Modele de interacțiune a organismului cu mediul. Modele de interacțiune între organisme și mediu. habitat și efectul factorilor de mediu. Evaluarea sanitara si igienica a speciilor de arbori

Factorii biotici ai mediului terestru și acvatic al solurilor Substanțe biologic active ale organismelor vii Factori antropogeni Modele generale de interacțiune între organisme și factorii de mediu Conceptul de factor limitator. Legea minimă a lui Liebig Legea lui Shelford Specificul impactului factorilor antropici asupra unui organism Clasificarea organismelor în raport cu factorii de mediu 1. Condițiile stepelor de iarbă cu pene reprezintă regimuri complet diferite de factori abiotici.

Distribuiți-vă munca pe rețelele sociale

Dacă această lucrare nu vă convine, în partea de jos a paginii există o listă cu lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Prelegerea nr. 7

1. Factori biotici
   1. Concept, tipuri de factori biotici.
   2. Factori biotici ai mediilor terestre și acvatice, solurilor
   3. Factori antropogeni
2. Modele generale de interacțiune între organisme și factorii de mediu
   1. Conceptul de factor limitator. Legea lui Liebig a minimului, legea lui Shelford

1. Factori biotici

Interacțiunile indirecte constau în faptul că unele organisme sunt formatoare de mediu în raport cu altele, iar importanța prioritară aici revine, desigur, plantelor fotosintetice. De exemplu, funcția locală și globală de formare a mediului a pădurilor, inclusiv rolurile lor de protecție a solului și a câmpului și de protecție a apei, este bine cunoscută. Direct în condițiile de pădure se creează un microclimat unic, care depinde de caracteristicile morfologice ale arborilor și permite să locuiască aici animale specifice de pădure, plante erbacee, mușchi etc.. Condițiile stepelor de iarbă cu pene reprezintă regimuri complet diferite de factori abiotici. În rezervoare și cursuri de apă, plantele sunt sursa principală a unei componente abiotice atât de importante a mediului precum oxigenul.

În același timp, plantele servesc ca habitat direct pentru alte organisme. De exemplu, în țesuturile unui copac se dezvoltă multe ciuperci (lemn, liban, scoarță), ale căror corpuri fructifere (ciuperci tinder) pot fi văzute pe suprafața trunchiului; Multe insecte și alte nevertebrate trăiesc în interiorul frunzelor, fructelor și tulpinilor plantelor erbacee și lemnoase, iar golurile copacilor sunt habitatul obișnuit pentru o serie de mamifere și păsări. Pentru multe specii de animale secrete, locul lor de hrănire este combinat cu habitatul lor.

Interacțiunile dintre organismele vii din mediile terestre și acvatice

Interacțiunile dintre organismele vii (în principal animale) sunt clasificate în funcție de reacțiile lor reciproce.

Există homotipice (din greacă. homos - reacții identice, adică interacțiuni între indivizi și grupuri de indivizi din aceeași specie și heterotipice (din greacă. heteros - diferit, diferit) - interacțiuni între reprezentanți ai diferitelor specii. Printre animale, există specii care sunt capabile să se hrănească doar cu un singur tip de hrană (monofage), dintr-o gamă mai mult sau mai puțin limitată de surse de hrană (oligofage înguste sau largi) sau cu multe specii, folosind nu numai plante, ci și animale. țesuturi pentru alimente (polifage). Acestea din urmă includ, de exemplu, multe păsări care sunt capabile să mănânce atât insecte, cât și semințe de plante, sau o specie atât de cunoscută precum ursul, care este un prădător prin natură, dar mănâncă de bunăvoie fructe de pădure și miere.

Cel mai frecvent tip de interacțiuni heterotipice între animale este prădarea, adică urmărirea directă și consumul unor specii de către altele, de exemplu, insecte - păsări, ungulate erbivore - prădători carnivori, pești mici - cei mai mari etc. Prădărea este larg răspândită între nevertebrate. animale - insecte, arahnide, viermi etc.

Alte forme de interacțiuni între organisme includ binecunoscuta polenizare a plantelor de către animale (insecte); forezie, adică transfer de la o specie la alta (de exemplu, semințe de plante de către păsări și mamifere); comensalism (alimentație comună), când unele organisme se hrănesc cu resturile de hrană sau cu secrețiile altora, un exemplu fiind hienele și vulturii care devorează resturile de hrană ale leilor; synoikia (coabitare), de exemplu, utilizarea de către unele animale a habitatelor (vizuini, cuiburi) altor animale; neutralismul, adică independența reciprocă a diferitelor specii care trăiesc pe un teritoriu comun.

Unul dintre tipurile importante de interacțiune între organisme este competiția, care este definită ca dorința a două specii (sau indivizi ai aceleiași specii) de a poseda aceeași resursă. Astfel, se disting competiția intraspecifică și cea interspecifică. Competiția interspecifică este, de asemenea, considerată ca dorința unei specii de a înlocui o altă specie (concurent) dintr-un habitat dat.

Cu toate acestea, dovezi reale ale competiției în condiții naturale (mai degrabă decât experimentale) sunt greu de găsit. Desigur, doi indivizi diferiți din aceeași specie pot încerca să ia bucăți de carne sau alte alimente unul de la celălalt, dar astfel de fenomene se explică prin calitatea diferită a indivizilor înșiși, prin adaptabilitatea lor diferită la aceiași factori de mediu. Orice tip de organism este adaptat nu unui anumit factor, ci complexului lor, iar cerințele a două specii diferite (chiar apropiate) nu coincid. Prin urmare, unul dintre cei doi va fi forțat să iasă în mediul natural nu din cauza aspirațiilor competitive ale celuilalt, ci pur și simplu pentru că este mai puțin bine adaptat la alți factori.Un exemplu tipic este „concurența” pentru lumină între conifere și foioase. specii de arbori din arboretele tinere.

Arborii de foioase (aspen, mesteacăn) depășesc pinul sau molidul în creștere, dar acest lucru nu poate fi considerat competiție între ei: primii sunt pur și simplu mai adaptați la condițiile de poieni și zone arse decât cei din urmă. Mulți ani de muncă la distrugerea „buruienilor” foioase cu ajutorul erbicidelor și arboricidelor (preparate chimice pentru distrugerea plantelor erbacee și arbuștilor), de regulă, nu au condus la „victoria” coniferelor, deoarece nu numai alimentarea cu lumină, dar și mulți alți factori (cum ar fi biotic și abiotic) nu au îndeplinit cerințele lor.

O persoană trebuie să țină cont de toate aceste circumstanțe atunci când gestionează animale sălbatice, când exploatează animale și plante, adică atunci când pescuiește sau desfășoară activități economice precum protecția plantelor în agricultură.

Factorii biotici ai solului

După cum am menționat mai sus, solul este un corp bioinert. Organismele vii joacă un rol vital în procesele de formare și funcționare a acestuia. Acestea includ, în primul rând, plantele verzi care extrag substanțele chimice nutritive din sol și le returnează împreună cu țesuturile pe moarte.

Dar în procesele de formare a solului, un rol decisiv îl au organismele vii (pedobionte) care locuiesc în sol: microbi, nevertebrate etc. Microorganismele joacă un rol principal în transformarea compușilor chimici, migrarea elementelor chimice și nutriția plantelor. .

Distrugerea primară a materiei organice moarte este efectuată de animalele nevertebrate (viermi, moluște, insecte etc.) în procesul de hrănire și excreție a produselor digestive în sol. Sechestrarea carbonului fotosintetic în sol este efectuată în unele tipuri de sol de către alge microscopice verzi și albastru-verzi.

Microorganismele din sol efectuează principala distrugere a mineralelor și duc la formarea de acizi organici și minerali, alcalii și eliberează enzime, polizaharide și compuși fenolici sintetizați de acestea.

Cea mai importantă legătură în ciclul biogeochimic a azotului este fixarea azotului, care este efectuată de bacteriile fixatoare de azot. Se știe că producția totală de fixare a azotului de către microbi este de 160-170 milioane tone/an. De asemenea, este necesar să menționăm că fixarea azotului, de regulă, este simbiotică (în comun cu plantele), realizată de bacterii nodulare situate pe rădăcinile plantelor.

Substanțe biologic active ale organismelor vii

Factorii de mediu de natură biotică includ compuși chimici care sunt produși activ de organismele vii. Acestea sunt, în special, fitoncide - substanțe predominant volatile produse de organisme de către plante care ucid microorganismele sau le inhibă creșterea. Acestea includ glicozide, terpenoide, fenoli, taninuri și multe alte substanțe. De exemplu, 1 hectar de pădure de foioase eliberează aproximativ 2 kg de substanțe volatile pe zi, pădure de conifere - până la 5 kg, pădure de ienupăr - aproximativ 30 kg. Prin urmare, aerul ecosistemelor forestiere are o importanță sanitară și igienă critică, ucigând microorganismele care provoacă boli umane periculoase. Pentru plantă, fitoncidele servesc ca protecție împotriva infecțiilor bacteriene, fungice și protozoare. Plantele sunt capabile să producă substanțe protectoare ca răspuns la infecția cu ciuperci patogene.

Substanțele volatile din unele plante pot servi ca mijloc de înlocuire a altor plante. Influența reciprocă a plantelor prin eliberarea de substanțe active fiziologic în mediu se numește alelopatie (din greacă. allelon - reciproc, patos - suferință).

