Экологические факторы и их влияние на живой организм

ТЕМА:   Экологические  факторы  и  их  влияние  на  живой  организм.

План:

1. Классификация  экологических  факторов  среды.

         2. Экологические  процессы.

         3. Экологические  законы.

1. Классификация  экологических  факторов  среды.

  Среда   обитания – это  та  часть  природы,  которая  окружает  живой  организм  и  с  которой  он   непосредственно  взаимодействует.  Составные  части  и свойства  среды многообразны  и изменчивы.   Любое  живое  существо  живет  в  сложном  и  меняющемся  мире,  постоянно  приспосабливаясь  к  нему  и  регулируя  свою  жизнедеятельность  в  соответствии  с  его  изменениями.

На  нашей  планете  живые  организмы  освоили  четыре   основные  среды  обитания,   сильно  различающиеся  по  специфике  условий.  Водная  среда  была  первой,  в которой  возникла  и  распространилась  жизнь.  В  последствии живые  организмы  овладели  наземно-воздушной  средой,  создали  и  заселили  почву.  Четвертой  специфической  средой  жизни  стали  сами  живые  организмы, каждый  из  которых  представляет  собой  целый  мир  для  населяющих его  паразитов  или  симбионтов.

Приспособления  организмов  к  среде  носят  название  адаптаций.  Способность  к  адаптациям – одно  из  основных  свойств  жизни  вообще,  так  как обеспечивает  самую  возможность  ее  существования,  возможность  организмов  выживать  и  размножаться.

Рекомендуемые материалы

Отдельные  свойства  или  элементы  среды,  воздействующие  на  организмы,  называются   экологическими   факторами.  Факторы  среды  многообразны.  Они  могут  быть  необходимы  или,  наоборот,  вредны  для  живых  существ,  способствовать  или  препятствовать  выживанию  и  размножению.  Экологические  факторы  имеют  разную  природу  и  специфику  действия. Экологические  факторы   разделяются  на  абиотические, биотические и  атропогенные.

Абиотические  факторы – температура,  свет,  радиоактивное  излучение,  давление,  влажность  воздуха,  солевой  состав  воды,  ветер,  течения,  рельеф  местности –  все  это свойства  неживой природы,  которые  прямо  или  косвенно  влияют на живые  организмы.

Биотические  факторы -  это  формы  воздействия  живых  существ  друг  на  друга.  Каждый  организм   постоянно  испытывает  на  себе  прямое  или  косвенное  влияние  других  видов – растений,  животных,  микроорганизмов,  зависит  от  них  и  сам  оказывает  на  них  воздействие. Окружающий   органический  мир – составная часть  среды  каждого  живого  существа.

Взаимные  связи  организмов – основа  существования  биоценозов  и  популяций;  рассмотрение  их  относится  к области  синэкологии.

 Антропогенные  факторы – это  форма деятельности человеческого общества, которая приводит к изменению природы, как  среды  обитания  других  видов или непосредственно сказывается на их жизнь. В ходе истории человечества  развитие сначала охоты, а затем сельского хозяйства, промышленности, транспорта сильно  изменило природу нашей планеты.  Значение автогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно  возрастать.

Хотя  человек  влияет   на  живую  природу   через  изменение  абиотических  факторов  и  биотических   связей  видов,  деятельность  людей  на  планете  следует  выделять  в  особую  силу,  не  укладывающуюся  в  рамки  этой  классификации.  В  настоящее  время  практически  вся  судьба  живого  покрова  Земли  и  всех  видов  организмов  находится  в  руках  человеческого  общества,  зависит  от  антропогенного влияния  на  природу.

