تکامل طبیعت زنده. توسعه ایده های تکاملی. معنای نظریه تکاملی چارلز داروین. رابطه متقابل نیروهای محرک تکامل. اشکال انتخاب طبیعی، انواع مبارزه برای هستی. نظریه ترکیبی تکامل. عوامل اولیه تکامل تحقیق کرد

در رابطه با مدیریت محیط زیست و فعالیت های حفاظت از محیط زیست، نیاز به در نظر گرفتن قوانین توسعه طبیعی اغلب ذکر شده است. زور هومو ساپینساین نیست که طبیعت را با نشان دادن قدرت خود بازسازی کنیم، بلکه با درک درست قوانین توسعه آن، از آنها پیروی کنیم. قوانین توسعه طبیعت در مقایسه با قوانین توسعه جامعه، قوانین درجه بالاتری برای انسان هستند. اینها قوانین عینی هستند. انسان به واسطه عمل آنها و به لطف آنها ظاهر شد و می تواند وجود داشته باشد.

در نظر گرفتن قوانین طبیعت هنگام برنامه ریزی و اجرای فعالیت های مضر برای محیط زیست و رعایت آنها باید به عنوان معیار اصلی اعتبار زیست محیطی و قابل پذیرش بودن این گونه فعالیت ها باشد. آگاهی و توجه آنها به ویژه در اجرای چنین اقدامات قانونی برای حفاظت از محیط زیست از جمله استانداردسازی حداکثر تأثیرات مجاز بر محیط زیست، ارزیابی تأثیر فعالیت های برنامه ریزی شده بر محیط زیست، ارزیابی زیست محیطی، برنامه ریزی اقدامات برای حفاظت از محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. محیط طبیعی و غیره. قوانین توسعه طبیعی نیز در تهیه لوایح حفاظت از محیط زیست باید در نظر گرفته شود. حصول اطمینان از در نظر گرفتن و رعایت قوانین طبیعت هنگام اتخاذ تصمیمات اقتصادی، مدیریتی و سایر تصمیمات مهم زیست محیطی یکی از شروط، مبنای روش شناختی غلبه بر بحران زیست محیطی است.

1. قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها(V.I. Vernadsky). مهاجرت عناصر شیمیایی در سطح زمین و در کل بیوسفر یا با مشارکت مستقیم ماده زنده (مهاجرت بیوژنیک) یا در محیطی رخ می دهد که ویژگی های ژئوشیمیایی آن (O 2، CO 2، H 2 و غیره) رخ می دهد. با مشارکت مستقیم ماده زنده تعیین می شود - هم ماده ای که در حال حاضر در زیست کره ساکن است و هم ماده ای که در طول تاریخ زمین شناسی روی زمین بوده است.

2. قانون تعادل دینامیکی داخلیجوهر، انرژی، اطلاعات و کیفیت‌های دینامیکی سیستم‌های طبیعی منفرد و سلسله مراتب آن‌ها چنان به هم مرتبط هستند که هرگونه تغییر در یکی از این شاخص‌ها باعث تغییرات کمی و کیفی ساختاری عملکردی می‌شود که مجموع کل ماده - انرژی، اطلاعات و کیفیت‌های دینامیکی را حفظ می‌کند. سیستمی که این تغییرات در آن رخ می دهد، یا در سلسله مراتب آنها.

پیامدهای تجربی این قانون:

الف) هرگونه تغییر در محیط به ناچار منجر به ایجاد واکنش های زنجیره ای طبیعی با هدف خنثی کردن تغییر یا تشکیل سیستم های طبیعی جدید می شود که تشکیل آنها با تغییرات قابل توجه در محیط می تواند غیر قابل برگشت باشد.

ب) تعامل اجزای اکولوژیکی ماده-انرژی، اطلاعات و کیفیت های دینامیکی سیستم های طبیعی از نظر کمی خطی نیست.

ج) تغییرات ایجاد شده در اکوسیستم های بزرگ نسبتاً برگشت ناپذیر است: با عبور از سلسله مراتب از پایین به بالا - از محل نفوذ به بیوسفر به عنوان یک کل، فرآیندهای جهانی را تغییر می دهند و در نتیجه آنها را به یک سطح تکاملی جدید منتقل می کنند.

د) هرگونه دگرگونی محلی طبیعت باعث واکنش هایی در کلیت جهانی زیست کره و در بزرگترین تقسیمات آن می شود که منجر به ثبات نسبی پتانسیل اکولوژیکی و اقتصادی می شود که افزایش آن تنها از طریق افزایش چشمگیر سرمایه گذاری در انرژی امکان پذیر است.

3. قانون "همه یا هیچ"(H. Boulich). تأثیرات ضعیف ممکن است باعث پاسخ در سیستم طبیعی نشوند تا زمانی که انباشته شوند، منجر به ایجاد یک فرآیند پویا خشونت آمیز شوند.

4. قانون ثبات(V.I. Vernadsky). مقدار ماده زنده برای یک دوره زمین شناسی معین ثابت است.

5. قانون حداقل(یو. لیبیگ). استقامت یک موجود زنده توسط ضعیف ترین حلقه در زنجیره نیازهای محیطی آن تعیین می شود.

6. قانون منابع طبیعی محدودهمه منابع طبیعی (و شرایط) زمین محدود هستند. از آنجایی که سیاره یک کل طبیعی محدود است، اجزای نامتناهی نمی توانند روی آن وجود داشته باشند.

7. قانون توسعه یک سیستم طبیعی به هزینه محیط زیست آن.هر سیستم طبیعی تنها با استفاده از مواد، انرژی و قابلیت های اطلاعاتی محیط خود می تواند توسعه یابد. خودسازی مطلقاً منزوی امکان پذیر نیست.

8. قانون کاهش بهره وری انرژی مدیریت زیست محیطی.با پیشرفت زمان تاریخی، هنگام به دست آوردن محصولات مفید از سیستم های طبیعی، به طور متوسط ​​انرژی بیشتری برای هر واحد از آن صرف می شود.

9. قانون کاهش باروری (طبیعی).. با توجه به برداشت مداوم و اختلال در فرآیندهای تشکیل خاک طبیعی و همچنین تک کشت طولانی مدت، در نتیجه تجمع مواد سمی آزاد شده توسط گیاهان، کاهش تدریجی حاصلخیزی طبیعی خاک در زمین های زیر کشت اتفاق می افتد.

10. قانون وحدت فیزیکی و شیمیایی ماده زنده(V.I. Vernadsky). تمام مواد زنده روی زمین از نظر فیزیکی و شیمیایی متحد هستند. حیات یک مشتق شیمیایی از پوسته زمین است.

11. قانون همبستگی اکولوژیکیدر یک اکوسیستم، مانند هر شکل‌گیری سیستم طبیعی یکپارچه دیگر، به ویژه در یک جامعه زیستی، همه گونه‌های زنده و اجزای اکولوژیکی غیرزیست موجود در آن از نظر عملکردی با یکدیگر سازگار هستند.

12. "همه چیز به همه چیز مرتبط است"(ب. عام). منعکس کننده وجود یک زنجیره پیچیده از روابط در اکوسفر است.

13. "همه چیز باید به جایی برود"(ب. عام). از قانون اساسی بقای ماده نتیجه می گیرد. به ما این امکان را می دهد تا نگاهی تازه به مشکل ضایعات تولید و مصرف داشته باشیم.

14." طبیعت بهتر می داند"(ب. عام). فرض می‌کند که ساختار اندام‌های موجودات زنده یا ارگانیسم‌های اکوسیستم‌های طبیعی مدرن بهترین است به این معنا که آنها از تعدادی جایگزین ناموفق دیگر انتخاب شده‌اند. هر گزینه جدید به احتمال زیاد بدتر از گزینه های فعلی خواهد بود.

15. "هیچ چیز مجانی نمی آید"(ب. عام). سه قانون قبلی را متحد می کند، زیرا زیست کره به عنوان یک اکوسیستم جهانی یک کل واحد است که در آن چیزی نمی توان برد یا از دست داد، که نمی تواند هدف بهبود کلی باشد.

1. هنگام مطالعه این موضوع، چندین سوال را که می خواهید به آنها پاسخ دهید، فرموله کنید.

پاسخ: چه علومی بدن انسان را مطالعه می کند؟ بدن انسان چه تفاوتی با بدن موجودات زنده دیگر دارد؟ بدن انسان چگونه کار می کند، چه ویژگی هایی دارد؟ اولین انسان روی زمین از کجا آمد؟

2. کتاب درسی «مقدمه» را بخوانید. شباهت های بدن انسان و سایر موجودات را در ستون سمت چپ جدول و تفاوت ها را در ستون سمت راست بنویسید.

3. به این فکر کنید که تمدن چه مزایایی به مردم می دهد، چه پیامدها و هزینه های منفی به همراه داشته است. یافته های خود را در یک جدول ثبت کنید. آنها را با نظرات نویسندگان مقاله "مقدمه" مقایسه کنید.

4. § 1 کتاب درسی را بخوانید. در ستون سمت چپ جدول، نام علوم زیستی در مورد انسان را بنویسید، در سمت راست - روش هایی که در آنها برای تحقیق استفاده می شود.

