A szervezet és a környezet kölcsönhatásának mintái. Az élőlények és a környezet közötti kölcsönhatás mintái
Leírás.
1. Szervezet és élőhely
2. Az emberi egészség és a környezet biztonsága
3. Élelmiszer minősége
4. Az oroszországi demográfiai helyzet környezeti vonatkozásai
5. Ember és tér
Következtetések és eredmények
Bibliográfia
Kivonat a munkából.
SZÖVETSÉGI OKTATÁSI ÜGYNÖKSÉG
Szentpétervári Állami Egyetem
szolgáltatás és gazdaságosság
NOVGORODI ÁG
"Matematikai és Természettudományi Tanszék"
TESZT
"Ökológia" fegyelem
Téma "Az élőlények és a környezet kapcsolatának szabályszerűségei"
Elkészült:
A 080109 szakkör 58. csoportjának I. évfolyamos hallgatója
Blinova Olga Ivanovna TELJES NÉV. diák
Nyilvántartási szám:___________
Ellenőrizve:
____________________________
TELJES NÉV. tanár
Velikij Novgorod
2009
- Szervezet és élőhely……………………….….3
- Az emberi egészség és a környezet biztonsága….3
- Élelmiszer minősége……………………………6
4) Az oroszországi demográfiai helyzet környezeti vonatkozásai……………………………………………………….…6
5) Az ember és a tér……………………………………………8
Következtetések és eredmények………………………………………….10
Hivatkozások……………………………………….11
1. Szervezet és élőhely
V.I. tanításainak egyik fő következtetése. Vernadsky a bioszféráról az összes élő szervezet egymással és a környezettel való kapcsolatának ötlete volt. Az evolúció elemi egysége - a populáció - dinamikus egyensúlyban van más populációkkal és a környezettel. Az ilyen dinamikus egyensúlyokat populációs hullámoknak nevezzük. Semmi esetre sem szabad beleavatkozni a természetes népesedési hullámokba (B. Commoner 4. törvénye – a természet tudja a legjobban). A populáció mérete a biológiai potenciál és a környezeti ellenállás közötti dinamikus egyensúly eredménye. Ha a környezet ellenállása gyengül, a lakosság száma robbanásszerűen megnövekszik.
Az emberi populációra, mint bármely másra, ugyanazok a törvények vonatkoznak. De más élő szervezetekkel ellentétben az ember élesen csökkentette a környezet ellenállását, gyakorlatilag megtörte a természetes egyensúlyt, legyőzve a korlátozó tényezők hatását. Mint már említettük, az ember úgy nyert a versenyben más fajokkal, hogy megtanult bőséges élelemtermelést, a szántóföldek öntözését és lakásainak javítását, valamint a kórokozó mikrobák elleni küzdelem eszközeinek megteremtését, és ezáltal a természetes szelekciótól való elzárkózást. A technológia segítségével szükségleteik kielégítése érdekében az emberiség elkezdte kiaknázni a természeti erőforrásokat, amelyek szinte teljesen kimerültek, ami egész ökoszisztémák eltűnéséhez vezetett (például a bolygó erdőirtása), i.e. nagymértékben a saját létünket támogatjuk az erőforrások kimerítésével és a többi populáció megtizedelésével.
A termelés túlzott fejlesztésével azonban az ember nemcsak nyert, hanem veszített is, hiszen a természet felett aratott „győzelmének” fent felsorolt tényezői keményen és fájdalmasan érintették az emberi populációt. Az emberiségre leselkedő ökológiai veszély, amely mindenekelőtt az egészségét fenyegeti.
2. Az emberi egészség és a környezet biztonsága
Az egészség a teljes testi, lelki és szociális jólét állapota, és nem csupán a betegségek hiánya (WHO definíció – Egészségügyi Világszervezet).
Vizsgáljuk meg részletesebben, hogy a légkör, a hidroszféra és a talaj szennyezése hogyan hat minden ember, nemzetek és az egész emberiség egészségére.
Légszennyeződés. Az emberi egészségre potenciálisan legveszélyesebbek a nukleáris létesítmények, a vegyipari létesítmények, az olajfinomítás, a kohászat, a csővezetékek és a közlekedés. A nagyvárosokban azonban nem az ipar a vezető légszennyező forrás, hanem a gépjárművek. Az autók károsanyag-kibocsátása mérgező szén-monoxidot és ólomvegyületeket, valamint kormot, szénhidrogéneket, nitrogén-oxidokat stb. (összesen több mint 200 komponens). Mivel ezek a kibocsátások a levegőnél nehezebbek, és főként a föld felszínén halmozódnak fel, a gyerekek, akikkel szüleik nagy autópályákon sétálnak, jobban megmérgeződnek, mint a kísérő felnőttek. Az eredmény a mai gyermekek légúti megbetegedésének drámai növekedése (még az előző generációhoz képest is).
Az autópályák mentén a levegő mérgezésétől a levelek sárgulnak és leomlanak a fákról. Az utak menti bokrok, levelek és fű jelentős mennyiségű nehézfémet halmoz fel, ezért ezeken a helyeken nem lehet gombát, bogyót, gyógynövényt, szénát szedni, mivel az ilyen szénával etetett háziállatok húsa és teje a szervezetre veszélyes méreganyagokat tartalmaz. emberi egészség. A nehézfémek a talajban és a gyökérnövényekben, a gombákban és a bogyókban koncentrálódnak, ami nemcsak a termést csökkenti, hanem az egészségre is veszélyt jelent.
A hidroszférát az ipari szennyvíz kibocsátása mérgezi. Jelenleg a világ folyóinak több mint egyharmadát szennyezik. Az olaj és olajtermékek, nehézfémek, mérgező rovarirtó szerek, dioxinok és radioaktív hulladékok mellett nagyon veszélyes a termálvíz szennyezése, aminek következtében a víztestek „elhalnak”. A hő a szennyezés egyik fajtája. A meleg szennyvíz felmelegíti a tározót, csökken az oxigén oldhatósága a vízben (ami nagyon rosszul oldódik benne), megkezdődik a halpusztulás, erősen megnövekszik a tározó iszaposodása, ami végül elmocsarasodásához vezet.
