Многообразие форм жизни на земле объясняется. Разнообразие форм жизни. Уровни организации живой материи
Самая древняя и простая концепция происхождения жизни креационизм, предполагающая антитеоретические идеи "чёрного ящика" и творения, не устраивала уже Аристотеля. С Аристотеля и до 1688 года паралельно креационизму существовала теория постоянного зарождения живого из неживого, опровергнутая Ф. Реди (1626-1698) и позже Л. Пастером (1822-1895). Утверждается.принцип Реди: всё живое только от живого. В конце прошлого века С. Аррениус (1859-1927) предложил гипотезу панспермии, космического посева, но откуда взялась жизнь в Космосе? Признание вечности жизни (В. И. Вернадский) противоречит современным моделям эволюции Вселенной из вакуумной неустойчивости. С данными современного естествознания согласуется теория биохимической эволюции. Жизнь - результат эволюции Вселенной, возникает как естественный этап её усложнения сколь 1979: 21-76, Руттен 1973: 96-141, »арден 1987: 71-89, Грин, Стаут, Тейлор 1990, т. 3: 253-258, Яблоков, Юсуфов 1998: 41-46, Моисеев 1998: 88).
История развития Земли условно поделена на четыре эры (эона) и одиннадцать периодов, которые делятся на эпохи (в разных источниках используются разные системы классификации и названия периодов истории Земли). Методами радиоактивного датирования установлен возраст горных пород, принадлежащих каждому периоду. Ископаемые останки живых организмов связаны с геологическими слоями: так реконструируется палеонтологическое древо жизни (Грин, Стаут, Тейлор 1990, 1998, т. 1: 363-364, Яблоков, Юсуфов 1998: 61).
1. Архей (4,5-2,5 млрд. лет назад). Методами микропалеонтологии в древних породах были обнаружены первые клеточные формы жизни (прокариоты или доядерные клетки), возраст которых около 4-х млрд. лет. Эго сине-зелёные водоросли и бактерии. Первые организмы были гетеротрофами, так как использовали энергию органических молекул. Они жили в бескислородной атмосфере, концентрированных растворах, вулканических источниках, условиях жесткой радиации: смерть не была ещё встроена в их генетический механизм (Моисеев 1998: 127). Появление фототрофных (использующих энергию Солнца, углекислый газ и выделяющих кислород) прокариот радикально меняет условия на Земле: изменяется поверхность Земли под воздействием окисления, накапливается кислород в атмосфере, озоновый экран предохраняет от ультрафиолетового излучения. Некоторые прокариоты должны были приспособится к жизни в кислородной атмосфере (дыхание). Трансформация макросистемы создала предпосылки для развития более сложных форм жизни (Моисеев 1990: 80, Яблоков, Юсуфов 1998: 59, Янч 1999: 153).
П. Протерозой (2,5 млрд.-590 млн. лет назад). Первые эукариоты (сложные ядерные клетки) возрастом 2млрд. лет возникли в результате симбиоза аэробных и * анаэробных прокариотов. Бывшие прокариоты всё ещё сохраняют определённую автономию в качестве мембранных органелл (ядро, митохондрии, хлоропласты) внутри эукариотов. Эукариоты овладели кислородным дыханием, могли более эффективно утилизировать энергию и размножались половым путём (оплодотворение и мейоз), но за сложность они заплатили индивидуальной смертью. Разделение полов означало наличие специальной формы памяти - генетического кода. Эукариоты более миллиарда лет назад разделились на царства растений, животных и грибов.(Руттен 1973: Моисеев 1990: 81-83, Яблоков, Юсуфов 1998: 46, Янч 1999: 153). Следующим этапом эволюции ранних форм жизни стало образование многоклеточности. Первые останки многоклеточных животных находят в морских отложениях возрастом более 1млрд. лет (кишечнополостные - проточерви, полипы, гидры, медузы, грибы и губки, отдельные беспозвоночные - мягкотелые моллюски, брюхоногие и головоногие. В морях обитали различные вирр~ водорослей, появляютя первые прикреплённые ко дну водоросли. Первичные почвообразовательные процессы подготовили условия для выхода растений на сушу.
Палеозой (590-248 млн. лет назад). 1. Кембрий (590-505 млн.) - расцвет беспозвоночных, иглокожих, эволюция хордовых; 2. Ордовик (505-438) - позвоночные-бесчелюстные, трилобиты, моллюски и ракообразные; 3. Силур (438-408) - челюстноротые, коралловые рифы, споровые растения; 4. Девон (408-360) - наземные животные (земноводные), аммониты, паукообразные, хрящевые и костистые рыбы, первые мхи и папоротники; 5. Карбон (360-286) - пресмыкающиеся и насекомые, древовидные папоротники; 6. Пермь (286-248) - зверообразные ящеры, Ьее0ез, хвойные.
Мезозой (248-65): 1. Триас (248-213) - первые динозавры; 2. Юра (213-144) - доминирование динозавров и насекомых, появление пгин. млекопитающих и цветковых растений; 3. Мел (144-65) - исчезновение динозавров, появление современных рыб.
Ч. Кайнозой (65 млн. лет назад до современности) - расцвет млекопитающих, дивергенция приматов от насекомоядных, путь развития человеческих гоминид отделился от приматов (Грин, Стаут, Тейлор 1990, т. 1: 363-364, Грант 1991: Яблоков, Юсуфов 1998:).