Интенсивная  хозяйственная   деятельность  человека  без  учета  возможностей  природы   и  закономерностей  ее  развития  привела,  как  отмечено в  одной  из  работ  Римского  клуба  «Путь  в  XXI  век»,  к  возникновению  всех  коллизий  на  Земле: эрозии  почв,  обезлесения,  перелова  рыбы,  кислотных  дождей, загрязнения  атмосферы,  нарушению озонного слоя и т.д. По оценкам   специалистов к  2000 году  площадь  лесов   будет  составлять  лишь  1/6  часть  суши,  тогда  как  в  50-х  годах  они  занимали  ¼  часть.  Катастрофически  загрязняются   воды  Мирового  океана,  резко  снижается  его репродуктивность.  Ускоренные  процессы  урбанизации  привели  к  тому,  что  основные  городские агломерации  стали  крупнейшими очагами  загрязнения,  увеличилось  число  кислотных  дождей,  содержащих  двуокись  серы  и  окись  азота. Как  следствие,  в  мире  растет  число  всевозможных  заболеваний,  вызванных  ухудшением  экологической  среды.

Изменения  факторов  среды  во  времени   могут  быть: 1) регулярно-периодическими,  меняющими  силу  воздействия  в  связи с временем суток или сезоном года, или ритмом  приливов  и  отливов  в  океане; 2) нерегулярными,  без  четкой  периодичности,  например, изменения погодных условий в разные годы,  явления  катастрофического  характера – бури,  ливни,  обвалы  и  т. п.;  3)  направленными  на  протяжении  известных,  иногда длительных,  отрезков  времени,  например  при  похолодании   или  потеплении  климата,  зарастании  водоемов,  постоянном  выпасе  скота  на  одном   и  том  же  участке  и  т. п.

Экологические  факторы  среды  оказывают  на  живые  организмы  различные  воздействия,  т. е.  могут  влиять  как  раздражители,  вызывающие  приспособительные   изменения  физиологических и биохимических  функций;  как  ограничители,  обусловливающие невозможность  существования  в  данных  условиях; как модификаторы,  вызывающие  анатомические  и  морфологические  изменения  организмов;  как  сигналы,  свидетельствующие  об  изменениях  других  факторов  среды.

2. Экологические  процессы.

Под  экологическими  процессами  следует  понимать  все  взаимодействия  внутри  экосистем  (биогеоценозов),  а  также  между  отдельными   системами  и  в  биосфере  в  целом  (включая  формирование  этой  сферы  на  стыке  лито-,  атмо-  и  гидросферы).

При  формировании  понятийной  базы  экологии,  особенно  в  области  взаимоотношения  природы  и  общества,  необходимо  учитывать  категории  двух  типов:  один  из  них  ориентирован на  природу, её сохранение,  на  улучшение  природной   среды,  другой ориентирован на хозяйство или население. В первом случае  используется   атрибутный  термин  «экологический».  При  этом  социально-экологические   категории   касаются  взаимоотношения между природой и населением, а производственно-экологические – взаимоотношений между природой и хозяйством.  Во  втором  случае применимы атрибуты «ресурсный »  или  «рекреационный».

При  взаимодействии  общества  (хозяйства,  населения)   и природы (окружающей  человека  среды)   протекают  экологические  процессы.  Некоторые из  них   охарактеризованы  ниже.

В  качестве  наиболее  общего  термина  для  всех   процессов,  обозначающих  ухудшение  среды  обитания  или   окружающей  человека  среды,  предложен  термин   детериорация  (построен  на  основе  латинского  корня  слова  «ухудшение» ). Данный  термин  впервые  употреблен  известным  американским  экологом  Б.Коммонером  в  1972  году.  Употребляемый  в  настоящее  время  термин   «загрязнение  окружающей  среды» (окружающей  что?)  точно  характеризует  лишь   часть  происходящих  процессов.

Интоксикация – все  виды загрязнения  среды,  вызывающие  деградацию  живых  организмов,  в  том  числе  и  такие,  которые  воздействуют  на  организм   человека.

Контаминация -  перезагрузка  экосистемы   химически  безвредными,  но  неразрушимыми  телами  антропогенного  происхождения (пластмассовыми,  стеклянными  и  прочими  отходами).

Пейоризация - нарушение  эстетики  среды  обитания  с  отрицательным   воздействием  на  психику  людей.

Деструкция -   физическое  нарушение  экосистем  производственной  деятельностью  человека.

