Наука и знания
- Подробности
- Автор: Super User
- Категория: Наука и знания
- Просмотров: 12779
Наука и знания.
С появлением человека на планете Земля началось его постепенное развитие и приспособление не только как биологического вида, но и как духовно-нравственного субъекта к окружающему пространству. Форма организации человека однозначно говорит об его общественной сущности, его рост и развитие зависит от окружающих его людей. На первых этапах знания, опыт, навыки и умения передавались исключительно практическим способами, не имели под собой теоретических обоснований, либо находились в самом зачаточном состоянии. Человеческая жизнь имела временные ограничения, поэтому резвившееся общество требовало от новых членов за небольшой промежуток времени подтянуть свои возможности и умения до минимальной планки, которая позволяла бы жить и развиваться не только самому человеку, но и обществу в целом. Для ускоренного вхождения человека в общество требуется знание, как в теоретическом, так и в практическом виде в той форме, которые максимально быстро позволят освоить определенные навыки и умения. Данному процессу большое подспорье несёт себе наука, она имеет свои плюсы, и минусы человеку за небольшой промежуток времени достигнуть уровня, при котором он может считаться полноценным членом общества.
Знание и наука постоянно развиваются, методом проб и ошибок были выведены методики алгоритмы обучения, которые максимально быстро позволяют освоить ту или иную информацию. Знание и наука охватывают практически все сферы жизнедеятельности человека, основной задачей является накопление базы данных их для последующих поколений. Существуют серьёзная проблема связанная с колоссально накопленными багажом знаний, и ограничениями временными рамками жизни человеческого индивида, сейчас лишь единицы доходят до того уровня, когда способны продвинуть знания и науку вперёд, найти что-то новое или сделать лучше ранее используемое.
Развитие человеческой личности через науку и знания в перспективе может вывести человека к тому состоянию, когда временные рамки больше не будут сковывать и затормаживать его развитие. Очень важно избавить науку от сложных постулатов и законов, которые целенаправленно тормозят поступательное движение в правильном понимании окружающего пространства и строении вселенной в целом. Очень важно критично относиться к поступающим знаниям, жизнь такая штука, что неправильное направление корректируется создателем и движение в правильном направлении так или иначе продолжается, что в итоге приведёт к намеченной цели, ради которой был создан человек.
- Подробности
- Автор: Super User
- Категория: Наука и знания
- Просмотров: 1860
Основное в экологии
Экология — это наука, которая изучает взаимоотношения организмов между собой и с окружающими их факторами неживой природы. Любой компонент среды, способный оказывать влияние на организмы, называют экологическим фактором. Различают три группы экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные. На организм одновременно влияют разные факторы среды, и у каждого вида существуют свои оптимумы, стрессовые зоны и пределы выносливости по отношению к их воздействию. Совокупность всех факторов, которые требуются для существования вида, определяет его экологическую нишу. Процесс приспособления организмов к условиям окружающей их среды называют адаптацией.
Экосистема — это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов, среды их обитания и системы связей, осуществляющих обмен веществами и энергией между ними. В каждой экосистеме присутствуют четыре обязательных компонента: абиотический компонент (экотоп), продуценты, консументы, редуценты. Каждая экосистема обладает видовой, пространственной и трофической структурой.
Трофическая структура экосистемы описывает пищевые отношения между популяциями и перемещение энергии. Каждый организм, занимающий определённый трофический уровень, образует пищевое звено. В результате соединения нескольких трофических звеньев образуется пищевая цепь. Правило, согласно которому количество энергии снижается при переходе на следующий трофический уровень, называют правилом экологической пирамиды.
Искусственные экосистемы, созданные человеком, обладают всеми свойствами экосистемы, но при этом имеют немало отличий от природных биогеоценозов.
Биосфера — это особая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Учение о биосфере было создано В. И. Вернадским. В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества, четыре из которых являются основными: живое, биогенное, косное, биокосное. Живое вещество биосферы — мощный геологический фактор нашей планеты. С его помощью происходит постоянный круговорот вещества и энергии.
