WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ Мамбетова А.И., Давыденко Е.А., Френкель ...»

МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ

И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ

Мамбетова А.И., Давыденко Е.А., Френкель Е.Э.

Вольский военный институт материального обеспечения,

Вольск Саратовской обл., Россия

THE VARIABILITY AMONG LIVING ORGANISMS - THE FOUNDATIONS

OF ORGANIZATION AND STABILITY OF THE BIOSPHERE

Mambetova A.I., Davydenko E.A., Frenkel` E.E.

Military Institute of material support, Volsk Saratov region., Russia Содержание Введение

1. Основа организации и устойчивости биосферы

2. Распределение живого вещества

3. Классификация живого вещества

4. Миграция и распределение живого вещества

5. Постоянство биомассы живого вещества



6. Функции живого вещества в биосфере Земли Заключение Список литературных источников Введение 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.

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: за место под солнцем» между различными «соревнование 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.

1. Основа организации и устойчивости биосферы Термин "биосфера" был введен для обозначения общего облика поверхности Земли, обусловленного наличием на ней всей массы живых организмов. Два главных компонента биосферы – живые организмы и среда их обитания (включая нижние слои атмосферы водную среду) – сосуществуют в постоянном взаимодействии, образуя целостную систему. Отдельные популяции живых организмов не являются изолированными от окружения. В ходе эволюции образуются биоценозы – сообщества животных растений микроорганизмов В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы. В них происходит непрерывный обмен веществом и энергией, которые реализуются множеством трофических цепочек и биогеохимических циклов. Биогеоценозы служат элементарными ячейками биосферы, которые взаимодействуя между собой, устанавливают динамическое равновесие в ней.

Живое вещество выполняет системообразующую роль в суперсистеме жизни – биосфере. Высокая степень согласованности всех видов жизни в биосфере есть результат совместно протекающей эволюции взаимодействующих биологических систем – коэволюции. Коэволюционное развитие проявляется в тонкой взаимной приспособляемости видов во взаимодополнении живых систем. В конечном итоге коэволюция приводит к увеличению разнообразия и сложности в природе. В этом представлении состоит суть концепции коэволюции. Согласно ей многообразие живых организмов – это основа организации и устойчивости биосферы. Каждый биологический вид выполняет свою функцию в биосферном циркулировании вещества, энергии в обмене информацией и осуществлении обратных связей. В связи с этим очевидна опасность уменьшения численности видов живых организмов и сокращение генофонда, которые непрерывно происходят под давлением человеческой цивилизации на природу.

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.

2. Распределение живого вещества «Быть живым – отмечал В.И. Вернадский – значит быть организованным».

На протяжении миллиардов лет существования биосферы организованность создается и сохраняется благодаря деятельности живых организмов.

Живая природа является основной чертой проявления биосферы, она резко отличает ее тем самым от других земных оболочек. Строение биосферы, прежде всего и больше всего характеризуется жизнью. Эта самая мощная геологическая сила, живое вещество планеты представляет собой совокупность весьма хрупких и нежных живых организмов по массе составляющих ничтожную часть созданной ими биосферы.

Если живое вещество равномерно распределить по поверхности нашей планеты, то оно покроет ее слоем всего в 2 см толщиной.

Химический состав элементов живого вещества нашей планеты характеризуется преобладанием немногих элементов: водород, углерод, кислород, азот являются главными элементами земного живого вещества и поэтому названы биофильными. Атомы их создают в живых организмах сложные молекулы в сочетании с водой и минеральными солями.

Живые вещества нашей планеты существуют в виде огромного множества организмов со своими индивидуальными признаками разнообразных форм и размеров. Среди живых организмов встречаются мельчайшие по форме микроорганизмы и многоклеточные животные и растения крупных размеров.

Размеры колеблются от микрометров (малые бактерии инфузории) до десятков метров.

Население биосферы в видовом и морфологическом отношении так же чрезвычайно разнообразно. Подсчеты количества видов населяющих нашу планету проводились различными авторами, но их все же можно считать только приближенными.

Согласно современным оценкам на Земле существует около 3 млн видов организмов из которых на долю растений приходится 500 тысяч видов а на долю животных – 2,5 млн видов. Весь органический мир нашей планеты со времен Аристотеля традиционно разделяется на растения и животных. В настоящее время благодаря изучению структуры организации живых существ можно провести более совершенную классификацию, чем это было раньше.

Живое вещество по В.И. Вернадскому «растекается по земной поверхности и оказывает определенное давление на окружающую среду, обходит препятствия, мешающие его продвижению, или ими овладевает, их покрывает».