Az orosz környezetvédelmi hatóságok szerint a magas vízszennyezettségű víztestek száma évről évre növekszik, ezekben a tározókban számos káros anyag megengedett maximális koncentrációját (MPC) 10-szeres vagy többszörösen túllépik. Az MPC-vel és más környezetminőségi kritériumokkal a 3. témakörben lesz szó. Az Orosz Föderáció legszennyezettebb tengeri területei közé tartozik az Azovi-Fekete-tenger medencéje, a Kaszpi-tenger északi része, a Balti-tenger Finn-öbölje, a japán-tengeri Nagy Péter-öböl, a térségben a Barents-tenger a Novaja Zemlja szigetcsoportból.
Nemcsak a tengerek szenvednek, hanem Oroszország nagy és kis folyói is, amelyek közül sokban a túlzott szennyezés miatt az úszás és a halászat elfogadhatatlan.
Oroszország egyik legszennyezettebb helye, és ahogy egyes környezetvédők úgy vélik, az egész bolygón, Karabash városa. Cseljabinszk régió, ahol egy réz- és kéngyár működik, amely a nyers szennyvizét egy helyi folyóba és tóba vezeti. Ebben a faluban volt a legmagasabb az ezer lakosra jutó halálozási arány az országban, ami a környezetvédelmi normák sokszoros túllépésének a következménye.
Az édesvízi tárgyak egyben ivóvízforrások is, amelyek minősége az elmúlt évtizedben katasztrofálisan csökkent Oroszországban. Az Orosz Föderáció egyik településén sem lehet inni "a csapból" nyers vizet.
A környezetbiztonság az egyén, a társadalom, a természet és az állam létfontosságú érdekeinek védelmének állapota az antropogén vagy természetes környezeti hatások által okozott valós és potenciális veszélyekkel szemben. A környezetbiztonság az ember legfontosabb természetes szükséglete, az élelem-, víz-, ruházat- és lakásszükséglet mellett. Az egész emberi élet célja a testi, lelki és társadalmi szükségletek kielégítése, beleértve a környezet biztonságának biztosítását is. Az Orosz Föderáció Természeti Erőforrások Minisztériuma 1993-ban kidolgozta az „Oroszország ökológiai biztonsága” programot, az Orosz Föderáció Biztonsági Tanácsa ugyanabban az évben megvitatta az oroszországi lakosság egészségi állapotának kérdését (beleértve a az ország környezeti helyzete).
Oroszország, mint az egész bolygó, ökológiai válságban van, amelyhez a múlt század végén az átmeneti időszak miatt gazdasági és technológiai válságok is társultak. A múlt század 70-es éveiben a tudósok többször is figyelmeztettek a technogén szennyezés emberi egészségre gyakorolt káros hatásaira. A század elején már elkezdtek figyelmeztetni a politikusok az ember okozta katasztrófák lehetőségére. Az ilyen katasztrófák lehetősége egyes ipari létesítményeknél több mint 60 éve folyamatosan üzemelő berendezések elhasználódása miatt merül fel (aknákban bekövetkezett balesetek, repülőgépek és helikopterek lezuhanása stb.).
Ugyanakkor nap mint nap előfordulnak „csendes” katasztrófák, hiszen a kibocsátások és a szennyezőanyag-kibocsátás alattomos tulajdonságuk, hogy felhalmozódnak, felhalmozódnak a bioszférában, és a katasztrófa robbanások és tüzelés nélkül, észrevétlenül, de elkerülhetetlenül közeledik. Ugyanakkor a felnőtt lakosság ólomkibocsátás okozta máj-, vese- és tüdőbetegségekben szenved; a rossz minőségű víz az emésztőrendszer és a kiválasztó rendszer betegségeinek oka. Az ökológiai problémákkal küzdő területeken a gyermekkori fogyatékosság fő okai a légzőszervek, a központi idegrendszer és az agy károsodása.
A fentiek mindegyike arra utal, hogy az Orosz Föderációban környezeti veszély fenyegeti az ország génállományát, és akadályozza Oroszország kilépését a társadalmi-gazdasági válságból.
3. Élelmiszer minősége
A környezetbiztonság egyik fajtája az élelmezésbiztonság, hiszen ez az ország lakosságának egészségi állapotát meghatározó egyik fő tényező. Az Orosz Föderációban ezen a területen a helyzet nagymértékben romlott a múlt század 90-es éveinek elején a rossz minőségű élelmiszerek külföldről történő ellenőrizetlen szállítása, valamint az élelmiszerek gyártása és értékesítése feletti ellenőrzés gyengülése miatt. Mindez tömeges ételmérgezésekhez vezetett, elsősorban a rossz minőségű alkoholos italok miatt.
Ennek a romlásnak az egyik oka számos hazai vállalkozás rossz technikai felszereltsége volt. Élelmiszeriparés a kereskedelem (e területen a legtöbb termelőkapacitást 30-50 éve nem korszerűsítették!), alacsony szintű egészségügyi kultúra, rossz minőségű alapanyagok felhasználása, a gyártásellenőrzés hiánya az iparágban a laboratóriumi szolgáltatások megszűnése miatt.
A helyzet a 21. század elején fokozatosan javulni kezdett. az élelmiszer-minőség szigorú ellenőrzésének bevezetése kapcsán, számos élelmiszer-gyártási és -kereskedelmi engedéllyel nem rendelkező "pont" felszámolása, élelmiszeripari termelő létesítmények műszaki felújítása.