Substanțele organice produse de microorganisme care au capacitatea de a ucide microbii (sau de a le inhiba creșterea) se numesc antibiotice; un exemplu tipic este penicilina. Antibioticele includ și substanțe antibacteriene conținute în celulele vegetale și animale.

Alcaloizii periculoși care au efecte toxice și psihotrope se găsesc în multe ciuperci și plante superioare. Dureri de cap severe, greață și chiar pierderea conștienței pot apărea ca urmare a șederii lungi a unei persoane într-o mlaștină cu rozmarin sălbatic.

Animalele vertebrate și nevertebrate au capacitatea de a produce și secreta substanțe repellente, atractive, de semnalizare și ucigătoare. Printre acestea se numără multe arahnide (scorpion, karakurt, tarantula etc.) și reptile. Omul folosește pe scară largă otrăvurile animale și vegetale în scopuri medicinale.

Evoluția comună a animalelor și plantelor a dezvoltat în ele cele mai complexe relații informațional-chimice. Să dăm doar un exemplu: multe insecte își disting speciile alimentare prin miros; gândacii de scoarță, în special, zboară doar către un copac pe moarte, recunoscându-l după compoziția terpenelor volatile ale rășinii.

Factori de mediu antropici

Întreaga istorie a progresului științific și tehnologic este o combinație între transformarea omului a factorilor naturali de mediu pentru propriile sale scopuri și crearea altora noi care anterior nu existau în natură.

Topirea metalelor din minereuri și producerea de echipamente sunt imposibile fără crearea de temperaturi ridicate, presiuni și câmpuri electromagnetice puternice. Obținerea și menținerea recoltelor mari ale culturilor agricole necesită producerea de îngrășăminte și produse chimice de protecție a plantelor împotriva dăunătorilor și agenților patogeni. Asistența medicală modernă este de neconceput fără chimioterapie și fizioterapie. Aceste exemple pot fi multiplicate.

Realizările progresului științific și tehnologic au început să fie folosite în scopuri politice și economice, lucru extrem de manifestat în crearea unor factori speciali de mediu care au afectat oamenii și bunurile acestora: de la arme de foc la mijloace de influență fizică, chimică și biologică în masă. În acest caz, putem vorbi direct despre un ansamblu de factori antropotropi (adică, care vizează corpul uman) și, în special, factori de mediu antropocizi care provoacă poluarea mediului.

Pe de altă parte, pe lângă astfel de factori intenționați, în timpul exploatării și prelucrării resurselor naturale, se formează în mod inevitabil compuși chimici subproduși și zone cu niveluri ridicate de factori fizici. În unele cazuri, aceste procese pot fi de natură abruptă (în condiții de accidente și dezastre) cu consecințe grave asupra mediului și materialelor. Prin urmare, a fost necesar să se creeze modalități și mijloace de protejare a oamenilor de factorii periculoși și nocivi, care a fost implementat acum în sistemul de siguranță a vieții menționat mai sus.

Într-o formă simplificată, o clasificare aproximativă a factorilor de mediu antropici este prezentată în Fig. 1.

Orez. 1. Clasificarea factorilor de mediu antropici

2. Modele generale de interacțiune între organisme și factorii de mediu

Orice factor de mediu este dinamic, variabil în timp și spațiu.

Sezonul cald face loc sezonului rece la intervale regulate; În timpul zilei se observă fluctuații mai mult sau mai puțin ample de temperatură, lumină, umiditate, puterea vântului etc.. Toate acestea sunt fluctuații naturale ale factorilor de mediu, dar și oamenii sunt capabili să le influențeze. Influența activităților antropice asupra mediului se manifestă în general prin modificări ale regimurilor (valori absolute și dinamică) factorilor de mediu, precum și compoziția factorilor, de exemplu, la introducerea xenobioticelor în sistemele naturale în timpul procesului de producție sau măsuri speciale, precum protecția plantelor folosind pesticide sau introducerea în sol a îngrășămintelor organice și minerale.

Cu toate acestea, fiecare organism viu necesită niveluri strict definite, cantități (doze) de factori de mediu, precum și anumite limite ale fluctuațiilor acestora. Dacă regimurile tuturor factorilor de mediu corespund cerințelor stabilite ereditar ale organismului (adică genotipul său), atunci acesta este capabil să supraviețuiască și să producă descendenți viabili. Cerințele și rezistența unui anumit tip de organism la factorii de mediu determină limitele zonei geografice în care poate trăi, adică aria sa. Factorii de mediu determină, de asemenea, amplitudinea fluctuațiilor numărului unei anumite specii în timp și spațiu, care nu rămâne niciodată constantă, ci variază în limite mai mult sau mai puțin largi.

Legea factorului limitator

Un organism viu în condiții naturale este expus simultan nu unuia, ci multor factori de mediu - atât biotici, cât și abiotici, iar fiecare factor este solicitat de organism în anumite cantități sau doze. Plantele au nevoie de cantități semnificative de umiditate și substanțe nutritive (azot, fosfor, potasiu), dar alte substanțe, precum borul sau molibdenul, sunt necesare în cantități neglijabile. Cu toate acestea, deficiența sau absența oricărei substanțe (atât macro- și microelemente) afectează negativ starea organismului, chiar dacă toate celelalte sunt prezente în cantitățile necesare. Unul dintre fondatorii agrochimiei, omul de știință german Justus Liebig (1803-1873), a formulat teoria nutriției minerale a plantelor. El a stabilit că dezvoltarea unei plante sau starea acesteia nu depinde de acele elemente (sau substanțe) chimice, adică de factori care sunt prezenți în sol în cantități suficiente, ci de cei care lipsesc. De exemplu, conținutul de azot sau fosfor din sol suficient pentru plantă nu poate compensa lipsa de fier, bor sau potasiu. Dacă oricare (cel puțin unul) dintre nutrienții din sol este mai mic decât ceea ce necesită o anumită plantă, atunci se va dezvolta anormal, lent sau va avea abateri patologice. J. Liebig a formulat rezultatele cercetării sale sub forma unui fundamentallegea minimului.

Substanța prezentă în minim controlează randamentul, îi determină dimensiunea și stabilitatea în timp.

Desigur, legea minimului este valabilă nu numai pentru plante, ci și pentru toate organismele vii, inclusiv pentru oameni. Se știe că, în unele cazuri, lipsa oricăror elemente din organism trebuie compensată prin consumul de apă minerală sau vitamine.

Unii oameni de știință derivă o consecință suplimentară din legea minimului, conform căreia organismul este capabil, într-o anumită măsură, să înlocuiască o substanță deficitară cu alta, adică să compenseze lipsa unui factor prin prezența altuia. - apropiate din punct de vedere funcțional sau fizic. Cu toate acestea, astfel de posibilități sunt extrem de limitate.

Se știe, de exemplu, că laptele matern pentru sugari poate fi înlocuit cu formule artificiale, dar copiii hrăniți cu lapte praf care nu primesc lapte matern în primele ore de viață, de regulă, suferă de diateză, manifestată printr-o tendință de a erupții cutanate, inflamații ale tractului respirator etc.

Legea lui Liebig este una dintre legile fundamentale ale ecologiei.

Cu toate acestea, la începutul anului XX secolului, omul de știință american V Shelford a arătat că o substanță (sau orice alt factor) prezentă nu doar în minim, ci și în exces față de nivelul cerut de organism, poate duce la consecințe nedorite pentru organism.

De exemplu, chiar și o ușoară abatere a conținutului de mercur (în principiu, un element inofensiv) din organism de la o anumită normă duce la tulburări funcționale severe (cunoscuta „boală Minamata”). Lipsa de umiditate în sol face ca nutrienții prezenți în acesta să fie inutili pentru plantă, dar excesul de umiditate duce la consecințe similare din motive, de exemplu, „sufocarea” rădăcinilor, acidificarea solului și apariția proceselor anaerobe. Multe microorganisme, inclusiv cele utilizate în instalațiile de tratare biologică a apelor uzate, sunt foarte sensibile la limitele conținutului de ioni liberi de hidrogen, adică la aciditatea mediului (pH).

Să analizăm ce se întâmplă cu organismul în condițiile dinamicii regimului unuia sau altui factor de mediu. Dacă plasați orice animal sau plantă într-o cameră experimentală și modificați temperatura aerului în ea, atunci starea (toate procesele de viață) a organismului se va schimba. În acest caz, va fi dezvăluit cel mai bun nivel (optim) al acestui factor pentru organism (Sus). la care activitatea sa (A) va fi maximă (Fig. 2.). Dar dacă regimurile factoriale se abat de la optim într-o direcție sau alta (mai mult sau mai puțin), atunci activitatea va scădea. La atingerea unei anumite valori maxime sau minime, factorul va deveni incompatibil cu procesele vieții. În organism vor avea loc schimbări care îi provoacă moartea. Aceste niveluri se vor dovedi a fi letale sau letale (Tlet și Tlet).

Teoretic similare, deși nu absolut asemănătoare, se pot obține rezultate în experimente cu modificări ale altor factori: umiditatea aerului, conținutul de diverse săruri din apă, aciditatea mediului etc. (vezi Fig. 2, b). Cu cât este mai mare amplitudinea fluctuațiilor factorilor la care organismul își poate menține viabilitatea, cu atât este mai mare stabilitatea acestuia, adică toleranța la un anumit factor (de la lat. toleranta rabdare).

