Globala miljöproblem
Vår tids globala miljöproblem
Antropogen klimatförändring
Årlig ökning av atmosfäriskt innehåll:
– Förbränning av fossila bränslen.
– antropogena störningar av levnadsvillkoren för mikrobiella samhällen i jordar i Sibirien och Nordamerika.
Konsekvenser:
– ökenspridningsprocessen accelererar (6 miljoner hektar årligen i världen).
– Klimatförändringar i Sibirien och Skandinavien.
– höjningen av världshavets nivå accelererar (på grund av smältningen av polarisen). Under det senaste århundradet har havsnivån stigit med 10–12 cm och i mitten av 2000-talet. en stigning på 150 cm förutspås.
Förtunning av ozonskärmen i stratosfären
Antarktis – 2/3 av ozonhålet på den södra kontinenten:
–1 % O3 leder till en ökning av förekomsten av hudcancer med 5–7 %, vilket är 6–9 tusen av befolkningen i landets europeiska territorium.
Orsaker: utsläpp av freoner (en speciell grupp av klorfluorkolväten), rymduppskjutningar, överljudsflygningar på hög höjd.
Konsekvens: en ökning av förekomsten av cancer, skogarnas död och till och med döden av allt jordlevande liv på jorden.
Miljöförorening
– Okontrollerad ökning av mängden olika föroreningar (jordbruk, industri, transporter, hushållsföroreningar).
– omfattande användning av vattenresurser.
– Byggande av vattenförvaltning utan att ta hänsyn till påverkan på naturen (till exempel problemet med Aralsjön).
Miljökonsekvenser av energiproduktion
Sur utfällning
– minska innehållet av näringsämnen i löv (barrträd) och öka avlägsnandet av mineraler från jorden
– minska avkastningen
- förstör naturlig växtlighet (skogar i Vitryssland och Ukraina)
– förstöra liv i sötvattenförekomster med ett pH på 5 eller lägre (i USA är mer än 80 % av sjöarna livlösa)
– omvandla olösliga föreningar som finns i jorden till lösliga; som ett resultat av försurning av jordar med föreningar av Al, Co och andra metaller ackumuleras de i växter och i vatten i reservoarer i stora mängder
Minskande biologisk mångfald
Biologisk mångfald (biologisk mångfald) är livets mångfald i alla dess yttringar. Biologisk mångfald förstås också som mångfald på tre organisationsnivåer: genetisk mångfald (mångfalden av gener och deras varianter - alleler), artdiversitet (mångfalden av arter i ekosystem) och, slutligen, ekosystemdiversitet, det vill säga mångfalden av ekosystemen själva.
Orsakerna till utrotningen av arter och det faktum att de blir sällsynta är indelade i två huvudgrupper:
1. Direktjakt m.m.
2. Försvinnande eller förändring, försämring av livsmiljön.
huvudfaktorer som hotar ryggradsdjur:
67 % – förstörelse eller försämring av livsmiljöer;
37 % – överexploatering;
19 % – påverkan av införda arter, d.v.s. arter som avsiktligt eller oavsiktligt överförts utanför deras utbredningsområde;
4 % – förlust, minskning eller försämring av livsmedelsförsörjningen;
3 % – förstörelse i syfte att skydda jordbruksväxter, husdjur och kommersiella föremål;
2% – slumpmässigt byte.
(Siffror är antalet arter (i %) som är hotade av utrotning (mängden överstiger 100 % på grund av att ett antal arter är hotade av mer än en faktor)
ANTAL DJURARTER UNDER HOTA
Internationella röda boken:
236 arter av däggdjur;
287 fågelarter;
119 arter av reptiler;
36 arter av amfibier.
Demografiska problem
Det globala demografiska problemet består av två delar:
1. snabb och dåligt kontrollerad befolkningstillväxt i utvecklingsländer (de så kallade länderna i "södra regionen"),
2. åldrande befolkning i utvecklade länder och många stater med övergångsekonomier (de så kallade länderna i den "nordliga regionen").
Aldrig i mänsklighetens hela historia har världens befolkningstillväxttakt varit så hög som under andra hälften av 20-talet - början av 2000-talet. Under perioden 1960 till 1999 fördubblades planetens befolkning (från 3 miljarder till 6 miljarder människor), och 2007 uppgick den till 6,6 miljarder människor. Även om den genomsnittliga årliga tillväxttakten för världens befolkning har minskat från 2,2% i början av 60-talet. till 1,5 % i början av 2000-talet ökade den absoluta årliga tillväxten från 53 miljoner till 80 miljoner människor.
Den demografiska övergången från den traditionella (hög födelsetal - hög dödsfrekvens - låg naturlig ökning) till den moderna typen av befolkningsreproduktion (låg födelsetal - låg dödlighet - låg naturlig befolkningstillväxt) fullbordades i utvecklade länder under den första tredjedelen av 1900-talet, och i de flesta länder med övergångsekonomier - i mitten av förra seklet. Samtidigt, på 1950-1960-talet, började en demografisk övergång i ett antal länder och regioner i resten av världen, som bara börjar ta slut i Latinamerika, Öst- och Sydostasien och fortsätter i många länder i Asien, Afrika, Mellanöstern och Mellanöstern.
Den snabba befolkningstillväxten jämfört med den socioekonomiska utvecklingen i dessa regioner leder till att problemen med sysselsättning, fattigdom, livsmedelssituation, markproblem, låg utbildningsnivå och försämring av folkhälsan förvärras. Myndigheterna i dessa länder ser lösningen (eller uppmärksammar inte dessa problem) på deras demografiska problem genom att accelerera den ekonomiska tillväxten och samtidigt minska födelsetalen (ett exempel skulle vara Kina - en framgångsrik lösning på problemet).
Den huvudsakliga faktorn som påverkar fertiliteten i detta skede är kulturell och civilisationsmässig.
I europeiska länder, Japan och ett antal OSS-länder sedan sista kvartalet av 1900-talet. Det finns en demografisk kris, som manifesteras i långsam tillväxt och till och med naturlig nedgång och åldrande av befolkningen, stabilisering eller minskning av den arbetande befolkningen. Demografiskt åldrande (ökning av andelen av befolkningen över 60 år till över 12% av den totala befolkningen, över 65 år - över 7%) är en naturlig process, som bygger på framsteg inom medicin, förbättrad kvalitet av liv och andra faktorer som bidrar till livsförlängning för en betydande del av befolkningen.
När det gäller en sådan aspekt av det demografiska problemet i dessa länder som minskningen av den ekonomiskt aktiva befolkningen, ser myndigheterna i många av dessa länder dess lösning, först och främst, i tillströmningen av invandrare från andra länder.
Läs också:
|
De dominerande orsakerna till förlust av artmångfald och försämring av biologiska resurser (och helt enkelt LIV på jorden) är storskalig avskogning och bränning, förstörelse av korallrev, okontrollerat fiske, överdriven förstörelse av växter och djur, illegal handel med vilda djur, användning av bekämpningsmedel, dränering av våtmarker, luftföroreningar, användning av orörd natur för jordbruksändamål och byggande av städer.
Skogar är hem för de flesta kända landlevande arter, men 45 % av jordens naturliga skogar har försvunnit, mestadels genom att de avverkats, under det senaste seklet. Trots alla ansträngningar minskar världens skogsareal snabbt. Upp till 10 % av korallreven – ett av de rikaste ekosystemen – har förstörts, och 1/3 av de återstående kommer att dö under de kommande 10-20 åren! Kustmangrover - livsviktiga naturliga livsmiljöer för ungar av många djurarter - är också hotade, hälften är redan borta. Utarmning av ozonskiktet gör att fler ultravioletta strålar når jordens yta, där de förstör levande vävnad. Den globala uppvärmningen förändrar arternas livsmiljöer och utbredning. Många av dem kommer att dö om den genomsnittliga årstemperaturen på jorden ökar.
3. Lös problemet. Hos fruktflugan Drosophila ärvs vitögdhet som en recessiv egenskap.
en egenskap kopplad till X-kromosomen. Korsade en vitögd hona med en rödögd
manlig Bestäm (i procent) antalet vitögda hanar i avkomman.
1. Kromosomernas struktur och funktioner. Kromosomuppsättning av könsceller och somatiska celler i
olika organismer.
3. Ämnescykeln och omvandlingen av energi i biosfären (med exemplet med kolets eller andra grundämnens kretslopp).
Cirkulationen av ämnen och omvandlingen av energi som grund för biosfärens existens. Aktiviteten hos levande organismer i biosfären åtföljs av utvinning av stora mängder mineraler från miljön. Efter organismers död återförs deras ingående kemiska element till miljön. Det är så det biogena (med deltagande av levande organismer) kretslopp av ämnen i naturen uppstår, det vill säga cirkulationen av ämnen mellan litosfären, atmosfären, hydrosfären och levande organismer. Ämnescykeln förstås som en återkommande process av omvandling och rörelse av ämnen i naturen, som har en mer eller mindre uttalad cyklisk karaktär.
Alla levande organismer deltar i kretsloppet av ämnen, absorberar vissa ämnen från den yttre miljön och släpper ut andra i den. Således förbrukar växter koldioxid, vatten och mineralsalter från den yttre miljön och släpper ut syre i den. Djur andas in det syre som frigörs av växter och genom att äta dem tillgodogör de sig organiska ämnen som syntetiseras från vatten och koldioxid och frigör koldioxid, vatten och ämnen från den osmälta delen av maten. När bakterier och svampar sönderfaller döda växter och djur bildas ytterligare mängder koldioxid, och organiska ämnen omvandlas till mineraler som kommer in i jorden och återigen tas upp av växter. Således migrerar atomer av de grundläggande kemiska elementen ständigt från en organism till en annan, från marken, atmosfären och hydrosfären - in i levande organismer och från dem till miljön, vilket fyller på biosfärens livlösa materia. Dessa processer upprepas ett oändligt antal gånger. Så till exempel passerar allt atmosfäriskt syre genom levande materia om 2 tusen år, all koldioxid - om 200-300 år.
Den kontinuerliga cirkulationen av kemiska grundämnen i biosfären längs mer eller mindre slutna banor kallas det biogeokemiska kretsloppet. Behovet av sådan cirkulation förklaras av det begränsade utbudet av dem på planeten. För att säkerställa livets oändlighet måste kemiska element röra sig i en cirkel. Cykeln för varje kemiskt element är en del av den allmänna stora cykeln av ämnen på jorden, det vill säga alla cykler är nära sammankopplade.