4. Az oroszországi demográfiai helyzet környezeti vonatkozásai
Az oroszországi demográfiai helyzet szorosan összefügg a környezetbiztonsággal. A lakosság számát tekintve az Orosz Föderáció a hetedik helyen áll a világon Kína, India, az USA, Indonézia, Brazília és Pakisztán után. A XXI. század elejére. Oroszország a népességfogyás (néptelenedés) egyik legmagasabb arányával állt elő. Ennek okai:
alacsony születésszám, egygyermekes család tömeges megoszlása, amely nem biztosítja a lakosság újratermelődését;
magas halálozási arány, melynek mértéke az egyik legmagasabb Európában (16,3 fő/ezer lakos);
a munkaképes férfiak óriási veszteségei balesetek, mérgezések és sérülések miatt (2002-es adatok szerint körülbelül 30%), ami nagyrészt az alkoholizmus növekedésének és az alkoholos italok alacsony minőségének köszönhető;
családi válság, magas válási arány;
jelentős mennyiségű kényszermigráció (gyakran illegális), ideértve a környezeti okokból (környezeti menekültek problémája) is.
Mint látható, az oroszországi demográfiai válság okai nemcsak a szociális szférában rejlenek, hanem sok tekintetben környezeti jellegűek is. 2003 elején 143,1 millió ember élt Oroszországban. A demográfusok előrejelzései csalódást keltőek: 2010-re az Orosz Föderáció lakossága hozzávetőleg 138-139 millió fő lesz, Oroszország pedig a világ hetedik helyéről a kilencedik helyre fog fellépni a népességet tekintve. A hosszú távú előrejelzések szerint ha a jelenlegi tendenciák folytatódnak, akkor 5-6 évtized múlva, a 21. század második felében Oroszország lakossága mintegy felére csökken.
Az oroszországi negatív demográfiai trendek leküzdéséhez a következőkre van szükség:
a lakosság egészségi állapotának javítása, ami segít csökkenteni a megelőzhető halálozást, különösen a munkaképes korú férfiak esetében;
a születésszám ösztönzése és a család megerősítése az életszínvonal javítása és a gyermek születésének anyagi ösztönzése alapján;
bizonyos társadalmi és spirituális és erkölcsi attitűdök kialakulása a társadalomban.
2005-ben egy bizonyos demográfiai fordulópont következett be: nőtt a születésszám az előző évekhez képest. Ennek oka valószínűleg a lakosság életszínvonalának némi stabilizálódása és a társadalmi optimizmus megnyilvánulása. A 2006-ban elfogadott Elnöki Program célja az oroszországi elnéptelenedés korrekciója is, egyrészt a születési ráta serkentése (az anyáknak nyújtott anyagi és szociális segély), másrészt a halandóság csökkentése (nyugdíjasok és fogyatékkal élők támogatása) révén. Ha ez a program megvalósul, és a születésszám növekedési tendenciája folytatódik, erősödik, akkor a hazai és külföldi demográfusok borús előrejelzései nem válhatnak valóra.
5. Ember és tér
Eddig az ember természetre gyakorolt (többnyire negatív) hatásáról beszéltünk. De nyilvánvaló, hogy van egy ellentétes hatás is: a természetes tényezők (és ebben a részben kozmikus tényezőkről lesz szó) kétségtelenül befolyásolják az ember fiziológiáját és viselkedését.
Néhány évtizeddel ezelőtt még szinte senkinek nem jutott eszébe, hogy teljesítményét, közérzetét, érzelmi állapotát a Nap tevékenységével, a Hold fázisaival, mágneses viharokkal és más kozmikus jelenségekkel hozzon kapcsolatba. Az úttörő ezen a területen Alekszandr Leonidovics Csizsevszkij orosz tudós volt, aki megalkotta a heliobiológiát, a biológia azon ágát, amely a Nap hatását vizsgálja az ember fiziológiai és viselkedési mechanizmusaira. Azt, hogy a Nap nagymértékben meghatározza a növények és állatok működését, már ősidők óta ismerték az emberek (növényekben virágzás és termés, állatoknál párzási időszak stb.). A kozmikus testekben rejlő ritmus - a Föld, a Nap, a Hold és a csillagok mozgása - szintén az élő szervezetek szerves tulajdonsága, minden élőlény egyetemes minősége, az univerzum szerveződésének általános elve. Ez a tulajdonság minden biológiai szinten megnyilvánul: sejtes, szöveti, szervezeti, ökoszisztéma és bioszféra szinten.
Élőhely- ez a természet azon része, amely körülveszi az élő szervezetet, és amellyel az közvetlenül kölcsönhatásba lép. A környezet összetevői, tulajdonságai sokfélék, változékonyak. Bármely élőlény egy összetett változó világban él, ahhoz folyamatosan alkalmazkodik, és annak változásainak megfelelően szabályozza élettevékenységét.
Az élőlények környezetükhöz való alkalmazkodását alkalmazkodásnak nevezzük. Az alkalmazkodási képesség általában az élet egyik fő tulajdonsága, hiszen maga a létezésének lehetőségét, az élőlények túlélési és szaporodási képességét biztosítja. Az adaptációk megjelennek különböző szinteken: a sejtek biokémiájától és az egyes élőlények viselkedésétől a közösségek és ökológiai rendszerek felépítéséig és működéséig. Az alkalmazkodások a fajok evolúciója során keletkeznek és változnak. A környezet különálló tulajdonságait vagy elemeit, amelyek befolyásolják az élőlényeket, környezeti tényezőknek nevezzük. A környezeti tényezők sokfélék. Lehetnek szükségesek, vagy éppen ellenkezőleg, károsak az élőlényekre, elősegítik vagy akadályozzák a túlélést és a szaporodást. A környezeti tényezőknek eltérő természetük és sajátosságuk van. A környezeti tényezőket abiotikusra és biotikusra, antropogénre osztják.
A tényezők hatáskomplexumában ki lehet emelni néhány olyan mintázatot, amelyek az organizmusokkal kapcsolatban nagyrészt univerzálisak (általánosak). Ezek a minták magukban foglalják az optimum szabályát, a tényezők kölcsönhatásának szabályát, a korlátozó tényezők szabályát és még néhányat.
Optimális szabály. Ennek a szabálynak megfelelően egy szervezetre vagy fejlődésének egy bizonyos szakaszára a faktor legkedvezőbb (optimális) értékének tartománya van. Minél jelentősebb a faktor hatásának eltérése az optimumtól, ez a faktor annál inkább gátolja a szervezet élettevékenységét. Ezt a tartományt az elnyomás zónájának nevezik. A faktor maximális és minimális tolerált értéke olyan kritikus pont, amelyen túl egy szervezet létezése már nem lehetséges.
