Люди современного анатомического типа

В целом кроманьонцы уже не имели существенных отличий от ныне живущих людей. Анализ палеонтологических материалов показал, что можно выделить три типа ископаемых людей, живших одновременно: неандертальцев, людей современного типа и промежуточные формы. Это дает основание предположить, что неандертальцы и кроманьонцы долгое время сосуществовали рядом и нередки были случаи смешения. В тяжелых условиях ледникового периода неандертальцы, очевидно, не выдержали конкурентной борьбы с кроманьонцами, были ими вытеснены и, возможно, частично истреблены.

94. Качественные особенности че­ловека как биосоциального существа. Соотношение биологического и со­циального в человеке на разных этапах антропогенеза. Биологическое и социальное наследование человека современного физического типа.

 

Возрастающая роль социального наследования.

§ биологические факторы — прямохождение, развитие руки, большой и развитый мозг

§ основные социальные факторы — труд и коллективная деятельность, мышление, язык и общение, нравственность.

§

Под его биологическими особенностями понимают то, что сближает человека с животным (за исключением факторов антропогенеза, которые явились основанием для выделения человека из царства природы), — наследственные признаки; наличие инстинктов (самосохранения, полового и др.); эмоции; биологические потребности (дышать, питаться, спать и т.д.); сходные с другими млекопитающими физиологические особенности (наличие одинаковых внутренних органов, гормонов, постоянная температура тела); возможность использовать природные предметы; приспособление к окружающей среде, продолжение рода.

Социальные особенности характерны исключительно для человека — способность производить орудия труда; членораздельная речь; язык; социальные потребности (общение, привязанность, дружба, любовь); духовные потребности (мораль, религия, искусство); осознание своих потребностей; деятельность (трудовая, художественная и т.п.) как способность преобразовывать мир; сознание; способность мыслить; творчество; созидание; целеполагание.

Предполагается, что уже у древнейших австралопитеков мог осуществляться переход информационного кода от жестов к акустическим сигналам. Эти тенденции в эволюции социальных отношений были наиболее выражены в линии Homo: повышение интенсивности внутригрупповых социальных связей, терпимости к членам своего сообщества, развитие механизмов торможения агрессии, все более сложных форм кооперации и альтруизма. В эпоху своего начального становления человечество просто не смогло бы выжить и развиваться далее, разрешая многочисленные задачи, порождаемые всей сложностью окружающей обстановки, если бы в этот период антропогенеза были широко распространены проявления агрессии. Из тяжкой борьбы с разнообразными неблагоприятными обстоятельствами человечество вышло победителем лишь благодаря коллективному труду. Необходимо особо подчеркнуть, что первобытное сообщество древнейших гоминид уже не было чисто биологическим явлением. В. В. Бунак предложил назвать такой тип объединений «филэргоном» (от греч. «эргонь — работа), что подчеркивает роль складывающихся производственных отношений в его формировании. Социальная среда играла решающую роль в развитии орудийных традиций, реализации интеллектуального потенциала членов сообщества.Предполагается, что такие «предорудия» могли изготавливать австралопитеки из Афара и Омо. Археолог А. Е. Матюхин считает, что у ранних австралопитеков существовали различные приемы разбивания камней и выбор пригодных обломков; при этом уже на древнейших этапах орудийной деятельности выявлялись элементы изготовления орудий, преднамеренного изменения первоначальной формы камня, хотя переход гоминид к систематическому изготовлению орудий на уровне всей популяции произошел позже.Дальнейшее развитие социальной организации наблюдается у олдувайскиххабилисов. В Олдувае уже найдены прототипы древнейших жилищ — так называемые «обитаемые горизонты». Весьма вероятно, что речь развивалась постепенно и в своей примитивной форме существовала по крайней мере у эректуса. Но довольно широко распространена и точка зрения, по которой даже палеоантропы еще не имели вполне адекватного фонетического аппарата и не были способны к отчетливой артикуляции отдельных гласных звуков.