Ämnescykeln, liksom alla processer som förekommer i naturen, kräver ett konstant flöde av energi. Grunden för det biogena kretsloppet som säkerställer existensen av liv är solenergi. Energin bunden i organiska ämnen i näringskedjans stadier minskar, eftersom det mesta kommer in i miljön i form av värme eller används på processer som sker i organismer. Därför observeras ett energiflöde och dess omvandling i biosfären . Således kan biosfären vara stabil endast om det finns en konstant cykel av ämnen och ett inflöde av solenergi. Vattnets kretslopp. Vatten är det vanligaste ämnet i biosfären. Dess huvudsakliga reserver (97,1%) är koncentrerade i form av salt-bittert vatten i haven och oceanerna. Det återstående vattnet är färskt. Vattnet från glaciärer och evig snö (dvs vatten i fast tillstånd) står tillsammans för cirka 2,24% (70% av alla färskvattenreserver), grundvatten - 0,61%, vatten i sjöar och floder, respektive 0,016% och 0. 0001%, luftfuktighet -0,001%. Vatten i form av vattenånga avdunstar från ytan av hav och oceaner och transporteras med luftströmmar över olika avstånd. Det mesta av det förångade vattnet går tillbaka som regn till havet, och mindre går tillbaka till land. Från land går vatten förlorat i form av vattenånga genom processerna av avdunstning från dess yta och transpiration av växter. Vatten transporteras in i atmosfären och återvänder till land eller havet som nederbörd. Samtidigt rinner flodvatten från kontinenterna ut i haven och oceanerna. Som vi kan se tillhandahålls grunden för det globala vattnets kretslopp i biosfären av fysiska processer som sker med deltagande av världshavet. Den levande materiens roll i dem verkar vara liten. På kontinenter spelar dock den vattenmassa som avdunstar av växter och markytan en stor roll i vattnets kretslopp. Sålunda, i olika skogszoner, bildas den största mängden nederbörd från vattenånga som kommer in i atmosfären på grund av evapotranspiration, och som ett resultat lever sådana zoner så att säga på sin egen slutna vattenbalans. Mängden vatten som tränger in av vegetationstäcket är mycket betydande. Ett hektar skog avdunstar alltså 20-50 ton vatten per dag. Vegetationstäckets roll är också att hålla kvar vatten genom att bromsa dess flöde, att hålla en konstant grundvattennivå etc. Kolkretslopp. Kol är ett väsentligt kemiskt element i organiska ämnen av alla klasser. Gröna växter spelar en stor roll i kolets kretslopp. Under fotosyntesprocessen assimileras koldioxid från atmosfären och hydrosfären av mark- och vattenväxter, såväl som cyanobakterier, och omvandlas till kolhydrater. I processen för andning av alla levande organismer sker den omvända processen: kol i organiska föreningar omvandlas till koldioxid. Som ett resultat är många tiotals miljarder ton kol involverade i kretsloppet varje år. Således bestämmer två grundläggande biologiska processer - fotosyntes och andning - cirkulationen av kol i biosfären. En annan kraftfull kolkonsument är marina organismer. De använder kolföreningar för att bygga skal och skelettstrukturer. Därefter bildar resterna av döda marina organismer tjocka avlagringar av kalksten på botten av hav och oceaner. Kolkretsloppet är inte helt stängt. Kol kan lämna det under ganska lång tid i form av avlagringar av kol, kalksten, torv, sapropel, humus etc. Människan stör den reglerade kolcykeln under intensiv ekonomisk aktivitet. På grund av förbränning av enorma mängder fossila bränslen, halten av koldioxid i atmosfären under 1900-talet. ökade med 25 %. Konsekvensen av detta kan bli en ökning av växthuseffekten. Kvävets kretslopp. Kväve är en nödvändig komponent i de viktigaste organiska föreningarna: proteiner, nukleinsyror, ATP, etc. Dess huvudsakliga reserver är koncentrerade i atmosfären i form av molekylärt kväve, som är otillgängligt för växter, eftersom de bara kan använda det i form av oorganiska föreningar. Sätten som kväve kommer in i marken och vattenmiljön är olika. Det bildas alltså en liten mängd kväveföreningar i atmosfären vid åskväder. Tillsammans med regnvatten kommer de in i vatten- eller markmiljön. En liten del av kväveföreningarna kommer från vulkanutbrott. Endast vissa prokaryota organismer är kapabla till direkt fixering av atmosfäriskt molekylärt kväve: bakterier och cyanobakterier. De mest aktiva kvävefixarna är knölbakterier som sätter sig i cellerna i baljväxternas rötter. De omvandlar molekylärt kväve till föreningar som kan tas upp av växter. Efter att växterna dör och knölarna sönderfaller, berikas jorden med organiska och mineraliska former av kväve. Cyanobakterier spelar en betydande roll för att berika vattenmiljön med kvävehaltiga föreningar. Kvävehaltiga organiska ämnen från döda växter och djur, samt urea och urinsyra som utsöndras av djur och svampar, bryts ner av förruttnande (ammonifierande) bakterier till ammoniak. Huvuddelen av den resulterande ammoniaken oxideras genom att nitrifiera bakterier till nitriter och nitrater, varefter den återigen används av växter. En del av ammoniaken kommer ut i atmosfären och fyller tillsammans med koldioxid och andra gasformiga ämnen funktionen att hålla kvar planetens värme. Olika former av kväveföreningar i mark och vattenmiljöer kan av vissa typer av bakterier reduceras till oxider och molekylärt kväve. Denna process kallas denitrifiering. Dess resultat är utarmningen av jord och vatten i kväveföreningar och mättnad av atmosfären med molekylärt kväve. Processerna för nitrifikation och denitrifikation var helt balanserade fram till perioden av intensiv mänsklig användning av kvävemineralgödselmedel för att få stora skördar av jordbruksväxter. Levande organismers roll i kvävecykeln är alltså grundläggande. Biosfärens utveckling. Biosfärens moderna struktur och gränserna för de moderna organismernas livsmiljö bildades gradvis. De är resultatet av jordens långa historia, från dess ursprung till nutid. Bevisen på utvecklingen av biosfären är många och obestridliga. Dessa är i första hand fossila rester av forntida organismer. Genom att studera dem etablerade forskare huvudstadierna i historien om utvecklingen av organiskt liv på planeten. Man tror att genom hela biosfärens historia var den bebodd, successivt, av cirka 500 miljoner arter av organismer. Det viktigaste stadiet i livets utveckling på jorden är nära relaterat till förändringar i syrehalten i atmosfären och bildandet av ozonskärmen. Forntida fototrofiska cyanobakterier mättade urhavet med syre, tack vare vilka vattenlevande organismer kunde utföra aerob andning. Syrets intåg i atmosfären ledde till bildandet av ett kraftfullt ozonskikt som absorberar kortvågig ultraviolett strålning. Bildandet av ozonskiktet gjorde det möjligt för organismer att nå land och bebo dess olika livsmiljöer. Detta blev möjligt när syrehalten i atmosfären nådde ett värde av 10 % av sin moderna koncentration. I slutet av paleozoikum, under permperioden, nådde koncentrationen av syre i atmosfären moderna nivåer. Varje period av biosfärutveckling kännetecknades av sin egen uppsättning miljöförhållanden och levande organismer. Den kenozoiska eran såg uppkomsten av människan, som i början av sin evolution passade väl in i naturen. Genom att flytta till aktivt arbete undkom en person det naturliga beroendets fångenskap. Med tiden har det mänskliga samhället ökat sin påverkan på den naturliga miljön. För närvarande, i en tid präglad av vetenskaplig och teknisk revolution, som sammanföll med den snabba tillväxten av planetens befolkning (demografisk explosion), är mänsklig aktivitet i proportion till dess konsekvenser på den naturliga miljön med effekten av de mest kraftfulla naturfenomenen.
3. Lös problemet. Hos hundar är svart pälsfärg dominerande över brun. Från
korsning av en svart hona med en brun hane resulterade i 4 svarta och 3
brun valp. Bestäm genotyperna för föräldrar och avkommor.
1. Begrepp om genen. Genetisk kod, dess egenskaper.
Den genetiska koden är en metod, karakteristisk för alla levande organismer, för att koda för aminosyrasekvensen hos proteiner med hjälp av en sekvens av nukleotider. DNA använder fyra nukleotider - adenin (A), guanin (G), cytosin (C), tymin (T), som i rysk litteratur betecknas med bokstäverna A, G, C och T. Dessa bokstäver utgör alfabetet i genetisk kod. RNA använder samma nukleotider, med undantag för tymin, som ersätts av en liknande nukleotid - uracil, som betecknas med bokstaven U (U i rysk litteratur). I DNA- och RNA-molekyler är nukleotider ordnade i kedjor och på så sätt erhålls sekvenser av genetiska bokstäver. Genetisk kod 20 olika aminosyror används för att bygga proteiner i naturen. Varje protein är en kedja eller flera kedjor av aminosyror i en strikt definierad sekvens. Denna sekvens bestämmer proteinets struktur och därför alla dess biologiska egenskaper. Uppsättningen av aminosyror är också universell för nästan alla levande organismer. Implementeringen av genetisk information i levande celler (det vill säga syntesen av ett protein som kodas av en gen) utförs med hjälp av två matrisprocesser: transkription (det vill säga syntes av RNA på en DNA-matris) och translation av den genetiska koden till en aminosyrasekvens (syntes av en polypeptidkedja på en mRNA-matris). För att koda för 20 aminosyror, såväl som en stoppsignal, som indikerar slutet på proteinsekvensen, räcker det med tre på varandra följande nukleotider. En uppsättning av tre nukleotider kallas en triplett. Godkända förkortningar som motsvarar aminosyror och kodon visas i figuren.
Egenskaper för den genetiska koden.
Triplett - en meningsfull kodenhet är en kombination av tre nukleotider (triplett eller kodon). Kontinuitet - det finns ingen interpunktion mellan trillingar, det vill säga informationen läses kontinuerligt. Icke-överlappning - samma nukleotid kan inte samtidigt vara en del av två eller flera tripletter. (Inte sant för vissa överlappande gener i virus, mitokondrier och bakterier som kodar för flera frameshift-proteiner).
Unikhet - ett visst kodon motsvarar endast en aminosyra. (Egenskapen är inte universell. UGA-kodonet i Euplotes crassus kodar för två aminosyror - cystein och selenocystein Degeneration (redundans) - flera kodon kan motsvara samma aminosyra. Universalitet - den genetiska koden fungerar likadant i organismer med olika komplexitetsnivåer - från virus till människor (genteknikmetoder bygger på detta).
2. Historia om utvecklingen av evolutionära idéer. Utvärdering av verk av K. Linnaeus, J.B. Lamarck,
Ch.
1. Enligt Lamarck representerades evolutionen som en kontinuerlig progressiv rörelse från lägre livsformer till högre. För att förklara de varierande graderna av strukturell komplexitet som observerats bland moderna arter, antog han den ständiga spontana genereringen av liv: förfäderna till mer högorganiserade former uppstod tidigare och därför gick deras ättlingar längre på framstegsvägen. Lamarck ansåg att evolutionens mekanism var önskan om perfektion och progressiv utveckling som från början var inneboende i varje levande organism. Hur och varför denna önskan uppstod, förklarade inte Lamarck och ansåg inte ens denna fråga värd uppmärksamhet. Enligt Darwin: Naturligt urval av individuella isolerade varieteter under olika existensförhållanden leder gradvis till divergens (divergens) av karaktärerna hos dessa varieteter och i slutändan till artbildning.
2. Lamarck trodde att förändringar som uppstår under påverkan av miljön kan ärvas. Han trodde att intensiv träning av organ leder till att de förstoras, och brist på träning leder till degeneration. Så Lamarck förklarade myrsötarens långa näsa med det faktum att hans förfäder från generation till generation tränade sin näsa och nosade på jakt efter myror. Han ansåg att minskningen av ögon i födelsemärken var en konsekvens av deras brist på motion under generationer. Varken Lamarck eller hans anhängare ställde frågan, varför egentligen intensiv träning, användning av ett organ, verkligen skulle leda till förbättring, förbättring, och inte till exempel till slitage, eftersom maskindelar slits ut?