Orez. 2. Impactul factorilor de mediu asupra organismului

Prin urmare, cuvântul „tolerant” este tradus ca stabil, tolerant, iar toleranța poate fi definită ca fiind capacitatea organismului de a rezista la abaterile factorilor de mediu de la valorile optime pentru viața sa.

Din toate cele de mai sus rezultă căLegea lui W. Shelford, sau așa-numitullegea tolerantei.

Orice organism viu are anumite limite superioare și inferioare de rezistență (toleranță) la orice factor de mediu, moștenite evolutiv.

În această formulare, legea poate fi ilustrată printr-o curbă modificată (Fig. 2, b), unde axa orizontală arată valorile nu ale temperaturii, ci ale altor diverși factori - atât fizici, cât și chimici. Ceea ce contează pentru organism nu este doar intervalul real de modificare a factorului, ci și viteza cu care se modifică factorul. Sunt cunoscute experimente în care, cu o scădere bruscă a temperaturii aerului de la +15 la -20 °C, omizile unor fluturi au murit, iar cu o răcire lentă, treptată, au putut fi readuse la viață după temperaturi mult mai scăzute. Legea este formulată în așa fel încât să fie valabilă pentru orice factor de mediu. În general, acest lucru este adevărat. Dar sunt posibile și excepții, atunci când este posibil să nu existe o limită superioară sau inferioară de stabilitate. Vom analiza mai jos un exemplu specific al unei astfel de excepții.

Totuși, legea toleranței are o interpretare diferită. Legea toleranței este asociată cu idei larg răspândite în ecologie despre factorii limitatori. Nu există o interpretare unică a acestui concept și diferiți ecologisti îi pun înțelesuri complet diferite.

Se crede, de exemplu, că un factor de mediu joacă un rol limitativ dacă este absent sau este deasupra sau sub un nivel critic (Dazho, 1975, p. 22); o altă interpretare este că un factor limitator este acela care stabilește un cadru pentru orice proces, fenomen sau existență a unui organism (Reimers, 1990, p. 544); același concept este folosit în legătură cu resursele care limitează creșterea populației și pot crea baza competiției (Ricklefs, 1979, p. 255). Potrivit lui Odum (1975, p. 145), orice condiție care se apropie sau depășește limitele toleranței este un factor limitativ. Astfel, pentru organismele anaerobe, oxigenul este considerat factor limitativ, pentru fitoplanctonul din apă - fosfor etc.

Ce ar trebui să se înțeleagă de fapt prin această expresie? Răspunsul la această întrebare este extrem de important din punct de vedere practic și este asociat cu poluarea mediului. Să revenim la Fig. 2, a. După cum putem vedea, intervalul dintre Tlet și Tlet reprezintă limitele supraviețuirii, după care apare moartea. În același timp, domeniul real de rezistență al organismului este mult mai restrâns. Dacă într-un experiment modul factor este deviat de la TOP, atunci starea vitală a organismului (A) va scădea, iar la o anumită valoare superioară sau inferioară a factorului vor apărea modificări patologice ireversibile în organismul experimental. Corpul va intra într-o stare depresivă, pesimală. Chiar dacă opriți experimentul și readuceți factorul la optim, organismul nu își va putea restabili complet starea (sănătatea), deși asta nu înseamnă că va muri neapărat. Situații similare sunt bine cunoscute în medicină: atunci când oamenii sunt expuși la substanțe chimice nocive, zgomot, vibrații etc. în timpul experienței de muncă, ei dezvoltă boli profesionale. Astfel, înainte ca un factor să aibă un efect letal asupra organismului, se poate dovedi a limita starea sa vitală.

Orice factor de mediu dinamic în timp și spațiu (fizic, chimic, biologic) poate fi fie letal, fie limitativ, în funcție de amploarea sa. Acest lucru dă motive pentru a formula următorul postulat, care are semnificația dreptului.

Orice element al mediului poate acționa ca un factor limitator de mediu dacă nivelul său provoacă modificări patologice ireversibile în organism și îl transferă (organismul) într-o stare ireversibil pesimală, din care organismul nu este capabil să iasă, chiar dacă nivelul de acest factor revine la optim.

Acest postulat este direct legat de protecția sanitară a mediului și de reglementarea sanitară și igienă a compușilor chimici din aer, sol, apă și produse alimentare.

În fig. 2, iar valorile factorului, peste care va deveni limitativ, sunt desemnate Tlim și Tlim.

De fapt, legea factorului limitativ poate fi considerată ca un caz special al unei legi mai generale - legea toleranței, și i se poate da următoarea formulare aplicată.

Orice organism viu are praguri (limite) superioare și inferioare de rezistență la orice factor de mediu, atunci când este depășit, acest factor provoacă anomalii funcționale ireversibile, persistente în organism în anumite organe și procese fiziologice (biochimice), fără a duce direct la moarte.

Modelele considerate și ilustrate în Figura 2 a, b reprezintă o teorie generală. Dar datele obținute într-un experiment real, de regulă, nu ne permit să construim astfel de curbe perfect simetrice: rata reală de deteriorare a stării vitale a organismului atunci când nivelul factorului se abate de la optim într-o direcție sau alta este nu e la fel.

Corpul poate fi mai rezistent, de exemplu, la temperaturi scăzute sau la niveluri de alți factori, dar mai puțin rezistent la temperaturi ridicate, așa cum se arată în Fig. 3. În consecință, secțiunile pesimile ale curbelor de toleranță vor fi mai mult sau mai puțin „abrupte”. Astfel, pentru organismele iubitoare de căldură, chiar și o scădere ușoară a temperaturii mediului poate avea consecințe adverse (și ireversibile) asupra stării lor, în timp ce creșterea temperaturii va da un efect lent, treptat.

Acest lucru se aplică nu numai temperaturii mediului, ci și altor factori, de exemplu, conținutul anumitor substanțe chimice în apă, presiune, umiditate etc. Mai mult, la speciile care se dezvoltă odată cu transformarea (mulți amfibieni, artropode), toleranța la aceeași factorii din diferite stadii de ontogeneză pot fi diferiți.

În toate astfel de situații, vorbim în primul rând despre factori naturali, adică cei a căror dinamică în timp și spațiu a determinat evoluția, selecția și dezvoltarea adaptării.

Specificul impactului factorilor antropici asupra organismului

Unii factori antropici de acțiune țintită (vezi clasificarea din Fig. 1) de influență vizează depășirea rezistenței organismului, eliminarea supraviețuirii acestuia sau dezvoltarea adaptării.

Acestea sunt, de exemplu, pesticidele (pesticidele) folosite pentru a ucide dăunătorii plantelor sau buruienile, antibioticele, otrăvurile sintetice de uz casnic pentru combaterea insectelor sinantropice și a rozătoarelor. Specificul unor astfel de substanțe este că nu erau factori de evoluție și selecție naturală: pur și simplu nu existau în mediu, sau nivelurile lor erau imperceptibile. Nu era nevoie ca organismele să dezvolte reacții adaptative față de ele.

Acesta din urmă se aplică și factorilor abiotici ai efectelor (colaterale) nedirecționale. Astfel, nivelurile de zgomot, vibrații, temperatură etc. în condițiile de producție depășesc cu mult limitele toleranței organismului, dar în acest caz acești factori sunt semnificativi din punct de vedere al mediului doar atunci când parametrii lor depășesc limitele superioare ale stabilității organismului, adică factorii devin limitativi sau letali.

Același lucru ar trebui spus despre subiectul principal al protecției mediului - poluanții dispersați în aer, apă și sol. Absența, de exemplu, a SO 2 sau praful de azbest din aer nu are niciun efect nociv asupra organismului. Și prezența lor poate provoca consecințe negative. Prin urmare, prezentat în Fig. 2, b, schema generală a impactului factorilor de mediu asupra organismului (în continuare vom vorbi doar despre corpul uman) poate fi prezentată într-o formă diferită (Fig. 2, c).

Concentrația unui poluant în mediu (C) este trasată de-a lungul axei orizontale, iar starea optimă pentru organism este absența acestei substanțe (C = 0), iar optimul activității sale vitale este situat pe axa ordonatelor. Să vedem ce se poate întâmpla când această substanță apare în mediu. În funcție de caracteristicile individuale ale organismului (morfologice, fiziologice), chiar și o prezență ușoară a unei substanțe nocive (C > 0) poate determina o scădere a activității vitale, deși nu vor apărea modificări ireversibile în organism. Astfel, locuitorii multor centre industriale mari se confruntă cu siguranță cu un oarecare disconfort, și poate chiar rău, în prezența anumitor poluanți în aer sau apă. Este clar că, pe măsură ce conținutul acestor substanțe crește (C>>0), starea oamenilor se va înrăutăți, adică activitatea vitală va scădea. Dar, în același timp, concentrația de poluant poate atinge o asemenea valoare la care pot apărea modificări patologice ireversibile în organism, detectabile prin metodele medicinei moderne. Aceasta înseamnă că organismul are un anumit prag de rezistență (toleranță) la o anumită substanță; un factor al cărui nivel depăşeşte acest prag poate fi considerat limitativ din punct de vedere al mediului.