A maximális népsűrűség általában az optimális zónára korlátozódik. A különböző szervezetek számára optimális zónák nem azonosak. Minél szélesebb a faktor fluktuációinak amplitúdója, amelynél a szervezet életképes maradhat, annál nagyobb a stabilitása, pl. tolerancia ezzel vagy azzal a tényezővel szemben (lat. tolerancia - türelem). A széles ellenállási amplitúdójú organizmusok az eurybionták csoportjába tartoznak (görögül euri - széles, biosz - élet). A tényezőkhöz való alkalmazkodás szűk tartományával rendelkező élőlényeket nevezzük stenobionts(görög stenos – keskeny). Fontos hangsúlyozni, hogy az optimum zónái különböző tényezőkhöz képest eltérőek, ezért az élőlények teljes mértékben megmutatják potenciális képességeiket, ha az optimális értékű tényezők teljes spektrumának feltételei között léteznek.
A tényezők kölcsönhatásának szabálya. Lényege abban rejlik, hogy egyes tényezők más tényezők erejét fokozhatják vagy mérsékelhetik. Például a hőtöbbletet valamelyest mérsékelheti a levegő alacsony páratartalma, a növények fotoszintéziséhez szükséges fényhiányt a levegő megnövekedett szén-dioxid-tartalma ellensúlyozhatja stb. Ebből azonban nem következik, hogy a tényezők felcserélhetők. Nem cserélhetők fel.
A korlátozó tényezők szabálya. Ennek a szabálynak a lényege abban rejlik, hogy egy hiányos vagy túlsúlyos (kritikus pontokhoz közeli) tényező negatívan befolyásolja az élőlényeket, és emellett korlátozza más tényezők erejének megnyilvánulásának lehetőségét, beleértve azokat is, amelyek optimálisak. . A korlátozó tényezők általában meghatározzák a fajok elterjedési határait, elterjedési területeiket. Az élőlények termelékenysége tőlük függ.
Egy személy tevékenységével gyakran megsérti a felsorolt tényezők szinte összes mintáját. Ez különösen igaz a korlátozó tényezőkre (élőhelyek pusztulása, víz- és ásványianyag-táplálkozás megzavarása stb.).
Elcsépelten hangzik, de a "környezet-organizmus" rendszerben a legfontosabb és legfontosabb törvényszerűség a környezet és a szervezet elválaszthatatlan kapcsolata, kölcsönös befolyásolása. Ahogyan egy szervezet megtapasztalja a környezet hatását (környezeti tényezők együttesének hatását), úgy a környezet is átalakul az élő szervezetek hatására. Arról már beszéltünk, hogy a Föld megjelenése teljesen más lenne, ha nem lenne élet a bolygón (nem lenne oxigén a légkörben, nem lenne talaj stb.). Ezekkel a kérdésekkel részletesebben foglalkozunk a globális (bioszféra) ökológiáról szóló leckékben.
A "környezet-organizmus" rendszer fenti fő szabályszerűségét V. I. Vernadsky fogalmazta meg, és az organizmus és élőhelye egységének törvényének nevezte:
Az élet a környezet és a benne lakó szervezetek teljes egységében zajló energiaáramláson alapuló állandó anyag- és információcsere eredményeként alakul ki. A.A. Gorelov. "Az ökoszisztémák szerkezete és működése". Ökológia. 1998 - 117-el.
Vernadszkij nyelvének némi összetettsége ellenére ennek a szabályszerűségnek a jelentése nyilvánvaló: a környezet és a benne élő organizmusok teljes egységében (globális léptékben - a bioszférában) állandó anyag- és információcsere zajlik, ami lehetséges az élet.
Ebből egy egyszerű evolúciós-ökológiai alapelv következik: egy élőlényfaj addig és amennyiben környezete megfelel annak a genetikai lehetőségnek, hogy e fajt alkalmazkodjon a fluktuációihoz és változásaihoz. Többször beszéltünk ennek a mintának a megnyilvánulásáról, amikor rámutattunk bizonyos környezeti feltételekhez való sajátos alkalmazkodások komplexumára (lásd az előző két leckét).
Egy faj környezetre gyakorolt hatása fontos ökológiai törvényszerűség. Vernadsky megjegyezte, hogy ez a hatás evolúciósan növekszik. Ezt a mintát Vernadsky-Bauer maximális biogén energia (entrópia) törvénye formájában fogalmazták meg:
Bármely biológiai rendszer, amely mobil egyensúlyban van természetes környezetével és evolúciósan fejlődik, növeli a környezetre gyakorolt hatását. A környezetre nehezedő nyomás addig növekszik, amíg külső tényezők – szuperrendszerek vagy más versenytársak – szigorúan korlátozzák.
A környezeti tényezők szervezetre gyakorolt hatásában fő szabályszerűségként a faktor optimális és pesszimális (kritikus) dózisának megkülönböztethetőségét vettük észre. Az "optimális tényező" fogalmát azonban nem lehet mechanikus pozícióból megközelíteni, a természetben minden sokkal bonyolultabb. Ez a tényezõ szervezetre gyakorolt hatásának kétértelmûségének törvényében nyilvánult meg: bármely környezeti tényezõ másként hat a szervezet funkcióira; Egyes élettani folyamatok optimális tényezője eltérhet más folyamatok optimális tényezőitől. Így minden növényélettani szakember megmondja, hogy a fotoszintézis és a légzés optimális hőmérséklete sok esetben eltérő.
Amit az előző leckében a környezeti tényezők kölcsönhatásáról mondtunk, azt ki kell egészíteni a tényezők relatív kompenzációjának (felcserélhetőségének) gondolatával. Egyes környezeti tényezők hiánya kompenzálható egy másik tényezővel. Például bizonyos fényhiányt a növények szén-dioxid-bőségével lehet kompenzálni. Az ilyen kompenzáció azonban csak bizonyos korlátok között lehetséges. Nem számít, mennyi szén-dioxid van, de teljes sötétségben a fotoszintézis továbbra sem fog működni.
