Экология

1). Дайте определение понятию экологического фактора. Что относятся факторам живой и неживой природы

Экологические факторы - это  отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями  воздействия экологических факторов. Экологические факторы делят  на абиотические, биотические и антропогенные.  
Абиотические факторы - компоненты неживой природы. К ним относят: климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление и др.), геологические (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.), орографические (рельеф местности), эдафические, или почвенно-грунтовые (плотность, структура, рН, гранулометрический состав, химический состав и др.), гидрологические (вода, течение, соленость, давление и др.). Иначе абиотические факторы делят на физические, химические и эдафические.  
Биотические факторы - воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). При этом взаимоотношения могут быть внутривидовыми (взаимодействия между особями одного вида) и межвидовыми (между особями разных видов). По типу взаимодействия различают протокооперацию (симбиоз), мутуализм, комменсализм, внутривидовую и межвидовую конкуренции, паразитизм, хищничество, аменсализм, нейтрализм. В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на фитогенные (влияние растений), зоогенные (животных) и микробогенные (микроорганизмов).  
Антропогенные факторы - деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.). При этом различается воздействие человека как биологического организма и его хозяйственная деятельность (техногенные факторы).

2). Сформулируйте  закон толерантности. Кто ввел  данный закон?

Закон толерантности (закон  Шелфорда) гласит, что вещество или  любой другой фактор, присутствующий не только в минимуме, но и в избытке  по сравнению с требуемым организму  уровнем, может приводить к нежелательным  последствиям для организма. ПРИМЕР: если поместить какое-либо живое  существо в экспериментальную камеру и измерять в ней температуру  воздуха, то состояние организма  будет меняться. При этом выявляется некоторый наилучший, опримальный  для организма уровень данного  фактора, при котором активность(физиологическое  сотояние) будет максимально. Если разные факторы будут отклоняться от опримального в большую/меньшую  сторону, то активность будет снижаться. При достижении некоторого max/min значения фактор станет несовместимым с жизненными процессами, в организме произойдут изменения, ведущие к смерти. 
Чем шире амплитуда колебания фактора, при которой оргганизм может сокращать жизнеспособность, тем выше его устойчивость (толерантность)к тому или иному фактору. Из чего вытекает: любой живой организм имеет определенно эволюционно унаследованные верхние и нижние "пределы" толерантности к любому экологическому фактору. Для организма имеет значение не только собственная амплитуда, но и скорость, с которой этот фактор изменяется. Лимитирующее значение означает, что в это случае организм может выжить, но в нем произойдут необратимые изменения. Поэтому закон Шелфорда называют также законом лимитирующего фактора. Закон Шелдона можно применить к нормированию содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве.  
Значит, охранять окружающую среду - это обеспечивать состав и режим экологических факторов в пределах унаследованной толерантности живого организма, т.е. управлять им так, чтобы ни один фактор не оказался лимитирующим по отношению к организму.

Если в среде, являющейся совокупностью взаимодействующих  факторов, есть такой фактор, значение которого меньше определенного минимума или больше определенного максимума, то проявление активной жизнедеятельности организма в этой среде невозможно.

Минимальное и максимальное значения этого фактора выступают в роли ограничивающих (лимитирующих). Расстояние между двумя пессимумами - зона толерантности. 

Толерантность - выносливость вида по отношению к колебаниям какого-либо экологического фактора. Толерантные виды - виды, устойчивые к неблагоприятным условиям среды.

Закон толернатности был  дополнен в 1975г Ю.Одумом.

• Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и  узкий диапазон в отношении другого.
• Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены
• Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов (например, если содержание азота в почве мало, то требуется больше воды для злаков)
• Диапазоны толерантности к отдельным факторам и их комбинациям различны.
• Период размножения является критическим для всех организмов, поэтому именно в этот период увеличивается число лимитирующих факторов. 

 

3). Что такое  среда обитания и среды заселены  организмами?

Среда обитания - это часть  природы, окружающая живые организмы  и оказывающая на них определенное воздействие. На нашей планете живые  организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную  и организменную. Водная среда была первой. Затем живые организмы  освоили наземно-воздушную среду, создали и заселили почву. Под  почвенной средой обитания подразумевают  не только собственно почву, но и горные породы поверхностной части литосферы. Организменную среду освоили  паразиты и симбионты.  
Водная среда жизни самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на 1 атмосферу. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает при переходе от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени. Адаптации живых организмов к водной среде обитания следующие: обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегуляции.  
Почвенная среда жизни создана живыми организмами. Осваивалась одновременно с наземно-воздушной средой. Дефицит или полное отсутствие света. Высокая плотность. Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной. Адаптации живых организмов к почвенной среде обитания следующие: форма тела вальковатая, слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих групп характерны микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах.  
Наземно-воздушная среда жизни разреженная. Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени. Адаптации живых организмов к наземно-воздушной среде обитания следующие: выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима, освобождение полового процесса от жидкой среды.  
Организменная среда жизни очень древняя. Жидкая (кровь, лимфа) или твердая, плотная (ткани). Наибольшее постоянство среды во времени из всех сред обитания. Адаптации живых организмов к организменной среде обитания следующие: коадаптация паразита и хозяина, симбионтов друг к другу, выработка у паразита защиты от переваривания хозяином и системы заякоривания в среде, усиление полового размножения, редукция зрения, пищеварительной системы, синхронизация биоритмов.  
 
4). Перечислите этапы исторического развития экологии как науки. Какова роль отечественных ученых в ее становлении и развитии

Экология приобрела практический интерес на заре развития человечества -  каждый для того, чтобы выжить, должен был иметь знания об окружающей его среде, о силах природы, растениях и животных.

Экологические представления  возникли непосредственно в связи  с практическими запросами человечества.

