Problemas ambientales globales
Problemas ambientales globales de nuestro tiempo.
Cambio climático antropogénico
Incremento anual del contenido atmosférico:
– combustión de combustibles fósiles;
– Perturbaciones antropogénicas en las condiciones de vida de las comunidades microbianas en los suelos de Siberia y América del Norte.
Consecuencias:
– el proceso de desertificación se está acelerando (en el mundo anualmente 6 millones de hectáreas);
– cambio climático en Siberia y Escandinavia;
- el aumento del nivel del Océano Mundial se está acelerando (debido al derretimiento del hielo polar). Durante el siglo pasado, el nivel del océano aumentó entre 10 y 12 cm y, a mediados del siglo XXI. se pronostica una subida de 150 cm.
Adelgazamiento de la capa de ozono en la estratosfera
Antártida - 2/3 del "agujero" de ozono del sur continental:
–1% O3 conduce a un aumento en la incidencia de cáncer de piel en un 5–7%, que es de 6–9 mil personas en el territorio europeo del país.
Causas: emisiones de freones (un grupo especial de clorofluorocarbonos), lanzamientos espaciales, vuelos supersónicos a gran altura.
Consecuencia: un aumento en la frecuencia del cáncer, la muerte de los bosques e incluso la muerte de toda la vida terrestre en la tierra.
contaminación ambiental
– aumento incontrolado del número de diversos contaminantes (agricultura, industria, transporte, contaminación doméstica);
– uso extensivo de los recursos hídricos;
- construcción de la gestión del agua sin tener en cuenta el impacto en la naturaleza (por ejemplo, el problema del Mar de Aral).
Impactos ambientales de la producción de energía
lluvia ácida
- reducir el contenido de nutrientes en las hojas (coníferas) y aumentar la eliminación de minerales del suelo
- reducir el rendimiento
- destruir la vegetación natural (bosques de Bielorrusia y Ucrania)
- destruir la vida en los cuerpos de agua dulce con un pH de 5 o menos (en los EE. UU., más del 80 % de los lagos no tienen vida)
- convertir los compuestos insolubles del suelo en solubles; como consecuencia de la acidificación del suelo con compuestos de Al, Co y otros metales, se acumulan en las plantas y en las aguas de los embalses en grandes cantidades
Reducción de la biodiversidad
La biodiversidad (diversidad biológica) es la diversidad de la vida en todas sus manifestaciones. La biodiversidad también se entiende como diversidad en tres niveles de organización: diversidad genética (la diversidad de genes y sus variantes - alelos), diversidad de especies (la diversidad de especies en los ecosistemas) y, finalmente, diversidad de ecosistemas, es decir, la diversidad de los los propios ecosistemas.
Las razones de la extinción de las especies y el hecho de que se vuelvan raras se dividen en dos grupos principales:
1. Caza de persecución directa, etc.
2. Desaparición o cambio, degradación del hábitat.
Los principales factores que amenazan a los animales vertebrados:
67% - destrucción o degradación del hábitat;
37% - sobreexplotación;
19% - la influencia de las especies introducidas, es decir. especies que han sido movidas intencional o accidentalmente fuera del área de distribución;
4% - pérdida, reducción o deterioro del suministro de alimentos;
3% - destrucción para proteger plantas agrícolas, animales domésticos, objetos de pesca;
2% - botín aleatorio.
(Las cifras son el número de especies (en %) amenazadas de extinción (la suma supera el 100 % debido al hecho de que varias especies están amenazadas por más de un factor)
NÚMERO DE ESPECIES ANIMALES QUE SON PELIGROSAS
Libro Rojo Internacional:
236 especies de mamíferos;
287 especies de aves;
119 especies de reptiles;
36 especies de anfibios.
problema demográfico
El problema demográfico mundial tiene dos partes:
1. crecimiento demográfico rápido y mal controlado en los países en desarrollo (los llamados países de la "región Sur"),
2. el envejecimiento de la población de los países desarrollados y muchos estados con economías en transición (los llamados países de la "región del Norte").
Nunca en la historia de la humanidad las tasas de crecimiento de la población mundial han sido tan altas como en la segunda mitad del siglo XX y principios del XXI. Durante el período de 1960 a 1999, la población mundial se duplicó (de 3 mil millones a 6 mil millones de personas), y en 2007 ascendió a 6,6 mil millones de personas. Aunque la tasa media de crecimiento anual de la población mundial ha disminuido desde el 2,2% a principios de los años 60. al 1,5% a principios de la década de 2000, el aumento anual absoluto aumentó de 53 millones a 80 millones de personas.
La transición demográfica del tipo tradicional (alta natalidad - alta tasa de mortalidad - bajo incremento natural) al tipo moderno de reproducción de la población (baja natalidad - baja mortalidad - bajo crecimiento natural de la población) se completó en los países desarrollados en el primer tercio del s. siglo XX, y en la mayoría de los países con economías en transición, a mediados del siglo pasado. Al mismo tiempo, en las décadas de 1950 y 1960, comenzó una transición demográfica en varios países y regiones del resto del mundo, que comienza a terminar solo en América Latina, el este y el sudeste de Asia y continúa en muchos países de Asia. África, Medio y Medio Oriente.
El rápido ritmo de crecimiento de la población en comparación con el ritmo de desarrollo socioeconómico de estas regiones conduce a un agravamiento de los problemas de empleo, pobreza, situación alimentaria, problema de la tierra, a un bajo nivel educativo y a un deterioro de la salud de la población. Las autoridades de estos países ven la solución (o no prestan atención a estos problemas) de su problema demográfico en acelerar el crecimiento económico y al mismo tiempo reducir la tasa de natalidad (China puede ser un ejemplo, una solución exitosa al problema).
El principal factor que influye en la tasa de natalidad en la etapa actual es cultural y de civilización.
En Europa, Japón y varios países de la CEI desde el último cuarto del siglo XX. hay una crisis demográfica, que se manifiesta en el crecimiento lento e incluso decrecimiento natural y envejecimiento de la población, estabilización o reducción de su parte sin discapacidad. El envejecimiento demográfico (aumento de la proporción de población mayor de 60 años superior al 12% de la población total, mayor de 65 años - superior al 7%) es un proceso natural basado en los avances de la medicina, mejorando la calidad de vida y otros factores que prolongan la vida de una parte importante de la población.
En cuanto a un aspecto del problema demográfico de estos países como la reducción de la población económicamente activa, las autoridades de muchos de estos países ven su solución, principalmente, en la afluencia de inmigrantes de otros países.
Lea también:
|
Las causas predominantes de la pérdida de la diversidad de especies y la degradación de los recursos biológicos (y simplemente de la VIDA en la Tierra) son la deforestación y la quema a gran escala, la destrucción de los arrecifes de coral, la pesca descontrolada, la destrucción excesiva de plantas y animales, el comercio ilegal de especies de fauna silvestre. y flora, uso de pesticidas, drenaje de pantanos, contaminación del aire, uso de la naturaleza intacta para necesidades agrícolas y la construcción de ciudades.
La mayoría de las especies terrestres conocidas viven en bosques, pero el 45% de los bosques naturales de la Tierra han desaparecido, en su mayoría talados en el último siglo. A pesar de todos los esfuerzos, la superficie forestal mundial está disminuyendo rápidamente. ¡Hasta el 10% de los arrecifes de coral, uno de los ecosistemas más ricos, ha sido destruido, y 1/3 de los restantes morirán en los próximos 10 a 20 años! Los manglares costeros, un hábitat natural vital para las crías de muchas especies animales, también están amenazados y la mitad de ellos ya han desaparecido. El agotamiento de la capa de ozono conduce a la penetración de más rayos ultravioleta a la superficie de la Tierra, donde destruyen el tejido vivo. El calentamiento global está cambiando los hábitats y la distribución de las especies. Muchos de ellos morirán si se produce un aumento de la temperatura media anual en la Tierra.
3. Resuelva el problema. En la mosca de la fruta Drosophila, los ojos blancos se heredan de forma recesiva.
rasgo ligado al cromosoma X. Cruzaron una hembra de ojos blancos con una de ojos rojos
masculino. Determine (en porcentaje) el número de machos de ojos blancos en la descendencia.
1. La estructura y funciones de los cromosomas. Conjunto cromosómico de células sexuales y somáticas en
diferentes organismos.
3. Circulación de materia y conversión de energía en la biosfera (sobre el ejemplo del ciclo del carbono u otros elementos).
Circulación de sustancias y transformación de energía como base de la existencia de la biosfera. La actividad de los organismos vivos en la biosfera va acompañada de la extracción de grandes cantidades de minerales del medio ambiente. Después de la muerte de los organismos, sus elementos químicos constituyentes se devuelven al medio ambiente. Es así como surge una circulación biogénica (con participación de organismos vivos) de sustancias en la naturaleza, es decir, la circulación de sustancias entre la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera y los organismos vivos. El ciclo de las sustancias se entiende como un proceso repetitivo de transformación y movimiento de sustancias en la naturaleza, que tiene un carácter cíclico más o menos pronunciado.
Todos los organismos vivos participan en la circulación de sustancias, absorbiendo algunas sustancias del ambiente externo y liberando otras en él. Así, las plantas consumen dióxido de carbono, agua y sales minerales del ambiente externo y le liberan oxígeno. Los animales inhalan el oxígeno liberado por las plantas, y cuando las comen, asimilan sustancias orgánicas sintetizadas a partir del agua y el dióxido de carbono y liberan dióxido de carbono, agua y sustancias de la parte no digerida de los alimentos. Cuando las bacterias y los hongos descomponen las plantas y los animales muertos, se forma una cantidad adicional de dióxido de carbono y las sustancias orgánicas se convierten en minerales que ingresan al suelo y son nuevamente absorbidos por las plantas. Así, los átomos de los principales elementos químicos migran constantemente de un organismo a otro, del suelo, la atmósfera y la hidrosfera a los organismos vivos, y de éstos al medio ambiente, reponiendo así la sustancia inanimada de la biosfera. Estos procesos se repiten un número infinito de veces. Entonces, por ejemplo, todo el oxígeno atmosférico pasa a través de la materia viva en 2 mil años, todo el dióxido de carbono, en 200-300 años.
La circulación continua de elementos químicos en la biosfera a lo largo de caminos más o menos cerrados se denomina ciclo biogeoquímico. La necesidad de tal circulación se explica por la limitada disponibilidad de sus reservas en el planeta. Para asegurar la infinitud de la vida, los elementos químicos deben moverse en círculo. La circulación de cada elemento químico es parte de la grandiosa circulación general de sustancias en la Tierra, es decir, todos los ciclos están estrechamente interconectados.