Биосфера — это не только область распространения жизни, но и результат её деятельности. Начиная с момента зарождения жизнь, постоянно развивается и усложняется, оказывая воздействие на окружающую среду и изменяя её.
В XX в. начались серьёзные изменения биосферы, связанные с антропогенным воздействием. Человек не только приспосабливается к окружающей его среде, но и коренным образом её преобразует. Серьёзный и часто непоправимый ущерб биосфере наносят экологические катастрофы. Для обеспечения выживания видов, численность которых находится под угрозой, важнейшее значение имеет сохранение природных экосистем в виде заповедников, заказников, памятников природы, национальных парков. Охрана среды и рациональное природопользование — это общее дело всего человечества.
- Подробности
- Автор: Super User
- Категория: Наука и знания
- Просмотров: 2960
49. СОВРЕМЕННЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЬ КАЖДОГО ИЗ НАС.
Последствия деятельности человека в экосистемах
- Какие глобальные экологические проблемы существуют в наши дни?
- Каковы причины современных экологических проблем?
Вплоть до XIX в. на нашей планете жило не очень много людей, плотность населения была невелика, да и промышленность только зарождалась. Ноосфера и тогда оказывала значительное влияние на биосферу, но это влияние не было критическим, и говорить об экологической катастрофе в глобальном масштабе не приходилось. Понятие «экологический кризис» впервые появилось в 1972 г. на страницах Первого доклада Римского клуба — авторитетной международной общественной организации, занимающейся изучением глобальных проблем современности. Именно в XX в. начались серьёзные изменения биосферы, связанные с антропогенным воздействием.
Загрязнение атмосферы. В настоящее время одной из самых острых экологических проблем является загрязнение атмосферы. На ранних этапах развития биосферы воздух загрязняли только извержения вулканов и лесные пожары, но с того момента, как человек развёл свой первый костёр, началось антропогенное воздействие на атмосферу. Вначале XX в. биосфера ещё справлялась с поступающими в воздушную среду продуктами сгорания угля и жидкого топлива. Однако в дальнейшем быстрое развитие промышленности и транспорта привело к резкому ухудшению состояния атмосферы.
В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу поступают углекислый и угарный газы, оксиды серы и азота, хлорфторуглероды, метан и другие углеводороды. Основные источники этих загрязнений — сжигание природного топлива, выжигание лесов, выбросы промышленных предприятий (рис. 164), выхлопные газы автомобилей.
Вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, под действием солнечного света вступают в сложные химические реакции, образуя ядовитые соединения. Вместе с капельками воды они участвуют в формировании ядовитого тумана — смога, который оказывает вредное воздействие на организмы, а также на технические сооружения.
Рядом с медеплавильными заводами высока концентрация сернистого газа. При взаимодействии этого газа с водяными парами образуется сернистая кислота, которая выпадает на землю в виде кислотных дождей. Последствия кислотных дождей для растительного и животного мира очень опасны. Они вызывают разрушение хлорофилла, недоразвитие пыльцы, засыхание хвои. Особенно чувствительны к изменению кислотности мелкие водные животные и икра, поэтому максимальный вред кислотные дожди причиняют водным экосистемам. Кислотные дожди превращают озёра, реки и пруды в безжизненные водоёмы. Причём за счёт миграции воздушных потоков в атмосфере кислотные дожди могут выпадать и в районах, находящихся на значительном удалении от источников сернистого газа.
Загрязнение водоёмов. С полей и пастбищ в воду попадают органические вещества, минеральные удобрения, отходы животноводства, пестициды и гербициды (рис. 165). Азотные и фосфатные удобрения вызывают бурный рост водорослей — начинается «цветение» водоёмов. Быстрое размножение водорослей сменяется их быстрым отмиранием. В результате запасы кислорода в воде истощаются, что приводит к массовой гибели водных обитателей.
Из-за аварий танкеров и трубопроводов в океан ежегодно выливается огромное количество нефти — около 5 млн. т. Нефть образует на поверхности воды плёнку, которая препятствует газообмену с атмосферой (рис. 166, 167). В результате происходит массовый замор рыбы.