Биологическое разнообразие (биоразнообразие) — это понятие, обозначающие все многообразие жизни на Земле и все существующие природные системы. Биоразнообразие признано как одна из основ жизни человека. Роль биоразнообразия огромна — от стабилизации климата земли и восстановления плодородия почв до обеспечения человека продуктами и услугами, что позволяет нам поддерживать благосостояние общества, да и, собственно, позволяет существовать жизни на Земле.
Разнообразие живых организмов вокруг нас очень значительно, а уровень знаний о нем все еще не велик. Сегодня науке известно (описано и получили научные названия) около 1,75 миллиона видов, однако по оценкам на нашей планете может существовать не менее 14 миллионов видов.
Россия обладает существенным биоразнообразием, при этом уникальной чертой нашей страны остается наличие крупных малоосвоенных природных территорий, где большая часть экологических процессов сохраняет свой природный характер. Россия владеет 25% всех девственных лесов планеты. В России насчитывается 11500 видов дикорастущих растений, 320 видов млекопитающих, 732 вида птиц, 269 вида пресноводных рыб, а беспозвоночных около 130 000 видов. Много эндемиков, видов живущих только на территории нашей страны. Наши леса составляют 22% всех лесов мира.
Именно теме «Роль разнообразия в живой природе» и посвящен данный реферат
1.
Любому из нас очевидно, что все мы разные и что мир вокруг нас разнообразен. Однако, не каждому придет в голову задаться с виду простым вопросом – а почему это так? Зачем нам нужно разнообразие и какую роль оно играет в повседневной жизни?
А если всерьез задуматься, то получается, что:
Разнообразие — это прогресс
, развитие, эволюция. Что-то новое можно получить только из разного – атомов, мыслей, идей, культур, генотипов, технологий. Если вокруг все одинаково, то откуда взяться новому? Представьте себе, что наша Вселенная состоит только из одинаковых атомов (например водорода) — разве мы с вами при этом могли появиться на свет?
Разнообразие – это устойчивость
. Именно взаимные и согласованные действия разных по функциям составляющих дают всякой сложной системе возможность сопротивляться внешним воздействиям. Система из одинаковых элементов подобна гальке на пляже – она устойчива лишь до следующей набежавшей волны.
Разнообразие — это жизнь
. И живем мы чредою поколений исключительно в силу того, что генотипы у нас всех разные. Вовсе не случайно испокон веков все религии мира накладывали строжайшее табу на браки с близкими родственниками. Этим сохранялось генетическое разнообразие популяции, без которого прямой путь к вырождению и исчезновению с лица земли.
Если теперь представить себе, что в мире исчезло разнообразие, то вместе с ним мы потеряем:
А) способность к развитию;
Б) устойчивость;
в) собственно жизнь.
Жутковатая картина, не правда ли?
То есть, задавшись с виду наивным вопросом, мы приходим к неожиданному для многих выводу: разнообразие – определяющий
фактор существования всего живого на нашей планете
.
Человечество, возомнившее себя «царями природы», легко, не задумываясь, стираем с лица земли «неугодные» нам виды. Уничтожаем целые виды растений и животных – полностью, безвозвратно, навсегда. Уничтожаем естественное разнообразие и при этом вкладываем огромные суммы в клонирование – искусственное создание одинаковых особей… И это называем биотехнологией, наукой будущего, с которой связываем все надежды на дальнейшее существование. Каковы перспективы подобного существования ясно из предыдущего абзаца – не поленитесь, перечитайте еще раз…
В свое время мы на себе ощутили и «единственно верное учение», и «общество всеобщего равенства», и ценой миллионов жизней походили «в едином строю»… В социально-экономической сфере жизнь научила нас ценить разнообразие, но нужно ли пройти через еще более тяжкие испытания, чтобы научиться ценить разнообразие биологическое?
По определению, данному Всемирным фондом дикой природы (1989), биологическое разнообразие – это «все многообразие форм жизни на земле, миллионов видов растений, животных, микроорганизмов с их наборами генов и сложных экосистем, образующих живую природу». Таким образом, биологическое разнообразие следует рассматривать на трех уровнях. Биологическое разнообразие на видовом уровне охватывает весь набор видов на Земле от бактерий и простейших до царства многоклеточных растений, животных и грибов. В более мелком масштабе биологическое разнообразие включает генетическое разнообразие видов, образованное как географически отдаленными популяциями, так и особями внутри одной и той же популяции. Биологическое разнообразие включает также разнообразие биологических сообществ, видов, экосистем, сформированных сообществами и взаимодействия между этими уровнями Для беспрерывного выживания видов и природных сообществ необходимы все уровни биологического разнообразия, все они важны и для человека. Разнообразие видов демонстрирует богатство эволюционных и экологических адаптаций видов к различным средам. Видовое разнообразие служит для человека источником разнообразных естественных ресурсов. Например, влажные тропические леса с их богатейшим набором видов производят замечательное разнообразие растительных и животных продуктов, которые могут использоваться в пищу, в строительстве и медицине. Генетическое разнообразие необходимо любому виду для сохранения репродуктивной жизнеспособности, устойчивости к заболеваниям, способности к адаптации в изменяющихся условиях. Генетическое разнообразие домашних животных и культивируемых растений особенно ценно для тех, кто работает над селекционными программами по поддержанию и улучшению современных сельскохозяйственных видов.
Разнообразие на уровне сообществ представляет собой коллективный отклик видов на различные условия окружающей среды. Биологические сообщества, характерные для пустынь, степей, лесов и затопляемых земель, поддерживают непрерывность нормального функционирования экосистемы, обеспечивая ее «обслуживание», например, с помощью регулирования паводков, защиты от почвенной эрозии, фильтрации воздуха и воды.