Эрозия  антропогенная -  разрушение  экосистем  под  воздействием  природных  факторов  активизируемых  в  результате  деструктивной  деятельности  человека.

Разобщение – такая  изоляция  элементов  единой  экосистемы,  которая  приводит  к  разрыву  связей  между  этими  элементами.

Процесс,  обратный   детериоризации,  в  зарубежной  литературе  получил  наименование  консервации.  Однако  этот  термин  ориентирует  не  совсем  точно.  Более  точными,  на  наш  взгляд,  являются такие  термины  как  восстановление,  сохранение,  оздоровление. Если  раньше  им обозначили  только  мероприятия  по  улучшению  земель,  то  в настоящее  время – все  мероприятия  по  улучшению   окружающей   нас   среды.

3.  Экологические законы. Неоднократно  отмечалось,  что  экология  изучает  отношения,  существующие  как  внутри  экосистем,  так  и  между  ними. К  категории  отношений  относится  особая  группа  объективно  существующих  и  устойчивых  отношений  (взаимосвязей),  определяющих,  функционирование  и  развитие  материального  мира,  именуемая  закономерностями. Некоторые  закономерности,  отвечающие качеству  существенности,  называют   законами.

Все  законы  и  закономерности  характеризуются наличием  причинно-следственных  связей,   при  этом  причина  и  следствие  часто  могут  меняться  местами.  Другая  особенность  законов   и закономерностей – их  автономность, т.е.  относительная  независимость  друг  от  друга.  Ни  один  закон  не  «отменяет»  другой, если  для  последнего  сохранены  условия  и  механизм  его   проявления.  Так  социальные  закономерности  развития   человечества  не  «отменяют»  действия  законов  биологических,  а  последние – более  общих  законов  материального  мира,  например,  закона  всемирного  тяготения.  Однако  автономность  законов  и  закономерностей  не  исключает  их  взаимодействия  между  собой.  Именно  это  «стыковая»  область  является  в настоящее  время  одним   из  важнейших  объектов   научных  исследований.

Основным законом функционирования  природы В.Г.Нестеров  (1981)  считает  закон  биоэкоса.  При  этом  под  биоэкосом  понимается  сочетание  требований  живого  с  возможностями  условий  среды.

В.Г.Нестеров   отмечает,  что  закон  биоэкоса  не  задан  какой-либо  посторонней  силой.  Этот  закон выражает  способность  живой  составляющей  использовать  положительную  часть  притока  внешних  воздействий  для   своего  существования  и  нейтрализовать  отрицательные  их  формы.

В  принципе  экологические   знания,  как  и  закон  биоэкоса,  могут  быть  сведены  к  набору  весьма простых  и  понятных  каждому человеку  правил  и  понятий,  как  это  сделал,  например, Б.Коммонер (1974). Весьма  часто  цитируются  четыре  его  «закона»:  1) все  связано  со  всем; 2) все  должно куда-то деваться; 3)природа «знает»  лучше;  4) ничто не дается  даром.

Однако  для  выработки  экологического  реализма  эти  «законы»  должны  быть  расшифрованы   на  основе  взаимосвязанных  теоретических  знаний  и  подкреплены  конкретным  фактическим  материалом.  Так,  расшифровка  первого «закона»  состоит  в  понимании  того,  что в  природе  не  существует  изолированных  друг  от  друга  явлений  и  что любая  деятельность   человека  отражается  на  окружающей  его  природной  среде.

Это  нашло  воплощение  в  экологическом   законе  внутреннего  динамического  равновесия. Этот закон формулируется следующим образом (Реймерс,  1990): вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны  настолько, что  любое  изменение одного из этих показателей  вызывает перемены в этих  системах  и  иерархии. Однако общая сумма вещественных, энергетических, информационных и динамических качеств  систем и их иерархий при этом сохраняется эмпирическим следствием этого закона, является возникновением при любых изменениях среды природных  цепных  реакций (в  частности, экологических процессов),  ведущих  в  сторону  нейтрализации  произведенного  изменения  (аналог  принципа  Ле  Шателье)  или  же  формированию  новых  природных  систем.  Это  же  следствие  относится  и  к  энергетике  природопользования:  чем  больше  отклонение  от   экологического  равновесия,  тем  значительнее  должны  быть  энергетические  затраты  для  ослабления  противодействия  природных  систем  этому  отклонению.