Сбросы промышленных предприятий, поверхностные стоки со свалок зачастую загрязнены тяжёлыми металлами и синтетическими органическими веществами. Соли тяжёлых металлов (свинца, ртути, меди, цинка, хрома, кадмия и др.) вызывают у человека отравления с тяжелейшими последствиями. Особенно опасны неразлагающиеся ядовитые вещества, которые проходят через пищевые цепи и накапливаются в организме.
Перерасход природных вод. Разрушение водоёмов и водоносных систем — очень серьёзная проблема, существующая во многих странах мира. Пресная вода составляет менее 1% от всего мирового запаса воды, однако человечество бесконтрольно растрачивает и загрязняет это бесценное богатство. Рост населения, улучшение бытовых условий, развитие промышленности и орошаемого земледелия привели к тому, что перерасход воды стал одной из глобальных экологических проблем современности. Уничтожение водоохранных лесных массивов и осушение верховых болот приводят к массовому уничтожению малых и значительному сокращению объёма стока крупных рек. Перерасход воды является одной из основных проблем современности.
Загрязнение и истощение почвы. Плодородные почвы занимают довольно небольшую часть поверхности Земли, тем не менее, они являются одним из важнейших ресурсов человечества, обеспечивающим производство продуктов питания. Ежегодно вместе с урожаем из почвы изымается огромное количество минеральных соединений — основных компонентов питания растений. Если не вносить удобрения, в течение 50-100 лет может произойти полное истощение почвы. Разрушительное влияние на почву оказывает эрозия. Распахивание степей, уничтожение лесов, избыточный выпас скота делают почву незащищённой, и верхний слой смывается водой (водная эрозия) или уносится ветром (ветровая эрозия). При поливном земледелии избыточное орошение в условиях жаркого климата приводит к засолению почв.
Парниковый эффект. Помимо локальных изменений среды, происходящих в непосредственной близости от источника загрязнения, существуют глобальные изменения, способные радикально переустроить всю биосферу Земли. Рост концентрации в атмосфере углекислого газа и метана создаёт так называемый парниковый эффект. Эти газы пропускают солнечный свет, но частично задерживают тепловое излучение, исходящее от земной поверхности и направленное в космическое пространство. Это приводит к повышению температуры на планете. В 2014 г. Межправительственная комиссия по изменению климата предупредила, что если количество углекислого газа и метана, выбрасываемых в атмосферу, не сократится, то нас ждут «необратимые последствия». Сильные засухи, изменение периодов миграции и размножения у животных, появление новых болезней, стремительное таяние льдов, повышение уровня Мирового океана — всё это возможные последствия потепления климата.
Уничтожение экосистем. За последние 100 лет площадь лесов на нашей планете сократилась в несколько раз. Человечеству нужны новые поля и пастбища, нужна древесина. Особенно быстрыми темпами исчезают тропические леса. По оценкам учёных, в настоящее время ежегодно вырубается около 12 млн. га леса, что по площади равно территории Англии, и ещё почти столько же гибнет из-за нерационального ведения хозяйства (рис. 168).
На месте вырубленного леса поселяются светолюбивые растения, устойчивые к недостатку влаги и повышенной температуре, меняется животный мир. Усиливается поверхностный сток воды, что повышает вероятность наводнений и эрозии почвы.
Но исчезают не только леса. Степи Евразии и прерии США, экосистемы тундры и коралловых рифов — это сообщества, существование которых сегодня находится под угрозой, и их число растёт с каждым годом.
Экологические катастрофы. На нашей планете периодически происходят так называемые экологические катастрофы, которые наносят серьёзный и часто непоправимый ущерб биосфере. Катастрофы могут быть природными (землетрясения, ураганы, сильные извержения вулканов) и техногенными, связанными с человеческим фактором (пренебрежение мерами безопасности, халатность персонала, стремление к экономии средств и др.).