Видовое разнообразие
На каждом уровне биологического разнообразия – видовом, генетическом и разнообразии сообществ специалисты изучают механизмы, которые изменяют или сохраняют разнообразие. Видовое разнообразие включает весь набор видов, обитающих на Земле. Существует два основных определения понятия вида. Первое: вид представляет собой совокупность особей, которая по тем или иным морфологическим, физиологическим или биохимическим характеристикам отличается от других групп. Это морфологическое определение вида. Сейчас для различения видов, которые внешне практически идентичны (например, бактерии), все чаще используют различия в последовательности ДНК и другие молекулярные маркеры. Второе определение вида – это совокупность особей, между которыми происходит свободное скрещивание, но при этом отсутствует скрещивание с особями других групп (биологическое определение вида).
Невозможность четко отделить один вид от другого из-за сходства их характеристик или возникающая путаница в научных названиях часто снижают эффективность усилий по защите вида.
Сейчас биологами описаны только 10–30% видов в мире, и многие могут исчезнуть до того, как будут описаны.
Любая стратегия сохранения биологического разнообразия требует чекого понимания того, сколько всего существует видов и как эти виды распределены. На сегодня описано 1,5 млн видов. По меньшей мере вдвое большее число видов остается неописанным, главным образом это насекомые и другие тропические членистоногие.
Наши знания о количестве видов не точны, поскольку многие не броские животные еще не попали в поле зрения систематиков. Например, трудны для изучения мелкие пауки, нематоды, почвенные грибы и насекомые, живущие в кронах деревьев тропического леса встречаются различные течения, но границы этих областей, как правило, нестабильны во времени.
Эти малоизученные группы могут насчитывать сотни и тысячи, даже миллионы видов. Бактерии тоже изучены очень слабо. Из-за сложностей в их выращивании и идентификации, микробиологи научились определять только около 4000 видов бактерий. Однако проводимые в Норвегии исследования по анализу ДНК бактерий показывают, что в одном грамме почвы возможно присутствие более чем 4000 видов бактерий, и примерно столько же можно их обнаружить в морских донных отложениях. Такое высокое разнообразие, даже в малых пробах, подразумевает существование тысяч или даже миллионов неописанных еще видов бактерий. Современные исследования пытаются определить, каково соотношение числа широко распространенных видов бактерий по сравнению с региональными или узколокальными видами.
Генетическое внутривидовое разнообразие часто обеспечивается репродуктивным поведением особей внутри популяции. Популяция – это группа особей одного вида, обменивающихся генетической информацией между собой и дающих плодовитое потомство. Вид может включать одну или более отдельных популяций. Популяция может состоять как из нескольких особей, так и из миллионов.
Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки. Варианты гена известны как его аллели. Различия возникают при мутациях – изменениях в ДНК, которая находится в хромосомах конкретной особи. Аллели гена могут по-разному влиять на развитие и физиологию особи. Селекционеры сортов растений и пород животных, отбирая определенные генные варианты, создают высокоурожайные, устойчивые к вредителям виды, например зерновых культур (пшеницы, кукурузы), домашнего скота и птицы.
Разнообразие сообществ и экосистем
Биологическое сообщество определяется как совокупность особей различных видов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. Примеры сообществ – хвойные леса, высокотравные прерии, влажные тропические леса, коралловые рифы, пустыни. Биологическое сообщество в совокупности со средой своего обитания называется экосистемой. В наземных экосистемах вода испаряется биологическими объектами с поверхности Земли и с водных поверхностей, чтобы снова пролиться в виде дождя или снега и пополнить наземные и водные среды. Фотосинтезирующие организмы поглощают энергию света, которая используется растениями для их роста. Эта энергия поглощается поедающими фотосинтезирующие организмы животными или высвобождается в виде тепла как в процессе жизнедеятельности организмов, так и после их отмирания и разложения.
Физические свойства окружающей среды, особенно годовой режим температур и осадков, влияют на структуру и характеристики биологического сообщества и определяют становление либо леса, либо луга, либо пустыни или болота. Биологическое сообщество, в свою очередь, также может изменять физические характеристики среды. В наземных экосистемах, например, скорость ветра, влажность, температура и почвенные характеристики могут быть обусловлены влиянием обитающих там растений и животных. В водных экосистемах такие физические характеристики, как турбулентность и прозрачность воды, ее химические характеристики и глубина определяют качественный и количественный состав водных сообществ; а такие сообщества, как коралловые рифы, сами в значительной степени влияют на физические свойства окружающей среды. Внутри биологического сообщества каждый вид использует уникальный набор ресурсов, который составляет его нишу. Любой компонент ниши может стать лимитирующим фактором, когда он ограничивает размер популяции. Например, популяции видов летучих мышей с узко- специализированными требованиями к условиям среды, формирующие колонии только в известковых пещерах, могут быть ограничены числом пещер с подходящими условиями.
Состав сообществ во многом определяется конкуренцией и хищниками. Хищники зачастую значительно сокращают численность видов – своих жертв – и могут даже вытеснить некоторые из них из привычных мест обитания. Когда хищников истребляют, численность популяции их жертв может возрасти до критического уровня или даже перейти его. Тогда после исчерпания лимитирующего ресурса может начаться разрушение популяции.
Структура сообщества определяется также симбиотическими (в широком смысле этого слова) взаимоотношениями (в том числе мутуалистическими), при которых виды находятся во взаимовыгодных отношениях. Мутуалистические виды достигают большей плотности при совместном существовании. Обычные примеры такого мутуализма – растения с мясистыми плодами и питающиеся этими плодами птицы, которые разносят их семена; грибы и водоросли, которые вместе образуют лишайники; растения, которые дают кров муравьям, снабжающим их элементами питания; коралловые полипы и живущие в них водоросли.