5. § 2 را بخوانید. در جدول، نام دو متفکر باستانی و دو دانشمند رنسانس را وارد کنید و سهم آنها را در علم نشان دهید.

پاسخ: من در مورد علومی که بدن انسان را مطالعه می کنند و دانشمندانی که در توسعه این علوم سهیم بوده اند، آشنا شدم. علاوه بر این که این دانش برای رشد عمومی من مفید خواهد بود، در زندگی نیز به من کمک خواهد کرد. به عنوان مثال، دانستن ساده ترین قوانین بهداشتی می تواند از خود در برابر بسیاری از بیماری ها محافظت کند. دانش در زمینه آناتومی و فیزیولوژی به من کمک می کند تا بدن خود را بهتر درک کنم، و در زمینه روانشناسی - خودم و اطرافیانم.

7. جدول جدول شماره 1 را حل کنید

در ارتباط با مدیریت محیط زیست و فعالیت های حفاظت از محیط زیست، اغلب در مورد نیاز به در نظر گرفتن قوانین توسعه طبیعی شنیده می شود. انسان با درک نقش خود در بیوسفر تنها به عنوان یکی از گونه های متعددی که تنوع آن را تشکیل می دهد، به عنوان بخشی از آن، باید مانند دیگران از قوانین طبیعت پیروی کند. در عین حال، قدرت هومو ساپینس در بازسازی طبیعت با نشان دادن قدرت آن نیست، بلکه در درک درست قوانین توسعه آن و پیروی از آنها است. قوانین توسعه طبیعت در مقایسه با قوانین توسعه جامعه، قوانین درجه بالاتری برای انسان هستند. اینها قوانین عینی هستند. انسان به واسطه عمل آنها و به لطف آنها ظاهر شد و می تواند وجود داشته باشد. قوانین جامعه را انسان برای راحتی اجتماعی، سیاسی و اقتصادی، سازماندهی و تأمین زندگی اجتماعی خود می نویسد.

آگاهی و رعایت قوانین رشد طبیعی در فعالیت های انسان و جامعه از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است و به عنوان یک امر ضروری ارزیابی می شود. قوانین توسعه طبیعت که در تعامل جامعه و طبیعت متجلی می شود، پایه های علمی و فلسفی طبیعی را برای فعالیت های مختلف در مدیریت محیط زیست و حفاظت از محیط زیست از جمله در زمینه حقوق ایجاد می کند. در نظر گرفتن قوانین طبیعت هنگام برنامه ریزی و اجرای فعالیت های مضر برای محیط زیست و رعایت آنها باید به عنوان معیار اصلی اعتبار زیست محیطی و قابل پذیرش بودن این گونه فعالیت ها باشد. آگاهی و توجه آنها به ویژه در اجرای اقدامات قانونی برای حفاظت از طبیعت مانند استانداردسازی حداکثر تأثیرات مجاز بر طبیعت، ارزیابی تأثیر فعالیت های برنامه ریزی شده بر محیط زیست، ارزیابی زیست محیطی، برنامه ریزی اقدامات حفاظت از طبیعت و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردار است. توسعه طبیعت نیز باید در هنگام تهیه لوایح حفاظت از محیط زیست در نظر گرفته شود. حصول اطمینان از در نظر گرفتن و رعایت قوانین طبیعت هنگام اتخاذ تصمیمات اقتصادی، مدیریتی و سایر تصمیمات مهم زیست محیطی یکی از شروط، مبنای روش شناختی غلبه بر بحران زیست محیطی است.

بیایید برخی از قوانین اساسی توسعه طبیعت را که توسط یکی از دانشمندان برجسته محیط زیست در روسیه، پروفسور N.F. تفسیر شده است، در نظر بگیریم. رایمرها

قانون مهاجرت بیوژنیک اتم ها (V.I. Vernadsky). مهاجرت عناصر شیمیایی در سطح زمین و در کل بیوسفر یا با مشارکت مستقیم ماده زنده (مهاجرت بیوژنیک) انجام می شود یا در محیطی رخ می دهد که ویژگی های ژئوشیمیایی آن (O 2، C0 2، H 2 و غیره است. .) توسط ماده زنده تعیین می شوند - هم ماده ای که در حال حاضر در زیست کره ساکن است و هم ماده ای که در طول تاریخ زمین شناسی روی زمین بوده است.

بر اساس این قانون که از نظر نظری و عملی اهمیت مهمی دارد، شناخت فرآیندهای شیمیایی عمومی که در سطح زمین، جو و اعماق سنگ کره و آب های ساکن در ارگانیسم ها رخ داده و در حال وقوع است. لایه های زمین شناسی متشکل از فعالیت های گذشته موجودات، بدون در نظر گرفتن عوامل زیستی و بیوژنیک از جمله عوامل تکاملی غیرممکن است. از آنجایی که مردم عمدتاً روی بیوسفر و جمعیت زنده آن تأثیر می گذارند، بنابراین شرایط مهاجرت بیوژنیک اتم ها را تغییر می دهند و پیش شرط هایی را برای تغییرات شیمیایی عمیق تر در چشم انداز تاریخی ایجاد می کنند. بنابراین، این فرآیند می تواند مستقل از میل انسان و عملاً در مقیاس جهانی غیرقابل کنترل شود. از این رو، یکی از ضروری ترین نیازها حفظ سطح زنده زمین در حالت نسبتاً بدون تغییر است. همین قانون همچنین نیاز به در نظر گرفتن تأثیرات روی موجودات زنده در هر پروژه تغییر طبیعت را تعیین می کند. در این موارد، تغییرات منطقه ای و محلی در فرآیندهای شیمیایی رخ می دهد که منجر به خطاهای عمده در تخریب محیط زیست - بیابان زایی می شود.

قانون تعادل دینامیکی داخلی ماده، انرژی، اطلاعات و کیفیت‌های دینامیکی سیستم‌های طبیعی منفرد و سلسله مراتب آن‌ها چنان به هم مرتبط هستند که هرگونه تغییر در یکی از این شاخص‌ها باعث تغییرات کمی و کیفی ساختاری عملکردی می‌شود که مجموع مواد-انرژی، اطلاعات و کیفیت‌های دینامیکی را حفظ می‌کند. سیستم هایی که این تغییرات در آنها رخ می دهد، یا در سلسله مراتب آنها.

تعدادی از پیامدهای این قانون به صورت تجربی ثابت شده است:

• الف) هرگونه تغییر در محیط (مواد، انرژی، اطلاعات، کیفیت های دینامیکی اکوسیستم ها) به ناچار منجر به توسعه واکنش های زنجیره ای طبیعی با هدف خنثی کردن تغییر یا تشکیل سیستم های طبیعی جدید می شود که شکل گیری آنها با تغییرات قابل توجهی در محیط زیست، می تواند برگشت ناپذیر شود.
• ب) برهمکنش اجزای محیطی ماده-انرژی (انرژی، گازها، مایعات و غیره)، اطلاعات و کیفیت های دینامیکی سیستم های طبیعی از نظر کمی خطی نیست، به عنوان مثال. تأثیر ضعیف یا تغییر در یکی از شاخص ها می تواند باعث انحراف شدید در سایرین (و در کل سیستم) شود.
• ج) تغییرات ایجاد شده در اکوسیستم های بزرگ نسبتاً برگشت ناپذیر است. با عبور از سلسله مراتب از پایین به بالا - از محل تأثیر به بیوسفر به عنوان یک کل، آنها فرآیندهای جهانی را تغییر می دهند و در نتیجه آنها را به یک سطح تکاملی جدید منتقل می کنند.
• د) هرگونه دگرگونی محلی طبیعت باعث واکنش هایی در کلیت جهانی زیست کره و در بزرگترین تقسیمات آن می شود که منجر به ثبات نسبی پتانسیل اکولوژیکی و اقتصادی می شود («قانون کافتان تریشکین») که افزایش آن تنها از طریق یک امکان پذیر است. افزایش چشمگیر سرمایه گذاری در انرژی

قانون تعادل دینامیکی درونی یکی از مقررات کلیدی در مدیریت محیطی است. در حالی که تغییرات محیطی ضعیف هستند و در یک منطقه نسبتاً کوچک ایجاد می شوند، آنها یا به یک مکان خاص محدود می شوند یا در زنجیره سلسله مراتب اکوسیستم "محو می شوند". اما به محض اینکه تغییرات به سطوح قابل توجهی برای اکوسیستم های بزرگ می رسد، به عنوان مثال، در مقیاس حوضه های رودخانه های بزرگ رخ می دهد، منجر به تغییرات قابل توجهی در این سازندهای طبیعی وسیع و از طریق آنها، مطابق با نتیجه b)، در کل می شود. زیست کره زمین

قانون "همه یا هیچ" (X. Boulich). تأثیرات ضعیف ممکن است باعث پاسخ در سیستم طبیعی نشوند تا زمانی که انباشته شوند، منجر به ایجاد یک فرآیند پویا خشونت آمیز شوند. قانون در پیش بینی محیط زیست مفید است.