Крупнейшей техногенной катастрофой стала авария на Чернобыльской АЭС (1986). Загрязнению подверглось более 200 тыс. км2. Радиоактивные вещества рассеивались в виде аэрозолей, которые постепенно осаждались на поверхность Земли. Загрязнение распространилось очень неравномерно, в зависимости от направления ветра в первые дни после аварии. Наиболее сильно пострадали области, находящиеся в непосредственной близости от Чернобыльской АЭС: северные районы Киевской и Житомирской областей Украины, Гомельская область Беларуси и Брянская область России. Радиация задела даже достаточно удалённые от места аварии регионы, например Ленинградскую область, Мордовию и Чувашию — там выпали радиоактивные осадки.
18 тыс. человек погибли и пострадали в результате взрыва на химическом заводе в индийском городе Бхопал в 1984 г. Взрыв нефтяной платформы в Мексиканском заливе (2010) повлёк за собой крупнейший в истории США разлив нефти, что превратило эту аварию в одну из серьёзнейших техногенных катастроф.
Взаимосвязь всех экологических проблем. Все воздействия на биосферу взаимосвязаны между собой. Любое вмешательство человека вызывает цепь разнообразных последствий. Например, выбросы сернистого газа могут стать причиной кислотных дождей. Такие дожди повреждают леса, вызывая их гибель. Уничтожение лесов может привести к перераспределению водного стока, в результате чего возможно обмеление рек. Если лесные насаждения на границе пустыни сдерживали её распространение, то после гибели лесов пустыня может распространиться на территорию ранее плодородных земель.
Подобные «цепные реакции» очень разнообразны и не всегда предсказуемы, поэтому ни одну из экологических проблем планеты нельзя рассматривать отдельно от других. Необходимы комплексные меры, способные привести к улучшению экологической ситуации на всей Земле.
Запомнить: смог; кислотные дожди; загрязнение водоёмов; перерасход воды; истощение почвы; эрозия: водная, ветровая; засоление почв; парниковый эффект; уничтожение экосистем; экологические катастрофы: природные, техногенные.
Выводы
В XX в. начались серьёзные изменения биосферы, связанные с антропогенным воздействием. Одни из самых острых экологических проблем в настоящее время — загрязнение атмосферы, разрушение водоёмов и водоносных систем, эрозия и загрязнение почв. Серьёзный и часто непоправимый ущерб биосфере наносят экологические катастрофы.
Думай, делай выводы, действуй
Проверь свои знания
- Почему именно в XX в. начались серьёзные изменения биосферы, связанные с антропогенным воздействием?
- Каковы последствия кислотных дождей для растительного и животного мира нашей планеты?
- Каковы причины «цветения» водоёмов?
- Почему при поливном земледелии в условиях жаркого климата может произойти засоление почв?
- К каким последствиям может привести уничтожение лесов?
Выполните задание
Выясните, какие экологические проблемы характерны для вашего края. Каковы их причины?
Обсуди с товарищами
Какой вклад может внести каждый конкретный человек в решение проблемы перерасхода пресной воды?
Круглый стол
- «Глобальные экологические проблемы».
- «Экологические катастрофы».
- «Воздействие человека на экосистемы».
- Подробности
- Автор: Super User
- Категория: Наука и знания
- Просмотров: 2215
50. ПУТИ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
- Что такое охрана окружающей среды?
- Какие существуют формы охраны природы?
Незнание или игнорирование законов биологии приводит к тяжёлым последствиям как для всей природы в целом, так и для каждого человека. Настало время, когда от нашего с вами поведения — и на работе, и в часы отдыха — зависит сохранность окружающего нас мира. Хорошо отрегулировать двигатель автомобиля, чтобы максимально уменьшить выброс токсичных веществ, предотвратить сброс ядовитых отходов в водоём, предусмотреть в проекте гидроэлектростанции обводные каналы для рыбы (и построить их!), удержаться от желания собрать букет полевых цветов — всё это позволит сохранить окружающую среду (среду нашей жизни) для будущих поколений.