Роль наследственности и среды в развитии человека (часть 2)

Генетический потенциал человека ограничен во времени, причем довольно жестко. Если пропустить срок ранней социализации, он угаснет, не успев реализоваться. Ярким примером этого утверждения являются многочисленные случаи, когда младенцы силой обстоятельств попадали в джунгли и проводили среди зверей несколько лет. После возвращения их в человеческое сообщество они не могли уже в полной мере наверстать упущенное: овладеть речью, приобрести достаточно сложные навыки человеческой деятельности, у них плохо развивались психические функции человека. Это и есть свидетельство того, что характерные черты человеческого поведения и деятельности приобретаются только через социальное наследование, только через передачу социальной программы в процессе воспитания и обучения.

95.Медико-биологические аспекты эволюции человека как биологического вида. Биологическое наследство как один из факторов, обеспечивающих возможность её со­циального развития. Её значение в определении здоровья людей.

 

Все нормальные люди способны практически к неограниченному духовному развитию. Предпосылками для этого служат универсальность возможностей мозга и биологии тела человека...К моменту рождения человека мозг почти заканчивает основное созревание в отношении как рельефа борозд и извилин, так и цитомиелоархитектоники коры. Но в течение всей жизни мыслящего существа идут процессы развития нейронов. После рождения ребенка, в постнатальный период происходят крупнейшие изменения структуры и объема мозга. Следующие цифры дают любопытную картину среднего веса мозга: если у новорожденного вес головного мозга составляет 340 граммов, то через 6 месяцев он равен 750, через год — 970, через два — 1150, через девять лет — 1300, через двадцать — 1400 граммам. Можно привести много доказательств тому, что достройка мозга как морфо-физиологической системы осуществляется под контролем факторов социальной программы. Речь у ребенка не появляется, если он не включен в общение и не слышит слов окружающих людей. При формировании речи ребенок вначале просто повторяет слова, звуки, обращенные к отдельным предметам, вовлекаемым в его предметную деятельность. Затем, вслед за привыканием к звукам, слова начинают зрительно связывать его с предметом. После этого начинается период внутренней речи, когда ребенок дает себе инструкции и затем выражает их. Таким путем, через опосредование предметного мира речью, то есть через социальное, при соответствующем развитии биологического, возникает возможность сознательного действия. Так, используя биологические механизмы, социальное ведет к формированию функциональных новообразований в самом биологическом."...Распространенное мнение, что уровень интеллекта передается от родителей к детям, находится за пределами научных доказательств. Другое дело, когда речь идет о наследственных патологиях, при которых нарушения мозга ведут к нарушению его функций. Вопрос о генетических изменениях, вызывающих умственную неполноценность, в настоящее время приобрел социальное значение. Это касается так называемого генетического груза, то есть тех новорожденных, которые появляются на свет с физическими или умственными дефектами.

 

96. Внут­ривидовая дифференцировка человечества. Расы и расогенез. Популяционная концепция рас. Расы как выражение генетического полиморфизма человечества.

 

Расы появились в результате расселения и географической изоляции предков современных людей в разных природно-климатических условиях. Расовые признаки наследственны, Они возникли в далеком прошлом под непосредственным влиянием среды и носили адаптивный характер.

Появившись в Африке человек современного типа частью остался на территории первоначального проживания и претерпев регрессивную эволюцию стал основой для создания черной расы. Часть ушедшая в Европу разделилась на северных и южных кроманидов и стала основой большой белой расы. А часть ушедшая в Азию смешалась с местными формами homo (наподобие неандертальцев) и образовали в результате желтую расу.

В современном российском расоведении господствует популяционная концепция расы. Согласно ей, раса — это совокупность популяций, а не индивидуумов. Раса рассматривается как самостоятельное образование, имеющее свою собственную структуру. Признаки в пределах расы складываются в иные сочетания по сравнению с индивидуумом.

Полиморфизм – существование в единой панмиксной популяции двух и более резко различающихся фенотипов. Они могут быть нормальными или аномальными. Полиморфизм – явление внутрипопуляционное.

