Ecologia di Peredelsky. Peredelsky Lev Dmitrievich

Lev Dmitrievich Peredelsky- una figura di spicco nel campo della storia locale.

L.D. Peredelsky è nato il 27 ottobre 1922 a Karachev. Nel 1940 si laureò alla Scuola Pedagogica di Karachev e fu nominato direttore di una scuola rurale. Nello stesso anno fu arruolato nell'Armata Rossa. Ha attraversato l'intera guerra nelle forze di difesa aerea, ha preso parte alla battaglia per Mosca e ha ricevuto ordini e medaglie militari. Dopo la guerra si laureò in Storia presso l'Istituto pedagogico di Mosca. Ha lavorato come ispettore del Karachevskij RONO, direttore scuole rurali, e dal 1959 - direttore Scuola superiore loro. MA Gorkij a Karachev. "Eccellenza nell'istruzione pubblica", "Insegnante onorato della RSFSR".

È stato attivamente coinvolto nel lavoro di storia locale. Ricco materiale raccolto e sistematizzato che caratterizza il percorso glorioso città antica, l'eroismo e l'abnegazione dei residenti di Karachevo in tutte le fasi dei suoi oltre 850 anni di storia.

Il libro "Karachev" ha avuto due edizioni (1969, 1995). Lev Dmitrievich è un cittadino onorario della città di Karachev.

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Lezioni 8-9. BIOGEOCENOSI e sue componenti. CONCETTO, struttura. metodi per lo studio delle fitocenosi.

Letteratura

Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ecologia. Rostov sul Don: Phoenix, 2005. 576 p. (Istruzione superiore)

Stepanovskikh A.S. Ecologia biologica. Teoria e pratica: un libro di testo per studenti universitari che studiano specialità ambientali. M.: UNITY-DANA, 2009. 791 p.

Stepanovskikh A.S. Ecologia generale: libro di testo per le università. M.: UNITÀ, 2001. 510 p.

Lezione 8

1. Il concetto di biogeocenosi

2. Composizione dei componenti di BGC

3. Le fitocenosi sono la componente principale della biogeocenosi

4. Definizione del concetto di “fitocenosi”

5. Struttura della fitocenosi

5.1. Struttura della specie

Indicatori quantitativi della struttura delle specie

Come descrivere correttamente la composizione floristica di una fitocenosi?

Vitalità della specie

5.2. Struttura spaziale o morfologica della biocenosi

Eterogeneità verticale

Eterogeneità orizzontale

Lezione 9

6. Metodi di campo per lo studio delle biogeocenosi

Metodologia per la creazione di parcelle di prova

Metodologia per descrivere i livelli

Metodologia per l'identificazione della composizione floristica

7. Segni diagnostici delle fitocenosi per assegnazione ad una specifica associazione

INTRODUZIONE

Una delle prime conferenze ha discusso il concetto livelli di organizzazione della vita(spettro biologico). I principali livelli di organizzazione della vita: gene, cellula, organo, organismo, popolazione, comunità (biocenosi). O di conseguenza (secondo Yu. Odum, 1975):

1) Genetico o molecolare

2) Cellulare E livelli tissutali

3) Organo

4) Organistico

5) Specie-popolazione intermedio tra il livello “organismo” e “sopraorganismo”.

6) Ecosistema, biogeocenotico vengono studiate le relazioni nei sistemi sovraorganismi all'interno della biogeocenosi e dell'ecosistema (tra popolazioni, gruppi, organismi all'interno del BGC).

7) Biosfera il più alto, viene considerato il rapporto tra macroecosistemi, biogeocenosi (foresta-steppa, foresta-palude, foresta-tundra, ecc.), la legge del ciclo delle sostanze e dell'energia è studiata in un aspetto globale.

L'ecologia generale studia gli ultimi tre livelli di organizzazione biologica dall'organismo agli ecosistemi.

Perché partire dall'organismo organismico? Perché è il primo può esistere da solo! La vita non si manifesta al di fuori degli organismi.

 - l'oggetto principale della ricerca nell'approccio ecosistemico in ecologia sono i processi di trasformazione di materia ed energia tra il biota e l'ambiente fisico, cioè i processi di scambio di materia ed energia nell'ecosistema nel suo insieme. È anche la relazione degli organismi viventi (individui) tra loro e con il loro habitat a livello di popolazione-biocenotica e ai livelli di sistemi biologici di rango ancora superiore (biogeocenosi e biosfera).

 - l'oggetto principale di studio è l'ecosistema.

Un ecosistema del grado di biogeocenosi nell'ecologia generale è considerato l'unità più importante e un organismo o una specie è l'unità più piccola, ma appartiene anche a oggetti importanti.

Perché è così importante e così necessario studiare la natura a livello degli ecosistemi, e principalmente delle biogeocenosi? Perché, conoscendo le leggi della formazione e del funzionamento degli ecosistemi, è possibile prevedere e prevenire la loro distruzione a causa dell'impatto di fattori negativi su di essi, prevedere misure protettive e, in definitiva, preservare l'habitat umano come una specie.

1. Il concetto di biogeocenosi

Il termine "biogeocenosi" fu proposto dall'accademico V.N. Sukachev alla fine degli anni '30. in relazione agli ecosistemi forestali.

La definizione di biogeocenosi secondo V. N. Sukachev (1964: 23) è considerata classica - "... questa è una raccolta di fenomeni naturali omogenei (atmosfera, roccia, vegetazione, fauna e mondo dei microrganismi, suolo e condizioni idrologiche) su un certa estensione della superficie terrestre”, avendo una specificità speciale di interazioni tra questi componenti che la compongono e un certo tipo di metabolismo ed energia: tra loro e con altri fenomeni naturali e che rappresentano un'unità interna contraddittoria, in costante movimento e sviluppo...”

Tradotto in linguaggio semplice "La biogeocenosi lo è l'intero insieme delle specie e l'intero insieme dei fattori ambientali che determinano l'esistenza di un dato ecosistema, tenendo conto dell'inevitabile impatto antropico." Ultima aggiunta tenendo conto dell’inevitabile impatto antropico omaggio alla modernità. Durante il periodo di V.N. Sukachev non era necessario classificare il fattore antropico come il principale fattore di formazione dell'ambiente, come lo è ora. Ma anche allora era chiaro che i componenti biogeocenosi non solo esistono fianco a fianco, ma interagiscono attivamente tra loro ( riso. 1).

2. Composizione dei componenti di BGC

Biocenosi, o comunità biologica, insieme di tre componenti che convivono: vegetazione, animali e microrganismi.

In natura non esistono gruppi e insediamenti monospecie e nelle biocenosi si tratta solitamente di gruppi costituiti da molte specie. Le biocenosi, come forma di organizzazione della materia vivente, si sviluppano in un periodo di tempo abbastanza lungo e sono quindi caratterizzate da un'organizzazione strutturale abbastanza consolidata degli organismi in essa compresi e da stabilità.

Le principali proprietà delle biocenosi sono la capacità di produrre materia vivente, di avereautoregolamentazione e autoriproduzione .

La dimensione della biocenosi dipende dalla dimensione del territorio con proprietà abiotiche omogenee, cioè biotopo.

Biotopo si tratta di una sorta di spazio “geografico”, luogo di vita di una biocenosi, come viene più comunemente chiamata ecotopo.

Si forma l'ecotopo il suolo con sottosuolo caratteristico, con rifiuti forestali, nonché con l'una o l'altra quantità di humus (humus) e atmosfera con una certa quantità di radiazione solare, con una certa quantità di umidità libera, con un contenuto caratteristico di anidride carbonica nell'aria, varie impurità, aerosol, ecc., nelle biogeocenosi acquatiche invece che nell'atmosfera - acqua.

Di tutti i componenti di un biotopo, il suolo è il più vicino alla componente biogenica della biogeocenosi, poiché la sua origine è direttamente correlata alla materia vivente. La sostanza organica nel suolo è un prodotto dell'attività vitale della biocenosi nelle diverse fasi di trasformazione.

La comunità degli organismi è limitata dal biotopo (nel caso delle ostriche, dai confini delle acque basse) fin dall'inizio dell'esistenza. Biocenosi e funzione del biotopo in continua unità.

La scienza delle biogeocenosi – biogeocenologia. Si occupa dei problemi di interazione degli organismi viventi tra loro e con l'ambiente abiotico che li circonda, ad es. inanimato, ambiente.

La biogeocenologia è una delle aree dell'ecologia generale, corrispondente ecosistema, O biogeocenotico, livello di organizzazione della vita (spettro biologico) .

3. Le fitocenosi sono la componente principale della biogeocenosi

Ogni componente della biocenosi, come la biogeocenosi, può essere oggetto di attenzione da un punto di vista ecologico, puoi dedicargli non solo un corso speciale di lezioni, ma anche tutta la tua vita creativa.

Il principale sottosistema nodale delle biogeocenosi sono le fitocenosi.

Le fitocenosi sono:

1) principali ricevitori e trasformatori di energia solare,

2) i principali fornitori di prodotti nella biogeocenosi,

3) la loro struttura riflette oggettivamente i processi di formazione e trasformazione della base della vita sul pianeta: la materia organica, e in generale tutti i processi che si verificano nella biogeocenosi.

4) allo stesso tempo sono facilmente accessibili per lo studio direttamente nella natura,

5) per loro, nel corso di diversi decenni, sono stati sviluppati e sono in fase di sviluppo efficaci metodi di ricerca sul campo e metodi di elaborazione d'ufficio di materiali fattuali.

È l'attenzione principale che presteremo alla fitocenosi e ai metodi per studiarla. Inoltre, molti dei modelli caratteristici della fitocenosi si applicano anche alla zoocenosi e ai microrganismi.

12a edizione, aggiungi. ed elaborato - Rostov n/D: Fenice, 2007. - 602 p.

Vincitore del concorso del Ministero della Pubblica Istruzione della Federazione Russa per la creazione di libri di testo di nuova generazione nelle discipline generali delle scienze naturali (Mosca, 1999). Il primo libro di testo russo sulla disciplina “Ecologia” per studenti universitari che studiano scienze tecniche.

Il libro di testo è scritto in conformità con i requisiti dell'attuale standard educativo statale e del programma raccomandato dal Ministero della Pubblica Istruzione russo. Si compone di due parti: teorica e applicata. Le sue cinque sezioni esaminano i principi fondamentali dell'ecologia generale, la dottrina della biosfera e l'ecologia umana; impatti antropici sulla biosfera, problemi di tutela ambientale e tutela dell'ambiente. In generale, il libro di testo forma negli studenti una nuova visione del mondo ecologica e noosferica.

Destinato agli studenti degli istituti di istruzione superiore. Il libro di testo è consigliato anche agli insegnanti e agli studenti delle scuole secondarie, dei licei e delle università. È inoltre necessario che un'ampia gamma di ingegneri e tecnici siano coinvolti in questioni relative all'uso razionale delle risorse naturali e alla protezione dell'ambiente.