A Liebig által leírt korlátozó tényezők létezése tükröződik Blackman korlátozó tényezők törvényében és Shelford toleranciatörvényében. Az adott körülmények között pesszimális jelentőségű környezeti tényezők különösen megnehezítik (korlátozzák) egy faj adott körülmények között való létezésének lehetőségét, más egyedi tényezők optimális kombinációja ellenére és ellenére. A fő különbség Blackman és Shelford törvényei, illetve Liebig szabályai között az, hogy ezek a tudósok kimutatták, hogy nem csak egy tényező hiánya (minimum), hanem annak többlete (maximum) is akadályozhatja (korlátozza) egy organizmus fejlődését.
Végezetül szeretném felhívni a figyelmet a környezeti tényezők testre gyakorolt hatásának még egy szabályszerűségére, amely nagy gyakorlati jelentőséggel bír. Amint azt az egyik előző leckében megjegyeztük, az MPC számításának elméleti alapja a korlátozó tényezők fogalma. Fontos probléma nemcsak a tényezők kölcsönhatásának, azok szinergikus (egymást erősítő) hatásának figyelembe vétele. Meg kell határozni a káros hatás küszöbének fogalmát, vagyis abból, hogy a faktor milyen dózisaitól kezdve beszélhetünk egészségkárosító hatásairól.
Ezzel kapcsolatban a következő törvényszerűségeket kell szem előtt tartani. A fázisreakciók ("előny-ártalom") szabálya kimondja, hogy a toxikus anyagok kis koncentrációja a szervezet funkcióinak megerősítése (stimuláció) irányába hat. Ez okot adott arra vonatkozóan, hogy bizonyos tényezők kis dózisokban (például sugárzás) hasznosak-e. Ez azonban meglehetősen ellentmondásos kijelentés. Így Nyikolaj Fedorovics Reimers rámutat arra, hogy a biológiai rendszerek egyensúlyból való kimozdítása gyenge dózisú mérgező anyagok segítségével nem előnyös számukra. Például az etológusok tudják, hogy a termékenység növekedése a biológiai szorongás jele lehet. A fiziológusoknak van fogalmuk az „alkalmazkodás áráról”; ha a testfunkciók kis dózisú toxikus anyagokkal történő stimulálását a toxikus hatásokhoz való alkalmazkodásnak tekintjük, akkor figyelembe kell venni az ilyen alkalmazkodás árát: az adaptív mechanizmusok kopását, felgyorsult öregedést stb. Gorelov A.A. "Nature Management", M. 1999, C-76.
A fázisreakció szabálya ugyanakkor az orvostudományban is alkalmazható, sőt, sok gyógyszeres kezelés különböző anyagok, szerek stimuláló hatásán alapul. Ezért a fázisreakciók törvényét figyelembe kell venni és alkalmazni kell a kezelésre, ha nincs más optimálisabb kiút.
Azt is szem előtt kell tartani, hogy a fázisreakció szabálya sok, de nem minden mérgező anyagra érvényes. Például a cianid hatására, amely blokkolja a légzési láncokat és szinte azonnali halálhoz vezet, ilyen fázisokat alig lehet megkülönböztetni. Különösen vitatható a kis dózisú sugárzás kedvező hatása, és ennek megfelelően a felismeréséből/nem felismeréséből fakadó küszöb- és küszöbérték-fogalmak. A sugárbiológusok még mindig halálra küzdenek, védik ezt vagy azt a koncepciót.
Így egyes tudósok vitatkoznak a kis dózisú sugárzás bizonyos funkciókra gyakorolt kedvező hatásáról (például az egerek termékenységének növekedését figyelték meg, ha 0,1-1,5 Gy-vel sugározták be). Ennek megfelelően ezek a tudósok a küszöbfogalom hívei: meg lehet határozni a sugárzás káros hatásainak küszöbértékét. Más tudósok ezzel ellentétes álláspontot képviselnek, és rámutatnak arra, hogy a háttérnek minden, akár jelentéktelen további expozíció további mutációkat és karcinogenezist eredményez. Ebből származtatnak egy nem küszöbértéket: küszöbértéket nem lehet beállítani, és minden további (a háttér) expozíciót károsnak kell elismerni. Bizonyos nehézséget jelent az a tény, hogy az emberek genetikailag eltérő minőségűek, és azok a dózisok, amelyek a túlnyomó többség számára a küszöb alattiak lehetnek, az egyes egyének számára különböző hatásokat okozhatnak Stadnitsky GV, Rodionov AI Ökológia. C-76.
Reimers azt írja, hogy a küszöb és nem küszöb fogalmának hívei közötti viták értelmetlenek, hiszen minden a kezdeti feltételektől és az egyéni reakcióktól függ. A betegségben szenvedőkre és szeretteire vonatkozó megnyugtató statisztikák nem vigasztalnak. Ezzel nehéz nem érteni, bár nehéz tagadni egy bizonyos (beleértve a politikai) jelentés jelenlétét is a küszöb és a küszöb nélküli fogalmak vitájában. Erről az összetett társadalmi és biológiai problémáról a szociálökológia egyik különszámában fogunk bővebben szólni.
A talajok szárazföldi és vízi környezetének biotikus tényezői Élő szervezetek biológiailag aktív anyagai Antropogén tényezők Az élőlények és a környezeti tényezők közötti kölcsönhatás általános mintái A korlátozó tényező fogalma. Liebig minimumtörvénye Shelford törvénye Az antropogén tényezők szervezetre gyakorolt hatásának sajátosságai Az élőlények osztályozása a környezeti tényezőkkel kapcsolatban 1. A tollfüves sztyeppék adottságai az abiotikus tényezők teljesen eltérő rezsimjét képviselik.
Ossza meg munkáját a közösségi hálózatokon
Ha ez a munka nem felel meg Önnek, az oldal alján található a hasonló művek listája. Használhatja a kereső gombot is
7. előadás
- Biotikus tényezők
- A biotikus tényezők fogalma, típusai.