Человечество в настоящее время представлено одним видом Homosapiens (Человек разумный). Однако этот вид неоднороден. Он полиморфный и состоит из трех больших и множества мелких переходных рас — биологических групп, отличающихся мелкими морфологическими признаками. К таким признакам относятся: тип и цвет волос, цвет кожи,глаз, форма носа, губ, лица и головы, пропорции тела и конечностей.

Негроидная (австрало-негроидная, или экваториальная) раса характеризуется темным цветом кожи, курчавыми или волнистыми волосами, широким и мало выступающим носом, толстыми губами и темными глазами. До эпохи колонизации эта раса была распространена в Африке, Австралии и на островах Тихого океана.

Европеоидная (евро-азиатская) раса отличается светлой или смуглой кожей, прямыми или волнистыми волосами, хорошим развитием волосяного покрова на лице у мужчин (борода и усы), узким выступающим носом, тонкими губами. Представители этойрасы расселены в Европе, Северной Африке, Передней Азии и Северной Индии.

Для монголоидной (азиатско-американской) расы характерны смуглая или светлая кожа, прямые, часто жесткие волосы, уплощенное широкое лицо с сильно выступающими скулами, средняя ширина губ и носа, заметное развитие эпикантуса. Первоначально эта раса заселяла Юго-Восточную, Восточную, Северную и Центральную Азию, Северную и Южную Америку.

97. Экологические факторы в антропогенезе. Экология сооб­ществ гоминид на разных этапах эволюции. Адаптивные экологические типы человека,их соотношение с расами и происхождение. Роль соци­альной среды в дальнейшей дифференциации человечества. Видовое единство человечества. Значение сохранения больших и малых челове­ческих популяций в стабилизации вида.

Адаптивные типы:

Адаптивный тип не зависит от расовой принадлежности и проявляется в развитии признаков максимальных для приспособления к условиям среды.

Адаптивный тип - это норма реакции, независимо (конвергентно) возникающая в сходных условиях среды обитания, в популяциях, которые могут быть не связаны между собой генетически. Согласно этой гипотезе, достаточно четко выделяются несколько устойчивых комплексов биологических признаков:

1. Арктический. Арктическим аборигенам присущи высокая плотность сложения (телосложение массивное, мезоморфия, особенно в врхней части туловища, туловище удлиненное, а ноги относительно короткие, крупная цилиндрическая грудная клетка, объемная костно-мозговая полость длинных костей при относительно небольшой толщине компакты. Преобладание мускульного типа телосложения, увеличение толщины жировых складок, крайняя редкость астенических форм. Характерен повышенный уровень жирового и белкового обмена (вместе с этим- холестерина крови, гамма-глобулинов и т.п.). Все это создает высокую теплопродукцию и низкую поверхность теплоотдачи, что может рассматриваться как приспособление к ведущему фактору среды- холодовому стрессу. для ряда признаков получены весьма высокие и достоверные коэффициенты корреляции с холодовым индексом Бодмана до 0,6-0,8 для таких признаков, как теплопродукция и тотальные размеры тела). Для арктических популяций характерно ускорение процессов роста, развития и старения, но жизненный цикл человека несколько укорочен. В целом характерно снижение вариабельности антропологических признаков по сравнению с населением умеренной зоны.
2. Тропический. Морфофункциональный комплекс обитателей тропических широт весьма специфичен: вытянутая форма тела, долихоморфия пропорций, большая поверхность тела. Хотя длина тела значительно варьирует (см. выше), относительная поверхность тела (а, по сути - поверхность испарения) в любом случае очень велика. Значительно увеличено количество потовых желез кожи и интенсивность потоотделения. Характерно некоторое понижение уровня обменных процессов, сокращение синтеза эндогенных жиров. Жители влажных тропических лесов отличаются небольшими размерами тела и некоторой деминерализацией скелета. Все эти признаки могут рассматриваться как явные приспособления к условиям жаркого и влажного климата. Вместе с тем, тропическая зона весьма неоднородна (в отдельных районах ведущее значение приобретают, например, дефицит белка или эндемичные заболевания)
3. Аридный. Многие черты тропического комплекса свойственны и населению субтропических пустынь: отмечается тенденция к линейности телосложения (высокий процент астеноидных форм с уплощенной грудной клеткой), развитие мускульного и жирового компонента понижено. Снижены уровни основного обмена, холестерина крови, как правило, и минерализации скелета. Наряду с этим отмечается более эффективная сосудистая регуляция потери тепла в условиях резких суточных колебаний температуры окружающей среды
4. Высокогорный. В условиях высокогорья, для которого характерен недостаток кислорода (гипоксия) и понижение температуры среды, формируются такие признаки как массивность скелета и крупные размеры длинных костей (что связано с интенсивным эритропоэзом), цилиндрическая грудная клетка с высокой жизненной ёмкостью лёгких (ЖЕЛ). Характерно высокое содержание гемоглобина крови, увеличен периферический ток крови, отмечено большее число и величина капилляров. Нетрудно представить, что эти особенности представляют собой приспособление к гипоксии, выступающей в сочетании с пониженной температурой среды. В условиях высокогорья в целом менее интенсивно идут процессы роста и развития, позднее наступает старость, продолжительней жизненный цикл
5. Тип умеренной зоны. Население умеренной зоны, безусловно, не остается нейтральным по отношению к воздействию географической среды. По большинству морфологических и физиологических признаков оно занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами. Но картина изменчивости весьма пестрая - оглянитесь вокруг, ведь мы с Вами как раз и живем в этой климатической области. Межгрупповая и внутригрупповая изменчивость признаков здесь очень велика, а сама умеренная зона, по-видимому, вообще наиболее комфортна для современного человека, и предъявляет наименее жесткие требования к нашему организму.