Darwin hävdade att modifieringar inte ärvs, eftersom det inte finns någon och inte kan existera en mekanism som skulle leda till en förändring i DNA-strukturen hos könsceller parallellt och adekvat till de förändringar som sker i organ och vävnader (ben, muskler) under adaptiv ändringar. I inget fall har experiment kunnat bevisa det stabila arvet från ättlingar av egenskaper förvärvade av deras förfäder, postulerade av Lamarck och hans anhängare.
3. Undersök mikroskopiska exemplar av växt- och djurceller i mikroskop. I vad
Vilka är likheterna och skillnaderna mellan dessa celler?
1. Metabolism och energiomvandling som en egenskap hos organismer. Enzymers och ATPs roll i ämnesomsättningen.
Alla levande organismer på jorden är öppna system som kan aktivt organisera tillförseln av energi och materia utifrån. Energi är nödvändig för att genomföra vitala processer, men framför allt för den kemiska syntesen av ämnen som används för att bygga upp och återställa cellers och kroppens strukturer. Levande varelser kan bara använda två typer av energi: ljus (energin från solstrålning) och kemisk (energin hos bindningar i kemiska föreningar) - på grundval av detta delas organismer in i två grupper - fototrofer och kemotrofer.
Den huvudsakliga källan till strukturella molekyler är kol. Beroende på kolkällorna delas levande organismer in i två grupper: autotrofer, som använder en oorganisk kolkälla (koldioxid), och heterotrofer, som använder organiska kolkällor. Processen att konsumera energi och materia kallas näring. Två metoder för näring är kända: holozoisk - genom infångning av matpartiklar inuti kroppen och holofytisk - utan infångning, genom absorption av lösta näringsämnen genom kroppens ytstrukturer. Näringsämnen som kommer in i kroppen är involverade i metaboliska processer. Metabolism är en uppsättning sammankopplade och balanserade processer som inkluderar en mängd olika kemiska omvandlingar i kroppen. Syntesreaktioner utförda med energiförbrukning utgör grunden för anabolism (plastisk metabolism eller assimilering). Klyvningsreaktioner åtföljda av frisättning av energi utgör grunden för katabolism (energimetabolism eller dissimilering).
1. ATP:s betydelse för ämnesomsättningen
Den energi som frigörs vid nedbrytning av organiska ämnen används inte omedelbart av cellen utan lagras i form av högenergiföreningar, vanligtvis i form av adenosintrifosfat (ATP). Till sin kemiska natur är ATP en mononukleotid och består av kvävebasen adenin, kolhydraten ribos och tre fosforsyrarester.
Den energi som frigörs vid ATP-hydrolys används av cellen för att utföra alla typer av arbete. Betydande mängder energi spenderas på biologisk syntes. ATP är en universell källa till cellenergi. Tillförseln av ATP i cellen är begränsad och fylls på på grund av fosforyleringsprocessen, som sker i varierande takt under andning, fermentering och fotosyntes. ATP förnyas extremt snabbt (hos människor är livslängden för en ATP-molekyl mindre än 1 minut).
2. Energiomsättning i cellen. ATP-syntes
ATP-syntes sker i cellerna hos alla organismer under fosforyleringsprocessen, dvs. tillsats av oorganiskt fosfat till ADP. Energin för fosforylering av ADP genereras under energimetabolism. Energimetabolism, eller dissimilering, är en uppsättning reaktioner av nedbrytning av organiska ämnen, åtföljd av frigöring av energi. Beroende på habitat kan dissimilering ske i två eller tre steg.
I de flesta levande organismer - aerober som lever i en syremiljö - utförs tre steg under dissimilering: förberedande, syrefritt, syre. Hos anaerober som lever i en syreberövad miljö, eller i aerober med syrebrist, sker dissimilering endast i de två första stadierna med bildning av mellanliggande organiska föreningar som fortfarande är rika på energi.
Det första steget - förberedande - består av den enzymatiska nedbrytningen av komplexa organiska föreningar till enklare (proteiner till aminosyror; polysackarider till monosackarider; nukleinsyror till nukleotider). Intracellulär nedbrytning av organiska ämnen sker under verkan av hydrolytiska enzymer av lysosomer. Den energi som frigörs i detta fall försvinner i form av värme, och de resulterande små organiska molekylerna kan genomgå ytterligare nedbrytning och användas av cellen som "byggmaterial" för syntesen av sina egna organiska föreningar.
Det andra steget - ofullständig oxidation - sker direkt i cellens cytoplasma, kräver inte närvaro av syre och består av ytterligare nedbrytning av organiska substrat. Den huvudsakliga energikällan i cellen är glukos. Den syrefria, ofullständiga nedbrytningen av glukos kallas glykolys.
Det tredje steget - fullständig oxidation - sker med obligatoriskt deltagande av syre. Som ett resultat bryts glukosmolekylen ner till oorganisk koldioxid, och den energi som frigörs i detta fall spenderas delvis på syntesen av ATP.
3. Plastbyte
Plastmetabolism, eller assimilering, är en uppsättning reaktioner som säkerställer syntesen av komplexa organiska föreningar i cellen. Heterotrofa organismer bygger sitt eget organiska material från organiska livsmedelskomponenter. Heterotrofisk assimilering reduceras väsentligen till omarrangemang av molekyler.
Organiska livsmedelsämnen (proteiner, fetter, kolhydrater) --> matsmältning --> Enkla organiska molekyler (aminosyror, fettsyror, monosackarider) --> biologiska synteser -->
Autotrofa organismer är kapabla att helt självständigt syntetisera organiska ämnen från oorganiska molekyler som konsumeras från den yttre miljön. I processen för autotrofisk assimilering föregår reaktionerna av foto- och kemosyntes, som säkerställer bildandet av enkla organiska föreningar, de biologiska synteserna av makromolekyler:
Oorganiska ämnen (koldioxid, vatten) --> fotosyntes, kemosyntes --> Enkla organiska molekyler (aminosyror, fettsyror, monosackarider) -----biologiska synteser --> Kroppens makromolekyler (proteiner, fetter, kolhydrater)
4. Fotosyntes
Fotosyntes är syntesen av organiska föreningar från oorganiska, med hjälp av cellens energi. Den ledande rollen i processerna för fotosyntes spelas av fotosyntetiska pigment, som har den unika egenskapen att fånga ljus och omvandla dess energi till kemisk energi. Fotosyntetiska pigment är en ganska stor grupp av proteinliknande ämnen. Det viktigaste och viktigaste energimässiga pigmentet är klorofyll a, som finns i alla fototrofer utom fotosyntetiska bakterier. Fotosyntetiska pigment är inbäddade i det inre membranet av plastider i eukaryoter eller i invaginationer av det cytoplasmatiska membranet i prokaryoter.
Under fotosyntesprocessen, förutom monosackarider (glukos, etc.), som omvandlas till stärkelse och lagras av växten, syntetiseras monomerer av andra organiska föreningar - aminosyror, glycerol och fettsyror. Tack vare fotosyntesen förser växtceller, eller mer exakt, klorofyllinnehållande celler, sig själva och alla levande varelser på jorden med nödvändiga organiska ämnen och syre.
2. Undervisningar av N.I. Vavilov om centra för mångfald och ursprung för odlade växter,
hans bedömning.
3. Undersök modifieringar av olika organ i växter (ärtor, berberis, akacia, hagtorn, nypon) på herbarieexemplar. Bestäm vilka organ som är homologa och vilka som är lika. Förklara ursprunget till dessa organ och deras funktioner.
1. Utveckling av kunskap om cellen. Grundläggande principer för cellteori.
Alla levande organismer är uppbyggda av celler. En cell är en elementär enhet av struktur, funktion och utveckling av levande organismer. Det finns icke-cellulära livsformer - virus, men de manifesterar sina egenskaper endast i cellerna hos levande organismer. Cellulära former delas in i prokaryoter och eukaryoter.
Upptäckten av cellen tillhör den engelske vetenskapsmannen R. Hooke, som tittade på en tunn sektion av kork under ett mikroskop såg strukturer som liknade en bikaka och kallade dem celler. Senare studerades encelliga organismer av den holländska forskaren Antonie van Leeuwenhoek. Cellteorin formulerades av de tyska forskarna M. Schleiden och T. Schwann 1839. Den moderna cellteorin kompletterades avsevärt av R. Birzhev et al.
Grundläggande bestämmelser i modern cellteori:
cellen är den grundläggande enheten för struktur, funktion och utveckling av alla levande organismer, den minsta levande enheten som är kapabel till självreproduktion, självreglering och självförnyelse; cellerna i alla encelliga och flercelliga organismer är likartade (homologa) i sin struktur, kemiska sammansättning, grundläggande manifestationer av livsaktivitet och metabolism; Cellreproduktion sker genom celldelning, varje ny cell bildas som ett resultat av delningen av den ursprungliga (moder)cellen; i komplexa flercelliga organismer är cellerna specialiserade på de funktioner de utför och bildar vävnader; vävnader består av organ som är nära sammankopplade och föremål för nervös och humoral reglering. Dessa bestämmelser bevisar ursprungsenheten för alla levande organismer, enheten i hela den organiska världen. Tack vare cellteorin blev det tydligt att cellen är den viktigaste beståndsdelen av alla levande organismer. En cell är den minsta enheten i en organism, gränsen för dess delbarhet, utrustad med liv och alla grundläggande egenskaper hos organismen. Som ett elementärt levande system ligger det till grund för strukturen och utvecklingen av alla levande organismer. På cellnivå uppträder sådana egenskaper hos livet som förmågan att metabolisera ämnen och energi, autoreglering, reproduktion, tillväxt och utveckling samt irritabilitet.
2. Biologiska framsteg och biologisk regression. Orsaker till arters utrotning.
3. Bestäm de relationer som följande ingår med varandra.
organismer: alger och svampar i lavar, räv och hare, räv och varg, lever
fluke och ko.
Till vilken grupp av miljöfaktorer hör dessa samband?
alger och svampar i lavar är en symbios
räv och hare - typ av rovdjur-byte relation
Räv och varg - tävling
Dessa samband anses vara biotaniska bland biotiska faktorer.