- A szárazföldi és vízi környezet biotikus tényezői, talajok
- Antropogén tényezők
- Az élőlények és a környezeti tényezők közötti kölcsönhatás általános mintái
- A korlátozó tényező fogalma. Liebig minimumtörvénye, Shelford törvénye
1. Biotikus tényezők
A közvetett kölcsönhatások abban rejlenek, hogy egyes organizmusok másokhoz képest környezetalkotóak, és itt természetesen a fotoszintetikus növényeké az elsőbbség. Jól ismert például az erdők lokális és globális környezetformáló funkciója, ezen belül talaj- és mezővédelmi, vízvédelmi szerepük. Közvetlenül az erdő körülményei között sajátos mikroklíma jön létre, amely a fák morfológiai adottságaitól függ, és lehetővé teszi, hogy konkrét erdei állatok, lágyszárúak, mohák, stb. éljenek itt. A tollfüves sztyeppek adottságai teljesen eltérő az abiotikus tényezők rendszerei. A tározókban és patakokban a növények jelentik a környezet olyan fontos abiotikus összetevőjének fő forrását, mint az oxigén.
Ugyanakkor a növények közvetlen élőhelyként szolgálnak más szervezetek számára. Például egy fa szöveteiben (fában, háncsban, kéregben) sok gomba fejlődik ki, melyek termőtestei (tindergombák) a törzs felszínén láthatók; a lágyszárú és fás szárú növények leveleiben, termésében, szárában számos rovar és egyéb gerinctelen él, a fák üregei számos emlős és madár szokásos élőhelyei. Sok titokban élő állatfajnál az etetőhelyet az élőhellyel kombinálják.
Élő szervezetek közötti kölcsönhatások a szárazföldi és vízi környezet
Az élő szervezetek (főleg állatok) közötti kölcsönhatásokat kölcsönös reakcióik alapján osztályozzuk.
Vannak homotipikusok (a görögből. homos - azonos) reakciók, azaz kölcsönhatások azonos fajhoz tartozó egyedek és egyedcsoportok között, és heterotípusos (görögül. heterók - különböző, más) - képviselők közötti interakciók különböző típusok. Az állatok között vannak olyan fajok, amelyek csak egyfajta táplálékkal (monofágok), a táplálékforrások többé-kevésbé korlátozott körével (keskeny vagy széles oligofágok) vagy sok fajjal táplálkoznak, nemcsak növényi, hanem állati szöveteket is felhasználva. (polifágok). Ez utóbbiak közé tartozik például sok olyan madár, amely képes rovarokat és növényi magvakat is enni, vagy egy olyan jól ismert faj, mint a medve, természeténél fogva ragadozó, de szívesen eszik bogyókat és mézet.
Az állatok közötti heterotípusos kölcsönhatások leggyakoribb típusa a ragadozás, vagyis bizonyos fajok közvetlen üldözése és elfogyasztása mások által, például a madarak, a rovarok, a húsevő ragadozók a növényevő patás állatok, a nagyobbak a kishalak stb. gerinctelenek között - rovarok, pókfélék, férgek stb.
Az élőlények közötti kölcsönhatások egyéb formái közé tartozik a jól ismert növények állatok (rovarok) általi beporzása; phoresia, azaz. egyik faj átvitele a másikra (például növényi magvak madarak és emlősök által); kommenzalizmus (közösség), amikor egyes szervezetek táplálékmaradványokkal vagy mások váladékaival táplálkoznak, például a hiénák és keselyűk, amelyek felfalják az oroszlán táplálékmaradványait; synoikiu (együttélés), például egyes állatok más állatok élőhelyeinek (odúk, fészkek) használata; semlegesség, azaz a közös területen élő különböző fajok kölcsönös függetlensége.
Az élőlények közötti interakció egyik fontos típusa a versengés, amelyet két faj (vagy azonos fajhoz tartozó egyedek) vágyaként határoznak meg, hogy ugyanazt az erőforrást birtokolják. Így megkülönböztetünk intraspecifikus és interspecifikus versengést. A fajok közötti versengés ezen túlmenően az egyik faj azon vágya, hogy egy másik fajt (versenytársat) kiszorítson egy adott élőhelyről.
A természetes (nem pedig kísérleti) körülmények közötti versengés valódi bizonyítékát azonban nehéz megtalálni. Természetesen előfordulhat, hogy ugyanannak a fajnak két különböző egyede megpróbálja elvenni egymástól a húsdarabokat vagy más élelmiszereket, de az ilyen jelenségeket maguknak az egyedeknek az eltérő minősége, az azonos környezeti tényezőkhöz való eltérő alkalmazkodóképessége magyarázza. Bármilyen élőlény nem egy tényezőhöz, hanem annak komplexumához alkalmazkodik, és két különböző (akár közeli) faj igényei nem esnek egybe. Ezért a kettő közül az egyik kiszorul a természeti környezetből, nem a másik versengő törekvései miatt, hanem egyszerűen azért, mert rosszabbul alkalmazkodik más tényezőkhöz. Jellemző példa erre a tűlevelű és lombos fa közötti „verseny” a fényért fajok fiatal állományokban.
A lombhullató fák (nyárfa, nyír) növekedésben megelőzik a fenyőt vagy a lucfenyőt, de ez nem tekinthető versengésnek közöttük: az előbbiek egyszerűen jobban alkalmazkodnak a tisztások, leégett területek viszonyaihoz, mint az utóbbiak. A lombhullató "gyomok" herbicidek és arboricidek (a lágyszárú és cserjés növények elpusztítására szolgáló vegyi készítmények) segítségével végzett hosszú távú munka általában nem vezetett a tűlevelűek "győzelméhez", mivel nemcsak fényjuttatás, de sok más tényező (például biotikus és abiotikus) sem felelt meg a követelményeknek.
Mindezeket a körülményeket az embernek figyelembe kell vennie a vadgazdálkodás során, az állatok és növények kiaknázása során, azaz a halászat, vagy olyan gazdasági tevékenység végzése során, mint a növényvédelem a mezőgazdaságban.