Organismul poate trăi cu aceste abateri de la starea normală (optimală) de viață mulți ani, dar nu mai poate fi considerat sănătos. Să ne amintim binecunoscutul concept de „boală profesională”. În fig. 2 în punctul corespunzător este indicat prin două simboluri: în limbajul ecologiei ca C lim , și în limbajul toxicologiei - ca C de atunci (concentrație prag).

O creștere suplimentară a concentrației substanței în mediu poate duce la moarte (C ani ).

Astfel, dacă, din cauza unor circumstanțe obiective, este nerealist să se asigure un conținut zero de anumite impurități, concentrațiile acestora ar trebui limitate la acele valori care nu depășesc C de atunci , stabilit experimental în experimente pe animale sau orice alte teste. Prin urmare, valoarea prag stabilită a conținutului de substanță va avea semnificația concentrației maxime admisibile (MPC). Este clar că în raport cu valoarea stabilită experimental a lui C de atunci concentrația maximă admisă este acceptată cu o anumită „marjă”, adică este de obicei mai mică decât C por .

Această problemă este discutată mai detaliat în prelegerea „Reglementarea impactului antropic asupra mediului”. Aici, toate aceste explicații au fost necesare doar pentru a demonstra legătura dintre ecologie și protecția sanitară a mediului. Acesta din urmă, după cum vedem, se bazează pe legea ecologică a factorului limitator.

Legea factorului limitativ stă și la baza unui set de măsuri de siguranță a vieții. Factorii de mediu antropici discutați mai sus sunt periculoși deoarece regimurile și nivelurile lor depășesc limitele de toleranță ale corpului uman și devin limitative.

Din tot ce s-a spus, rezultă prima regulă de protecție a mediului, exprimată în limbajul ecologiei.

Protejarea mediului înseamnă asigurarea compoziției și regimurilor factorilor de mediu în limitele toleranței moștenite a unui organism viu (în primul rând uman), i.e. gestionați-l astfel încât niciun factor să nu fie limitativ în raport cu acesta.

Clasificarea organismelor în raport cu factorii de mediu

Cerințele pentru amplitudinile fluctuațiilor factorilor (limită de toleranță) sunt diferite pentru diferite organisme: pentru unele aceste limite sunt mai largi, pentru altele sunt mai înguste. De exemplu, crapul poate trăi doar în apă dulce, iar binecunoscutul spinic comun tolerează o oarecare salinitate. Plantele pot fi higrofil (solicita la apă), mezofilă (preferând umiditatea moderată), xerofil (iubitor de uscat). Mesteacănul crește bine atât în ​​soluri relativ uscate, cât și în soluri moderat umede, în timp ce umiditatea curgătoare moderată este de preferat pentru molid. Astfel, fiecare specie are anumite limite de toleranță la diverși factori de mediu care îi determină distribuția, abundența și modificările de număr în timp și spațiu.

Figura 3 prezintă limitele de toleranță pentru diverse specii: una dintre aceste specii are limite largi de toleranță - euritermală (din grecescul eury wide, diferit) și poate trăi în condiții de amplitudine mare a schimbărilor de temperatură ( II ); celelalte două - stenoterme (din grecescul stenos - înguste) - au limite de stabilitate mult mai înguste, una dintre ele în intervalul relativ scăzute, iar cealaltă - temperaturi relativ ridicate. Cu toate acestea, priveliștea eu , adaptat la temperaturi scăzute, este criofil (din grecescul krios - rece), și III - termofil. După cum putem observa, specia euritermală este capabilă să dezvolte și să mențină activitatea cu fluctuații mari ale factorului, în timp ce specia stenotermală își reduce activitatea chiar și cu abateri minore de la optim.

Orez. 3. Limitele rezistenței (toleranței) organismelor la factorii de mediu folosind temperatura ca exemplu și clasificarea rezistenței organismelor

Modele similare se aplică altor factori. De exemplu, am menționat deja higrofile și xerofili. În raport cu conținutul de sare din habitat, se disting eurygale și stenogale (din grecescul gals - sare), în raport cu iluminarea - euryphotes și stenophotes, în raport cu aciditatea mediului - specii euriionice și stenoionice.

Este destul de clar că există și limite ale rezistenței organismelor în raport cu poluanții: unele plante sau animale sunt mai rezistente la prezența impurităților în aer sau apă decât altele.

Folosind termeni deja familiari nouă, evaluând adaptabilitatea organismelor la traiul în condiții de amplitudini largi și înguste ale modificărilor factorilor, putem vorbi despre specii care pot trăi într-o varietate de habitate (euritopic) și despre cele a căror distribuție este limitată de înguste. solicitări asupra factorilor de mediu (stenotopice).

În condiții de adaptare constantă la factorii de mediu în schimbare, organismele, în procesul de evoluție și selecție naturală, dezvoltă caracteristici fixe ereditar care asigură o viață normală în diferite condiții de mediu, numite adaptări . Indivizii care din anumite motive și-au pierdut capacitatea de adaptare în condițiile schimbării regimurilor factorilor de mediu sunt sortiți dispariției.

Cele mai tipice exemple de adaptare sunt adaptările morfologice, de exemplu, adaptarea la înotul rapid la animalele acvatice, la supraviețuirea în condiții de temperaturi ridicate și deficiență de umiditate la cactusi și alte suculente.

Adaptările comportamentale (otologice) se manifestă, de exemplu, în migrațiile sezoniere ale păsărilor, hibernarea unor animale etc.

Alte lucrări similare care vă pot interesa.vshm>
10640.		Habitat, factori de mediu și modele generale de acțiune a acestora	345,17 KB
	Pentru fiecare factor de mediu există o intensitate favorabilă de impact numită zonă optimă. Cu o asemenea intensitate a acțiunii factorilor, se observă cele mai bune condiții pentru viața organismelor. În funcție de ce nivel optim este cel mai acceptabil pentru specii, ele se disting între umiditatea caldă și cea iubitoare de rece și speciile iubitoare de uscat adaptate la salinitate ridicată sau scăzută. Cu cât doza de factor se abate de la valoarea optimă pentru o specie dată, cu atât activitatea sa vitală este mai inhibată.
16033.		Modele de formare a forței și factori cinematici necesari unei mașini pentru a depăși obstacolele de profil	927,96 KB
	Nivelul capacității de profil cross-country de operare a vehiculelor de teren, cu excepția unor vehicule speciale create conform cerințelor specifice ale departamentului militar, este asigurat numai de parametrii lor de proiectare - modele de amplasare a osiilor pe bază
6643.		Reproducerea și dezvoltarea organismelor	269,28 KB
	Ele pot fi împărțite în funcție de câte celule sunt implicate în procesul de reproducere asexuată: reproducere asexuată în care o generație fiică ia naștere dintr-o singură celulă: diviziune celulară diviziune celulară multiplă schizogonie sporulare sporulare înmugurire în drojdia unicelulară...
3574.		Interacțiunile piețelor financiare mondiale. Ciclul de interacțiune a piețelor financiare conform lui Martin Pring. Analiza intermarket	187,24 KB
	Analiza interpiață presupune studiul simultan a patru piețe financiare - valutar, mărfuri, obligațiuni și acțiuni. Modul în care aceste patru piețe interacționează între ele determină valoarea lor predictivă.
6644.		Dezvoltarea individuală a organismelor (ontogeneză)	78,69 KB
	Se crede că conținutul nuclear al unui singur spermatozoid pătrunde în ovulul animalelor. În cazul oamenilor și uneori al animalelor superioare, perioada de dezvoltare înainte de naștere este adesea numită prenatală după naștere și postnatală. La majoritatea animalelor pluricelulare, indiferent de complexitatea organizării lor, etapele dezvoltării embrionare prin care trece embrionul sunt aceleași. Natura zdrobirii și tipurile de blastule la diferite vertebrate...
21332.		Factori limitatori. Adaptarea organismelor la factori	303,8 KB
	Unele animale iubesc căldura intensă, altele tolerează mai bine temperaturile moderate ale mediului etc. În plus, organismele vii sunt împărțite în cele capabile să existe într-o gamă largă sau îngustă de modificări ale oricărui factor de mediu. Dacă influența condițiilor de mediu nu atinge valori extreme, organismele vii reacționează la aceasta cu anumite acțiuni sau modificări ale stării lor, ceea ce duce în cele din urmă la supraviețuirea speciei. Obiectul de studiu al acestei lucrări îl reprezintă factorii de mediu; subiectul este factorii limitatori și adaptarea organismelor la...
12700.		Caracteristicile biologice ale dăunătorilor și măsurile de combatere a acestora	62,79 KB
	Pierderile de recolte deosebit de semnificative apar ca urmare a prezenței buruienilor care elimină substanțele nutritive și umezeala din sol, umbră plantele cultivate și, în multe cazuri, contaminează produsele cu substanțe toxice și semințe care provoacă otrăvire a oamenilor și animalelor. Principalele direcții de chimizare a agriculturii: utilizarea îngrășămintelor, substanțelor chimice, protecția plantelor împotriva dăunătorilor, bolilor și buruienilor, utilizarea produselor chimice la animale, conserve de produse agricole și...
9281.		Sistemul de fonduri de mediu în Federația Rusă	14,17 KB
	Crearea de fonduri de conservare a naturii pe teritoriul a 38 de regiuni ale Rusiei în timpul unui experiment de mediu și economic, formarea unui sistem de fonduri pe două niveluri: federal și regional. Etapa 1 - experimentală și a inclus clarificarea abordărilor metodologice pentru determinarea mărimii și procedurii de colectare a taxelor pentru poluarea mediului, ținând cont
12741.		Controlul poluării mediului	38,19 KB
	Mercurul este acumulat activ de organismele planctonice care furnizează hrana crustaceelor, iar acestea din urmă sunt consumate de pești. Este în general acceptat că nivelurile de mercur de 20 mg kg sunt letale pentru pești. Irakul a cumpărat cereale contaminate cu metilmercur din Mexic ca sămânță, dar populația locală a folosit cerealele pentru a coace pâine. Datele epidemiologice indică pericolul extrem al cadmiului pentru oameni.
13714.		Dezvoltarea individuală a organismelor și comportamentul lor. Ontogeneză. Ciclul de viață la plante și animale	9,96 KB
	Originea personalității ontogenezei este dezvoltarea individuală a unui organism din momentul formării zigotului până la moartea acestuia. Gameții sunt celule sexuale care poartă informații ereditare și au un set haploid. Fertilizarea este procesul de fuziune a celulelor reproducătoare masculine și feminine ale plantelor sau animalelor și stă la baza procesului sexual. Perioada germinativă embrionară este perioada de ontogeneză de la formarea zigotului până la naștere sau apariția din membranele ouălor sau germinare.