1. Mönster för ärftlighet fastställda av G. Mendel.
Genetik är en vetenskap som studerar mönstren för ärftlighet och variation hos levande organismer. Ärftlighet är egenskapen hos alla levande organismer att överföra sina egenskaper och egenskaper från generation till generation. Variabilitet är egenskapen hos alla levande organismer att förvärva nya egenskaper i processen för individuell utveckling. De elementära enheterna för ärftlighet - gener - är sektioner av DNA på kromosomer. Mönstren genom vilka egenskaper överförs från generation till generation upptäcktes först av den store tjeckiske vetenskapsmannen Gregor Mendel (1822-1884). Gregor Mendel blev munk vid 25 års ålder, varefter han gick en kurs i matematik och naturvetenskap vid universitetet i Wien. Senare, från 1868, var han abbot i augustinerklostret i den tjeckiska staden Brno och undervisade samtidigt i naturhistoria och fysik i skolan. Under många år genomförde Mendel, som amatörbotaniker, experiment i klosterträdgården och publicerade 1865 verket "Experiment on Plant Hybrids", där han beskrev ärftlighetens grundläggande lagar. Hybridologisk metod. Grunden för G. Mendels anmärkningsvärda arbete var den så kallade hybridologiska metoden. Kärnan i denna metod är korsningen (hybridisering) av organismer som skiljer sig från varandra i vissa egenskaper, och den efterföljande analysen av arten av nedärvning av dessa egenskaper hos avkomman. Den hybridologiska metoden ligger fortfarande till grund för alla genetikers forskning. När han utförde experiment höll Mendel sig till flera regler. Först, när han arbetade med trädgårdsärter, använde han växter som tillhörde olika sorter för korsning. Så till exempel var en sort av ärter alltid gul, medan en annan alltid var grön. Eftersom ärter är en självpollinerande växt blandas inte dessa sorter under naturliga förhållanden. Sådana sorter kallas rena linjer. För det andra, för att få mer material för att analysera ärftlighetslagarna, arbetade Mendel inte med en, utan med flera föräldrapar av ärter. För det tredje förenklade Mendel medvetet problemet genom att observera arvet av inte alla ärtegenskaper på en gång, utan bara ett par av dem. För sina experiment valde han till en början färgen på ärtfrön - ärter. I de fall föräldraorganismerna skiljer sig åt i endast en egenskap (till exempel endast i färgen på fröna eller bara i formen på fröna), kallas korsningen monohybrid. För det fjärde, med en matematisk utbildning, använde Mendel kvantitativa metoder för att bearbeta data: han märkte inte bara färgen på ärtfrön hos avkomman, utan räknade också exakt hur många sådana frön som dök upp. Det bör tilläggas att Mendel mycket framgångsrikt valde ärter för sina experiment. Ärter är lätta att odla, under Tjeckiens förhållanden reproducerar de flera gånger om året, ärtsorter skiljer sig från varandra i ett antal tydligt synliga egenskaper, och slutligen är ärter självpollinerande i naturen, men i ett experiment denna självpollinering kan enkelt förhindras, och försöksledaren kan pollinera växten med pollen från andra växter, d.v.s. korsning.
Om vi använder termer som dök upp många år efter Mendels arbete, kan vi säga att cellerna i ärtväxter av en sort innehåller två gener endast för gul färg, och generna från växter av en annan sort innehåller två gener endast för grön färg. Gener som ansvarar för utvecklingen av en egenskap (till exempel fröfärg) kallas allelgener. Om en organism innehåller två identiska alleliska gener (till exempel båda generna för grönt fröfärg eller, omvänt, båda generna för gult fröfärg), så kallas sådana organismer homozygota. Om de alleliska generna är olika (dvs en av dem bestämmer den gula och den andra den gröna färgen på fröna), så kallas sådana organismer heterozygota.
Biotisk - kopplingar mellan levande organismer i ett ekosystem. Den huvudsakliga typen av biotiska kopplingar är livsmedelskopplingar (näringskedjor).
Länkar i näringskedjan:
Producenter är växter och vissa bakterier som skapar organiska ämnen från oorganiska;
Konsumenter är djur, vissa växter och bakterier som livnär sig på beredda organiska ämnen;
Nedbrytare är svampar och vissa bakterier som bryter ner organiska ämnen till oorganiska.
3. Intraspecifika relationer - biotiska kopplingar mellan individer av samma art. Exempel: konkurrens mellan hanar om en hona, kamp mellan individer om ledarskap i en grupp, föräldravård för avkommor, skydd av ungdjur och honor av hanar.
5. Predation - direkta födoförbindelser mellan organismer, där vissa organismer förstörs av andra organismer. Exempel: räv som äter harar, mesar som äter larver.
6. Konkurrens är en typ av relation som uppstår mellan arter med liknande ekologiska behov på grund av föda, revir, etc. Exempel: konkurrens mellan älg och bison som lever i samma skog på grund av föda. Konkurrens negativa inverkan på båda konkurrerande arter (till exempel en minskning av antalet älgar och visenter på grund av brist på föda).
8. Symbios är en typ av interspecifik relation där båda organismerna får ömsesidig nytta. Exempel på symbios: eremitkräfta och havsanemon, knölväxter och bakterier, mösssvampar och träd, lavar (symbios av svampar och alger).
3. Förbered ett mikroskopiskt prov av lökskal och undersök det i mikroskop.
Rita en cell och märk cellens synliga delar och organeller.
1. Fenotypisk (icke-ärftlig) variation.
Modifiering (fenotypisk) variabilitet är associerad med reaktionen av samma genotyp på förändringar i yttre förhållanden under vilka utvecklingen av organismer sker och som skapar skillnader i formerna för dess manifestation. Samma genotyp visar sig i olika fenotyper. Genotyp och fenotyp är genetikens viktigaste begrepp de föreslogs av Wilhelm Ludwig Johansen (1857-1927) 1909 (dansk biolog, professor vid Institutet för växtfysiologi vid Köpenhamns universitet, ledamot av Svenska Vetenskapsakademien) . Genotyp (från grekiska - födelse, avtryck, bild) är helheten av alla gener i en organism, dess ärftliga materiella grund.
Fenotyp (från grekiska - fenomen, avtryck, bild) är helheten av alla egenskaper och egenskaper hos en organism som bildas på basis av genotypen. Varje fenotyp av en organism är resultatet av implementeringen av en genotyp under specifika miljöförhållanden. Modifieringsvariabilitet manifesteras i skillnaderna mellan fenotyper som utvecklas på basis av samma genotyp. De specifika formerna av vissa fenotyper uttrycker interaktionen mellan genotypen och de yttre förhållanden under vilka organismens utveckling sker. Yttre förhållanden har en enorm inverkan på alla tecken och egenskaper hos den utvecklande organismen.
Exempel: Vitkål bildar inte ett huvud i varma klimat. Raser av hästar och kor som förs till bergen blir förkrympta
Ärftlig variation. Ärftlig variation inkluderar sådana förändringar i en organisms egenskaper som bestäms av genotypen och kvarstår under ett antal generationer. Ibland är det stora, tydligt synliga förändringar. Till exempel korta ben hos får, brist på fjäderdräkt hos kycklingar, brist på pigment (albinism) eller polydaktyli (polydaktyli, förekomsten av extra siffror på handen eller foten Genotypisk variabilitet är variation som uppstår som ett resultat av nya genetiska kombinationer). som ett resultat.
Eller sexuell reproduktion, korsning (fenomenet utbyte av delar av homologa kromosomer under konjugation1 under meios2). och andra omarrangemang på kromosomnivån;
Eller under påverkan av mutationer (mutationsvariabilitet).
Genotypisk variabilitet är uppdelad i mutationell och kombinativ. De leder till en ökning av den intraspecifika mångfalden i naturen.
Mutationsvariabilitet är förknippat med processen för mutationsbildning. Mutationer är plötsliga, plötsliga, ihållande förändringar i genotypens struktur. Organismer som har genomgått en mutation kallas mutanter. Mutationsteorin skapades av Hugo de Vries (Hugo De Vries, holländsk. Hugo de Vries, 1848-1935 - holländsk botaniker, genetiker) 1901-1903. Modern genetik bygger på dess grundläggande principer: mutationer, diskreta förändringar i ärftlighet, är spontana till sin natur, mutationer är ärvda, är ganska sällsynta och kan vara av olika slag.
Klassificering av mutationer.
1. Enligt förekomstmetoden. Det finns spontana och inducerade mutationer Spontana mutationer förekommer extremt sällan i naturen med en frekvens på 1-100 per miljon kopior av en given gen. För närvarande är det uppenbart att den spontana mutationsprocessen beror på både interna och externa faktorer, som kallas omgivningens mutationstryck.
Inducerade mutationer uppstår när en person utsätts för mutagener - faktorer som orsakar mutationer. Det finns tre typer av mutagener:
* Fysisk (strålning, elektromagnetisk strålning, tryck, temperatur, etc.).
* Kemisk (cytostatika, alkoholer, fenoler, etc.).
* Biologiska (bakterier och virus).
2. I förhållande till groddvägen. Det finns somatiska och generativa mutationer. Generativa mutationer förekommer i reproduktiva vävnader och detekteras därför inte alltid. För att en generativ mutation ska kunna detekteras är det nödvändigt att den muterade gameten deltar i befruktningen.
3. Genom adaptivt värde. Det finns positiva, negativa och neutrala mutationer. Denna klassificering är relaterad till bedömningen av livsdugligheten hos den resulterande mutanten.
4. Genom förändring i genotyp. Mutationer är gen, kromosomala och genomiska.
5. Genom lokalisering i cellen. Mutationer delas in i nukleära och cytoplasmatiska. Plasmamutationer uppstår som ett resultat av mutationer i plasmogener lokaliserade i mitokondrier. Man tror att de leder till manlig infertilitet. Dessutom ärvs sådana mutationer huvudsakligen genom den kvinnliga linjen.
Kombinativ variabilitet uppstod med tillkomsten av sexuell reproduktion det är förknippat med olika alternativ för rekombination av föräldrarnas lutningar och är källan till en oändlig mängd kombinerade karaktärer.
Mutagena faktorer.
Mutagen är en faktor som orsakar mutation.
Alla mutationer kan uppstå spontant eller induceras. Spontana mutationer uppträder under påverkan av okända naturliga faktorer och leder till fel under DNA-replikering. Inducerade mutationer uppstår under påverkan av speciella målinriktade faktorer som ökar mutationsprocessen. Faktorer av fysisk, kemisk och biologisk natur har en mutagen effekt.
1. Bland fysiska mutagener utövas den mest kraftfulla mutanteffekten av joniserande strålning - röntgenstrålar, α-, β-, γ-strålar.
2. Kemiska mutagener måste ha följande egenskaper:
Hög penetreringsförmåga;
Förmågan att ändra kromosomernas kolloidala tillstånd;
En viss effekt på tillståndet hos en kromosom eller gen. Kemiska ämnen som orsakar mutationer inkluderar organiska och oorganiska ämnen, såsom syror, alkalier, peroxider, metallsalter, formaldehyd, bekämpningsmedel, avlövande medel, herbicider, kolchicin, etc.
3. Förutom mutagener av fysisk och kemisk natur finns det biologiska faktorer för mutagenes i miljön. Virus av smittkoppor, mässling, vattkoppor, påssjuka, hepatit, röda hund etc. kan orsaka kromosombrott.