Talajbiotikus tényezők
Mint fentebb említettük, a talaj bioinert test. Kialakulásának és működésének folyamataiban az élő szervezetek fontos szerepet játszanak. Ide tartoznak mindenekelőtt a zöld növények, amelyek tápanyagokat vonnak ki a talajból, és a haldokló szövetekkel együtt visszajuttatják azokat.
A talajképződés folyamataiban azonban a talajban élő élő szervezetek (pedobionták) játsszák a döntő szerepet: mikrobák, gerinctelenek stb. .
Az elhalt szerves anyagok elsődleges megsemmisítését gerinctelenek (férgek, puhatestűek, rovarok stb.) végzik az emésztési termékek talajba való táplálása és kiürítése során. A fotoszintetikus szénmegkötést a talajban egyes talajtípusokban mikroszkopikus zöld- és kék-zöld algák végzik.
A talaj mikroorganizmusai végzik az ásványi anyagok fő elpusztítását, és szerves és ásványi savak, lúgok képződéséhez vezetnek, az általuk szintetizált enzimeket, poliszacharidokat, fenolos vegyületeket választják ki.
A nitrogén biogeokémiai körforgásának legfontosabb láncszeme a nitrogénkötés, amelyet nitrogénmegkötő baktériumok hajtanak végre. Ismeretes, hogy a mikrobák általi nitrogénkötés össztermelése 160-170 millió tonna/év. Azt is meg kell említeni, hogy a nitrogénkötés általában szimbiotikus (növényekkel együtt), amelyet a növényi gyökereken elhelyezkedő gócbaktériumok hajtanak végre.
Élő szervezetek biológiailag aktív anyagai
A biotikus természetű környezeti tényezők közé tartoznak az élő szervezetek által aktívan előállított kémiai vegyületek. Ezek különösen a fitoncidek, amelyek túlnyomórészt illékony anyagok, amelyeket az organizmusok hoznak létre növények által, és amelyek elpusztítják a mikroorganizmusokat vagy gátolják azok növekedését. Ide tartoznak a glikozidok, terpenoidok, fenolok, tanninok és sok más anyag. Például 1 hektár lombhullató erdő körülbelül 2 kg illékony anyagot bocsát ki naponta, a tűlevelű - legfeljebb 5 kg, a boróka - körülbelül 30 kg. Ezért az erdei ökoszisztémák levegőjének van a legfontosabb egészségügyi és higiéniai értéke, elpusztítja a veszélyes emberi betegségeket okozó mikroorganizmusokat. Egy növény esetében a fitoncidek a bakteriális, gombás fertőzések és protozoonok elleni védelem funkcióját látják el. A növények patogén gombákkal való fertőzésükre válaszul védőanyagokat tudnak előállítani.
Egyes növények illékony anyagai más növények kiszorítására szolgálhatnak. A növények kölcsönös hatását azáltal, hogy fiziológiailag aktív anyagokat bocsátanak ki a környezetbe, allelopátiának nevezik (görögül. allelon - kölcsönösen, pátosz - szenvedés).
A mikroorganizmusok által létrehozott szerves anyagokat, amelyek képesek elpusztítani a mikrobákat (vagy megakadályozni azok növekedését), antibiotikumoknak nevezzük; tipikus példa a penicillin. Az antibiotikumok közé tartoznak a növényi és állati sejtekben található antibakteriális anyagok is.
Veszélyes alkaloidok, amelyek mérgező és pszichotróp hatásúak, számos gombában megtalálhatók, magasabb rendű növények. Legerősebb fejfájás, hányinger az eszméletvesztésig fordulhat elő, ha az ember hosszú ideig tartózkodik a vad rozmaringmocsárban.
A gerincesek és a gerinctelenek képesek ijesztő, vonzerő, jelző és ölő anyagok előállítására és kiválasztására. Köztük sok pókfélék (skorpió, karakurt, tarantula stb.), hüllők. Az ember széles körben használja az állatok és növények mérgeit gyógyászati célokra.
Az állatok és növények együttes evolúciója alakította ki bennük a legösszetettebb információ-kémiai kapcsolatokat. Mondjunk csak egy példát: sok rovar szag alapján különbözteti meg táplálékfajtát, különösen a kéregbogarak csak egy haldokló fára repülnek, és azt az illékony gyantaterpének összetételéről ismerik fel.
Antropogén környezeti tényezők
A tudományos és technológiai haladás egész története annak a kombinációja, hogy az ember a természeti környezeti tényezőket saját céljaira átalakítja, és olyan újakat hoz létre, amelyek korábban nem léteztek a természetben.
A fémek ércekből történő olvasztása és a berendezések gyártása lehetetlen a létrehozás nélkül magas hőmérsékletek, nyomás, erős elektromágneses mezők. A mezőgazdasági növények magas hozamának eléréséhez és fenntartásához műtrágya, valamint a kártevők és kórokozók elleni vegyszeres növényvédelmi eszközök előállítása szükséges. A modern egészségügy elképzelhetetlen kemo- és fizioterápia nélkül. Ezeket a példákat lehet szaporítani.
A tudományos és technológiai fejlődés vívmányait politikai és gazdasági célokra kezdték felhasználni, ami rendkívül megnyilvánult az embert és vagyonát érintő speciális környezeti tényezők létrejöttében: a lőfegyverektől a tömeges fizikai, kémiai és biológiai hatások eszközéig. Ebben az esetben közvetlenül a környezetszennyezést okozó antropotróp (azaz az emberi szervezetre irányuló) és különösen az antropocid környezeti tényezők összességéről beszélhetünk.
Másrészt az ilyen céltudatos tényezők mellett a természeti erőforrások kiaknázása és feldolgozása során elkerülhetetlenül képződnek mellékkémiai vegyületek, magas fizikai tényezőkkel rendelkező zónák. Egyes esetekben ezek a folyamatok görcsös jellegűek lehetnek (balesetek és katasztrófák esetén), súlyos környezeti és anyagi következményekkel. Emiatt módokat és eszközöket kellett kialakítani az ember veszélyes és káros tényezők elleni védelmére, ami mostanra a fent említett rendszerben – életbiztonság – megvalósult.