Dependența organismelor de factorii de mediu. Probleme de mediu legate de situația demografică. Probleme de mediu în regiuni mari. Strategii de dezvoltare a mediului.

1. Introducere
2. Resursele biosferei și problemele demografice moderne
3. Tipare de dependență a organismelor de factorii de mediu
4. Esența conceptului de risc de mediu
5. Caracteristici ale ecologiei orașelor și a zonelor agricole mari
6. Conceptul strategiei de dezvoltare durabilă a mediului
7. Concluzii și rezultate
8. Referințe

Lucrarea conține 1 fișier

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE

UNIVERSITATEA DE STAT DE SERVICII ȘI ECONOMIE SAN PETERSBURG

Departamentul de Ecologie

„REGULARITĂȚI ALE RELATIILOR ORGANISME ȘI MEDIUL”

Lucrarea a fost realizată de un elev în anul I

Specialitatea 0608у _____ grup

Bogdanovich Anastasia Alexandrovna

A verificat lucrarea de către __________________

Saint Petersburg

2010

1. Introducere
2. Resursele biosferei și problemele demografice moderne
3. Tipare de dependență a organismelor de factorii de mediu
4. Esența conceptului de risc de mediu
5. Caracteristici ale ecologiei orașelor și zonelor agricole mari
6. Concept de strategie de dezvoltare durabilă a mediului
7. Concluzii și rezultate
8. Bibliografie

Introducere

În munca mea voi încerca să descriu problema interacțiunii omului cu mediul și invers. Luați în considerare dependența organismelor de factorii de mediu. Descrieți problemele de mediu asociate cu situația demografică. Discutați despre posibilitatea riscurilor de mediu asociate activităților economice umane. Ridicați problema problemelor de mediu în regiuni mari. Descrieți strategiile de dezvoltare a mediului.

Resursele biosferei și problemele demografice moderne.

Secolele 20-21 sunt caracterizate de schimbări demografice semnificative. Populația a crescut de la 1 miliard 630 de milioane la aproape 6 miliarde de oameni. În cele trei secole precedente (1600 - 1900), populația a crescut de 3 ori, iar într-unul (1900 - 2000) - de aproape 4 ori. O creștere semnificativă a populației are loc în toate regiunile lumii, dar populația crește foarte rapid în Asia, Africa, America Latină, India și China. Cu toate acestea, în Rusia până la începutul secolului al XXI-lea. Situația este diferită, aici cea mai mare rată de scădere a populației (depopulare).La începutul anului 2003, în Rusia trăiau 143,1 milioane de oameni. Prognozele demografilor sunt dezamăgitoare: până în 2010, populația din Federația Rusă va fi de aproximativ 138-139 de milioane de oameni. Prognozele pe termen lung sugerează că, dacă tendințele actuale continuă, atunci în 5-6 decenii în a doua jumătate a secolului XXI. , populația Rusiei va fi redusă cu aproximativ jumătate.

Dar pentru ca nivelul de trai al oamenilor să crească pe măsură ce populația crește și mediul să rămână curat, este necesară o combinație de creștere a populației cu creșterea economică și culturală.

Populația din ce în ce mai mare pune în multe țări, în special în cele în curs de dezvoltare, problema furnizării oamenilor de hrană. În fiecare an, aproximativ 2 milioane de oameni mor de foame în lume. Odată cu rezolvarea problemei alimentare, devin importante și problemele de a asigura omenirea cu apă, de conservare a aerului atmosferic și de conservare a fertilității solului. O serie de regiuni se confruntă deja cu probleme legate de deficitul de apă, în special de apă dulce, și de poluarea mediului. Populația în creștere a planetei trebuie să fie asigurată cu căldură și electricitate. Potrivit oamenilor de știință, omenirea este asigurată cu tipuri clasice de combustibil (cărbune, petrol, gaze naturale, turbă, șisturi bituminoase) timp de 300 - 320 de ani la nivelul consumului în 1980, iar timp de 140 - 150 de ani la nivelul consumului în 2000. În acest sens, metodele alternative de generare a energiei, în special, atomică, hidrogen etc., ar trebui să fie pe primul loc în economia națională.O cantitate imensă de energie poate fi obținută de oameni prin rezolvarea problemei complexe a controlului fuziunii termonucleare.

Satisfacerea nevoilor umane in crestere necesita dezvoltarea intensiva a fortelor productive si a resurselor naturale din ce in ce mai diverse, ceea ce determina o influenta crescuta a noocenozei asupra mediului natural. În aceste condiții, baza interacțiunii în sistemul „om - societate - natură” ar trebui să fie implementarea strictă a legilor de mediu, ținând cont de perspectivele de dezvoltare a biosferei și a societății umane, și nu beneficiile imediate în agricultură.

O sursă importantă de hrană pentru oameni poate fi resursele alimentare ale oamenilor și oceanele. Dar atunci când le folosesc, este necesar să se dezvolte relații în sistemul „societate - natură”, pe baza cunoștințelor de mediu, în special a legilor minimului, factorilor limitatori și valenței ecologice, toleranței, optimului, relațiilor dintre oameni și industrie. populațiile, legea echilibrului dinamic intern și consecințele acesteia.

Tipare de dependență a organismelor de factorii de mediu.

În legătură cu activitatea materiei vii pe planetă, se formează compoziția chimică modernă a atmosferei și materia dizolvată a hidrosferei. Deoarece toate părțile biosferei se formează ca urmare a activității materiei vii, este firesc ca evoluția biologică ca proces ireversibil să determină ireversibilitatea evoluției tuturor învelișurilor biosferei: atmosfera, hidrosfera și litosfera.

Cefalizarea în ordinea primatelor a creat terenul pentru apariția inteligenței, când toate schimbările din biosferă trebuie controlate de conștiință - munca creativă a creierului uman.

În evoluția lumii organizate se disting următoarele etape:

1) apariția unei biosfere primare cu ciclu biotic;

2) perioada de biogeneză - complicarea structurii organismelor pluricelulare conform legilor pur biologice;

3) perioada noogenezei - apariția societății umane, a cărei activitate inteligentă contribuie la transformarea biosferei în noosferă.

Perioada noogenezei se caracterizează prin transformarea biosferei ca urmare a activității de muncă intenționate a omenirii.

Organismele vii, inclusiv oamenii, locuiesc teritorii cu diferite condiții de viață și sunt afectate de o varietate de factori. Modelele de relații dintre organisme și habitatul lor sunt studiate de o știință biologică specială - ecologia.

Tiparele ecologice se manifestă la nivelul unui individ, populație de indivizi, biocenoză, biogeocenoză.

Totalitatea elementelor care afectează un organism viu în habitatul său este habitat.

Elementele mediului care pot avea un impact direct asupra unui organism viu se numesc factori de mediu, care sunt împărțiți în biotici și abiotici.

Biotic- acestea sunt toate influențele posibile pe care un organism viu le experimentează de la ființele vii din jurul său.

Factori abiotici- toate acestea sunt elemente de natură neînsuflețită care afectează corpul.

În perioada noogenezei, a devenit oportun să se distingă un grup de factori antropici care se manifestă în influența activă a oamenilor asupra naturii.

Acțiunea factorilor de mediu este determinată de ritmul proceselor cosmofizice. În conformitate cu aceasta, factorii de mediu sunt împărțiți în primari și secundari, periodici și neperiodici.

La factorii primari includ pe cele pe care obiectele biologice le-au întâlnit în stadiile incipiente ale evoluției: temperatură, modificări ale poziției Pământului față de Soare. Sub influența acestor factori, a apărut periodicitatea zilnică, sezonieră și anuală a proceselor biologice.

Factori periodici secundari sunt derivate ale celor primare. De exemplu, nivelul de umiditate depinde de temperatură; Acolo unde temperatura este mai scăzută, atmosfera conține mai puțini vapori de apă.