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CONTENUTO
Caro lettore! 10
Prefazione 11
Introduzione. ECOLOGIA. SINTESI DELLO SVILUPPO 13
§ 1. Oggetto e compiti dell'ecologia 13
§ 2. Storia dello sviluppo ambientale 17
§ 3. L'importanza dell'educazione ambientale 21
Parte I. ECOLOGIA TEORICA
Sezione uno. ECOLOGIA GENERALE 26
Capitolo 1. L'organismo come sistema vivente integrale 26
§ 1. Livelli di organizzazione biologica ed ecologia 26
§ 2. Sviluppo dell'organismo come sistema vivente integrale 32
§ 3. Sistemi di organismi e biota della Terra?6
Capitolo 2. Interazione tra l'organismo e l'ambiente 43
§ 1. Il concetto di habitat e fattori ambientali 43
§ 2. Idee fondamentali sugli adattamenti degli organismi 47
§ 3. Fattori limitanti 49
§ 4. Importanza dei fattori ambientali fisici e chimici nella vita degli organismi 52
§ 5. Fattori edafici e loro ruolo nella vita delle piante e nel biota del suolo 70
§ 6. Risorse degli esseri viventi come fattori ambientali 77
Capitolo 3. Popolazioni 86
§ 1. Indicatori statici delle popolazioni 86
§ 2. Indicatori dinamici delle popolazioni 88
§ 3. Speranza di vita 90
§ 4. Dinamica della crescita demografica 94
§ 5. Strategie di sopravvivenza ecologica 99
§ 6. Regolazione della densità abitativa 100
Capitolo 4. Comunità biotiche 105
§ 1. Struttura delle specie della biocenosi 106
§ 2. Struttura spaziale della biocenosi 110
§ 3. Nicchia ecologica. Rapporti tra organismi nella biocenosi 111
Capitolo 5. Sistemi ecologici 122
§ 1. Il concetto di ecosistema 122
§ 2. Produzione e decomposizione in natura 126
§ 3. Omeostasi dell'ecosistema 128
§ 4. Energia dell'ecosistema 130
§ 5. Produttività biologica degli ecosistemi 134
§ 6. Dinamica dell'ecosistema 139
§ 7. Approccio sistemico e modellizzazione in ecologia 147
Sezione due. L'INSEGNAMENTO SULLA BIOSFERA 155
Capitolo 6. Biosfera: l'ecosistema globale della terra 155
§ 1. La biosfera come uno dei gusci della Terra 155
§ 2. Composizione e confini della biosfera 161
§ 3. Il ciclo delle sostanze in natura 168
§ 4. Cicli biogeochimici dei nutrienti più vitali 172
Capitolo 7. Ecosistemi naturali della terra come unità corologiche della biosfera 181
§ 1. Classificazione degli ecosistemi naturali della biosfera su base paesaggistica 181
§ 2. Biomi terrestri (ecosistemi) 190
§ 3. Ecosistemi d'acqua dolce 198
§ 4. Ecosistemi marini 207
§ 5. Integrità della biosfera come ecosistema globale 213
Capitolo 8. Principali direzioni di evoluzione della biosfera 217
§ 1. La dottrina di V. I. Vernadsky sulla biosfera 217
§ 2. Biodiversità della biosfera come risultato della sua evoluzione 223
§ 3.0 che regola l'influenza del biota ambiente 226
§ 4. La noosfera come nuova tappa nell'evoluzione della biosfera 230
Sezione tre. ECOLOGIA UMANA 234
Capitolo 9. Natura biosociale umana ed ecologia 234
§ 1. L'uomo come specie biologiche 235
§ 2. Caratteristiche della popolazione umana 243
§ 3. Le risorse naturali della Terra come fattore limitante per la sopravvivenza umana 250
Capitolo 10. Ecosistemi antropogenici 258
§ 1. Uomo ed ecosistemi 258
§ 2. Ecosistemi agricoli (agroecosistemi) 263
§ 3. Ecosistemi industriali-urbani 266
Capitolo 11. Ecologia e salute umana 271
§ 1. Influenza dei fattori ambientali naturali sulla salute umana 271
§ 2. Influenza dei fattori socio-ecologici sulla salute umana 274
§ 3. Igiene e salute umana 282
Seconda parte. ECOLOGIA APPLICATA
Sezione quattro. IMPATTI ANTROPOGENI SULLA BIOSFERA 286
Capitolo 12. Principali tipologie di impatti antropici sulla biosfera 286
Capitolo 13. Impatti antropogenici sull'atmosfera 295
§ 1. Inquinamento atmosferico 296
§ 2. Principali fonti di inquinamento atmosferico 299
§ 3. Conseguenze ambientali dell'inquinamento atmosferico 302
§ 4. Conseguenze ambientali dell'inquinamento atmosferico globale 307
Capitolo 14. Impatti antropogenici sull'idrosfera 318
§ 1. Inquinamento dell'idrosfera 318
§ 2. Conseguenze ambientali dell'inquinamento dell'idrosfera 326
§ 3. Esaurimento delle acque sotterranee e superficiali 331
Capitolo 15. Impatti antropogenici sulla litosfera 337
§ 1. Impatti sui suoli 338
§ 2. Impatti sulle rocce e sui loro massicci 352
§ 3. Impatti sul sottosuolo 360
Capitolo 16. Impatti antropogenici sulle comunità biotiche 365
§ 1. Importanza delle foreste nella natura e nella vita umana 365
§ 2. Impatti antropogenici sulle foreste e su altre comunità vegetali 369
§ 3. Conseguenze ambientali dell'impatto umano sull'uomo mondo vegetale 372
§ 4. Importanza del mondo animale nella biosfera 377
§ 5. Impatto umano sugli animali e cause della loro estinzione 379
Capitolo 17. Tipi particolari di impatto sulla biosfera 385
§ 1. Inquinamento ambientale dovuto ai rifiuti di produzione e di consumo 385
§ 2. Impatto acustico 390
§ 3. Inquinamento biologico 393
§ 4. Influenza dei campi e delle radiazioni elettromagnetiche 395
Capitolo 18. Impatti estremi sulla biosfera 399
§ 1. Impatto delle armi di distruzione di massa 400
§ 2. Impatto dei disastri ambientali causati dall'uomo 403
§ 3. Calamità naturali 408
Sezione cinque. TUTELA ECOLOGICA E TUTELA AMBIENTALE 429
Capitolo 19. Principi fondamentali della protezione dell'ambiente e dell'uso razionale delle risorse naturali 429
Capitolo 20. Ingegneria della protezione ambientale 437
§ 1. Principali direzioni ingegneria ambientale 437
§ 2. Standardizzazione della qualità ambientale 443
§ 3. Protezione dell'atmosfera 451
§ 4. Protezione dell'idrosfera 458
§ 5. Protezione della litosfera 471
§ 6. Tutela delle comunità biotiche 484
§ 7. Protezione dell'ambiente da impatti particolari 500
Capitolo 21. Fondamenti di diritto ambientale 516
§ 1. Fonti del diritto ambientale 516
§ 2. Autorità statali per la protezione dell'ambiente 520
§ 3. Normazione e certificazione ambientale 522
§ 4. Perizia ambientale e valutazione di impatto ambientale (VIA) 524
§ 5. Gestione, audit e certificazione ambientale 526
§ 6. Il concetto di rischio ambientale 528
§ 7. Monitoraggio ambientale (monitoraggio ambientale) 531
§ 8. Controllo ambientale e movimenti ambientalisti pubblici 537
§ 9. Diritti ambientali e doveri dei cittadini 540
§ 10. Responsabilità legale per reati ambientali 543
Capitolo 22. Ecologia ed economia 547
§ 1. Contabilità ecologica ed economica delle risorse naturali e degli inquinanti 549
§ 2. Licenza, convenzione e limiti alla gestione ambientale 550
§ 3. Nuovi meccanismi di finanziamento della protezione ambientale 552
§ 4. Concetto del concetto di sviluppo sostenibile 556
Capitolo 23. Rendere più verde la coscienza pubblica 560
§ 1. Antropocentrismo ed ecocentrismo. Formazione di una nuova coscienza ambientale 560
§ 2. Educazione, educazione e cultura ambientale 567
Capitolo 24. Cooperazione internazionale nel campo dell'ecologia 572
§ 1 Oggetti internazionali di protezione dell'ambiente 573
§ 2. Principi fondamentali della cooperazione ambientale internazionale 576
§ 3. Partecipazione della Russia alla cooperazione ambientale internazionale 580
Manifesto ambientale (secondo N. F. Reimers) (invece di una conclusione) 584
Concetti e definizioni fondamentali nel campo dell'ecologia, della protezione dell'ambiente e della gestione ambientale 586
Indice dei soggetti 591
LETTURA CONSIGLIATA 599

(Documento)

Maglysh S.S. Ecologia generale (Documento)

n1.doc

Nome: CD Ecologia: libro di testo elettronico. Libro di testo per le università

Anno: 2009

Editore: KnoRus

ISBN:539000289X

ISBN-13(EAN): 9785390002896

testo tratto dal libro di testo elettronico

Sezione I. Ecologia generale

INTRODUZIONE Ecologia e breve recensione il suo sviluppo

1. Oggetto e compiti dell'ecologia

La definizione più comune di ecologia come disciplina scientifica è la seguente: ecologia scienza che studia le condizioni di esistenza degli organismi viventi e le relazioni tra gli organismi e il loro habitat. Il termine “ecologia” (dal greco “oikos”  casa, abitazione e “logos”  insegnamento) fu introdotto per la prima volta nella scienza biologica dallo scienziato tedesco E. Haeckel nel 1866. Inizialmente, l’ecologia si sviluppò come parte integrante della scienza biologica , in stretta connessione con le altre scienze naturali  chimica, fisica, geologia, geografia, scienze del suolo, matematica.

Il tema dell'ecologia è la totalità o la struttura delle connessioni tra gli organismi e l'ambiente. L'oggetto principale di studio in ecologia  ecosistemi, cioè complessi naturali unificati formati da organismi viventi e dal loro habitat. Inoltre, la sua area di competenza comprende lo studio singole specie organismi(livello organizzativo), il loro popolazioni cioè collezioni di individui della stessa specie (livello popolazione-specie), collezioni di popolazioni, cioè comunità biotiche  biocenosi(livello biocenotico) e biosfera nel suo insieme (livello della biosfera).

La parte principale e tradizionale dell'ecologia come scienza biologica è ecologia generale, chi studia modelli generali relazioni tra qualsiasi organismo vivente e l'ambiente (compreso l'uomo come essere biologico).