Внутренняя энергия производимая жизнью проявляется в переносе химических элементов и в создании из них новых тел. По мнению В.И. Вернадского геохимическая энергия жизни выражается в движении живых организмов путем размножения, идущего в биосфере непрерывно. Размножение организмов производит «давление жизни», или «напор жизни». В этой связи между организмами возникает борьба за площадь питание и, в особенности «за газ», нужный для дыхания свободный кислород.

При этом происходит биогенная миграция атомов: атомы захваченные растениями переходят к травоядным животным затем – к хищникам, которые питаются травоядными. Мертвые растения и животные служат пищей для микроорганизмов, а выделяемые микроорганизмами в результате жизнедеятельности минеральные вещества снова потребляются растениями. Из этого биологического круговорота выпадает лишь небольшой процент атомов.

Эти вышедшие из жизненного процесса биогенные атомы попадают в косную (неживую) природу, тем самым играя огромную роль в истории биосферы.

Процесс размножения замирает только при недостатке кислорода в окружающей среде, действии низких температур и отсутствии места для обитания новых организмов.

В.И. Вернадский вычислил время, необходимое различным организмам для «захвата» поверхности планеты.

Таким образом, он сделал вывод о том, что мелкие организмы размножаются быстрее крупных, а домашние животные размножаются быстрее диких.

3. Классификация живого вещества Весь мир живых существ в настоящее время подразделяют на две большие систематические группы: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты (от лат. pro – вперед вместо и греч. karyon – ядро) – организмы, не обладающие в отличие от эукариотов оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация у них реализуется и передается через ДНК, типичный половой процесс отсутствует. К ним относятся бактерии, например сине-зеленые водоросли. В системе органического мира прокариоты составляют над-царство.

Эукариоты (от греч. еu – хорошо, полностью и karyon – ядро) – организмы, обладающие в отличие от прокариотов оформленным клеточным ядром, отделенным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал у них заключается в хромосомах, характерен половой процесс. К ним относится все, кроме бактерий.

Самыми низкоорганизованными живыми организмами являются те, у которых отсутствует истинное ядро клетки, ДНК располагается в клетке свободно, не отделяясь от цитоплазмы ядерной мембраной. Эти организмы получили название прокариоты. Все остальные организмы называются эукариоты.

Именно прокариотам обязана наша планета появлением атмосферы.

Прокариоты могли существовать в совершенно немыслимых условиях, которые сложились на нашей планете 3 млрд лет назад – интенсивная ультрафиолетовая радиация, не удерживаемая озоновым слоем, активнейший вулканизм – и были одними из самых приспособленных живых существ. Их потомки, например сине-зеленые водоросли, и сейчас обладают необыкновенной живучестью.

Огромный шаг в эволюции живого вещества был сделан, когда появились эукариоты с их кислородным дыханием. На переход от прокариотов к эукариотам, вызвавшем грандиозную перестройку биосферы, ушло еще около миллиарда лет. За обретение кислородного голодания прокариоты заплатили тем, что они стали смертны в обычном смысле слова, в отличие от эукариотов, которые по-видимому не имели естественной смерти. Но вместе с этим они приобрели и значительно большую, чем у прокариотов эффективность использования энергии, благодаря чему смогли гораздо быстрее эволюционировать и стали способны к самосовершенствованию.

4. Миграция и распределение живого вещества В связи с действием солнечной энергии и внутренней энергии Земли в биосфере совершаются постоянные процессы движения и перераспределения вещества. В ней осуществляется массовый перенос твердых жидких и газообразных тел при различных температурах и давлениях. На Земле ежегодно разрушатся 1012 тонн живого вещества из общего запаса 1013 тонн. Такой интенсивный круговорот веществ, создавший биосферу и определяющий ее устойчивость и целостность, связан с жизнедеятельностью биомассы планеты.

В отличие от мертвой материи живое вещество способно к аккумуляции энергии, размножению и обладает огромной скоростью реакций. На Земле нет силы, более постоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы взятые вместе. Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ. Аккумуляция и минерализация происходит в биоценозах. Основной круговорот углерода состоит в превращении СO2 в живое вещество, из которого при разложении бактериями и дыханием вновь образуется СО2.

Круговорот азота связан с превращением в нитраты молекулярного азота атмосферы за счет деятельности некоторых бактерий и энергии грозовых разрядов. Нитраты усваиваются растениями. В составе их белков азот попадает к животным, а после отмирания растений и животных – в почву, где гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака, который затем окисляется бактериями в азотную кислоту. Таким образом, накопление химических элементов в живых организмах и освобождение их в результате разложения мертвых – характерная особенность биогенной миграции.