قانون ثبات (V.I. Vernadsky). مقدار ماده زنده در طبیعت (برای یک دوره زمین شناسی معین) ثابت است. هر گونه تغییر در مقدار ماده زنده در یکی از مناطق بیوسفر ناگزیر مستلزم تغییر به همان اندازه در هر منطقه است، اما با علامت مخالف. تغییرات قطبی را می توان در فرآیندهای مدیریت طبیعت استفاده کرد، اما باید در نظر داشت که جایگزینی کافی همیشه رخ نمی دهد. به طور معمول، گونه‌ها و اکوسیستم‌های بسیار توسعه‌یافته با سایرین در سطح نسبتاً تکاملی پایین‌تری جایگزین می‌شوند (جانداران بزرگ با ارگانیسم‌های کوچکتر)، و اشکال مفید برای انسان با گونه‌های کم‌مفید، خنثی یا حتی مضر جایگزین می‌شوند.

قانون حداقل (J. Liebig). استقامت یک موجود زنده توسط ضعیف ترین حلقه در زنجیره نیازهای محیطی آن، یعنی. فرصت های زندگی توسط عوامل محیطی محدود می شود که کمیت و کیفیت آنها نزدیک به حداقل مورد نیاز ارگانیسم یا اکوسیستم است. کاهش بیشتر آنها منجر به مرگ ارگانیسم یا تخریب اکوسیستم می شود.

قانون منابع طبیعی محدود همه منابع طبیعی (و شرایط) زمین محدود هستند. قانون بر این واقعیت استوار است که از آنجایی که سیاره یک کل طبیعی محدود است، اجزای نامتناهی نمی توانند روی آن وجود داشته باشند. در نتیجه، مقوله منابع طبیعی "پایان ناپذیر" به دلیل سوء تفاهم به وجود آمد.

قانون توسعه یک سیستم طبیعی به هزینه محیط زیست آن. هر سیستم طبیعی تنها با استفاده از مواد، انرژی و قابلیت های اطلاعاتی محیط خود می تواند توسعه یابد. خودسازی کاملاً منزوی غیرممکن است. همین قانون به دلیل پیامدهای اصلی از اهمیت نظری و عملی بسیار مهمی برخوردار است:

• الف) تولید کاملاً بدون زباله غیرممکن است.
• ب) هر سیستم زیستی بسیار سازمان دهی شده (مثلاً یک گونه زنده)، با استفاده و اصلاح محیط زندگی، تهدیدی بالقوه برای سیستم های کمتر سازمان دهی شده است.
• ج) بیوسفر زمین به عنوان یک سیستم نه تنها با هزینه منابع سیاره، بلکه به طور غیرمستقیم با هزینه و تحت تأثیر سیستم های فضایی (در درجه اول خورشیدی) توسعه می یابد.

طبق نتیجه اول، ما فقط می توانیم روی تولید کم زباله حساب کنیم. بنابراین، اولین مرحله در توسعه فناوری ها باید شدت منابع کم آنها باشد (هم در ورودی و هم در خروجی - صرفه جویی و انتشار جزئی)، مرحله دوم ایجاد تولید چرخه ای خواهد بود (ضایعات برخی می تواند برای برخی دیگر مواد خام باشد. ) و سوم - سازماندهی دفع معقول باقیمانده های اجتناب ناپذیر و خنثی سازی ضایعات انرژی غیرقابل جابجایی. این ایده که زیست کره بر اساس اصل زباله صفر عمل می کند اشتباه است، زیرا همیشه مواد حذف شده از چرخه بیولوژیکی را جمع می کند که سنگ های رسوبی را تشکیل می دهند.

با توجه به نتیجه دوم قانون مورد بررسی، تأثیر انسان بر طبیعت مستلزم اقداماتی برای خنثی کردن این تأثیرات است، زیرا می تواند برای بقیه طبیعت مخرب باشد و طبق قاعده انطباق شرایط محیطی با پیش تعیین ژنتیکی موجودات. ، خود شخص را تهدید کند. در این راستا، حفاظت از طبیعت یکی از مولفه های اجباری توسعه اجتماعی-اقتصادی یک جامعه بسیار توسعه یافته است.

سومین مفهوم قانون برای پیش‌بینی بلندمدت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هنگام در نظر گرفتن تمام فرآیندهایی که روی زمین اتفاق می افتد باید به آن توجه کرد.

قانون (الگوی) کاهش شدت محیطی محصولات نهایی. محتوای خاص مواد طبیعی در واحد متوسط ​​محصول اجتماعی از لحاظ تاریخی به طور پیوسته در حال کاهش بوده است. این بدان معنا نیست که مواد طبیعی کمتری در فرآیند تولید دخیل هستند. برعکس، مقدار آن افزایش می یابد - تا 95-98٪ از ماده طبیعی مصرف شده در تولید دور ریخته می شود. با این حال، محصولات مشابه نهایی تولید اجتماعی امروز احتمالاً به طور متوسط ​​حاوی مواد طبیعی کمتری نسبت به گذشته های دور هستند. این با کوچک سازی محصولات، جایگزینی مواد و محصولات طبیعی با مواد مصنوعی و همچنین سایر پدیده ها توضیح داده می شود. از آنجایی که محاسبات دقیق هنوز انجام نشده است (از نظر روش شناختی دشوار است)، این قانون دارای ویژگی یک نتیجه گیری کارشناسی است.

قانون کاهش بهره وری انرژی مدیریت زیست محیطی. با پیشرفت زمان تاریخی، هنگام به دست آوردن محصولات مفید از سیستم های طبیعی، به طور متوسط ​​انرژی بیشتری برای هر واحد از آن صرف می شود.

مصرف انرژی برای هر نفر (بر حسب کیلو کالری در روز) در عصر حجر حدود 4 هزار، در جامعه کشاورزی - 12 هزار، در عصر صنعتی - 7 هزار، و در کشورهای پیشرفته پیشرفته زمان حاضر - 230-250 هزار بود. ، یعنی 58-62 برابر بیشتر از اجداد دور. از آغاز قرن حاضر، میزان انرژی صرف شده برای یک واحد محصولات کشاورزی در کشورهای توسعه یافته 8 تا 10 برابر شده است. بازده انرژی کلی تولید کشاورزی (نسبت انرژی ورودی و انرژی دریافتی از محصولات نهایی) در کشورهای صنعتی تقریباً 30 برابر کمتر از شرایط کشاورزی اولیه است. در برخی موارد، افزایش ده برابری هزینه های انرژی برای کودها و کشت مزرعه منجر به افزایش بسیار جزئی (10-15٪) در عملکرد می شود. این امر به دلیل نیاز به موازات بهبود فناوری کشاورزی، در نظر گرفتن وضعیت کلی زیست محیطی و محدودیت های ناشی از آن است. در اوایل دهه 80. مصرف انرژی ویژه به ازای هر واحد تولید ناخالص ملی (GNP) در نتیجه اقدامات شدید صرفه جویی انرژی در کشورهای صنعتی 15 درصد کاهش یافته است. طی دهه گذشته، GNP در اینجا 20٪ و مصرف انرژی - تنها 2٪ افزایش یافته است (این در نتیجه از بین بردن تلفات انرژی غیرقابل توجیه امکان پذیر شد).

قانون کاهش باروری (طبیعی). با توجه به برداشت مداوم و اختلال در فرآیندهای تشکیل خاک طبیعی و همچنین تک کشت طولانی مدت، در نتیجه تجمع مواد سمی آزاد شده توسط گیاهان، کاهش تدریجی حاصلخیزی طبیعی خاک در زمین های زیر کشت اتفاق می افتد. این فرآیند تا حدی با تجمع زیست توده قسمت های زیرزمینی گیاهان کشت شده خنثی می شود، اما عمدتاً با استفاده از کودها (ایجاد باروری مصنوعی). تا به امروز، باروری در حدود 50 درصد از کل زمین های قابل کشت در جهان (از 1.5-1.6 تا 2 میلیارد هکتار) با نرخ متوسط ​​از دست دادن در دهه 70 به یک درجه یا دیگری از بین رفته است. 6.8، در دهه 80 - حدود 7 میلیون هکتار در سال. تشدید کشاورزی این امکان را فراهم می‌کند که با نیروی انسانی کمتر، بازدهی فزاینده‌تری به دست آورد و تا حدی تأثیر قانون بازده کاهشی را خنثی کند، اما در عین حال، بازده انرژی تولید کاهش می‌یابد.