Nell'ambito dell'ecologia generale si distinguono le seguenti sezioni principali:

 autecologia, esplorare le connessioni individuali di un singolo organismo (specie, individui) con il suo ambiente;

 ecologia della popolazione(demoecologia), il cui compito è studiare la struttura e la dinamica delle popolazioni delle singole specie. Anche l'ecologia della popolazione è considerata un ramo speciale dell'autoecologia;

 sinecologia(biocenologia), che studia il rapporto delle popolazioni, delle comunità e degli ecosistemi con l'ambiente.

Per tutte queste aree, la cosa principale è studiare sopravvivenza degli esseri viventi nell’ambiente, e i compiti che devono affrontare sono principalmente di natura biologica: studiare i modelli di adattamento degli organismi e delle loro comunità all'ambiente, l'autoregolamentazione, la stabilità degli ecosistemi e della biosfera, ecc.

Nella comprensione di cui sopra, viene spesso chiamata ecologia generale bioecologia, quando vogliono enfatizzarne la biocentricità.

Dal punto di vista del fattore tempo, l’ecologia si differenzia in storico ed evolutivo.

Inoltre, l'ecologia è classificata in base a specifici oggetti e ambienti di studio, cioè distingue ecologia animale, ecologia vegetale ed ecologia microbica.

Recentemente, il ruolo e l'importanza della biosfera come oggetto di analisi ambientale sono in costante aumento. Particolarmente grande importanza nell'ecologia moderna è data ai problemi dell'interazione umana con l'ambiente naturale. L'evidenziazione di queste sezioni nelle scienze ambientali è associata a un forte aumento della reciproca influenza negativa dell'uomo e dell'ambiente, al crescente ruolo degli aspetti economici, sociali e morali, in connessione con le conseguenze fortemente negative del progresso scientifico e tecnologico.

Pertanto, l'ecologia moderna non si limita solo al quadro della disciplina biologica, che interpreta il rapporto principalmente degli animali e delle piante con l'ambiente, ma si sta trasformando in una scienza interdisciplinare che studia i problemi più complessi dell'interazione umana con l'ambiente. La rilevanza e la versatilità di questo problema, causata dal peggioramento della situazione ambientale su scala globale, ha portato al “rinverdimento” di molte scienze naturali, tecniche e umane.

Ad esempio, all'intersezione dell'ecologia con altri rami della conoscenza, continua lo sviluppo di nuove direzioni come l'ecologia ingegneristica, la geoecologia, l'ecologia matematica, l'ecologia agricola, l'ecologia spaziale, ecc.

Di conseguenza, il termine stesso “ecologia” ha ricevuto un’interpretazione più ampia e l’approccio ecologico allo studio dell’interazione tra la società umana e la natura è stato riconosciuto come fondamentale.

I problemi ecologici della Terra come pianeta sono affrontati dai paesi in via di sviluppo intensivo ecologia globale, il cui principale oggetto di studio è la biosfera come ecosistema globale. Attualmente, discipline speciali come ecologia sociale, studiando la relazione nel sistema “società umana - natura”, e la sua parte  ecologia umana(antropoecologia), che esamina l'interazione dell'uomo come essere biosociale con il mondo circostante.

L’ecologia moderna è strettamente correlata alla politica, all’economia, al diritto (incluso legge internazionale), psicologia e pedagogia, poiché solo in alleanza con loro è possibile superare il paradigma di pensiero tecnocratico e sviluppare un nuovo tipo di coscienza ambientale che cambia radicalmente il comportamento delle persone in relazione alla natura.

Da un punto di vista scientifico e pratico, la divisione dell'ecologia in teorica e applicata è abbastanza giustificata.

Ecologia teorica rivela i modelli generali di organizzazione della vita.

Ecologia applicata studia i meccanismi di distruzione umana della biosfera, i modi per prevenire questo processo e sviluppa principi per l'uso razionale delle risorse naturali. La base scientifica dell'ecologia applicata è un sistema di leggi, regole e principi ambientali generali.

Sulla base dei concetti e delle indicazioni di cui sopra, ne consegue che i compiti dell'ecologia sono molto diversi.

In termini teorici generali, questi includono:

 sviluppo di una teoria generale della sostenibilità dei sistemi ecologici;

 studio dei meccanismi ecologici di adattamento all'ambiente;

 studio della regolazione demografica;

 studio della diversità biologica e meccanismi del suo mantenimento;

 ricerca sui processi produttivi;

 studio dei processi che avvengono nella biosfera al fine di mantenerne la stabilità;

 modellare lo stato degli ecosistemi e dei processi globali della biosfera.

I principali problemi applicativi che l’ecologia deve risolvere attualmente sono i seguenti:

 previsione e valutazione delle possibili conseguenze negative nell'ambiente naturale sotto l'influenza delle attività umane;

 miglioramento della qualità ambientale;

 ottimizzazione delle soluzioni ingegneristiche, economiche, organizzative, legali, sociali o di altro tipo per garantire uno sviluppo sostenibile sicuro per l'ambiente, principalmente nelle aree più a rischio dal punto di vista ambientale.

Compito strategico l'ecologia è considerata lo sviluppo di una teoria dell'interazione tra natura e società basata su una nuova visione che considera la società umana come parte integrante della biosfera.

Attualmente, l'ecologia sta diventando una delle scienze naturali più importanti e, come credono molti ecologisti, l'esistenza stessa dell'uomo sul nostro pianeta dipenderà dal suo progresso.
2. Breve panoramica della storia dello sviluppo ambientale

Nella storia dello sviluppo ambientale si possono distinguere tre fasi principali.

Primo stadio l'origine e lo sviluppo dell'ecologia come scienza (fino agli anni '60 dell'Ottocento). In questa fase furono accumulati dati sulla relazione degli organismi viventi con il loro habitat e furono fatte le prime generalizzazioni scientifiche.

Nei secoli XVII-XVIII. le informazioni ecologiche costituivano una parte significativa in molte descrizioni biologiche (A. Reaumur, 1734; A. Tremblay, 1744, ecc.). Elementi dell'approccio ecologico erano contenuti negli studi degli scienziati russi I. I. Lepekhin, A. F. Middendorf, S. P. Krashennikov, lo scienziato francese J. Buffon, il naturalista svedese C. Linnaeus, lo scienziato tedesco G. Yeager e altri.

Nello stesso periodo J. Lamarck (1744–1829) e T. Malthus (1766–1834) per la prima volta misero in guardia l'umanità sulle possibili conseguenze negative dell'influenza umana sulla natura.

Seconda fase formazione dell'ecologia in un ramo della conoscenza indipendente (dopo gli anni '60 del XIX secolo). L'inizio della fase fu segnato dalla pubblicazione delle opere degli scienziati russi K. F. Roulier (1814–1858), N. A. Severtsov (1827–1885), V. V. Dokuchaev (1846–1903), che per la prima volta sostanziarono una serie di principi e concetti di ecologia che non lo sono hanno perso il loro significato fino ai giorni nostri. Non è un caso che l'ecologista americano Yu. Odum (1975) consideri V. V. Dokuchaev uno dei fondatori dell'ecologia. Alla fine degli anni '70. XIX secolo L'idrobiologo tedesco K. Mobius (1877) introduce il concetto più importante di biocenosi come una combinazione naturale di organismi in determinate condizioni ambientali.

Un contributo inestimabile allo sviluppo dei fondamenti dell'ecologia fu dato da Charles Darwin (1809–1882), che rivelò i principali fattori nell'evoluzione del mondo organico. Quella che Charles Darwin chiamava la “lotta per l’esistenza” può essere interpretata da un punto di vista evoluzionistico come il rapporto degli esseri viventi con l’ambiente esterno, abiotico e tra loro, cioè con l’ambiente biotico.

Il biologo evoluzionista tedesco E. Haeckel (1834-1919) fu il primo a capire che si tratta di un'area indipendente e molto importante della biologia, e la chiamò ecologia (1866). Nella sua opera principale “Morfologia generale degli organismi”, scrisse: “Per ecologia intendiamo l’insieme delle conoscenze relative all’economia della natura: lo studio dell’intero insieme di relazioni tra un animale e il suo ambiente, sia organico che inorganico, e soprattutto - i suoi rapporti amichevoli o ostili con quegli animali e piante con cui entra in contatto direttamente o indirettamente. In breve, l’ecologia è lo studio di tutte le complesse relazioni che Darwin chiamava “le condizioni che danno origine alla lotta per l’esistenza”.

L’ecologia come scienza indipendente prese finalmente forma all’inizio del XX secolo. Durante questo periodo, lo scienziato americano C. Adams (1913) creò il primo riassunto sull'ecologia, furono pubblicate altre importanti generalizzazioni e riassunti (W. Shelford, 1913, 1929; C. Elton, 1927; R. Hesse, 1924; K. Raunker, 1929 ecc.). Il più grande scienziato russo del XX secolo. VI Vernadsky crea una dottrina fondamentale della biosfera.

Negli anni '30 e '40. l'ecologia è salita a un livello più alto come risultato di un nuovo approccio allo studio dei sistemi naturali. In primo luogo, A. Tansley (1935) avanzò il concetto di ecosistema, e poco dopo V. N. Sukachev (1940) sostanziava un concetto di biogeocenosi vicino a questo. Va notato che il livello di ecologia domestica negli anni 20-40. era uno dei più avanzati al mondo, soprattutto nel campo degli sviluppi fondamentali. Durante questo periodo, hanno lavorato scienziati eccezionali come l'accademico V. I. Vernadsky e V. N. Sukachev, nonché eminenti ecologisti V. V. Stanchinsky, E. S. Bauer, G. G. Gause, V. N. Beklemishev, A. N. Formozov, D. N. Kashkarov e altri.

Nella seconda metà del XX secolo. A causa dell’inquinamento ambientale e del forte aumento dell’impatto umano sulla natura, l’ecologia è di particolare importanza.

Inizia terza fase(anni '50 del XX secolo - fino ad oggi)  trasformazione dell'ecologia in una scienza complessa, comprese le scienze sulla protezione dell'ambiente naturale e umano. Da rigorosa scienza biologica, l'ecologia si trasforma in “un ciclo significativo di conoscenza, che incorpora sezioni di geografia, geologia, chimica, fisica, sociologia, teoria culturale, economia...” (Reimers, 1994).

Il periodo moderno dello sviluppo ambientale è associato ai nomi di importanti scienziati stranieri come J. Odum, J. M. Andersen, E. Pianka, R. Ricklefs, M. Bigon, A. Schweitzer, J. Harper, R. Whitaker, N. Borlaug , T. Miller, B. Nebel, ecc. Tra gli scienziati nazionali dovremmo citare I. P. Gerasimov, A. M. Gilyarov, V. G. Gorshkov, Yu. A. Izrael, K. S. Losev, N. N. Moiseev, N. P. Naumov, N. F. Reimers, V. V. Rozanov, Yu. M. Svirizhev, N. V. Timofeev-Resovsky, S. S. Schwartz, I. A. Shilov, A. V. Yablokova, A.L. Yanshina e altri.

