Реферат на тему Об єкт предмет структура та функції екології
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-01-13Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Міністерство освіти і науки України
Національний університет водного господарства і природокористування
Кафедра екології
Реферат на тему :
«Об’єкт, предмет, структура та функції екології»
Виконав :
Студент першого курсу
МЕФ групи ПТ-14
Гаврилюк В.І.
Перевірила :
Хомич Н.Р.
Рівне-2006
План
1. Екологія. Визначення і зміст, структура та функції екології
2. Види і методи екологічних досліджень
3. Ознаки і умови існування життя
Література
1. Екологія. Визначення і зміст, структура та функції екології
Витоки екології, як науки про живих істот, їх взаємозалежність і умови незаселеного, йдуть в далеке минуле і пов'язані з необхідністю, на ранніх етапах становлення і розвитку людських суспільств здобувати собі в їжу рослини і тварин. Було необхідне знати, як виглядають, де і коли дозрівають їстівні плоди, корені і стебла рослин, де лежать шляхи міграції диких тварин, коли і де вони відтворюють потомство. Первинні знання такого роду осмислювалися і знаходили віддзеркалення в багато тому, що стало класичним, - творах Гіппократа, Аристотеля, інших вчених філософів старовини. Особливо повно і образно вони знайшли віддзеркалення в трактаті поета і вченого Стародавнього Рима Лукреція Кара (1 вік д.н.е.). Він, зокрема писав:
Перший посіву приклад і зразок щеплення рослин був безпосередньо даний природою, все утворюючої: Ягоди, жолуді, вниз упавши додолу з дерев Густо риючись у коренів, своєчасно всі зростали. Це і подало думку щепити до дерев відростки І на полях насаджувати молоді відведення рослин. Всіляко стали потім обробляти миле поле І помічали тоді, що на ньому, від догляду за ґрунтом, Диких рослин плоди виходили ніжніше і солодше День від дня примушували ліси відходити на висоти І по долинах місця поступатися обробленій ріллі.
Термін екологія (екос - будинок, логос - навчання, гр.) в науку ввів німецький біолог Ернест Геккель (рис.1.1). В 1866 році в роботі "Загальна морфологія організмів" він писав: “...суми знань, що відносяться до економіки природи: вивченню всієї сукупності взаємостосунків тварини з оточуючою його середовищем, як органічним, так і неорганічним, і, перш за все – його дружніх або ворожих відносин з тими тваринами і рослинами, з якими він прямо або побічно вступає в контакт" .
Це визначення утримує екологію в рамках біологічних наук. В подальшому, зміст поняття екології багато разів розширявся. Під нею стали розуміти науку, вивчаюче середовище незаселеного всіх живих істот, включаючи людину. Здавалося б, доречно обмежити зміст екології лише природним середовищем. Проте, впливаючи на природне середовище і змінюючи її, людина тим самим міняє умови існування не тільки рослин і тварин, але і самого себе, того суспільства, яке потрапляє під дію цього виробництва і природи, і створених їм змін. Тому правомірно розглядати все оточуючу людину середовище. І не тільки природну, але також соціальну і виробничу, деколи від природи ґрунтовно відірвану. Оскільки взаємодія організмів між собою і оточуючої їх середовищем завжди системно, тобто завжди реалізується у формі деяких систем взаємозв'язків, що підтримуються обміном речовини, енергії і інформації, основним об'єктом дослідження екології є екосистеми. Найкрупнішою в ієрархії екосистем є біосфера. Вчення про біосферу - це обширна область знання про функціонування і розвиток біосфери, включаючи цілий ряд наукових напрямів природничонаукового і суспільного профілю. Вчення про біосферу у тому числі включає загальну екологію, яка складається з чотирьох основних розділів: біоекології, геоекології, екології людини і прикладної екології.
Біоекологія складається з екологій природних біологічних систем: особин, видів (аутоекологія ), популяцій і співтовариств (синекологія ) і екології біоценозів. Ще один підрозділ біоекології складає еволюційна екологія, що розглядає екологічні аспекти еволюції.
Геоекологія вивчає біосферні оболонки Землі, у тому числі підземну гідросферу, як компоненти навколишнього середовища, мінеральну основу біосфери і що відбуваються в них зміни під впливом природних і техногенних процесів. Геоекологічні дослідження носять комплексний характер і включають вивчення ландшафтів, ґрунтів, поверхневих і підземних вод, гірських порід, повітря, рослинного покриву. Геоекологія, таким чином, вимагає інтеграції геології і географії, ґрунтознавства і геохімії, гідрогеології і гідрології, гірських наук в єдину систему знань про геологічне і географічне середовища як єдиному геоекологічному середовищу.
Екологія людини - комплекс дисциплін, що досліджують взаємодію людини як біологічної особини (біоекологія людини) і особи з оточуючою його природним, соціальним і культурним середовищами. Здоров'я людей пов’язано з екологічною обстановкою і способом життя (медична екологія), на людину робить вплив середовище моралі, переконань, традицій і важко уловимій духовності (екологія духу).
Прикладна екологія представлена комплексом дисциплін, пов'язаних з різними областями людської діяльності і взаємостосунків між людиною і природою. Вона досліджує механізми техногенних і антропогенних дій на екосистеми, формує екологічні критерії і нормативи в промисловості, транспорті і сільському господарстві (екологія природно-технічних геосистем (ЕТГС) і сільськогосподарська екологія). Інженерна екологія вивчає закони формування техносфери і способи інженерного захисту природного середовища. Екологічний менеджмент вивчає управління взаємодією суспільства і природи на основі використовування економічних, адміністративних, соціальних, технологічних і інформаційних чинників з метою досягнення планованої якості (стани) навколишнього середовища. Екологічна освіта формує екологічне мислення, під яким розуміється стан людського пізнання і моральності, що забезпечує аналіз і подальший синтез взаємозв'язаних природних і техногенних об'єктів і процесів, як основу прогнозування їх розвитку і пріоритетного вибору оптимальних в екологічному відношенні рішень і дій.
Таким чином, в останні десятиріччя екологія фактично вийшла за рамки тільки біології і переживає колосальний розвиток в різних напрямах. Хіба що інформатика випробовує аналогічний бурхливий розвиток і на наших очах відбувається інформатизація. Інформатика теж вийшла за рамки тільки однієї науки - математики. Сучасна екологія не тільки вивчає закони функціонування природних і техногенних систем, але і шукає шляху гармонійного взаємовідношення природи і суспільства. Від характеру якого залежить не тільки здоров'я людей і їх економічне процвітання, але і збереження людини як біологічного вигляду. Рішення екологічних проблем вимагає величезної роботи у всіх областях науки і техніки. Тому ідеї і проблеми екології всемірно проникають в інші наукові дисципліни і упроваджуються в суспільний розвиток. Цей процес називається екологізацією. Нижче наведені приклади різних визначень терміну екологія, які в єстві показують різні вектори її розвитку:
1) одна з біологічних наук, вивчаюча живі системи в їх взаємодії з середовищем незаселеного;
2) комплексна наука, що синтезує дані природних і суспільних наук про природу і взаємодію суспільства і природи;
3) особливий загальнонауковий підхід до дослідження проблем взаємодії організмів, біосистем і середовища (екологічний підхід);
4) сукупність наукових і практичних проблем взаємостосунків людини і природи (екологічні проблеми).