Происхождение адаптивных экологических типов

Человечество возникло в тропической зоне Африки, и следует полагать, что поэтому наиболее древним и исходным для остальных экологических типов человека является тропический тип. Об этом свидетельствует и наибольший полиморфизм морфофункциональных признаков человека в рамках этого типа на территории Центральной и Северо-Восточной Африки.

Экологический тип умеренного пояса сформировался на базе исходного генетического и фенотипического полиморфизма тропического типа при расселении популяций человека в умеренных зонах Евразии и позже — Северной Америки. Он оформился в рамках двух больших рас: европеоидной и монголоидной.

При заселении человеком арктической зоны в Евразии и Северной Америке произошло формирование арктического типа. Независимо от него среди индейцев Южной Патагонии и Огненной Земли в приантарктической зоне Южной Америки возникли популяции индейцев, по основному комплексу признаков соответствующие арктическому типу.

Формирование горного адаптивного типа иллюстрирует общие закономерности адаптогенеза. Этот тип также развился независимо от расовой и этнической принадлежности популяций — среди европеоидов Альп, Кавказа, Памира и Гималаев, а также в монголоидных популяциях Тибета, Тянь-Шаня и Анд. В связи с тем что высокогорья заселялись человеком в последнюю очередь, горный экологический тип является по происхождению самым молодым.

О биологическим единстве человеческих рас свидетельствуют:

1. отсутствие генетической изоляции и неограниченные возможности скрещиваний с образованием плодовитого потомства;

2. равноценность рас в биологическом и психологическом отношении;

3. наличие переходных рас между большими расами, совмещающими признаки двух соседних.

4. локализация на втором пальце кожных узоров типа дуг (у человекообразных обезьян — на пятом); у всех представителей рас одинаковый характер расположения волос на голове и другие морфофизиологические признаки.

98. Возникновение и основные этапы развития экологии. Формирование системной экологии. Междисциплинарный характер экологии. Глобали­зация экологии и ее значение для будущего человечества. Предмет, структура, содержание и методы экологии.

Экология -биологическая наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Этот термин был предложен в 1866 г. немецким зоологом Эрнстом Геккелем. Становление экологии стало возможным после того, как были накоплены обширные сведения о многообразии живых организмов на Земле и особенностях их образа жизни в различных местообитаниях и возникло понимание, что строение, функционирование и развитие всех живых существ, их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые необходимо изучать.