قانون وحدت فیزیکی و شیمیایی ماده زنده (V.I. Vernadsky). تمام مواد زنده روی زمین از نظر فیزیکی و شیمیایی متحد هستند. نتیجه‌ای طبیعی از قانون برمی‌آید: آن‌چه برای قسمتی از یک موجود زنده مضر است، نمی‌تواند نسبت به قسمت دیگر آن بی‌تفاوت باشد یا اینکه: آنچه برای برخی از موجودات مضر است برای برخی دیگر نیز مضر است. از این رو، هر گونه عوامل فیزیکی و شیمیایی که برای برخی موجودات کشنده باشد (مثلاً عوامل کنترل آفات) نمی تواند تأثیر مضری بر سایر موجودات نداشته باشد. تنها تفاوت در درجه مقاومت گونه در برابر عامل است. از آنجایی که در هر جمعیت بزرگی همیشه افراد با کیفیت های متفاوت وجود دارند، از جمله آنهایی که کمتر یا بیشتر در برابر تأثیرات فیزیکوشیمیایی مقاوم هستند، میزان انتخاب برای استقامت جمعیت ها در برابر یک عامل مضر مستقیماً با سرعت تولیدمثل موجودات و سرعت تولید مثل ارگانیسم ها متناسب است. تناوب نسل ها بر این اساس، با تأثیر فزاینده یک عامل فیزیکوشیمیایی، که ارگانیسمی با تغییر نسل نسبتاً آهسته نسبت به آن مقاوم است، بر روی گونه‌ای با ثبات کمتر اما سریع‌تر تولید مثل می‌کند، توانایی آن‌ها برای مقاومت در برابر عامل مورد نظر برابر می‌شود. به همین دلیل است که استفاده طولانی مدت از روش های شیمیایی برای مبارزه با آفات گیاهی و پاتوژن های انسان و حیوانات خون گرم از نظر زیست محیطی غیرقابل قبول است. با انتخاب افراد مقاوم بندپایانی که به سرعت تکثیر می شوند، نرخ درمان باید افزایش یابد. با این حال، این افزایش غلظت ناکارآمد است، اما تأثیر جدی بر سلامت مردم و حیوانات مهره‌دار دارد.

قانون همبستگی اکولوژیکی در یک اکوسیستم، مانند هر شکل‌گیری سیستم طبیعی یکپارچه دیگر، به ویژه در یک جامعه زیستی، همه گونه‌های زنده و اجزای اکولوژیکی غیرزیست موجود در آن از نظر عملکردی با یکدیگر سازگار هستند. از دست دادن یک بخش از سیستم (مثلاً نابودی یک گونه) ناگزیر به حذف سایر بخش‌های سیستم که نزدیک به این بخش از سیستم هستند و تغییر عملکردی در کل در چارچوب سیستم منجر می‌شود. قانون تعادل دینامیکی داخلی. قانون همبستگی بوم شناختی به ویژه برای حفاظت از گونه های زنده مهم است، که هرگز در انزوا ناپدید نمی شوند، اما همیشه در یک گروه به هم پیوسته. اثر قانون منجر به تغییرات ناگهانی در پایداری محیطی می شود: هنگامی که به آستانه تغییر در یکپارچگی عملکردی می رسد، خرابی رخ می دهد (اغلب غیرمنتظره) - اکوسیستم خاصیت قابلیت اطمینان خود را از دست می دهد. به عنوان مثال، افزایش چند برابری غلظت یک آلاینده ممکن است منجر به عواقب فاجعه آمیز نشود، اما پس از آن افزایش ناچیز منجر به فاجعه خواهد شد.

بی. کامنر، دانشمند معروف محیط زیست آمریکایی، قوانین اساسی اکولوژی را به موارد زیر تقلیل می دهد: 1) همه چیز به همه چیز مرتبط است. 2) همه چیز باید به جایی برود. 3) طبیعت بهتر می داند. 4) هیچ چیز رایگان نمی آید.

زیستگاه - این بخشی از طبیعت است که یک موجود زنده را احاطه کرده و مستقیماً با آن تعامل دارد. اجزا و خواص محیط متنوع و قابل تغییر است. هر موجود زنده ای در دنیایی پیچیده و در حال تغییر زندگی می کند و دائماً با آن سازگار می شود و فعالیت های زندگی خود را مطابق با تغییرات آن تنظیم می کند.

ویژگی های فردی یا عناصر محیطی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارد نامیده می شود فاکتورهای محیطی. عوامل محیطی متنوع هستند. آنها می توانند ضروری یا برعکس برای موجودات زنده مضر باشند، بقا و تولید مثل را تقویت یا مانع شوند. عوامل محیطی ماهیت های متفاوت و کنش های خاصی دارند. از جمله آنها هستند غیر زندهو زیستی، انسان زا

عوامل غیر زنده - دما، نور، تشعشعات رادیواکتیو، فشار، رطوبت هوا، ترکیب نمک آب، باد، جریان‌ها، زمین - اینها همه ویژگی‌های طبیعت بی‌جان هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر موجودات زنده تأثیر می‌گذارند.

عوامل بیوتیک - اینها اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر است. هر موجود زنده دائماً تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم موجودات دیگر را تجربه می کند، با نمایندگان گونه های خود و گونه های دیگر - گیاهان، حیوانات، میکروارگانیسم ها در تماس است، به آنها بستگی دارد و خود آنها را تحت تأثیر قرار می دهد. دنیای ارگانیک اطراف بخشی جدایی ناپذیر از محیط هر موجود زنده است.

ارتباطات متقابل بین موجودات اساس وجود بیوسنوزها و جمعیت هاست. توجه آنها مربوط به حوزه سین-اکولوژی است.

عوامل انسانی - اینها اشکال فعالیت جامعه بشری هستند که منجر به تغییر در طبیعت به عنوان زیستگاه سایر گونه ها می شود یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارد. در طول تاریخ بشر، توسعه ابتدا شکار و سپس کشاورزی، صنعت و حمل و نقل ماهیت سیاره ما را به شدت تغییر داده است. اهمیت تأثیرات انسانی بر کل جهان زنده زمین به سرعت در حال افزایش است.

اگرچه انسان ها از طریق تغییر در عوامل غیرزیستی و روابط زیستی گونه ها بر طبیعت زنده تأثیر می گذارند، اما فعالیت انسان بر روی کره زمین باید به عنوان نیروی ویژه ای شناخته شود که در چارچوب این طبقه بندی نمی گنجد. در حال حاضر، سرنوشت سطح زنده زمین، همه انواع موجودات، در دستان جامعه بشری است و به تأثیر انسان زایی بر طبیعت بستگی دارد.

یک عامل محیطی یکسان در زندگی موجودات زنده از گونه های مختلف اهمیت متفاوتی دارد. به عنوان مثال، بادهای شدید در زمستان برای حیوانات بزرگ و آزاد نامطلوب است، اما تأثیری بر روی حیوانات کوچکتر که در لانه ها یا زیر برف پنهان می شوند، ندارد. ترکیب نمک خاک برای تغذیه گیاه مهم است، اما نسبت به اکثر حیوانات خشکی و غیره بی تفاوت است.

تغییرات در عوامل محیطی در طول زمان می تواند: 1) به طور منظم دوره ای، تغییر قدرت ضربه در ارتباط با زمان روز، یا فصل سال، یا ریتم جزر و مد در اقیانوس. 2) نامنظم، بدون تناوب مشخص، به عنوان مثال، تغییرات در شرایط آب و هوایی در سال های مختلف، پدیده های فاجعه بار - طوفان، دوش، رانش زمین و غیره. 3) در دوره های زمانی معین و گاه طولانی هدایت می شود، مثلاً در هنگام سرد شدن یا گرم شدن آب و هوا، رشد بیش از حد آب، چرای مداوم دام در همان منطقه و غیره.

در بین عوامل محیطی، منابع و شرایط متمایز می شوند. منابع موجودات زنده از محیط استفاده و مصرف می کنند و در نتیجه تعداد آنها را کاهش می دهند. منابع شامل غذا، آب زمانی که کمیاب است، سرپناه، مکان های مناسب برای تولید مثل و غیره می باشد. شرایط - اینها عواملی هستند که ارگانیسم ها مجبور به سازگاری با آنها هستند، اما معمولاً نمی توانند بر آنها تأثیر بگذارند. همین عامل محیطی می تواند برای برخی منبع و برای گونه های دیگر شرط باشد. به عنوان مثال، نور یک منبع انرژی حیاتی برای گیاهان است و برای حیوانات دارای بینایی شرط جهت گیری بصری است. آب می تواند برای بسیاری از موجودات هم یک شرایط زندگی و هم منبع باشد.

سازگاری موجودات با محیط خود نامیده می شود انطباق. سازگاری به هرگونه تغییر در ساختار و عملکرد موجودات اطلاق می شود که شانس بقای آنها را افزایش می دهد.

توانایی سازگاری یکی از ویژگی های اصلی زندگی به طور کلی است، زیرا امکان وجود آن، توانایی موجودات زنده برای زنده ماندن و تولید مثل را فراهم می کند. سازگاری ها خود را در سطوح مختلف نشان می دهند: از بیوشیمی سلول ها و رفتار ارگانیسم های منفرد گرفته تا ساختار و عملکرد جوامع و سیستم های اکولوژیکی. سازگاری ها در طول تکامل گونه ها بوجود می آیند و توسعه می یابند.

مکانیسم های سازگاری اساسی در سطح ارگانیسم: 1) بیوشیمیایی- خود را در فرآیندهای درون سلولی، مانند تغییر در کار آنزیم ها یا تغییر در کمیت آنها نشان می دهند. 2) فیزیولوژیکی- برای مثال، افزایش تعریق با افزایش دما در تعدادی از گونه ها؛ 3) مورفو - تشریحی- ویژگی های ساختار و شکل بدن مرتبط با سبک زندگی؛ 4) رفتاری- به عنوان مثال، حیواناتی که به دنبال زیستگاه های مطلوب هستند، ایجاد لانه، لانه و غیره می کنند. 5) آنتوژنتیک- تسریع یا کاهش رشد فردی، ارتقاء بقا در هنگام تغییر شرایط.