5) наука, що вивчає загальні закони функціонування екосистем різного порядку.
В більш узагальненому значенні, під екологією розуміється область знань, розглядаючи сукупність природних об'єктів, явищ і процесів, по відношенню до об'єкту або суб'єкта, що приймається за центральний об'єкт цієї сукупності. Цим центральним об'єктом може бути той або інший вид рослини або тварини, популяція (співтовариство організмів одного вигляду, що мешкають в межах єдиного ареалу) або людина, як один з видів живих істот мешкають на Землі і при цьому надаючи дію на її природу незрівнянно більше, ніж будь-який інший вигляд або популяція, або яке те виробництво.
Сучасна екологія, таким чином, є значним циклом знань, що увібрала в себе розділи біології, географії, геології, хімії, фізики, соціології, психології, культурології, економіки, педагогіки і технічних наук. Звідси витікає різноманіття об'єктів, методів і засобів екологічних досліджень, багато хто з яких виявляється запозичені з суміжних областей знань. Відносно екології людини - це медицина, біологія, психологія, санітарія і гігієна, гігієна навколишнього середовища, соціологія і демографія, біохімія і, звичайно ж, комплексний моніторинг здоров'я людей певного регіону, адміністративної території, пов’язаної з тим або іншим виробництвом. Все це має пряме відношення до екології взагалі і екології людини, зокрема. В якому то значенні, роки навчання - теж процес екологічний. Тому що на всьому протязі цього нелегкого шляху пізнання нового, кожний із студентів є якимсь центром, до якого сходяться знання, від Вашої реакції і дій залежать результати навчання, а в широкому перспективному плані - рівень благополуччя Вас, Вашої сім'ї і близьких.
2. Види і методи екологічних досліджень
Методичну основу екології як сучасної науки складає поєднання системного підходу, натурних спостережень, експерименту і моделювання. Екологічна практика охоплює собою безліч прийомів і методів досліджень, адекватних різноманіттю напрямів екології і тому тут перераховані лише деякі з них.
· Режимні систематичні (моніторингові) спостереження за станом природних об'єктів і процесів і спливаючими на них антропогенними (техногенними) чинниками;
· аналітичні дослідження природних і штучних (техногенних) об'єктів;
· дослідження морфологічних параметрів природних об'єктів;
· статистичні методи оцінки процесів і явищ;
· дистанційні методи досліджень і методи спеціальної картографії;
· методи математичного моделювання;
· системний аналіз;
· методи соціальної демографії;
· паспортизація природних і штучних об'єктів;
· екологічний менеджмент;
· екологічний аудит.
Як правило, в екологічних дослідженнях ці і інші вживані методи досліджень використовуються спільно або комплексиpуются.
3. Ознаки і умови існування життя
Життя, його походження і розвиток завжди, з якнайдавніших часів хвилювали думку людини. П. Кемп і К. Армс (1988) намічають 7 ознак живого організму:
1. Живі організми характеризуються високо впорядкованою будовою. Хімічні речовини, з яких складаються живі, організми складні і володіють рівнями організації перевищуючими такі у більшості речовин неживої (або відсталої) природи.
2. Живі організми використовують енергію оточуючої їх середовища для підтримки і посилення своєї високої впорядкованості. Велика частина з них прямо або побічно використовує сонячну енергію. Зелені рослини використовують цю енергію для синтезу живильних речовин, споживаних як самими рослинами, так і пригнічуючому більшістю всіх інших організмів, що мешкають на Землі.
3. Живі організми активно реагують на стан навколишнього середовища і що відбуваються в ній зміни. Здатність реагувати на зовнішні роздратування - універсальна властивість всіх живих речовин.
4. Живі організми розвиваються. Зростання, наприклад, кристала і зростання органів будь-якої живої істоти принципово відмінні по структурі, складності і різноманіттю властивостей органів, що формуються.
5. Все живе розмножується. Нові організми виникають тільки в результаті розмноження інших таких же організмів.
6. Кожному організму для того, щоб вижити, розвиватися і розмножуватися, необхідна інформація, закладена в ньому самому, в його генетичному апараті, яка розщеплюється і передається від кожного індивідуума до його нащадків. Генетичний матеріал зумовлює можливі межі розвитку організму, його структур, функцій і реакції на оточуючу його середовище.
7. Живі організми адаптовані до середовища їх незаселеного. Вони самі і всі їх органи пристосовані своєму способу життя.
Які ж умови цього зовнішнього середовища незаселеного, сприяючі виникненню, збереженню і розвитку життя?
Екологія розглядає п'ять таких умов, сукупність яких визначає ці можливості (Мамедов і Суравегина, 1966).
1. Достатня кількість кисню і вуглекислого газу. А.С. Монін (1977) відзначає, що з біологічної точки зору критичний рівень змісту вільного кисню в атмосфері, при якому організми переходять від анаеробного обміну речовин, до енергетично більш ефективного окислення при диханні, складає біля однієї сотої від кількості кисню в сучасній атмосфері. Такий його вміст в атмосфері Землі був досягнутий, ймовірно, в кінці венда, близько 600 млн. літ тому назад. З цієї миті в морському середовищі відбувається масовий вибух біологічної продуктивності і різноманітності організмів, проте, їх вихід на сушу ще довгий час стримувався відсутністю озонового екрану атмосфери. Формування останнього відбулося близько 400 млн. літ тому назад, при вмісті кисню в приземному шарі атмосфери порядку 10% від сучасного. З появою озонового екрану різко інтенсифікується освоєння континентів лісовою рослинністю з її бурхливим фотосинтезом і у відносно короткий термін, в декілька мільйонів літ зміст вільного кисню досяг сучасного рівня. Варто відзначити, що в даний час всіма рослинами миру продукується близько 100-150 млрд.т. кисню, приблизно в рівних частках на суші і в океанічних просторах. Майже весь він витрачається на дихання тварин, окислення органічних залишків, вулканічних газів і гірських порід. Вуглекислий газ спочатку потрапляв в атмосферу і гідросферу землі із земних надр, з продуктами дегазації мантії, а потім - з вулканічними газами. Можна представити каталітичну реакцію графіту з водою, що відбувається при високих температурах: (3C+H2O-CH4 + 2CO; C+H20-CO+H2; C+2H2O - CO2 +H2) або температурну дисоціацію первинних карбонатів CаCO3 - CаO+CO2. Одночасно, видалення вуглекислого газу з атмосфери відбувалося і відбувається головним чином за рахунок утворення карбонатного скелета морських організмів і накопичення на морському дні карбонатних відкладень і органічної речовини рослин.
2. Достатня кількість рідкої води, недолік якої зустрічається на землі лише в Антарктиді, Гренландії, високогір’ях і екваторіальних пустелях. Історія формування земної гідросфери також достатньо цікава. У момент утворення нашої планети з протопланетної хмари всі елементи її майбутньої гідросфери, як і атмосфери, знаходилися у складі твердих речовин (Монін, 1977): вода в гідроокисах, азот - в нітридах, кисень в оксидах металів, вуглець - в графіті, карбідах і карбонатах. Виникнення гідросфери пов'язано вже з подальшими виплавками базальтів, водяної пари і газів, в перші 0,5-1,5 млрд. літ існування Землі, в результаті прогрівання надр планети за рахунок гравітаційного стиснення і розпаду радіоактивних ізотопів. Підтвердженням тому служать сучасні вулканічні гази, що містять водяну пару в кількостях не менше 70-80 вагових відсотків. Виявлення осадових утворень в якнайдавніших з відомих гірських порід Землі свідчить про вельми ранній вік її гідросфери.