Обновление биомассы на суше происходит в среднем за 15 лет, причем для лесной растительности эта величина значительно больше, а для травянистой – значительно меньше. В океане общая масса живого вещества обновляется в среднем через каждые дней. Обновление всей биомассы Земли осуществляется за 7–8 лет.

5. Постоянство биомассы живого вещества Количество биомассы живого вещества приобретает тенденцию к определенному постоянству. Это достигается тем, что в природе есть противоположная направленность процессов.

Важнейшим звеном биохимического круговорота является фотосинтез – мощный естественный процесс, вовлекающий ежегодно в круговорот огромные массы вещества биосферы и определяющий ее высокий кислородный потенциал. Этот процесс выступает как регулятор основных геохимических процессов в биосфере и как фактор определяющий наличие свободной энергии верхних оболочек земного шара. За счет углекислоты и воды синтезируется органическое вещество и выделяется свободный кислород. Фотосинтез происходит на всей поверхности Земли и создает огромный геохимический фактор, который может быть выражен количеством массы углерода ежегодно вовлекаемой в построение органического живого вещества всей биосферы.

Продуктивность планетарного фотосинтеза может быть выражена в количестве масс углекислоты и воды, потребляемых всеми растениями земного шара в течение года. Учитывая то, что воды мирового океана прошли через биогенный цикл, связанный с фотосинтезом не менее 300 раз, свободный кислород атмосферы обновлялся не менее одного миллиона раз.

При гибели организма происходит обратный процесс – разложение органического вещества путем окисления, гниения и т.п. с образованием продуктов разложения.

Напряжённость жизни выражается в росте и размножении организмов. За все время развития биосферы энергия Солнца превращалась в биохимическую энергию размножения живых организмов. При этом поглощенная энергия разделялась на два компонента: компонент роста, приводящий к определенной массе данного тела, и компонент размножения, определяющий увеличение числа организмов данного вида.

6. Функции живого вещества в биосфере Земли Функции живого вещества в атмосфере Земли довольно разнообразны.

В.И. Вернадский выделял пять таких функций:

1. Газовая функция. Осуществляется зелеными растениями. Для синтеза органических веществ растения используют углекислый газ, выделяя при этом в атмосферу кислород. Весь остальной органический мир использует кислород в процессе дыхания и пополняет при этом запасы углекислого газа в атмосфере.

По мере увеличения биомассы зеленых растений изменяется газовый состав атмосферы: снижается содержание углекислого газа и увеличивается концентрация кислорода. Таким образом, живое вещество качественно изменило состав атмосферы – геологической оболочки Земли.

2. С газовой функцией тесно связана окислительно-восстановительная функция. В процессе своей жизнедеятельности и после своей гибели организмы обитающие в разных водоемах регулируют кислородный режим и тем самым создают условия благоприятные для растворения ряда металлов что приводит к образованию осадочных пород.

3. Концентрационная функция проявляется в способности живых организмов накапливать различные химические элементы, например в таких растениях-накопителях как осока, хвощ, содержится много кремния. Благодаря осуществлению концентрационной функции живые организмы создали многие осадочные породы: залежи мела, известняка и т.п.

4. Биохимическая функция связана с ростом размножением и перемещением живых организмов в пространстве. Размножение приводит к быстрому распространению живых организмов и расползанию живого вещества в разные географические области.

5. Биохимическая деятельность охватывает все возрастающее количество вещества земной коры для нужд промышленности, транспорта, сельского хозяйства и бытовых потребностей человека.

Заключение «Быть живым – писал В.И. Вернадский – значит быть организованным».

На протяжении миллиардов лет существования биосферы организованность создается и сохраняется благодаря деятельности живых организмов.

Список литературных источников

1. Грушевицкая Т.Г. Садохин А.П. Концепции современного естествознания. – М.: ЮНИТИ, 2005.

2. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. – М.: ИЭМПЭ, 2008.

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для студентов вузов.– 11-е изд., перераб. и доп.– М.: КНОРУС, 2012.– 670 с..

4. Недельский Н.Ф. Олейников Б.И. Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. – М: «Мысль», 2006.

5. Френкель Е.Н. Концепции современного естествознания : физические, химические и биологические концепции : учебное пособие / Е.Н. Френкель. – Ростов-н/Д: Феникс, 2014. – 246 с.





Похожие работы:

«КУБАНЬ В ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЕ. Кириченко В.С. Филиал ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет» в г.Тихорецке Тихорецк, Россия KUBAN IN THE FIRST WORID WAR. VS Kirichenko. Branch FGBOU VPO Kuban State University Tikhoretsk, Russia Первая мировая война, или «Вторая Отечественная», как именовалась она в российском обществе тех лет, началась между восемью европейскими странами, а к концу войны число её участников возросло до 38 государств.[1] Мировые державы к 1914 г. создали два блока,...»