El ciclo de la materia, como todos los procesos que ocurren en la naturaleza, requiere un suministro constante de energía. La base del ciclo biogénico que asegura la existencia de la vida es la energía solar. La energía contenida en las sustancias orgánicas disminuye a lo largo de los pasos de la cadena alimenticia, porque la mayor parte ingresa al medio ambiente en forma de calor o se gasta en la implementación de procesos que ocurren en los organismos. Por lo tanto, se observa un flujo de energía y su transformación. en la biosfera. Por lo tanto, la biosfera puede ser estable solo bajo la condición de una circulación constante de sustancias y una afluencia de energía solar. El ciclo del agua. El agua es la sustancia más abundante en la biosfera. Sus principales reservas (97,1%) se concentran en forma de agua salada amarga de los mares y océanos. El resto del agua es dulce. Las aguas de los glaciares y las nieves eternas (es decir, el agua en estado sólido) juntas representan alrededor del 2,24 % (70 % de todas las reservas de agua dulce), las aguas subterráneas: el 0,61 %, las aguas de lagos y ríos, respectivamente, el 0,016 % y el 0,0001 %, humedad atmosférica-0,001%. El agua en forma de vapor de agua se evapora de la superficie de los mares y océanos y es transportada por las corrientes de aire a varias distancias. La mayor parte del agua evaporada regresa en forma de lluvia al océano y una pequeña parte a la tierra. De la tierra se pierde agua en forma de vapor de agua debido a los procesos de evaporación de su superficie y transpiración por parte de las plantas. El agua se transporta a la atmósfera y regresa como precipitación a la tierra o los océanos. Al mismo tiempo, la escorrentía de agua de los ríos ingresa a los mares y océanos desde los continentes. Como puede ver, la base del ciclo global del agua en la biosfera la proporcionan los procesos físicos que ocurren con la participación del océano mundial. El papel de la materia viva en ellos, al parecer, es pequeño. Sin embargo, en los continentes, la masa de agua evaporada por las plantas y la superficie del suelo juega un papel importante en el ciclo del agua. Entonces, en varias zonas forestales, la cantidad principal de precipitación se forma a partir del vapor de agua que ingresa a la atmósfera debido a la evaporación total y, como resultado, tales zonas viven, por así decirlo, en su propio equilibrio hídrico cerrado. La masa de agua transpirada por la cubierta vegetal es muy significativa. Así, una hectárea de bosque evapora entre 20 y 50 toneladas de agua por día. El papel de la cubierta vegetal también es retener el agua ralentizando su escorrentía, mantener un nivel constante de agua subterránea, etc. Ciclo del carbono. El carbono es un elemento químico obligatorio de las sustancias orgánicas de todas las clases. Las plantas verdes juegan un papel importante en el ciclo del carbono. En el proceso de fotosíntesis, el dióxido de carbono atmosférico y de la hidrosfera es asimilado por las plantas terrestres y acuáticas, así como por las cianobacterias, y convertido en carbohidratos. En el proceso de respiración de todos los organismos vivos ocurre el proceso inverso: el carbono de los compuestos orgánicos se convierte en dióxido de carbono. Como resultado, muchas decenas de miles de millones de toneladas de carbono están involucradas en el ciclo cada año. Así, dos procesos biológicos fundamentales, la fotosíntesis y la respiración, determinan la circulación del carbono en la biosfera. Los organismos marinos son otro poderoso consumidor de carbono. Usan compuestos de carbono para construir caparazones, formaciones esqueléticas. En el futuro, los restos de organismos marinos muertos formarán gruesos depósitos de piedra caliza en el fondo de los mares y océanos. El ciclo del carbono no está completamente cerrado. El carbono puede dejarlo durante bastante tiempo en forma de depósitos de carbón, piedra caliza, turba, sapropels, humus, etc. Una persona interrumpe el ciclo de carbono regulado en el curso de una actividad económica intensiva. Debido a la quema de enormes cantidades de combustibles fósiles, el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera aumentó en el siglo XX. aumentó en un 25%. La consecuencia de esto puede ser un aumento del efecto invernadero. El ciclo del nitrógeno. El nitrógeno es un componente necesario de los compuestos orgánicos más importantes: proteínas, ácidos nucleicos, ATP, etc. Sus principales reservas se concentran en la atmósfera en forma de nitrógeno molecular, el cual es inaccesible para las plantas, ya que solo pueden utilizarlo en forma de compuestos inorgánicos. Las vías de entrada del nitrógeno al suelo y al medio acuático son diferentes. Entonces, una pequeña cantidad de compuestos nitrogenados se forma en la atmósfera durante las tormentas eléctricas. Junto con el agua de lluvia, ingresan al medio ambiente acuático o del suelo. Una pequeña parte de los compuestos nitrogenados proviene de las erupciones volcánicas. Solo algunos organismos procarióticos son capaces de fijar directamente el nitrógeno molecular atmosférico: las bacterias y las cianobacterias. Los fijadores de nitrógeno más activos son las bacterias nodulares que se asientan en las células de las raíces de las leguminosas. Convierten el nitrógeno molecular en compuestos que son asimilados por las plantas. Después de la muerte de las plantas y la descomposición de los nódulos, el suelo se enriquece con formas orgánicas y minerales de nitrógeno. Las cianobacterias juegan un papel importante en el enriquecimiento del ambiente acuático con compuestos nitrogenados. Las sustancias orgánicas que contienen nitrógeno de plantas y animales muertos, así como la urea y el ácido úrico secretados por animales y hongos, se descomponen en amoníaco por bacterias putrefactivas (amonificantes). La mayor parte del amoníaco resultante es oxidado por bacterias nitrificantes a nitritos y nitratos, después de lo cual es reutilizado por las plantas. Parte del amoníaco va a la atmósfera y, junto con el dióxido de carbono y otras sustancias gaseosas, cumple la función de retener el calor del planeta. Varias formas de compuestos nitrogenados en el suelo y el ambiente acuático pueden ser reducidos por algunos tipos de bacterias a óxidos y nitrógeno molecular. Este proceso se llama desnitrificación. Su resultado es el agotamiento del suelo y el agua por compuestos nitrogenados y la saturación de la atmósfera con nitrógeno molecular. Los procesos de nitrificación y desnitrificación estaban completamente equilibrados hasta el período de uso intensivo de fertilizantes minerales nitrogenados por parte de los humanos para obtener grandes rendimientos de plantas agrícolas. Por lo tanto, el papel de los organismos vivos en el ciclo del nitrógeno es el principal. Evolución de la biosfera. La estructura moderna de la biosfera y los límites del hábitat de los organismos modernos se formaron gradualmente. Son el resultado de una larga historia de la Tierra, desde su origen hasta el presente. La evidencia del desarrollo de la biosfera es numerosa e indiscutible. Estos son principalmente los restos fósiles de organismos antiguos. Estudiándolos, los científicos han establecido las principales etapas en la historia del desarrollo de la vida orgánica del planeta. Se supone que a lo largo de toda la historia de la biosfera estuvo habitada, reemplazándose entre sí, por aproximadamente 500 millones de especies de organismos. La etapa más importante en el desarrollo de la vida en la Tierra está íntimamente relacionada con el cambio en el contenido de oxígeno en la atmósfera y la formación de la pantalla de ozono. Las antiguas cianobacterias fototróficas oxigenaban el océano primario, gracias a lo cual los organismos acuáticos podían realizar la respiración aeróbica. La entrada de oxígeno a la atmósfera provocó la formación de una poderosa capa de ozono que absorbe la radiación ultravioleta de onda corta. La formación de la capa de ozono permitió que los organismos se trasladaran a la tierra y poblaran sus diversos hábitats. Esto fue posible cuando el contenido de oxígeno en la atmósfera alcanzó un valor del 10% de su concentración actual. A finales del Paleozoico, en el período Pérmico, la concentración de oxígeno en la atmósfera alcanzó su nivel actual. Cada período de desarrollo de la biosfera se caracterizó por su propio conjunto de condiciones ambientales y organismos vivos. En la era Cenozoica se produjo la formación del hombre, que al principio de su evolución encajaba bien en la naturaleza. Volviendo a la actividad laboral activa, una persona escapaba del cautiverio de la dependencia natural. Con el tiempo, la sociedad humana ha aumentado su impacto en el entorno natural. En la actualidad, en la era de la revolución científica y tecnológica, que coincidió con el rápido crecimiento de la población mundial (explosión demográfica), la actividad humana es proporcional en sus consecuencias sobre el medio natural al impacto de los más poderosos fenómenos naturales.
3. Resuelva el problema. En los perros, el color del pelaje negro es dominante sobre el marrón. De
cruzando una hembra negra con un macho pardo, 4 negros y 3
cachorros marrones. Determinar los genotipos de padres e hijos.
1. Conceptos sobre el gen. Código genético, sus propiedades.
El código genético es una forma en que todos los organismos vivos codifican la secuencia de aminoácidos de las proteínas utilizando una secuencia de nucleótidos. En el ADN se utilizan cuatro nucleótidos: adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T), que en la literatura en idioma ruso se indican con las letras A, G, C y T. Estas letras forman el alfabeto del código genético. El ARN usa los mismos nucleótidos, con la excepción de la timina, que se reemplaza por un nucleótido similar: el uracilo, que se denota con la letra U (U en la literatura en idioma ruso). En las moléculas de ADN y ARN, los nucleótidos se alinean en cadenas y así se obtienen secuencias de letras genéticas. El código genético Hay 20 aminoácidos diferentes que se utilizan en la naturaleza para construir proteínas. Cada proteína es una cadena o varias cadenas de aminoácidos en una secuencia estrictamente definida. Esta secuencia determina la estructura de la proteína, y por tanto todas sus propiedades biológicas. El conjunto de aminoácidos también es universal para casi todos los organismos vivos. La implementación de la información genética en las células vivas (es decir, la síntesis de una proteína codificada por un gen) se lleva a cabo mediante dos procesos de matriz: la transcripción (es decir, la síntesis y el ARN en una plantilla de ADN) y la traducción del código genético a un amino secuencia de ácido (síntesis de una cadena polipeptídica en una plantilla de ARNm). Tres nucleótidos consecutivos son suficientes para codificar 20 aminoácidos, así como la señal de parada, que significa el final de la secuencia de la proteína. Un conjunto de tres nucleótidos se llama triplete. Las abreviaturas aceptadas correspondientes a aminoácidos y codones se muestran en la figura.
Propiedades del código genético.
Tripletidad: una unidad significativa de código es una combinación de tres nucleótidos (triplete o codón). Continuidad: no hay signos de puntuación entre los tripletes, es decir, la información se lee de forma continua. No superpuesto: el mismo nucleótido no puede formar parte de dos o más tripletes al mismo tiempo. (No es válido para algunos genes superpuestos en virus, mitocondrias y bacterias que codifican múltiples proteínas de cambio de marco).
Inequívoca: un cierto codón corresponde a un solo aminoácido. (La propiedad no es universal. El codón UGA en Euplotes crassus codifica dos aminoácidos: cisteína y selenocisteína). Degeneración (redundancia): varios codones pueden corresponder al mismo aminoácido. Universalidad: el código genético funciona de la misma manera en organismos de diferentes niveles de complejidad, desde virus hasta humanos (los métodos de ingeniería genética se basan en esto).
2. Historia del desarrollo de las ideas evolutivas. Valoración de las obras de C. Linnaeus, J.B. Lamarck,
Ch. Darwin.
1. Según Lamarck, la evolución se presentaba como un movimiento continuo y progresivo desde formas de vida inferiores a formas superiores. Para explicar los diversos grados de complejidad estructural observados entre las especies modernas, tuvo en cuenta la constante generación espontánea de vida: los ancestros de formas más altamente organizadas se originaron antes y, por lo tanto, sus descendientes avanzaron más en el camino del progreso. Lamarck consideraba que el mecanismo de la evolución era la lucha por la perfección, por el desarrollo progresivo, que originalmente era inherente a todo organismo vivo. Cómo y por qué surgió este deseo, Lamarck no explicó y ni siquiera consideró este tema digno de atención. Según Darwin: La selección natural de variedades aisladas individuales bajo diferentes condiciones de existencia conduce gradualmente a la divergencia (divergencia) de las características de estas variedades y, en última instancia, a la especiación.
