыгающие млекопитающие обитают в степях, саваннах– где нет укрытий и быстрое передвижение – главная защита от хищников.

Жизненная форма вырабатывалась в ходе вековой эволюции видов.

Некоторые растения принимают разную жизненную форму: черемуха может быть и деревом, и кустом.

Состав жизненных форм организмов в сообществах – индикация особенностей окружающей среды.

Например, некоторые растения из-за экологических условий приобретают не свойственные им формы.

Для каждой экосистемы свойственны свои жизненные формы (для тундры характерны низкорослые растения, для умеренных широт – хвойные и широколиственные деревья, для степей травы и т. д.).

В качестве примера можно выделить одну из многих классификаций жизненных форм растений, в которой кроме деревьев, кустарников и кустарничков и других известных форм покрытосеменных растений выделяют монокарпики и поликарпики.

Монокарпики – растения цветущие и плодоносящие 1 раз в жизни. К ним относят однолетники, двухлетники и некоторые из многолетников (агавы, некоторые пальмы и др.). Монокарпики обычно погибают после плодоношения.

Поликарпики – растения, многократно цветущие и плодоносящие.

В связи с тем, что растения в отличие от животных не обладают подвижностью, для растений большую роль играет адаптация к различным экологическим факторам.

Например, для некоторых растений пустыни характерны глубокие и разветвленные корневые системы, которые значительно эффективней поглощают воду, другие (кактусы) – накапливают воду в тканях. Некоторые растения имеют восковый налет и значительно меньше испаряют влагу. В сухой сезон у растений уменьшается листовая поверхность, а отдельные кустарники сбрасывают все листья, а иногда и целые ветки (уменьшение листьев ведет к уменьшению испарения влаги, что позволяет растениям выжить в жару и засуху.)

Для жизненных форм животных большое значение имеют экологические факторы, способ передвижения и характер пищи.

Жизненные формы животных в зависимости от температуры делятся на пойкилотермных и гомойотермных.

По способу передвижения жизненных формы животных бывают: плавающие, роющие, наземные древесно-лазающие и воздушные.

При ухудшений условий окружающей среды некоторые виды приостанавливают свою жизнедеятельность и переходят в состояние анабиоза.

Анабиоз – это состояние мнимой смерти. Глубочайший анабиоз – практически полная остановка обмена веществ. Однако в отличие от смерти организмы могут возвращаться к активной жизни.

Состояние анабиоза помогает животным практически не расходовать запасы жира, т.е. практически не тратить энергию.

Анабиоз возможен только при полном обезвоживании организмов. При этом потеря воды клетками тела не должна сопровождаться нарушением внутриклеточных структур.

Состояние сниженного обмена веществ, повышающего устойчивость организмов, называют скрытой жизнью.

Скрытая жизнь явление, близкое к анабиозу, способствует экономии энергии.

Скрытая жизнь позволяет переживать неблагоприятные условия окружающей среды, а при улучшении условий организмы вновь возвращаются к активной жизни.

К скрытой жизни относятся следующие явления: зимний покой растений, спячка позвоночных и т.д.

Противоположный способ выживания – поддержание постоянства внутренней среды (терморегуляция у птиц и млекопитающих). Многие растения могут переносить засуху и расти жарких пустынях, запасы воды в вакуолях клеток позволяют растениям переносить неблагоприятные условия.

При анабиозе и скрытой жизни организмы экономят энергию и обладают повышенной устойчивостью, но плохо адаптируются к значительному ухудшению условий, т.к. обладают малой активностью.

При поддержании постоянства внутренней среды организмы поддерживают активность в широком диапазоне условий окружающей среды, однако при этом они тратят много энергии.

Еще один способ выживания – избегание неблагоприятных условий и поиск более благоприятных местообитаний.

Этот способ доступен только организмам, обладающим подвижностью.

Яркие примеры поиска благоприятных местообитаний – дальние перелеты птиц, создание гнезд и нор животными, зимовка в снегу (зимой тетеревиные зарываются в снег, где проводят большую часть времени).

Глава 2. Разнообразие жизни на Земле

2.1.Основные признаки живого

Каждый организм – это совокупность упорядоченных взаимодействующих структур, образующих единое целое, т.е. являющихся системой.

Живые организмы обладают признаками, которые нехарактерны для большинства неживых систем, однако среди этих признаков нет таких, которые присущи только живым организмам. Выделяют следующие признаки живого:

Сложность и высокая степень организации, а также единство химического состава.

Любая составная часть организма (органы, клетки и т.д.) имеет специальное назначение и соответственно выполняет определенные функции.

Обмен веществ и энергии.

Самовоспроизведение, наследственность и изменчивость

Раздражимость.

Живые организмы хорошо приспособлены к окружающей среде.

Эволюция.

Способность к росту и развитию.

Уровни организации живых организмов

Молекулярный.

Самый древний уровень жизни. Важнейшее биологическое значение имеют 4 класса органических соединений: белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы.

Клеточный.