عوامل محیطی زیست محیطی اثرات مختلفی بر موجودات زنده دارند، یعنی می توانند هر دو را تحت تأثیر قرار دهند تحریک کننده ها،ایجاد تغییرات تطبیقی ​​در عملکردهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی؛ چگونه محدود کننده ها،موجب عدم امکان وجود در این شرایط; چگونه اصلاح کننده ها،ایجاد تغییرات مورفولوژیکی و تشریحی در موجودات؛ چگونه سیگنال ها،نشان دهنده تغییرات در سایر عوامل محیطی است.

علیرغم تنوع گسترده عوامل محیطی، تعدادی از الگوهای کلی را می توان در ماهیت تأثیر آنها بر موجودات زنده و در واکنش موجودات زنده شناسایی کرد.

1. قانون بهینه.

هر عامل دارای محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر موجودات است (شکل 1). نتیجه یک عامل متغیر در درجه اول به قدرت تجلی آن بستگی دارد. هم عمل ناکافی و هم بیش از حد این عامل بر فعالیت زندگی افراد تأثیر منفی می گذارد. نیروی سودمند تأثیر نامیده می شود منطقه فاکتور محیطی بهینه یا به سادگی حالت مطلوب برای موجودات این گونه هر چه انحراف از حد مطلوب بیشتر باشد، اثر بازدارندگی این عامل بر موجودات زنده بیشتر می شود. (منطقه بد). حداکثر و حداقل مقادیر قابل انتقال فاکتور می باشد نقاط بحرانی،پشتفراتر از آن وجود دیگر ممکن نیست، مرگ رخ می دهد. حد استقامت بین نقاط بحرانی نامیده می شود ظرفیت اکولوژیکی موجودات زنده در رابطه با یک عامل محیطی خاص.

برنج. 1. طرح عمل عوامل محیطی بر موجودات زنده

نمایندگان گونه های مختلف هم در موقعیت بهینه و هم از نظر ظرفیت زیست محیطی با یکدیگر تفاوت زیادی دارند. به عنوان مثال، روباه های قطبی در تاندرا می توانند نوسانات دمای هوا را در محدوده بیش از 80 درجه سانتی گراد (از 30+ تا 55- درجه سانتی گراد) تحمل کنند، در حالی که سخت پوستان آب گرم Copilia mirabilis می توانند تغییرات دمای آب را در محدوده تحمل کنند. بیش از 6 درجه سانتیگراد (از +23 تا +29 درجه سانتیگراد). همان قدرت تجلی یک عامل می تواند برای یک گونه بهینه، برای گونه دیگر بدبینانه باشد و برای یک سوم از مرزهای استقامت فراتر رود (شکل 2).

ظرفیت اکولوژیکی گسترده یک گونه در رابطه با عوامل محیطی غیرزیست با افزودن پیشوند "eury" به نام عامل نشان داده می شود. اوریترمیکگونه هایی که نوسانات دمایی قابل توجهی را تحمل می کنند، eurybates- دامنه فشار گسترده، اوری هالین- درجات مختلف شوری محیطی

برنج. 2. موقعیت منحنی های بهینه در مقیاس دما برای گونه های مختلف:

1, 2 - گونه های گرمازا، کرایوفیل ها؛

3–7 - گونه های اوریترمال؛

8, 9 - گونه های گرمازا، ترموفیل ها

ناتوانی در تحمل نوسانات قابل توجه در یک عامل، یا ظرفیت محیطی محدود، با پیشوند "steno" مشخص می شود - stenothermic، stenobate، stenohalineگونه ها و غیره در معنای وسیع تر، گونه هایی که وجود آنها مستلزم شرایط محیطی کاملاً تعریف شده است نامیده می شوند استنوبیونتیک، و آنهایی که قادر به انطباق با شرایط مختلف محیطی هستند - eurybiont

شرایط نزدیک به نقاط بحرانی به دلیل یک یا چند عامل در یک زمان نامیده می شود مفرط.

موقعیت نقاط بهینه و بحرانی بر روی گرادیان عامل را می توان در محدوده خاصی با عمل شرایط محیطی تغییر داد. این به طور منظم در بسیاری از گونه ها با تغییر فصل اتفاق می افتد. به عنوان مثال، در زمستان، گنجشک ها در برابر یخبندان های شدید مقاومت می کنند و در تابستان در دمای زیر صفر از سرما می میرند. پدیده جابجایی در بهینه نسبت به هر عاملی نامیده می شود سازگاری. از نظر دما، این یک فرآیند شناخته شده سخت شدن حرارتی بدن است. سازگاری با دما به مدت زمان قابل توجهی نیاز دارد. مکانیسم تغییر در آنزیم‌های سلولی است که واکنش‌های یکسانی را کاتالیز می‌کنند، اما در دماهای مختلف (به اصطلاح ایزوآنزیم ها).هر آنزیم توسط ژن خود رمزگذاری می شود، بنابراین، لازم است برخی از ژن ها را خاموش و برخی دیگر را فعال کرد، رونویسی، ترجمه، جمع آوری مقدار کافی پروتئین جدید و غیره. فرآیند کلی به طور متوسط ​​حدود دو هفته طول می کشد و تحریک می شود. با تغییرات محیطی سازگاری یا سخت شدن، سازگاری مهم موجودات است که در شرایط نامساعد تدریجی نزدیک یا هنگام ورود به مناطقی با آب و هوای متفاوت رخ می دهد. در این موارد، بخشی جدایی ناپذیر از فرآیند همنوایی عمومی است.

2. ابهام تأثیر عامل بر عملکردهای مختلف.

هر عامل به طور متفاوتی بر عملکردهای مختلف بدن تأثیر می گذارد (شکل 3). بهینه برای برخی فرآیندها ممکن است برای برخی دیگر بدبین باشد. بنابراین دمای هوا از 40+ تا 45+ درجه سانتیگراد در حیوانات خونسرد سرعت فرآیندهای متابولیک را در بدن بسیار افزایش می‌دهد، اما فعالیت حرکتی را مهار می‌کند و حیوانات در حالت بی‌حسی حرارتی قرار می‌گیرند. برای بسیاری از ماهی ها، دمای آب که برای بلوغ محصولات تولید مثلی بهینه است، برای تخم ریزی نامطلوب است که در محدوده دمایی متفاوتی اتفاق می افتد.

برنج. 3. طرح وابستگی فتوسنتز و تنفس گیاه به دما (طبق نظر V. Larcher، 1978): t min، t opt، t max- دمای حداقل، بهینه و حداکثر برای رشد گیاه (منطقه سایه دار)

چرخه زندگی، که در آن ارگانیسم در دوره های معینی در درجه اول عملکردهای خاصی را انجام می دهد (تغذیه، رشد، تولید مثل، سکونت و غیره)، همیشه با تغییرات فصلی در مجموعه ای از عوامل محیطی سازگار است. موجودات متحرک همچنین می توانند زیستگاه ها را تغییر دهند تا همه عملکردهای حیاتی خود را با موفقیت انجام دهند.

3. تنوع واکنش های فردی به عوامل محیطی.درجه استقامت، نقاط بحرانی، مناطق بهینه و بدبین افراد منفرد با هم منطبق نیستند. این تنوع هم با ویژگی های ارثی افراد و هم بر اساس جنسیت، سن و تفاوت های فیزیولوژیکی تعیین می شود. به عنوان مثال، پروانه آسیاب، یکی از آفات آرد و محصولات غلات، دارای حداقل دمای بحرانی برای کرم ها 7- درجه سانتی گراد، برای فرم های بالغ -22 درجه سانتی گراد و برای تخم ها -27 درجه سانتی گراد است. یخبندان 10- درجه سانتیگراد کاترپیلارها را می کشد، اما برای بالغین و تخم های این آفت خطرناک نیست. در نتیجه، ظرفیت اکولوژیکی یک گونه همیشه گسترده تر از ظرفیت اکولوژیکی هر فرد است.

4. استقلال نسبی سازگاری موجودات با عوامل مختلف.درجه تحمل به هر عاملی به معنای ظرفیت اکولوژیکی مربوط به گونه در رابطه با سایر عوامل نیست. برای مثال، گونه‌هایی که تغییرات گسترده دما را تحمل می‌کنند، لزوماً نیازی به تحمل تغییرات گسترده در رطوبت یا شوری ندارند. گونه های Eurythermal می توانند stenohaline، stenobatic یا بالعکس باشند. ظرفیت های اکولوژیکی یک گونه در رابطه با عوامل مختلف می تواند بسیار متنوع باشد. این تنوع خارق العاده ای از سازگاری ها را در طبیعت ایجاد می کند. مجموعه ظرفیت های محیطی در ارتباط با عوامل مختلف محیطی است طیف اکولوژیکی گونه

5. اختلاف در طیف های اکولوژیکی تک تک گونه ها.هر گونه از نظر قابلیت های زیست محیطی خاص خود است. حتی در میان گونه هایی که از نظر روش های سازگاری با محیط مشابه هستند، تفاوت هایی در نگرش آنها به برخی عوامل فردی وجود دارد.