 

Задачи экологии меняются в зависимости от изучаемого уровня организации живой материи. Популяционная экология исследует закономерности динамики численности и структуры популяций, а также процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания).

Главная же теоретическая и практическая задача экологии — раскрыть общие закономерности организации жизни и на этой основе разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу.

 

Методы экологии подразделяются на полевые (изучение жизни организмов и их сообществ в естественных условиях, т. е. длительное наблюдение в природе с помощью различной аппаратуры) и экспериментальные (эксперименты в стационарных лабораториях, где имеется возможность не только варьировать, но и строго контролировать влияние на живые организмы любых факторов по заданной программе). При этом экологи оперируют не только биологическими, но и современными физическими и химическими методами, используют моделирование биологических явлений, т. е. воспроизведение в искусственных экосистемах различных процессов, происходящих в живой природе. Посредством моделирования можно изучить поведение любой системы с целью оценки возможных последствий применения различных стратегий и методов управления ресурсами, т. е. для экологического прогнозирования.Для изучения и прогнозирования природных процессов широко используется также метод математического моделирования. Такие модели экосистем строятся на основе многочисленных сведений, накопленных в полевых и лабораторных условиях. При этом правильно построенные математические модели помогают увидеть то, что трудно или невозможно проверить в эксперименте. Однако сама по себе математическая модель не может служить абсолютным доказательством правильности той или иной гипотезы, но она служит одним из путей анализа реальности.

 

Объектами экологии являются преимущественно системы выше уровня организмов, т. е. изучение организации и функционирования надорганизменных систем: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом. Другими словами, главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания.

Значение:Исследование будущего поможет всем странам мира решить самый насущный вопрос: как направить огромную по своим масштабам циркуляцию природных сил и ресурсов по пути, который будет полнее удовлетворять потребности людей и не нарушать при этом экологические процессы?

Мировой океан постоянно загрязняется из-за расширения добычи нефти на морских промыслах. Загрязнение атмосферного воздуха превзошло все допустимые пределы. Большое значение имеет экология для развития различных отраслей народного хозяйства. Наиболее важные области применения экологических знаний - это охрана природы, сельское хозяйство, некоторые отрасли промышленности (например, создание безотходных технологий). Экология служит основной теоретической базой для развития различных отраслей народного хозяйства.

Развитие науки:

1)ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИИ КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ НАУКИ: 1866 г.:

Выход в свет труда Дарвина и победа эволюционного учения в биологии открывают новый период в истории экологии – ее отделение от других наук.

2) РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИИ КАК КОМПЛЕКСНОЙ НАУКИ: 1910 г.:

Проблемы исследований были настолько обширны, а решаемые задачи так важны, что в 1910 г. ученые поставили вопрос о разделении экологии растений на 2 отдела: экологию особей и экологию сообществ. Первая часть экологии была названа аутэкологией, а вторая – синэкологией. В России деление экологии пошло дальше. В результате была выделена новая наука – фитоценология, названная позднее геоботаникой.

3)С 60-х гг. 20 в. начинается новый период в развитии экологии, который характеризуется бурным ростом экологических исследований во всех странах. Постоянно нарастает масса информации по различным экологическим проблемам.

Экология разделилась на множество направлений и дисциплин, часть которых была включена в учебные планы подготовки биологов и географов в вузах. Введение же в 1975 г. курса экологии в пединститутах обусловило создание учебников по общей экологии.

В 90-х гг. курс «Экология» был включен в учебные планы средней школы. В связи с этим создаются учебники для учащихся 9-11 классов.

99. Уровни организации живой природы и основные структурные разделы экологии: эндо-, аут-, дем-, синэкология, ландшафтная экология (географическая), глобальная эколо-гия — учение о биосфере. Место экологии среди биологических наук и се связь с другими областями естествознания.

Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

Уровни организации живой природы Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.

Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии - от момента зарождения до прекращения существования - как живая система. На этом уровне возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.

Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция - надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования - процесс микроэволгоции.

Биогеоценотический. Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов 'и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.

Биосферный. Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Вернадский обосновал важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов (т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества), о движущих факторах эволюции.

Главнейшие аспекты учения Вернадского:

1. Представление о планетарной геохимической роли живого вещества. Живое вещество преобразует облик планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

2. Представление об организованности биосферы, являющейся продуктом сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом за время геологической истории Земли. Организованность проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды.

Взаимосвязь с физикой.Эколога интересует физиологический механизм — природа реакций и законы самого протекания процессов.(например закон круговорота веществ можно рассматривать с физической стороны)

С анатомией.на организм и его органы можно взглянуть и с другой стороны. Например, как на отражение воздействия на организм его среды обитания. Тогда морфологическими методами мы станем решать уже экологические задачи. Они заключаются в исследовании того, как благодаря морфологическим преобразованиям организм приспосабливается к условиям существования в данной среде.

Экологию часто смешивают с этологией. Обычно это случается по простому созвучию названий. Может это произойти и при рассмотрении самого предмета изучения, главным образом потому, что поведение животных (объект этологии) может проявляться только в определенной среде и по отношению к ней.

Экология, как комплексная дисциплина, тесно связана с другими естественными и общественными науками. Экологическая трактовка необходима при решении определенных задач в области ботаники, зоологии, физиологии, морфологии, систематики, биогеографии, эволюционного учения, генетики, биотехнологии, поскольку любые биологические исследования в той или иной степени изучают жизнь растений и животных в природных условиях.

Эндоэкология - это наука, которая изучает и разрабатывает методы и средства, позволяющие поддерживать чистоту внутренней среды организма, тем самым обеспечивая нормальную жизнедеятельность всех органов и тканей.

Аутэколо́гия — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой.

Демэколо́гия, экология популяций — раздел общей экологии, изучающий динамику численности популяций, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения.

Синэколо́гия — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организмов различных видов внутри сообщества организмов.

Ландша́фтнаяэколо́гия — отрасль науки, раздел экологии и географии, который изучает пространственное разнообразие и элементы ландшафта и то, как их расположение воздействует на распределение и поток энергии, и индивидуумов в окружающей среде.

Глобальная Экология изучает биосферу в общем.

100. Общая характеристика экологической системы. Ее структура и биологическая продуктивность. Участие и роль в ней человека.

В состав экосистемы входят живые организмы (их совокупность называют биогеоценозом или биотой экосистемы), и неживые (абиотические) факторы — атмосфера, вода, питательные элементы, свет и мертвое органическое вещество — детрит.

Продуценты — это в основном растения (производители). Они потребляют излишки углекислого газа, образующегося в процессе жизнедеятельности, и снабжают животных и большинство микроорганизмов пищей и кислородом.

Консументы — (потребители) питаются живыми "телами" растений. Это самые разнообразные организмы — от микроскопических бактерий до громадных синих китов. К ним относятся такие непохожие друг на друга существа, как простейшие, черви, рыбы, моллюски, насекомые и прочие членистоногие, пресмыкающиеся, птицы и, наконец, млекопитающие, включая человека. В результате пищеварительного процесса в телах консументов осуществляется первичное измельчение и разложение органики, облегчающее деятельность редуцентов.

Детритофаги и редуценты. Мертвые растительные и Животные останки (например, опавшие листья, трава) называют детритом. Существует множество организмов, которые питаются детритом, например грифы, раки, муравьи. Их называют детритофагами. Грибы и бактерии за их специфичность выделяют в особую подгруппу детритофагов и называют редуцентами. Редуценты восстанавливают неорганические вещества (азот, фосфор, воду).