2. Konstgjorda samhällen - agroekosystem, människans roll i dem.
LIV I AGRO- OCH URBANA EKOSYSTEM. LIV UNDER EXTREMA FÖRHÅLLANDEN Livet i agroekosystem kännetecknas av miljöföroreningar med bekämpningsmedel som används inom jordbruket. Således används insekticider för att förstöra ekonomiskt skadliga insekter; svampväxtsjukdomar - fungicider; ogräs - ogräsmedel. I det här fallet finns det en inverkan på alla nivåer av livet i agroekosystem - från biogeocenosen som helhet till populationer och individer. I sådana fall pekar forskare på möjligheten av reaktioner från naturen och dess komponenter på människor och deras livsmiljö i agroekosystem. Dessutom är agroekosystem faktiskt konstgjorda med skapandet av en ekologisk absurditet av människan: en agrocenos består av en, eller mer sällan, två typer av odlade växter, och den ideala näringskedjan för den består av endast två länkar: "växt - person" eller "växt-husdjur" . I naturen är ett sådant system omöjligt på grund av dess instabilitet. I människors ständiga kamp mot ogräs och skadedjur från odlade växter uppstår ofta en "ekologisk boomerang"-effekt. Detta är en uppsättning negativa, särskilt farliga fenomen som uppstår i miljön som ett resultat av olämplig mänsklig ekonomisk verksamhet, som i slutändan visar sig vara skadlig för honom. I synnerhet när bekämpningsmedel används mot växtskadegörare dör även nyttiga pollinerande insekter (bin, getingar, humlor). De ekonomiska och sociala fördelarna med urbana bosättningsformer är obestridliga. Tillväxten av stadsbefolkningen med skapandet av urbana ekosystem under de senaste decennierna har emellertid visat sig vara så snabb, och koncentrationen och intensifieringen av produktion och icke-produktion är så hög att miljön i många städer runt om i världen är inte längre kan tillfredsställa många av den moderna människans biologiska och sociala krav. Alltför stor befolkningstäthet i städer ger upphov till problem som miljöföroreningar, buller, brist på bostäder, skolor, sjukhus, transporter, grönområden, kaotisk trafik, arbetslöshet, kriminalitet, masssjukdomar av olika slag etc. Att leva under extrema förhållanden kräver bl.a. en person med stora material- och energikostnader. Detta syns tydligt i exemplet med de nordliga städerna i Ryssland, i Arktis. För att upprätthålla normala levnadsförhållanden i dessa städer spenderas enorma bränsle- och energiresurser, samtidigt som miljön, och i första hand atmosfären, förorenas av förbränning av bränsle under en lång kall period. Långvarigt boende under extrema förhållanden har en negativ inverkan på hälsan. Den förväntade livslängden för nordbor är lägre än för invånare på tempererade breddgrader. Under sovjettiden fick människor som arbetade och levde under extrema förhållanden löneökningar, och deras arbetserfarenhet var 1 till 2 eller 1 till 1,5 år, det vill säga den ökade med 1,5-2 gånger.
3. Skapa en näringskedja av de tillgängliga organismerna: kungsörn, gräshoppa, näbbmuska,
örtartade växter. Bestäm vilken funktionell grupp kungsörnen tillhör
sammanställd näringskedja. Förklara ditt svar.
1. Orsaker till ekosystemens stabilitet, deras förändring. Antropogena förändringar i ekosystem.
ett ekosystems förmåga att återgå till sitt ursprungliga tillstånd efter en tillfällig yttre påverkan - systemets återhämtningsförmåga (elastisk stabilitet, elasticitet).
De två första begreppen tolkas som adaptiv stabilitet, det tredje – som regenerativa. Om en viss ekosystemfunktion avviker från "normen" under påverkan av en störning, visar graden av denna avvikelse systemets relativa stabilitet, och tiden som krävs för att återställa "normen" visar dess relativa elasticitet mekanismer för att säkerställa miljömässig hållbarhet:
1) beständighet uppnås genom verkan av negativa återkopplingar som upprätthåller ekosystemet i ett stabilt tillstånd (homeostas). I det här fallet gäller Le Chatelier-Brown-principen: när en yttre påverkan tar systemet ur ett stabilt jämviktstillstånd, skiftar jämvikten i den riktning i vilken effekten av den yttre påverkan försvagas;
2) miljömässig hållbarhet säkerställs genom överflöd av funktionella element. Till exempel, om ett samhälle inkluderar flera populationer av autotrofa organismer, som var och en har sin egen optimala temperatur för fotosyntes, då
fotosyntesen av samhället som helhet kommer att förändras lite när temperaturen fluktuerar under vissa förhållanden. I det här fallet är ett ekosystems hållbarhet direkt relaterad till dess artmångfald;
3) anpassning - omstrukturering av de strukturella delarna av systemet utan att väsentligt ändra dess funktioner. Omstruktureringen kan också vara irreversibel, till exempel under evolutionsprocessen.
Populationer eller arter som helhet utvecklas i ekosystem omgivna av andra arter. När han studerade paleobotaniken hos "tidigare biosfärer" visade Vernadsky att i processen för livets utveckling på jorden förändrades strukturen av biogeocenoser avsevärt och blev mer komplexa (först kemotrofer, sedan fototrofer, etc.). Med uppkomsten av de första fototroferna (algerna) upphörde processen för bildandet av primära ekosystem och kretsloppet av ämnen stängdes, men det fanns överskott av biogena produkter → heterotrofer uppträdde, etc., men dessa ekosystem var instabila, dök snabbt upp och förföll (dvs mikroorganismer förökade sig snabbt - en snabb generationsväxling) → evolutionen accelererade Uppkomsten av flercelliga organismer åtföljdes av en ökning av ekosystemens stabilitet. När växter nådde land → många nya livsmiljöer → snabb utveckling → en enorm mängd organiskt material förbrukades inte och togs bort från det biotiska kretsloppet i form av kol, olja etc. som har nått oss. tills ett tillräckligt antal konsumenter dök upp. Mitten av krita – örtartade växter och ettåriga växter uppträdde → olika acceleration av näringsämnenas kretslopp, eftersom det var mycket djur och gnagare. En viktig framgång var bildandet av den biotiska cykeln - skapandet av livsmiljöer där samma del av ett ämne kan användas upprepade gånger. Detta blev möjligt när triaden uppstod: producent → konsument → nedbrytare. Den vidare riktningen av ekosystemens utveckling ledde till en minskning av konsumtionen av ämnen från biotiska cykler och en intensifiering av migrationen av kemiska element (hos djur är detta utseendet på varmblodighet, eftersom däggdjur bara spenderar 1% av ämnena de konsumerar på skapandet av sin biomassa i växter, detta är utseendet på annueller). När livet utvecklas blir ekosystemen mer komplexa. Den huvudsakliga integrerande faktorn i biogeocenos liv är matrelationer. En viss komplex struktur av biogeocenos visar sig vara en nödvändig förutsättning för att bibehålla dess stabilitet. De mest ömtåliga och instabila ekosystemen med det minsta antalet komponenter (tundra). De mest stabila ekosystemen är tropiska skogar, där flöden av materia och energi dupliceras många gånger (det finns många arter och ett litet antal av varje) - de kan motstå förlusten av en procentandel av deras beståndsdelar utan att kompromissa med deras funktion. Alla ekosystem är en verklig miljö för interspecifika relationer, → konstant interaktion mellan alla komponenter i biogeocenos är orsaken till förändringar i biogeocenos och andra ekosystem → omvandling av biosfären. Förändring av biogeocenoser – succession. Klimaxgemenskapen är stabil i balans med miljön.
Allmänna egenskaper hos förändringar i biogeocenoser:
1) alla biotiska system är dynamiska och rörliga, känsliga för påverkan från den yttre miljön;
2) i processen för ekosystemutveckling sker en förlängning av näringskedjorna, en ökning av antalet trofiska nivåer → differentiering av materia och energiflöden sker (smal matspecialisering av arter);
3) som ett resultat av förlängda näringskedjor ökar retentionstiden för materia och energi (en cirkel av långlivade organismer uppstår).
2. Reproduktion, dess roll i naturen. Sexuell och asexuell reproduktion av organismer.
Reproduktion är förmågan att reproducera sin egen sort, inneboende i alla organismer och säkerställa bevarandet av den biologiska arten, och därför
livet på jorden. Olika former av reproduktion är kända i naturen. Asexuell reproduktion i vid bemärkelse inkluderar fission, sporbildning, vegetativ reproduktion, inklusive knoppning och fragmentering. Speciella former av sexuell reproduktion är konjugation (i vissa alger, ciliater, bakterier), där en tillfällig koppling av två encelliga individer uppstår, åtföljd av utbyte av vissa delar av kärnapparaten, och partenogenes. Det sista fenomenet (bokstavligen betyder jungfrureproduktion - grekiska parthenos - jungfru och genesis - födelse) representerar samkönad reproduktion, där utvecklingen av ett embryo från ett ägg sker utan befruktning Sexuell reproduktion är karakteristisk för de flesta invånare på jorden. Specifika mekanismer för dioeciousness roll i den evolutionära processen, som kastar ljus över ett antal problem inom klinisk sexopatologi, avslöjades i en serie arbeten av den sovjetiska forskaren V. A. Geodakyan. I de flesta organismer som förökar sig sexuellt är könsceller (gameter) differentierade från resten av kroppens celler, som har en standarduppsättning kromosomer (autosomer eller eukromosomer). Hos flercelliga djur produceras både kvinnliga könsceller (ägg) och manliga könsceller (spermier) i speciella könskörtlar (könskörtlar), indelade i hona - äggstockar och hane - testiklar, och mötet mellan könsceller och deras sammansmältning (befruktning) underlättas av närvaron av speciella könsorgan. Cytogenetiska studier har fastställt att i högre organismer har alla somatiska celler av båda könen samma dubbla uppsättning av autosomer (2A) och olika könskromosomer. I det här fallet producerar det ena könet endast en typ av könsceller (till exempel i mänskliga äggstockar bildas normalt endast könskromosomer av typ X), och det andra könet producerar två typer av könsceller (till exempel i mänskliga testiklar - könskromosomer av typ X och Y). Alltså har ett av könen (man hos människor), bildat av två olika könsceller, en hybridgenetisk konstitution (XY) och kallas därför heterogametisk. Det motsatta könet, bestämt av en uppsättning av två könsceller av samma typ (XX), har en homogen genetisk konstitution och kallas homogametisk. Hos de flesta arter, inklusive alla däggdjur, är det manliga könet heterogametiskt. Men hos vissa arter, särskilt fåglar och fjärilar, är honkönet heterogametiskt. Hos människor och andra däggdjur bestäms således embryots kön syngamiskt, det vill säga under befruktningshandlingen. Hos organismer med manlig heterogamety leder befruktning av ett ägg av en spermie som bär en Y-kromosom till utvecklingen av ett manligt embryo, och befruktning av en spermie som bär en X-kromosom leder till utvecklingen av ett kvinnligt embryo. Detta innebär att spermier som bär X- och Y-kromosomer bildas i könskörtlarna i lika stora mängder och därför har utseendet av det ena eller det andra könet lika stor statistisk sannolikhet, helt beroende på slumpspelet.
3. På stora djup i havet finns praktiskt taget inga växtorganismer. Men här lever olika djur: svampar, hydroidpolyper, kåta koraller, musslor, annelider, krabbor, bottenfiskar etc. Hur kan vi förklara frånvaron av växter och vad som fungerar som föda för djuren som lever här?