برنج. 4. تغییرات در مشارکت گونه‌های گیاهی منفرد در توده‌های چمنزار بسته به رطوبت (طبق نظر L. G. Ramensky و همکاران، 1956): 1 - شبدر قرمز؛ 2 - بومادران معمولی؛ 3 – کرفس دلیاوین؛ 4 - چمنزار آبی؛ 5 - فسکیو؛ 6 - کاه تخت واقعی؛ 7 - سج زودرس؛ 8 - شیرین علفزار؛ 9 - شمعدانی تپه ای؛ 10 – بوته صحرایی؛ 11 – بینی کوتاه سالسیفیه

قانون فردیت اکولوژیکی گونه هاتوسط گیاه شناس روسی L. G. Ramensky (1924) در رابطه با گیاهان فرموله شد (شکل 4)، سپس به طور گسترده توسط تحقیقات جانورشناسی تایید شد.

6. تعامل عوامل.منطقه بهینه و حدود استقامت موجودات در رابطه با هر عامل محیطی می تواند بسته به قدرت و ترکیبی از عوامل دیگر به طور همزمان تغییر کند (شکل 5). این الگو نامیده می شود تعامل عوامل به عنوان مثال، تحمل گرما در هوای خشک به جای مرطوب راحت تر است. خطر یخ زدگی در هوای سرد با بادهای شدید بسیار بیشتر از هوای آرام است. بنابراین، همان عامل در ترکیب با عوامل دیگر اثرات زیست محیطی متفاوتی دارد. برعکس، یک نتیجه زیست محیطی یکسان را می توان به روش های مختلف به دست آورد. به عنوان مثال، پژمردگی گیاهان را می توان با افزایش میزان رطوبت در خاک و کاهش دمای هوا که تبخیر را کاهش می دهد، متوقف کرد. اثر جایگزینی جزئی عوامل ایجاد می شود.

برنج. 5. مرگ و میر تخم کرم ابریشم کاج دندرولیموس پینی تحت ترکیبات مختلف دما و رطوبت

در عین حال، جبران متقابل عوامل محیطی دارای حدود خاصی است و جایگزینی کامل یکی از آنها با دیگری غیرممکن است. فقدان کامل آب یا حداقل یکی از عناصر اساسی تغذیه معدنی، زندگی گیاه را با وجود مطلوب ترین ترکیب شرایط دیگر غیرممکن می کند. کمبود گرمای شدید در بیابان های قطبی را نمی توان نه با رطوبت فراوان و نه با نور 24 ساعته جبران کرد.

با در نظر گرفتن الگوهای اثر متقابل عوامل محیطی در عمل کشاورزی، می توان به طرز ماهرانه ای شرایط زندگی بهینه را برای گیاهان زراعی و حیوانات اهلی حفظ کرد.

7. قاعده عوامل محدود کننده.احتمال وجود موجودات در درجه اول توسط آن دسته از عوامل محیطی محدود می شود که از بهینه دورتر هستند. اگر حداقل یکی از عوامل محیطی به مقادیر بحرانی نزدیک شود یا از آن فراتر رود، با وجود ترکیب بهینه سایر شرایط، افراد در معرض تهدید مرگ قرار می گیرند. هر عاملی که شدیداً از حد مطلوب منحرف شود، در زندگی یک گونه یا نمایندگان منفرد آن در دوره‌های زمانی خاص اهمیت زیادی پیدا می‌کند.

عوامل محیطی محدود کننده محدوده جغرافیایی یک گونه را تعیین می کند. ماهیت این عوامل ممکن است متفاوت باشد (شکل 6). بنابراین، حرکت گونه به سمت شمال ممکن است به دلیل کمبود گرما، و به مناطق خشک به دلیل کمبود رطوبت یا دمای بسیار بالا محدود شود. روابط بیوتیک همچنین می تواند به عنوان عوامل محدود کننده توزیع عمل کند، به عنوان مثال، اشغال یک قلمرو توسط یک رقیب قوی تر یا کمبود گرده افشان برای گیاهان. بنابراین، گرده افشانی انجیر به طور کامل به یک گونه از حشره بستگی دارد - زنبور Blastophaga psenes. زادگاه این درخت مدیترانه است. انجیرهای وارد شده به کالیفرنیا تا زمانی که زنبورهای گرده افشان در آنجا معرفی نشدند میوه نمی دادند. توزیع حبوبات در قطب شمال به دلیل پراکندگی زنبورهایی که آنها را گرده افشانی می کنند محدود می شود. در جزیره دیکسون، جایی که زنبور بامبلی وجود ندارد، حبوبات یافت نمی شود، اگرچه به دلیل شرایط دمایی وجود این گیاهان هنوز مجاز است.

برنج. 6. پوشش عمیق برف یک عامل محدود کننده در توزیع گوزن است (طبق گفته G. A. Novikov، 1981)

برای تعیین اینکه آیا یک گونه می تواند در یک منطقه جغرافیایی معین وجود داشته باشد، ابتدا لازم است مشخص شود که آیا عوامل محیطی فراتر از ظرفیت اکولوژیکی آن است، به ویژه در طول آسیب پذیرترین دوره توسعه آن.

شناسايي عوامل محدود كننده در عمل كشاورزي بسيار مهم است، زيرا با هدايت تلاشهاي اصلي در جهت حذف آنها مي توان به سرعت و به طور موثر عملكرد گياه و يا بهره وري دام را افزايش داد. بنابراین در خاکهای بسیار اسیدی می توان با استفاده از تأثیرات مختلف زراعی عملکرد گندم را اندکی افزایش داد، اما بهترین اثر فقط در نتیجه آهک زدن حاصل می شود که اثرات محدود کننده اسیدیته را از بین می برد. بنابراین آگاهی از عوامل محدود کننده کلید کنترل فعالیت های زندگی موجودات است. در دوره های مختلف زندگی افراد، عوامل محیطی مختلفی به عنوان عوامل محدود کننده عمل می کنند، بنابراین تنظیم ماهرانه و دائمی شرایط زندگی گیاهان و حیوانات زراعی ضروری است.

در اکولوژی، تنوع و تنوع روش ها و راه های سازگاری با محیط، نیاز به طبقه بندی های متعدد را ایجاد می کند. با استفاده از هر معیاری، نمی توان تمام جنبه های سازگاری موجودات را با محیط منعکس کرد. طبقه بندی های زیست محیطی منعکس کننده شباهت هایی است که در میان نمایندگان گروه های بسیار متفاوت در صورت استفاده از آنها به وجود می آید روش های مشابه سازگاری به عنوان مثال، اگر جانوران را بر اساس شیوه‌های حرکتشان طبقه‌بندی کنیم، گروه زیست‌محیطی گونه‌هایی که با روش‌های واکنشی در آب حرکت می‌کنند، حیواناتی را شامل می‌شوند که از نظر موقعیت سیستماتیک متفاوت هستند مانند چتر دریایی، سرپایان، برخی مژک‌داران و تاژک‌داران، لارو یک تعداد سنجاقک ها و غیره (شکل 7). طبقه بندی های زیست محیطی را می توان بر اساس طیف گسترده ای از معیارها: روش های تغذیه، حرکت، نگرش به دما، رطوبت، شوری، فشارو غیره تقسیم همه موجودات به یوریبیونت و استنوبیونت با توجه به وسعت دامنه سازگاری با محیط، نمونه ای از ساده ترین طبقه بندی اکولوژیکی است.

برنج. 7. نمایندگان گروه زیست محیطی موجودات زنده که در آب به صورت واکنشی حرکت می کنند (طبق گفته S. A. Zernov، 1949):

1 – تاژک دار Medusochloris phiale؛

2 – Craspedotella pileosus مژک دار؛

3 – چتر دریایی Cytaeis vulgaris؛

4 – پلاگوتوریا هولوتوریان پلاژیک؛

5 - لارو سنجاقک راک؛

6 – اختاپوس شنا Octopus vulgaris:

آ- جهت جت آب؛

ب- جهت حرکت حیوان

مثال دیگر تقسیم موجودات به گروه هاست با توجه به ماهیت تغذیهاتوتروف هاموجوداتی هستند که از ترکیبات معدنی به عنوان منبعی برای ساختن بدن خود استفاده می کنند. هتروتروف ها- همه موجودات زنده ای که به غذای ارگانیک نیاز دارند. به نوبه خود، اتوتروف ها به تقسیم می شوند فوتوتروف هاو شیمی تروف هااولی از انرژی نور خورشید برای سنتز مولکول های آلی استفاده می کند، دومی از انرژی پیوندهای شیمیایی استفاده می کند. هتروتروف ها به دو دسته تقسیم می شوند ساپروفیت ها،با استفاده از محلول های ترکیبات آلی ساده، و هولوزوئن هاهولوزوئن ها مجموعه پیچیده ای از آنزیم های گوارشی دارند و می توانند ترکیبات آلی پیچیده را مصرف کنند و آنها را به اجزای ساده تری تجزیه کنند. هولوزوآها به دو دسته تقسیم می شوند ساپروفاژها(تغذیه از بقایای گیاه مرده) فیتوفاژها(مصرف کنندگان گیاهان زنده)، حیوانات وحشی(نیاز به غذای زنده) و نکروفاژها(گوشتخواران). به نوبه خود، هر یک از این گروه ها را می توان به گروه های کوچکتری تقسیم کرد که الگوهای تغذیه ای خاص خود را دارند.