Скорость образования органического вещества называют продуктивностью. Различают первичную и вторичную продуктивность. В любой экосистеме происходит образование биомассы и ее разрушение, причем эти процессы всецело определяются жизнью низшего трофического уровня - продуцентами. Все остальные организмы только потребляют уже созданное растениями органическое вещество и, следовательно, общая продуктивность экосистемы от них не зависит. Высокие скорости продуцирования биомассы наблюдаются в естественных и искусственных экосистемах там, где благоприятны абиотические факторы, и особенно при поступлении дополнительной энергии извне, что уменьшает собственные затраты системы на поддержание жизнедеятельности. Такая дополнительная энергия может поступать в разной форме: например, на возделываемом поле - в форме энергии ископаемого топлива и работы, совершаемой человеком или животным. Таким образом, для обеспечения энергией всех особей сообщества живых организмов экосистемы необходимо определенное количественное соотношение между продуцентами, консументами разных порядков, детритофагами, редуцентами.

Количество биомассы в цепи питания уменьшается в направлении от продуцентов к редуцентам.

Один из мощных факторов изменения отдельных биоценозов и природы в целом — хозяйственная деятельность человека. Живая природа — единственный источник, из которого человек черпает все средства для своего существования. Человек способен создавать искусственные экосистемы и быть творцом природы. Отличия искусственной экосистемы от естественной:

— небольшое число видов (например, пшеница и некоторые виды сорных растений на пшеничном поле и связанные с ними животные);

— преобладание организмов одного или нескольких видов (пшеница в поле);

— короткие цепи питания из-за небольшого числа видов;

— незамкнутый круговорот веществ вследствие значительного выноса органических веществ и изъятия их из круговорота в виде урожая;

— невысокая устойчивость и неспособность к самостоятельному существованию без поддержки человека.

101. Факторы окружающей среды, их классифика­ция, взаимодействие и воздействие на экологические системы. Класси­фикация организмов по их отношению к факторам среды. Понятие об экологической толерантности организмов. Взаимодействия и взаимоот­ношения между организмами в экосистеме и между экосистемами.

 

Выделяют следующие группы экологических факторов:

1. Абиотические (факторы неживой природы):

а) климатические - условия освещенности, температурный режим и т. п.;

б) эдафические (местные) - водоснабжение, тип почвы, рельеф местности;

в) орографические - воздушные (ветер) и водные течения.

2. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга:

нейтрализм, симбиоз, паразитизм, хищничество и др.

3. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, приводящие к изменению среды обитания других видов или непосредственно сказывающиеся на их жизни. Воздействие этой группы экологических факторов стремительно возрастает из года в год.

Для разных видов растений и животных пределы условий, в которых они себя хорошо чувствуют неодинаковы. Например, одни растения предпочитают очень высокую влажность, другие предпочитают засушливые местообитания. Одни виды птиц улетают в теплые края, другие – клесты, кедровки и птенцов выводят зимой. Чем шире количественные пределы условий среды обитания, при которых тот или иной организм, вид и экосистема могут существовать, тем выше степень их выносливости, или толерантности.По другому говоря это способность организмов выдерживать отклонения отфакторов среды от оптимальной нормы, например человек выдерживает колебания температуры о

- 70 до +60, это его предел толерантности.

Теоретически взаимодействие популяций двух видов можно выразить в виде следующих комбинаций символов: 00, --, ++, +0, -0, +-. Выделяют 9 типов наиболее важных взаимодействий между видами.

· нейтрализм(00) - ассоциация двух видов популяций не сказывается ни на одном из них;

· Взаимное конкурентное подавление (--) - обе популяции взаимно подавляют друг друга;

· Конкуренция из-за ресурсов (--) - каждая популяция неблагоприятно воздействует на другую при недостатке пищевых ресурсов;

· Аменсализм (-0) - одна популяция подавляет другую, но сама при этом не испытывает отрицательного влияния;

· Паразитизм (+ -) -популяция паразита наносит вред популяции хозяина;

· Хищничество (+ -) - одна популяция неблагоприятно воздействует на другую в результате прямого нападения, но зависит от другой;

· Комменсализм (+0) - одна популяция извлекает пользу от объединения с другой, а другой популяции это объединение безразлично;

· Протокооперация (+ +) -обе популяции получают пользу от объединения;

· Мутуализм (+ +) - связь благоприятна для роста и выживания отдельных популяций, причём в естественных условиях ни одна из них не может существовать без другой.