2. Lamarck creía que los cambios que surgen bajo la influencia del medio ambiente pueden heredarse. Él creía que el aumento del ejercicio de los órganos conduce a su aumento y la falta de ejercicio, a la degeneración. Entonces Lamarck explicó la larga nariz del oso hormiguero por el hecho de que sus ancestros de generación en generación ejercitaban su nariz, olfateando en busca de hormigas. Consideró que la reducción de los ojos en los lunares era el resultado de su falta de ejercicio en varias generaciones. Ni Lamarck ni sus seguidores se preguntaron por qué, de hecho, el ejercicio intensivo, el uso de un órgano debe conducir necesariamente a su mejora, mejora y no, por ejemplo, al desgaste, como se desgastan las piezas de una máquina.
Darwin argumentó que las modificaciones no se heredan, ya que no hay ni puede haber un mecanismo que lleve a un cambio en la estructura del ADN de las células germinales en paralelo y de manera adecuada a los cambios que ocurren en los órganos y tejidos (huesos, músculos) en el curso de modificaciones adaptativas. Los experimentos en ningún caso fallaron en probar la herencia estable postulada por Lamarck y sus seguidores de los rasgos adquiridos por sus antepasados.
3. Examinar micropreparaciones de células vegetales y animales bajo un microscopio. Qué
¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre estas células?
1. Metabolismo y conversión de energía como propiedad de los organismos. El papel de las enzimas y ATP en el metabolismo.
Todos los organismos vivos de la Tierra son sistemas abiertos capaces de organizar activamente el flujo de energía y materia desde el exterior. La energía es necesaria para la ejecución de los procesos vitales, pero sobre todo para la síntesis química de las sustancias que sirven para construir y restaurar las estructuras celulares y corporales. Los seres vivos pueden usar solo dos tipos de energía: luz (la energía de la radiación solar) y química (la energía de los enlaces de los compuestos químicos); sobre esta base, los organismos se dividen en dos grupos: fotótrofos y quimiotrofos.
La principal fuente de moléculas estructurales es el carbono. Según las fuentes de carbono, los organismos vivos se dividen en dos grupos: autótrofos, que utilizan una fuente de carbono no orgánico (dióxido de carbono), y heterótrofos, que utilizan fuentes de carbono orgánico. El proceso de consumo de energía y materia se denomina nutrición. Se conocen dos métodos de nutrición: holozoica, mediante la captura de partículas de alimentos dentro del cuerpo y holofítica, sin captura, mediante la absorción de nutrientes disueltos a través de las estructuras superficiales del cuerpo. Los nutrientes que ingresan al cuerpo están involucrados en los procesos metabólicos. El metabolismo es un conjunto de procesos interrelacionados y equilibrados, que incluyen una variedad de transformaciones químicas en el cuerpo. Las reacciones de síntesis, realizadas con el consumo de energía, constituyen la base del anabolismo (intercambio plástico o asimilación). Las reacciones de división, acompañadas de la liberación de energía, forman la base del catabolismo (metabolismo energético o disimilación).
1. Importancia del ATP en el metabolismo
La energía liberada durante la descomposición de sustancias orgánicas no es utilizada inmediatamente por la célula, sino que se almacena en forma de compuestos de alta energía, generalmente en forma de trifosfato de adenosina (ATP). Por su naturaleza química, ATP se refiere a mononucleótidos y consiste en la base nitrogenada de adenina, un carbohidrato de ribosa y tres residuos de ácido fosfórico.
La energía liberada durante la hidrólisis del ATP es utilizada por la célula para realizar todo tipo de trabajo. Se gastan cantidades significativas de energía en síntesis biológicas. El ATP es la fuente de energía universal de la célula. El suministro de ATP en la célula es limitado y se repone debido al proceso de fosforilación, que se produce a diferentes velocidades durante la respiración, la fermentación y la fotosíntesis. El ATP se renueva extremadamente rápido (en humanos, la vida útil de una molécula de ATP es de menos de 1 minuto).
2. Metabolismo energético en la célula. síntesis de ATP
La síntesis de ATP ocurre en las células de todos los organismos en el proceso de fosforilación, es decir. adición de fosfato inorgánico al ADP. La energía para la fosforilación de ADP se genera durante el metabolismo energético. El metabolismo energético, o disimilación, es un conjunto de reacciones de desdoblamiento de sustancias orgánicas, acompañadas de la liberación de energía. Dependiendo del hábitat, la disimilación puede proceder en dos o tres etapas.
En la mayoría de los organismos vivos, aerobios que viven en un entorno de oxígeno, se llevan a cabo tres etapas durante la disimilación: oxígeno preparatorio, libre de oxígeno. En los anaerobios que viven en un ambiente desprovisto de oxígeno, o en los aerobios con su deficiencia, la disimilación ocurre solo en las dos primeras etapas con la formación de compuestos orgánicos intermedios que aún son ricos en energía.
La primera etapa, preparatoria, consiste en la división enzimática de compuestos orgánicos complejos en otros más simples (proteínas en aminoácidos, polisacáridos en monosacáridos, ácidos nucleicos en nucleótidos). La escisión intracelular de sustancias orgánicas se produce bajo la acción de enzimas hidrolíticas de los lisosomas. La energía liberada en este caso se disipa en forma de calor, y las pequeñas moléculas orgánicas resultantes pueden sufrir una mayor división y ser utilizadas por la célula como "material de construcción" para la síntesis de sus propios compuestos orgánicos.
La segunda etapa, la oxidación incompleta, se lleva a cabo directamente en el citoplasma de la célula, no necesita la presencia de oxígeno y consiste en una mayor división de los sustratos orgánicos. La principal fuente de energía en la célula es la glucosa. La descomposición anóxica e incompleta de la glucosa se denomina glucólisis.
La tercera etapa, la oxidación completa, procede con la participación obligatoria de oxígeno. Como resultado, la molécula de glucosa se descompone en dióxido de carbono inorgánico y la energía liberada en este proceso se gasta parcialmente en la síntesis de ATP.
3. Intercambio de plástico
El intercambio plástico, o asimilación, es un conjunto de reacciones que aseguran la síntesis de compuestos orgánicos complejos en la célula. Los organismos heterótrofos construyen su propia materia orgánica a partir de componentes de alimentos orgánicos. La asimilación heterótrofa se reduce, en esencia, al reordenamiento de las moléculas.
Sustancias alimentarias orgánicas (proteínas, grasas, carbohidratos) --> digestión --> Moléculas orgánicas simples (aminoácidos, ácidos grasos, monoazúcares) --> síntesis biológica -->
Los organismos autótrofos son capaces de sintetizar de forma completamente independiente sustancias orgánicas a partir de moléculas inorgánicas consumidas del entorno externo. En el proceso de asimilación autótrofa, las reacciones de foto y quimiosíntesis, que aseguran la formación de compuestos orgánicos simples, preceden a la síntesis biológica de moléculas macromoleculares:
Sustancias inorgánicas (dióxido de carbono, agua) --> fotosíntesis, quimiosíntesis --> Moléculas orgánicas simples (aminoácidos, ácidos grasos, monoazúcares) ----- síntesis biológicas --> Macromoléculas corporales (proteínas, grasas, carbohidratos)
4. Fotosíntesis
Fotosíntesis: la síntesis de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, a expensas de la energía celular. El papel principal en los procesos de fotosíntesis lo desempeñan los pigmentos fotosintéticos, que tienen una propiedad única: capturar la luz y convertir su energía en energía química. Los pigmentos fotosintéticos son un grupo bastante grande de sustancias similares a las proteínas. El principal y más importante en términos de energía es el pigmento clorofila a, que se encuentra en todos los fototrofos, excepto en las bacterias fotosintéticas. Los pigmentos fotosintéticos están incrustados en la membrana interna de los plástidos en eucariotas o en invaginaciones de la membrana citoplasmática en procariotas.
En el proceso de fotosíntesis, además de los monosacáridos (glucosa, etc.), que la planta convierte en almidón y almacena, se sintetizan monómeros de otros compuestos orgánicos: aminoácidos, glicerol y ácidos grasos. Así, gracias a la fotosíntesis, las células vegetales, o mejor dicho, las células que contienen clorofila, se proveen a sí mismas y a toda la vida en la Tierra de las sustancias orgánicas y el oxígeno necesarios.
2. Las enseñanzas de N.I. Vavilov sobre los centros de diversidad y origen de las plantas cultivadas,
su evaluación.
3. Considerar en especímenes de herbario las modificaciones de varios órganos en las plantas (guisantes, agracejos, acacias, espino, rosal silvestre). Determine cuáles de los órganos son homólogos y cuáles son similares. Explicar el origen de estos órganos y sus funciones.
1. Desarrollo del conocimiento sobre la célula. Disposiciones básicas de la teoría celular.
Todos los organismos vivos están formados por células. Una célula es una unidad elemental de estructura, funcionamiento y desarrollo de los organismos vivos. Hay formas de vida no celulares: los virus, pero muestran sus propiedades solo en las células de los organismos vivos. Las formas celulares se dividen en procariotas y eucariotas.
La apertura de la celda pertenece al científico inglés R. Hooke, quien, mirando a través de un delgado trozo de corcho bajo un microscopio, vio estructuras similares a panales y las llamó celdas. Posteriormente, los organismos unicelulares fueron estudiados por el científico holandés Anthony van Leeuwenhoek. La teoría celular fue formulada por los científicos alemanes M. Schleiden y T. Schwann en 1839. La teoría celular moderna ha sido complementada significativamente por R. Birzhev y otros.
Las principales disposiciones de la teoría celular moderna:
célula: la unidad básica de la estructura, el funcionamiento y el desarrollo de todos los organismos vivos, la unidad más pequeña de los vivos, capaz de autorreproducirse, autorregularse y autorrenovarse; las células de todos los organismos unicelulares y multicelulares son similares (homologías) en su estructura, composición química, manifestaciones básicas de actividad vital y metabolismo; la reproducción celular ocurre dividiéndose, cada nueva célula se forma como resultado de la división de la célula original (madre); en los organismos multicelulares complejos, las células están especializadas en las funciones que realizan y forman tejidos; Los tejidos consisten en órganos que están estrechamente interconectados y sujetos a regulación nerviosa y humoral. Estas disposiciones prueban la unidad del origen de todos los organismos vivos, la unidad de todo el mundo orgánico. Gracias a la teoría celular, quedó claro que la célula es el componente más importante de todos los organismos vivos. Una célula es la unidad más pequeña de un organismo, el límite de su divisibilidad, dotada de vida y de todas las características principales de un organismo. Como sistema vivo elemental, subyace en la estructura y el desarrollo de todos los organismos vivos. A nivel celular, se manifiestan propiedades de la vida tales como la capacidad de intercambiar sustancias y energía, autorregulación, reproducción, crecimiento y desarrollo e irritabilidad.
2. Progreso biológico y regresión biológica. Causas de la extinción de especies.
3. Determinar la relación que entablan entre sí los enumerados.
organismos: algas y hongos en líquenes, zorro y liebre, zorro y lobo, hígado
casualidad y vaca.
¿A qué grupo de factores ambientales pertenecen estas relaciones?
algas y hongos en líquenes es una simbiosis
zorro y liebre - tipo de relación "depredador-presa"
Zorro y lobo - competencia
Estas relaciones son biotánicas a factores bióticos.