Наиболее богаты видами тропические влажные леса, коралловые рифы, обширные тропические озера и глубоководные моря. Велико биологическое разнообразие и в сухих тропических областях с их листопадными лесами, кустарниковыми бушами, саваннами, прериями и пустынями. В умеренных широтах высокими показателями выделяются покрытые кустарником территории со средиземноморским типом климата. Они есть в Южной Африке, на юге Калифорнии и на юго-западе Австралии. Влажные тропические леса в первую очередь характеризуются исключительным разнообразием насекомых. На коралловых рифах и в глубоководных морях разнообразие обусловлено гораздо более широким набором систематических групп. Разнообразие в морях связано с их огромным возрастом, гигантскими площадями и стабильностью этой среды, а также со своеобразием типов донных отложений. Замечательное разнообразие рыб в крупных тропических озерах и появление на островах уникальных видов обусловлено эволюционной радиацией в изолированных продуктивных местообитаниях.
Видовое разнообразие почти всех групп организмов увеличивается по направлению к тропикам. Например, в Таиланде обитает 251 вид млекопитающих, а во Франции – только 93, несмотря на то, что площади обеих стран примерно одинаковы.
2. МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ
Биосфера — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планет Можно сказать, что биосфера – это область активной жизни, охватывающей нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и гидросферу.
Огромное видовое разнообразие. живых организмов обеспечивает постоянный режим биотического круговорота. Каждый из организмов вступает в специфические взаимоотношения со средой и играет свою роль в трансформации энергии. Это сформировало определенные природные комплексы, имеющие свою специфику в зависимости от условий среды в той или иной части биосферы. Живые организмы населяют биосферу и входят в тот или иной биоценоз - пространственно ограниченные части биосферы - не в любом сочетании, а образуют определенные сообщества из видов, приспособленных к совместному обитанию. Такие сообщества называются биоценозами.
Особой сложностью отличаются отношения между хищником и жертвой. С одной стороны, хищники, уничтожая домашних животных, подлежат истреблению. С другой - хищники необходимы для поддержания экологического равновесия («Волки - санитары леса»).
Важное экологическое правило состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценозы, тем выше устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям. Биоценозы отличаются большой самостоятельностью. Одни из них сохраняются в течение длительного времени, другие закономерно изменяются. Озера превращаются в болота - идет образование торфа, а в итоге на месте озера вырастает лес.
Процесс закономерного изменения биоценоза называется сукцессией. Сукцессия - это последовательная смена одних сообществ организмов (биоценозов) другими на определенном участке среды. При естественном течении сукцессия заканчивается формированием устойчивой стадии сообщества. В ходе сукцессии увеличивается разнообразие входящих в состав биоценоза видов организмов, вследствие чего повышается его устойчивость.
Повышение видового разнообразия обусловлено тем, что каждый новый компонент биоценоза открывает новые возможности для вселения. Например, появление деревьев позволяет проникнуть в экосистему видам, живущим в подсистеме: на коре, под корой, строящим гнезда на ветвях, в дуплах.
В ходе естественного отбора в составе биоценоза неизбежно сохраняются лишь те виды организмов, которые могут наиболее успешно размножаться именно в данном сообществе. Формирование биоценозов имеет существенную сторону: «соревнование за место под солнцем» между различными биоценозами. В этом «соревновании» сохраняются лишь те биоценозы, которые характеризуются наиболее полным разделением труда между своими членами, а следовательно, более богатыми внутренними биотическими связями.
Так как каждый биоценоз включает в себя все основные экологические группы организмов, он по своим возможностям приравнивается биосфере. Биотический круговорот в пределах биоценоза - своеобразная уменьшенная модель биотического круговорота Земли.
Таким образом:
1. Устойчивость биосферы в целом, ее способность эволюционировать определяется тем, что она представляет собой систему относительно независимых биоценозов. Взаимосвязь между ними ограничивается связями посредством неживых компонентов биосферы: газов, атмосферы, минеральных солей, воды и т.д.
2. Биосфера представляет собой иерархически построенное единство, включающее следующие уровни жизни: особь, популяция, биоценоз, биогеоценоз. Каждый из этих уровней обладает относительной независимостью, и только это обеспечивает возможность эволюции всей большой макросистемы.
3. Многообразие форм жизни, относительная устойчивость биосферы как среды обитания и жизни отдельных видов создают предпосылки для морфологического процесса, важным элементом которого является совершенствование реакций поведения, связанных с прогрессивным развитием нервной системы. Сохранились лишь те виды организмов, которые в ходе борьбы за существование стали оставлять потомство, несмотря на внутренние перестройки биосферы и изменчивость космических и геологических факторов.
3. ПРОБЛЕМА СОХРАНЕНИЯ РАЗНООБРАЗИЯ В ПРИРОДЕ КАК ФАКТОР ВЫЖИВАНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
На рубеже третьего тысячелетия мы с горечью констатируем, что в результате антропогенного пресса, особенно в последние десятилетия, резко уменьшается число видов растений и животных, истощается их генофонд, сокращаются площади наиболее продуктивных экосистем, ухудшается здоровье среды. Постоянное расширение списков редких и исчезающих видов биоты в новых изданиях Красных книг тому прямое свидетельство. По некоторым прогнозам ведущих орнитологов, к концу XXI века на нашей -планете исчезнет каждый восьмой вид птиц.