1. Trofiska nivåer av organismer i ekosystemet, deras roll.
2. Celldelning är grunden för organismers tillväxt, utveckling och reproduktion. Mitos.
Celldelning är grunden för organismers reproduktion och tillväxt Celldelning är den process som ligger till grund för reproduktion och individuell utveckling av alla levande organismer. Kärnan spelar huvudrollen vid celldelning. I färgade cellpreparat representeras innehållet i kärnan i vila av kromatin, som kan särskiljas i form av tunna strängar (fibriller), små granuler och klumpar. Grunden för kromatin är uppbyggd av nukleoproteiner - långa trådliknande molekyler
DNA (kromatider) kopplat till specifika histonproteiner. Under kärndelning spiralformar nukleoproteiner, förkortas och blir synliga under ett ljusmikroskop i form av kompakta stavformade kromosomer. Varje kromosom har en primär sammandragning (en tunn, icke-spiraliserad sektion) - en centromer, som delar kromosomen i två armar. Mitos är en indirekt celldelning som är utbredd i naturen. Mitos säkerställer att genetiskt material är jämnt fördelat mellan två dotterceller. Mitos består av fyra på varandra följande faser. Perioden av cellliv mellan två migotiska delningar kallas interfas. Det är tio gånger längre än mitos. Under denna fas syntetiseras ATP-molekyler och proteiner, DNA fördubblas och vissa cellorganeller fördubblas. I profas börjar DNA-spiralisering. Förtjockade och förkortade DNA-strängar består av två kromatider I slutet av profasen försvinner kärnmembranet och nukleolerna. Cellcentrets centrioler divergerar till polerna och en delningsspindel bildas. I metafas sker den slutliga spiraliseringen av kromosomer, deras centromerer är belägna längs ekvatorn och fäster vid spindelns filament. I anafas delar sig centromerer och systerkromatider separeras
3. Lös problemet. Hos möss är långa öron en dominerande egenskap, och korta öron är det
recessiv. En hane med långa öron korsades med en hona med korta öron. I
I den första generationen visade sig alla avkommor ha långa öron. Identifiera genotyper
föräldrar och avkommor.
Enligt Mendels 1:a lag kommer alla avkommor att ha långa öron
Svaret är 100 % långörade heterozygoter (Aa).
1. Befruktning, dess betydelse. Funktioner av befruktning hos djur.
Gödsling i växter. Vattenmiljöns betydelse för gödningsprocessen hos mossor och ormbunkar. Befruktningsprocessen i gymnospermer är i de kvinnliga kottarna och i angiospermer - i blomman. Befruktning hos djur. Extern befruktning är en av orsakerna till att en betydande del av könscellerna och zygoterna dör. Intern befruktning hos leddjur, reptiler, fåglar och däggdjur är orsaken till den största sannolikheten för bildandet av en zygot, vilket skyddar embryot från ogynnsamma miljöförhållanden (rovdjur, vibrationer).
2. Nivåer av organisation av levande natur.
Molekyl. Varje levande system, oavsett hur komplext det är organiserat, består av biologiska makromolekyler: nukleinsyror, proteiner, polysackarider, såväl som andra viktiga organiska ämnen. Från denna nivå börjar olika vitala processer i kroppen: metabolism och energiomvandling, överföring av ärftlig information, etc. Cellulär. Cellen är en strukturell och funktionell enhet, såväl som en utvecklingsenhet för alla levande organismer som lever på jorden. På cellnivå är överföring av information och omvandling av ämnen och energi kopplade.
Organisk. Den elementära enheten på organismnivån är individen, som i utvecklingen - från ursprungsögonblicket till slutet av tillvaron - betraktas som ett levande system. På denna nivå uppstår organsystem som är specialiserade för att utföra olika funktioner. En uppsättning organismer av samma art, förenade av en gemensam livsmiljö, där en population skapas - ett supraorganismsystem. I detta system utförs elementära evolutionära transformationer - processen för mikroevolution. Biogeocenosis är en uppsättning av organismer av olika arter och varierande komplexitet i deras livsmiljö I processen med gemensam historisk utveckling av organismer av olika systematiska grupper bildas dynamiska, stabila biosfärer biogeocenoser, ett system som täcker alla livsfenomen på vår planet. På denna nivå sker cirkulationen av ämnen och omvandlingen av energi i samband med alla levande organismers vitala aktivitet.
3. Fördela de listade ekskogsväxterna i nivåer: lönn, ek, hassel, liljekonvalj,
lind, brackormbunke, viburnum, äppelträd, bifolia. Vad betyder det
stegvis arrangemang av växter i ett ekosystem?
1. De viktigaste aromorfoserna i växternas utveckling.
Aromorfoser är en stor evolutionär förändring. Det ger en ökning av organiseringsnivån för organismer, fördelar i kampen för tillvaron och möjligheten att utveckla nya livsmiljöer.
1. Uppkomsten av kloroplaster med klorofyll i celler, fotosyntes är en viktig aromorfos i utvecklingen av den organiska världen, som försåg alla levande varelser med mat, energi och syre. Uppkomsten från encelliga flercelliga alger är aromorfos, vilket bidrar till en ökning av storleken på organismer.
2. Fyrkammarhjärta, fullständig separation av arteriellt och venöst blod, varmblodighet, en hög grad av utveckling av hjärnbarken, intrauterin utveckling av embryot, närvaron av bröstkörtlar och matning av barnet med mjölk, närvaron av ett diafragma
2. Biosfär – globalt ekosystem. Undervisningar av V.I. Vernadsky om biosfären.
(anteckningsbok)
3. Lös problemet. Hos ärter ärvs normal tillväxt som en dominerande egenskap.
En normalväxande ärtväxt korsas med en dvärgärtväxt. Det hände hos avkomman
uppdelning av karaktärer: hälften av plantorna hade normal tillväxt och hälften -
dvärg. Bestäm genotyperna för föräldrar och avkommor.
A - allel av genen för normal tillväxt,
a - allel av genen för dvärgtillväxt. Det betyder att dvärgväxten har genotypen aa, ja, och
därför att avkomman hade både normal och dvärgväxt, därför var föräldern med normal växtlighet heterozygot Aa. Se vidare.
F1 2Aa (50 % normal höjd) och 2aa (50 % dvärghöjd)
SVAR: genotyper av föräldrar (se P): Aa och aa, genotyper av avkomma (se F1): Aa och aa
1. De viktigaste aromorfoserna i utvecklingen av ryggradsdjur.
Aromorfos är en stor evolutionär förändring. Det ger en ökning av organiseringsnivån för organismer, fördelar i kampen för tillvaron och möjligheten att utveckla nya livsmiljöer. Faktorerna som orsakar aromorfoser är ärftlig variation, kampen för tillvaron och naturligt urval. De viktigaste aromorfoserna i evolutionen av flercelliga djur:
1) uppkomsten av flercelliga djur från encelliga djur, celldifferentiering och vävnadsbildning;
2) bildandet hos djur av bilateral symmetri, de främre och bakre delarna av kroppen, buk- och ryggsidorna av kroppen i samband med funktionsfördelningen i kroppen (orientering i rymden - den främre delen, skyddande - den dorsala sida, rörelse - buksidan);
3) uppkomsten av skalllösa, liknande den moderna lansetten, pansarfiskar med beniga käkar, vilket gör att de aktivt kan jaga och hantera byten:
4) uppkomsten av lungor och uppkomsten av lungandning tillsammans med gälandning;
5) bildandet av ett skelett av fenor med muskler som liknar den femfingrade delen av marklevande ryggradsdjur, vilket gjorde att djur inte bara kunde simma utan också krypa längs botten och röra sig på land;
6) komplikation av cirkulationssystemet från ett tvåkammarhjärta, en blodcirkulationscirkulation hos fisk till ett fyrkammarhjärta, två cirkulationscirkulationer hos fåglar och däggdjur. Utveckling av nervsystemet: arachnoid i coelenterates, bukkedja i annelider, tubulärt nervsystem, betydande utveckling av hjärnhalvorna och hjärnbarken hos fåglar, människor och andra däggdjur. Komplikation av andningsorganen (gälar hos fisk, lungor hos landlevande ryggradsdjur, utseendet i lungorna hos människor och andra däggdjur av många celler sammanflätade med ett nätverk av kapillärer). Uppkomsten av kloroplaster med klorofyll i celler och fotosyntes är en viktig aromorfos i utvecklingen av den organiska världen, som försåg alla levande varelser med mat, energi och syre. Ytterligare komplikationer av växter i evolutionsprocessen: utseendet på rötter, löv, utvecklade stjälkar, vävnader som tillät dem att utveckla land (ormbunkar, åkerfräken, mossor). Aromorfoser som bidrar till komplikationen av växter i evolutionsprocessen: uppkomsten av frön, blommor och frukter (övergången av fröväxter från reproduktion med sporer till reproduktion av frön). En spor är en specialiserad cell, ett frö är grunden för en ny växt med tillförsel av näringsämnen. Fördelarna med att föröka växter med frön är att minska förökningsprocessens beroende av miljöförhållanden och öka överlevnaden.
2. Levande organismers roll i biosfären. Mänskligt inflytande på biosfären.
Alla levande organismer som bor på vår planet existerar inte på egen hand de är beroende av miljön och påverkas av den. Levande natur är ett komplext organiserat, hierarkiskt system. Det finns flera nivåer av organisering av livet på vår planet, och den högsta av dem är biosfären.
Ur ett modernt perspektiv anses biosfären vara det största ekosystemet på planeten, vilket stöder den globala cirkulationen av ämnen. Biosfärens stabilitet är baserad på den stora mångfalden av levande organismer, vars enskilda grupper utför olika funktioner för att upprätthålla det övergripande flödet av materia och energifördelning. Biosfärens stabilitet har dock vissa gränser, och brott mot dess regleringsförmåga är fylld med allvarliga konsekvenser. Med tanke på att komplexa system av återkopplingar och beroenden verkar i biosfären, då, när trycket på miljön ökar, svarar miljön i sin tur med ett ökat mottryck. Människan har till exempel alltid använt miljön främst som en källa till resurser, men under mycket lång tid har hennes aktiviteter inte haft någon märkbar påverkan på biosfären. Först i slutet av förra seklet väckte förändringar i biosfären under påverkan av ekonomisk aktivitet forskarnas uppmärksamhet. Dessa förändringar har ökat och påverkar för närvarande den mänskliga civilisationen. Vi var tvungna att erkänna att även resurser som är avgörande för den mänskliga ekonomin ibland visar sig vara ännu viktigare för att upprätthålla den ekologiska balansen i biosfären och i slutändan optimala naturliga förutsättningar för mänsklighetens existens och utveckling, nuvarande och framtida generationer. Det är därför som studien av problemet med mänsklig interaktion med miljön är relevant idag. Det är det organiska "samarbetet" mellan dessa två element som kommer att bidra till biosfärens långa och stabila existens. Syftet med detta arbete är följande: att visa att människan inte är en självförsörjande levande varelse, som lever separat enligt sina egna lagar, hon samexisterar inom naturen, är en del av den och är föremål för dess lagar. För att göra detta är det nödvändigt att bestämma mänsklighetens plats i biosfärens struktur; hur sker mänsklig påverkan på biosfären och vilka är resultaten av denna påverkan; hur biosfären reagerar på eventuella förändringar i de processer som sker i den. Endast genom att överväga dessa frågor kan vi dra slutsatsen att människan i alla sina manifestationer är en del av biosfären och är dess specifika funktion i en specifik rum-tid.