1. Patrones de herencia establecidos por G. Mendel.
La genética es una ciencia que estudia las leyes de la herencia y la variabilidad de los organismos vivos. La herencia es la propiedad de todos los organismos vivos de transmitir sus características y propiedades de generación en generación. La variabilidad es la propiedad de todos los organismos vivos de adquirir nuevas características en el proceso de desarrollo individual. Las unidades elementales de la herencia, los genes, son secciones del ADN de los cromosomas. Los patrones por los cuales los signos se transmiten de generación en generación fueron descubiertos por primera vez por el gran científico checo Gregor Mendel (1822-1884). Gregor Mendel se convirtió en monje a la edad de 25 años, después de lo cual tomó un curso de matemáticas y ciencias naturales en la Universidad de Viena. Más tarde, a partir de 1868, fue rector del monasterio agustino de la ciudad checa de Brno y al mismo tiempo enseñaba historia natural y física en la escuela. Durante muchos años, Mendel, como botánico aficionado, realizó experimentos en el jardín del monasterio y en 1865 publicó el trabajo Experiments on Plant Hybrids, en el que describía las leyes básicas de la herencia. método híbrido. La base del notable trabajo de G. Mendel fue el llamado método hibridológico. La esencia de este método radica en el cruce (hibridación) de organismos que difieren entre sí por algún rasgo, y en el análisis posterior de la naturaleza de la herencia de estos rasgos en la descendencia. El método hibridológico sigue siendo la base de la investigación de todos los genetistas. Al realizar experimentos, Mendel se adhirió a varias reglas. Primero, al trabajar con guisantes de jardín, cruzó plantas que pertenecían a diferentes variedades. Entonces, por ejemplo, una variedad de guisantes siempre fue amarilla, mientras que otra siempre fue verde. Dado que los guisantes son plantas que se autopolinizan, en condiciones naturales estas variedades no se mezclan. Tales variedades se llaman líneas puras. En segundo lugar, para obtener más material para el análisis de las leyes de la herencia, Mendel trabajó no con uno, sino con varios pares de guisantes parentales. En tercer lugar, Mendel simplificó deliberadamente la tarea al observar la herencia no de todos los rasgos de los guisantes a la vez, sino solo de un par de ellos. Para sus experimentos, inicialmente eligió el color de las semillas de guisantes: los guisantes. En los casos en que los organismos progenitores difieren en un solo rasgo (por ejemplo, solo en el color de las semillas o solo en la forma de las semillas), el cruce se denomina monohíbrido. Cuarto, al tener una educación matemática, Mendel aplicó métodos cuantitativos al procesamiento de datos: no solo notó el color de las semillas de guisantes en la descendencia, sino que también calculó con precisión cuántas de esas semillas aparecieron. Cabe agregar que Mendel eligió con mucho éxito los guisantes para los experimentos. Los guisantes son fáciles de cultivar, en las condiciones de la República Checa se reproducen varias veces al año, las variedades de guisantes difieren entre sí en una serie de características bien marcadas y, finalmente, en la naturaleza, los guisantes se autopolinizan, pero en En el experimento, esta autopolinización es fácil de prevenir, y el experimentador puede polinizar la planta con polen de otras plantas, es decir, transversalmente.
Si usamos términos que aparecieron muchos años después del trabajo de Mendel, entonces podemos decir que las células de las plantas de guisantes de una variedad contienen solo dos genes para el color amarillo, y los genes de las plantas de otra variedad contienen solo dos genes para el color verde. . Los genes responsables del desarrollo de un rasgo (por ejemplo, el color de la semilla) se denominan genes alélicos. Si un organismo contiene dos genes alélicos idénticos (por ejemplo, ambos genes para semillas verdes o, por el contrario, ambos genes para semillas amarillas), dichos organismos se denominan homocigotos. Si los genes alélicos son diferentes (es decir, uno de ellos determina el color amarillo y el otro el verde de las semillas), entonces tales organismos se denominan heterocigotos.
Biótico - conexiones entre organismos vivos en un ecosistema. El principal tipo de conexiones bióticas son las conexiones alimentarias (cadenas alimentarias).
Eslabones de la cadena alimentaria:
Productores: plantas y algunas bacterias que crean sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas;
Consumidores: animales, algunas plantas y bacterias que se alimentan de sustancias orgánicas preparadas;
Destructores: hongos y algunas bacterias que descomponen las sustancias orgánicas en inorgánicas.
3. Relaciones intraespecíficas: relaciones bióticas entre individuos de la misma especie. Ejemplos: competencia entre machos por una hembra, lucha de individuos por el liderazgo en un grupo, cuidado de los padres por las crías, protección por parte de machos de animales jóvenes y hembras.
5. Depredación: enlaces alimentarios directos entre organismos, en los que algunos organismos son destruidos por otros organismos. Ejemplos: comer liebres por un zorro, orugas por un paro.
6. Competencia - un tipo de relación que ocurre entre especies con necesidades ecológicas similares por comida, territorio, etc. Ejemplo: competencia entre alces y bisontes que viven en el mismo bosque por comida. Impacto negativo de la competencia en ambas especies competidoras (por ejemplo, una disminución en el número de alces y bisontes debido a la falta de alimento).
8. Simbiosis: un tipo de relación entre especies en la que ambos organismos reciben un beneficio mutuo. Ejemplos de simbiosis: cangrejo ermitaño y anémona de mar, plantas y bacterias nódulos, hongos y árboles, líquenes (simbiosis de hongos y algas).
3. Prepare una micropreparación de la piel de escamas de cebolla y examínela al microscopio.
Haz un bosquejo de la celda y rotula las partes visibles y los orgánulos de la celda.
1. Variabilidad fenotípica (no hereditaria).
La variabilidad de modificación (fenotípica) está asociada a la reacción de un mismo genotipo a un cambio en las condiciones externas en las que se desarrolla el desarrollo de los organismos y que crean diferencias en las formas de su manifestación. El mismo genotipo aparece en diferentes fenotipos. Genotipo y fenotipo son los conceptos más importantes de la genética, fueron propuestos por Wilhelm Ludwig Johansen (1857-1927) en 1909 (biólogo danés, profesor del Instituto de Fisiología Vegetal de la Universidad de Copenhague, miembro de la Academia Sueca de Ciencias) . El genotipo (del griego - nacimiento, huella, imagen) es la totalidad de todos los genes de un organismo, su base material hereditaria.
Fenotipo (del griego - fenómeno, huella, imagen) - la totalidad de todos los signos y propiedades del organismo, formado sobre la base del genotipo. Cualquier fenotipo de un organismo es el resultado de la implementación del genotipo en condiciones ambientales específicas. En las diferencias entre fenotipos que se desarrollan sobre la base de un mismo genotipo, se manifiesta la variabilidad de modificación. En formas específicas de ciertos fenotipos, se expresa la interacción entre el genotipo y las condiciones externas en las que se lleva a cabo el desarrollo del organismo.Las condiciones externas tienen un gran impacto en todos los signos y propiedades del organismo en desarrollo.
Ejemplo: El repollo blanco en un clima cálido no forma cabeza. Las razas de caballos y vacas traídas a las montañas se atrofian
variabilidad hereditaria. La variabilidad hereditaria incluye tales cambios en las características de un organismo que están determinados por el genotipo y persisten durante varias generaciones. A veces estos son cambios grandes y bien marcados. Por ejemplo, las patas cortas en las ovejas, la falta de plumaje en los pollos, la falta de pigmento (albinismo) o la polidactilia (múltiples dedos, la presencia de dedos adicionales en la mano o el pie).La variabilidad genotípica es la variabilidad que se produce como resultado de nuevas combinaciones genéticas, como resultado.
O reproducción sexual, entrecruzamiento (el fenómeno del intercambio de secciones de cromosomas homólogos durante la conjugación1 durante la meiosis2). y otros reordenamientos a nivel cromosómico;
O bajo la influencia de mutaciones (variabilidad mutacional).
La variabilidad genotípica se subdivide en mutacional y combinatoria. Conducen a un aumento de la diversidad intraespecífica en la naturaleza.
La variabilidad mutacional está asociada con el proceso de formación de mutaciones. Las mutaciones son cambios repentinos, abruptos y persistentes en la estructura del genotipo. Los organismos que han mutado se llaman mutantes. La teoría de la mutación fue creada por Hugo de Vries (Hugo De Vries, Holanda. Hugo de Vries, 1848-1935 - botánico holandés, genetista) en 1901-1903. La genética moderna se basa en sus principales disposiciones: mutaciones, cambios discretos en la herencia, son de naturaleza espontánea, las mutaciones se heredan, son bastante raras y pueden ser de varios tipos.
Clasificación de mutaciones.
1. Según el método de ocurrencia. Distinguir entre mutaciones espontáneas e inducidas Las espontáneas ocurren en la naturaleza muy raramente con una frecuencia de 1-100 por millón de copias de un gen dado. En la actualidad, es evidente que el proceso de mutación espontánea depende de factores tanto internos como externos, a los que se denomina presión mutacional del entorno.
Las mutaciones inducidas ocurren cuando una persona está expuesta a mutágenos, factores que causan mutaciones. Hay tres tipos de mutágenos:
* Físicas (radiación, radiación electromagnética, presión, temperatura, etc.).
* Químicos (citostáticos, alcoholes, fenoles, etc.).
* Biológicos (bacterias y virus).
2. En relación con el camino germinal. Hay mutaciones somáticas y generativas. Las mutaciones generativas ocurren en los tejidos reproductivos y, por lo tanto, no siempre se detectan. Para que se revele una mutación generativa, es necesario que el gameto mutante participe en la fecundación.
3. Por valor adaptativo. Hay mutaciones positivas, negativas y neutras. Esta clasificación está asociada a la evaluación de la viabilidad del mutante resultante.
4. Al cambiar el genotipo. Las mutaciones son genéticas, cromosómicas y genómicas.
5. Por localización en la celda. Las mutaciones se dividen en nucleares y citoplasmáticas. Las mutaciones plasmáticas resultan de mutaciones en plasmógenos que se encuentran en las mitocondrias. Se cree que conducen a la infertilidad masculina. Además, tales mutaciones se heredan principalmente a través de la línea femenina.
La variabilidad combinatoria surgió con el advenimiento de la reproducción sexual, está asociada con diversas variantes de recombinación de las inclinaciones parentales y es fuente de una infinita variedad de rasgos compatibles.
factores mutagénicos.
Un mutágeno es un factor que causa una mutación.
Cualquier mutación puede ocurrir espontáneamente o ser inducida. Las mutaciones espontáneas aparecen bajo la influencia de factores naturales desconocidos y conducen a errores en la replicación del ADN. Las mutaciones inducidas surgen bajo la influencia de factores específicos específicos que aumentan el proceso de mutación. Los factores de naturaleza física, química y biológica tienen un efecto mutagénico.
1. Entre los mutágenos físicos, la radiación ionizante tiene el efecto mutante más fuerte: rayos X, rayos α, β y γ.
2. Los mutágenos químicos deberán tener las siguientes cualidades:
Alto poder de penetración;
La propiedad de cambiar el estado coloidal de los cromosomas;
Cierto efecto sobre el estado del cromosoma o gen. Las sustancias químicas que causan mutaciones incluyen sustancias orgánicas e inorgánicas, como ácidos, álcalis, peróxidos, sales metálicas, formaldehído, pesticidas, defoliantes, herbicidas, colchicina, etc.
3. Además de los mutágenos de naturaleza física y química, existen factores biológicos de mutagénesis en el medio ambiente. Los virus de la viruela, el sarampión, la varicela, las paperas, la hepatitis, la rubéola, etc. pueden causar rupturas cromosómicas.