Factori neperiodici acționează asupra organismelor, populațiilor de organisme brusc, episodic; de exemplu - erupții vulcanice, tornade, uragane, inundații; un prădător își atacă brusc prada.

Fluctuațiile în intensitatea factorilor de mediu se manifestă prin modificări ale numărului sau dispariția speciilor din anumite teritorii, modificări ale ratelor de fertilitate și mortalitate. Fluctuațiile în intensitatea factorilor de mediu determină organizarea temporală a biosistemelor. Influența factorilor de mediu determină ritmuri biologice în evoluția sistemelor vii.

Ritmurile biologice sunt fluctuații în schimbarea și intensitatea reacțiilor fiziologice, care se bazează pe modificări ale metabolismului sistemelor biologice cauzate de influența factorilor externi și interni.

Factorii externi includ: modificări ale iluminării (fotoperiodism), temperatură (termoperiodism), câmp magnetic, intensitatea radiației cosmice, flux și reflux, influențe sezoniere și solar-lunare.

Factorii interni sunt procese neuroumorale care au loc într-un anumit ritm și ritm ereditar fixat.

Multe procese fiziologice din corpul uman sunt supuse fluctuațiilor periodice.

Ritmurile fiziologice sunt fluctuații ciclice în diferite sisteme ale corpului. Principalele caracteristici ale ritmurilor fiziologice sunt: ​​perioada sau frecvența oscilațiilor pe unitatea de timp, amplitudinea (mărimea abaterii maxime de la medie), nivelul, faza și forma. Ritmurile fiziologice sunt, de asemenea, clasificate în funcție de relația lor cu schimbările periodice ale mediului.

Dacă perioada ritmurilor nu coincide cu modificări periodice ale factorilor geofizici, acestea sunt desemnate ca funcționale (ritmul respirator, ritmurile activității motorii).

Dacă perioada ritmurilor coincide cu perioadele ciclurilor geofizice, este apropiată de acestea sau este un multiplu al acestora, ele se numesc adaptative sau ecologice.

În biologie, ritmurile adaptative sunt considerate din punctul de vedere al adaptării generale a organismelor la mediul lor, iar în fiziologie - din punctul de vedere al identificării mecanismelor interne de adaptare și al studierii dinamicii proceselor fiziologice pe o perioadă lungă de timp. .

Ritmurile fiziologice adaptative s-au format în procesul de evoluție ca formă de adaptare la condițiile de mediu în continuă schimbare. Cel mai adesea sunt justificate energetic. Organismul uman se caracterizează printr-o creștere în timpul zilei și o scădere în timpul nopții a funcțiilor fiziologice care îi asigură activitatea fiziologică (ritmul cardiac, volumul minutelor de sânge, tensiunea arterială, temperatura corpului, consumul de oxigen, scăderea zahărului din sânge).

Iarna, metabolismul animalelor, activitatea motrică și temperatura corpului scad (hibernare, somn de iarnă, animație suspendată); în perioada primăvară-vară, activitatea proceselor fiziologice crește.

Luarea în considerare a ritmurilor fiziologice este necesară la elaborarea regimurilor de muncă și odihnă, deoarece creșterea activității fiziologice este direct legată de creșterea performanței; luarea în considerare a ritmurilor fiziologice este importantă în fiziologia muncii și medicina sportivă.

Dispozitivele care compensează fluctuațiile periodice și aperiodice ale condițiilor de mediu sunt foarte diverse.

Pe lângă reacțiile comportamentale, fiziologice și morfogenetice, acestea includ caracteristici ale morfologiei organismelor care contribuie la economisirea sau disiparea energiei, diapauză, hibernare, ritmul activității zilnice, migrații sezoniere și depozitarea alimentelor.

Descriere.

1. Organism și habitat
2. Sănătatea umană și siguranța mediului
3. Calitatea alimentelor
4. Aspecte de mediu ale situației demografice din Rusia
5. Omul și spațiul
Concluzii și rezultate
Bibliografie

Extras din lucrare.

AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU EDUCAȚIE

Universitatea de Stat din Sankt Petersburg

serviciu si economie

SUCURSALA NOVGOROD

Catedra de Științe Matematice și Naturii

TEST

Disciplina „Ecologie”

Subiect: „Modele de relații dintre organisme și mediu”

Efectuat:

Student anul I grupa de specialitate 58 080109

Blinova Olga Ivanovna NUMELE COMPLET. student

Numărul cărții de înregistrare:___________

Verificat:

____________________________

NUMELE COMPLET. profesor

Velikii Novgorod

2009

1. Organism și habitat……………………………….….3
2. Sănătatea umană și siguranța mediului….3
3. Calitatea alimentelor…………………………6

4) Aspecte de mediu ale situației demografice din Rusia………………………………………………………………………….…6

5) Omul și spațiul…………………………………………………………………8

Concluzii și rezultate…………………………………………….10

Referințe………………………………………….11

1. Organism și habitat

Una dintre principalele concluzii ale învățăturilor lui V.I. Ideea lui Vernadsky despre biosfere a fost ideea interconexiunii tuturor organismelor vii între ele și cu habitatul lor. Unitatea elementară de evoluție - populația - se află în echilibru dinamic cu alte populații și cu mediul. Astfel de echilibre dinamice se numesc unde populației. Sub nicio formă, oamenii nu trebuie să interfereze cu valurile naturale ale populației (a 4-a lege a lui B. Commoner - natura știe cel mai bine). Mărimea unei populații este rezultatul unui echilibru dinamic între potențialul ei biologic și rezistența habitatului său. Când rezistența mediului slăbește, populația crește exploziv.

Populația umană, ca oricare alta, este supusă acelorași legi. Dar, spre deosebire de alte organisme vii, omul a redus drastic rezistența mediului, perturbând practic echilibrele naturale și a depășit efectul factorilor limitatori. După cum sa menționat deja, omul a câștigat competiția cu alte specii, învățând să producă hrană din abundență, să iriga câmpurile și să-și îmbunătățească locuințele, precum și prin crearea de mijloace de combatere a microbilor patogeni și, prin urmare, detașându-se de selecția naturală. Cu ajutorul tehnologiei, pentru a-și satisface nevoile, omenirea a început să exploateze resursele naturale, ducându-le la epuizare aproape completă, ceea ce a dus la dispariția unor ecosisteme întregi (de exemplu, defrișarea planetei), adică. În mare măsură, ne menținem propria existență prin epuizarea resurselor și exterminarea altor populații.

Cu toate acestea, prin supradezvoltarea producției, omul nu numai că a câștigat, ci și a pierdut, deoarece factorii de mai sus ai „victoriei” sale asupra naturii au lovit populația umană puternic și dureros. Un pericol pentru mediu planează asupra umanității, amenințăndu-i în primul rând sănătatea.

2. Sănătatea umană și siguranța mediului

Sănătatea este o stare de deplină bunăstare fizică, mentală și socială, și nu doar absența bolii (definiție OMS – Organizația Mondială a Sănătății).

Să luăm în considerare mai detaliat modul în care poluarea atmosferei, hidrosferei și a solului afectează sănătatea fiecărei persoane, a națiunilor și a întregii omeniri.

Poluarea aerului. Potențial cele mai periculoase pentru sănătatea umană sunt instalațiile nucleare, instalațiile din industria chimică, rafinarea petrolului, metalurgia, conductele și transportul. În orașele mari, însă, principala sursă de poluare a aerului nu este industria, ci transportul cu motor. Emisiile vehiculelor conțin monoxid de carbon toxic și compuși de plumb, precum și funingine, hidrocarburi, oxizi de azot etc. (peste 200 de componente în total). Deoarece toate aceste emisii sunt mai grele decât aerul și se acumulează în principal în apropierea suprafeței pământului, copiii cu care părinții lor merg pe autostrăzile majore sunt otrăviți mai mult decât adulții care îi însoțesc. Rezultatul este o creștere bruscă a bolilor respiratorii la copiii de astăzi (chiar și în comparație cu generațiile anterioare).

Din cauza otrăvirii cu aer, frunzele copacilor de-a lungul autostrăzilor devin galbene și cad. Tufișurile, frunzele și iarba de-a lungul drumurilor acumulează cantități semnificative de metale grele, așa că culesul de ciuperci, fructe de pădure, ierburi medicinale și fabricarea fânului este interzisă în aceste locuri, deoarece carnea și laptele animalelor domestice hrănite cu astfel de fân conțin toxine periculoase. la sănătatea umană. Metalele grele sunt concentrate în sol și în culturile de rădăcină, ciuperci și fructe de pădure, ceea ce nu numai că reduce producția, ci reprezintă și o amenințare pentru sănătate.

Hidrosfera este otrăvită prin deversarea apelor uzate industriale. În prezent, ele poluează mai mult de o treime din debitele fluviale ale lumii. Pe lângă petrol și produse petroliere, metale grele, pesticide toxice, dioxine și deșeuri radioactive, poluarea apei termale este foarte periculoasă, în urma căreia corpurile de apă „mor”. Căldura este un tip de poluare. Apa uzată caldă încălzește rezervorul, solubilitatea oxigenului în apă scade (care oricum este puțin solubilă în el), începe moartea peștilor, iar colmația rezervorului crește brusc, ceea ce duce în cele din urmă la aglomerarea apei.