3. Tänk på flera typer av frukter av olika växter (lönn, maskros, kardborre,
rönn, ärtor etc.). Nämn frukttyperna och tecken på anpassning till
fördelning av frön i varje planta.
1. De viktigaste tecknen på levande varelser.
Särskiljande egenskaper hos levande organismer.
MINSKNING AV BIOLOGISK MÅNGFALD.
När civilisationen utvecklas ökar dess inflytande på naturen. Fler och fler tätorter och jordbruksmarker finns kvar, färre och färre hörn finns kvar på vår planet där djur skulle kunna existera under naturliga förhållanden. I takt med att befolkningen växer och den ekonomiska aktiviteten ökar, krymper orörda naturområden. De huvudsakliga häckningsområdena, migrationsvägarna, jaktzonerna och utfodringsområdena för växtätare försvinner under konstgjord täckning, översvämmas med vatten, "matas" till boskap eller plöjs upp. Skogsbevuxna områden blottas av skogshuggare, omvandlas till betesmark, används för grödor eller planteras med träd som är främmande för området. Problemet med att minska den biologiska mångfalden på grund av förstörelsen av naturområden är typiskt för alla naturområden på jorden.
Under det senaste decenniet har antropogen påverkan på de naturliga landskapen i tundrazonen ökat avsevärt. Antropogen transformation av typiska tundrar på Yamalhalvön. På platsen för fullständig förstörelse av moss-lav-tundran börjar processerna för termokarst och erosion aktivt utvecklas (tillväxten av raviner i närheten av befolkade områden når 15-30 m per år). En alarmerande situation har utvecklats i Yashkul-regionen i Kalmykia, där huvudflocken av den europeiska saigapopulationen är koncentrerad. En gång i tiden betade dessa klövdjur, samtida mammutar, i stora öppna ytor från Tien Shan till Karpaterna. Nu finns det en kraftig minskning av antalet av denna art, idealiskt anpassad till förhållandena i torra stäpper. Djur, särskilt unga djur, drunknar i tusental i bevattningskanalernas vatten, vilket skär av de ursprungliga migrationsvägarna för saigas. Tjuvskyttar skjuter hundratals av dem per natt. Men huvudorsaken till minskningen av antalet saigas är den progressiva processen med antropogen ökenspridning i Kaspiska stäpperna, vilket snabbt minskar de områden som är lämpliga för dessa djurs livsmiljö.
Som ett resultat av tanklös industriell och jordbruksutveckling av mark, förstörs miljöföroreningar i USA eller skickas till de naturliga livsmiljöerna för vilda sjöfåglar och sällsynta djur. Ankor, gäss, svanar och andra fågelarter som flyger dit från Kanada och Alaska dör i miljontals. I världshaven har 25 arter av de mest värdefulla kommersiella fiskarna, på grund av rovfiske och ökande föroreningar och miljöförstöring, antingen nästan helt förstörts eller också har antalet minskat kraftigt. Upp till 250 tusen individer av olika arter av delfiner förstörs årligen. Dugonger och havssköldpaddor dör, och omkring en miljon sjöfåglar dödas i fiskenät varje år.
För närvarande har nästan alla ytavrinningsbassänger i de europeiska och asiatiska delarna av Ryssland omvandlats genom hydraulisk konstruktion. Detta störde avsevärt reproduktionen av fiskbestånd i inre vatten, främst värdefulla anadroma och semianadroma fiskar, såsom stör, lax, kaspisk sill, mört och vimba. Enbart förluster från fluktuationer i vattennivåer på grund av driften av hydrauliska strukturer är lika med eller överstiger den årliga fångsten i reservoarer (50-70 tusen ton). Fler unga kommersiella fiskar dör i bevattningssystem, vattenverk och industriella vattenintag än vad som produceras av alla fiskfabriker i Ryssland. Således, som ett resultat av antropogen förstörelse av livsmiljön, sker en kraftig minskning av antalet och till och med utrotning av många arter av levande varelser. Bara under de senaste tre århundradena har 120 arter av djur försvunnit från vår planet. Enligt experter kan samma öde drabba cirka 100 arter till under de kommande 30 åren, vilket kommer att ha en negativ inverkan på människors liv.
Vetenskaplig miljöforskning inom området för att studera skyddet av genpoolen hos vilda djur och växter gör det möjligt att säkerställa säkerheten för många värdefulla och sällsynta djur och växter.
MILJÖFÖRORENING.
Problemet med en hälsosam miljö har blivit lika viktigt som problemet med att förse människor med mat eller energi. Det är välkänt att människors hälsa beror på miljöns tillstånd. Även ärftliga sjukdomar är i slutändan, ur en historisk synvinkel, resultatet av interaktioner mellan en ogynnsam miljö och många tidigare generationer av människor.
För närvarande, som ett resultat av mänsklig ekonomisk aktivitet, har miljöföroreningar nått gigantiska proportioner och kan få ett antal oönskade konsekvenser: skador på flora och fauna (minskning av produktiviteten hos skogar och odlade växter, utrotning av djur); kränkning av stabiliteten hos naturliga biocenoser; skada på egendom (korrosion av metaller, förstörelse av arkitektoniska strukturer); skada på människors hälsa. Många av föroreningarna (bekämpningsmedel, polyklorerade bifenyler, plaster) sönderfaller extremt långsamt under naturliga förhållanden, och giftiga föreningar (kvicksilver, bly) neutraliseras inte alls. Särskilt många föroreningar kommer ut i miljön till följd av energiproduktion genom förbränning av fossila bränslen. Människan, som frigör solenergi på detta sätt, påskyndar cirkulationen av ämnen och energi i naturen. Industriellt avfall och föroreningar (kolmonoxid, kväveoxider, kolväten, partiklar etc.) i atmosfären stör den naturliga kolkretsloppet, vilket bidrar till ett antal negativa konsekvenser (växthuseffekt, fotokemisk smog, etc.).
Ett stort antal föroreningar släpps ut i atmosfären av olika industrier, särskilt metallurgiska företag runt om i världen släpper årligen ut mer än 150 tusen ton koppar, 120 tusen ton zink, 90 tusen ton nickel, kobolt, kvicksilver, etc.
Jordbruket är också en betydande förorening av miljön. Det finns alltså bara mer än 1 500 bekämpningsmedel i världen (i Ryssland används för närvarande bara 150-160). Särskilt farligt är användningen av organiska fosforbekämpningsmedel, som är mycket giftiga ämnen som leder till massdöd av fåglar (starar, koltrast, stenduvor, etc.).
Ekologer slår larm om den katastrofala minskningen av biologisk mångfald på vår planet i samband med den moderna människans aktiviteter, som för det mesta bor i staden, praktiskt taget inte möter naturen, har ingen aning om dess mångfald och bara kan se det på tv. Det ger honom en känsla av att biologisk mångfald inte är relevant för vardagen, men så är inte fallet.
Vad är biologisk mångfald?
Med termen biologisk mångfald förstår forskare vanligtvis mångfalden av livet på jorden - växter, djur, insekter, svampar, bakterier och de ekosystem som de bildar. I detta koncept finns det också en relation som finns mellan dem. Biologisk mångfald kan förekomma:
- på gennivå bestämmer den variationen hos individer av en viss art;
- på artnivå, återspeglar mångfalden av arter (växter, djur, svampar, mikroorganismer);
- mångfald (detta inkluderar skillnader mellan dem och olika ekologiska processer).
Det bör beaktas att alla ovanstående typer av mångfald är sammankopplade. Många ekosystem och olika landskap skapar förutsättningar för uppkomsten av nya arter gör det möjligt att förändras inom en art. Minskningen av biologisk mångfald tyder på vissa överträdelser av dessa processer.
För närvarande slår ekologer larm på grund av det faktum att människor bryter mot levnadsförhållanden och ekologiska processer skapar nya arter av växter och djur på genetisk nivå. Hur detta kommer att påverka framtida liv på jorden är okänt. När allt kommer omkring, i naturen är allt sammankopplat. Detta bevisas av den så kallade "fjärilseffekten". Science fiction-författaren Ray Bradbury berättade för världen om det i sin berättelse "And Thunder Rolled" i mitten av förra seklet.
Omöjligheten av liv utan biologisk mångfald
Det mest värdefulla och viktigaste som finns på jorden är biologisk mångfald. Oavsett om vi vet om det eller inte, beror hela vårt liv på jordens biologiska rikedom, eftersom djur och växtlighet ger oss det. Tack vare växter får vi en tillräcklig mängd syre, och material baserade på dem ger oss inte bara mat, utan också trä, papper och tyger.
I vår teknogena tidsålder behöver vi en enorm mängd energi som erhålls genom att bränna bränsle, som produceras av olja som bildas till följd av nedbrytningen av resterna av många organismer och växter. Människoliv utan biologisk mångfald är omöjligt.
När vi går till affären köper vi mat förpackad i påsar och tänker lite på var den kommer ifrån. Majoriteten av befolkningen lever i en konstgjord miljö, som består av asfalt, betong, metall och konstgjorda material, men det betyder inte att konsekvenserna av en minskning av den biologiska mångfalden går förbi mänskligheten.
Livet på jorden och dess mångfald
Historien om planeten Jorden tyder på att den vid olika tidpunkter var bebodd av många levande organismer, av vilka de flesta, som ett resultat av evolutionen, dog ut och gav plats för nya arter. Förhållanden och orsaker bidrog till detta, men även under perioder av naturlig stagnation skedde ingen minskning av den biologiska mångfalden.
Naturen är utformad på ett sådant sätt att allt i den är i samspel. Inte en enda typ av levande organism kan leva och utvecklas i en sluten miljö. Detta har visats av många experiment på skapandet av isolerade biologiska system som drabbades av fullständig kollaps.
Moderna forskare har beskrivit och studerat 1,4 miljoner arter av levande organismer, men enligt beräkningar finns det från 5 till 30 miljoner arter på jorden som lever och utvecklas beroende på förhållandena. Detta sker naturligt. Levande organismer har befolkat hela planeten. De lever i vatten, luft och på land. De kan hittas i öknen och i de norra och södra zonerna. Naturen ger allt som behövs för att fortsätta livet på jorden.
Med hjälp av levande organismer uppstår kväve- och kolkretsloppet, vilket i sin tur stödjer förnyelse och återvinning av naturresurser. Den livsvänliga miljö som skapas av jordens atmosfär regleras också av levande organismer.
Vad bidrar till nedgången i biologisk mångfald?
Först och främst minskningen av skogsarealerna. Som nämnts ovan spelar växter en mycket viktig roll i planetens liv. Taigan och djungeln kallas planetens lungor, tack vare dem får den en tillräcklig mängd syre. Dessutom finns mer än hälften av arterna av levande organismer i djungeln, som bara upptar 6% av jordens yta. De kallas den genetiska poolen som samlats under 100 miljoner år av evolution på jorden. Dess förlust kommer att vara irreparabel och kan leda till att planeten fullbordar en miljökatastrof.