2. Comunidades artificiales - agroecosistemas, el papel del hombre en ellos.
LA VIDA EN LOS ECOSISTEMAS AGRÍCOLAS Y URBANOS. VIDA EN CONDICIONES EXTREMAS La vida en los agroecosistemas se caracteriza por la contaminación ambiental con plaguicidas que se utilizan en la agricultura. Entonces, los insecticidas se usan para destruir insectos económicamente dañinos; enfermedades fúngicas de las plantas - fungicidas; malas hierbas - herbicidas. En este caso, hay un impacto en todos los niveles de vida en los agroecosistemas, desde la biogeocenosis en su conjunto hasta las poblaciones y los individuos. En tales casos, los científicos apuntan a la posibilidad de respuestas de la naturaleza y sus componentes a los humanos y su entorno en los agroecosistemas. Además, los agroecosistemas son, de hecho, artificiales con la creación de un absurdo ecológico por parte del hombre: una agrocenosis consiste en uno, menos a menudo dos tipos de plantas cultivadas, y la cadena alimentaria ideal para ella consta de solo dos eslabones: “una planta - una persona” o “una planta - animales domésticos”. En la naturaleza, tal sistema es imposible debido a su inestabilidad. En la lucha constante de una persona con las malas hierbas y las plagas de las plantas cultivadas, a menudo se produce el efecto del "bumerán ecológico". Este es un conjunto de fenómenos negativos, especialmente peligrosos, que ocurren en el medio ambiente como resultado de actividades económicas impropias de una persona, que finalmente resultan ser perjudiciales para ella. En particular, cuando se usan pesticidas contra plagas de cultivos agrícolas, también mueren insectos polinizadores beneficiosos (abejas, avispas, abejorros). Las ventajas económicas y sociales de las formas de asentamiento urbano son innegables. Sin embargo, el crecimiento de la población urbana con la creación de ecosistemas urbanos en las últimas décadas ha resultado ser tan rápido, y la concentración e intensificación de actividades industriales y no industriales es tan alta que el entorno de muchas ciudades del mundo es ya no es capaz de satisfacer muchos de los requisitos biológicos y sociales del hombre moderno. La excesiva densidad de población en las ciudades genera problemas como la contaminación ambiental, el ruido, la falta de vivienda, escuelas, hospitales, transporte, espacios verdes, tráfico caótico, desempleo, delincuencia, enfermedades masivas de diversa índole, etc. La vida en condiciones extremas requiere de una persona de grandes costes materiales y energéticos. Esto se ve claramente en el ejemplo de las ciudades del norte de Rusia, en el Ártico. Para mantener condiciones de vida normales en estas ciudades, se gastan enormes recursos de combustible y energía, mientras que el medio ambiente, y especialmente la atmósfera, se contamina por la combustión de combustible durante un largo período de frío. La residencia a largo plazo de una persona en condiciones extremas afecta negativamente a la salud. La esperanza de vida entre los norteños es menor que entre los residentes de latitudes templadas. En la época soviética, las personas que trabajaban y vivían en condiciones extremas recibían aumentos salariales, mientras que la duración del servicio pasaba de 1 a 2 o de 1 a 1,5 años, es decir, aumentaba entre 1,5 y 2 veces.
3. A partir de los organismos disponibles, forme una cadena alimentaria: águila real, saltamontes, musaraña,
plantas herbáceas. Determinar a qué grupo funcional pertenece el águila real
cadena alimentaria compuesta. Explique la respuesta.
1. Razones de la estabilidad de los ecosistemas, su cambio. Cambios antropogénicos en los ecosistemas.
la capacidad de un ecosistema para volver a su estado original después de un impacto externo temporal - la resiliencia del sistema (estabilidad elástica, elasticidad).
Los dos primeros conceptos se interpretan como estabilidad adaptativa, el tercero, como regenerativo. Si una u otra función del ecosistema se desvía de la "norma" bajo la influencia de una perturbación, el grado de esta desviación muestra la estabilidad relativa del sistema, y el tiempo requerido para restaurar la "norma" indica su elasticidad relativa. Hay varios diferentes mecanismos para asegurar la sostenibilidad ambiental:
1) la constancia se logra por la acción de retroalimentaciones negativas que mantienen el ecosistema en un estado estable (homeostasis). En este caso, funciona el principio de Le Chatelier-Brown: con una influencia externa que saca al sistema de un estado de equilibrio estable, el equilibrio se desplaza en la dirección en que se debilita el efecto de la influencia externa;
2) la sostenibilidad ambiental está asegurada por la redundancia de elementos funcionales. Por ejemplo, si una comunidad incluye varias poblaciones de organismos autótrofos, cada uno de los cuales tiene su propia temperatura óptima para la fotosíntesis, entonces
la fotosíntesis de la comunidad como un todo cambiará ligeramente con las fluctuaciones de temperatura bajo ciertas condiciones. En este caso, la sostenibilidad de un ecosistema está directamente relacionada con su diversidad de especies;
3) adaptación - reestructuración de los elementos estructurales del sistema sin un cambio significativo en sus funciones. La reestructuración puede ser irreversible, por ejemplo, en el proceso de evolución.
Las poblaciones o especies en su conjunto se desarrollan en ecosistemas rodeados de otras especies. Al estudiar la paleobotánica de las "antiguas biosferas", Vernadsky mostró que en el proceso de evolución de la vida en la Tierra, la estructura de las biogeocenosis cambió significativamente y se volvió más complicada (primero quimiotrofos, luego fotótrofos, etc.). Con la llegada de los primeros fotótrofos (algas), finaliza el proceso de formación de ecosistemas primarios, y se cierra el ciclo de la materia, pero sobran productos biogénicos → aparecen heterótrofos, etc., pero estos ecosistemas son inestables, aparecen rápidamente y decayó (es decir, los microorganismos se multiplicaron rápidamente, un cambio rápido de generaciones) → evolución acelerada La aparición de organismos multicelulares estuvo acompañada por un aumento en la estabilidad de los ecosistemas. Cuando las plantas llegaron a la tierra → muchos hábitats nuevos → evolución rápida → una gran cantidad de materia orgánica no se consumió y se eliminó del ciclo biótico en forma de carbón, petróleo, etc. que han llegado hasta nosotros. hasta que apareciera un número suficiente de consumidores. Cretácico medio – aparecieron plantas herbáceas y anuales → diferente aceleración de los círculos biogénicos, porque había muchos animales y roedores. Un éxito importante fue la formación del ciclo biótico: la creación de tales entornos vivos en los que se puede reutilizar la misma porción de una sustancia. Esto se hizo posible cuando surgió la tríada: productor → consumidor → descomponedor. La dirección adicional de la evolución de los ecosistemas condujo a una disminución en el consumo de materia de los ciclos bióticos y a una intensificación de la migración de elementos químicos (en los animales, esta es la aparición de sangre caliente, ya que los mamíferos gastan solo el 1% del tiempo). sustancias que consumen para crear su biomasa; en las plantas, es la aparición de las plantas anuales). A medida que se desarrolla la vida, los ecosistemas se vuelven más complejos. El principal factor integrador en la vida de la biogeocenosis son las relaciones nutricionales. Cierta estructura compleja de biogeocenosis resulta ser un requisito previo necesario para mantener su estabilidad. Los ecosistemas más frágiles e inestables con el menor número de componentes (tundra). Los más estables son los ecosistemas de bosques tropicales, donde los flujos de materia y energía se duplican repetidamente (muchas especies y pocas de cada una) - soportan la pérdida de un porcentaje de sus componentes sin comprometer su funcionamiento. Todos los ecosistemas son un entorno real para las relaciones interespecíficas, → las interacciones constantes de todos los componentes de la biogeocenosis resultan ser la causa de los cambios en la biogeocenosis y otros ecosistemas → transformación de la biosfera. Cambio de biogeocenosis - sucesión. La comunidad clímax es estable en equilibrio con el medio ambiente.
Características generales de los cambios en las biogeocenosis:
1) todos los sistemas bióticos son dinámicos y móviles, reaccionan sensiblemente a la influencia del entorno externo;
2) en el proceso de desarrollo del ecosistema, hay una elongación de las cadenas alimentarias, un aumento en el número de niveles tróficos → se produce una diferenciación de los flujos de materia y energía (especialización alimentaria estrecha de las especies);
3) como resultado del alargamiento de las cadenas alimenticias, aumenta el tiempo de retención de materia y energía (aparece un círculo de organismos longevos).
2. La reproducción, su papel en la naturaleza. Reproducción sexual y asexual de organismos.
Reproducción: la capacidad de reproducir su propia especie, inherente a todos los organismos y que garantiza la preservación de la especie biológica y, por lo tanto,
Vida en la Tierra. En la naturaleza se conocen diversas formas de reproducción. La reproducción asexual incluye ampliamente la fisión, la esporulación, la reproducción vegetativa, incluida la gemación y la fragmentación. Formas peculiares de reproducción sexual son la conjugación (en algunas algas, ciliados, bacterias), en la que se produce una conexión temporal de dos individuos unicelulares, acompañada del intercambio de algunas partes del aparato nuclear, y la partenogénesis. El último fenómeno (que literalmente significa reproducción virginal - griego parthenos - virgen y génesis - nacimiento) representa la reproducción entre personas del mismo sexo, en la que el desarrollo del embrión a partir del óvulo ocurre sin fertilización. La reproducción sexual es característica de la mayoría de los habitantes de la Tierra. Los mecanismos específicos del papel de la dioecia en el proceso evolutivo, arrojando luz sobre una serie de problemas de sexopatología clínica, fueron revelados en una serie de trabajos del investigador soviético V. A. Geodakyan. En la mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente, las células germinales (gametos) se diferencian del resto de las células del cuerpo que tienen un conjunto estándar de cromosomas (autosomas o eucromosomas). En los animales multicelulares, tanto los gametos femeninos (óvulos) como los masculinos (espermatozoides) se producen en glándulas sexuales especiales (gónadas), subdivididas en ovarios femeninos y testículos masculinos, y el encuentro de los gametos y su fusión (fecundación) son facilitados por la presencia de órganos genitales especiales. Los estudios citogenéticos han establecido que en los organismos superiores todas las células somáticas de ambos sexos tienen el mismo juego doble de autosomas (2A) y diferentes cromosomas sexuales. Al mismo tiempo, un sexo da solo un tipo de gametos (por ejemplo, solo los cromosomas sexuales de tipo X se forman normalmente en los ovarios humanos), y el otro sexo da dos tipos de gametos (por ejemplo, en los testículos humanos - cromosomas sexuales de tipo X e Y). Por lo tanto, uno de los sexos (en humanos, masculino), formado a partir de dos gametos diferentes, tiene una constitución genética híbrida (XY) y, por lo tanto, se denomina heterogamético. El sexo opuesto, determinado por un conjunto de dos gametos del mismo tipo (XX), tiene una constitución genética homogénea y se denomina homogamético. En la mayoría de las especies, incluidos todos los mamíferos, el sexo masculino es heterogamético. Sin embargo, en algunas especies, en particular aves y mariposas, el sexo femenino es heterogamético. Así, en humanos y otros mamíferos, el sexo del embrión se determina de forma singamosa, es decir, durante el acto de la fecundación. En organismos con heterogamesis masculina, la fertilización del óvulo por un espermatozoide que lleva un cromosoma Y conduce al desarrollo de un embrión masculino, y la fertilización por un espermatozoide que lleva un cromosoma X conduce al desarrollo de un embrión femenino. Esto implica que los espermatozoides portadores de los cromosomas X e Y se forman en las gónadas en cantidades iguales y, por tanto, la aparición de esa película del otro sexo tiene igual grado de probabilidad estadística, dependiendo enteramente del juego de azar.
3. A grandes profundidades en el océano, prácticamente no hay organismos vegetales. Sin embargo, aquí viven varios animales: esponjas, pólipos hidroideos, corales cuerno, moluscos bivalvos, anélidos, cangrejos, peces de fondo, etc. ¿Cómo explicar la ausencia de plantas y qué sirve de alimento a los animales que viven aquí?