Potrivit autorităților ruse de mediu, numărul corpurilor de apă cu niveluri ridicate de poluare a apei crește în fiecare an; concentrațiile maxime admise (MPC) ale unui număr de substanțe nocive în aceste corpuri de apă sunt depășite de 10 ori sau mai mult (definiția MAC și alte criterii de calitate a mediului vor fi discutate la subiectul 3). Cele mai poluate zone marine ale Federației Ruse includ bazinul Azov-Marea Neagră, Marea Caspică de Nord, Golful Finlandei în Marea Baltică, Golful Petru cel Mare în Marea Japoniei și Marea Barents în zonă. din arhipelagul Novaya Zemlya.

Nu doar mările suferă, ci și râurile mari și mici ale Rusiei; în multe dintre ele, din cauza poluării excesive, înotul și pescuitul sunt inacceptabile.

Unul dintre cele mai poluate locuri din Rusia și, după cum cred unii ecologiști, de pe întreaga planetă este orașul Karabash din regiunea Chelyabinsk, unde funcționează o fabrică de cupru-sulf, care își deversează apele uzate netratate într-un râu și un lac local. Acest sat are cea mai mare rată a mortalității la mie de locuitori din țară, ceea ce este rezultatul depășirii multiple a standardelor de mediu din zonă.

Corpurile de apă dulce sunt, de asemenea, surse de apă potabilă, a cărei calitate în Rusia a scăzut catastrofal în ultimul deceniu. Apa crudă de la robinet nu poate fi băută acum în niciuna dintre zonele populate ale Federației Ruse.

Siguranța mediului este o stare de protecție a intereselor vitale ale individului, societății, naturii și statului de amenințările reale și potențiale create de impacturile antropice sau naturale asupra mediului. Siguranța mediului este cea mai importantă nevoie naturală a omului, împreună cu nevoia lui de hrană, apă, îmbrăcăminte și locuință. Întreaga viață a unei persoane are ca scop satisfacerea nevoilor fizice, spirituale și sociale, inclusiv asigurarea siguranței mediului. În 1993, Ministerul Resurselor Naturale al Federației Ruse a dezvoltat programul „Siguranța ecologică a Rusiei”; Consiliul de Securitate al Federației Ruse a discutat în același an problema sănătății populației ruse (inclusiv în legătură cu mediul înconjurător). situatia din tara).

Rusia, ca întreaga planetă, se află într-o criză ecologică, la care, la sfârșitul secolului trecut, din cauza perioadei de tranziție, s-au adăugat crize economice și tehnologice. Oamenii de știință au avertizat în mod repetat despre efectele nocive ale poluării provocate de om asupra sănătății umane încă din anii 70 ai secolului trecut. La începutul acestui secol, avertismentele despre posibilitatea unor dezastre provocate de om au început deja să vină de la politicieni. Posibilitatea unor astfel de dezastre apare din cauza uzurii echipamentelor care funcționează continuu la unele unități industriale de peste 60 de ani (accidente de mine, căderi de avioane și elicoptere etc.).

În același timp, în fiecare zi au loc catastrofe „tăcute”, întrucât deversările și emisiile de poluare au proprietatea insidioasă de a se acumula, de a se acumula în biosferă, iar o catastrofă se apropie fără explozii sau focuri de armă, imperceptibil, dar inevitabil. În același timp, populația adultă suferă de boli ale ficatului, rinichilor și plămânilor cauzate de emisiile de plumb; Apa de proastă calitate provoacă boli ale sistemului digestiv și excretor. Principalele cauze ale dizabilității în copilărie în zonele defavorizate din punct de vedere ecologic sunt afectarea sistemului respirator, a sistemului nervos central și a creierului.

Toate cele de mai sus indică faptul că, în Federația Rusă, pericolul pentru mediu reprezintă o amenințare pentru fondul genetic al țării și împiedică Rusia să iasă din criza socio-economică.

3. Calitatea alimentelor

Un tip de securitate a mediului este securitatea alimentară, deoarece este unul dintre principalii factori care determină sănătatea populației țării. Situația în această zonă din Federația Rusă s-a deteriorat foarte mult la începutul anilor 90 ai secolului trecut, din cauza fluxului de livrări necontrolate de alimente de calitate scăzută din străinătate și a slăbirii controlului asupra producției și vânzării produselor alimentare. Toate acestea au dus la intoxicații alimentare în masă, în primul rând din cauza băuturilor alcoolice de calitate scăzută.

Unul dintre motivele acestei deteriorări a fost echipamentul tehnic slab al multor întreprinderi autohtone din industria alimentară și comerț (majoritatea unităților de producție din acest domeniu nu au fost actualizate de 30 până la 50 de ani!), nivelul scăzut de cultură sanitară, utilizarea a materiilor prime de calitate scăzută, lipsa controlului producției din cauza eliminării serviciilor de laborator din această industrie.

Situația a început să se îmbunătățească treptat la începutul secolului al XXI-lea. în legătură cu introducerea controlului strict asupra calității alimentelor, lichidarea a numeroase „puncte” care nu dețin licențe pentru producerea și comercializarea produselor alimentare și reînnoirea tehnică a capacităților de producție în industria alimentară.

4. Aspecte de mediu ale situației demografice din Rusia

Situația demografică din Rusia este strâns legată de siguranța mediului. În ceea ce privește numărul de locuitori, Federația Rusă ocupă locul șapte în lume după China, India, SUA, Indonezia, Brazilia și Pakistan. Până la începutul secolului al XXI-lea. Rusia a apărut cu una dintre cele mai mari rate de pierdere a populației (depopulare). Motivele pentru aceasta sunt:

natalitate scăzută, familie cu un singur copil răspândită, care nu asigură reproducerea populației;

mortalitate ridicată, al cărei nivel este unul dintre cele mai ridicate din Europa (16,3 persoane la mia de locuitori);

pierderi uriașe de bărbați apți de muncă din accidente, otrăviri și răni (aproximativ 30% din 2002), care se datorează în mare parte creșterii alcoolismului și calității scăzute a băuturilor alcoolice;

criză familială, rată mare a divorțurilor;

volume semnificative de migrație forțată (adesea ilegală), inclusiv cele din motive de mediu (problema refugiaților de mediu).

După cum puteți vedea, cauzele crizei demografice din Rusia se află nu numai în sfera socială, ci sunt și în mare parte de natură ecologică. La începutul anului 2003, în Rusia trăiau 143,1 milioane de oameni. Prognozele demografilor sunt dezamăgitoare: până în 2010, populația din Federația Rusă va fi de aproximativ 138-139 de milioane de oameni, iar Rusia va trece de pe locul șapte la al nouălea în lume în ceea ce privește populația. Prognozele pe termen lung sugerează că, dacă tendințele actuale continuă, atunci în 5-6 decenii, în a doua jumătate a secolului al XXI-lea, populația Rusiei va scădea cu aproximativ jumătate.

Pentru a depăși tendințele demografice negative din Rusia, este necesar:

îmbunătățirea stării de sănătate a populației, ceea ce va contribui la reducerea mortalității prevenibile, în special în rândul bărbaților în vârstă de muncă;

stimularea natalității și întărirea familiei prin îmbunătățirea calității vieții și încurajarea materială a nașterii copiilor;

formarea anumitor atitudini sociale, spirituale și morale în societate.

În 2005, a avut loc o anumită schimbare demografică: natalitatea a crescut față de anii precedenți. Acest lucru se datorează probabil unei anumite stabilizări a nivelului de trai al populației și manifestării optimismului social. Programul Prezidențial adoptat în 2006 vizează și corectarea situației depopulării din Rusia, oferind atât stimularea natalității în țară (asistență materială și socială pentru mame), cât și reducerea mortalității (sprijin pentru pensionari și handicapați). Dacă acest program este implementat și tendința ascendentă a natalității continuă și se intensifică, atunci previziunile sumbre ale demografilor autohtoni și străini s-ar putea să nu se adeverească.

5. Omul și spațiul

Până acum, am vorbit despre impactul (în mare parte negativ) al oamenilor asupra naturii. Dar este evident că există și o influență inversă: factorii naturali (și în această parte vom vorbi despre factori cosmici) influențează fără îndoială fiziologia și comportamentul uman.

Cu câteva decenii în urmă, aproape nimeni nu s-a gândit să-și conecteze performanța, bunăstarea și starea emoțională cu activitatea Soarelui, fazele Lunii, furtunile magnetice și alte fenomene cosmice. Pionierul în acest domeniu a fost omul de știință rus Alexander Leonidovich Chizhevsky, care a creat heliobiologia - o ramură a biologiei care studiază influența Soarelui asupra mecanismelor fiziologice și comportamentale ale oamenilor. Oamenii știu din cele mai vechi timpuri că Soarele determină în mare măsură funcționarea plantelor și animalelor (înflorirea și fructificarea la plante, anotimpurile de împerechere la animale etc.). Ritmul, caracteristic corpurilor cosmice - mișcarea Pământului, Soarelui, Lunii și stelelor, este, de asemenea, o proprietate integrală a organismelor vii, o calitate universală a tuturor viețuitoarelor, un principiu general de organizare a universului. Această proprietate se manifestă la toate nivelurile biologice: celular, tisular, organism, ecosistem și biosferă.