3. Певний інтервал сприятливих температур: не дуже низьких для протікання біохімічних реакцій з участю ферментів і не дуже високих, не більше 1000 ° З, вище за яких білок згущаються.
4. Необхідний мінімум мінеральних речовин в ґрунтовому шарі, доступних для освоєння мікроорганізмами і рослинами.
5. Обмеження солоності середовища: при концентрації солей приблизно в 10 разів вище ніж морська вода, а її солоність складає в середньому 35 г/кг, життя у воді зникає, підземні ж води позбавлені життю при їх мінералізації понад 270 г/л. До цих п'яти умов необхідно додати:
6. Відсутність забруднюючих речовин, які по своїх властивостях і концентрації перевищують допустимі для біосферних об'єктів рівні.
Такі, змінні під впливом людини, необхідні умови існування живої речовини Землі.
Донаучне уявлення йде в далеке минуле, і пов'язане з ідеєю божественного (креаціонизм - creatio “створення”) початку всього сущого, час якого навіть намагалися обчислити. Так в 1650 році архієпископ Ашер з Ірландії обчислив, що Бог створив мир і людину в 9 годин ранку 23 жовтня 4004 року до нашої ери. Як це відбувалося, розказує біблія.
“На початку створив Бог небо і землю. Земля ж була безвидна і порожня, і тьма над безоднею; і Дух Божий носився над водою...” (Быт.1;1,2).
Там же висвічена ідея про постійність і спадкові ознаки всіх живих організмів: “І сказав Бог: так виростить земля зелень, траву сіючу сім'я [по роду і по подібності її, і] дерево плодовите, що приносить по роду своєму плід, в якому сім'я його на землі. І стало так.”(Быт.1.11) Ця ідея, але вже з урахуванням статевого розмноження, відображена в Притчі про Ноєв Ковчег.
Щось подібне затверджується і в різних сурах Корану. Ось зразки таких текстів:
”Справді, Господь ваш - аллах, який створив небеса і землю в шість днів, а потім затвердився на троні. Він закриває вночі день, який невпинно за нею рухається...І сонце і місяць і зірки, підлеглі його власті. О так! Йому належить і створення і влада. Благословенний аллах, Господь світів!” (7:54/52).
”Аллах - той, хто спорудив небеса без опор, які ви б бачили, потім затвердився на троні і підпорядкував сонце і місяць: все тече до певної межі. Він управляє (Своїм) справою, встановлює ясно знамення, - може бути ви запевнитеся в зустрічі з вашим Господом! (13:2)
Він - той, хто простягнув землю і влаштував на ній міцно ті, що стоять (гори) і річки і зі всяких плодів влаштував там пари по двоє. Він закриває вночі день. Справді, в цьому - знамення для людей, які думають (13:3).
Теорія спонтанного зародження життя, як альтернатива креаціонізму сходить до стародавнього Вавілона, Єгипту, Кріта, Греції. Згідно переконанням натурфілософів того часу деякі частинки речовини, з тих, що утворюють весь всесвіт, містять якийсь “активний початок” яке за певних умов може створити живий організм. Аристотель вважав, що активне почало їсти в заплідненому яйці, сонячному світлі, м'ясі, що гниє. У Демокріта початок життя був в мулі, у Фалеса - у воді, у Анаксагора - в повітрі.
Науковий пошук зародження життя. Якщо відвернутися від Божественного Початку, загадка зародження життя до кінця ще не розгадана. Біологічні факти свідчать, що нині живе виникає тільки від живого. В.І. Вернадський, посилаючись на італійського біолога Франчесько Реді, що постулював в 1688 році, що все живе може походити тільки від живого, однозначно указує, що:
· Ніколи не спостерігалося в умовах Землі зародження живого від мертвого (зверніть увагу на точність викладу думки. Не категоричне не "може бути", як зараз нерідко з додаванням, "тому що не може бути ніколи", а саме ніколи не спостерігалося що не виключає, у принципі, вірогідність такого ходу події).
· В геологічній історії немає епох відсутності життя.
· Сучасна жива речовина генетично споріднений всім організмам.
І хоча в якнайдавніших архейских гірських породах вже є ознаки життя, немає свідоцтв її одномоментного зародження.
Але в історії формування Землі був період, який не знайшов віддзеркалення в геологічному літописі, званий В.І. Вернадським азойним періодом. Період, що відноситься до космічної історії Землі, як частини Сонячної Системи. Відносно цього часу В.І. Вернадський указує на такі можливості: Не "знаючи науково цього минулого, ми не можемо науково вирішити питання про генезис в ньому життю, якщо він відбувся в космічні періоди історії Землі. Іншого часу для цього немає, бо в геологічних часах зародження життя не було". І далі, "Визнаючи біогенез, згідно науковому спостереженню, за єдину форму зародження живого, неминуче доводиться допустити, що початку життя в тому космосі, який ми спостерігаємо, не було, оскільки не було початку цього космосу. Життя вічне постільки, постільки вічний космос, і передавалася завжди біогенезом. Те, що вірне для десятків і сотень мільйонів літ, що протекли від архейської ери до наших днів, вірно і для всього незліченного ходу часу космічних періодів історії Землі. Вірно і для всього Всесвіту." Значить "...Залишаються три можливості:
· життя створилося на Землі при космічних стадіях її історії в умовах, що не повторюються в пізніші геологічні епохи;
· життя було на Землі і в космічні епохи її минувшини, вона одвічна;
· життя, одвічне у всесвіті, з'явилося новою на Землі, її зародки приносилися в неї ззовні постійно, але зміцнилися на Землі лише тоді, коли на Землі виявилися сприятливі для цього можливості” . Цей механізм привнесло життя на землю відомий як ідея панспермії.
Інша точка зору, висунута і розроблена, зокрема, академіком А.І. Опаріним вам відома з шкільного курсу біології. Вона полягає в тому, що первинно жива речовина все-таки виникла з неживого в особливо сприятливих для цього умовах дна мілководих теплих морів катархея, води яких були багаті складеними органічними речовинами неорганічного походження. Там і могло початися утворення подвійних сахарофосфатних спіральних ниток високополімерних нуклеинових кислот із закріпленими на них підставами, “кодами”, що служать, для подальшого синтезу білків. Ці нитки, за деяких зовнішніх умов могли розвертатися в одинарні спіралі і синтезувати на кожній з них бракуючи другу спіраль, тобто породжувати пару собі подібних, передаючи їм ін.-формацію, закладену в підставах. Подібні полімери, що забезпечують достатньо тривале збереження і відтворювання вже можна розглядати як первинні організми. Їх розвиток, у свою чергу, виключив умову подальшого самозародження життя. Енергетичними джерелами подібного процесу могли служити грозові розряди, енергія діючих вулканів або, можливо – ультрафіолетового випромінювання не стримуваного озоновим екраном.