I primi atti ambientali nella Rus' sono noti sin dal IX-XII secolo. (ad esempio, l'insieme di leggi di Yaroslav il Saggio "Verità russa", che stabiliva le regole per la protezione delle terre di caccia e di apicoltura). Nei secoli XIV-XVII. SU confini meridionali Nello stato russo esistevano le “foreste zasechnye”, aree protette uniche in cui era vietato il disboscamento economico. La storia ha conservato più di 60 decreti ambientali di Pietro I. Fu sotto di lui che iniziò lo studio delle più ricche risorse naturali della Russia. Nel 1805 fu fondata a Mosca una società di scienziati naturali. Tra la fine dell'Ottocento e l'inizio del Novecento. Nacque un movimento per la protezione degli oggetti naturali rari. Le basi scientifiche della conservazione della natura sono state gettate attraverso il lavoro di eccezionali scienziati V.V. Dokuchaev, K.M. Baer, ​​​​G.A. Kozhevnikov, I.P. Borodin, D.N. Anuchin, S.V. Zavadsky e altri.

L'inizio delle attività ambientali dello Stato sovietico coincise con una serie di primi decreti, a cominciare dal “Decreto sulla terra” del 26 ottobre 1917, che gettò le basi per la gestione ambientale nel paese.

Fu durante questo periodo che nacque e ricevette espressione legislativa il principale tipo di attività di protezione ambientale  Protezione della natura.

Nel periodo degli anni 30-40, in connessione con lo sfruttamento delle risorse naturali, causato principalmente dalla crescente scala di industrializzazione del paese, la conservazione della natura cominciò a essere considerata come “un sistema unificato di misure volte alla protezione, allo sviluppo, arricchimento qualitativo e uso razionale delle risorse naturali” fondi del paese" (dalla risoluzione del Primo Congresso panrusso sulla conservazione della natura, 1929).

Quindi, in Russia sorge il nuovo tipo attività ambientali  uso razionale delle risorse naturali.

Negli anni '50 l'ulteriore sviluppo delle forze produttive nel paese, il rafforzamento dell'impatto negativo dell'uomo sulla natura ha reso necessaria la creazione di un'altra forma che regola l'interazione tra società e natura,  protezione dell’ambiente umano. Durante questo periodo furono adottate leggi repubblicane sulla protezione della natura, che proclamavano un approccio integrato alla natura non solo come fonte di risorse naturali, ma anche come habitat umano. Sfortunatamente, la pseudoscienza di Lysenko trionfò ancora e le parole di I.V. Michurin sulla necessità di non aspettare la misericordia della natura furono canonizzate.

Negli anni '60 e '80. Quasi ogni anno venivano adottate risoluzioni governative per rafforzare la protezione ambientale (sulla protezione dei bacini del Volga e degli Urali, del Mar Azov e del Mar Nero, del Lago Ladoga, del Lago Baikal, delle città industriali di Kuzbass e Donbass, della costa artica). Il processo di creazione della legislazione ambientale è continuato, sono stati pubblicati codici su terra, acqua, foreste e altri.

Queste risoluzioni e leggi adottate, come ha dimostrato la pratica della loro applicazione, non hanno prodotto i risultati necessari: l'impatto distruttivo dell'uomo sulla natura è continuato.
3. L'importanza dell'educazione ambientale

L'educazione ambientale non solo fornisce conoscenze scientifiche nel campo dell'ecologia, ma costituisce anche un collegamento importante educazione ambientale futuri specialisti. Ciò presuppone instillare in loro un'elevata cultura ecologica, la capacità di prendersi cura delle risorse naturali, ecc. In altre parole, gli specialisti, nel nostro caso specialisti in ingegneria e tecnici, dovrebbero sviluppare una nuova coscienza e pensiero ambientale, la cui essenza è quella l'uomo è parte della natura e la conservazione della natura è la preservazione di una vita umana piena.

La conoscenza ambientale è necessaria per ogni persona affinché si realizzi il sogno di molte generazioni di pensatori di creare un ambiente degno dell'uomo, per il quale è necessario costruire belle città, sviluppare forze produttive così avanzate da garantire l'armonia del mondo uomo e natura. Ma questa armonia è impossibile se le persone sono ostili tra loro e, ancor di più, se ci sono guerre, come purtroppo è il caso. Come giustamente notava l’ecologo americano B. Commoner all’inizio degli anni ’70: “La ricerca delle origini di qualsiasi problema legato all’ambiente porta alla verità indiscutibile che la causa principale della crisi non risiede nel modo in cui le persone interagiscono con la natura, ma nella , come interagiscono tra loro... e che, infine, la pace tra le persone e la natura deve essere preceduta dalla pace tra le persone."

Attualmente, lo sviluppo spontaneo dei rapporti con la natura rappresenta un pericolo per l'esistenza non solo di singoli oggetti, territori di paesi, ecc., Ma anche per tutta l'umanità.

Ciò si spiega con il fatto che l'uomo è strettamente connesso con la natura vivente per origine, bisogni materiali e spirituali, ma, a differenza di altri organismi, queste connessioni hanno assunto una dimensione e una forma tali che ciò può portare (e sta già portando!) al coinvolgimento quasi completo del pianeta vivente di copertura (biosfera) nel supporto vitale della società moderna, collocando l'umanità sull’orlo del disastro ambientale.

L'uomo, grazie all'intelligenza donatagli dalla natura, si sforza di dotarsi di condizioni ambientali “confortevoli”, si sforza di essere indipendente dai suoi fattori fisici, ad esempio dal clima, dalla mancanza di cibo, per liberarsi di animali e piante che gli sono dannosi (ma per nulla “dannosi”) per il resto del mondo vivente!), ecc. Quindi l'uomo, innanzitutto, si differenzia dalle altre specie in quanto interagisce con la natura attraverso la cultura, cioè, l'umanità nel suo insieme, man mano che si sviluppa, crea un ambiente culturale sulla Terra attraverso la trasmissione del suo lavoro e della sua esperienza spirituale di generazione in generazione. Ma, come notava K. Marx,  “la cultura, se si sviluppa spontaneamente e non è guidata consapevolmente... lascia dietro di sé un deserto”.

Lo sviluppo spontaneo degli eventi può essere fermato solo dalla conoscenza di come gestirli e, nel caso dell’ecologia, questa conoscenza deve “dominare le masse”, almeno la maggioranza della società, cosa possibile solo attraverso l’educazione ambientale universale delle persone. dalla scuola all'università.

La conoscenza ecologica consente di realizzare la distruttività della guerra e del conflitto tra le persone, perché dietro questo non c'è solo la morte di singole persone e persino di civiltà, perché ciò porterà a una catastrofe ambientale generale, alla morte di tutta l'umanità. Ciò significa che la condizione ecologica più importante per la sopravvivenza dell’uomo e di tutti gli esseri viventi è la vita pacifica sulla Terra. Questo è esattamente ciò per cui una persona educata all'ambiente dovrebbe e si impegnerà.

Ma sarebbe ingiusto costruire l’intera ecologia “intorno” solo agli esseri umani. La distruzione dell’ambiente naturale ha conseguenze dannose per la vita umana. La conoscenza ecologica gli consente di comprendere che l'uomo e la natura sono un tutt'uno e le idee sul suo dominio sulla natura sono piuttosto illusorie e primitive.

Una persona educata all'ambiente non consentirà un atteggiamento spontaneo nei confronti dell'ambiente che lo circonda. Lotterà contro la barbarie ambientale e, se nel nostro paese queste persone diventeranno la maggioranza, allora garantiranno una vita normale ai loro discendenti, difendendo risolutamente la protezione della natura selvaggia dall'avanzata avida della civiltà "selvaggia", trasformando e migliorare la civiltà stessa, trovando le migliori opzioni “rispettose dell’ambiente”» per il rapporto tra natura e società.

In Russia e nei paesi della CSI viene prestata molta attenzione all'educazione ambientale. L'Assemblea interparlamentare degli Stati membri della CSI ha adottato la Legge legislativa raccomandativa sull'educazione ambientale della popolazione (1996) e altri documenti, compreso il concetto di educazione ambientale.

L’educazione ambientale, come affermato nel preambolo del Concetto, è intesa a sviluppare e consolidare stereotipi più avanzati di comportamento delle persone volti a:

1) risparmio di risorse naturali;

2) prevenzione dell'ingiustificato inquinamento ambientale;

3) conservazione diffusa degli ecosistemi naturali;

4) rispetto delle norme di comportamento e di convivenza accettate dalla comunità internazionale;

5) formazione di una disponibilità consapevole per la partecipazione personale attiva alle attività di protezione ambientale in corso e un possibile sostegno finanziario per esse;

6) assistenza nella realizzazione di azioni ambientali congiunte e nell'attuazione di una politica ambientale comune nella CSI.

Attualmente, la violazione delle leggi ambientali può essere fermata solo aumentando cultura ecologica ogni membro della società, e questo può essere fatto, prima di tutto, attraverso l'istruzione, attraverso lo studio dei fondamenti dell'ecologia, che è particolarmente importante per gli specialisti nel campo delle scienze tecniche, principalmente per gli ingegneri civili, gli ingegneri nel campo della chimica, petrolchimica, metallurgia, ingegneria meccanica, industria alimentare e mineraria, ecc. Questo libro di testo è destinato a un'ampia gamma di studenti che studiano in aree tecniche e specialità delle università. Secondo l'intenzione degli autori, dovrebbe fornire idee di base sulle principali direzioni dell'ecologia teorica e applicata e gettare le basi della cultura ecologica del futuro specialista, basata su una profonda comprensione del valore più alto: lo sviluppo armonioso dell'uomo e della vita umana. natura.
Domande di controllo

1. Cos'è l'ecologia e qual è l'oggetto del suo studio?

2. In cosa differiscono i compiti dell'ecologia teorica e applicata?

3. Fasi dello sviluppo storico dell'ecologia come scienza. Il ruolo degli scienziati domestici nella sua formazione e sviluppo.

4. Cos'è la protezione ambientale e quali sono le sue principali tipologie?

5. Perché è necessario che ogni membro della società, compresi gli ingegneri e gli operai tecnici, cultura ecologica ed educazione ambientale?

