Концепции современного естествознания


Лекция 22. Экология (часть 1)



страница43/64
Дата30.07.2018
Размер2.74 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   64
Лекция 22. Экология (часть 1).
Основные понятия экологии.

Термин «экология» был введён в научный оборот немецким учёным-эволюционистом Эрнстом Геккелем в 1869 году. Он писал, что экология -это исследование взаимоотношений организма с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды, изучение тех условий, в которых проходит борьба за существование.

В 1877 году немецкий биолог К. Мёбиус ввёл одно из важнейших экологический понятий – БИОЦЕНОЗ, под которым понимается совокупность всех живых организмов, обитающих на данной территории. БИОТОП, соответственно, - это совокупность всех условий среды, в которой обитает биоценоз.

Становление экологии как самостоятельной науки завершилось в конце XIX – начале XX вв.

В настоящее время ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, под которыми понимаются важные для существования и размножения организмов компоненты ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, подразделяются на 3 класса: 1) абиотические; 2) биотические и 3) антропогенные.

В 1942 году А.Тэнсли ввёл в экологию понятие «экосистема». Под ЭКОСИСТЕМОЙ он понимал целостную природную подсистему, в которой организмы и среда их обитания находятся в относительном единстве, пребывают в относительно устойчивом равновесии.

Поэтому экосистему можно охарактеризовать как НАДОРГАНИЗМЕННУЮ СТРУКТУРУ, включающую в себя в качестве элементов как организмы, так и физические условия их местообитания.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ или составляющие экосистемы:

1. Неорганические вещества (вода, азот, кислород, углекислый газ и др.).

2. Органические соединения (белки, углеводы).

3. Климатический режим (температура, свет, давление и др.).

4. ПРОДУЦЕНТЫ – АВТОТРОФНЫЕ организмы (растения), создающие пищу из неорганических веществ.

5. МАКРОКОНСУМЕНТЫ – ГЕТЕРОТРОФНЫЕ организмы (в основном животные), питающиеся другими организмами.

6. РЕДУЦЕНТЫ – гетеротрофные организмы (главным образом бактерии и грибы), разлагающие мёртвые организмы и превращающие их в более простые неорганические и органические вещества.

Термин «популяция» введён В.Л.Йогансеном в 1903 году; обозначает совокупность всех особей одного вида, населяющих определённую территорию (ареал) и в достаточной степени изолированных от других таких же совокупностей.

В настоящее время под ПОПУЛЯЦИЕЙ понимают совокупность особей одного вида, отличающихся общностью происхождения, ареалом обитания, морфологическим сходством, легко скрещивающихся и обменивающихся генетической информацией.

СООБЩЕСТВОМ называют совокупность всех популяций, населяющих данный участок среды.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША – это место и функции организмов, популяции или вида, которые определяют их положение в пищевой цепи.

ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ (или ТРОФИЧЕСКАЯ СЕТЬ) – это последовательность групп организмов, каждая из которых образует пищевое звено, одновременно выступая потребителем, поедающим предыдущую группу, и пищей, поедаемой последующей группой. Таким образом, сущность пищевой цепи составляет отношение «пища – потребитель». Причём вместе с пищей потребитель усваивает энергию.

Пищевая цепь входит составным элементом в структуру ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПИРАМИДЫ.



ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПИРАМИДА – это геометрическое обозначение соотношений трофических уровней, основанием которых выступает уровень продуцентов.

Экологическая пирамида проявляется в трёх основных формах: 1) пирамида ЧИСЕЛ (численность отдельных организмов); 2) пирамида БИОМАССЫ (характеризует общий сухой вес, калорийность или другую меру общего количества живого вещества) и 3) пирамиду ЭНЕРГИИ (показывает величину потока энергии и её продуктивность на последовательных трофических уровнях).



БИОМ – множество экосистем, объединённых одинаковыми климатическими, энергетическими и другими условиями среды.

Наземные биомы: пустынные, травянистые, лесные.

Экосистемы: естественные и антропогенные. Антропогенные экосистемы формируются под влиянием как естественных, так и искусственных условий. К этим системам относятся города (с их потреблением пищи) и агроэкосистемы (производят пищу, используя дополнительно энергию механизмов, животных, удобрений, мышечную силу человека и др.).

В современном понимании экология включает в себя проблему ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА И ПРИРОДЫ и поиск оптимального способа её решения.

