Головна
Реферати » Реферати по біології » Біологія з основами екології

Біологія з основами екології

до зменшення конкуренції, т. до. завдяки дивергенції організми отримували можливість використовувати різнорідні умови існування. Ч. Дарвін вважав, що в результаті дивергенції утворюються різновиди, які є зачатком виду, т. Е. Дивергенція створює нові види. За Ч. Дарвіну зміни організмів відбуваються в силу природної закономірності, але в той же час вони випадкові по відношенню до результатів природного добору. Будучи результатом відбору, органічна доцільність носить відносний характер. Цим Ч. Дарвін подолав метафізичне протиставлення випадковості необхідності, що до нього нікому не вдавалося.

Заслуги Ч. Дарвіна перед природознавством мають неминуще значення. Він всебічно обгрунтував історичний метод в застосуванні до природи, створив теорію еволюції і вигнав з науки креаціонізм.

Вчення Дарвіна стосувалося еволюції великих груп організмів, включаючи всі таксони, у великі відрізки часу, вимірювані геологічними масштабами і на великих територіях. Отже, класичний дарвінізм є вченням про Макроеволюція. Однак воно виявилося недостатньо розробленим в генетичному плані. Дарвін мав на увазі еволюцію особин, але ж особини живуть, як зараз відомо, в популяціях. Тому через 8 років після виходу "Походження видів" англієць Ф. Дженкин поставив таке питання: "Якщо відбір залишає в живих ті особини, які лише незначно відрізняються від інших, то вже при наступному схрещуванні настає" поглинання "нових ознак, т. К. партнер по схрещуванню, найімовірніше, не має цього нового властивості - відбудеться розчинення при-J знаків у потомстві ". Дарвін називавши це питання кошмаром Дженкина, т. до. ніколи не міг дати задовольняє відповідь.

дарвінізму тривалий час не вистачало генетичної основи, але генетика дуже швидко сама підійшла до еволюції. Використовуючи методологію класичного генетичного аналізу, генетики стали аналізувати роль окремих факторів еволюції шляхом вичленування елементарних одиниць і що протікають в них процесів.

Перший крок на шляху об'єднання дарвінізму і генетики полягав в законі Дж. Харді-В.Вайнберга, які в 1908 р показали, що в популяції при вільному схрещуванні, відсутності мутацій даного гена і відсутності відбору за цією ознакою співвідношення генотипів АА, Аа і аа залишається постійним. Це дозволило їм сформулювати закон, зміст якого зводиться до того, що частоти генів в нескінченно великою панміксіческой популяції без тиску будь-яких зовнішніх факторів стабілізуються вже після однієї зміни поколінь. Однак таких популяцій, як відомо, в природі не існує. Тому значення) закону полягає в тому, що накопичені спадкові зміни в генофонді популяцій безслідно не зникають, т. Е. Частоти генів постійні.

Виходячи із закону Харді-Вайнберга і враховуючи вплив відбору і виникнення нових мутацій, в 1926 г. С. С. Четвериков (1880-1959) показав, що в результаті спонтанного мутаційного процесу у всіх популяціях створюється генетична гетерогенність. Іншими словами, в популяціях завжди є мутації, в більшості випадків в малих кількостях. Він показав також, що популяція насичена мутаціями, як губка, і що мутації служать основою (матеріалом) еволюційного процесу, що йде під дією природного відбору.

Пізніше Н. П. Дубінін і Д. Н. Ромашов (1932) показали, що коли популяції малі, в них відбуваються явища, що отримали назву генетико-автоматичних процесів (по Н. П. Дубиніну, 1931) або дрейфу генів (за С. Райту, 1932). В результаті генетико-автоматичних процесів змінюються частоти народження генів, усуваються гетерозиготи і з'являються гомозиготи. Ізольована популяція стає домінантною гомозиготною або рецесивною гомозиготною. Якщо дрейфує мутантний летальний ген, це веде до вимирання організмів. Таким чином, структура популяції залежить не тільки від появи нових мутацій, але і від простої зміни частоти народження даного гена. Ці та інші генетичні дослідження пов'язали еволюційну теорію з генетикою.

У сучасній теорії еволюції значне місце займають питання походження життя на Землі, бо в рамках теорії еволюції походження життя розглядають в якості самого першого (початкового) процесу утворення живих форм (необіогенеза) з неорганічних речовин, т. е. у вигляді хімічної еволюції. У наш час абіогенезу протиставлена ??концепція поступового виникнення і розвитку живого матеріалу протягом тривалого періоду часу. Ця концепція отримала назву архебіоза або археогенеза.

Загальновизнаною теорією походження життя є теорія, вперше запропонована в 1924 р А. І. Опаріним (1894-1980) в його книзі "Походження життя". Надалі ця теорія піддавалася неодноразовим уточнениям з боку її автора. Великий внесок у її розвиток внесли і багато інших вчених. У відповідності з теорією А. І, Опаріна життя є результатом історичного односторонньо направленого розвитку у вигляді поступового ускладнення органічних субодиниць і розвитку їх в складні системи, що мають властивості живого.

Припускають, що Земля сформувалася 4,5-5 млрд років тому з хмар космічного пилу. Вона збільшувалася по масі в результаті тяжіння пилових частинок завдяки дії гравітаційних сил. Щоб зрозуміти, яким чином виникли найперші живі форми, необхідно згадати, якою була стародавня атмосфера. У наш час земна атмосфера складається майже на 80% з азоту, а решта 20% представлені головним чином киснем, двоокисом вуглецю і деякими іншими газами (в дуже малій кількості). Однак стародавня атмосфера була складена з водяної пари, водню, аміаку та метану. Водяні пари утворилися з води і концентрувалися в атмосфері з тієї причини, що Земля ще була дуже гарячою. У міру остигання Землі, водяні пари конденсировались, утворюючи хмари, випадали з дощами на Землю, а потім вода знову перетворювалася на пару, яка піднімався в атмосферу. Процеси випаровування води і конденсації водяної пари продовжуються і в наш час.

Загальна характеристика екологічних систем

Вперше уявлення про екологічні системах сформульовані в 30-е гг. А. Тенсли (1935). У нашій країні близьке поняття про біогеоценозах сформулював в 1944 р В. Н. Сукачов (1880-1967). В наш час під екологічними системами розуміють сукупність живих і неживих елементів на певній території. Екологічні системи складаються з живих організмів (біоценозів) і середовища існування - відсталої (атмосфера) і біокосні (грунт, водойма і т. Д.). Вони іноді відокремлені одна від іншої, але часто між ними маються переходи. Прикладами екологічних систем є озеро, лісовий масив і т. Д. Від екосистем слід відрізняти біоми, під якими, як показано вище, розуміють значні спільноти організмів, приурочені до певних географічних районам з їх кліматичними і грунтовими зонами.

Екологічні системи є елементарними одиницями біосфери. У той же час вони є елементарними одиницями біогеохімічної активності, що протікає в біосфері. Будь-яка екологічна система має енергетичний введення, через який в неї надходить енергія сонячного світла. Світлова енергія, що надходить в екосистему через введення, підтримує порядок у цій системі, попереджаючи підвищення ентропії.

Розглянемо екологічну систему на прикладі озера. Як і будь-яка екологічна система, озеро складається з абіотичним і біотичної частин.

Абиотическая (нежива) частину екосистеми представлена ??повітрям, грунтом, водою, розчиненими у воді киснем, двоокисом вуглецю, неорганічними солями (фосфати і хлориди натрію, калію і кальцію) і органічними сполуками. Абіотичним частиною є також температура, світло, вітер і гравітація, які впливають на живу частину.

Біотична (жива) частину озера представлена ??організмами-виробниками (продуцентами), організмами-споживачами (коксументамі) і організмами-руйнівниками (редуцентамі). Організмами-виробниками є автотрофи - прибережна рослинність, водні багатоклітинні і одноклітинні плавучі рослини (фітопланктон), що живуть до глибин, куди ще проникає світло. За рахунок енергії, що надходить через введення, організми-виробники в процесі фотосинтезу синтезують органічну речовину з води і вуглекислого газу. Основним показником потужності екосистеми є її продуктивність, під якою розуміють масу органічної речовини в тілах організмів-продуцентів. Продуктивність екосистеми залежить від кількості світла, води, багатства грунту або води органічними і мінеральними сполуками.

Організмами-споживачами (коксументамі) органічної речовини служать гетеротрофи, серед яких розрізняють споживачів першого і другого порядку. Первинними споживачами служать травоїдні тварини, вторинними - м'ясоїдні, які харчуються первинними споживачами. Організми-руйнівники - це бактерії і гриби, які розкладають "мертву" протоплазму (органічні сполуки) клітин загиблих організмів-виробників і організмів-споживачів аж до низькомолекулярних органічних і неорганічних сполук. Органічні сполуки потім використовуються самими організмами-руйнівниками, тоді як неорганічні - зеленими рослинами. Отже, в екологічній системі в процесі її функціонування відбувається кругообіг речовин і енергії.

Ми розглянули в якості екологічної системи природну систему (озеро), не приділяючи уваги участі в ній людини. Однак більшість екологічних систем функціонує за участю людини. У зв'язку з цим розрізняють екологію окремих індивідуумів і співтовариств людей. Екологія окремих індивідуумів полягає в тому, що кожен індивідуум повинен "підігнати свою внутрішню фізіологію до мінливих умов середовища проживання. Індивідуум отримує енергію з їжею і витрачає її для забезпечення своїх фізичних та інтелектуальних зусиль, метаболічних процесів, що протікають в організмі, росту і т. Д . Завдяки нейрогуморальної регуляції в організмі індивідуума підтримується постійна температура тіла, оптимальні концентрації води, кисню, двоокису вуглецю, NaCl, вуглеводів, білків та інших важливих сполук.

Проникненню в організм індивідуума патогенних факторів перешкоджає шкіра, антитіла , фагоцити і інші фактори захисту. Органи почуттів, нервова система і локомоторні органи дозволяють індивідууму убезпечити їжу, знайти друзів, уникати ворогів, створювати ситуацію, найбільш сприятливу для виживання. Кожен індивідуум здатний адаптуватися до змінених кліматичних умов. Все це призводить до того, що між внутрішньою фізіологією індивідуума і умовами навколишнього середовища встановлюється динамічний еквілібріум.

Однак люди об'єднані в спільноти. До складу цих співтовариств входять також навколишні їх рослини і тварини, які є джерелом їжі та інших необхідних матеріалів для людей. Отже, з урахуванням абіотичних факторів екологічну систему, в якій функціонує людина, складають спільноти людей і середу

Сторінки: 1 2 3 4 5