Capitolo 1. Interazione tra l'organismo e l'ambiente
1.1. Principali livelli di organizzazione della vita ed ecologia

Gene, cellula, organo, organismo, popolazione, comunità (biocenosi)  principali livelli di organizzazione della vita. L'ecologia studia i livelli di organizzazione biologica dagli organismi agli ecosistemi. Si basa, come tutta la biologia, su teoria sviluppo evolutivo mondo organico di Charles Darwin, basato su idee su selezione naturale. In una forma semplificata, può essere rappresentato come segue: come risultato della lotta per l'esistenza, sopravvivono gli organismi più adattati, che trasmettono tratti vantaggiosi che assicurano la sopravvivenza alla loro prole, che può svilupparli ulteriormente, garantendo l'esistenza stabile di questo tipo di organismi in queste specifiche condizioni ambientali. Se queste condizioni cambiano, allora sopravviveranno organismi con tratti più favorevoli alle nuove condizioni, da loro ereditati, ecc.

Le idee materialistiche sull'origine della vita e la teoria evoluzionistica di Charles Darwin possono essere spiegate solo dal punto di vista della scienza ecologica. Non è quindi un caso che dopo la scoperta di Darwin (1859), il termine “ecologia” sia apparso da E. Haeckel (1866). Il ruolo dell'ambiente, cioè dei fattori fisici, nell'evoluzione e nell'esistenza degli organismi è fuori dubbio. Questo ambiente è stato nominato abiotico, e vengono chiamate le sue singole parti (aria, acqua, ecc.) e fattori (temperatura, ecc.). componenti abiotici, A differenza di componenti biotici rappresentato dalla materia vivente. Interagendo con l’ambiente abiotico, cioè con i componenti abiotici, formano determinati sistemi funzionali, in cui i componenti viventi e l’ambiente sono “un unico organismo intero”.

Nella fig. 1.1 i componenti di cui sopra sono presentati nel modulo livelli di organizzazione biologica sistemi biologici che differiscono nei principi di organizzazione e nella scala dei fenomeni. Riflettono la gerarchia dei sistemi naturali, in cui si compongono sottosistemi più piccoli grandi sistemi, essendo essi stessi sottosistemi di sistemi più grandi.

Riso. 1.1. Spettro dei livelli di organizzazione biologica (secondo Yu. Odum, 1975)

Le proprietà di ogni singolo livello sono molto più complesse e diversificate rispetto al precedente. Ma ciò può essere spiegato solo parzialmente sulla base dei dati sulle proprietà del livello precedente. In altre parole, è impossibile prevedere le proprietà di ogni successivo livello biologico in base alle proprietà dei suoi singoli livelli inferiori costituenti, così come è impossibile prevedere le proprietà dell'acqua in base alle proprietà dell'ossigeno e dell'idrogeno. Questo fenomeno si chiama emergenza la presenza di un tutto sistemico proprietà speciali, non inerente ai suoi sottosistemi e blocchi, nonché alla somma di altri elementi non uniti da connessioni che formano il sistema.

L’ecologia studia il lato destro dello “spettro” mostrato in Fig. 1.1, ovvero i livelli di organizzazione biologica dagli organismi agli ecosistemi. Nell'ecologia il corpo è considerato come un sistema integrale, interagire con l’ambiente esterno, sia abiotico che biotico. In questo caso, il nostro campo visivo include un insieme come specie biologiche, composto da simili individui, che, tuttavia, come individui differiscono l'uno dall'altro. Sono tanto diversi quanto una persona è diversa da un'altra, anch'essa appartenente alla stessa specie. Ma hanno tutti una cosa in comune pool genico , garantendo la loro capacità di riprodursi all'interno della specie. Non può esserci discendenza da individui di specie diverse, anche strettamente imparentate, uniti in un genere, per non parlare di una famiglia e di taxa più grandi che uniscono anche più “parenti lontani”.

Poiché ogni individuo (individuo) ha le sue caratteristiche specifiche, la loro relazione con lo stato dell'ambiente e l'influenza dei suoi fattori è diversa. Ad esempio, alcuni individui potrebbero non essere in grado di sopportare un aumento della temperatura e morire, ma la popolazione dell’intera specie sopravvive a spese di altri individui che sono più adattati alle temperature elevate.

Popolazione, nella sua forma più generale, è un insieme di individui della stessa specie. La genetica solitamente aggiunge come punto obbligatorio  la capacità di questo aggregato di riprodursi. Gli ecologisti, tenendo conto di entrambe queste caratteristiche, sottolineano un certo isolamento nello spazio e nel tempo di popolazioni simili della stessa specie (Gilyarov, 1990).

L'isolamento nello spazio e nel tempo di popolazioni simili riflette la reale struttura naturale del biota. In un ambiente naturale reale, molte specie sono sparse su vaste aree, quindi è necessario studiare un determinato raggruppamento di specie all'interno di un determinato territorio. Alcuni gruppi si adattano abbastanza bene alle condizioni locali, formando i cosiddetti ecotipo. Anche questo piccolo gruppo di individui, geneticamente imparentati, può dare origine ad una popolazione numerosa e molto stabile per un periodo piuttosto lungo. Ciò è facilitato dall'adattabilità degli individui all'ambiente abiotico, dalla competizione intraspecifica, ecc.

Tuttavia in natura non esistono veri e propri gruppi e insediamenti costituiti da un'unica specie e di solito si tratta di gruppi costituiti da molte specie. Tali gruppi sono chiamati comunità biologiche o biocenosi.

Biocenosi un insieme di popolazioni conviventi tipi diversi microrganismi, piante e animali. Il termine “biocenosi” fu usato per la prima volta da Moebius (1877), mentre studiava un gruppo di organismi in un banco di ostriche, cioè fin dall’inizio questa comunità di organismi era limitata ad un certo spazio “geografico”, in questo caso, i confini del banco di sabbia. Questo spazio fu successivamente chiamato biotopo, che si riferisce alle condizioni ambientali di una determinata zona: aria, acqua, suoli e rocce sottostanti. È in questo ambiente che vivono la vegetazione, la fauna ed i microrganismi che compongono la biocenosi.

È chiaro che i componenti del biotopo non solo esistono nelle vicinanze, ma interagiscono attivamente tra loro, creando un certo sistema biologico, chiamato dall'accademico V. N. Sukachev biogeocenosi. In questo sistema, la totalità dei componenti abiotici e biotici ha “... una sua speciale specificità di interazioni” e “un certo tipo di scambio di materia e di energia tra loro e altri fenomeni naturali e che rappresenta un'unità dialettica contraddittoria interna, che è in costante movimento e sviluppo” (Sukachev, 1971). Il diagramma della biogeocenosi è mostrato in Fig. 1.2. Questo noto schema di V. N. Sukachev è stato corretto da G. A. Novikov (1979).

Riso. 1.2. Schema della biogeocenosi secondo G. A. Novikov (1979)

Il termine "biogeocenosi" fu proposto da VN Sukachev alla fine degli anni '30. Le idee di Sukachev in seguito costituirono la base biogeocenologia un'intera direzione scientifica in biologia, che si occupa dei problemi di interazione degli organismi viventi tra loro e con l'ambiente abiotico che li circonda.

Tuttavia, un po’ prima, nel 1935, il botanico inglese A. Tansley introdusse il termine “ecosistema”. Ecosistema, secondo A. Tansley,  "un insieme di complessi di organismi con un complesso di fattori fisici del suo ambiente, cioè fattori di habitat in senso lato". Altri famosi ecologisti hanno definizioni simili: Y. Odum, K. Willie, R. Whitaker, K. Watt.

Numerosi sostenitori dell'approccio ecosistemico in Occidente considerano sinonimi i termini “biogeocenosi” ed “ecosistema”, in particolare Y. Odum (1975, 1986).

Tuttavia, un certo numero di scienziati russi non condivide questa opinione, vedendo alcune differenze. Tuttavia, molti non considerano queste differenze significative e mettono sullo stesso piano questi concetti. Ciò è tanto più necessario in quanto il termine “ecosistema” è ampiamente utilizzato nelle scienze correlate, in particolare nelle scienze ambientali.

Di particolare importanza per l'identificazione degli ecosistemi sono trofico, cioè, le relazioni nutrizionali degli organismi che regolano l'intera energia delle comunità biotiche e dell'intero ecosistema nel suo insieme.

Prima di tutto, tutti gli organismi sono divisi in due grandi gruppi: autotrofi ed eterotrofi.

Autotrofico gli organismi utilizzano fonti inorganiche per la loro esistenza, creando così materia organica da materia inorganica. Tali organismi includono piante verdi fotosintetiche di ambienti terrestri e acquatici, alghe blu-verdi, alcuni batteri dovuti alla chemiosintesi, ecc.

Poiché gli organismi sono piuttosto diversi per tipi e forme di nutrizione, entrano in complesse interazioni trofiche tra loro, svolgendo così le funzioni ecologiche più importanti nelle comunità biotiche. Alcuni di essi producono prodotti, altri li consumano e altri ancora li convertono in forma inorganica. Si chiamano di conseguenza: produttori, consumatori e decompositori.

Produttori produttori di prodotti di cui poi si nutrono tutti gli altri organismi  si tratta di piante verdi terrestri, microscopiche alghe marine e d'acqua dolce che producono sostanze organiche da composti inorganici.

Consumatori si tratta di consumatori di sostanze organiche. Tra questi ci sono animali che mangiano solo cibi vegetali  erbivori(mucca) o mangiare solo carne di altri animali  carnivori(predatori), così come coloro che consumano entrambi  "onnivori""(uomo, orso).

Riduttori (distruttori))  agenti riducenti. Restituiscono le sostanze degli organismi morti alla natura inanimata, decomponendo la materia organica in semplici composti ed elementi inorganici (ad esempio CO 2, NO 2 e H 2 O). Restituendo elementi biogenici al suolo o all'ambiente acquatico, completano così il ciclo biochimico. Questo viene fatto principalmente dai batteri, dalla maggior parte degli altri microrganismi e funghi. Funzionalmente, i decompositori sono uguali ai consumatori, motivo per cui vengono spesso chiamati micro-consumatori.

A.G. Bannikov (1977) ritiene che anche gli insetti svolgano un ruolo importante nei processi di decomposizione della materia organica morta e nei processi di formazione del suolo.

Si dividono in microrganismi, batteri e altre forme più complesse, a seconda del loro habitat aerobico, cioè vivere in presenza di ossigeno, e anaerobico vivere in un ambiente privo di ossigeno.
1.2. Il corpo come sistema integrale vivente

Organismo: qualsiasi essere vivente. È diverso da natura inanimata un certo insieme di proprietà inerenti solo alla materia vivente: organizzazione cellulare; metabolismo con un ruolo di primo piano delle proteine ​​e degli acidi nucleici, fornendo omeostasi organismo  autorinnovamento e mantenimento della costanza del suo ambiente interno. Gli organismi viventi sono caratterizzati da movimento, irritabilità, crescita, sviluppo, riproduzione ed ereditarietà, nonché adattabilità alle condizioni di vita  adattamento.