Природная  цепная  реакция,  в  свою  очередь,  понимается  как  цепь  явлений,  каждое  из  которых  влечет  за  собой  изменений связанных с ним  других  явлений. Например,  исчезновение  насекомых - опылителей  делает  невозможным  плодоношение  растений,  что  исключает  возможность   появления   новых  их  видов  (размножающихся  семенами), приводит  к  исчезновению  видов  животных,  питающихся  их  фитомассой,  плодами  и  семенами,  а  также  паразитов  этих  животных  и  т.д.

Взаимодействия  в  природных  системах  и  их  иерархии  отнюдь  не  равноценны  количественно.  Поэтому  слабые  изменения  одного  показателя  могут  вызвать сильные  изменения  других показателей.  Крупные  перемены,  проходя  по  иерархии   от  локальной  экосистемы  к  биосферы,  меняют  глобальные  процессы  в  целом  и  переводят  их  на  более  высокий  качественный   уровень.  В  этом  состоит  сущность  закона  необратимости  эволюции  (закон  Л. Долло),  который  формируется  как  невозможность  организма  (вида, популяции )  или  их  иерархии (организованной  соподчиненности)  вернуться   к  прежнему  состоянию,  уже  осуществленному  в  ряду  предков.

Второй  «закон»  Б. Коммонера  означает,  что  любая  природная  система  может  развиваться  только  за  счет    использования  материальных,  энергетических  и  информационных  возможностей  среды  за  счет  их  притока  и оттока. Отсюда  следует,  что  абсолютно  безотходное  производство  невозможно  (это  было  бы  равномерным  «perpetuum  mobile » ), в  лучшем  случае  можно  рассчитывать   на  малоотходное  производство.  Вообще,   представление   о  том,  что  биосфера  работает   по  принципу  безотходности,  ошибочно. В  широком  смысле   слова отходами   биосферной  деятельности   являются  такие  новообразования  как  пласты  ископаемых  углей,  природная  нефть,  известняк-ракушечник,  чилийская  селитра  (продукт  превращения  птичьего  помета-гуано)  и  даже  кислород  атмосферы.  Однако  природа  как  бы  стремится  минимизировать  отходы.  Поэтому  отходы  одних  организмов  становятся  необходимым  условием  существования  других.  Известно,  например,  что  этиловый   спирт  является  отходом  жизнедеятельности  дрожжевых  клеток,  при   концентрации  его  свыше  15% клетки   гибнут.  В  то  же  время  человек  использует  этот  «экскремент»  для  производства  вина  и  крепких   алкогольных  напитков, в медицине,  химическом  синтезе  и  для  других  целей.

Важно  и  такое  следствие  второго  «закона»  Б. Коммонера  как  враждебность  более  высокоорганизованных  биотических   систем по  отношению  к  низкоорганизованным.  Такое соотношение  складывается  потому,  что  более  высокоорганизованные  системы,  изменяя  среду,  делают  ее  менее  пригодной  для  существования  низкоорганизованных.

Третий  «закон»  Б.Коммонера  говорит  о  том,  что  пока  наши  знания  о  природе  недостаточны,    пока  природа  свои  механизмы  и  функции  знает  лучше,  чем  человек.  Этот  закон  - предупреждающий:  не  навредите  природе, пытаясь  ее  улучшить;  если  не  уверены  в  результате – не  вмешивайтесь  в  природный  процесс.  С  этих  позиций   в  свое  время  была  правильно   приостановлена  реализация  «проекта  века» - поворота  стока  северных  рек на  юг.  Ведь  и  сегодня  никто  не  может  убедительно  сказать,  к  каким  последствиям  привело бы  его  осуществление.  Как  тут  не  вспомнить   великолепный  афоризм: «Чем  больше  пустынь   мы  превратим  в  цветущие  сады,  тем  больше  цветущих  садов  мы  превратим  в  пустыни» (Человек  и  природа, 1981, №8, с.67).