«Г.Т. Ли ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (учебно-методический комплекс) Москва УДК 656(075.8) ББК 39я73 Л55 Ли Г.Т. Л55 Основы научных исследований (учебно-методический комплекс) : монография / Г.Т. Ли. — М. : РУСАЙНС, 2015. — 298 с. ISBN 978-5-4365-0568-8 DOI 10.15216/978-5-4365-0568-8 Учебно-методический комплекс (УМК) дисциплины «Основы научных исследований» разработан с учетом требований ФГОС ВПО третьего поколения для направления подготовки 260200 «Продукты питания животного происхождения»,...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Фед еральное госу д арственное бюдж етное образов ател ьное учреж дение высш его образов ания «Юго-Западный государственный университет» Система менеджмента качества Утверждаю Ректор университета (должность) С. Г. Емельянов «» _ 2014 г. СТАНДАРТ УНИВЕРСИТЕТА Учебно-методический комплекс дисциплины СТУ 04.02.035–2014 (Издание 2) Введён в действие Приказом от «» _ 20 г. №_3 Дата введения «» 20 г. Срок действия до «» 20 г. Введён: взамен СТУ 04.02.035-2007 «Учебно-методический...»

«Научные обзоры Современное состояние и перспективы развития российского автомобильного рынка Мировой рынок автомобилей характеризуется стремительным А.А. Хлус ростом производства и продаж. Мировое производство автомобилей растёт с каждым годом, как видно на рисунке 1. За 15 лет мировое УДК 339.146 производство автомобилей возросло почти на 50%. В 2014 г. было ББК 65.422.5 выпущено около 87,5 млн машин (включая легковые и коммерческие Х-604 автомобили), что на 2,6% больше, чем в 2013 г.1...»

«НЕФРИТЫ, РОДИНГИТЫ, ЖАДЕИТЫ АЛТАЯ И СИБИРИ В.М. Рычков, О.А. Сенькин1. С.И. Рычкова2 Горно-Алтайское отделение Российского геологического общества, г. Горно-Алтайск ООО «Камнерезы Алтая», г. Горно-Алтайск Горно-Алтайский филиал БГУ «Территориальный фонд геологической информации по СФО», г. Горно-Алтайск В последнее время (с середины 2011 года) живейший интерес среди предпринимателей, камнерезов и любителей камня вызывает Алтайский нефрит, проявления которого были обнаружены в Горном Алтае в...»

«Закон РФ от 15.05.1991 N 1244-1 (ред. от 29.06.2015) О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС Документ предоставлен КонсультантПлюс www.consultant.ru Дата сохранения: 28.07.2015 Закон РФ от 15.05.1991 N 1244-1 (ред. от 29.06.2015) Документ предоставлен КонсультантПлюс Дата сохранения: 28.07.2015 О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации всл. 15 мая 1991 года N 1244-1 РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ЗАКОН О СОЦИАЛЬНОЙ...»

«ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЕ ПОЛЮСОВ ПО ВОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ Юнусов А.Д. Андреева Н.В. БГТУ имени В.Г. Шухова Белгород, Россия DESCRIPTION POLAR MOTION ALONG THE GROUND Yunusov A.D. Andreeva N.V. BSTU behalf V.G. Shuhova Belgorod, Russia Движение полюсов земли (ДПЗ) происходит из-за того, что главная ось инерции Земли не совпадает с мгновенной осью ее вращения. Положение последней в теле Земли непрерывно меняется. Точки пересечения мгновенной оси вращения Земли с ее поверхностью называются мгновенными...»

«Doc 1 SUPPLEMENT Се ентябрь 2013 года АССА АМБЛЕЯ — ТРИ Я ИДЦАТЬ ВОСЬМАЯ Ь СЕСС СИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬЬНЫЙ ДОК КЛАД О Д ДЕЯТЕЛЬН НОСТИ ОРГАН НИЗАЦИИ В ПЕРВО ПОЛОВ ОЙ ВИНЕ 2013 ГОДА И ОБЗОР ДЕЙСТВ Р ВИЙ, ПРЕД ДПРИНЯТЫ ВО ИС ЫХ СПОЛНЕНИ ИЕ РЕЗОЛ ЛЮЦИЙ 37-Й СЕСС ИИ АССАММБЛЕИ СТРАТЕ ЕГИЧЕСКАЯ ЦЕЛЬ А: БЕЗОПАСН Я Б НОСТЬ ПОЛ ЛЕТОВ Аэронави игация Обновленн ный Глобальн ный аэронавиг гационный пла ан Заверш шилась раб бота над четвертым изданием ГГлобального аэронавиг гационного пллана (ГАНП). Впервые...»





 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.