Подібні умови і ефекти, що нагадують перетворення природних неорганічних хімічних з'єднань в органічні, були знайдені в гарячих газах курильського вулкана Алаїд, в гідротермальних розчинах джерел Камчатки і Курильських островів, змодельовані в лабораторних умовах. Складні органічні речовини, аж до амінокислот, і синьо-зелених водоростей знайдені у ряді кам’яних метеоритів, зокрема, так званих вуглистих хондритах.
Генетичні основи еволюції. Будь-який організм містить в собі інформаційний запас розвитку, який визначається що міститься в ньому генетичним матеріалом, успадкованим від організмів попереднього покоління. Одиницями такого генетичного матеріалу (і інформації) є гени. Проте гени можуть нести не тільки схожі риси, але і відмінності, викликані спадковими зміною генетичного матеріалу, званою мутаціями. Мутації можуть, у свою чергу, викликатися помилками при копіюванні генетичного матеріалу, виникати в результаті хімічної дії або випромінювання. Вони випадкові, вельми рідкісні (лише у декількох особин одна на 100 000) і в більшості випадків несприятливі для свого носія.
Крім мутаційної, мінливість також виникає в результаті змішування генів при статевому розмноженні, тому що кожний нащадок одержує половину Генів від кожного з батьків. Загальна сума всіх генів, що є у даної популяції складає її генофонд.
Можна оцінити, скільки разів зустрічається той або інший ген в даній популяції і визначити частоту його зустрічається, наприклад в першому і другому поколінні. Різниця покаже нам зміни в генетичній фундації, тобто еволюцію, що відбувається в популяції. Під популяцією в екології розуміється сукупність організмів одного вигляду, в тому або іншому ступені ізольована від інших таких же сукупностей, здатна тривало існувати на єдиній території, самовідтворюватися і змінюватися унаслідок переважного розмноження тих або інших груп що входять в її склад особин. Таким чином, еволюція популяції є зміна частоти зустрічається одного або декількох генів в даній популяції, від покоління до покоління. Еволюціонуючи компоненту тобто компоненту, що змінюється в часі, визначає популяцію, а не окремий, входить в неї організм. Проте, накопичення змін частоти деяких генів в генофонді протягом багатьох поколінь може привести до різких змін і в популяції.
Знахідки організмів, нині не існуючих на Землі, переконували в тому, що в різний час Землю заселяли різні їх види. Геолог Чарльз Лейаль опублікував в 1830 р. перший том “Підстави геології”, в якій доводив поступовість геологічного розвитку Землі.
В 1809 р. Жан Батист де Ламарк висунув ідею, що організми протягом всього свого життя можуть придбавати ознаки, що підвищують їх пристосованість до середовища незаселеного, ці ознаки вони можуть передавати своїм нащадкам. Суть цієї теорії, що отримала назву ламаркізм, частіше за все ілюструють прикладом з шиєю жирафи. Оскільки жирафам постійно доводилося ви--тягати шию, щоб дотягнутися до листя на деревах, міркував Ламарк, то їх шиї витягувалися і вони передавали таку подовжену шию своїм нащадкам.
Проте незабаром з'явилася революційна теорія еволюції шляхом природного відбору висунута Чарльзом Дарвіним і Альфредом Расселом Уоллесом.
Примітно, що за декілька днів до того, як Ч. Дарвін готувався передати свій доклад у видавництво, Альфред Рассел Уоллес прислав йому свій нарис, присвячений питанням еволюції. Тим часом ідеї, що відносяться до еволюції, були практично ідентичні і Лейаль настояв на тому, щоб той і інший матеріали були опубліковані спільно. Відповідно в 1858 р. ними і була висунута теорія еволюції на засіданні лондонського Лінєєвського суспільства. А в 1858 р. була опублікована монографія Ч. Дарвіна “Походження видів” в якій була описана еволюція на основі механізму природного відбору. Книга була ілюстрована численними прикладами і викликала безліч суперечок, бо суперечила біблійним положенням про походження видів і затверджувала, що еволюція може відбуватися і без втручання людини або божественного початку.
Як класичний приклад природного відбору і перетворення вигляду, що відбувається на рівні популяції, була розглянута зміна кольору метелика березового п'ядуна на півночі Англії в результаті розвитку там промислового виробництва. Біологи звернули увагу на те, що метелики сірого кольору за останні 100 років сталі порівняно рідкісні і були заміщені метеликами чорного кольору. Особливо помітно це було поблизу крупних промислових міст. Причина такого зсуву кольору була імовірно пов'язана із загибеллю світло-сірих лишайників і почорнінням стовбурів дерев від кіптяви, що утворюється при спалюванні вугілля. Білі метелики були краще видні на темних стовбурах дерев і в першу чергу ставали жертвами птахів.
Був виконаний класичний експеримент – вирощено в лабораторії і помічено велику кількість чорних і світлих метеликів, які були випущені на волю в забрудненій і незабрудненій місцевості. Відсоток виловлених чорних метеликів був удвічі вищим в забрудненій місцевості, ніж незабрудненої. З другого боку, в незабрудненій місцевості птаха виловили на очах у спостерігачів чорних метеликів удвічі більше, ніж світлих. Отже, в забрудненій місцевості птахи поїдають більший відсоток метеликів, що містять ген світлого забарвлення і більший шанс вижити до статевої зрілості і залишити потомство належить метеликам, несучим ген сірого забарвлення.
Модель поступової еволюції не укладається в наявні палеонтологічні матеріали, зокрема схожість багатьох дуже стародавніх організмів з сучасними. Здавалося б, вони, ці організми, повинні були б змінитися більш істотно. І навпаки, буквально за декілька тисяч літ з'являлися нові види. На цій підставі була розроблена модель переривистої еволюції, що суміщала в собі можливість повільного еволюційного розвитку з революційним вибуховим.
2. Вронский В.А. Прикладная экология: Учебное пособие для студ. Вузов. Ростов н.Д.: Изд-во "Феникс", 1996.- 512 с. [3]
3. Геоэкология урбанизированных территорий / Сб. Трудов Центра практической геоэкологии.- М.: ЦПГ, 1996.-130 с., англо-русский геоэкологический словарь.[8]
4. Гидрогеология. Охрана водных ресурсов. Экология. Гидрология. Эколого-гидрогеологический словарь/ Т. Бохенска, А.К. Бродский, А.Н. Воронов и др.; Под ред. А.Н. Воронова. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1996. - 160 с.
5. Зигмунд Фрейд: Хроника-хрестоматия: Учебн. Пособие / Составители Луков В.А., Луков В.А. –М.: Флинта: Московский психолого-социальный институт, 1999.-416 с.[15]
6. Келлер А.А., Кувакин В.И. Медицинская экология.- СПб.: "Петроградский и Ко", 1998.- 256 с[12]
7. Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии. Учебное пособие. М.: МПУ, 1997. - 368 с. ил.[4, 5]
8. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М.: "Агар", 1996.- 383 с.[6]
9. Петрова П.Г. Экология, адаптация и здоровье (особенности Среды обитания и структуры населения Республики Саха)/ Под редакцией Н.А. Агаджаняна.- Москва-Якутск, 1996.- 272 с.[11, 12]
10. Экология: Учебник для технических вузов /Цветкова Л.И., Алексеев М.И. и др.; Под ред. Л.И. Цветковой.-М.:Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999.-488 с.