Осознание необходимости сохранения всех видов из царств грибов, растений и животных, как основы существования и благополучия самого человечества, послужило решающим стимулом для разработки и реализации ряда крупных международных и национальных программ, а также принятия основополагающих межгосударственных соглашений в области охраны и мониторинга окружающей среды, растительного и животного мира. После подписания и последующей ратификации более 170 государствами Международной конвенции по биоразнообразию (1992 г., Рио-де-Жанейро) вопросам изучения, сохранения и устойчивого использования биологических ресурсов стало уделяться гораздо больше внимания во всех странах мира. В соответствии с основными требованиями Конвенции по биологическому разнообразию, которую Россия ратифицировала в 1995 г., необходимо было обеспечить «научное сопровождение» принятия решений в области охраны живой природы in-situ и ex-situ. Все, что связано с инвентаризацией, оценкой состояния, сохранением, восстановлением и рациональным использованием объектов растительного и животного мира, требует четкого научного обоснования. Для огромной территории России с ее ландшафтным разнообразием, многонациональным населением, различными традициями в использовании природных ресурсов, необходимо значительно более активное развитие фундаментальных исследований, без которых в принципе невозможно осуществить инвентаризацию и разработку скоординированной стратегии охраны всех категорий биоразнообразия, на всех его иерархических уровнях.
Проблема сохранения биоразнообразия является сегодня одной из центральных проблем экологии, поскольку сама жизнь на Земле возмещена только при достаточном разнообразии эволюционного материала. Именно благодаря биологическому разнообразию создается структурная и функциональная организация экологических систем, обеспечивающая их стабильность во времени и устойчивость к изменениям внешней среды. По образному определению чл.-корр. РАН А.Ф. Алимова: «Вся совокупность биологических наук изучает четыре главнейших феномена: жизнь, организм, биосферу и биоразнообразие. Первые три образуют ряд от жизни (в основании) до биосферы (наверху), четвертый проникает в первые три: без разнообразия органических молекул нет жизни, без морфологического и функционального разнообразия клеток, тканей, органов, а у одноклеточных - органелл, - нет организма, без разнообразия организмов не может быть экосистем и биосферы». В связи с этим весьма логичным представляется изучение биоразнообразия не только на видовом уровне, но на уровне популяций, сообществ и экосистем. По мере усиления антропогенного воздействия на природу, приводящего в конечном итоге к обеднению биологического разнообразия, изучение организации конкретных сообществ и экоистем, а также анализ изменения их биоразнообразия становится действительно важным. Одной из наиболее важных причин деградации биоразнообразия является недооценка его реальной экономической ценности. Любые предлагаемые варианты сохранения биоразнообразия постоянно проигрывают соревнование с лесным и сельским хозяйством, добывающей промышленностью, так как выгоды от этих секторов экономики зримы и ощутимы, они имеют цену. К сожалению, ни централизованно планируемая экономика, ни современная рыночная экономика не могли и не могут корректно определить истинную ценность природы. В то же время группой экспертов под руководством Роберта Констаца (Мэрилендский университет) было выделено 17 категорий функций и услуг природы, среди которых были регулирование климата, газового состава атмосферы, водных ресурсов, образование почвы, переработка отходов, генетические ресурсы и др. Расчеты этих ученых дали суммарную оценку этих функций природы в среднем в 35 трлн. долларов, что вдвое превышает созданный человечеством ВНП (18 трлн. долларов в год). Этому направлению исследований по определению ценности биоразнообразия мы до сих пор не уделяем должного внимания, что и не позволяет нам создать надежный экономический механизм защиты окружающей среды в республике.
Среди приоритетных направлений научных исследований на ближайшие десятилетия для целей сохранения биоразнообразия на европейском Северо-Востоке России следует выделить:
— унификация существующих и разработка новых методов оценки и инвентаризации всех компонентов биоразнообразия;
— создание компьютерных баз данных по биоразнообразию в разрезе отдельных таксонов, типов экосистем, форм использования компонентов биоразнообразия, включая базы данных по редким видам растений и животных;
— развитие и внедрение новейших методов таксономии в систематику и диагностику растений, животных, грибов и микроорганизмов;
— продолжение инвентаризации биоты региона и особенно на особо охраняемых природных территориях;
— подготовка и издание новых региональных флористических и фаунистических сводок, атласов, каталогов, определителей, монографий по отдельным таксонам микроорганизмов, грибов, низших и высших растений, позвоночных и беспозвоночных животных;
— разработка методологических основ экономической оценки биоразнообразия;
— разработка научных основ и технологий по восстановлению биологического разнообразия в антропогенно нарушенных наземных, водных и почвенных экосистемах; — подготовка региональной программы сохранения биоразнообразия с учетом специфики разнообразных условий нашей страны.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Человечество признало огромное значение биологического разнообразия и его компонентов, приняв 5 июня 1992 г. Конвенцию о биологическом разнообразии. Она стала одной из самых массовых международных конвенций, ее членами сегодня являются 187 стран. Россия является участницей Конвенции с 1995 г. С принятием этой Конвенции впервые был принят глобальный подход к сохранению и устойчивому использованию всего богатства живых организмов на Земле. Конвенция признает необходимость использования многоотраслевого комплексного подхода для устойчивого использования и сохранения биоразнообразия, особой роли международного обмена информацией и технологиями в данной сфере, и значения справедливого и равного распределения выгод, полученных от использования биологических ресурсов. Именно эти три компонента — устойчивое использование биоразнообразия, сохранение биоразнообразия, справедливое распределение выгод от использования генетических ресурсов — составляют «три кита» Конвенции.