Orice factor de mediu este dinamic, variabil în timp și spațiu.

Sezonul cald face loc sezonului rece la intervale regulate; În timpul zilei se observă fluctuații mai mult sau mai puțin ample de temperatură, lumină, umiditate, puterea vântului etc.. Toate acestea sunt fluctuații naturale ale factorilor de mediu, dar și oamenii sunt capabili să le influențeze. Influența activităților antropice asupra mediului se manifestă în general prin modificări ale regimurilor (valori absolute și dinamică) factorilor de mediu, precum și compoziția factorilor, de exemplu, la introducerea xenobioticelor în sistemele naturale în timpul procesului de producție sau măsuri speciale, precum protecția plantelor folosind pesticide sau introducerea în sol a îngrășămintelor organice și minerale.

Cu toate acestea, fiecare organism viu necesită niveluri strict definite, cantități (doze) de factori de mediu, precum și anumite limite ale fluctuațiilor acestora. Dacă regimurile tuturor factorilor de mediu corespund cerințelor stabilite ereditar ale organismului (adică genotipul său), atunci acesta este capabil să supraviețuiască și să producă descendenți viabili. Cerințele și rezistența unui anumit tip de organism la factorii de mediu determină limitele zonei geografice în care poate trăi, adică aria sa. Factorii de mediu determină, de asemenea, amplitudinea fluctuațiilor numărului unei anumite specii în timp și spațiu, care nu rămâne niciodată constantă, ci variază în limite mai mult sau mai puțin largi.

Legea factorului limitator

Un organism viu în condiții naturale este expus simultan nu unuia, ci multor factori de mediu - atât biotici, cât și abiotici, iar fiecare factor este solicitat de organism în anumite cantități sau doze. Plantele au nevoie de cantități semnificative de umiditate și substanțe nutritive (azot, fosfor, potasiu), dar alte substanțe, precum borul sau molibdenul, sunt necesare în cantități neglijabile. Cu toate acestea, deficiența sau absența oricărei substanțe (atât macro- și microelemente) afectează negativ starea organismului, chiar dacă toate celelalte sunt prezente în cantitățile necesare. Unul dintre fondatorii agrochimiei, omul de știință german Justus Liebig (1803-1873), a formulat teoria nutriției minerale a plantelor. El a stabilit că dezvoltarea unei plante sau starea acesteia nu depinde de acele elemente (sau substanțe) chimice, adică de factori care sunt prezenți în sol în cantități suficiente, ci de cei care lipsesc. De exemplu, conținutul de azot sau fosfor din sol suficient pentru plantă nu poate compensa lipsa de fier, bor sau potasiu. Dacă oricare (cel puțin unul) dintre nutrienții din sol este mai mic decât ceea ce necesită o anumită plantă, atunci se va dezvolta anormal, lent sau va avea abateri patologice. J. Liebig a formulat rezultatele cercetării sale sub forma unui fundamental legea minimului.

De-a lungul vieții (otnogeneză) și evoluție (filogeneză), biosistemele sunt în constantă interacțiunea cu mediul, formând sistemul „organism - mediu”.

miercuri- aceasta este o parte a naturii care înconjoară organismele vii și are un impact direct sau indirect asupra lor. Din mediu, organismele primesc tot ceea ce au nevoie pentru viață și eliberează produse metabolice în el. Mediul fiecărui organism este compus din elemente de natură anorganică și organică.

A evidentia:

• mediu abiotic,
• biotic,
• biogene,
• biologic,
• geografic,
• geologic,
• antropogen,
• tehnologic,
• culturale etc.

Asa de, mediu biologic- un ansamblu de organisme vii în sistemul căruia se află organismul în cauză; mediu biotic- forţe şi fenomene naturale care îşi datorează originea activităţii vitale a organismelor vii; mediu biogenic- un ansamblu de medii biologice și biotice.

Adaptarea organismelor la mediul lor se numește adaptare. Adaptările apar în cursul evoluției speciilor și se manifestă la toate nivelurile de organizare. Gradul de adaptare, sau nivelul de adaptabilitate al organismelor la anumite condiții de mediu, este controlat selecție naturală.

Conceptul de „habitat” include totalitatea condițiilor de viață abiotice și biotice ale organismelor. Elementele individuale ale mediului care afectează organismele sunt numite factori de mediu , dintre care se disting factorii abiotici, biotici și antropici.

Factori abiotici- acestea sunt toate proprietățile naturii neînsuflețite (temperatură, lumină, presiune, umiditate, radiații radioactive, vânt, curenți, teren) care afectează direct sau indirect organismele vii. Se disting următoarele grupe de factori abiotici:

• climatice (lumină, temperatură, umiditate, aer, vânt),
• edafogen (sol și relief),
• chimice (compoziția gazului, compoziția sării apei).

Factori biotici- acestea sunt diverse forme de influență a organismelor vii unele asupra altora. Lumea organică înconjurătoare este o componentă esențială a mediului înconjurător al fiecărui organism viu. Printre factorii biotici se numără:

• fitogen (plantă),
• zoogenice (animale), etc.

Factori antropogeni- sunt diverse forme de activitate ale societatii umane care duc la schimbari in natura ca habitatul altor specii sau afecteaza direct organismele vii. În prezent, practic nu mai există sisteme naturale care să nu fi fost afectate de activitatea economică umană. Datorită progresului tehnologic și creșterii populației, impactul factorului antropic asupra naturii va continua să crească catastrofal. Printre tipurile de impact antropic asupra biotei se numără:

• poluare,
• distrugerea directă a organismelor,
• urbanizare,
• recreere,
• transformarea generală a habitatului organismelor.

Influența factorilor de mediu este determinată în primul rând de impactul lor asupra metabolismului organismelor. Prin urmare, toți factorii de mediu în funcție de efectul lor pot fi împărțiți în:

• actorie directa,
• acționând indirect.

Astfel, efectul chimic al clorofluorocarburilor asupra stratului de ozon duce la slăbirea (epuizarea) acestuia, care, la rândul său, duce la efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete cu unde scurte asupra organismelor vii. Un alt exemplu este efectul pesticidelor asupra prădătorilor prin lanțurile trofice.

Plantele, pe de o parte, pot fi folosite de alte organisme (inclusiv de oameni pentru hrana); pe de altă parte, în timpul procesului de fotosinteză, eliberează oxigen și afectează procesul de respirație al altor organisme. Organismele pot influența indirect alte organisme prin intermediul metabolismului. produse, fertilizarea solului.

Fiecare factor de mediu este caracterizat de anumite indicatori cantitativi, de exemplu, puterea și raza de acțiune.

Majoritatea factorilor de mediu, cum ar fi temperatura sau umiditatea, variază în spațiu și timp, iar gradul de variabilitate al oricărui factor depinde de caracteristicile habitatului. Astfel, temperatura unei anumite zone depinde de vânturile predominante, topografie, altitudinea deasupra nivelului mării, apropierea de corpurile de apă și acoperirea norilor. În timp, orice condiții de viață sau factori de mediu se schimbă, dar în unele cazuri sunt supuse unor schimbări mai severe, în altele - mai puțin severe. Există trei tipuri principale de schimbări de habitat:

• ciclic (regulat periodic) - care se repetă periodic: cu schimbarea anotimpurilor, cu fluxuri și refluxuri, cu apariție alternativă a momentului de lumină și întuneric al zilei;
• direcțională, în care direcția schimbării rămâne stabilă pe o perioadă lungă de timp: eroziunea litorală progresivă, acumularea de sedimente de fund în estuarele râurilor, răcirea sau încălzirea climei etc.;
• haotic (neregulat) - fără o direcție și periodicitate specifice (aritmie): modificări imprevizibile ale momentului de apariție și ale traiectoriilor cicloanelor și uraganelor, incendiilor etc.

În natură, există o corespondență între organisme și mediul în schimbare, inclusiv. În relația dintre organisme și mediu, inclusiv răspunsurile organismelor la influența diverșilor factori de mediu, putem distinge o serie de modele generale.

Legea lui Roulier(1845). Animalele trăiesc doar pentru că sunt în acțiune sau comunicare reciprocă cu lumea din afara lor (prima lege genetică).

Legea lui Vernadsky, sau Legea unității „organism – mediu”. Viața se dezvoltă ca urmare a unui schimb constant de materie și informații bazat pe fluxul de energie în unitatea totală a mediului și a organismelor care îl locuiesc, adică relația dintre organism și mediul său este sistemică.

Principiul respectării mediului. Forma de existență a unui organism corespunde întotdeauna condițiilor vieții sale. În acest caz, o specie poate exista atâta timp cât mediul său corespunde capacităților genetice de adaptare a acestei specii la fluctuațiile și schimbările sale.

Legea acțiunii comune (cumulative) a factorilor. Factorii de mediu care alcătuiesc habitatul organismelor acționează asupra lor împreună. Interrelația factorilor de mediu și întărirea și slăbirea lor reciprocă determină impactul lor asupra organismului și succesul vieții acestuia.

Legea optimului. Organismele vii au un anumit set de nevoi privind condițiile de viață. Pentru fiecare specie există o așa-numită preferință ecologică față de diverși factori de mediu. De exemplu, termoreferendumul este temperatura preferată, preferința biotopică este biotopurile preferate.