102. Био­логические ритмы в деятельности экосистем. Биологические ритмы.

Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. К внешним факторам относятся – изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений. Рост и цветение растений зависят от взаимодействия между их биологическими ритмами и изменениями средовых факторов. Эти же факторы определяют время наступления перелетов птиц, линьку животных и т.д.

Суточный ритм обнаружен у многих организмов от одноклеточных до человека. У человека отмечено более 100 физиологических функций связаных с ритмами: сон, ритм сердечных сокращений, потоотделение, мышечная и умственная работоспособность. Существуют также адаптивные биоритмы: суточные, приливно-отливные,годовые. Благодаря им самые важные биологические функции(питание, рост, размножение) выпадают на наиболее благоприятное для этого времени суток или года.Адаптивные ритмы возникли как приспособление физиологии животных к экологическим условиям среды.

Природные ритмы для любого организма можно разделить на внешние (цикличные изменения в окружающей среде) и внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью). Основные внешние ритмы имеют географическую природу, так как связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны – относительно Земли. Под влиянием этого вращения закономерно изменяется множество экологических факторов на нашей планете, в особенности световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное энергетическое поле, океанические приливы и отливы и др. приливы наступают каждые 12,4 часа. Такой же период у приливных ритмов. Например, рак-отшельник прячется от света в отлив и выходит из тени в прилив; с наступлением прилива устрицы приоткрывают свои раковины, разворачивают щупальцы актинии и т.п. Многие животные, в том числе некоторые рыбы, в прилив потребляют больше кислорода. С подъемом и спадом воды синхронизированы изменения окраски манящих крабов.

Внутренние циклы – это, прежде всего, физиологические ритмы организмов. Физиологические процессы не осуществляются непрерывно. Ритмичность обнаружена в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, работе ферментов и деятельности митохондрий. Определенному ритму подчиняется деление клеток, сокращение мышц, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т.е. работа всех клеток органов и тканей организма. При этом каждая система имеет свой собственный период. Изменить этот период действием факторов внешней среды можно лишь в узких пределах, а отдельные процессы – совсем нельзя.

Фотопериодизм – реакция организмов на сезонные изменения дня. Его проявление зависит не от интенсивности освещения, а только от ритма чередования темного и светлого периода суток. Фотопериодическая реакция живых имеет большое приспособительное значение: способность реагировать на изменение длины дня обеспечивает заблаговременные физиологические перестройки. Ритм дня и ночи выступает как сигнал предстоящих изменений климатических факторов, непосредственно воздействующих на живой организм (температура, влажность и т.д.).

У длиннодневных растений и животных увеличивающийся весенний и раннелетний день стимулирует ростовые процессы и подготовку к размножению. Укорачивающиеся дни второй половины лета и осени вызывают торможение роста и подготовку к зиме. Короткодневные растения особенно чувствительны к фотопериодизму, так как длина дня на их родине в течение года меняется незначительно (тропические виды). Фотопериодизм растений и животных – наследственно закрепленное, генетически обусловленное свойство. Однако фотопериодическая реакция проявляется лишь при определенном воздействии других факторов среды, например, в определенном интервале температур.

Низкочастотные ритмы. Биологические ритмы с периодами, намного превышающими один месяц, трудно объяснить на основе биохимических флуктуаций, которыми, вероятно, обусловлены ритмы циркадианные, и механизм их пока неизвестен. Среди таких ритмов наиболее очевидны годичные. Если деревья умеренного пояса пересадить в тропики, они некоторое время будут сохранять цикличность цветения, сбрасывания листьев и периода покоя. Рано или поздно эта ритмичность нарушится, продолжительность фаз цикла будет все более неопределенной и в конечном итоге исчезнет синхронизация биологических циклов не только разных экземпляров одного и того же вида, но даже разных ветвей одного дерева.