Interagendo con l'ambiente abiotico, l'organismo agisce come sistema completo, che comprende tutti i livelli inferiori di organizzazione biologica (il lato sinistro dello “spettro”, vedere Fig. 1.1). Tutte queste parti del corpo (geni, cellule, tessuti cellulari, interi organi e loro sistemi) sono componenti del livello preorganismo. I cambiamenti in alcune parti e funzioni del corpo comportano inevitabilmente cambiamenti in altre parti e funzioni. Quindi, nel mutare delle condizioni di esistenza, di conseguenza selezione naturale alcuni organi ricevono uno sviluppo prioritario. Ad esempio, un potente apparato radicale nelle piante di una zona arida (erba piuma) o "cecità" a causa della riduzione degli occhi negli animali che vivono nell'oscurità (talpa).

Gli organismi viventi hanno il metabolismo, o metabolismo, In questo caso si verificano molte reazioni chimiche. Un esempio di tali reazioni è respiro, che Lavoise e Laplace consideravano un tipo di combustione, o fotosintesi, attraverso il quale l'energia solare viene legata alle piante verdi e, attraverso ulteriori processi metabolici, viene utilizzata dall'intera pianta, ecc.

Come è noto, nel processo di fotosintesi, oltre all'energia solare, vengono utilizzate anidride carbonica e acqua. L'equazione chimica complessiva per la fotosintesi è simile alla seguente:

dove C 6 H 12 O 6  molecola di glucosio ricca di energia.

Quasi tutta l'anidride carbonica (CO 2) proviene dall'atmosfera e durante il giorno il suo movimento è diretto verso il basso, verso le piante, dove avviene la fotosintesi e viene rilasciato ossigeno. La respirazione è il processo inverso, il movimento della CO 2 durante la notte è diretto verso l'alto e l'ossigeno viene assorbito.

Alcuni organismi, i batteri, sono in grado di creare composti organici da altri componenti, ad esempio dai composti dello zolfo. Tali processi sono chiamati chemiosintesi.

Il metabolismo nel corpo avviene solo con la partecipazione di speciali sostanze proteiche macromolecolari  enzimi, agendo da catalizzatori. Ogni reazione biochimica durante la vita di un organismo è controllata da uno speciale enzima, che a sua volta è controllato da un singolo gene. Un cambiamento genetico chiamato mutazione, porta ad un cambiamento nella reazione biochimica dovuta a cambiamenti nell'enzima e, in caso di carenza di quest'ultimo, alla perdita dello stadio corrispondente della reazione metabolica.

Tuttavia, non solo gli enzimi regolano i processi metabolici. Ottengono aiuto coenzimi grandi molecole di cui fanno parte le vitamine. Vitamine sostanze speciali necessarie per il metabolismo di tutti gli organismi  batteri, piante verdi, animali e esseri umani. La mancanza di vitamine porta a malattie, poiché i coenzimi necessari non si formano e il metabolismo viene interrotto.

Infine, numerosi processi metabolici richiedono sostanze chimiche speciali chiamate ormoni, che vengono prodotti in vari luoghi (organi) del corpo e vengono trasportati in altri luoghi attraverso il sangue o per diffusione. Gli ormoni svolgono la coordinazione chimica generale del metabolismo in qualsiasi organismo e aiutano in questa materia, ad esempio, il sistema nervoso degli animali e dell'uomo.

A livello genetico molecolare, gli effetti degli inquinanti, delle radiazioni ionizzanti e ultraviolette sono particolarmente sensibili. Causano l'interruzione dei sistemi genetici, della struttura cellulare e sopprimono l'azione dei sistemi enzimatici. Tutto ciò porta a malattie umane, animali e vegetali, all'oppressione e persino alla distruzione di specie di organismi.

I processi metabolici si verificano con intensità variabile durante tutta la vita dell'organismo, durante l'intero percorso del suo sviluppo individuale. Questo percorso dalla nascita alla fine della vita è chiamato ontogenesi. Ontogenesiè l'insieme delle successive trasformazioni morfologiche, fisiologiche e biochimiche subite dall'organismo durante l'intero periodo della vita.

L'ontogenesi include altezza corpo, cioè un aumento del peso e delle dimensioni del corpo, e differenziazione, cioè l'emergere di differenze tra cellule e tessuti omogenei, che li portano alla specializzazione per svolgere varie funzioni nel corpo. Negli organismi con riproduzione sessuata, l'ontogenesi inizia con una cellula fecondata (zigote). Con riproduzione asessuata  con la formazione di un nuovo organismo dividendo il corpo della madre o una cellula specializzata, per gemmazione, nonché da un rizoma, un tubero, un bulbo, ecc.

Ogni organismo attraversa una serie di fasi di sviluppo nell'ontogenesi. Per gli organismi che si riproducono sessualmente, esistono germinale(embrionale), postembrionale(postembrionale) e periodo di sviluppo organismo adulto. Il periodo embrionale termina con l'emergere dell'embrione dalle membrane delle uova e negli animali vivipari con la nascita. Importante significato ecologico per gli animali ha uno stadio iniziale di sviluppo postembrionale, che procede secondo la tipologia sviluppo diretto o per tipologia metamorfosi passando attraverso lo stadio larvale. Nel primo caso si ha uno sviluppo graduale nella forma adulta (pulcino - gallina, ecc.), nel secondo lo sviluppo avviene prima nella forma larve, che esiste e si nutre autonomamente prima di trasformarsi in adulto (girino - rana). In molti insetti lo stadio larvale consente loro di sopravvivere a stagioni sfavorevoli (basse temperature, siccità, ecc.)

Nell'ontogenesi vegetale ci sono crescita, sviluppo(si forma un organismo adulto) e invecchiamento(indebolimento della biosintesi di tutte le funzioni fisiologiche e morte). La caratteristica principale dell'ontogenesi delle piante superiori e della maggior parte delle alghe è l'alternanza di generazioni asessuate (sporofite) e sessuali (ematofite).

Processi e fenomeni che si verificano a livello ontogenetico, cioè a livello dell'individuo (individuo), sono un collegamento necessario e molto significativo nel funzionamento di tutti gli esseri viventi. I processi di ontogenesi possono essere interrotti in qualsiasi fase dall'azione dell'inquinamento chimico, luminoso e termico dell'ambiente e possono portare alla comparsa di deformità o addirittura alla morte di individui nella fase postnatale dell'ontogenesi.

L'ontogenesi moderna degli organismi si è sviluppata nel corso di un lungo periodo di evoluzione, come risultato del loro sviluppo storico  filogenesi. Non è un caso che questo termine sia stato introdotto da E. Haeckel nel 1866, poiché per scopi ambientali è necessario ricostruire le trasformazioni evolutive di animali, piante e microrganismi. Questo viene fatto dalla scienza  filogenetica, che si basa sui dati di tre scienze  morfologia, embriologia e paleontologia.

La relazione tra lo sviluppo degli esseri viventi in termini storici ed evolutivi e lo sviluppo individuale dell'organismo è stata formulata da E. Haeckel nella forma legge biogenetica : l'ontogenesi di qualsiasi organismo è una breve e condensata ripetizione della filogenesi di una data specie. In altre parole, prima nel grembo materno (nei mammiferi, ecc.), e poi, dopo la nascita, individuale nel suo sviluppo si ripete in forma abbreviata sviluppo storico del suo genere.
1.3. Caratteristiche generali del biota terrestre

Attualmente sulla Terra esistono più di 2,2 milioni di specie di organismi. La loro tassonomia sta diventando sempre più complessa, sebbene il suo scheletro principale sia rimasto pressoché invariato dalla sua creazione da parte dell'eminente scienziato svedese Carl Linnaeus a metà del XVII secolo.

Tabella 1.1

Taxa superiori della sistematica dell'impero degli organismi cellulari

Si è scoperto che ci sono due grandi gruppi di organismi sulla Terra, le differenze tra i quali sono molto più profonde che tra le piante superiori e gli animali superiori, e, quindi, due superregni sono stati giustamente distinti tra quelli cellulari: i procarioti - prenucleari a bassa organizzazione e eucarioti: nucleare altamente organizzato. Procarioti(Procaryota) sono rappresentati dal regno dei cosiddetti frantoio, che include batteri e alghe azzurre cellule in cui non è presente il nucleo e il DNA in esse contenuto non è separato dal citoplasma da alcuna membrana. Eucarioti(Eucaryota) sono rappresentati da tre regni: animali, funghie piante , le cui cellule contengono un nucleo e il DNA è separato dal citoplasma dalla membrana nucleare, poiché si trova nel nucleo stesso. I funghi sono separati in un regno separato, poiché si è scoperto che non solo non appartengono alle piante, ma provengono probabilmente da protozoi ameboidi biflagellati, cioè hanno un legame più stretto con il mondo animale.

Tuttavia, una tale divisione degli organismi viventi in quattro regni non ha ancora costituito la base della letteratura di riferimento e educativa, pertanto, nell'ulteriore presentazione del materiale, aderiamo alle classificazioni tradizionali, secondo le quali batteri, alghe blu-verdi e funghi sono divisioni di piante inferiori.

Viene chiamato l'intero insieme degli organismi vegetali di un dato territorio del pianeta di qualsiasi dettaglio (regione, distretto, ecc.). flora, e la totalità degli organismi animali  fauna.

La flora e la fauna di questo territorio costituiscono insieme biota. Ma questi termini hanno anche un’applicazione molto più ampia. Ad esempio, si dice flora delle piante da fiore, flora di microrganismi (microflora), microflora del suolo, ecc. Il termine "fauna" è usato in modo simile: fauna dei mammiferi, fauna degli uccelli (avifauna), microfauna, ecc. Il termine "biota" " viene utilizzato quando si vuole valutare l'interazione di tutti gli organismi viventi e l'ambiente o, ad esempio, l'influenza del "biota del suolo" sui processi di formazione del suolo, ecc. Di seguito è riportata una descrizione generale della fauna e della flora secondo la classificazione (vedi Tabella 1.1).

Procarioti sono gli organismi più antichi della storia della Terra, tracce della loro attività vitale sono state individuate nei sedimenti precambriani, cioè circa un miliardo di anni fa. Attualmente si conoscono circa 5.000 specie.

I più comuni tra i frantoi sono batteri , e attualmente questi sono i microrganismi più comuni nella biosfera. Le loro dimensioni vanno da decimi a due o tre micrometri.

I batteri sono distribuiti ovunque, ma la maggior parte di essi si trova nel suolo: centinaia di milioni per grammo di suolo e nei chernozem più di due miliardi.

La microflora del suolo è molto varia. Qui i batteri svolgono varie funzioni e sono suddivisi nei seguenti gruppi fisiologici: batteri della putrefazione, batteri nitrofizzanti, batteri che fissano l'azoto, batteri dello zolfo, ecc. Tra questi ci sono forme aerobiche e anaerobiche.