Національний університет водного господарства і природокористування
Кафедра екології
Реферат на тему :
«Об’єкт, предмет, структура та функції екології»
Виконав :
Студент першого курсу
МЕФ групи ПТ-14
Гаврилюк В.І.
Перевірила :
Хомич Н.Р.
Рівне-2006
План
1. Екологія. Визначення і зміст, структура та функції екології
2. Види і методи екологічних досліджень
3. Ознаки і умови існування життя
Література
1. Екологія. Визначення і зміст, структура та функції екології
Витоки екології, як науки про живих істот, їх взаємозалежність і умови незаселеного, йдуть в далеке минуле і пов'язані з необхідністю, на ранніх етапах становлення і розвитку людських суспільств здобувати собі в їжу рослини і тварин. Було необхідне знати, як виглядають, де і коли дозрівають їстівні плоди, корені і стебла рослин, де лежать шляхи міграції диких тварин, коли і де вони відтворюють потомство. Первинні знання такого роду осмислювалися і знаходили віддзеркалення в багато тому, що стало класичним, - творах Гіппократа, Аристотеля, інших вчених філософів старовини. Особливо повно і образно вони знайшли віддзеркалення в трактаті поета і вченого Стародавнього Рима Лукреція Кара (1 вік д.н.е.). Він, зокрема писав:
Перший посіву приклад і зразок щеплення рослин був безпосередньо даний природою, все утворюючої: Ягоди, жолуді, вниз упавши додолу з дерев Густо риючись у коренів, своєчасно всі зростали. Це і подало думку щепити до дерев відростки І на полях насаджувати молоді відведення рослин. Всіляко стали потім обробляти миле поле І помічали тоді, що на ньому, від догляду за ґрунтом, Диких рослин плоди виходили ніжніше і солодше День від дня примушували ліси відходити на висоти І по долинах місця поступатися обробленій ріллі.
Термін екологія (екос - будинок, логос - навчання, гр.) в науку ввів німецький біолог Ернест Геккель (рис.1.1). В 1866 році в роботі "Загальна морфологія організмів" він писав: “...суми знань, що відносяться до економіки природи: вивченню всієї сукупності взаємостосунків тварини з оточуючою його середовищем, як органічним, так і неорганічним, і, перш за все – його дружніх або ворожих відносин з тими тваринами і рослинами, з якими він прямо або побічно вступає в контакт" .
Це визначення утримує екологію в рамках біологічних наук. В подальшому, зміст поняття екології багато разів розширявся. Під нею стали розуміти науку, вивчаюче середовище незаселеного всіх живих істот, включаючи людину. Здавалося б, доречно обмежити зміст екології лише природним середовищем. Проте, впливаючи на природне середовище і змінюючи її, людина тим самим міняє умови існування не тільки рослин і тварин, але і самого себе, того суспільства, яке потрапляє під дію цього виробництва і природи, і створених їм змін. Тому правомірно розглядати все оточуючу людину середовище. І не тільки природну, але також соціальну і виробничу, деколи від природи ґрунтовно відірвану. Оскільки взаємодія організмів між собою і оточуючої їх середовищем завжди системно, тобто завжди реалізується у формі деяких систем взаємозв'язків, що підтримуються обміном речовини, енергії і інформації, основним об'єктом дослідження екології є екосистеми. Найкрупнішою в ієрархії екосистем є біосфера. Вчення про біосферу - це обширна область знання про функціонування і розвиток біосфери, включаючи цілий ряд наукових напрямів природничонаукового і суспільного профілю. Вчення про біосферу у тому числі включає загальну екологію, яка складається з чотирьох основних розділів: біоекології, геоекології, екології людини і прикладної екології.
Біоекологія складається з екологій природних біологічних систем: особин, видів (аутоекологія ), популяцій і співтовариств (синекологія ) і екології біоценозів. Ще один підрозділ біоекології складає еволюційна екологія, що розглядає екологічні аспекти еволюції.
Геоекологія вивчає біосферні оболонки Землі, у тому числі підземну гідросферу, як компоненти навколишнього середовища, мінеральну основу біосфери і що відбуваються в них зміни під впливом природних і техногенних процесів. Геоекологічні дослідження носять комплексний характер і включають вивчення ландшафтів, ґрунтів, поверхневих і підземних вод, гірських порід, повітря, рослинного покриву. Геоекологія, таким чином, вимагає інтеграції геології і географії, ґрунтознавства і геохімії, гідрогеології і гідрології, гірських наук в єдину систему знань про геологічне і географічне середовища як єдиному геоекологічному середовищу.
Екологія людини - комплекс дисциплін, що досліджують взаємодію людини як біологічної особини (біоекологія людини) і особи з оточуючою його природним, соціальним і культурним середовищами. Здоров'я людей пов’язано з екологічною обстановкою і способом життя (медична екологія), на людину робить вплив середовище моралі, переконань, традицій і важко уловимій духовності (екологія духу).
Прикладна екологія представлена комплексом дисциплін, пов'язаних з різними областями людської діяльності і взаємостосунків між людиною і природою. Вона досліджує механізми техногенних і антропогенних дій на екосистеми, формує екологічні критерії і нормативи в промисловості, транспорті і сільському господарстві (екологія природно-технічних геосистем (ЕТГС) і сільськогосподарська екологія). Інженерна екологія вивчає закони формування техносфери і способи інженерного захисту природного середовища. Екологічний менеджмент вивчає управління взаємодією суспільства і природи на основі використовування економічних, адміністративних, соціальних, технологічних і інформаційних чинників з метою досягнення планованої якості (стани) навколишнього середовища. Екологічна освіта формує екологічне мислення, під яким розуміється стан людського пізнання і моральності, що забезпечує аналіз і подальший синтез взаємозв'язаних природних і техногенних об'єктів і процесів, як основу прогнозування їх розвитку і пріоритетного вибору оптимальних в екологічному відношенні рішень і дій.
Таким чином, в останні десятиріччя екологія фактично вийшла за рамки тільки біології і переживає колосальний розвиток в різних напрямах. Хіба що інформатика випробовує аналогічний бурхливий розвиток і на наших очах відбувається інформатизація. Інформатика теж вийшла за рамки тільки однієї науки - математики. Сучасна екологія не тільки вивчає закони функціонування природних і техногенних систем, але і шукає шляху гармонійного взаємовідношення природи і суспільства. Від характеру якого залежить не тільки здоров'я людей і їх економічне процвітання, але і збереження людини як біологічного вигляду. Рішення екологічних проблем вимагає величезної роботи у всіх областях науки і техніки. Тому ідеї і проблеми екології всемірно проникають в інші наукові дисципліни і упроваджуються в суспільний розвиток. Цей процес називається екологізацією. Нижче наведені приклади різних визначень терміну екологія, які в єстві показують різні вектори її розвитку:
1) одна з біологічних наук, вивчаюча живі системи в їх взаємодії з середовищем незаселеного;
2) комплексна наука, що синтезує дані природних і суспільних наук про природу і взаємодію суспільства і природи;
3) особливий загальнонауковий підхід до дослідження проблем взаємодії організмів, біосистем і середовища (екологічний підхід);
4) сукупність наукових і практичних проблем взаємостосунків людини і природи (екологічні проблеми).