Способность живой природы к восстановлению создала иллюзию её неуязвимости к разрушительным действиям человека, безграничности её ресурсов. Изучая биологию, вы понимаете, что это не так. Вся хозяйственная деятельность человека в настоящее время должна строиться с учётом принципов организации живой природы.
Охрана окружающей среды. Биосфера — это совокупность всех экосистем, взаимодействующих между собой. Для неё не существует рациональное природопользование — это общее дело всего человечества. Охрана окружающей среды — это поддержание устойчивого состояния биосферы, при котором её абиотические параметры не ухудшаются, а виды не сокращаются в своей численности и тем более не вымирают.
По мере роста населения и масштабов производства экологические последствия хозяйственной деятельности людей становились всё более ощутимыми, а площади нетронутых природных территорий неуклонно сокращались. В середине XX в. человечество впервые ощутило угрозу глобального загрязнения окружающей среды. Именно тогда и начало развиваться природоохранное движение. Необходимо было срочно отказаться от потребительского отношения к природе и принять меры по охране окружающей среды. В 1948 г. создаётся Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП), который издаёт Красную книгу редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных. Начиная с 1971 г. ЮНЕСКО осуществляет международную программу «Человек и биосфера». Примером международного сотрудничества в области охраны природы является соглашение, принятое большинством стран, о запрете на использование хлорфторуглеводов — веществ, разрушающих озоновый слой.
Для обеспечения выживания видов, численность которых находится под угрозой исчезновения, важнейшее значение имеет сохранение природных экосистем. Формы охраны природы могут быть весьма разнообразными: заповедники, заказники, памятники природы, национальные парки и др. (рис. 169).
Заповедники создаются для того, чтобы сохранить природные объекты в естественном состоянии: типичные или редкие экосистемы, сообщества растений и животных, редкие виды (рис. 170). На территориях заповедников полностью запрещена любая хозяйственная деятельность. В отличие от заповедников на территорию национальных парков доступ туристов разрешён, в ограниченных масштабах здесь допускается хозяйственная деятельность. Заказники создаются для сохранения и ограниченного использования природных ресурсов. В ботанических заказниках нельзя пасти скот и рубить деревья, в охотничьих заказниках отстрел животных разрешён только в определённые сроки и только по лицензии в количествах, неспособных нанести вред популяции. Памятники природы — это природные объекты, имеющие научное, историческое, культурное и эстетическое значение, к ним относятся объекты как живой, так и неживой природы.
Развитие промышленности и энергетики. Предотвратить загрязнения легче, чем их ликвидировать, поэтому современная промышленность должна развиваться с учётом экологических требований. Ограничение выбросов вредных веществ в атмосферу, воду и почву является первоочередной задачей. Это предполагает необходимость использования разнообразных систем фильтрации, не допускающих превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) на выходе. ПДК — это максимальное количество вредного вещества в единице объёма или массы, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека.
Помогают уменьшить загрязнения специальные очистные сооружения. Бытовые и промышленные сточные воды подвергают многоступенчатой процедуре очистки, включающей механическую, физико-химическую и биологическую обработку. Усовершенствование автомобильных двигателей и установка специальных фильтров снижают выброс в воздух угарного газа и углеводородов. Разрабатываются и внедряются современные технологии безотходного производства.
Мы живём в «обществе одноразового потребления». Характерной чертой такого общества является расточительность и нерациональная эксплуатация природных ресурсов. Для того чтобы у человеческой цивилизации было будущее, необходимо построить общество, разумно и бережно использующее природные ресурсы.
Природные ресурсы — разнообразные компоненты окружающей человека среды, используемые для удовлетворения всевозможных материальных и культурных потребностей общества (рис. 171). Современное человечество образует огромное количество отходов, многие из которых содержат ценные вещества. Переработка отходов и повторное их использование позволяют значительно экономить энергию и природные ресурсы, например использование металлолома вместо железной руды или макулатуры для производства бумаги. Гринпис России активно выступает за внедрение во всех городах и посёлках раздельного сбора и переработки мусора.