Исходя из этого, современную экологию можно определить как НАУКУ О РАЦИОНАЛЬНОМ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ, ОТВЕЧАЮЩЕМ ГАРМОНИЧЕСКОМУ СОЧЕТАНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКИХ И ИНЫХ ИНТЕРЕСОВ ОБЩЕСТВА И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ.

Законы, принципы и правила экологии.

1. ЗАКОН МИНИМУМА. Первая формулировка данного закона была дана немецким химиком Ю. Либихом в 1840 году, еще до возникновения экологии как науки. Его формулировка констатировала зависимость урожая от питательных веществ, которые содержатся в почве и, вместе с тем, требуются растениям не в больших, а в незначительных количествах. «Рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве». Жизненно важные химические элементы, необходимые организму в малых количествах, принято называть МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ (железо, медь, цинк, бор, кремний, хлор, йод, натрий и др.). В отличие от них, фосфор, калий, кальций, сера, магний требуются организму в больших количествах, и они называются МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ.

Действие ЗАКОНА МИНИМУМА впоследствии было распространено, с одной стороны, на все организмы, а с другой – на другие факторы среды: температуру, свет, кислород, воду и т. д. Таким образом, в общем виде этот закон можно выразить следующим образом: РОСТ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ ЗАВИСЯТ ОТ ТЕХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ЗНАЧЕНИЯ КОТОРЫХ ПРИБЛИЖАЮТСЯ К НЕОБХОДИМОМУ ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ МИНИМУМУ.

Вместе с тем, данный закон имеет два существенных ограничения. Во-первых, он действует только в экосистемах, находящихся в стационарном состоянии. А во-вторых, при определённых условиях дефицитный элемент организм может компенсировать другим химически близким элементом, имеющимся в избытке.

2. ЗАКОН РЕЛЬЕ (1845), согласно которому животные или организмы вообще могут существовать только благодаря постоянному взаимодействию с внешним миром, с окружающей их средой. К закону Релье примыкает ПРИНЦИП СООТВЕТСТВИЯ, который гласит, что организм (вид) существует лишь до тех пор, пока условия его жизни соответствуют его генетическим возможностям адаптироваться к этим условиям и их колебаниям (изменениям).

3. ЗАКОН СОВМЕСТНОГО (СОВОКУПНОГО) ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ СРЕДЫ. В соответствие с этим законом экологические факторы действуют на организмы не в отдельности, а сообща, вместе. Их действия на жизнедеятельность организмов обусловлены их взаимодействием друг с другом. При этом данные действия могут быть как положительными, так и отрицательными.

4. ЗАКОНЫ ОПТИМУМА И ПЕССИМУМА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА. ЗОНА ОПТИМУМА или ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ для данного вида – это диапазон значений экологических факторов, в пределах которых он оказывает наиболее благоприятное воздействие на жизнедеятельность особей этого вида. ЗОНА ПЕССИМУМА, наоборот, включает те значения экологического фактора, при которых он отрицательно, угнетающе влияет на организмы. Минимальное и максимальное значение экологического фактора называют, соответственно, ЭКОЛОГИЧЕСКИМ МИНИМУМОМ и ЭКОЛОГИЧЕСКИМ МАКСИМУМОМ. Способность организма приспосабливаться к существованию в пределах тех или иных значений экологического фактора называется ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТЬЮ.

5. ЗАКОН ЛИМИТИРУЮЩИХ (ОГРАНИЧИВАЮЩИХ) ФАКТОРОВ был сформулирован Ф.Блэкманом в 1909 году. Согласно этому закону, экологические факторы, имеющие при данных условиях пессимальные для жизнедеятельности какого-либо организма (вида) значения, ограничивают возможности его существования и развития даже в том случае, когда другие факторы среды оказывают на него благоприятное влияние.

6. ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ В.Шелфорда (1913). Шелфорд обратил внимание на то обстоятельство, что лимитирующее воздействие экологического фактора на организмы может быть вызвано не только его недостатком, но и его избытком. Так, например, избыток питательных веществ, света, воды и др. может оказаться столь же губительным для организма, как и их дефицит. Говоря иначе, благоприятные для жизни организмов значения экологических факторов заключены между экологическим минимумом и экологическим максимумом - в ПРЕДЕЛАХ ТОЛЕРАНТНОСТИ. Соответственно, диапазон данных значений стали называть ДИАПАЗОНОМ ТОЛЕРАНТНОСТИ.