5) наука, що вивчає загальні закони функціонування екосистем різного порядку.
В більш узагальненому значенні, під екологією розуміється область знань, розглядаючи сукупність природних об'єктів, явищ і процесів, по відношенню до об'єкту або суб'єкта, що приймається за центральний об'єкт цієї сукупності. Цим центральним об'єктом може бути той або інший вид рослини або тварини, популяція (співтовариство організмів одного вигляду, що мешкають в межах єдиного ареалу) або людина, як один з видів живих істот мешкають на Землі і при цьому надаючи дію на її природу незрівнянно більше, ніж будь-який інший вигляд або популяція, або яке те виробництво.
Сучасна екологія, таким чином, є значним циклом знань, що увібрала в себе розділи біології, географії, геології, хімії, фізики, соціології, психології, культурології, економіки, педагогіки і технічних наук. Звідси витікає різноманіття об'єктів, методів і засобів екологічних досліджень, багато хто з яких виявляється запозичені з суміжних областей знань. Відносно екології людини - це медицина, біологія, психологія, санітарія і гігієна, гігієна навколишнього середовища, соціологія і демографія, біохімія і, звичайно ж, комплексний моніторинг здоров'я людей певного регіону, адміністративної території, пов’язаної з тим або іншим виробництвом. Все це має пряме відношення до екології взагалі і екології людини, зокрема. В якому то значенні, роки навчання - теж процес екологічний. Тому що на всьому протязі цього нелегкого шляху пізнання нового, кожний із студентів є якимсь центром, до якого сходяться знання, від Вашої реакції і дій залежать результати навчання, а в широкому перспективному плані - рівень благополуччя Вас, Вашої сім'ї і близьких.
2. Види і методи екологічних досліджень
Методичну основу екології як сучасної науки складає поєднання системного підходу, натурних спостережень, експерименту і моделювання. Екологічна практика охоплює собою безліч прийомів і методів досліджень, адекватних різноманіттю напрямів екології і тому тут перераховані лише деякі з них.
· Режимні систематичні (моніторингові) спостереження за станом природних об'єктів і процесів і спливаючими на них антропогенними (техногенними) чинниками;
· аналітичні дослідження природних і штучних (техногенних) об'єктів;
· дослідження морфологічних параметрів природних об'єктів;
· статистичні методи оцінки процесів і явищ;
· дистанційні методи досліджень і методи спеціальної картографії;
· методи математичного моделювання;
· системний аналіз;
· методи соціальної демографії;
· паспортизація природних і штучних об'єктів;
· екологічний менеджмент;
· екологічний аудит.
Як правило, в екологічних дослідженнях ці і інші вживані методи досліджень використовуються спільно або комплексиpуются.
3. Ознаки і умови існування життя
Життя, його походження і розвиток завжди, з якнайдавніших часів хвилювали думку людини. П. Кемп і К. Армс (1988) намічають 7 ознак живого організму:
1. Живі організми характеризуються високо впорядкованою будовою. Хімічні речовини, з яких складаються живі, організми складні і володіють рівнями організації перевищуючими такі у більшості речовин неживої (або відсталої) природи.
2. Живі організми використовують енергію оточуючої їх середовища для підтримки і посилення своєї високої впорядкованості. Велика частина з них прямо або побічно використовує сонячну енергію. Зелені рослини використовують цю енергію для синтезу живильних речовин, споживаних як самими рослинами, так і пригнічуючому більшістю всіх інших організмів, що мешкають на Землі.
3. Живі організми активно реагують на стан навколишнього середовища і що відбуваються в ній зміни. Здатність реагувати на зовнішні роздратування - універсальна властивість всіх живих речовин.
4. Живі організми розвиваються. Зростання, наприклад, кристала і зростання органів будь-якої живої істоти принципово відмінні по структурі, складності і різноманіттю властивостей органів, що формуються.
5. Все живе розмножується. Нові організми виникають тільки в результаті розмноження інших таких же організмів.
6. Кожному організму для того, щоб вижити, розвиватися і розмножуватися, необхідна інформація, закладена в ньому самому, в його генетичному апараті, яка розщеплюється і передається від кожного індивідуума до його нащадків. Генетичний матеріал зумовлює можливі межі розвитку організму, його структур, функцій і реакції на оточуючу його середовище.
7. Живі організми адаптовані до середовища їх незаселеного. Вони самі і всі їх органи пристосовані своєму способу життя.
Які ж умови цього зовнішнього середовища незаселеного, сприяючі виникненню, збереженню і розвитку життя?
Екологія розглядає п'ять таких умов, сукупність яких визначає ці можливості (Мамедов і Суравегина, 1966).
1. Достатня кількість кисню і вуглекислого газу. А.С. Монін (1977) відзначає, що з біологічної точки зору критичний рівень змісту вільного кисню в атмосфері, при якому організми переходять від анаеробного обміну речовин, до енергетично більш ефективного окислення при диханні, складає біля однієї сотої від кількості кисню в сучасній атмосфері. Такий його вміст в атмосфері Землі був досягнутий, ймовірно, в кінці венда, близько 600 млн. літ тому назад. З цієї миті в морському середовищі відбувається масовий вибух біологічної продуктивності і різноманітності організмів, проте, їх вихід на сушу ще довгий час стримувався відсутністю озонового екрану атмосфери. Формування останнього відбулося близько 400 млн. літ тому назад, при вмісті кисню в приземному шарі атмосфери порядку 10% від сучасного. З появою озонового екрану різко інтенсифікується освоєння континентів лісовою рослинністю з її бурхливим фотосинтезом і у відносно короткий термін, в декілька мільйонів літ зміст вільного кисню досяг сучасного рівня. Варто відзначити, що в даний час всіма рослинами миру продукується близько 100-150 млрд.т. кисню, приблизно в рівних частках на суші і в океанічних просторах. Майже весь він витрачається на дихання тварин, окислення органічних залишків, вулканічних газів і гірських порід. Вуглекислий газ спочатку потрапляв в атмосферу і гідросферу землі із земних надр, з продуктами дегазації мантії, а потім - з вулканічними газами. Можна представити каталітичну реакцію графіту з водою, що відбувається при високих температурах: (3C+H2O-CH4 + 2CO; C+H20-CO+H2; C+2H2O - CO2 +H2) або температурну дисоціацію первинних карбонатів CаCO3 - CаO+CO2. Одночасно, видалення вуглекислого газу з атмосфери відбувалося і відбувається головним чином за рахунок утворення карбонатного скелета морських організмів і накопичення на морському дні карбонатних відкладень і органічної речовини рослин.
2. Достатня кількість рідкої води, недолік якої зустрічається на землі лише в Антарктиді, Гренландії, високогір’ях і екваторіальних пустелях. Історія формування земної гідросфери також достатньо цікава. У момент утворення нашої планети з протопланетної хмари всі елементи її майбутньої гідросфери, як і атмосфери, знаходилися у складі твердих речовин (Монін, 1977): вода в гідроокисах, азот - в нітридах, кисень в оксидах металів, вуглець - в графіті, карбідах і карбонатах. Виникнення гідросфери пов'язано вже з подальшими виплавками базальтів, водяної пари і газів, в перші 0,5-1,5 млрд. літ існування Землі, в результаті прогрівання надр планети за рахунок гравітаційного стиснення і розпаду радіоактивних ізотопів. Підтвердженням тому служать сучасні вулканічні гази, що містять водяну пару в кількостях не менше 70-80 вагових відсотків. Виявлення осадових утворень в якнайдавніших з відомих гірських порід Землі свідчить про вельми ранній вік її гідросфери.