Гринпис (от англ. Green peace — зелёный мир) — международная независимая неправительственная экологическая организация.
В настоящее время человечество полностью зависит от электрической энергии. В то же время производство электроэнергии оказывает серьёзное негативное воздействие на окружающую среду:
- в результате сжигания топлива на тепловых электростанциях (ТЭЦ) в атмосферу выбрасывается сажа, а также поступает большое количество углекислого газа, что приводит к парниковому эффекту;
- при строительстве гидроэлектростанций (ГЭС) под водохранилища используются плодородные пойменные земли, а плотины на реках становятся препятствием для миграции рыб, например лососёвых во время нереста;
- отработанное топливо атомных электростанций (АЭС) сохраняет радиоактивность, и проблема его захоронения стоит очень остро.
Один из путей выхода из создавшейся ситуации — переход к альтернативным источникам энергии: электромагнитной энергии Солнца, кинетической энергии ветра, энергии волн морей и океанов, энергии горячих источников планеты и др.
Разработка методов безотходного производства, возможности применения источников возобновляемой энергии, например солнечных батарей, при резком снижении использования не возобновляемых ресурсов (нефти, природного газа, лесов, воды и др.) — вот каковы первоочередные задачи современных экологических и близких к ним исследований.
Развитие сельского хозяйства. Неправильный подход к ведению сельского хозяйства приводит к уничтожению лесов, сокращению пригодных плодородных земель (например, из-за засоления или заболачивания почв). В современном сельском хозяйстве следует применять наиболее эффективные и безопасные для почвы методики орошения и осушения территорий, а также использовать лесные насаждения для борьбы с эрозией почвы. Накормить человечество, не увеличивая площадь земель, занятых под сельскохозяйственные угодья, — непростая задача. Для её решения селекционеры выводят новые сорта растений, более продуктивные и устойчивые к заболеваниям. Специалисты-агротехники правильно организуют севооборот, вводят смешанное культивирование, при котором на полях одновременно произрастают несколько видов растений, применяют биологические методы борьбы с вредителями, что позволяет значительно снизить использование ядохимикатов.
Решить современные экологические проблемы можно, у человечества есть для этого необходимые знания. Однако следует отчётливо понимать, что успех в решении данных проблем зависит от всех и каждого — от правительства каждой страны и от каждого гражданина этой страны. Наряду с развитием науки и техники важнейшей задачей человеческой цивилизации является формирование новой социальной и экологической нравственности. Современный житель Земли должен понимать, что его жизнь и жизнь его потомков зависит от него самого. Каждый из нас, формируя в себе и окружающих грамотное экологическое сознание, способен изменить ситуацию. Бережное отношение к природе позволит сохранить окружающую среду и всю биосферу в целом.
Запомнить: охрана окружающей среды; сохранение природных экосистем; заповедники, заказники, памятники природы, национальные парки; предельно допустимые концентрации (ПДК); природные ресурсы.
Выводы
Охрана окружающей среды — это поддержание устойчивого состояния биосферы, при котором её абиотические параметры не ухудшаются, а виды не сокращаются и не вымирают. Для того чтобы у человеческой цивилизации было будущее, необходимо построить общество, разумно и бережно использующее природные ресурсы.
Думай, делай выводы, действуй
Круглый стол
- «Государственная политика и экологические движения, направленные на охрану окружающей среды. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды».
- «Основные направления решения экологических проблем в промышленности, энергетике и сельском хозяйстве».
- «Экологические проблемы и пути их решения в родном крае».
Презентации
- «Редкие и исчезающие виды растений и животных нашего края».
- «Развитие сельского хозяйства нашего края».
- «Сохранение природных экосистем родного края».
ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
- Для борьбы с водной эрозией почвы — предотвращения уничтожения верхнего плодородного слоя — землю на склонах распахивают перпендикулярно к направлению склонового стока. В результате вода, стекающая вниз, задерживается бороздами.
- Из 1 млн. старых мобильных телефонов можно получить 16 т меди, 350 кг серебра, 34 кг золота и 15 кг палладия.
- В настоящее время 80% добываемых природных ресурсов потребляется всего 20% населения планеты. Каждый четвёртый житель Земли ведёт такой же образ жизни, как и его предки тысячу лет назад.
- Подробности
- Автор: Super User
- Категория: Наука и знания
- Просмотров: 5021
48. БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ КАК ОСНОВА УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ
- Каковы основные факторы, влияющие на устойчивость экосистемы?
- Каковы основные причины вымирания видов?
Необходимость сохранения многообразия видов. Устойчивость любой экосистемы зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества. Причём чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее структура. Представьте себе систему, в которой хищник и жертва — это только одиночные виды, допустим волк — заяц. Исчезновение зайцев неизбежно приведёт к гибели хищников, и экосистема, потеряв два своих компонента, начнёт разрушаться. Если же в данной экосистеме волк также сможет питаться копытными животными и грызунами, пресмыкающимися и лягушками, кладками яиц, птенцами и птицами, то пропажа одного источника пищи не приведёт к разрушению всей структуры, а освободившуюся экологическую нишу (в данном примере нишу зайцев) вскоре займут другие организмы со сходными требованиями к среде.
Сохранение многообразия видов важно не только для отдельной экосистемы, но и для устойчивого развития биосферы в целом. Чем богаче будет флора и фауна Земли, тем меньше вероятность нарушения общего равновесного состояния биосферы при изменении каких-либо условий. Внутривидовое многообразие придаёт виду пластичность, способность легко адаптироваться к меняющимся условиям среды. Точно так же разнообразие видов позволяет всей живой природе гибко приспосабливаться к внешним условиям, сохраняя свою целостность. Поддержание генетического разнообразия — материала для эволюции — способствует прогрессивному развитию биосферы.
При изменении климатических и других условий на древней Земле всегда находились виды, которые при этом получали преимущества; они эволюцио¬нировали, вырабатывая приспособления и постепенно занимая господствующее положение. Однако другие виды при этом исчезали.
Причины вымирания видов. За всю историю эволюции живой природы на нашей в планете обитало в общей сложности в 50-100 раз больше видов, чем представлено сейчас. Менялись условия жизни, и те группы организмов, которые ещё недавно были процветающими, оптимально приспособленными, постепенно регрессировали, их численность сокращалась, и они вымирали.
В середине палеозойской эры вымерли риниофиты — первые растения суши, давшие начало споровым растениям. Спустя более 100 млн. лет та же участь постигла многие древовидные папоротники, хвощи и плауны, а позднее, в начале мезозойской эры, и семенные папоротники. Так, в настоящее время из былого многообразия хвощей на всей нашей планете осталось лишь 30 видов. Исчезло большинство древних земноводных и пресмыкающихся.
Одним из хорошо известных примеров вымирания видов служит исчезновение гигантского оленя, обитавшего в ледниковую эпоху по всей Евразии от Ирландии до Сибири и Китая, а на юге — до Северной Африки. Самцы этого оленя обладали огромными рогами массой до 25 кг и размахом примерно до 3 м. Этот олень жил на открытых, поросших травой пространствах с редкими скоплениями деревьев. Около 11 тыс. лет назад после завершения последнего оледенения изменение климата уничтожило злаковые тундростепи. Оленю, как и мамонту и другим крупным обитателям тундростепей, стало нечего есть: мхи и лишайники были для них слишком малокалорийны, а злаки исчезли. Изменения климата и растительности оказались неблагоприятными для этого вида и стали причиной его вымирания.
Часто, особенно в последние 10 тыс. лет, причиной вымирания видов становилась деятельность человека. Вначале XVII в. погибли последние особи туров — диких быков. Их исчезновение в Центральной Европе совпало с интенсивными вырубками лесов и активным истреблением этих животных во время охоты. К середине XVIII в. исчезли морские стеллеровы коровы, на которых люди охотились ради их мяса. За последние 300 лет на Земле вымерли: африканская голубая антилопа и странствующий голубь, дронт и туранский тигр, бескрылая гагарка и дикая лошадь тарпан (рис. 163). Список можно продолжить. По оценкам учёных, в настоящее время ежедневно в среднем вымирает один вид. Тысячи видов животных находятся на грани вымирания или сохранились только в заповедниках. Особенно уязвимы небольшие популяции с малыми ареалами.