Четвертый  свой   «закон»  Б.Коммонер   поясняет  таким  образом:  «… глобальная  экосистема  представляет  собой  единое  целое, в  рамках  которого  ничего  не  может  быть выиграно   или  потеряно  и  которое  не  может  являться  объектом  всеобщего  улучшения:  все,  что  было  извлечено  из  нее  человеческим  трудом,  должно  быть  возмещено.  Платежа   по  этому  векселю  нельзя  избежать,  он  может  быть  только  отсрочен» (1974, с. 32).  Яснее,  как  говорят,  не  скажешь.

Близок  к  четвертому  «закону»  Б. Коммонера  закон  константности,  сформулированный  В.И. Вернадским:  количество живого вещества  биосферы  для  данного  геологического  периода  является  константой,  т.е.  увеличение  массы живого  вещества  в  одном  месте  повлечет  ее  уменьшение  в  другом  месте.  Из  закона  константности  вытекает,  что  длительное  время   поступающие  экологические  ниши  не  могут  существовать,  так  как  это  привело  бы  к  уменьшению  количества   живого   вещества.

К  числу  других   важнейших  экологических  законов  следует  отнести следующие:

Биогенетический  закон  Э.Геккеля  и  Ф. Мюллера  заключается  в  том,  что  организм (особь)  в  своем  индивидуальном  развитии повторяет  в сокращенном  и закономерно  измененном виде  историческое  (эволюционное)  развитие своего  вида.  Этот  закон  является  частным  случаем  более  общего  системогенетического  закона,  который  гласит,  что  природные  образования,  в  том  числе  особи,  биотические  сообщества  и  экосистемы,  в  индивидуальном  развитии  повторяют  в  сокращенной  и  часто  закономерно  измененной  форме   эволюционный  путь  развития  своей  системной  структуры.  Близко  к  данному  закону  примыкает  закон  последовательности  прохождения  фаз  развития, согласно  которому  развитие  природных  систем  может  происходить  лишь  в  эволюционно  определенном  и  экологически  обусловленном  порядке. Например,  для  шелкопряда  развитие может  идти  только  в  таком  направлении  и  такой  последовательности: яйцо®личинка®куколка®имаго. Фазы  при  этом  не  могут  меняться  местами  или  пропускаться.  Закон  вытекает  как  логическое  следствие  диалектического  историзма  природы:  ничто  не  может  сначала  умереть,  а  потом  родиться;  ничто  не  может  развиваться  от  старости  к  молодости.

Люди также интересуются этой лекцией: 22 Платон.

Закон  физико-химического  единства  живого  вещества   был  установлен  В.И.Вернадским  и  формулируется  следующим  образом: все  живое  вещество  Земли  физико-химического едино.

Из  этого  закона  вытекает  важное  практическое  следствие:  химическое  вещество,  вредное  для  одного  вида  организмов,  оказывается  в  большей  или  меньшей  мере  вредным  и  для  других  организмов.  Таким  образом,  вопрос  сводится  лишь  к  различной  устойчивости   организмов  к  воздействию  конкретного   физико-химического  агента. В  данном  разделе  мы  не пытаемся  подменить  всю  экологическую  науку  перечислением  и  комментированием  законов,  которые мы  считаем  в  большей  или  меньшей  мере  причастными  к  данной  науке. Наша  цель  в  другом.  Экология,  как  наука,  находится  на  том  этапе,  который  можно  назвать  этапом   наиболее  динамичного  ее  развития.

ЛИТЕРАТУРА.

1. И.А.Каримов. Узбекистан  на пороге XXI  века. -Т.: Узбекистан.1997 г.

2. Г.Ю. Валуконис,  Ш.О. Муродов  «Основы  экологии». -Т.: Мехнат. 2001.

3. Н.М.Чернова,  А.М. Былова  «Экология». -М.: Просвещение. 1998 г.