Первый  этап развития науки – накопление фактического материала, первый опыт его систематизации.

В трудах ученых античного  мира –  были сделаны обобщения экологических факторов.

В средние века интерес  к изучению природы ослабевает, заменяясь  господством богословия (связь строения организмов с условиями среды  толковались как воплощение воли бога).

Географические открытия  в эпоху Возрождения, колонизация новых стран явилась толчком к развитию биологических наук.  

Постепенно человечество начало открывать для себя все  новые перспективы в освоении природы. Нужно было разобраться  во всем многообразии флоры и фауны, оценить возможное хозяйственное  значение открытых учеными экзотических видов.

На основании путешествий  по неизведанным краям России в 18 веке С.П.Крашенинниковым, И.И. Лепехиным  и другими географами и натуралистами  указывалось на взаимосвязанные  изменения климата, животного и  растительного мира в различных  частях обширной страны.

 
             В 1749 году Карл Линней впервые  последовательно применил двойную номенклатуру, т.е. обозначил для каждого вида растений, животных и микроорганизмов двойное латинское название: первое означало название рода, второе – видовую принадлежность.

По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствующего, что к концу 18 века  у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений  природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий.

Вместе с тем  экологических идей как таковых еще нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.

Второй  этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Появление в начале 19 столетия биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления.

На заре развития экология представляла собой описательное изучение природы, своего рода естественную историю. Ботаники и зоологи открывали  новые виды и описывали их.

Основоположником экологии растений принято считать Гумбольдта (1807 году работу, где он показал влияние  климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений).

У истоков экологии стояли и русские ученые. Один из них – профессор Московского университета Карл Рулье сформулировал принцип, лежащий в основе всех наук о живом, - принцип исторического единства организма и окружающей среды: «Ни один из организмов не может существовать независимо от окружающей среды, причем среда изменяется организмами, а изменения организмов контролируется средой». 

Ученые 19 века анализировали  взаимоотношения между организмами, явления приспособляемости и  приспособленности.

Дальнейшее развитие экологии произошло на базе эволюционного  учения Дарвина, который доказал, что  « борьба за существование» в природе  приводит к естественному отбору и является движущим фактором эволюции.  

 
Третий  этап

Характерно:

• Увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам.
• Отделение экологии от других наук.
• Предпосылки применения системного подхода.
• Подход ориентирует исследователя на раскрытие целостных свойств объектов и механизмов, их обеспечивающих, на выявление связей в биологической системе и разработку эффективной стратегии ее изучения.

В современной науке системный  подход доминирует.

Определились две тенденции:

• Положительная – экология стала применять строго научный подход.
• Отрицательная - экология начала распылять свои усилия по слишком многим направлениям (связано с бурным развитием молодых наук).

На этом этапе развития экологии остро почувствовалась  нехватка базовой единицы изучения (в физике – атом, в цитологии  – клетка). Единицей изучения стала  экологическая система.

Деятельность  Вернадского

Огромное влияние на развитие экологии оказали работы выдающегося  русского геохимика В. И. Вернадского 

• Изучал процессы, протекающие в биосфере
• Разработал теорию, названную им биохимией (основа современного учения о биосфере)
• Опубликовал книгу «Биосфера» (рождение новой науки о природе, о взаимосвязи с ней человека)
• Предложил термин Ноосфера (биосфера, которая находится под мощным воздействием человека)
• Центральное звено биосферы - человек
• Впервые вся живая оболочка планеты предстала как единое целое.
• Возникновение партий «зеленых», которые на определенном этапе получили довольно мощную поддержку населения.

Они сделали немало для  защиты окружающей среды. Движениям  экологистов иногда удавалось прямо  или косвенно убедить правительства  необходимости больше учитывать  экологические аспекты развития.

Современный этап характеризуется:

• Признание того, что проблемы окружающей среды затрагивают все страны мира.
• Определение приоритетных проблем глобального характера (изменения, в озоновом слое атмосферы, накопление углекислого газа, загрязнение океана)
• Решение такого рода проблем возможно только при объединении усилий ученых многих стран.

Последний этап наиболее органичен  и естественен для человека, поскольку  он замыкает эволюционный цикл и восстанавливает  природную роль и значение человека, а именно его органическую неразрывную  связь с биосферой.

 

5). Опр. термина"ноосфера" Кто ввел и в чем суть? 

 

В самом общем смысле ноосфера — это сфера человеческого духа и разума, которым наделено тело человека и «тело» общественного организма, обладающего высокоразвитой способностью к саморазвитию и одухотворенной саморефлексии. Сегодня используются различные термины для раскрытия сути понятия ноосфера и использование его в повседневной практике. Так в Философском энциклопедическом словаре (1983) это понятие определено следующим образом: ноочфера — сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. Понятие ноосфера, — как облекающая земной шар идеальная («мыслящая») оболочка, — ввели в начале 20 в. П.Тейяр де Шарден и Э.Леруа. Вернадский же внес в этот термин материалистическое содержание: ноосфера — новая, высшая стадия биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов в охваченной его воздействием сфере Земли (впоследствии и в околоземном пространстве), глубоко изменяя ее своей идеально одухотворенной деятельностью.

Становление и развитие человечества как новой преобразующей природу  силы выразилось в возникновении  новых форм обмена веществ и энергией между обществом и природой, во все возрастающем биогеохимическом и ином воздействии человека на биосферу. Ноосфера имеет тенденцию к постоянному расширению, превращаясь, таким образом, в особый структурный элемент космоса.

В понятии ноосфера подчеркивается необходимость разумной (т.е. отвечающей потребностям развивающегося человечества) организации взаимодействия общества и природы в противоположность стихийному, хищническому отношению к ней, приводящему к деградации среды обитания человека (биосферы).