В 1913 году В.Шелфорд сформулировал также ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ, согласно которому рост и развитие организмов в первую очередь определяется теми факторами среды, значения которых приближаются к экологическому минимуму или экологическому максимуму.

Важнейшим лимитирующим фактором на суше выступают состав воды, свет, температура, а в море – степень солёности воды, её цвет и температура. К лимитирующим факторам можно также отнести состав атмосферного воздуха, численность популяции и др.

7.ЗАКОН КОМПЕНСАЦИИ (ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ) ФАКТОРОВ Э.Рюбеля (1930). Согласно этому закону, при недостатке или отсутствии какого-либо экологического фактора организм может компенсировать его другим, близким в функциональном отношении фактором. Например, обилие углекислого газа может служить некоторым растениям фактором, компенсирующим недостаток света.

8. Одним из основных законов экологии выступает СУКЦЕССИЯ. Сукцессией называют последовательную смену биоценозов в результате эволюции экосистем. Различают первичные и вторичные сукцессии. Первичные сукцессии – это освоение организмами пустых мест. В дальнейшем их могут сменить другие организмы. Сменяющие друг друга биоценозы образуют серию, конечным этапом эволюции которой, выступает находящийся в равновесии со средой стабильный биоценоз, получивший название КЛИМАКС. Вторичные сукцессии появляются в местах, которые уже были заселены, но лишились своих обитателей в результате климатических, геологических явлений или из-за вторжения человека. Вторичная сукцессия часто приводит к образованию ДИСКЛИМАКСА, отличного от ранее существовавшего климакса.

9. ЗАКОН ЕДИНСТВА ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ: жизнь не может существовать и развиваться иначе, как в результате непрерывного обмена веществом, энергией и информацией с неживой средой (абиотической природой).

10. ПРИНЦИП МНОЖЕСТВЕННОСТИ ЭКОСИСТЕМ: для повышения надёжности биосферы необходимо существование множества разнообразных, взаимодействующих и конкурирующих между собой экосистем.

11. ЗАКОН НЕОБХОДИМОГО РАЗНООБРАЗИЯ, согласно которому биосистема не может быть однообразной по своему составу, а всегда имеет сложную иерархическую структуру, включающую различные интегративные уровни.

Принято различать следующие уровни структурной организации живого: гены, клетки, органы, организмы, популяции и сообщества. Экология изучает те системы, которые расположены выше организменного уровня.

С законом необходимого разнообразия связано ПРАВИЛО А.Уоллса, в соответствии с которым видовое разнообразие увеличивается по мере продвижения с севера на юг, ввиду того, что северные биоценозы, во-первых, являются наиболее молодыми и, во-вторых, живут в условиях малого поступления солнечной энергии.

12. ПРИНЦИП ЭМЕРДЖЕНТНОСТИ (появление нового). Он вытекает из иерархического характера организации биосистем и означает несводимость целого к сумме его частей. Согласно данному принципу, у последующего уровня иерархической структуры появляются качественно новые, эмерджентные свойства, отсутствующие на предыдущем уровне данной структуры.

13. ЗАКОН НЕРАВНОМЕРНОГО РАЗВИТИЯ ЧАСТЕЙ В СОСТАВЕ ЦЕЛОГО: различные составляющие одного и того же уровня иерархической структуры биосистемы развиваются не синхронно, а неравномерно. Одни из них плавно и неуклонно развиваются, тогда как другие или развиваются медленнее, или же вовсе остаются в неразвитом состоянии. Поэтому можно рассматривать данный закон как один из механизмов создания разнообразия в биосистеме.

14. ПРИНЦИП Ле Шателье-Брауна. Французский учёный Луи Ле Шателье предложил его в 1884 году. В 1887 году данный принцип был термодинамически обоснован К.Брауном. Согласно ему внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия.

15. ЗАКОН УСЛОЖНЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ. Он гласит, что вместе с историческим развитием организмов, как правило, происходит усложнение их организации путём дифференциации их органов и их функций.

16. ЗАКОН УСКОРЕННОГО РАЗВИТИЯ (ЭВОЛЮЦИИ), согласно которому в результате усложнения организации биосистем, средняя продолжительность существования вида сокращается, и, соответственно, увеличиваются темпы биологической эволюции.

17. ПРАВИЛО ПОСТОЯНСТВА ЧИСЛА ВИДОВ В БИОСФЕРЕ: в сформировавшейся биосфере число видов является константой, так как количество новых видов в среднем равняется количеству вымерших видов.

18. БИОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОН Э.Геккеля: онтогенез (индивидуальное развитие организма) представляет собой повторение филогенеза (процесс исторического развития мира организмов, их видов, родов, классов и т. д.). Иначе говоря, в своём индивидуальном развитии особь в кратком, сжатом виде повторяет историческое развитие своего вида и всего живого.

19. ЗАКОН ДИВЕРГЕНЦИИ (от лат. divergere – обнаруживать расхождение) Ч.Дарвина заключается в том, что филогенез любой группы организмов ведёт к расхождению её на различные филогенетические ветви, идущие по разным, по сравнению с исходным её состоянием, адаптивным направлениям.

20. ПРИНЦИП АДАПТИРОВАННОСТИ Ч.Дарвина. Согласно ему каждый вид приспособлен к определённым, необходимым для его существования, условиям среды.

21. ЗАКОН СООТВЕТСТВИЯ СРЕДЫ ГЕНЕТИЧЕСКИМ ВОЗМОЖНОСТЯМ ОРГАНИЗМА. Вид может существовать и развиваться лишь тогда и до тех пор, пока условия среды его обитания отвечают генетическим возможностям вида приспосабливаться к их колебаниям (изменениям).

22. ЗАКОН ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕЗАВИСИМОСТИ АДАПТАЦИИ. Он заключается в том, что высокая приспособляемость организма (вида) к тому или другому из экологических факторов не гарантирует столь высокой степени его адаптации к другим факторам, а, напротив, она может существенно снижать эту степень.

23. ЗАКОН ДАВЛЕНИЯ СРЕДЫ ИЛИ ОГРАНИЧЕННОГО РОСТА Ч.Дарвина утверждает, что существуют ограничения, не допускающие возможности одной пары особей размножаться в геометрической прогрессии и таким образом производить такое огромное потомство, которое заполонило бы всю нашу планету.

24. ЗАКОН МИНИМАЛЬНОГО ПРЕДЕЛА РАЗМЕРА ПОПУЛЯЦИИ: существует минимальный порог, ниже которого численность популяции не может опускаться.

25. ПРАВИЛО ПОЯВЛЕНИЯ НОВЫХ ВИДОВ ОТ НЕСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРЕДКОВ утверждает, что новые виды происходят не от специализированных групп, а от неспециализированных представителей своих предков.

26. ПРАВИЛО О ВЫСОКИХ ШАНСАХ ВЫМИРАНИЯ ГЛУБОКО СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ОРГАНИЗМОВ О.Марша гласит, что быстрее вымирают именно те биологические формы, которые являются более специализированными ввиду истощения (исчерпания) их генетических резервов для дальнейшей адаптации.

27. ЗАКОН ОБ ИСТОРИЧЕСКОМ САМОРАЗВИТИИ БИОСИСТЕМ Э.Брауэра. Согласно этому закону, биосистемы развиваются в результате увеличения их внешней работы. Стало быть, вследствие их воздействия на окружающую среду.

28. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ПРАВИЛО Вант-Гоффа-Аррениуса: скорость химических реакций (процессов) увеличивается в 2-3 раза при повышении температуры на 10 градусов по Цельсию. Поэтому хозяйственная деятельность людей, приводящая к повышению температуры среды может иметь опасные разрушительные для среды последствия.

29.ЗАКОН О ПИРАМИДЕ ЭНЕРГИИ Р.Линдемана, согласно которому только около 10% энергии предыдущего трофического уровня переходит на следующий трофический уровень, тогда как обратный поток энергии от более высокого уровня к более низкому составляет лишь порядка 0,25-0,5%. Это означает, что в биоценозах не происходит круговорота энергии.

30. ПРАВИЛО Э.ШРЁДИНГЕРА утверждает, что упорядоченность организма выше упорядоченности окружающей среды, поскольку он отдаёт в неё больше неупорядоченности (энтропии), чем получает от неё.



Каталог: doci -> kafedri -> phil
phil -> Примерная тематика докладов аспирантов по философии науки в 2015-2016 уч г. Общие проблемы философии науки «Венский кружок»
phil -> Примерная тематика рефератов аспирантов по истории науки в 2015-2016 уч г
phil -> Вопросы к экзамену по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Кандидатский экзамен по истории и философии науки
phil -> Чернов С. А. Начала философии. Ч. 2 – Учеб пособие – спбгут спб, 2005
phil -> Ш37 Рецензент
phil -> Вопросы к зачёту по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Русская философия о роли личности в истории государства


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   64


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница