загрузка...
загрузка...
На головну

Закономірності розвитку екосистем

  1. F8 Порушення психологічного розвитку
  2. I. Аномалії, що виникають в результаті недостатності формування частин кінцівок. У цю групу входять такі пороки розвитку кінцівок.
  3. I. Особливості римської культури н основні етапи її розвитку
  4. I. Фактори ДИТЯЧОГО РОЗВИТКУ
  5. II. Зміни, що зазнають особистістю в міру розвитку процесу
  6. II. ШЛЯХИ РОЗВИТКУ КАПІТАЛІЗМУ 1 сторінка
  7. II. ШЛЯХИ РОЗВИТКУ КАПІТАЛІЗМУ 1 сторінка

Одним з основних досягнень екології стало виявлення тієї обставини, що розвиваються не тільки організми і види, а й екосистеми. Розвиток екосистем - сукцесія - це послідовність співтовариств, що змінюють один одного в даному районі.

Сукцесія в енергетичному сенсі пов'язана з фундаментальним зрушенням потоку енергії в бік збільшення кількості енергії, спрямованої на підтримку системи. Сукцесія складається з стадій розвитку, стабілізації та клімаксу. Їх можна розрізняти на основі критерію продуктивності системи: на першій стадії продукція зростає до максимуму, на другий залишається постійною, на третій зменшується до нуля в міру руйнування системи.

Відмінності між країнами, що розвиваються і зрілими системами можна представити у вигляді таблиці:

 урожай високий низький
 видове різноманіття мало велике
 структурний різноманітність слабо організоване добре організовано
 Спеціалізація по нішах широка вузька
 розміри організму невеликі великі
 життєві цикли короткі і прості довгі і складні
 Швидкість обміну біогенних речовин між організмом і середовищем висока низька
 тиск відбору на швидке зростання на регуляцію зворотного зв'язку
 внутрішній симбіоз нерозвинений розвинений
 Збереження біогенних речовин з втратами висока
 стабільність низька висока
 ентропія висока низька
 інформація мало багато

Зверніть увагу на зворотний зв'язок залежності між ентропією та інформацією, в також на те, що розвиток екосистем йде в напрямку підвищення їх стійкості, що досягається за рахунок збільшення різноманітності. Поширивши цей висновок на всю біосферу, отримуємо відповідь на питання, навіщо природі потрібні 2 млн. Видів. Можна думати (так до виникнення екології та вважали), що еволюція веде до заміни одних менш складних і пристосованих видів іншими, аж до людини як вінця природи. Менш складні види, давши дорогу більш складним, стають не потрібні. Екологія зруйнувала цей зручний для людини міф. Тепер ясно, чому небезпечно, як робить сучасна людина, зменшувати різноманіття природи.

До основних законів екології відносяться також: 1) «закон мінімуму» (Лібіх) - обмежують розвиток лише ті фактори, які є в недостатній кількості; 2) «закон толерантності» - надлишок якого-небудь фактора (тепло, світло, вода) теж може обмежувати поширення даного виду; 3) недонаселенность і перенаселеність можуть надавати лимитирующее вплив (принцип Оллі); 4) принцип конкурентного виключення - два види, що займають одну нішу, не можуть співіснувати в одному місці необмежено довго; 5) чим більше трофічних рівнів, тим більше втрати енергії в системі; 6) розвиток екосистем багато в чому аналогічно розвитку окремого організму; 7) принцип гетеротрофною утилізації продуктів автотрофного метаболізму. Це властивість екосистем зараз під загрозою у зв'язку з господарською діяльністю людини, яка веде до накопичення відходів, які природа не в змозі утилізувати.

Першими екосистемами, які вивчалися за допомогою кількісних методів були системи «хижак - жертва». Американець лотка в 1925 році і італійський вчений В. Вольтерра в 1926 році створили математичні моделі росту окремої популяції і динаміки популяцій, пов'язаних відносинами конкуренції і хижацтва. Дослідження системи «хижак - жертва» показало, що типовою для популяції жертв еволюцією є збільшення народжуваності, а для популяції хижаків - вдосконалення способів лову жертви.

До цікавих результатів привело вивчення системи «паразит - господар». Здавалося б, відбір повинен вести до зменшення шкідливості паразита для господаря, але це не так. І в цій парі йде конкурентна боротьба, в результаті якої ускладнюються і ті, і інші. Загибель одного веде до загибелі іншого, а співіснування збільшує складність всієї системи.

На вивченні еволюції системи «паразит-жертва» заснована гіпотеза, що пояснює значення підлог. Безстатеве розмноження, з точки зору теорії Дарвіна, - значно ефективніший процес. Подвійна вартість статевого розмноження (оскільки чоловічі особини не включають в створення і вирощування потомства стільки, скільки жіночі) викликала труднощі в поясненні цього феномена. Системне вивчення біологічних процесів пропонує наступне пояснення: статеві відмінності дають господарям унікальні переваги, оскільки дозволяють обмінюватися частинами генетичного коду між особинами. Рекомбінація великих блоків генетичної інформації в результаті статевого розмноження дозволяє змінювати ознаки в потомстві швидше, ніж при мутаціях. Тому нащадки в цьому випадку можуть бути більш резистентними до паразитам, ніж їхні батьки. Паразити ж внаслідок стислості періоду відтворення і швидкого ходу еволюційних змін менше потребують наявності підлог і зазвичай безстатевим. І тут конкурентна боротьба є фактором природного відбору.

У науці Нового часу переважав редукционизм, т. Е. Пояснення функціонування вищих структурних рівнів за допомогою нижчих. Розвиток біології в XX столітті як ніби зміцнило позиції редукціонізму. Молекулярна біологія з'ясувала, що все різноманіття форм життя і життєвих процесів, звичок і інстинктів залежить від особливостей чергування чотирьох нуклеотидів в ланцюжку ДНК.

З іншого боку, екологія показала наявність системних закономірностей. «Вся сукупність сучасних біохімічних даних показує, що окремі, індивідуальні реакції, що протікають в живих тілах, порівняно прості й одноманітні. Це добре відомі і легко відтворювані в пробірці і колбі хіміка реакції окислення, відновлення, гідролізу ... У жодній з них немає нічого специфічно життєвого. Специфічним для живих тіл є те, що в них ці окремі реакції певним чином організовані в часі, поєднуються в єдину цілісну систему, на зразок того, як окремі звуки поєднуються в будь-яке музичний твір, наприклад симфонію. Варто тільки порушити послідовність звуків - вийде дисгармонія, хаос. Аналогічним чином і для організації живих тіл важливо те, що в них ці окремі реакції протікають не бува, не хаотично, а в строго визначеному гармонійному порядку ... весь цей порядок закономірно обумовлює самозбереження і самовідтворення всієї життєвої системи в цілому в даних умовах зовнішнього середовища , в вражаючому відповідно до цих умов »(А. І. Опарін, В. Г. Фесенков. Життя під вселенной.- М., 1956. - С. 40).

Необхідність системного підходу в дослідженні живого на противагу редукционизму добре викладена в словах Мефістофеля з «Фауста» Гете, звернених до його учневі:

«Іль ось: живий предмет бажаючи вивчити,

Щоб ясне про нього познан'е отримати, -

Вчений перш душу виганяє,

Потім предмет на частини розчленовує

І бачить їх, так шкода: духовна їх зв'язок

Тим часом зникла, понеслася! »

(І. В. Гете. Собр. Соч. Т. 5.- М., 1947.- С. 119).

 




Матеріальна основа життя | Земля в період виникнення життя | Початок життя на Землі | Еволюція форм життя. | значення клітини | відтворення життя | Генетика. | Відмінності рослин від тварин | Вчення Вернадського про біосферу | Емпіричні узагальнення Вернадського |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати