Біологія як наука
- 1. Рівні організації живої матерії
- 2. Біологічний потенціал виду. Зміна чисельності популяції в залежності від співвідношення біотичного потенціалу і опору середовища
- 3. Опустелювання, ерозія і засолення грунтів як результат господарської діяльності людей
- Список літератури
Будь-яка жива система, як би складно вона була організована, складається з біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, а також інших важливих органічних речовин. З цього рівня починаються різноманітні процеси життєдіяльності організму: обмін речовин і перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін. [2]
Клітини багатоклітинних організмів утворюють тканини - системи подібних за будовою і функціями клітин і пов'язаних з ними міжклітинних речовин. Тканини інтегруються до більших функціональні одиниці, звані органами. Внутрішні органи характерні для тварин; тут вони входять до складу систем органів (дихальної, нервової та ін). Наприклад, система органів травлення: порожнина рота, глотка, стравохід, шлунок, дванадцятипала кишка, тонка кишка, товста кишка, анальний отвір. Подібна спеціалізація, з одного боку, покращує роботу організму в цілому, а з іншого - вимагає підвищення рівня координації та інтеграції різних тканин і органів.
Клітка - структурна і функціональна одиниця, а також одиниця розвитку всіх живих організмів, що мешкають на Землі. На клітинному рівні сполучаються передача інформації та перетворення речовин і енергії.
Елементарною одиницею организменного рівня служить особина, яка у розвитку - від моменту зародження до припинення існування - як жива система. Виникають системи органів, спеціалізованих для виконання різних функцій. [6]
Сукупність організмів одного і того ж виду, об'єднана загальним місцем проживання, в якій створюється популяція - надорганизменная система. У цій системі здійснюються елементарні еволюційні перетворення.
Біогеоценоз - сукупність організмів різних видів і різної складності організації з чинниками середовища їхнього життя. У процесі спільного історичного розвитку організмів різних систематичних груп утворюються динамічні, стійкі спільноти.
Біосфера - сукупність усіх біогеоценозів, система, що охоплює всі явища життя на нашій планеті. На цьому рівні відбувається кругообіг речовин і перетворення енергії, пов'язані з життєдіяльністю всіх живих організмів. [4]
Таблиця 1 Рівні організації живої матерії
Початковий рівень організації живого. Предмет дослідження - молекули нуклеїнових кислот, білків, вуглеводів, ліпідів і інших біологічних молекул, тобто молекул, що знаходяться в клітці. Будь-яка жива система, як би складно вона була організована, складається з біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, а також інших важливих органічних речовин. З цього рівня починаються різноманітні процеси життєдіяльності організму: обмін речовин і перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін.
Кожен з цих рівнів досить специфічний, має свої закономірності, свої методи дослідження. Навіть можна виділити науки, провідні свої дослідження на певному рівні організації живого. Наприклад, на молекулярному рівні живе вивчають такі науки як молекулярна біологія, біоорганічна хімія, біологічна термодинаміка, молекулярна генетика і т.д. Хоча рівні організації живого і виділяються, але вони тісно пов'язані між собою і випливають один з іншого, що говорить про цілісність живої природи. [8]
Часто використовується в екологічній літературі вираз «природну рівновагу» означає стан збалансованості (динамічної рівноваги), характерне для більшості популяцій в співтоваристві; було б абсолютно неправильно розуміти в цьому випадку рівновага як статичний стан. Вивчення коливань чисельності тварин - найважливіша область екології, що робить вплив на такі здавалося б далекі сфери науки і діяльності, як генетика, сільське господарство і медицина. [7]
Сезонні і циклічні (включаючи, inter як правило, кілька років) коливання чисельності вже давно цікавили натуралістів, які намагалися встановити кореляції між спостережуваними популяційних процесами і різними кліматичними факторами. У практичному відношенні дана проблема дуже важлива: від її рішення залежать прогнози масового розмноження шкідливих комах або спалахів епідемій. Абсолютно незалежно фахівці, які вивчають механізми природного відбору, стали цікавитися математичним описом поширення в популяції нових генетичних варіантів організмів. Щоб провести відповідні розрахунки, необхідно було мати дані про дійсну щільності популяцій і про те, наскільки швидко вона змінюється. Швидкість, з якою йде поширення нового генетичного варіанту, очевидно, буде різною в залежності від того, зростає, скорочується або залишається стабільною чисельність популяції в даний період. Генетики виявили, що поширення генів в популяції може носити характер правильних циклічних коливань. В цілому вивчення динаміки чисельності тварин надзвичайно важливо для вирішення найрізноманітніших біологічних проблем. Динаміка популяцій рослин вивчена в меншому ступені, може бути, в зв'язку з відносною стабільністю їх поширення. [1]
При вивченні динаміки популяцій широко використовується таке важливе поняття, як «биотический потенціал», тобто характерна для даного виду швидкість розмноження (на величину якої впливають співвідношення статей, кількість нащадків на одну самку, а також число поколінь в одиницю часу). Биотический потенціал багатьох організмів, перш за все найбільш дрібних, величезний, і якби ніщо не стримувало зростання їх популяцій, то вони надзвичайно швидко заселили б собою всю Землю. Чисельність будь-якої існуючої популяції може бути представлена як відношення біотичного потенціалу до опору середовища, тобто до суми всіх факторів, що гальмують зростання чисельності даного виду. Оскільки реальні популяції рослин і тварин більш або менш стабільні в часі, опір середовища по відношенню до видів з високим біотичних потенціалом має бути досить сильним.
При сприятливих умовах в популяціях спостерігається зростання чисельності і може бути настільки стрімким, що призводить до популяційному вибуху. Сукупність усіх факторів які сприяють зростанню чисельності називається біотичних потенціалом. Він досить високий для різних видів, але ймовірність досягнення популяцією межі чисельності в природних умовах низька, тому що цьому протистоять лімітують (обмежують) фактори. Сукупність факторів, що лімітують ріст чисельності популяції, називають опором середовища. Стан рівноваги між біотичних потенціалом виду і опором середовища (рис. 1), що підтримує сталість чисельності популяції отримало назву гомеостазу або динамічної рівноваги. При порушенні його відбуваються коливання чисельності популяції, тобто. Е. Зміни її. [5]
Обезлесивание не єдина причина ерозії грунту. До широкомасштабним її втрат веде нераціональне використання полів і пасовищ. Особливо чутливі в цьому плані горбисті ландшафти з крутими, регулярно розорювати схилами в областях з рясними дощами і давно зведеними лісами. Основні заходи по захисту грунтів в таких ситуаціях [2]:
· Терасування, традиційно застосовується, наприклад, в Південно-Східній Азії і довело свою високу ефективність;
· Контурна (т. Е. Що ведеться «поперек» схилу) оранка;
· Обвалування полів для утримання на них поверхневого стоку.
Хоча ці та інші заходи давно відомі, щорічно в результаті ерозії втрачається до 5 млн. Га орних земель. Перевипас на пасовищах веде до изреживанию рослинного покриву, що закріплює грунт. В цьому випадку дощова вода вільно тече по його поверхні, викликаючи площинну ерозію, змивають верхній родючий горизонт грунту. Якщо ж водні потоки концентруються на обмежених ділянках, то там утворюються глибокі яри. Щорічно таким чином втрачається 7 млн. Га пасовищ, причому значна частина закидаються земель практично перетворюється на пустелю.
Опустелювання може відбуватися і природним шляхом, наприклад коли в посушливих областях кілька років поспіль випадає менше, ніж зазвичай, дощів. Однак зараз цей процес прискорюється людиною і розуміється більш широко. Мова йде не про формування типовою пустельною екосистеми, а про деградацію родючих земель, що веде до повної втрати їх сільськогосподарської цінності. Причини цього зазвичай такі [3]:
Перевипас, або перевищення допустимої пасовищної навантаження, веде до изреживанию рослинного покриву і витоптування грунту з руйнуванням її структури. За цим звичайно треба вітрова і водна ерозія. Випахіванія називають інтенсивне використання грунту під виробництво сільськогосподарських культур без прийняття адекватних заходів по відновленню її родючості. Це призводить до зменшення в грунті мінеральних елементів живлення і гумусу, руйнування структури, а в результаті зріджуються рослинний покрив і йде ерозія.
На зрошуваних землях головними проблемами є перезволоження і засолення. Перезволоження спостерігається в тих випадках, коли фунтові води знаходяться поблизу поверхні. Неправильний полив в таких умовах призводить до тривалого затоплення коренів, якого не витримують, наприклад, пшениця і бавовник. Засоленням грунту називають підвищення в ній вмісту розчинних солей. Це може статися з різних причин. У жарких областях промочування грунту в ході зрошення чергується з висхідним рухом в ній за рахунок капілярних сил випаровується води, яка виносить з собою з глибини в верхній горизонт розчинені по дорозі солі. Іноді для поливу використовують глибокі свердловини, в яких вода, хоча і вважається прісної, містить занадто багато солей. Якщо грунт недостатньо проникна, то солі накопичуватимуться в верхньому горизонті. Концентрацію їх в розчині вище 0,5--1,0% здатні витримати лише деякі культури, тому економічні наслідки засолення очевидні. [8]
Боротьба з опустелюванням - завдання складне. Тимчасово може знадобитися повна заборона на землекористування аж до відновлення рослинного покриву. Це означає припинення господарської діяльності, безробіття, ліквідацію худоби і т. П.