Тема Многообразие форм жизни
На поверхности нашей планеты практически нет мест, где не встречалась бы жизнь. Следы ее можно обнаружить и в полярных областях, где температура опускается до минус 80 градусов, и в кипящих гейзерах. Жизнь можно встретить в самой глубокой морской впадине и в атмосфере на высоте в несколько километров. Это пространство, оболочку Земли, где можно встретить жизнь в ее разных формах, называют биосферой – от греческих слов «биос» – «жизнь» и «сфера», что значит «шар».
Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и поверхностные слои литосферы, почву, которая и образовалась в результате процессов выветривания и жизнедеятельности живых организмов. Каждая из этих оболочек земли имеет свои особые условия, создающие разные среды жизни – водную, наземно-воздушную, почвенную, организменную. Различными особенностями сред жизни обусловлено многообразие форм живых существ и их специфические свойства, которые формировались в процессе приспособления к этим условиям.
Так, живые существа, населяющие водную среду, гидробионты, прекрасно приспособлены к обитанию в плотной и вязкой водной среде: дышат в ней, размножаются, находят пищу и укрытия, передвигаются в разных направлениях в толще воды.
Организмы, населяющие наземно-воздушную среду, в процессе эволюции приобрели способность существовать в менее плотной по сравнению с водой среде: при обилии воздуха и кислорода, очень сильного окислителя, резком колебании освещенности, суточных и сезонных температур, при дефиците влаги.
Обитатели почвенной среды жизни отличаются небольшими размерами и способностью обходиться без света. Они могут питаться мелкими животными и органическими веществами мертвых организмов, попавших в почву.
Разнообразие форм живого может быть обусловлено не только обитанием в разных средах жизни, но и уровнем сложности организмов. В каждой среде обитают различные одноклеточные и многоклеточные существа. Самые древние из них – многочисленные прокариоты, бактерии. Более поздние – эукариоты, к которым относятся растения, грибы, животные.
Бактерии, растения, грибы и животных выделяют в отдельные царства клеточных организмов. Как особое царство живой природы рассматривают неклеточные организмы – вирусы. Все представители разных царств животного мира отличаются друг от друга по многим признакам. Внешнее и внутреннее строение, процессы жизнедеятельности, функционирование в природе у них могут быть совершенно разными. Однако, несмотря на все различия, все они существуют в форме организмов. Это особенность живой материи. Одни организмы являются одноклеточными, другие – многоклеточными.
По мере изучения разнообразия живого мира биологи выработали представление о биологической системе, что позволило говорить о системном разнообразии живого. Для системы характерно наличие нескольких различных частей или компонентов и связей между ними, обеспечивающих ее целостность. Например, организм, по сути, представляет собой целостную систему взаимодействующих живых компонентов – органов. Его называют живой или биологической системой, или просто биосистемой.
В природе можно встретить биосистемы разной сложности. Так, каждая клетка, по сути, биосистема. Ее целостность и жизнедеятельность – это результат взаимодействия внутриклеточных компонентов – молекул, химических соединений и органоидов.
Многоклеточный организм – это более сложная система, поскольку он включает в себя различные органы, состоящие из клеток.
В живой природе кроме клеток и организмов есть и другие, еще более сложные биосистемы – популяции, виды, биогеоценозы, биосфера. При этом каждая из биосистем представляет собой единое целое, состоящее из множества взаимодействующих частей. Например, популяция состоит из взаимодействующих особей, вид образуют внутривидовые структуры – популяции и так далее.
Разные по сложности биосистемы представляют собой особые эволюционно сложившиеся обособленные формы жизни на Земле или структурные уровни организации жизни.
В живой природе выделяют шесть основных уровней организации жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. По мере движения от молекулярного уровня к биосферному сложность структуры возрастает.
Все организмы состоят из химических веществ – неорганических и органических соединений. Из комплексов биологических молекул образуются надмолекулярные структуры – клеточные. Клетки – элементарные структурные единицы организмов. Любой одноклеточный или многоклеточный организм способен к самостоятельному существованию. Организмы одного вида, обитающие на определенной территории, образуют популяцию. Популяции разных видов, взаимодействующие между собой на определенной территории, входят в состав биогеоценозов. Все биогеоценозы Земли формируют биосферу.
. В процессе исторического развития живые организмы освоили четыре среды обитания. Первая –водная. В воде жизнь зародилась и развивалась многие миллионы лет. Вторая- наземно-воздушная- на суше и в атмосфере возникли и бурно адаптировались к новым условиям растения и животные. Постепенно преобразуя верхний слой суши- литосферу, они создали третью среду обитания- почву, а сами стали четвёртой средой обитания.
Биосфера- оболочка нашей Земли, где обитают живые организмы, это совокупность всех биогеоценозов. Верхняя граница биосферы поднимается на высоту до 20 км (озоновый экран) и опускается до глубины 10-11км в Мировом океане. Предлагаю заслушать результаты ваших исследований в порядке появления данной среды обитания на Земле.
Скачать:
Предварительный просмотр:
О ткрытый урок в 9 классе на тему: «Многообразие форм живых организмов».
Цели урока:
Углубить знания о биосфере- оболочке, где обитают живые организмы;
Дать представление об условиях обитания организмов в почве, воде, в наземно-воздушной среде, в других организмах;
Развивать умение сравнивать условия жизни организмов, находить формы приспособленности организмов к этим условиям;
Воспитывать понимание необходимости исследования разнообразия форм жизни как следствия разнообразия условий существования на Земле.
Оборудование:
Аквариум с рыбками, моллюсками, водорослями;
Гербарии водорослей, растений различных экологических систем, коллекции моллюсков, насекомых и их личинок;
Проектор
Предварительная подготовка :
Перед уроком учащиеся получают задание провести исследования различных сред обитания организмов, выявить формы приспособленности к той или иной среде, составить презентацию.
Ход урока
- Повторение изученного материала . (работа в группах)
Запи шите признаки и свойства живых организмов (обмен веществ, самовоспроизведение, саморегуляция, клеточное строение, раздражимость, приспособленность к среде обитания рост и развитие, эволюционное развитие).
Как вы знаете разделы биологии (анатомия,физиология, ботаника, зоология, бриология, альгеология, миология, микология,палеонтология, энтомология, орнитология, экология).
Распределите в порядке усложнения уровни организации живых организмов (молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный).
Заполните в таблиц е данные об условиях жизни организмов в той среде обитания, которую вы исследовали, используя слова: много,мало,нет.
Среда обитания | Воздух | Вода | Свет |
Водная | мало | много | мало |
Наземно-воздушная | много | мало | много |
Почвенная | мало | мало | нет |
Организменная | нет | мало | нет |
Учитель. В процессе исторического развития живые организмы освоили четыре среды обитания. Первая –водная. В воде жизнь зародилась и развивалась многие миллионы лет. Вторая- наземно-воздушная- на суше и в атмосфере возникли и бурно адаптировались к новым условиям растения и животные. Постепенно преобразуя верхний слой суши- литосферу, они создали третью среду обитания- почву, а сами стали четвёртой средой обитания.
Биосфера- оболочка нашей Земли, где обитают живые организмы, это совокупность всех биогеоценозов. Верхняя граница биосферы поднимается на высоту до 20 км (озоновый экран) и опускается до глубины 10-11км в Мировом океане. Предлагаю заслушать результаты ваших исследований в порядке появления данной среды обитания на Земле.
Ученик. Гидросфера- водная оболочка Земли. Она составляет около 71% поверхности планеты, расположена между атмосферой и земной корой. Живые организмы, обитающие в воде, называются гидробионтами.
Характеристика среды | Водная среда | животные |
1.Плотность | средняя | Обтекаемая форма тела, планктон |
2.Освещённость | средняя | Плохое зрение |
3.Колебание температуры | средняя | Сглажена широтная зональность |
4.Количество воды | много | Удаляют аммиак |
5.Количество кислорода | умеренно | холоднокровные |
Живые организмы способны жить в плотной среде с малым количеством кислорода и света. Приэ том в водной среде нет резких перепадов температуры. Наибольшее количество организмов обитает на небольшой глубине, т.к. они получают больше тепла и света.
Организмы,населяющие толщу воды, называются планктоном. Организмы, обитающие на дне или прикреплённые ко дну, называются бентосом.
Водные организмы составляют 0,13% биомассы всех живых существ, обитающих на Земле.
Вывод: изучив условия водной среды обитания мы выяснили, что животные имеют следующие приспособления: обтекаемую форму тела, плавучесть, слизистые покровы тела, видоизменённые конечности, специальные органы дыхания-жабры, защитную окраску.
Учитель: послушаем про условия существования организмов в почве.
Ученик.
Наиболее сложными для существования являются условия литосферы- твёрдой оболочки Земли.
Характеристика среды | Почвенная среда | животные |
1.Плотность | Очень высокая | Проникновение на малую глубину |
2.Освещённость | отсутствует | Недоразвито зрение |
3.Колебание температуры | слабые | Переживание неблагоприятных условий, замедляется обмен веществ |
4.Количество воды | умеренное | Участвует в процессах жизнедеятельности |
5.Количество кислорода | мало | Малая подвижность |
Плотные частицы, отсутствие света затрудняют передвижение организмов в поисках пищи. На поверхности литосферы располагается почва. Это плодородный слой, на котором обитают растения, он изменяется под воздействием атмосферы и организмов. Живые организмы распределяются в основном на глубине от 0 до 7 метров, но отдельные виды способны существовать на глубине до 100 метров. Верхняя часть литосферы состоит из осадочных пород. С почвой связана жизнь растений. В ней располагаются и укрепляются их корни. Из почвы они получают питательные вещества, растворённые в воде. В почве обитает большое количество животных, грибов, бактерий. Обитателей почвы называют эдафобионтами.
Ученик. Мы провели исследование жизни крота.
Кроты относятся к отряду насекомоядных млекопитающих. Они редко попадают к нам на глаза, обычно мы видим следы их работы- кучи рыхлой почвы, которые они выбрасывают, к огда строят свои многочисленные ходы-лабиринты.
Всё строение крота говорит о высокой приспособленности к жизни в почве.
Гладкая бархатистая и очень густая шерсть защищает крота от комочков почвы. Кроме того, шерстинки его покрова могут ложиться как вперёд. Так и назад. Это помогает быстро продвигаться по подземным ходам. Глаза крота очень малы и закрыты шерстинками. Особенности строения передних конечностей позволяет кроту подземное жилище. Плечо и предплечье короткие, а кисти большие, хорошо развиты. С помощью их он разгребает землю и быстро продвигается вперёд. Кротовина с жильём имеет округлую форму, выстлана сухой травой или мхом и находится вдали от туннелей, где животные охотятся. От гнезда крот прорывает выход, который закрывает травой. В случае опасности он быстро уходит по этому подземному коридору. Охотничьи туннели крота, где он собирает червей, жуков, личинок, достигают длины 20 метров. Есть среди подземных коридоров те, которые ведут к воде, она нужна кроту. К зиме кроты уходят на глубину, где почва не промерзает.