1. Niveles tróficos de organismos en el ecosistema, su función.
2. La división celular es la base para el crecimiento, desarrollo y reproducción de los organismos. Mitosis.
La división celular es la base para la reproducción y el crecimiento de los organismos La división celular es el proceso subyacente a la reproducción y el desarrollo individual de todos los organismos vivos. El núcleo juega el papel principal en la división celular. En las preparaciones teñidas de la célula, el contenido del núcleo en reposo está representado por la cromatina, que se distingue en forma de hebras delgadas (fibrillas), pequeños gránulos y grumos. La cromatina está formada por nucleoproteínas, moléculas largas parecidas a hilos.
ADN (cromátidas) conectado a proteínas histonas específicas. En el proceso de división nuclear, las nucleoproteínas se espiralizan, se acortan y se vuelven visibles bajo un microscopio óptico en forma de cromosomas compactos en forma de bastón. Cada cromosoma tiene una constricción primaria (una sección delgada no espiralizada): el centrómero, que divide el cromosoma en dos brazos. La mitosis es una división celular indirecta que está muy extendida en la naturaleza. La mitosis asegura una distribución uniforme del material genético entre dos células hijas. La mitosis consta de cuatro fases sucesivas. El período de vida celular entre dos divisiones migóticas se denomina interfase. Es diez veces más larga que la mitosis. En esta fase se produce la síntesis de moléculas de ATP y proteínas, se produce la duplicación del ADN, se duplican algunos orgánulos celulares, en la profase comienza la espiralización del ADN. Las hebras de ADN engrosadas y acortadas consisten en dos cromátidas. Al final de la profase, la membrana nuclear y los nucléolos desaparecen. Los centríolos del centro celular divergen hacia los polos, se forma un huso de división. En la metafase, ocurre la espiralización final de los cromosomas, sus centrómeros se ubican a lo largo del ecuador, uniéndose a los hilos del huso de división. En la anafase, los centrómeros se dividen y las cromátidas hermanas se separan.
3. Resuelva el problema. En los ratones predominan las orejas largas y las cortas
recesivo. Se cruzó un macho de orejas largas con una hembra de orejas cortas. EN
la primera generación, toda la descendencia resultó con orejas largas. Determinar genotipos
padres e hijos.
Según la primera ley de Mendel, todos los descendientes serán orejudos.
Respuesta 100% heterocigotos de orejas largas (Aa).
1. La fecundación, su significado. Características de la fecundación en los animales.
Fertilización en plantas. La importancia del medio acuático para el proceso de fecundación en musgos y helechos. El proceso de fertilización en gimnospermas en conos femeninos y en angiospermas, en una flor. Fertilización en animales. La fertilización externa es una de las razones de la muerte de una parte importante de las células germinales y los cigotos. La fertilización interna en artrópodos, reptiles, aves y mamíferos es la causa de la mayor probabilidad de formación de un cigoto, protección del embrión de condiciones ambientales adversas (depredadores, vacilación
2. Niveles de organización de la naturaleza viva.
Molecular. Cualquier sistema vivo, sin importar cuán complejo esté organizado, consta de macromoléculas biológicas: ácidos nucleicos, proteínas, polisacáridos y otras sustancias orgánicas importantes. Desde este nivel comienzan diversos procesos de la actividad vital del organismo: metabolismo y conversión de energía, transmisión de información hereditaria, etc. Celular. Una célula es una unidad estructural y funcional, así como una unidad de desarrollo para todos los organismos vivos que habitan la Tierra. A nivel celular se conjugan la transferencia de información y la transformación de sustancias y energía.
organicista. La unidad elemental del nivel organísmico es el individuo, que se considera en desarrollo -desde el momento del nacimiento hasta el final de la existencia- como un sistema vivo. En este nivel, existen sistemas de órganos especializados para realizar diversas funciones.Población-especies. Un conjunto de organismos de la misma especie, unidos por un hábitat común, en el que se crea una población: un sistema supraorgánico. En este sistema se llevan a cabo transformaciones evolutivas elementales - el proceso de microevolución Biogeocenótico. La biogeocenosis es un conjunto de organismos de diferentes especies "y de diversa complejidad de organización con factores de su hábitat. En el proceso de desarrollo histórico conjunto de organismos de diferentes grupos sistemáticos, se forman comunidades dinámicas y estables. Biosférica. La biosfera es un conjunto de todas las biogeocenosis, sistema que abarca todos los fenómenos de la vida en nuestro planeta, en este nivel se produce la circulación de sustancias y la transformación de energía asociada a la actividad vital de todos los organismos vivos.
3. Distribuya las plantas del bosque de robles enumeradas en niveles: arce, roble, avellano, lirio de los valles,
tilo, helecho, viburnum, manzano, visón de dos hojas. Que importa
disposición escalonada de las plantas en un ecosistema?
1. Principales aromorfosis en la evolución vegetal.
La aromorfosis es un cambio evolutivo importante. Proporciona un aumento en el nivel de organización de los organismos, ventajas en la lucha por la existencia, la posibilidad de desarrollar nuevos hábitats.
1. La aparición de la fotosíntesis en las células del cloroplasto con clorofila es una aromorfosis importante en la evolución del mundo orgánico, que proporcionó a todos los seres vivos alimento y energía, oxígeno. La aparición de algas pluricelulares unicelulares es una aromorfosis que contribuye al aumento del tamaño de los organismos.
2. Corazón de cuatro cámaras, separación completa de sangre arterial y venosa, sangre caliente, alto grado de desarrollo de la corteza cerebral, desarrollo intrauterino del embrión, presencia de glándulas mamarias y alimentación del bebé con leche, presencia de un diafragma
2. La biosfera es un ecosistema global. Las enseñanzas de V.I. Vernadsky sobre la biosfera.
(computadora portátil)
3. Resuelva el problema. En los guisantes, el crecimiento normal se hereda como rasgo dominante.
Una planta de guisante de crecimiento normal se cruza con una enana. sucedió en la descendencia
división de rasgos: la mitad de las plantas tenían un crecimiento normal, y la mitad -
enano. Determinar los genotipos de padres e hijos.
A - alelo del gen para el crecimiento normal,
a - alelo del gen de crecimiento enano. Entonces, la planta enana tiene el genotipo aa, bueno, y
porque la descendencia tenía estatura normal y enana, por lo que el padre de tamaño normal era heterocigoto Aa. Mira más allá.
F1 2Aa (50% crecimiento normal) y 2aa (50% crecimiento enano)
RESPUESTA: genotipos de los padres (ver P): Aa y aa, genotipos de la descendencia (ver F1): Aa y aa
1. Principales aromorfosis en la evolución de los vertebrados.
La aromorfosis es un cambio evolutivo importante. Proporciona un aumento en el nivel de organización de los organismos, ventajas en la lucha por la existencia, la posibilidad de desarrollar nuevos hábitats. Los factores que provocan las aromorfosis son la variabilidad hereditaria, la lucha por la existencia y la selección natural. Las principales aromorfosis en la evolución de los animales pluricelulares:
1) la aparición de animales multicelulares a partir de animales unicelulares, diferenciación celular y formación de tejidos;
2) la formación en animales de simetría bilateral, las partes anterior y posterior del cuerpo, los lados ventral y dorsal del cuerpo en relación con la separación de funciones en el cuerpo (orientación en el espacio - la parte frontal, el lado protector - el lado dorsal, movimiento - el lado ventral);
3) la aparición de peces blindados no craneales, similares a la lanceta moderna, con mandíbulas óseas que le permiten cazar activamente y hacer frente a las presas:
4) la aparición de los pulmones y la aparición de la respiración pulmonar junto con la respiración branquial;
5) la formación de un esqueleto de aletas con músculos similares a la extremidad de cinco dedos de los vertebrados terrestres, que permitió a los animales no solo nadar, sino también arrastrarse por el fondo, moverse en tierra;
6) complicación del sistema circulatorio de un corazón de dos cámaras, un círculo de circulación sanguínea en peces a un corazón de cuatro cámaras, dos círculos de circulación sanguínea en aves y mamíferos. Desarrollo del sistema nervioso: aracnoides en cavidades intestinales, cadena abdominal en anélidos, sistema nervioso tubular, desarrollo significativo de los hemisferios cerebrales y corteza cerebral en aves, humanos y otros mamíferos. Complicación de los órganos respiratorios (branquias en peces, pulmones en vertebrados terrestres, aparición en humanos y otros mamíferos en los pulmones de muchas células entrelazadas con una red de capilares). La aparición de cloroplastos con clorofila en las células, la fotosíntesis es una aromorfosis importante de la evolución del mundo orgánico, que proporcionó a todos los seres vivos alimento y energía, oxígeno. Otra complicación de las plantas en el proceso de evolución: la aparición de raíces, hojas, un tallo desarrollado, tejidos que les permitieron dominar la tierra (helechos, colas de caballo, musgos). Aromorfosis que contribuyen a la complicación de las plantas en el proceso de evolución: la aparición de una semilla, una flor y un fruto (la transición de las plantas con semillas de la reproducción por esporas a la reproducción por semillas). Una espora es una célula especializada, una semilla es el germen de una nueva planta con un suministro de nutrientes. Las ventajas de propagar plantas por semillas son una reducción en la dependencia del proceso de propagación de las condiciones ambientales y un aumento en la supervivencia.
2. El papel de los organismos vivos en la biosfera. Impacto humano en la biosfera.
Todos los organismos vivos que habitan nuestro planeta no existen por sí solos, dependen del medio ambiente y experimentan su impacto. La naturaleza viva es un sistema jerárquico y complejamente organizado. Hay varios niveles de organización de la vida en nuestro planeta, y el más alto de ellos es la biosfera.
Desde posiciones modernas, la biosfera es considerada como el ecosistema más grande del planeta, sustentando la circulación global de sustancias. La estabilidad de la biosfera se basa en una gran diversidad de organismos vivos, cuyos grupos individuales realizan diferentes funciones para mantener el flujo general de materia y distribuir energía. Sin embargo, la estabilidad de la biosfera tiene ciertos límites, y la violación de sus capacidades reguladoras está cargada de graves consecuencias. Teniendo en cuenta que en la biosfera operan sistemas complejos de retroalimentaciones y dependencias, entonces, en consecuencia, a medida que aumenta la presión sobre el medio ambiente, el medio ambiente, a su vez, responde con un aumento de la contrapresión. Así, por ejemplo, el hombre siempre ha utilizado el medio ambiente principalmente como fuente de recursos, pero durante mucho tiempo su actividad no tuvo un impacto notable en la biosfera. Solo a fines del siglo pasado, los cambios en la biosfera bajo la influencia de la actividad económica atrajeron la atención de los científicos. Estos cambios se han estado acelerando y ahora se están extendiendo por toda la civilización humana. Tuve que admitir que incluso los recursos vitales para la economía humana son a veces incluso más importantes para mantener el equilibrio ecológico en la biosfera y, en última instancia, para las condiciones naturales óptimas para la existencia y el desarrollo de la humanidad, las generaciones presentes y futuras. Por eso es relevante hoy en día estudiar el problema de la interacción humana con el medio ambiente. Es la "cooperación" orgánica de estos dos elementos lo que contribuirá a la larga y estable existencia de la biosfera. El propósito de este trabajo es el siguiente: mostrar que una persona no es un ser vivo autosuficiente, viviendo separadamente según sus propias leyes, convive dentro de la naturaleza, es parte de ella y obedece sus leyes. Para ello, es necesario determinar el lugar del hombre en la estructura de la biosfera; cómo es el impacto del hombre sobre la biosfera y cuáles son los resultados de este impacto; cómo reacciona la biosfera a cualquier cambio en los procesos que tienen lugar en ella. Solo considerando estos temas podemos concluir que una persona en todas sus manifestaciones es parte de la biosfera y es su función específica en un espacio-tiempo específico.