3. Певний інтервал сприятливих температур: не дуже низьких для протікання біохімічних реакцій з участю ферментів і не дуже високих, не більше 1000 ° З, вище за яких білок згущаються.
4. Необхідний мінімум мінеральних речовин в ґрунтовому шарі, доступних для освоєння мікроорганізмами і рослинами.
5. Обмеження солоності середовища: при концентрації солей приблизно в 10 разів вище ніж морська вода, а її солоність складає в середньому 35 г/кг, життя у воді зникає, підземні ж води позбавлені життю при їх мінералізації понад 270 г/л. До цих п'яти умов необхідно додати:
6. Відсутність забруднюючих речовин, які по своїх властивостях і концентрації перевищують допустимі для біосферних об'єктів рівні.
Такі, змінні під впливом людини, необхідні умови існування живої речовини Землі.
Донаучне уявлення йде в далеке минуле, і пов'язане з ідеєю божественного (креаціонизм - creatio “створення”) початку всього сущого, час якого навіть намагалися обчислити. Так в 1650 році архієпископ Ашер з Ірландії обчислив, що Бог створив мир і людину в 9 годин ранку 23 жовтня 4004 року до нашої ери. Як це відбувалося, розказує біблія.
“На початку створив Бог небо і землю. Земля ж була безвидна і порожня, і тьма над безоднею; і Дух Божий носився над водою...” (Быт.1;1,2).
Там же висвічена ідея про постійність і спадкові ознаки всіх живих організмів: “І сказав Бог: так виростить земля зелень, траву сіючу сім'я [по роду і по подібності її, і] дерево плодовите, що приносить по роду своєму плід, в якому сім'я його на землі. І стало так.”(Быт.1.11) Ця ідея, але вже з урахуванням статевого розмноження, відображена в Притчі про Ноєв Ковчег.
Щось подібне затверджується і в різних сурах Корану. Ось зразки таких текстів:
”Справді, Господь ваш - аллах, який створив небеса і землю в шість днів, а потім затвердився на троні. Він закриває вночі день, який невпинно за нею рухається...І сонце і місяць і зірки, підлеглі його власті. О так! Йому належить і створення і влада. Благословенний аллах, Господь світів!” (7:54/52).
”Аллах - той, хто спорудив небеса без опор, які ви б бачили, потім затвердився на троні і підпорядкував сонце і місяць: все тече до певної межі. Він управляє (Своїм) справою, встановлює ясно знамення, - може бути ви запевнитеся в зустрічі з вашим Господом! (13:2)
Він - той, хто простягнув землю і влаштував на ній міцно ті, що стоять (гори) і річки і зі всяких плодів влаштував там пари по двоє. Він закриває вночі день. Справді, в цьому - знамення для людей, які думають (13:3).
Теорія спонтанного зародження життя, як альтернатива креаціонізму сходить до стародавнього Вавілона, Єгипту, Кріта, Греції. Згідно переконанням натурфілософів того часу деякі частинки речовини, з тих, що утворюють весь всесвіт, містять якийсь “активний початок” яке за певних умов може створити живий організм. Аристотель вважав, що активне почало їсти в заплідненому яйці, сонячному світлі, м'ясі, що гниє. У Демокріта початок життя був в мулі, у Фалеса - у воді, у Анаксагора - в повітрі.
Науковий пошук зародження життя. Якщо відвернутися від Божественного Початку, загадка зародження життя до кінця ще не розгадана. Біологічні факти свідчать, що нині живе виникає тільки від живого. В.І. Вернадський, посилаючись на італійського біолога Франчесько Реді, що постулював в 1688 році, що все живе може походити тільки від живого, однозначно указує, що:
· Ніколи не спостерігалося в умовах Землі зародження живого від мертвого (зверніть увагу на точність викладу думки. Не категоричне не "може бути", як зараз нерідко з додаванням, "тому що не може бути ніколи", а саме ніколи не спостерігалося що не виключає, у принципі, вірогідність такого ходу події).
· В геологічній історії немає епох відсутності життя.
· Сучасна жива речовина генетично споріднений всім організмам.
І хоча в якнайдавніших архейских гірських породах вже є ознаки життя, немає свідоцтв її одномоментного зародження.
Але в історії формування Землі був період, який не знайшов віддзеркалення в геологічному літописі, званий В.І. Вернадським азойним періодом. Період, що відноситься до космічної історії Землі, як частини Сонячної Системи. Відносно цього часу В.І. Вернадський указує на такі можливості: Не "знаючи науково цього минулого, ми не можемо науково вирішити питання про генезис в ньому життю, якщо він відбувся в космічні періоди історії Землі. Іншого часу для цього немає, бо в геологічних часах зародження життя не було". І далі, "Визнаючи біогенез, згідно науковому спостереженню, за єдину форму зародження живого, неминуче доводиться допустити, що початку життя в тому космосі, який ми спостерігаємо, не було, оскільки не було початку цього космосу. Життя вічне постільки, постільки вічний космос, і передавалася завжди біогенезом. Те, що вірне для десятків і сотень мільйонів літ, що протекли від архейської ери до наших днів, вірно і для всього незліченного ходу часу космічних періодів історії Землі. Вірно і для всього Всесвіту." Значить "...Залишаються три можливості:
· життя створилося на Землі при космічних стадіях її історії в умовах, що не повторюються в пізніші геологічні епохи;
· життя було на Землі і в космічні епохи її минувшини, вона одвічна;
· життя, одвічне у всесвіті, з'явилося новою на Землі, її зародки приносилися в неї ззовні постійно, але зміцнилися на Землі лише тоді, коли на Землі виявилися сприятливі для цього можливості” . Цей механізм привнесло життя на землю відомий як ідея панспермії.
Інша точка зору, висунута і розроблена, зокрема, академіком А.І. Опаріним вам відома з шкільного курсу біології. Вона полягає в тому, що первинно жива речовина все-таки виникла з неживого в особливо сприятливих для цього умовах дна мілководих теплих морів катархея, води яких були багаті складеними органічними речовинами неорганічного походження. Там і могло початися утворення подвійних сахарофосфатних спіральних ниток високополімерних нуклеинових кислот із закріпленими на них підставами, “кодами”, що служать, для подальшого синтезу білків. Ці нитки, за деяких зовнішніх умов могли розвертатися в одинарні спіралі і синтезувати на кожній з них бракуючи другу спіраль, тобто породжувати пару собі подібних, передаючи їм ін.-формацію, закладену в підставах. Подібні полімери, що забезпечують достатньо тривале збереження і відтворювання вже можна розглядати як первинні організми. Їх розвиток, у свою чергу, виключив умову подальшого самозародження життя. Енергетичними джерелами подібного процесу могли служити грозові розряди, енергія діючих вулканів або, можливо – ультрафіолетового випромінювання не стримуваного озоновим екраном.
