Пригодилось? Поделись!

Биология как наука

Контрольная работа

Вариант 9


Содержание

1.  Уровни организации живой материи

2.  Биологический потенциал вида. Изменение численности популяции в зависимости от соотношения биотического потенциала и сопротивления среды

3.  Опустынивание, эрозия и засоление почв как результат хозяйственной деятельности людей

Список литературы


 

1.  Уровни организации 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. [2]

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). К примеру, 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 всœех 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. [6]

Совокупность организмов одного и того же вида, объединœенная общим местом обитания, в которой создается популяция - нужнорганизменная система. В этой системе реализуются 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 всœех биогеоценозов, система, охватывающая всœе явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всœех живых организмов. [4]

Таблица 1 Уровни организации живой материи

Молекулярный Начальный уровень организации живого. Предмет исследования - молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, ᴛ.ᴇ. молекул, находящихся в клетке. 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.
Клеточный Изучение клеток, выступающих в роли самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и некоторые другие организмы) и клеток, составляющих многоклеточные организмы.
Тканевый Клетки, имеющие общее происхождение и выполняющие сходные функции, образуют ткани. Выделяют несколько типов животных и растительных тканей, обладающих различными свойствами.
Органный У организмов, начиная с кишечнополостных, формируются органы (системы органов), часто из тканей различных типов.
Организменный Этот уровень представлен одноклеточными и многоклеточными организмами.
Популяционно-видовой Организмы одного и того же вида, совместно обитающие в определœенных ареалах, составляют популяцию. Сейчас на Земле насчитывают около 500 тыс. видов растений и около 1,5 млн. видов животных.
Биогеоценотический Представлен совокупностью организмов разных видов, в той или иной степени зависящих друг от друга.
Биосферный Высшая форма организации живого. Включает всœе биогеоценозы, связанные общим обменом веществ и превращением энергии.

Каждый из этих уровней довольно специфичен, имеет свои закономерности, свои методы исследования. Даже можно выделить науки, ведущие свои исследования на определœенном уровне организации живого. К примеру, на молекулярном уровне живое изучают такие науки как молекулярная биология, биоорганическая химия, биологическая термодинамика, молекулярная генетика и т.д. Хотя уровни организации живого и выделяются, но они тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы. [8]

2.  Биологический потенциал вида. Изменение численности популяции в зависимости от соотношения биотического потенциала и сопротивления среды

Часто используемое в экологической литературе выражение «природное равновесие» означает состояние сбалансированности (динамического равновесия), характерное для большинства популяций в сообществе; было бы совершенно неправильно понимать в этом случае равновесие как статическое состояние. Изучение колебаний численности животных – важнейшая область экологии, оказывающая влияние на такие казалось бы далекие сферы науки и деятельности, как генетика, сельское хозяйство и медицина. [7]

Сезонные и циклические (охватывающие, как правило, несколько лет) колебания численности уже давно интересовали натуралистов, которые пытались установить корреляции между наблюдаемыми популяционными процессами и различными климатическими факторами. В практическом отношении данная проблема очень важна: от ее решения зависят прогнозы массового размножения вредных насекомых или вспышек эпидемий. Совершенно независимо специалисты, изучающие механизмы естественного отбора, стали интересоваться математическим описанием распространения в популяции новых генетических вариантов организмов. Чтобы провести соответствующие расчеты, крайне важно было иметь данные о действительной плотности популяций и о том, насколько быстро она изменяется. Скорость, с которой идет распространение нового генетического варианта͵ очевидно, будет разной в зависимости от того, возрастает, сокращается или остается стабильной численность популяции в данный период. Генетики обнаружили, что распространение генов в популяции может носить характер правильных циклических колебаний. В целом изучение динамики численности животных чрезвычайно важно для решения самых разных биологических проблем. Динамика популяций растений изучена в меньшей степени, может быть, в связи с относительной стабильностью их распространения. [1]

При изучении динамики популяций широко используется такое важное понятие, как «биотический потенциал», ᴛ.ᴇ. характерная для данного вида скорость размножения (на величину которой влияют соотношение полов, количество потомков на одну самку, а также число поколений в единицу времени). Биотический потенциал многих организмов, прежде всœего наиболее мелких, огромен, и если бы ничто не сдерживало рост их популяций, то они чрезвычайно быстро заселили бы собой всю Землю. Численность любой существующей популяции может быть представлена как отношение биотического потенциала к сопротивлению среды, ᴛ.ᴇ. к сумме всœех факторов, тормозящих рост численности данного вида. Поскольку реальные популяции растений и животных более или менее стабильны во времени, сопротивление среды по отношению к видам с высоким биотическим потенциалом должно быть достаточно сильным.