3. Considere varios tipos de frutas de varias plantas (arce, diente de león, bardana,
serbal, guisante, etc.). Nombre los tipos de frutas y signos de adaptabilidad a
dispersión de semillas de cada planta.
1. Las principales características de los vivos.
características de los organismos vivos.
REDUCCIÓN DE LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA.
A medida que se desarrolla la civilización, aumenta su influencia sobre la naturaleza. Cada vez más áreas urbanas y tierras agrícolas, cada vez quedan menos rincones en nuestro planeta donde los animales podrían existir en condiciones naturales. A medida que la población crece y la actividad económica se expande, las áreas naturales vírgenes se reducen. Las principales áreas de reproducción, rutas de migración, zonas de caza, áreas de alimentación de herbívoros desaparecen bajo una cubierta artificial, se inundan con agua, se “alimentan” al ganado o se labran. Las áreas forestales son deforestadas por madereros, convertidas en pastizales, utilizadas para cultivos o plantadas con árboles ajenos al área. El problema de la disminución de la diversidad biológica debido a la destrucción de áreas naturales de la naturaleza es típico de todas las zonas naturales de la tierra.
En la última década, el impacto antropogénico sobre los paisajes naturales de la zona de tundra se ha incrementado considerablemente. Transformación antropogénica de tundras típicas de la península de Yamal. En el sitio de la destrucción completa de la tundra de musgo y líquenes, los procesos de termokarst y erosión comienzan a desarrollarse activamente (el crecimiento de los barrancos en las cercanías de los asentamientos alcanza los 15-30 m por año). Se ha desarrollado una situación alarmante en la región Yashkul de Kalmykia, donde se concentra la principal manada de la población saiga europea. Érase una vez, estos ungulados, contemporáneos de los mamuts, pastaban en vastos espacios abiertos desde el Tien Shan hasta los Cárpatos. Ahora hay una fuerte caída en el número de esta especie, idealmente adaptada a las condiciones de las estepas secas. Los animales, especialmente los jóvenes, se ahogan por miles en las aguas de los canales de riego que cortan las rutas migratorias originales de las saigas. Los cazadores furtivos disparan a cientos de ellos por noche. Pero la razón principal del descenso en el número de saigas es el progresivo proceso de desertificación antropogénico en las estepas del Mar Caspio, que está reduciendo rápidamente el área apta para el hábitat de estos animales.
Como resultado del desarrollo industrial y agrícola irreflexivo de la tierra, la contaminación ambiental en los Estados Unidos se destruye o se envía a los hábitats naturales de las aves acuáticas salvajes, animales raros. Patos, gansos, cisnes y otras especies de aves que llegan desde Canadá y Alaska mueren por millones. En los océanos del mundo, debido a la pesca depredadora ya la contaminación y destrucción cada vez mayores del medio ambiente, 25 especies de los peces comerciales más valiosos han sido destruidas casi por completo o su número ha disminuido drásticamente. Cada año se destruyen hasta 250 mil individuos de varias especies de delfines. Los dugongos y las tortugas marinas están muriendo, y alrededor de un millón de aves marinas mueren en las redes de pesca cada año.
En la actualidad, casi todas las cuencas de escorrentía superficial en las partes europea y asiática de Rusia han sido transformadas por hidroconstrucción. Esto interrumpió significativamente la reproducción de las poblaciones de peces en aguas continentales, principalmente valiosos peces migratorios y semi-anádromos, como el esturión, el salmón, el arenque del Caspio, el vobla, el pez. Las pérdidas solo por las fluctuaciones del nivel del agua en relación con la operación de las instalaciones hidroeléctricas son iguales a la captura anual en los embalses (50-70 mil toneladas) o la superan. En los sistemas de riego, obras hidráulicas y tomas de agua industrial, mueren más juveniles de peces comerciales que los producidos por todas las piscifactorías de Rusia. Así, como consecuencia de la destrucción antropogénica del hábitat, se produce una fuerte disminución del número e incluso la desaparición de muchas especies de seres vivos. Solo en los últimos tres siglos, 120 especies de animales han desaparecido de nuestro planeta. Según los expertos, en los próximos 30 años, unas 100 especies más pueden correr la misma suerte, lo que afectará negativamente la vida de las personas.
La investigación ecológica científica en el campo del estudio de la protección del acervo genético de animales y plantas silvestres permite garantizar la seguridad de muchos animales y plantas raros y valiosos.
CONTAMINACIÓN AMBIENTAL.
El problema de un medio ambiente saludable se ha vuelto tan vital como el problema de proporcionar alimentos o energía a una persona. Es bien sabido que la salud humana depende del estado del medio ambiente. Incluso las enfermedades hereditarias son, en última instancia, históricamente, el resultado de una interacción entre un entorno desfavorable y muchas generaciones anteriores de personas.
En la actualidad, debido a las actividades humanas, la contaminación ambiental se ha vuelto gigantesca y puede tener una serie de consecuencias indeseables: daños a la flora y fauna (disminución de la productividad de bosques y plantas cultivadas, extinción de animales); violación de la estabilidad de las biocenosis naturales; daños a la propiedad (corrosión de metales, destrucción de estructuras arquitectónicas); daño a la salud humana. Muchos de los contaminantes (pesticidas, bifenilos policlorados, plásticos) se descomponen extremadamente lentamente en condiciones naturales y los compuestos táxicos (mercurio, plomo) no se neutralizan en absoluto. Especialmente, muchos contaminantes ingresan al medio ambiente como resultado de la obtención de energía mediante la quema de combustibles fósiles. El hombre, liberando así la energía solar, acelera la circulación de sustancias y energía en la naturaleza. Los residuos industriales y los contaminantes (monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, partículas sólidas, etc.) de la atmósfera interrumpen el ciclo natural del carbono, contribuyendo a una serie de consecuencias negativas (efecto invernadero, smog fotoquímico, etc.).
Una gran cantidad de contaminantes son emitidos a la atmósfera por diversas industrias, en particular, las empresas metalúrgicas del mundo emiten anualmente más de 150 mil toneladas de cobre, 120 mil toneladas de zinc, 90 mil toneladas de níquel, cobalto, mercurio, etc.
La agricultura es también un importante contaminante ambiental. Por lo tanto, hay más de 1500 pesticidas solo en el mundo (en Rusia, hasta ahora solo se usan 150-160). De especial peligro es el uso de plaguicidas organofosforados, que son sustancias altamente tóxicas que provocan la muerte masiva de aves (estorninos, zorzales, palomas bravías, etc.).
Los ecologistas están dando la voz de alarma sobre la reducción catastrófica de la biodiversidad en nuestro planeta, asociada a las actividades del hombre moderno, que, en su mayor parte, viviendo en la ciudad, prácticamente no se encuentra con la naturaleza, no tiene idea de su diversidad y sólo puede verlo en la televisión. Esto le da una sensación de no participación de la biodiversidad en la vida cotidiana, pero esto no es así.
¿Qué es la biodiversidad?
Los científicos suelen entender el término biodiversidad como la diversidad de la vida en la Tierra: plantas, animales, insectos, hongos, bacterias y los ecosistemas que forman. En este concepto, también hay una relación que está presente entre ellos. La biodiversidad puede fluir:
- a nivel de genes, determina la variabilidad de los individuos de una determinada especie;
- a nivel de especie, refleja la diversidad de especies (plantas, animales, hongos, microorganismos);
- diversidad, esto incluye diferencias entre ellos y diferentes procesos ecológicos).
Debe tenerse en cuenta que todos los tipos de diversidad anteriores están interconectados. Muchos ecosistemas y diferentes paisajes crean condiciones para el surgimiento de nuevas especies, la diversidad genética hace posible el cambio dentro de una especie. La reducción de la biodiversidad indica ciertas violaciones de estos procesos.
Actualmente, los ambientalistas están haciendo sonar la alarma debido a que los seres humanos están violando las condiciones de vida, los procesos ecológicos, el hombre está creando nuevos tipos de plantas y animales a nivel genético. Se desconoce cómo afectará esto a la vida futura en la Tierra. Después de todo, todo en la naturaleza está interconectado. Este es el llamado "efecto mariposa". El escritor de ciencia ficción Ray Bradbury le contó al mundo sobre él en su historia "Llegó el trueno" allá por mediados del siglo pasado.
Imposibilidad de vida sin biodiversidad
Lo más valioso e importante que existe en la tierra es la diversidad biológica. Lo sepamos o no, pero toda nuestra vida depende de la riqueza biológica de la tierra, ya que los animales y la vegetación nos la dan. Gracias a las plantas, obtenemos suficiente oxígeno, y los materiales a base de ellas nos brindan no solo alimentos, sino también madera, papel, telas.
En nuestra era tecnogénica se necesita una gran cantidad de energía, que se obtiene quemando combustible, que se produce a partir del petróleo formado como resultado de la descomposición de los restos de muchos organismos y plantas. La vida humana sin diversidad biológica es imposible.
Al llegar a la tienda, compramos alimentos empacados en bolsas, pensando poco en su procedencia. La vida de la mayoría de la población transcurre en un entorno artificial, compuesto de asfalto, hormigón, metal y materiales artificiales, pero esto no significa que las consecuencias de la reducción de la biodiversidad pasarán por alto a la humanidad.
La vida en la Tierra y su diversidad
La historia del planeta Tierra sugiere que en varios momentos estuvo habitado por muchos organismos vivos, la mayoría de los cuales, como resultado de la evolución, se extinguieron y dieron paso a nuevas especies. Las condiciones y las razones contribuyeron a esto, pero incluso durante los períodos de estancamiento natural no hubo reducción de la biodiversidad, la diversidad aumentó.
La naturaleza está dispuesta de tal manera que todo en ella está en interacción. Ninguna especie de organismo vivo puede vivir y desarrollarse en un ambiente cerrado. Así lo demostraron numerosos experimentos sobre la creación de biosistemas aislados que sufrieron un colapso total.
Los científicos modernos han descrito y estudiado 1,4 millones de especies de organismos vivos, pero según los cálculos, hay de 5 a 30 millones de especies en la Tierra que viven y se desarrollan según las condiciones. Esto sucede naturalmente. Los organismos vivos poblaron todo el planeta. Viven en el agua, el aire y la tierra. Se pueden encontrar en el desierto y en los cinturones del norte y del sur. La naturaleza proporciona todo lo necesario para continuar la vida en la Tierra.
Con la ayuda de los organismos vivos, se lleva a cabo el ciclo del nitrógeno y el carbono, que, a su vez, respalda la renovación y el procesamiento de los recursos naturales. El ambiente favorable para la vida, que crea la atmósfera de la Tierra, también está regulado por organismos vivos.
¿Qué contribuye a la reducción de la biodiversidad?
En primer lugar, la reducción de las áreas forestales. Como se mencionó anteriormente, las plantas juegan un papel muy importante en la vida del planeta. La taiga y la selva se llaman los pulmones del planeta, gracias a ellos recibe una cantidad suficiente de oxígeno. Además, más de la mitad de las especies de organismos vivos existen en la selva, que ocupa sólo el 6% de la superficie terrestre. Se denominan al fondo genético acumulado a lo largo de 100 millones de años de evolución en la Tierra. Su pérdida será irremplazable y puede llevar al planeta a una completa catástrofe ecológica.