Come risultato dell'erosione del suolo, i batteri entrano nei corpi idrici. Nella parte costiera se ne contano fino a 300mila per 1 ml, con la distanza dalla costa e con la profondità il loro numero diminuisce fino a 100-200 individui per 1 ml.

IN aria atmosferica Ci sono molti meno batteri.

I batteri sono diffusi nella litosfera sotto l'orizzonte del suolo. Ce ne sono solo un ordine di grandezza in meno sotto lo strato di suolo che nel suolo. I batteri si diffondono a centinaia di metri di profondità nella crosta terrestre e si trovano anche a profondità di duemila metri e più.

Alghe blu verdi simili nella struttura alle cellule batteriche, sono autotrofi fotosintetici. Vivono principalmente nello strato superficiale dei corpi d'acqua dolce, sebbene si trovino anche nei mari. Il prodotto del loro metabolismo sono composti azotati che promuovono lo sviluppo di altre alghe planctoniche, che in determinate condizioni possono portare alla "fioritura" dell'acqua e al suo inquinamento, anche nei sistemi di approvvigionamento idrico.

Eucarioti questi sono tutti gli altri organismi sulla Terra. Le più comuni tra loro sono le piante, di cui esistono circa 300mila specie.

Impianti  questi sono praticamente gli unici organismi che creano materia organica a scapito delle risorse fisiche (non viventi)  insolazione solare e elementi chimici estratto da suoli (complesso biogenico elementi). Tutti gli altri mangiano cibo biologico già pronto. Pertanto, le piante, per così dire, creano, producono cibo per il resto del mondo animale, cioè sono produttrici.

Tutte le forme di piante unicellulari e multicellulari, di regola, hanno una nutrizione autotrofa dovuta ai processi di fotosintesi.

Alga marina Si tratta di un vasto gruppo di piante che vivono nell'acqua, dove possono galleggiare liberamente o essere attaccate a un substrato. Le alghe sono i primi organismi fotosintetici sulla Terra, ai quali dobbiamo la comparsa dell'ossigeno nella sua atmosfera. Inoltre sono in grado di assorbire azoto, zolfo, fosforo, potassio e altri componenti direttamente dall'acqua e non dal terreno.

Il resto, di più piante altamente organizzate abitanti della terra. Ottengono sostanze nutritive dal terreno attraverso il sistema radicale, che vengono trasportate attraverso il fusto alle foglie, dove inizia la fotosintesi. Licheni, muschi, felci, gimnosperme e angiosperme (piante da fiore) sono uno degli elementi più importanti del paesaggio geografico, dominare Qui ci sono piante da fiore, di cui esistono più di 250mila specie. La vegetazione terrestre è il principale generatore di ossigeno che entra nell’atmosfera e la sua sconsiderata distruzione non solo lascerà gli animali e gli esseri umani senza cibo, ma anche senza ossigeno.

I funghi del suolo inferiore svolgono un ruolo importante nei processi di formazione del suolo.

Animali sono rappresentati da un'ampia varietà di forme e dimensioni, ci sono più di 1,7 milioni di specie. L'intero regno animale è costituito da organismi eterotrofi, consumatori.

Il maggior numero di specie e il maggior numero di individui in artropodi. Ci sono così tanti insetti, ad esempio, che ce ne sono più di 200 milioni per ogni persona. Al secondo posto nel numero di specie c'è la classe crostacei, ma il loro numero è significativamente inferiore a quello degli insetti. Al terzo posto nel numero di specie ci sono vertebrati, tra i quali i mammiferi occupano circa un decimo e la metà di tutte le specie lo sono pescare

Ciò significa che la maggior parte delle specie di vertebrati si sono formate in condizioni acquatiche e gli insetti sono animali puramente terrestri.

Gli insetti si sono sviluppati sulla terra in stretta connessione con le piante da fiore, essendo i loro impollinatori. Queste piante sono apparse più tardi rispetto ad altre specie, ma più della metà delle specie di tutte le piante sono piante da fiore. La speciazione in queste due classi di organismi era ed è ora in stretta relazione.

Se confrontiamo il numero di specie terra organismi e acqua, allora questo rapporto sarà approssimativamente lo stesso sia per le piante che per gli animali  il numero di specie sulla terra  92-93%, nell'acqua  7-8%, il che significa che l'emergere di organismi sulla terra ha dato un potente impulso al processo evolutivo processo in direzione crescente diversità delle specie, che porta ad una maggiore sostenibilità delle comunità naturali di organismi e degli ecosistemi nel loro insieme.
1.4. Informazioni sull'habitat e sui fattori ambientali

L'habitat di un organismo è la totalità dei livelli abiotici e biotici della sua vita. Le proprietà dell'ambiente cambiano costantemente e qualsiasi creatura, per sopravvivere, si adatta a questi cambiamenti.

L'impatto dell'ambiente è percepito dagli organismi attraverso fattori ambientali chiamati fattori ambientali.

Fattori ambientali queste sono determinate condizioni ed elementi dell'ambiente che hanno un effetto specifico sul corpo. Si dividono in abiotici, biotici e antropogenici (Fig. 1.3).

Riso. 1.3. Classificazione dei fattori ambientali

Fattori abiotici nominare l'intero insieme di fattori nell'ambiente inorganico che influenzano la vita e la distribuzione di animali e piante. Tra questi ci sono quelli fisici, chimici ed edafici. Ci sembra che il ruolo ecologico dei campi geofisici naturali non debba essere sottovalutato.

Fattori fisici sono quelli la cui origine è uno stato o fenomeno fisico (meccanico, ondulatorio, ecc.). Ad esempio, la temperatura  se è alta ci sarà un'ustione, se è molto bassa  congelamento. Anche altri fattori possono influenzare l’effetto della temperatura: nell’acqua  corrente, sulla terra  vento e umidità, ecc.

Fattori chimici questi sono quelli da cui provengono Composizione chimica ambiente. Ad esempio, la salinità dell'acqua, se è elevata, la vita nel bacino può essere completamente assente (Mar Morto), ma allo stesso tempo, in acqua dolce La maggior parte degli organismi marini non possono vivere. La vita degli animali sulla terra e nell'acqua, ecc. dipende dalla sufficienza dei livelli di ossigeno.

Fattori edafici, cioè suolo,  è l'insieme delle proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dei suoli e delle rocce che influenzano sia gli organismi che in essi vivono, cioè di cui costituiscono l'habitat, sia l'apparato radicale delle piante. È ben nota l'influenza dei componenti chimici (elementi biogenici), della temperatura, dell'umidità, della struttura del suolo, del contenuto di humus, ecc. sulla crescita e sullo sviluppo delle piante.

Campi geofisici naturali hanno un impatto ambientale globale sul biota della Terra e degli esseri umani. Il significato ambientale, ad esempio, dei campi magnetico, elettromagnetico, radioattivo e di altro tipo della Terra è ben noto.

Anche i campi geofisici sono fattori fisici, ma hanno natura litosferica; inoltre, possiamo giustamente supporre che i fattori edafici siano prevalentemente di natura litosferica, poiché l'ambiente in cui si manifestano e agiscono è il suolo, che è formato da rocce della parte superficiale del pianeta. la litosfera, quindi li abbiamo combinati in un unico gruppo (vedi Fig. 1.3).

Tuttavia, non sono solo i fattori abiotici a influenzare gli organismi. Gli organismi formano comunità dove devono lottare per le risorse alimentari, per il possesso di determinati pascoli o territori di caccia, cioè entrano in competizione tra loro sia a livello intraspecifico che, soprattutto, a livello interspecifico. Questi sono già fattori della natura vivente, o fattori biotici.

Fattori biotici  la totalità delle influenze dell'attività vitale di alcuni organismi sull'attività vitale di altri, nonché sull'ambiente inanimato (Khrustalev et al., 1996). In quest'ultimo caso si tratta della capacità degli organismi stessi di influenzare in una certa misura le proprie condizioni di vita. Ad esempio, nella foresta sotto l'influenza copertura vegetale ne sta creando uno speciale microclima, O microambiente, dove, rispetto agli habitat aperti, si crea un proprio regime di temperatura e umidità: in inverno è di diversi gradi più caldo, in estate è più fresco e umido. Un microambiente speciale viene creato anche nelle cavità degli alberi, nelle tane, nelle caverne, ecc.

Di particolare rilievo sono le condizioni del microambiente sotto il manto nevoso, che è già di natura prettamente abiotica. A causa dell'effetto riscaldante della neve, che è più efficace quando il suo spessore è di almeno 50-70 cm, piccoli roditori vivono in inverno alla sua base, in uno strato di circa 5 centimetri, poiché le condizioni di temperatura qui sono favorevoli per loro (da 0 a meno 2 С). Grazie allo stesso effetto, le piantine di cereali invernali - segale e grano - vengono conservate sotto la neve. Anche grandi animali - cervi, alci, lupi, volpi, lepri, ecc. - si nascondono nella neve dalle forti gelate, sdraiandosi nella neve per riposare.

Interazioni intraspecifiche tra individui della stessa specie consistono in effetti di gruppo, di massa e di competizione intraspecifica. Effetti di gruppo e di massa – termini coniati da Grasse (1944), denotano il raggruppamento di animali della stessa specie in gruppi di due o più individui e l'effetto causato dal sovraffollamento dell'ambiente. Attualmente, questi effetti vengono spesso chiamati fattori demografici. Caratterizzano la dinamica dei numeri e della densità dei gruppi di organismi a livello di popolazione, su cui si basa competizione intraspecifica, che è fondamentalmente diverso da quello interspecifico. Si manifesta principalmente nel comportamento territoriale degli animali, che difendono i loro siti di nidificazione e una certa area della zona. Molti uccelli e pesci si comportano in questo modo.

Relazioni interspecie molto più diversificato (vedi Fig. 1.3). Due specie che vivono vicine potrebbero non influenzarsi affatto; possono influenzarsi a vicenda favorevolmente o sfavorevolmente. Possibili tipi di combinazioni e riflettere diversi tipi relazioni:

 neutralismo entrambi i tipi sono indipendenti e non hanno alcun effetto l'uno sull'altro;

 concorrenza ciascuna tipologia ha un effetto negativo sull'altra;

 mutualismo le specie non possono esistere l'una senza l'altra;

 protocooperazione(Commonwealth)  entrambe le specie formano una comunità, ma possono esistere separatamente, sebbene la comunità avvantaggi entrambe;

 commensalismo una specie, quella commensale, trae beneficio dalla convivenza, mentre l'altra specie  l'ospite non trae alcun beneficio (tolleranza reciproca);

 amensalismo una specie, amensale, sperimenta l'inibizione della crescita e della riproduzione da parte di un'altra;

 predazione una specie predatrice si nutre della sua preda.

Le relazioni interspecifiche sono alla base dell'esistenza delle comunità biotiche (biocenosi).

