Основы биологии

1) Если Вам нужно разработать программу биологической борьбы с каким-то вредителем, выберете ли Вы специализированных или неспециализированных хищников? Ответ поясните

Среди биологических методов лучше других разработаны методы использования специализированных хищных и паразитических насекомых для борьбы с вредными насекомыми. Эта работа проводится в разных направлениях. Прежде всего, используются хищники и паразиты, привезенные и акклиматизированные в нашей стране. Применяются они преимущественно против тех вредителей, которые сами были завезены к нам случайно и против которых не действенны местные паразиты и хищники. Первая история такого рода случилась в нашей стране еще в XVIII веке, когда здесь случайно вместе с растениями появилась привезенная из-за рубежа красная кровяная тля.

Она производила громадные опустошения в яблоневых садах юга страны. В 1931 году удалось справиться с этим вредителем, так как был колонизирован наездник афелинус. Он за короткое время так уменьшил количество кровяных тлей, что во многих местах практически они перестали быть вредителем. Другой пример: завоз хищного жучка ведалии в Закавказье для борьбы с австралийским червецом ицерией. Ицерия попала в нашу страну из Австралии и стала очень заметным вредителем цитрусовых деревьев. Ведалия также заметно сократила численность червеца.

Для борьбы с местными вредителями используют местных хищников и паразитов. В нашей стране имеются пункты по искусственному разведению таких насекомых. Например, в Латвии успешно работают большие лаборатории, где разводится трихограмма-яйцеед. Трихограмм высылают по требованию учреждений и хозяйств, где появились какие-либо вредители. Трихограмм выпускают в саду или в поле, и они уничтожают кладки вредителей, откладывая в них собственные кладки.

Таким образом, на мой взгляд, лучше использовать специализированных хищников. Такой способ борьбы с вредителями будет наиболее эффективным.

2) Каковы причины смены биогеоценозов?

Биогеоценоз - это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. В это сообщество поступают энергия Солнца, минеральные вещества почвы и газы атмосферы, вода, а выделяются из него теплота, кислород, диоксид углерода, продукты жизнедеятельности организмов. Основные функции биогеоценоза - аккумуляция и перераспределение энергии и круговорот веществ.

Биогеоценоз - целостная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. Он включает следующие обязательные компоненты: неорганические (угле род, азот, диоксид углерода, вода, минеральные соли) и органические вещества (белки, углеводы, липиды и др.); автотрофные организмы - продуценты органических веществ; гетеротрофные организмы - потребители готовых органических веществ растительного - консументы (потребители первого порядка) и животного (потребители второго и следующих порядков) происхождения. К гетеротрофным организмам относятся разрушители - редуценты, или деструкторы, которые разлагают остатки мертвых растений и oживотных, превращая их в простые минеральные соединения.

Говоря о биоценозах, рассматривают только взаимосвязанные живые организмы, обитающие в данной местности. Биоценозы характеризуются видовым разнообразием, т.е. числом видов живых организмов, образующих его; плотностью популяций, т.е. числом особей данного вида, отнесенного к единице площади или к единице объема (для водных и почвенных организмов); биомассой – общим количеством животного органического вещества, выраженного в единицах массы.

Биомасса образуется в результате связывания солнечной энергии. Эффективность, с которой растения ассимилируют солнечную энергию, в разных биоценозах неодинакова. Суммарная продукция фотосинтеза называется первичной продукцией.

Растительная биомасса используется потребителями первого порядка - растительноядными животными - в качестве источника энергии и материала для создания биомассы; причем используется чрезвычайно избирательно, что понижает интенсивность межвидовой борьбы за существование и способствует сохранению природных ресурсов. Растительноядные животные в свою очередь служат источником энергии и материала для потребителей второго порядка - хищников и т.д. Наибольшее количество биомассы образуется в тропиках и в умеренной зоне, очень мало - в тундре и океане.

Организмы, входящие в состав биогеоценозов, испытывают влияние неживой природы - абиотических факторов, а также со стороны живой природы - биотических воздействий.

Биоценозы представляют собой - целостные, саморегулирующиеся биологические системы, в состав которых входят живые организмы, обитающие на одной территории.

Изменения в биогеоценозах - изменение численности популяций, ее зависимость от соотношения рождаемости и гибели особей. Факторы, влияющие на это соотношение: изменение экологических условий, их сильное отклонение (для животных - количество корма, влаги, для растений - освещенность, влажность, содержание минеральных веществ в почве). Изменение видового состава, среды обитания под влиянием жизнедеятельности организмов (поглощение из окружающей среды определенных веществ и выделение продуктов жизнедеятельности - внутренние причины изменения в биогеоценозах).

Использование знаний о колебаниях численности популяций для предотвращения массового размножения насекомых-вредителей, мышевидных грызунов.

Зависимость устойчивости биогеоценоза от внешних причин - изменения погодных, климатических условий, от деятельности человека (осушение болот, вырубка лесов, загрязнение среды, засоление пахотных земель и др.).

Смена биогеоценозов - их естественное развитие от менее устойчивого к более устойчивому. Действие комплекса внешних и внутренних факторов - причина смены биогеоценозов. Ведущая роль растений в смене наземных биогеоценозов.

Причины зарастания водоема - накопление органических остатков на дне вследствие их слабого окисления из-за недостатка кислорода. Накопление ила, отложение глины, песка, обмеление - причины смены растительности. Появление болота, затем осокового луга, а в дальнейшем, возможно, и леса.

Биогеоценоз - целостная экосистема, его основными компонентами являются популяции и виды. Изменения в биогеоценозах, смена их - одна из причин сокращения численности популяций, вымирания видов. Охрана биогеоценозов - эффективный способ сохранения численности популяций, видов как составных частей целостных экосистем, поддержания в них равновесия.

3) Почему В.И.Вернадский считал живое вещество наиболее могущественной силой в преобразовании биосферы?

Сущность учения В.И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

Вторым главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал В. И. Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».

Это взаимодействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.

По мнению В. И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:

- открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;

- явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В. И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В. И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:

- изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;

- в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";

- только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.);

- живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

В.И. Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.

Для подтверждения своей мысли он ссылается на непрерывный рост центральной нервной системы животных и ее значение в биосфере, а также на особую организованность самой биосферы. По его мнению, в упрощенной модели эту организованность можно выразить так, что ни одна из точек биосферы "не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше”. В современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.

Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т. д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.

В. И. Вернадский обосновал также важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

Список литературы

1. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М., 1989.

2. Голубев В. С. Эволюция: от геохимических систем до ноосферы. - Киев, 1992.

3. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология для студентов вузов. -Ростов-на-Дону, «Феникс», 2001.

4. Пехов А.П. Биология с основами экологии. – М., 2000.

5. Чебышев Н.В. и др. Биология: Учебник. – М.: ИЦ Академия, 2005.