Подібні умови і ефекти, що нагадують перетворення природних неорганічних хімічних з'єднань в органічні, були знайдені в гарячих газах курильського вулкана Алаїд, в гідротермальних розчинах джерел Камчатки і Курильських островів, змодельовані в лабораторних умовах. Складні органічні речовини, аж до амінокислот, і синьо-зелених водоростей знайдені у ряді кам’яних метеоритів, зокрема, так званих вуглистих хондритах.
Генетичні основи еволюції. Будь-який організм містить в собі інформаційний запас розвитку, який визначається що міститься в ньому генетичним матеріалом, успадкованим від організмів попереднього покоління. Одиницями такого генетичного матеріалу (і інформації) є гени. Проте гени можуть нести не тільки схожі риси, але і відмінності, викликані спадковими зміною генетичного матеріалу, званою мутаціями. Мутації можуть, у свою чергу, викликатися помилками при копіюванні генетичного матеріалу, виникати в результаті хімічної дії або випромінювання. Вони випадкові, вельми рідкісні (лише у декількох особин одна на 100 000) і в більшості випадків несприятливі для свого носія.
Крім мутаційної, мінливість також виникає в результаті змішування генів при статевому розмноженні, тому що кожний нащадок одержує половину Генів від кожного з батьків. Загальна сума всіх генів, що є у даної популяції складає її генофонд.
Можна оцінити, скільки разів зустрічається той або інший ген в даній популяції і визначити частоту його зустрічається, наприклад в першому і другому поколінні. Різниця покаже нам зміни в генетичній фундації, тобто еволюцію, що відбувається в популяції. Під популяцією в екології розуміється сукупність організмів одного вигляду, в тому або іншому ступені ізольована від інших таких же сукупностей, здатна тривало існувати на єдиній території, самовідтворюватися і змінюватися унаслідок переважного розмноження тих або інших груп що входять в її склад особин. Таким чином, еволюція популяції є зміна частоти зустрічається одного або декількох генів в даній популяції, від покоління до покоління. Еволюціонуючи компоненту тобто компоненту, що змінюється в часі, визначає популяцію, а не окремий, входить в неї організм. Проте, накопичення змін частоти деяких генів в генофонді протягом багатьох поколінь може привести до різких змін і в популяції.
Знахідки організмів, нині не існуючих на Землі, переконували в тому, що в різний час Землю заселяли різні їх види. Геолог Чарльз Лейаль опублікував в 1830 р. перший том “Підстави геології”, в якій доводив поступовість геологічного розвитку Землі.
В 1809 р. Жан Батист де Ламарк висунув ідею, що організми протягом всього свого життя можуть придбавати ознаки, що підвищують їх пристосованість до середовища незаселеного, ці ознаки вони можуть передавати своїм нащадкам. Суть цієї теорії, що отримала назву ламаркізм, частіше за все ілюструють прикладом з шиєю жирафи. Оскільки жирафам постійно доводилося ви--тягати шию, щоб дотягнутися до листя на деревах, міркував Ламарк, то їх шиї витягувалися і вони передавали таку подовжену шию своїм нащадкам.
Проте незабаром з'явилася революційна теорія еволюції шляхом природного відбору висунута Чарльзом Дарвіним і Альфредом Расселом Уоллесом.
Примітно, що за декілька днів до того, як Ч. Дарвін готувався передати свій доклад у видавництво, Альфред Рассел Уоллес прислав йому свій нарис, присвячений питанням еволюції. Тим часом ідеї, що відносяться до еволюції, були практично ідентичні і Лейаль настояв на тому, щоб той і інший матеріали були опубліковані спільно. Відповідно в 1858 р. ними і була висунута теорія еволюції на засіданні лондонського Лінєєвського суспільства. А в 1858 р. була опублікована монографія Ч. Дарвіна “Походження видів” в якій була описана еволюція на основі механізму природного відбору. Книга була ілюстрована численними прикладами і викликала безліч суперечок, бо суперечила біблійним положенням про походження видів і затверджувала, що еволюція може відбуватися і без втручання людини або божественного початку.
Як класичний приклад природного відбору і перетворення вигляду, що відбувається на рівні популяції, була розглянута зміна кольору метелика березового п'ядуна на півночі Англії в результаті розвитку там промислового виробництва. Біологи звернули увагу на те, що метелики сірого кольору за останні 100 років сталі порівняно рідкісні і були заміщені метеликами чорного кольору. Особливо помітно це було поблизу крупних промислових міст. Причина такого зсуву кольору була імовірно пов'язана із загибеллю світло-сірих лишайників і почорнінням стовбурів дерев від кіптяви, що утворюється при спалюванні вугілля. Білі метелики були краще видні на темних стовбурах дерев і в першу чергу ставали жертвами птахів.
Був виконаний класичний експеримент – вирощено в лабораторії і помічено велику кількість чорних і світлих метеликів, які були випущені на волю в забрудненій і незабрудненій місцевості. Відсоток виловлених чорних метеликів був удвічі вищим в забрудненій місцевості, ніж незабрудненої. З другого боку, в незабрудненій місцевості птаха виловили на очах у спостерігачів чорних метеликів удвічі більше, ніж світлих. Отже, в забрудненій місцевості птахи поїдають більший відсоток метеликів, що містять ген світлого забарвлення і більший шанс вижити до статевої зрілості і залишити потомство належить метеликам, несучим ген сірого забарвлення.
Модель поступової еволюції не укладається в наявні палеонтологічні матеріали, зокрема схожість багатьох дуже стародавніх організмів з сучасними. Здавалося б, вони, ці організми, повинні були б змінитися більш істотно. І навпаки, буквально за декілька тисяч літ з'являлися нові види. На цій підставі була розроблена модель переривистої еволюції, що суміщала в собі можливість повільного еволюційного розвитку з революційним вибуховим.
Література
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. -М.: ЮНИТИ, 1998. - 445 с. [1, 3, 5]
2. Вронский В.А. Прикладная экология: Учебное пособие для студ. Вузов. Ростов н.Д.: Изд-во "Феникс", 1996.- 512 с. [3]
3. Геоэкология урбанизированных территорий / Сб. Трудов Центра практической геоэкологии.- М.: ЦПГ, 1996.-130 с., англо-русский геоэкологический словарь.[8]
4. Гидрогеология. Охрана водных ресурсов. Экология. Гидрология. Эколого-гидрогеологический словарь/ Т. Бохенска, А.К. Бродский, А.Н. Воронов и др.; Под ред. А.Н. Воронова. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1996. - 160 с.
5. Зигмунд Фрейд: Хроника-хрестоматия: Учебн. Пособие / Составители Луков В.А., Луков В.А. –М.: Флинта: Московский психолого-социальный институт, 1999.-416 с.[15]
6. Келлер А.А., Кувакин В.И. Медицинская экология.- СПб.: "Петроградский и Ко", 1998.- 256 с[12]
7. Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии. Учебное пособие. М.: МПУ, 1997. - 368 с. ил.[4, 5]
8. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М.: "Агар", 1996.- 383 с.[6]
9. Петрова П.Г. Экология, адаптация и здоровье (особенности Среды обитания и структуры населения Республики Саха)/ Под редакцией Н.А. Агаджаняна.- Москва-Якутск, 1996.- 272 с.[11, 12]
10. Экология: Учебник для технических вузов /Цветкова Л.И., Алексеев М.И. и др.; Под ред. Л.И. Цветковой.-М.:Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999.-488 с.