Fattori antropogenici  i fattori generati dall'uomo e che incidono sull'ambiente (inquinamento, erosione del suolo, distruzione delle foreste, ecc.) sono considerati nell'ecologia applicata (vedi “Parte II” di questo libro di testo).

Tra i fattori abiotici si distinguono spesso climatico(temperatura, umidità dell'aria, vento, ecc.) e idrografico fattori dell'ambiente acquatico (acqua, corrente, salinità, ecc.).

La maggior parte dei fattori, qualitativamente e quantitativamente, cambiano nel tempo. Ad esempio, climatica  durante il giorno, la stagione, per anno (temperatura, luce, ecc.).

Vengono chiamati fattori i cui cambiamenti si ripetono regolarmente nel tempo periodico. Questi includono non solo il clima, ma anche alcune maree idrografiche e alcune correnti oceaniche. Vengono chiamati fattori che si presentano inaspettatamente (eruzione vulcanica, attacco di predatori, ecc.). non periodico.

La divisione dei fattori in periodici e non periodici (Monchadsky, 1958) è molto importante quando si studia l'adattabilità degli organismi alle condizioni di vita.

1.5. Sugli adattamenti degli organismi al loro ambiente

Adattamento (lat. adattamento)  adattamento degli organismi all'ambiente. Questo processo copre la struttura e le funzioni degli organismi (individui, specie, popolazioni) e dei loro organi. L'adattamento si sviluppa sempre sotto l'influenza di tre fattori principali  variabilità, ereditarietà e selezione naturale(così come artificiale, compiute dall'uomo).

I principali adattamenti degli organismi ai fattori ambientali sono determinati ereditariamente. Si sono formati lungo il percorso storico ed evolutivo del biota e sono cambiati insieme alla variabilità dei fattori ambientali. Gli organismi sono adattati a operare costantemente fattori periodici, ma tra questi è importante distinguere tra primari e secondari.

Primario questi sono i fattori che esistevano sulla Terra anche prima dell'emergere della vita: temperatura, luce, maree, ecc. L'adattamento degli organismi a questi fattori è il più antico e il più perfetto.

Secondario i fattori periodici sono una conseguenza dei cambiamenti di quelli primari: umidità dell'aria, a seconda della temperatura; cibo vegetale, a seconda della natura ciclica dello sviluppo vegetale; una serie di fattori biotici di influenza intraspecifica, ecc. Sono sorti più tardi di quelli primari e l'adattamento ad essi non è sempre chiaramente espresso.

In condizioni normali, nell'habitat dovrebbero agire solo fattori periodici; quelli non periodici dovrebbero essere assenti.

La fonte dell'adattamento sono i cambiamenti genetici nel corpo  mutazioni, derivante sia sotto l'influenza di fattori naturali nella fase storica ed evolutiva, sia come risultato dell'influenza artificiale sul corpo. Le mutazioni sono diverse e il loro accumulo può portare anche a fenomeni di disintegrazione, ma grazie a selezione le mutazioni e le loro combinazioni acquisiscono il significato di "il principale fattore creativo nell'organizzazione adattiva delle forme viventi" (BSE. 1970. Vol. 1).

Nel percorso storico ed evolutivo dello sviluppo, i fattori abiotici e biotici agiscono in combinazione sugli organismi. Sono noti sia gli adattamenti riusciti degli organismi a questo complesso di fattori che quelli "infruttuosi", cioè, invece dell'adattamento, la specie si estingue.

Un eccellente esempio di adattamento riuscito è l'evoluzione del cavallo nel corso di circa 60 milioni di anni da un breve antenato a un moderno e bellissimo animale dai piedi veloci con un'altezza al garrese fino a 1,6 m. L'esempio opposto è il relativamente recente ( decine di migliaia di anni fa) estinzione dei mammut. Il clima fortemente arido e subartico dell'ultima glaciazione portò alla scomparsa della vegetazione di cui si nutrivano questi animali, tra l'altro, ben adattati alle basse temperature (Velichko, 1970). Inoltre, si esprimono opinioni secondo cui anche l'uomo primitivo era “responsabile” della scomparsa del mammut, che doveva anche sopravvivere: usava la carne di mammut come cibo e la pelle lo salvava dal freddo.

Nell'esempio dei mammut, la mancanza di cibo vegetale inizialmente ne limitò il numero e la sua scomparsa portò alla loro morte. Il cibo vegetale ha agito qui come un fattore limitante. Questi fattori svolgono un ruolo fondamentale nella sopravvivenza e nell’adattamento degli organismi.

1.6. Fattori ambientali limitanti

L'importanza dei fattori limitanti fu sottolineata per la prima volta dall'agrochimico tedesco J. Liebig a metà del XIX secolo. Ha installato legge del minimo: Il raccolto (produzione) dipende dal fattore che è al minimo. Se i componenti utili del terreno nel suo complesso rappresentano un sistema equilibrato e solo alcune sostanze, ad esempio il fosforo, sono contenute in quantità prossime al minimo, ciò può ridurre la resa. Ma si è scoperto che anche le stesse sostanze minerali, molto utili quando contenute in modo ottimale nel terreno, riducono la resa se sono in eccesso. Ciò significa che i fattori possono essere limitanti, anche se sono al massimo.

Così, fattori ambientali limitanti dovremmo nominare quei fattori che limitano lo sviluppo degli organismi a causa della loro carenza o eccesso rispetto al bisogno (contenuto ottimale). A volte vengono chiamati fattori limitanti.

Per quanto riguarda la legge del minimo di J. Liebig, essa ha un effetto limitato e solo a livello delle sostanze chimiche. R. Mitscherlich ha dimostrato che la resa dipende dall'azione combinata di tutti i fattori della vita vegetale, tra cui temperatura, umidità, luce, ecc.

Differenze di cumulativo E isolato le azioni si applicano anche ad altri fattori. Ad esempio, da un lato, l'effetto delle temperature negative è rafforzato dal vento e dall'elevata umidità dell'aria, ma dall'altro l'elevata umidità indebolisce l'effetto delle alte temperature, ecc. Ma nonostante l'influenza reciproca dei fattori, non possono ancora sostituirsi a vicenda, che è ciò in cui abbiamo trovato riflesso Legge di indipendenza dei fattori di V. R. Williams: le condizioni di vita sono equivalenti, nessuno dei fattori della vita può essere sostituito da un altro. Ad esempio, l'azione dell'umidità (acqua) non può essere sostituita dall'azione diossido di carbonio o luce solare, ecc.

Nel modo più completo e nella forma più generale, si riflette la complessità dell'influenza dei fattori ambientali sul corpo Legge di tolleranza di W. Shelford: l'assenza o l'impossibilità di prosperità è determinata da una carenza (in senso qualitativo o quantitativo) o, al contrario, da un eccesso di uno qualsiasi di una serie di fattori, il cui livello può essere vicino ai limiti tollerati da un dato organismo. Questi due limiti vengono chiamati al di fuori tolleranza.

Per quanto riguarda l'azione di un fattore, questa legge può essere illustrata come segue: un determinato organismo è in grado di esistere a una temperatura compresa tra meno 5 e più 25 0 C, cioè range della sua tolleranza si trova all'interno di queste temperature. Vengono chiamati organismi la cui vita richiede condizioni limitate da uno stretto intervallo di tolleranza alla temperatura stenotermico(“muro”  stretto), e capace di vivere in un ampio intervallo di temperature  euritermico(“ogni”  largo) (Fig. 1.4).

Riso. 1.4. Confronto dei limiti di tolleranza relativi di stenotermico e
organismi euritermi (secondo F. Ruttner, 1953)

Analogamente alla temperatura, agiscono altri fattori limitanti e gli organismi, in relazione alla natura della loro influenza, sono chiamati, rispettivamente, stenobionti E euribionti. Ad esempio, si dice che un organismo è stenobionico rispetto all'umidità o euribionico rispetto ai fattori climatici, ecc. Gli organismi euribionti rispetto ai fattori climatici fondamentali sono i più diffusi sulla Terra.

Il range di tolleranza dell'organismo non rimane costante; si restringe, ad esempio, se uno qualsiasi dei fattori è vicino a un limite o durante la riproduzione dell'organismo, quando molti fattori diventano limitanti. Ciò significa che la natura dell'azione dei fattori ambientali in determinate condizioni può cambiare, cioè può essere limitante o meno. Allo stesso tempo, non dobbiamo dimenticare che gli organismi stessi sono in grado di ridurre l'effetto limitante dei fattori creando, ad esempio, un determinato microclima (microambiente). Qui un peculiare fattori di compensazione, che è più efficace a livello di comunità, meno spesso  a livello di specie.

Tale compensazione dei fattori di solito crea le condizioni per acclimatazione fisiologica una specie euribiota ad ampia distribuzione, che, acclimatandosi in un determinato luogo, crea una popolazione unica denominata ecotipo, i cui limiti di tolleranza corrispondono alle condizioni locali. Con processi di adattamento più profondi, razze genetiche.

Quindi, in condizioni naturali, gli organismi dipendono stato dei fattori fisici critici, dal contenuto delle sostanze necessarie E dal range di tolleranza organismi stessi a questi e ad altri componenti dell'ambiente.
Domande di controllo

1. Quali sono i livelli di organizzazione biologica della vita? Quali di loro sono oggetti di studio dell'ecologia?

2. Cosa sono la biogeocenosi e l'ecosistema?

3. Come vengono divisi gli organismi in base alla natura della loro fonte di cibo? Dalle funzioni ecologiche nelle comunità biotiche?

4. Cos'è un organismo vivente e in cosa differisce dalla natura inanimata?

5. Qual è il meccanismo di adattamento durante l'interazione dell'organismo come sistema integrale con l'ambiente?

6. Cos'è la respirazione e la fotosintesi delle piante? Qual è il significato dei processi metabolici degli autotrofi per il biota della Terra?

7. Qual è l'essenza della legge biogenetica?

8. Quali sono le caratteristiche classificazione moderna organismi?

9. Qual è l'habitat di un organismo? Concetti sui fattori ambientali.

10. Come viene chiamata la totalità dei fattori nell'ambiente inorganico? Dai il nome e la definizione di questi fattori.

11. Come viene chiamata la totalità dei fattori nell'ambiente organico vivente? Dare il nome e definire l'influenza dell'attività vitale di alcuni organismi sull'attività vitale di altri a livello intraspecifico e interspecifico.

12. Qual è l'essenza degli adattamenti? Qual è il significato dei fattori periodici e non periodici nei processi di adattamento?

13. Quali sono i nomi dei fattori ambientali che limitano lo sviluppo di un organismo? Leggi del minimo di J. Liebig e tolleranza di W. Shelford.

14. Qual è l'essenza dell'azione isolata e combinata dei fattori ambientali? Legge WR Williams.

15. Cosa si intende per range di tolleranza dell'organismo e come vengono suddivisi a seconda dell'entità di questo range?