Orsakerna till nedgången i biologisk mångfald är människors aktiviteter som förvandlar planeten för att tillfredsställa sina, inte alltid berättigade ökade, behov. Okontrollerad avskogning av taiga och djungel leder till att många arter av liv försvinner, även de som inte studerats och inte beskrivits av människan, till att ekosystemen och vattenbalansen störs.
Detta underlättas genom avverkning och bränning av skog, skörd av olika typer av växter och fiske, utfört i rovskala, användning av bekämpningsmedel, dränering av träsk, död av korallrev och avverkning av mangrove, en ökning av antalet jordbruksmarker och bosättningsområdet.
Det är klart att utvecklingen av teknik och tekniska framsteg inte går att stoppa. Men åtgärder måste vidtas för att komma till rätta med miljöproblemen med den minskande biologiska mångfalden.
Internationell konvention om biologisk mångfald
För detta ändamål antogs "konventionen om biologisk mångfald", som undertecknades av 181 länder, vars regeringar tog på sig skyldigheter att bevara den i sina länder, lovade att agera tillsammans med andra stater och dela fördelarna med att använda genetiska resurser.
Men detta har inte förhindrat nedgången av biologisk mångfald på planeten. Den ekologiska situationen på jorden blir farligare än någonsin. Men det finns hopp om att det sunda förnuftet som Gud har gett människan kommer att segra.
Evolutionen är livets motor
Livsmotorn framåt är evolution, som ett resultat av vilken vissa arter dör ut och nya dyker upp. Alla moderna levande varelser har ersatt utdöda, och, som forskare har beräknat, av hela mångfalden av arter som fanns på jorden, är deras nuvarande antal bara 1% av deras totala antal.
Utrotningen av arter är ett naturligt ögonblick av evolution, men den nuvarande nedgången i biologisk mångfald på planeten antar alarmerande proportioner, naturlig självreglering störs, och detta har blivit ett av mänsklighetens viktigaste miljöproblem.
Artens roll i biosfären
Människans kunskap om vilken roll företrädare för en eller annan art spelar i biosfären är försumbar. Men forskare vet med säkerhet att varje art har en viss betydelse i naturen. Försvinnandet av en art och oförmågan att ersätta den med en ny kan leda till en kedjereaktion som kommer att leda till mänsklig utrotning.
Nödvändiga åtgärder
Det första mänskligheten bör göra är att försöka bevara regnskogarna. Således lämnar möjligheten att rädda vissa arter av levande varelser och växter från utrotning. Att bevara djungeln kommer att leda till klimatstabilisering.
Djungeln är en direkt källa till det rikaste genetiska materialet, en skattkammare av olika arter av levande varelser. Dessutom är det en källa till växter på grundval av vilka människor skapar unika mediciner. Genom att fukta atmosfären förhindrar tropiska skogar globala klimatförändringar.
Biologisk mångfald (BD) är helheten av alla livsformer som lever på vår planet. Det är detta som skiljer jorden från andra planeter i solsystemet. BR är livets rikedom och mångfald och dess processer, inklusive mångfalden av levande organismer och deras genetiska skillnader, såväl som mångfalden av de platser där de finns. BR är indelat i tre hierarkiska kategorier: mångfald bland medlemmar av samma art (genetisk mångfald), mellan olika arter och mellan ekosystem. Forskning om globala problem med BD på gennivå är en framtidsfråga.
Den mest auktoritativa bedömningen av arternas mångfald genomfördes av UNEP 1995. Enligt denna uppskattning är det mest sannolika antalet arter 13-14 miljoner, av vilka endast 1,75 miljoner, eller mindre än 13 %, har beskrivits. Den högsta hierarkiska nivån av biologisk mångfald är ekosystem, eller landskap. På denna nivå bestäms mönster av biologisk mångfald främst av zonmässiga landskapsförhållanden, sedan av lokala egenskaper hos naturliga förhållanden (topografi, jordar, klimat), såväl som historien om utvecklingen av dessa territorier. Den största mångfalden av arter är (i fallande ordning): fuktiga ekvatorialskogar, korallrev, torra tropiska skogar, fuktiga tempererade skogar, oceaniska öar, landskap i Medelhavsklimatet, trädlösa (savanna, stäpp) landskap.
Under de senaste två decennierna har den biologiska mångfalden börjat uppmärksammas av inte bara biologer, utan även ekonomer, politiker och allmänheten på grund av det uppenbara hotet om antropogen nedbrytning av biologisk mångfald, som vida överstiger normal, naturlig nedbrytning.
Enligt UNEP Global Biodiversity Assessment (1995) riskerar mer än 30 000 arter av djur och växter att utrotas. Under de senaste 400 åren har 484 djurarter och 654 växtarter försvunnit.
Orsaker till den nuvarande accelererade nedgången av biologisk mångfald-
1) snabb befolkningstillväxt och ekonomisk utveckling, vilket medför enorma förändringar i livsvillkoren för alla organismer och ekologiska system på jorden;
2) ökad migration av människor, tillväxt av internationell handel och turism;
3) ökad förorening av naturliga vatten, mark och luft;
4) otillräcklig uppmärksamhet på de långsiktiga konsekvenserna av åtgärder som förstör existensvillkoren för levande organismer, utnyttjar naturresurser och introducerar främmande arter;
5) omöjligheten i en marknadsekonomi att bedöma det verkliga värdet av biologisk mångfald och dess förluster.
Under de senaste 400 åren var de främsta direkta orsakerna till utrotning av djurarter:
1) introduktion av nya arter, åtföljd av förskjutning eller utrotning av lokala arter (39 % av alla förlorade djurarter);
2) förstörelse av levnadsförhållanden, direkt tillbakadragande av territorier som bebos av djur och deras nedbrytning, fragmentering, ökad kanteffekt (36% av alla förlorade arter);
3) okontrollerad jakt (23%);
4) Andra orsaker (2%).
De främsta anledningarna till behovet av att bevara genetisk mångfald.
Alla arter (oavsett hur skadliga eller obehagliga de kan vara) har rätt att existera. Denna bestämmelse är skriven i "World Charter for Nature" antagen av FN:s generalförsamling. Att njuta av naturen, dess skönhet och mångfald har det högsta värdet, inte uttryckt i kvantitativa termer. Mångfald är grunden för utvecklingen av livsformer. Nedgången i arter och genetisk mångfald undergräver den ytterligare förbättringen av livsformer på jorden.
Den ekonomiska genomförbarheten av att bevara den biologiska mångfalden bestäms av användningen av vild biota för att möta samhällets olika behov inom områdena industri, jordbruk, rekreation, vetenskap och utbildning: för valet av tama växter och djur, den genetiska reservoaren som är nödvändig för att uppdatera och upprätthålla hållbarheten för sorter, tillverkning av läkemedel, samt för att förse befolkningen med mat, bränsle, energi, timmer, etc.
Det finns många sätt att skydda den biologiska mångfalden. På artnivå finns det två strategiska huvudriktningar: in situ och utanför habitat. Att skydda den biologiska mångfalden på artnivå är en dyr och tidskrävande väg, endast möjlig för utvalda arter, men ouppnåelig för att skydda hela livets rikedom på jorden. Strategins huvudfokus bör ligga på ekosystemnivå, så att systematisk ekosystemförvaltning säkerställer skyddet av biologisk mångfald på alla tre hierarkiska nivåer.
Det mest effektiva och relativt ekonomiska sättet att skydda biologisk mångfald på ekosystemnivå är skyddade områden.
I enlighet med klassificeringen av World Conservation Union finns det 8 typer av skyddade områden:
1.Reserv. Målet är att bevara naturen och naturliga processer i ostört tillstånd.
2.Nationalpark. Målet är att bevara naturområden av nationell och internationell betydelse för vetenskaplig forskning, utbildning och rekreation. Det är vanligtvis stora områden där användning av naturresurser och annan materiell mänsklig påverkan inte är tillåten.
3.Naturmonument. Dessa är vanligtvis små områden.
4. Förvaltade naturreservat. Insamling av vissa naturresurser är tillåten under förvaltningens kontroll.
5. Skyddade landskap och kustarter. Det är pittoreska blandade natur- och odlade områden med bevarande av traditionell markanvändning.
Statistik över skyddade områden inkluderar vanligtvis marker av kategori 1-5.
6. Resursreserv skapad för att förhindra för tidig användning av territoriet.
7. Ett antropologiskt reservat skapat för att bevara ursprungsbefolkningens traditionella sätt att leva.
8. Territorium för mångsidig användning av naturresurser, inriktat på hållbar användning av vatten, skogar, flora och fauna, betesmarker och för turism.
Det finns ytterligare två kategorier som överlappar ovanstående åtta.
9. Biosfärreservat. De är skapade för att bevara biologisk mångfald. De inkluderar flera koncentriska zoner med varierande användningsgrad: från en zon med fullständig otillgänglighet (vanligtvis i den centrala delen av reservatet) till en zon med rimlig, men ganska intensiv exploatering.
10. Världsarv. De är skapade för att skydda unika naturegenskaper av global betydelse. Skötseln sker i enlighet med världsarvskonventionen.
Totalt finns det cirka 10 000 skyddade områden (kategori 1-5) i världen med en total yta på 9,6 miljoner km, eller 7,1% av den totala landytan (exklusive glaciärer). Målet som World Conservation Union sätter upp för världssamfundet är att uppnå en utvidgning av skyddade områden till en storlek som utgör 10 % av ytan för varje stor växtbildning (bioom) och därmed världen som helhet. Detta skulle bidra inte bara till skyddet av den biologiska mångfalden, utan också till att öka hållbarheten i den geografiska miljön som helhet.
Strategin att utöka antalet och ytan av skyddade områden är i konflikt med användningen av mark för andra ändamål, särskilt med tanke på den växande världsbefolkningen. För att skydda den biologiska mångfalden är det därför nödvändigt, tillsammans med skyddade områden, att i allt högre grad förbättra användningen av "vanliga" bebodda marker och förvaltningen av populationer av vilda arter, inte bara hotade sådana, och deras livsmiljöer på sådana marker. Det är nödvändigt att tillämpa sådana tekniker som zonindelning av områden efter användningsgrad, skapa korridorer som förbinder landmassor med mindre antropogent tryck, minska graden av fragmentering av hotspots för biologisk mångfald, hantera ekotoner, bevara naturliga våtmarker, hantera populationer av vilda arter och deras livsmiljöer.
Effektiva sätt att skydda biologisk mångfald inkluderar bioregional förvaltning av stora områden och vatten samt internationella överenskommelser i denna fråga. FN:s konferens om miljö och utveckling (1992) antog den internationella konventionen om biologisk mångfald.
Ett viktigt avtal är konventionen om internationell handel med utrotningshotade arter av vilda djur och växter. Det finns också ett antal andra konventioner som skyddar olika aspekter av biologiska resurser och biologisk mångfald: konventionen om bevarande av migrerande arter av vilda djur, konventionen om bevarande av våtmarker, valskyddskonventionen etc. Tillsammans med globala konventioner finns är också många regionala och bilaterala avtal som reglerar specifika frågor om biologisk mångfald.
Tyvärr kan man för närvarande konstatera att, trots många åtgärder, fortsätter den accelererade erosionen av världens biologiska mångfald. Men utan dessa skydd skulle omfattningen av förlusten av biologisk mångfald vara ännu större.