Клетка – мельчайшая структура, способная к самовоспроизведению. Все клетки, кроме бактериальных имеют шаровидное ядро, т.е. генетический материал окружен двойной мембраной и образует определенную клеточную структуру. Такие клетки называют эукариотическими (от греч. eu – хорошо, настоящий и caryon – ядро). Прокариоты (от греч. pro – до, karion – ядро) – к которым относят бактерии – не имеют оформленного ядра, ДНК (генетический материал) находится в цитоплазме и не окружена ядерной оболочкой, т.е. внутренняя организация проще, чем у эукариот.

Организменный.

Элементарная единица организменного уровня – особь, которая рассматривается от момента зарождения до смерти – как живая система.

Популяционно-видовой.

Биологический вид – совокупность популяций особей, способных к скрещиванию и образованию плодовитого потомства, имеющих ряд общих морфологических признаков и типов взаимоотношений с окружающей средой, населяющих определенный ареал (область географического распространения) и обычно отделенных от других видов барьером нескрещиваемости. Это определение имеет исключение (например, непригодно для видов, у которых отсутствует половой процесс). В популяционно-видовой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования.

Биогеоценотический.

На этом уровне действуют законы межвидовых отношений

Биосферный.

На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью живых организмов.

Энергетический обмен в клетке

Для клеток организмов характерно преобразование одного вида энергии в другую.

Органические вещества растительной клетки образуются из углекислого газа, воды и минеральных солей.

Животные, поедая растения, получают органические вещества в готовом виде вместе с энергией, запасенной в них.

Освобождение энергии происходит в митохондриях и связано с распадом и окислением молекул глюкозы до углекислого газа.

Электроны, обладая большим запасом энергии, и входящие в состав молекул органических соединений, перемещаются с более высокого уровня на более низкий энергетический уровень в молекуле или атоме, которые способны стать приемниками электронов, в качестве таких приемников выступает кислород.

Кислород, необходимый для окисления, поступает в организм во время дыхания. Процессы окисления идут ступенчато с участием ферментов, постепенное выделение энергии (что позволяет ей рассеиваться во внешней среде) не повреждает вещества клетки.

Для гетеротрофов окисление органических соединений – единственный способ получения энергии.

2.2. Царство растения

Царство растений принято делить на 3 подцарства: Багрянки, Настоящие водоросли и Высшие растения.

Красные водоросли или подцарство Багрянки включает в себя около 4 тысяч видов.

В основном Багрянки – обитатели моря. Они прикрепляются к камням, раковинам и другим субстратам и с Бурыми водорослями составляют большую часть растений морского бентоса. Значительная часть Багрянок живет на большик глубинах (один из видов обнаружен у Багамских островов на глубине 268м.).

Таллом (тело не расчленено на органы и лишено типичных тканей, т.е. является слоевищем) у большинства багрянок представлен в виде разветвленных многоклеточных нитей, прикрепленных к субстрату с помощью ризоидов.

Глубоководные багрянки, как накипные лишайники образуют окрашенные корки на камнях. Их клеточная стенка состоит из наружного (пектин) и внутренного (гемицеллюлоз) слоев, которые иногда набухают и сливаются в общую слизистую массу, заключающую протопласты.

Клетки багрянок одно– или многоядерные; хлоропласты в основном многочисленны; размножение вегетативное, бесполое и половое.

Подцарство настоящие водоросли

Настоящие водоросли – низшие автотрофные растения, встречающиеся в основном в воде. Слоевище у водорослей бывает одноклеточным, колониальным или многоклеточным.

Все отделы подцарства непосредственно не родственны друг другу, т.к. они ведут свое происхождение от разных групп одноклеточных организмов.

Водоросли подразделяются на отделы: харовые, зеленые, евгленовы, желто-зеленые, бурые, диатомовые, золотистые и пирофитовые водоросли.

Водоросли делятся на 2 большие экологические группы: планктонные и бентосные. Микроскопические водоросли часто вызывают «цветение» воды в водоемах.

Наземные водоросли довольно многочисленны, но из-за своих ничтожных размеров привлекают меньшее внимание. Клетки у большинства водорослей устроены так же , как и у высших растений. Снаружи от плазмалеммы находится твердая клеточная стенка.

Цитоплазма окружает большую вакуоль с клеточным соком, располагаясь тонким постепенным слоем.

У настоящих водорослей бывает вегетативное, бесполое и половое размножение.

2.3.Подцарство высшие растения

В высшие растения входят наиболее специализированные формы автотрофных организмов. В подцарство входит около 300 тысяч видов, высшие растения лучше других подцарств растений приспособлены к жизни в воздушной, наземной средах. На протяжение многих геологических эпох они играли и играют главную роль в растительном покрове планеты. Высшие растения делят на 2 группы: Высшие споровые и семенные растения.

Высшие споровые растения

Заселили сушу около 430 млн лет назад.

Отдел моховидные

Моховидные – наиболее обособленная группа высших растений, насчитывается около 25000 видов, у одних моховидных тело расчленено на стебель и листья, у других представлено слоевищем. Моховидные оказывают значительное влияние на другие виды ,воздействуя на среду их обитания. В основном моховидные– низкорослые многолетние растения, у которых отсутствуют корни. Они могут быть однодомными или двудомными. Моховидные делят на 3 класса– печеночные, листостебельные и антоцеротовые мхи.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Назад к карточке книги "Общая экология"