При благоприятных условиях в популяциях наблюдается рост численности и может быть столь стремительным, что приводит к популяционному взрыву. Совокупность всœех факторов способствующих росту численности принято называть биотическим потенциалом. Он достаточно высок для разных видов, но вероятность достижения популяцией предела численности в естественных условиях низка, т.к. этому противостоят лимитирующие (ограничивающие) факторы. Совокупность факторов, лимитирующих рост численности популяции, называют сопротивлением среды. Состояние равновесия между биотическим потенциалом вида и сопротивлением среды (рис. 1), поддерживающее постоянство численности популяции получило название гомеостаза или динамического равновесия. При нарушении его происходят колебания численности популяции, т. е. изменения ее. [5]

3.  Опустынивание, эрозия и засоление почв как результат хозяйственной деятельности людей

Обезлесивание не единственная причина эрозии почвы. К широкомасштабным ее потерям ведет нерациональное использование полей и пастбищ. Особенно чувствительны в этом плане холмистые ландшафты с крутыми, регулярно распахиваемыми склонами в областях с обильными дождями и давно сведенными лесами. Основные меры по защите почв в таких ситуациях[2]:

·  террасирование, традиционно применяющееся, к примеру, в Юго-Восточной Азии и доказавшее свою высокую эффективность;

·  контурная (т. е. ведущаяся «поперек» склона) вспашка;

·  обваловка полей для удержания на них поверхностного стока.

Хотя эти и другие меры давно известны, ежегодно в результате эрозии утрачивается до 5 млн. га пахотных земель. Перевыпас на пастбищах ведет к изреживанию растительного покрова, закрепляющего грунт. В этом случае дождевая вода свободно течет по его поверхности, вызывая плоскостную эрозию, смывающую верхний плодородный горизонт почвы. В случае если же водные потоки концентрируются на ограниченных участках, то там образуются глубокие овраги. Ежегодно таким образом теряется 7 млн. га пастбищ, причем значительная часть забрасываемых земель практически превращается в пустыню.

Опустынивание может происходить и естественным путем, к примеру когда в засушливых областях несколько лет подряд выпадает меньше, чем обычно, дождей. При этом сейчас данный процесс ускоряется человеком и принято понимать более широко. Речь идет не о формировании типичной пустынной экосистемы, а о деградации плодородных земель, ведущей к полной потере их сельскохозяйственной ценности. Причины этого обычно следующие[3]:

·  перевыпас;

·  выпахивание;

·  обезлесивание;

·  неправильное орошение.

Перевыпас, или превышение допустимой пастбищной нагрузки, ведет к изреживанию растительного покрова и вытаптыванию почвы с разрушением ее структуры. За этим обычно следует ветровая и водная эрозия. Выпахиванием называют интенсивное использование почвы под производство сельскохозяйственных культур без принятия адекватных мер по восстановлению ее плодородия. Это приводит к уменьшению в почве минœеральных элементов питания и гумуса, разрушению структуры, а в результате изреживается растительный покров и идет эрозия.

На орошаемых землях главными проблемами являются переувлажнение и засоление. Переувлажнение наблюдается в тех случаях, когда фунтовые воды находятся вблизи поверхности. Неправильный полив в таких условиях приводит к продолжительному затоплению корней, которого не выдерживают, к примеру, пшеница и хлопчатник. Засолением почвы называют повышение в ней содержания растворимых солей. Это может произойти по разным причинам. В жарких областях промачивание почвы в ходе орошения чередуется с восходящим движением в ней за счет капиллярных сил испаряющейся воды, которая выносит с собой из глубины в верхний горизонт растворенные по дороге соли. Иногда для полива используют глубокие скважины, в которых вода, хотя и считается пресной, содержит слишком много солей. В случае если почва недостаточно проницаема, то соли будут накапливаться в верхнем горизонте. Концентрацию их в растворе выше 0,5—1,0% способны выдержать лишь немногие культуры, в связи с этим экономические последствия засоления очевидны. [8]

Борьба с опустыниванием — задача сложная. Временно может потребоваться полный запрет на землепользование вплоть до восстановления растительного покрова. Это означает прекращение хозяйственной деятельности, безработицу, ликвидацию скота и т. п.

О мерах, сокращающих водную эрозию, уже говорилось. Для борьбы с ветровой эрозией можно применять защитные изгороди или лесополосы. Проблемы переувлажнения и засоления решают путем улучшения дренажа и промывания почвы. Правда, всœе это сопряжено с экономическими, социальными, административными и политическими сложностями. При этом, если не устранить глубинные причины, приведшие к нерациональному землепользованию, надежды на успех программ борьбы с опустыниванием мало. [6]


Библиографический список

1.  Биология. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С. Гиляров. -М.: Большая Российская Энциклопедия, 1999.-864 с.

2.  Бродский А.К. Краткий курс общей экологии: Учебное посо­бие. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2001.-224 с.

3.  Вронский В.А. Экология: Словарь-справочник. - Ростов-на-Дону: Феникс, 1999-576 с.

4.  Николаев А.С. Экология: Учебное пособие. - СПб.: СПбГИЭУ, 2001.-132 с.

5.  Петров К.M. Общая экология: взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. - СПб.: Химиздат, 2000.-352 с.

6.  Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). —М: 1994.-367 с.

7.  Стадницкий Г.В. Основы экологии: Учебное пособие. - СПб.: Химиздат, 2003.-8S с.

8.  Стадницкий Г.В. Экология: Учебник для вузов. - СПб.: Хим­издат, 2002.-288 с.


Биология как наука - 2020 (c).
Яндекс.Метрика