در غیر این صورت، می توانید یک طبقه بندی بسازید با توجه به روش تهیه غذادر میان حیوانات، به عنوان مثال، گروه هایی مانند فیلترها(سخت پوستان کوچک، بدون دندان، نهنگ و غیره)، اشکال چرا(سونارها، سوسک های برگ)، گردآورنده ها(دارکوب، خال، سوهان، مرغ)، شکارچیان طعمه متحرک(گرگ، شیر، مگس سیاه و...) و تعدادی گروه دیگر. بنابراین، با وجود تفاوت زیاد در سازمان، همان روش تسلط بر طعمه در شیر و پروانه منجر به تعدادی تشابه در عادات شکار و ویژگی های ساختاری کلی آنها می شود: لاغری بدن، رشد قوی ماهیچه ها، توانایی رشد کوتاه مدت. اصطلاح سرعت بالا و غیره

طبقه بندی های اکولوژیکی به شناسایی راه های ممکن در طبیعت برای سازگاری موجودات با محیط کمک می کند.

متابولیسم یکی از مهمترین خواص حیات است که ارتباط نزدیک ماده-انرژی موجودات را با محیط تعیین می کند. متابولیسم وابستگی شدید به شرایط زندگی را نشان می دهد. در طبیعت، ما دو حالت اصلی زندگی را مشاهده می کنیم: زندگی فعال و آرامش. در طول زندگی فعال، موجودات زنده تغذیه می کنند، رشد می کنند، حرکت می کنند، رشد می کنند، تولید مثل می کنند و با متابولیسم شدید مشخص می شوند. استراحت می تواند از نظر عمق و مدت متفاوت باشد، بسیاری از عملکردهای بدن ضعیف می شوند یا اصلاً انجام نمی شوند، زیرا سطح متابولیسم تحت تأثیر عوامل خارجی و داخلی کاهش می یابد.

در حالت استراحت عمیق، یعنی کاهش متابولیسم ماده-انرژی، موجودات زنده کمتر به محیط وابسته می شوند، درجه بالایی از ثبات را به دست می آورند و قادر به تحمل شرایطی هستند که در طول زندگی فعال نمی توانند تحمل کنند. این دو حالت در زندگی بسیاری از گونه ها به طور متناوب تغییر می کنند، و سازگاری با زیستگاه هایی با آب و هوای ناپایدار و تغییرات فصلی شدید است که برای اکثر نقاط سیاره معمول است.

با سرکوب عمیق متابولیسم، موجودات زنده ممکن است به هیچ وجه علائم قابل مشاهده ای از حیات را نشان ندهند. این سوال که آیا می توان متابولیسم را با بازگشت متعاقب به زندگی فعال، یعنی نوعی "رستاخیز از مردگان" به طور کامل متوقف کرد، بیش از دو قرن است که در علم بحث شده است.

پدیده اولین بار مرگ خیالیدر سال 1702 توسط آنتونی ون لیوونهوک، کاشف دنیای میکروسکوپی موجودات زنده کشف شد. هنگامی که قطرات آب خشک شد، "حیوانات" (روتیفرها) که او مشاهده کرد چروکیده شدند، مرده به نظر می رسیدند و می توانستند برای مدت طولانی در این حالت باقی بمانند (شکل 8). دوباره در آب قرار گرفتند و متورم شدند و شروع به زندگی فعال کردند. Leeuwenhoek این پدیده را با این واقعیت توضیح داد که پوسته "حیوانات" ظاهرا "اجازه کوچکترین تبخیر را نمی دهد" و آنها در شرایط خشک زنده می مانند. با این حال، طی چند دهه، طبیعت گرایان قبلاً در مورد این امکان بحث می کردند که "زندگی می تواند به طور کامل متوقف شود" و دوباره "در 20، 40، 100 سال یا بیشتر" بازسازی شود.

در دهه 70 قرن هجدهم. پدیده "رستاخیز" پس از خشک شدن با آزمایش های متعدد در تعدادی از موجودات کوچک دیگر - مارماهی گندم، نماتدهای آزاد و تاردیگریدها کشف و تأیید شد. جی. بوفون، با تکرار آزمایش‌های جی. نیدهام با مارماهی‌ها، استدلال کرد که «این ارگانیسم‌ها می‌توانند هر چند بار که بخواهیم بمیرند و دوباره زنده شوند». L. Spallanzani اولین کسی بود که توجه را به خواب عمیق دانه ها و هاگ گیاهان جلب کرد و آن را حفظ آنها در طول زمان دانست.

برنج. 8. Rotifer Philidina roseola در مراحل مختلف خشک کردن (طبق گفته P. Yu. Schmidt، 1948):

1 - فعال؛ 2 - شروع قرارداد؛ 3 - قبل از خشک شدن کاملاً منقبض شده است. 4 - در حالت تعلیق انیمیشن

در اواسط قرن نوزدهم. به طور قانع کننده ای ثابت شد که مقاومت روتیفرهای خشک، تاردیگرادها و نماتدها به دماهای بالا و پایین، کمبود یا عدم وجود اکسیژن متناسب با درجه کم آبی آنها افزایش می یابد. با این حال، این سؤال باز باقی ماند که آیا این منجر به قطع کامل زندگی می شود یا فقط به ظلم عمیق آن منجر می شود. در سال 1878، کلود برنال این مفهوم را مطرح کرد "زندگی پنهان"که او با توقف متابولیسم و ​​"گسست در رابطه بین هستی و محیط" مشخص می شود.

این مسئله در نهایت تنها در یک سوم اول قرن بیستم با توسعه فناوری آبگیری خلاء عمیق حل شد. آزمایش های G. Ram، P. Becquerel و دیگر دانشمندان این امکان را نشان داد قطع کامل برگشت پذیر زندگیدر حالت خشک، زمانی که بیش از 2 درصد آب در سلول‌ها به شکل شیمیایی متصل باقی نمی‌ماند، موجوداتی مانند روتیفرها، تاردیگرادها، نماتدهای کوچک، دانه‌ها و هاگ‌های گیاهان، هاگ‌های باکتری‌ها و قارچ‌ها در برابر اکسیژن مایع مقاومت می‌کنند. -218.4 درجه سانتی گراد)، هیدروژن مایع (259.4- درجه سانتی گراد)، هلیوم مایع (-269.0 درجه سانتی گراد)، یعنی دمای نزدیک به صفر مطلق. در این حالت، محتویات سلول ها سخت می شود، حتی حرکت حرارتی مولکول ها وجود ندارد و تمام سوخت و ساز بدن به طور طبیعی متوقف می شود. پس از قرار گرفتن در شرایط عادی، این موجودات به رشد خود ادامه می دهند. در برخی گونه ها، توقف متابولیسم در دماهای بسیار پایین بدون خشک شدن امکان پذیر است، مشروط بر اینکه آب نه در حالت کریستالی، بلکه در حالت بی شکل یخ بزند.

توقف موقت کامل زندگی نامیده می شود انیمیشن معلق این اصطلاح در سال 1891 توسط وی. به عنوان مثال، در آزمایشی، تاردیگریدها در برابر تشعشعات یونیزه تا 570 هزار رونتگن به مدت 24 ساعت مقاومت کردند.

حالت تعلیق انیمیشن مرزهای حفظ حیات را از جمله در زمان بسیار گسترش می دهد. به عنوان مثال، حفاری عمیق در یخچال قطب جنوب میکروارگانیسم‌هایی (اسپور باکتری‌ها، قارچ‌ها و مخمرها) را نشان داد که متعاقباً در محیط‌های غذایی معمولی ایجاد شدند. سن افق های یخی مربوطه به 10-13 هزار سال می رسد. هاگ برخی از باکتری های زنده نیز از لایه های عمیق تر صدها هزار ساله جدا شده اند.

با این حال، آنابیوز یک پدیده نسبتا نادر است. برای همه گونه ها امکان پذیر نیست و حالت استراحت افراطی در طبیعت زنده است. شرط ضروری آن حفظ ساختارهای ریز داخل سلولی (ارگانل ها و غشاها) در هنگام خشک شدن یا سرد شدن عمیق موجودات است. این شرایط برای اکثر گونه هایی که دارای سازمان پیچیده ای از سلول ها، بافت ها و اندام ها هستند غیرممکن است.

توانایی آنابیوز در گونه هایی یافت می شود که ساختار ساده یا ساده ای دارند و در شرایط نوسانات شدید رطوبت (خشک شدن آب های کوچک، لایه های بالایی خاک، بالشتک های خزه ها و گلسنگ ها و غیره) زندگی می کنند.

سایر اشکال خواب مرتبط با حالت کاهش فعالیت حیاتی در نتیجه مهار جزئی متابولیسم، در طبیعت بسیار گسترده‌تر هستند. هر درجه کاهش در سطح متابولیسم باعث افزایش پایداری موجودات می شود و به آنها اجازه می دهد انرژی را صرفه اقتصادی بیشتری مصرف کنند.