Большой урон природным экосистемам приносит чрезмерный промысел рыбы (водных биоресурсов), зверя, пушнины. Улов рыбы в Мировом океане постоянно растёт. Только в России в 2014 г. вылов водных биоресурсов (рыба, моллюски, ракообразные и т. д.) с учётом пресноводных водоёмов составил около 4,05 млн. т, что превышает годовые показатели вылова за последние 10 лет. Почти 150 видов млекопитающих являются объектами охоты на территории нашей страны. Однако не только отлов животных во время промысла является причиной снижения численности того или иного вида. Сокращение кормовой базы, освоение человеком природных территорий, загрязнение окружающей среды ведут к истощению запасов ценных биологических ресурсов вплоть до вымирания видов. Иногда снижение численности видов происходит из-за необдуманных действий человека.
Экологические нарушения. Внезапные изменения в естественных экосистемах, которые вызывают резкое увеличение численности популяции одних видов и гибель других, называют экологическими нарушениями. Как правило, подобные явления происходят по вине человека.
В процессе совместной эволюции в природе между конкурирующими видами постепенно устанавливается равновесие. Известно много случаев, когда попытки человека включить новый вид в уже существующую экосистему заканчивались трагедией для видов-аборигенов. Вид-пришелец не встречал конкурентов в лице местных видов, или в новых условиях не оказывалось достаточно врагов для поддержания его численности на определённом уровне, и в результате пришельцы вытесняли местные виды.
Показательным примером необдуманных действий, приведших к глобальным нарушениям естественных экосистем, служит привоз кроликов в Австралию. В 1859 г. из Англии на австралийский континент для спортивной охоты завезли кроликов. Природные условия для них оказались весьма благоприятными. В результате спустя несколько лет кроликов стало так много, что они уничтожили растительность местных пастбищ. Тогда для борьбы с кроликами в Австралию завезли лис. Однако эти хищники быстро переключились на более доступную добычу — местных сумчатых. В 1907 г. в попытке сдержать кроликов на территории западной Австралии был возведён непроницаемый для них забор длиной 5 тыс. км. Но это не помогло. Кролики сделали подкопы и проникли на защищённую территорию. В 1950-х гг. среди популяции кроликов был распространён вирус миксомы, вызывающий миксоматоз, что привело к серьёзному сокращению их поголовья. Однако у оставшихся в живых кроликов выработалась сопротивляемость к заболеванию, благодаря чему к 1991 г. численность популяции восстановилась.
Запомнить: тур; гигантский олень; африканская голубая антилопа; странствующий голубь; дикая лошадь тарпан; бескрылая гагарка; дронт; туранский тигр; экологическое нарушение.
Выводы
Устойчивость любой экосистемы зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества. Причём чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее структура. В последние 10 тыс. лет деятельность человека часто становилась причиной вымирания видов. Сокращение кормовой базы, освоение человеком природных территорий, чрезмерный промысел водных биоресурсов, зверя, пушнины, загрязнение окружающей среды ведут к истощению запасов биологических ресурсов вплоть до разрушения сообществ и вымирания видов.
Думай, делай выводы, действуй
Проверь свои знания
- От чего зависит устойчивость любой системы?
- Каковы были причины вымирания гигантского оленя?
- Какие вам известны примеры исчезновения видов по вине человека?
Выполни задание
Используя дополнительные источники информации, выясните, какие виды сейчас находятся на грани вымирания и что делается для их сохранения?
Обсуди с товарищами
Каково ваше отношение к охоте?
Круглый стол
- «Многообразие видов — основа устойчивости экосистем и биосферы в целом».
- «Причины вымирания видов»
- «Экологические нарушения и их последствия».