Вывод: изучив условия почвенной среды обитания мы выяснили, что животные имеют следующие приспособления для обитания в ней: вольковатая форма тела, малые размеры, прочные покровы тела, кожное дыхание, редукция органов зрения, копательные конечности с развитой мускулатурой.
Учитель. Теперь обратимся к наземно-воздушной среде обитания и её обитателям.
Ученик. В процессе эволюционного развития в связи с уменьшением количества воды на поверхности планеты и установлением более сухого климата организмы приобрели способность жить в наземно-воздушной среде при обилии воздух, недостатке воды и резких колебаниях температуры. Обитатели наземно-воздушной среды называются аэробионтами. Живые организмы способны подниматься на высоту более 10 км, а споры бактерий и грибов- до 20 км
Характеристика среды | Наземно-воздушная среда | животные |
1.Плотность | низкая | Большая скорость передвижения, возможен полёт |
2.Освещённость | высокая | Развитие зрения |
3.Колебание температуры | высокая | Зональность в распределении живых организмов |
4.Количество воды | мало | Развиты покровы тела |
5.Количество кислорода | много | Интенсивный обмен веществ |
Общий прирост биомассы планеты, т.е. продуктивность, приходится на долю растительных сообществ суши и составляет 92,2% общей массы всех живых организмов суши, на животных и микроорганизмы приходится только 0,8%. Аэробионтами являются следующие виды: лишайники, грибы, мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные растения, покрытосеменные растения. В животном мире аэробионтами являются следующие организмы: насекомые, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
Вывод: изучив условия наземно-воздушной среды обитания мы выяснили, что животные имеют следующие приспособления для обитания в ней: опорный скелет, механизмы терморегуляции, экономный расход воды, быстрые окислительно-восстановительные процессы, развиты органы усвоения атмосферного воздуха, крылья- видоизменённые передние конечности, конечности бегательного, прыгательного и др. типов, разные виды ротовых аппаратов: грызущие, колюще-сосущие, лижущие; защитная окраска тела.
Учитель. Есть ещё одна среда обитания- организменная. Послушаем о ней.
Характеристика среды
Организменная среда
животные
1.Плотность
высокая
Плоская, круглая форма тела
2.Освещённость
отсутствует
Нет суточных ритмов
3.Колебание температуры
слабые
Плохо развита нервная система
4.Количество воды
умеренно
5.Количество кислорода
нет
Анаэробы
Вывод: изучив условия организменной среды обитания мы выяснили, что животные имеют следующие приспособления для обитания в ней: упрощение всех органов, редукция некоторых из них, появление органов прикрепления, высокая плодовитость, сложные циклы развития со сменой хозяев.
2. Подведение итогов урока .
(учитель подводит итоги урока, выставляет оценки).
3. Домашнее задание .
В зависимости от среды обитания живые организмы делят на несколько больших групп. Каждая группа относится к определенной форме жизни.
1) Запишите определение термина.
Биосфера -
Ответ: Оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой и современной деятельностью живых организмов.
2) Назовите оболочки биосферы.
Ответ: Атмосфера, гидросфера, литосфера
3) Охарактеризуйте основные формы жизни. Заполните таблицу "Многообразие форм жизни на Земле".
-
Форма жизни Среда обитания Особенности Растения наземно-воздушная наличие механических тканей для поддержания вертикального расположения Рыбы водная приспособлены дышать кислородом, растворенном в воде; обтекаемая форма тела Птицы воздушная легкие коста; способность к полету
4) Приведите примеры просто организованных существ и существ, имеющих сложную организацию. Объясните, почему их так называют.
Ответ: Простая организация - простейшие, к примеру, жгутиковые, бактерии и т.д.
Сложная организация - это млекопитающие, рыбы, птицы.
Они отличаются тем, что сложно организованные являются многоклеточными, а просто организованные - одноклеточными.
Почему при их характеристике можно употреблять термин "организм"?
Ответ: Как одноклеточные, так и многоклеточные обладают совокупностью основных жизненных свойств (клеточное строение, обмен веществ, синтез высокомолекулярных веществ и прочее) и имеют специальные образования, которые обеспецивают эти процессы. У одноклеточных - органоиды, у многоклеточных - ткани, органы и системы органом.
5) Что такое биологическая система?
Ответ: Биологическая система - совокупность функционально связанных элементов или процессов, объединенных в целое для достижения биологически значимого результата.
Какие биологические системы вы можете наблюдать около школы, дома, на улице, в лесу, на берегу реки?
Ответ: Насекомые, животные, микробы, вирусы.
Можно ли назвать организмы человека биологической системой? Свой ответ аргументируйте.
Ответ: Можно. У человека все органы работаю во взаимосвязи, одно идет к другому.
6) Напишите цифры, которыми обозначены уровни организации жизни в порядке их усложнения: от самого простого до самого сложного.
1- Популяция трески
2- Целостный организм
3- Биосфера
4- Молекулы веществ, входящих в состав клетки
5- Биоценоз смешанного леса
6- Клетки мякоти листа
7- Виды клевера
Ответ: 4,6,2,7,1,5,3
7) Укажите, какие уровни организации жизни изучают науки:
Ответ: Генетика - молекулярный (касаемо генов) и популяционный (касаемо проявлений наследственности и изменчивости)
Цитология - наука о строении клетов
Ботаника - (организменный), наука про растения
Экология - (биогеноцетический), наука о загрязнении природы
Биоценология - (биосферный)