Las razones de la reducción de la biodiversidad son las actividades de una persona que transforma el planeta para satisfacer sus propias necesidades, no siempre razonablemente aumentadas. La tala descontrolada de la taiga y la jungla conduce a la desaparición de muchas especies de vida, incluso inexploradas y no descritas por el hombre, a la alteración de los ecosistemas y el equilibrio hídrico.
Esto se ve facilitado por la deforestación y las quemas, la cosecha de varios tipos de plantas y la pesca realizada en tamaños depredadores, el uso de pesticidas, el drenaje de pantanos, la muerte de los arrecifes de coral y la tala de manglares, un aumento en el número de tierras agrícolas y la zona de asentamientos.
Está claro que el desarrollo de la tecnología, el progreso técnico no se puede detener. Pero se deben tomar medidas para abordar los problemas ambientales de la pérdida de biodiversidad.
Convenio Internacional sobre la Diversidad Biológica
Para ello se adoptó el “Convenio sobre la Diversidad Biológica”, que fue suscrito por 181 países, cuyos gobiernos asumieron obligaciones de preservarla en sus países, se comprometieron a actuar de manera conjunta con otros estados y compartir los beneficios del uso de los recursos genéticos.
Pero esto no ha impedido la reducción de la biodiversidad en el planeta. La situación ecológica en la Tierra se está volviendo más amenazante que nunca. Pero hay esperanza de que prevalezca el sentido común que Dios le ha dado al hombre.
La evolución es el motor de la vida.
El motor de la vida hacia adelante es la evolución, como resultado de lo cual algunas especies mueren y aparecen otras nuevas. Todos los seres vivos modernos han reemplazado a los extintos y, según han calculado los científicos, de toda la variedad de especies que existieron en la Tierra, su número actual es solo el 1% de su número total.
La extinción de especies es un momento natural de la evolución, pero el ritmo actual de reducción de la biodiversidad en el planeta es galopante, hay una violación de la autorregulación natural y esto se ha convertido en uno de los problemas ambientales más importantes de la humanidad.
El papel de las especies en la biosfera
El conocimiento de la humanidad sobre el papel que juegan los representantes de una u otra especie en la biosfera es insignificante. Pero los científicos saben con certeza que cada especie tiene un cierto significado en la naturaleza. La desaparición de una especie y la imposibilidad de reemplazarla por una nueva puede provocar una reacción en cadena que conducirá a la extinción del hombre.
Acciones necesarias
En primer lugar, la humanidad debería tratar de salvar las selvas tropicales. Dejando así la oportunidad de salvar de la extinción a algunas especies de seres vivos y plantas. La preservación de la selva conducirá a la estabilización del clima.
La selva es fuente directa del más rico material genético, un tesoro de diversos tipos de seres vivos. Además, es una fuente de plantas, sobre la base de las cuales una persona crea medicamentos únicos. Al humedecer la atmósfera, los bosques tropicales previenen el cambio climático global.
La diversidad biológica (BD) es la totalidad de todas las formas de vida que habitan nuestro planeta. Esto es lo que diferencia a la Tierra de otros planetas del sistema solar. BR es la riqueza y diversidad de la vida y sus procesos, incluida la diversidad de organismos vivos y sus diferencias genéticas, así como la diversidad de sus lugares de existencia. La RB se divide en tres categorías jerárquicas: diversidad entre miembros de una misma especie (diversidad genética), entre diferentes especies y entre ecosistemas. La investigación de los problemas globales del BD a nivel de los genes es el negocio del futuro.
La evaluación más autorizada de la diversidad de especies fue realizada por el PNUMA en 1995. Según esta estimación, el número más probable de especies es de 13 a 14 millones, de las cuales solo se han descrito 1,75 millones, o menos del 13%. El nivel jerárquico más alto de diversidad biológica es el ecosistema o paisaje. En este nivel, los patrones de diversidad biológica están determinados principalmente por las condiciones del paisaje zonal, luego por las características locales de las condiciones naturales (relieve, suelo, clima), así como por la historia de desarrollo de estos territorios. La mayor diversidad de especies es (en orden descendente): bosques ecuatoriales húmedos, arrecifes de coral, bosques tropicales secos, bosques húmedos templados, islas oceánicas, paisajes de clima mediterráneo, paisajes sin árboles (sabana, estepa).
En las últimas dos décadas, la diversidad biológica ha comenzado a atraer la atención no solo de biólogos, sino también de economistas, políticos y el público en relación con la evidente amenaza de degradación antropogénica de la biodiversidad, que es mucho mayor que la degradación natural normal.
Según la Evaluación de la Biodiversidad Global del PNUMA (1995), más de 30.000 especies animales y vegetales están amenazadas de extinción. En los últimos 400 años han desaparecido 484 especies de animales y 654 especies de plantas.
Causas de la disminución acelerada actual de la biodiversidad-
1) rápido crecimiento demográfico y desarrollo económico, provocando enormes cambios en las condiciones de vida de todos los organismos y sistemas ecológicos de la Tierra;
2) aumento de la migración humana, crecimiento del comercio internacional y el turismo;
3) la creciente contaminación de las aguas naturales, el suelo y el aire;
4) insuficiente atención a las consecuencias a largo plazo de las acciones que destruyen las condiciones de existencia de los organismos vivos, explotan los recursos naturales e introducen especies no autóctonas;
5) la imposibilidad en una economía de mercado de evaluar el verdadero valor de la diversidad biológica y sus pérdidas.
En los últimos 400 años, las principales causas directas de extinción de especies animales han sido:
1) la introducción de nuevas especies, acompañada del desplazamiento o exterminio de especies locales (39% de todas las especies animales perdidas);
2) destrucción de las condiciones de vida, toma directa de territorios habitados por animales, y su degradación, fragmentación, aumento del efecto de borde (36% de todas las especies perdidas);
3) caza sin control (23%);
4) Otras razones (2%).
Las principales razones de la necesidad de preservar la diversidad genética.
Todas las especies (por dañinas o desagradables que sean) tienen derecho a existir. Esta disposición está escrita en la "Carta Mundial de la Naturaleza", adoptada por la Asamblea General de la ONU. El disfrute de la naturaleza, su belleza y diversidad es del más alto valor, no expresado en términos cuantitativos. La diversidad es la base para la evolución de las formas de vida. La disminución de las especies y la diversidad genética socava la mejora de las formas de vida en la Tierra.
La viabilidad económica de la conservación de la biodiversidad se debe al uso de la biota silvestre para satisfacer las diversas necesidades de la sociedad en el campo de la industria, la agricultura, la recreación, la ciencia y la educación: para la cría de plantas y animales domésticos, un reservorio genético necesario para actualizar y mantener la resistencia de variedades, fabricación de medicamentos, así como para proveer a la población de alimentos, combustible, energía, madera, etc.
Hay muchas maneras de proteger la diversidad biológica. A nivel de especie, hay dos direcciones estratégicas principales: en el lugar y fuera del hábitat. La protección de la biodiversidad a nivel de especie es una forma costosa y lenta, posible solo para especies seleccionadas, pero inalcanzable para la protección de toda la riqueza de la vida en la Tierra. La dirección principal de la estrategia debe ser a nivel de los ecosistemas, de modo que la gestión sistemática de los ecosistemas asegure la protección de la diversidad biológica en los tres niveles jerárquicos.
La forma más efectiva y relativamente económica de proteger la diversidad biológica a nivel de ecosistema es áreas protegidas.
De acuerdo con la clasificación de la Unión Mundial para la Naturaleza, se distinguen 8 tipos de áreas protegidas:
1. Reserva. El objetivo es preservar la naturaleza y los procesos naturales en un estado intacto.
2. Parque Nacional. El objetivo es preservar áreas naturales de importancia nacional e internacional para la investigación científica, la educación y la recreación. Por lo general, se trata de grandes áreas en las que no se permite el uso de recursos naturales y otros impactos humanos materiales.
3. Monumento de la naturaleza. Suelen ser áreas pequeñas.
4. Reservas naturales gestionadas. La recolección de ciertos recursos naturales está permitida bajo el control de la administración.
5. Paisajes protegidos y vistas al mar. Estas son pintorescas áreas mixtas naturales y cultivadas con la preservación del uso tradicional de la tierra.
Las estadísticas sobre áreas protegidas suelen incluir tierras de las categorías 1-5.
6. Reserva de recursos creada para evitar el uso prematuro del territorio.
7.Reserva antropológica creada para preservar la forma de vida tradicional de la población indígena.
8. Territorio de uso polivalente de los recursos naturales, enfocado al aprovechamiento sustentable del agua, bosques, flora y fauna, pastos y para el turismo.
Hay dos categorías adicionales que se superponen con las ocho anteriores.
9. Reservas de biosfera. Creado para preservar la diversidad biológica. Incluyen varias zonas concéntricas de diversos grados de uso: desde una zona de completa inaccesibilidad (generalmente en la parte central de la reserva) hasta una zona de explotación razonable pero bastante intensiva.
10. Sitios del patrimonio mundial. Creado para proteger las características naturales únicas de importancia mundial. La gestión se lleva a cabo de acuerdo con la Convención del Patrimonio Mundial.
En total, hay alrededor de 10.000 áreas protegidas en el mundo (categorías 1-5) con una superficie total de 9,6 millones de km, o el 7,1 % de la superficie terrestre total (excluidos los glaciares). La meta planteada ante la comunidad mundial por la Unión Mundial para la Naturaleza es lograr la expansión de las áreas protegidas al tamaño del 10% del área de cada gran formación vegetal (bioma) y, en consecuencia, del mundo en su conjunto. Esto contribuiría no solo a la protección de la biodiversidad, sino también a aumentar la sostenibilidad del entorno geográfico en su conjunto.
La estrategia de ampliar el número y el área de las áreas protegidas está en conflicto con el uso de la tierra para otros fines, especialmente en vista de la creciente población mundial. Por lo tanto, para proteger la diversidad biológica es necesario, junto con las áreas protegidas, mejorar cada vez más el uso de las tierras “ordinarias”, habitadas, y el manejo de las poblaciones de especies silvestres, y no solo amenazadas, y sus hábitats en tales tierras. Es necesario aplicar técnicas como la zonificación de territorios según el grado de uso, la creación de corredores que conecten masas terrestres con menor presión antrópica, la reducción del grado de fragmentación de los hotspots de biodiversidad, el manejo de ecotonos, la preservación de suelos naturales anegados, el manejo de poblaciones de especies silvestres y sus hábitats.
Las formas efectivas de proteger la diversidad biológica incluyen la gestión biorregional de grandes territorios y áreas de agua, así como los acuerdos internacionales sobre este tema. La Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (1992) adoptó el Convenio Internacional para la Protección de la Diversidad Biológica.
Un acuerdo importante es la Convención sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres. También hay una serie de otras convenciones que protegen varios aspectos de los recursos biológicos y la biodiversidad: la Convención sobre la Conservación de las Especies Migratorias de Animales Silvestres, la Convención sobre la Protección de los Humedales, la Convención sobre la Protección de las Ballenas, etc. Junto con Convenciones globales, existen numerosos acuerdos regionales y bilaterales que regulan temas específicos de biodiversidad.
Lamentablemente, por el momento se puede afirmar que, a pesar de numerosas medidas, continúa la erosión acelerada de la diversidad biológica del mundo. Sin embargo, sin estas medidas de protección, el alcance de la pérdida de biodiversidad sería aún mayor.