اشکال استراحت در حالت کاهش فعالیت حیاتی به دو دسته تقسیم می شوند هیپوبیوز و کریپتوبیوز، یا صلح اجباری و استراحت فیزیولوژیکی در هیپوبیوزیس، مهار فعالیت یا خروپف، تحت فشار مستقیم شرایط نامساعد رخ می دهد و تقریباً بلافاصله پس از بازگشت این شرایط به حالت عادی متوقف می شود (شکل 9). چنین سرکوب فرآیندهای حیاتی می تواند با کمبود گرما، آب، اکسیژن، با افزایش فشار اسمزی و غیره رخ دهد. مطابق با عامل خارجی اصلی استراحت اجباری، وجود دارد. کرایوبیوز(در دمای پایین)، آنهیدروبیوز(با کمبود آب) آنوکسی بیوز(در شرایط بی هوازی)، هیپراسموبیوزیس(با نمک زیاد در آب) و غیره.

نه تنها در قطب شمال و قطب جنوب، بلکه در عرض‌های جغرافیایی میانی، برخی از گونه‌های بندپایان مقاوم به سرما (کلمبولا، تعدادی مگس، سوسک‌های زمینی و غیره) زمستان‌گذرانی می‌کنند و به سرعت ذوب می‌شوند و به فعالیت‌های زیر دست می‌روند. پرتوهای خورشید و سپس با کاهش دما دوباره تحرک خود را از دست می دهند. گیاهانی که در بهار ظاهر می شوند متوقف می شوند و پس از سرد شدن و گرم شدن رشد و نمو خود را از سر می گیرند. پس از باران، خاک برهنه اغلب به دلیل تکثیر سریع جلبک های خاک که در خواب اجباری بودند، سبز می شود.

برنج. 9. پاگون - یک تکه یخ با ساکنان آب شیرین منجمد شده در آن (از S. A. Zernov، 1949)

عمق و مدت زمان سرکوب متابولیک در طول هیپوبیوز به مدت و شدت عامل بازدارنده بستگی دارد. خواب اجباری در هر مرحله از انتوژنز رخ می دهد. مزایای هیپوبیوز بازیابی سریع زندگی فعال است. با این حال، این وضعیت نسبتاً ناپایدار موجودات است و در طولانی مدت می‌تواند به دلیل عدم تعادل فرآیندهای متابولیک، کاهش منابع انرژی، تجمع محصولات متابولیکی کمتر اکسید شده و سایر تغییرات فیزیولوژیکی نامطلوب مضر باشد.

کریپتوبیوز اساساً نوع متفاوتی از خواب است. این با مجموعه ای از تغییرات فیزیولوژیکی درون زا همراه است که از قبل، قبل از شروع تغییرات فصلی نامطلوب رخ می دهد، و موجودات برای آنها آماده هستند. کریپتوبیوز در درجه اول سازگاری با تناوب فصلی یا دیگر عوامل محیطی غیرزیست، چرخه منظم آنهاست. بخشی از چرخه زندگی موجودات را تشکیل می دهد و نه در هر مرحله، بلکه در مرحله خاصی از رشد فردی که همزمان با دوره های بحرانی سال است، رخ می دهد.

انتقال به حالت استراحت فیزیولوژیکی به زمان نیاز دارد. قبل از آن تجمع مواد ذخیره، کم آبی جزئی بافت ها و اندام ها، کاهش شدت فرآیندهای اکسیداتیو و تعدادی از تغییرات دیگر که به طور کلی متابولیسم بافت را کاهش می دهد، رخ می دهد. در حالت کریپتوبیوز، ارگانیسم ها چندین برابر در برابر تأثیرات نامطلوب محیطی مقاوم می شوند (شکل 10). بازآرایی‌های اصلی بیوشیمیایی در این مورد عمدتاً برای گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها مشترک است (به عنوان مثال، تغییر متابولیسم به درجات مختلف به مسیر گلیکولیتیک به دلیل کربوهیدرات‌های ذخیره و غیره). خروج از کریپتوبیوز نیز مستلزم زمان و انرژی است و صرفاً با متوقف کردن تأثیر منفی فاکتور قابل انجام نیست. این به شرایط خاصی نیاز دارد که برای گونه های مختلف متفاوت است (به عنوان مثال، یخ زدن، وجود قطرات آب مایع، طول مشخصی از ساعات نور روز، کیفیت مشخص نور، نوسانات اجباری دما و غیره).

کریپتوبیوز به عنوان یک استراتژی بقا در شرایط نامساعد دوره ای برای زندگی فعال محصول تکامل بلندمدت و انتخاب طبیعی است. به طور گسترده در حیات وحش پراکنده است. وضعیت کریپتوبیوز، به عنوان مثال، مشخصه دانه های گیاه، کیست ها و هاگ های میکروارگانیسم های مختلف، قارچ ها و جلبک ها است. دیاپوز بندپایان، خواب زمستانی پستانداران، خواب عمیق گیاهان نیز از انواع مختلف کریپتوبیوز هستند.

برنج. 10. یک کرم خاکی در حالت دیاپوز (به گفته وی تیشلر، 1971)

حالت های هیپوبیوز، کریپتوبیوز و آنابیوز بقای گونه ها را در شرایط طبیعی عرض های جغرافیایی مختلف، اغلب شدید، تضمین می کند، امکان حفظ موجودات در طول دوره های نامطلوب طولانی، مستقر شدن در فضا و از بسیاری جهات، مرزهای امکان و توزیع حیات را جابجا می کند. به طور کلی

زیستگاه حیات در نتیجه تبادل مداوم اطلاعات بر اساس جریان انرژی در وحدت کلی محیط و موجودات ساکن در آن ایجاد می شود.

40. قانون حداقل(Liebig): ماده موجود در حداقل، عملکرد را کنترل می کند، بزرگی و پایداری آن را در طول زمان تعیین می کند.

41. قوانین رایج:

"همه چیز به همه چیز مرتبط است"؛

"همه چیز باید به جایی برود"؛

"هیچ چیز رایگان نمی آید"؛

"طبیعت بهتر می داند."

42. قانون حداکثر(شلفورد):شکوفایی یک موجود زنده توسط مناطق حداکثر و حداقل عوامل محیطی خاص محدود می شود. بین آنها منطقه ای از بهینه اکولوژیکی وجود دارد که در آن بدن به طور معمول به شرایط محیطی واکنش نشان می دهد.

43. تخریب بیوسفر -این تخریب یا اختلال قابل توجهی در ارتباطات اکولوژیکی در طبیعت است که با بدتر شدن شرایط زندگی انسان، ناشی از بلایای طبیعی یا فعالیت های اقتصادی خود انسان، بدون در نظر گرفتن دانش قوانین توسعه طبیعی انجام می شود.

44. مراحل تخریب زیست کره:

استفاده از آتش (پارینه سنگی اولیه)؛

توسعه کشاورزی؛

انقلاب صنعتی.

بحران زیست محیطی

45. منابع تخریب بیوسفرمی تواند طبیعی (طبیعی) و مصنوعی (انتروپوژنیک) باشد. آلودگی طبیعی سیستم عاملناشی از فرآیندهای طبیعی (طوفان های گرد و غبار، آتشفشان، آتش سوزی جنگل ها و غیره). آلودگی مصنوعیارتباط با انتشار آلاینده های مختلف به محیط زیست در طول فعالیت های انسانی (کشاورزی، حمل و نقل، صنعت و غیره)

46. ​​پیامدهای تخریب بیوسفر:

کاهش قابل توجه تنوع زیستی اکوسیستم، تخریب و نابودی مناطق باقیمانده از پوشش گیاهی وحشی، تخریب وحشیانه جنگل ها و مرداب ها، کاهش تعداد حیوانات وحشی، ناپدید شدن بسیاری از نمایندگان گیاهان و جانوران. در نتیجه همه این اقدامات، تا اواسط قرن بیستم، تأثیر انسانی بر زیست کره در اهمیت آن در همان سطح طبیعی قرار گرفت و در مقیاس سیاره ای قرار گرفت. بنابراین، بشریت به یکی از اصلی ترین عوامل سرنوشت ساز ژئواکولوژیکی در تکامل سیاره تبدیل شده است.

47. آلودگی- هر گونه ورود به یک سیستم اکولوژیکی خاص (بیوسنوز) اجزای زنده یا غیر زنده که مشخصه آن نیستند، هر گونه تغییری که فرآیندهای گردش خون و متابولیسم، جریان انرژی را مختل یا مختل کند، که نتیجه آن کاهش بهره وری است. یا نابودی این سیستم

48. آلاینده های اصلی:

دی اکسید کربن (CO 2)؛

مونوکسید کربن (CO)؛

دی اکسید گوگرد (SO 2)؛

اکسیدهای نیتروژن (NO، NO 2، N 2 O)؛

فلزات سنگین و در درجه اول جیوه، سرب و کادمیوم؛

مواد سرطان زا، به ویژه بنزوپیرن؛

آفت کش ها؛

• رادیونوکلئیدها و سایر مواد رادیواکتیو؛

  دی اکسیدها (کلروکربن)؛

  ناخالصی های جامد (آئروسل ها): گرد و غبار، دوده، دود؛

  نفت و فرآورده های نفتی.

49. با توجه به وضعیت تجمع 3 نوع آلاینده وجود دارد: جامد، مایع و گاز.

50. بر اساس اصلماهیت، وضعیت تجمع، مقیاس توزیع، پیامدهای ایجاد شده، درجه سمیت

51. ذاتاآلاینده ها به گروه های زیر تقسیم می شوند: شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیکی، زیبایی شناختی.