Egyszerűsített formában az antropogén környezeti tényezők indikatív osztályozását mutatja be az 1. ábra. 1.
Rizs. 1. Az antropogén környezeti tényezők osztályozása
2. Az élőlények és a környezeti tényezők közötti kölcsönhatás általános mintái
Bármely környezeti tényező dinamikus, időben és térben változó.
A megfelelő időszakos meleg évszakot a hideg váltja fel; Napközben kisebb-nagyobb ingadozások figyelhetők meg a hőmérsékletben, a megvilágításban, a páratartalomban, a szélerősségben stb.. Mindezek természetesek, a környezeti tényezők ingadozásai, de az ember is képes ezeket befolyásolni. Az antropogén tevékenység környezetre gyakorolt hatása általános esetben a környezeti tényezők rezsimjének (abszolút értékeinek és dinamikájának) változásában, valamint a tényezők összetételében nyilvánul meg, például amikor a xenobiotikumokat természetes anyagokba juttatják. rendszerek a termelés során vagy különleges események, mint például növényvédelem növényvédő szerekkel vagy szerves és ásványi trágyák talajba juttatása.
Azonban minden élő szervezet szigorúan meghatározott szinteket, mennyiségeket (dózisokat) követel meg a környezeti tényezőktől, valamint ezek ingadozásának bizonyos határait. Ha az összes környezeti tényező rezsimje megfelel a szervezet örökletesen rögzített igényeinek (azaz genotípusának), akkor képes túlélni és életképes utódokat nemzeni. Az egyik vagy másik típusú organizmus környezeti tényezőkkel szembeni igényei és ellenállása meghatározza annak a földrajzi zónának a határait, amelyben élhet, azaz elterjedési területét. A környezeti tényezők meghatározzák az adott fajok számának időben és térben történő ingadozásának amplitúdóját is, amely soha nem marad állandó, hanem többé-kevésbé széles körben változik.
A korlátozó tényező törvénye
élő szervezet benne természeti viszonyok egyidejűleg nem egy, hanem sok környezeti tényezőnek vannak kitéve – biotikusnak és abiotikusnak egyaránt, és mindegyik tényezőre bizonyos mennyiségben vagy dózisban szüksége van a szervezetnek. A növényeknek jelentős mennyiségű nedvességre, tápanyagra (nitrogénre, foszforra, káliumra) van szükségük, de más anyagokra, például bórra vagy molibdénre elenyésző mennyiségben van szükség. Ennek ellenére bármely anyag (makro- és mikroelem) hiánya vagy hiánya negatívan befolyásolja a szervezet állapotát, még akkor is, ha az összes többi a szükséges mennyiségben jelen van. A mezőgazdasági kémia egyik megalapítója, Justus Liebig (1803-1873) német tudós megfogalmazta a növények ásványi táplálkozásának elméletét. Megállapította, hogy egy növény fejlődése, állapota nem azoktól a kémiai elemektől (vagy anyagoktól), vagyis olyan tényezőktől függ, amelyek kellő mennyiségben jelen vannak a talajban, hanem azokon, amelyek nem elegendőek. Például a növény számára elegendő nitrogén- vagy foszfortartalom a talajban nem tudja kompenzálni a vas-, bór- vagy káliumhiányt. Ha a talajban lévő tápanyagok közül bármelyik (legalább egy) kevesebb az adott növény által igényeltnél, akkor az abnormálisan, lassan fejlődik, vagy kóros eltérésekkel rendelkezik. Yu. Liebig kutatásai eredményeit fundamentális formában fogalmazta mega minimum törvénye.
A minimumban lévő anyag szabályozza a hozamot, meghatározza annak méretét és időbeli stabilitását.
Természetesen a minimum törvénye nem csak a növényekre érvényes, hanem minden élő szervezetre, így az emberre is. Ismeretes, hogy bizonyos esetekben a szervezet bármely elemének hiányát a használatával kell kompenzálni ásványvíz vagy vitaminokat.
Egyes tudósok további következményt vonnak le a minimum törvényéből, amely szerint a szervezet bizonyos mértékig képes az egyik hiányos anyagot egy másikkal helyettesíteni, vagyis az egyik tényező hiányát egy másik - funkcionálisan - jelenlétével kompenzálni. vagy fizikailag közel. Ezek a lehetőségek azonban rendkívül korlátozottak.
Ismeretes például, hogy a csecsemőknek szánt anyatej helyettesíthető mesterséges keverékekkel, de azok a mesterséges gyermekek, akik életük első óráiban nem kaptak anyatej, általában diathesisben szenvednek, amely bőrkiütésekre való hajlamban, légúti gyulladásban stb.
Liebig törvénye az ökológia egyik alaptörvénye.
Elején azonban a XX században Shelford amerikai tudós kimutatta, hogy egy anyag (vagy bármely más tényező) nem csak minimálisan, hanem a szervezet által igényelt szinthez képest többletben is jelen van, nemkívánatos következményekkel járhat a szervezetben.
Például a szervezet higanytartalmának (elvileg ártalmatlan elemnek) egy bizonyos normától való enyhe eltérése súlyos funkcionális rendellenességekhez vezet (a jól ismert "Minamata-betegség"). A talaj nedvességhiánya használhatatlanná teszi a benne lévő tápanyagokat a növény számára, a túlzott nedvesség viszont hasonló következményekkel jár, például a gyökerek "fulladásához", a talaj elsavasodásához, anaerob folyamatok kialakulásához. Számos mikroorganizmus, köztük a biológiai szennyvíztisztítókban használt mikroorganizmusok nagyon érzékenyek a szabad hidrogénion-tartalom határára, azaz a közeg savasságára (pH).
Vizsgáljuk meg, mi történik a szervezettel egyik vagy másik környezeti tényező rezsimjének dinamikájának feltételei között. Ha bármilyen állatot vagy növényt elhelyezünk egy kísérleti kamrában, és megváltoztatjuk a levegő hőmérsékletét, akkor a szervezet állapota (minden életfolyamata) megváltozik. Ebben az esetben ennek a faktornak (Top) a szervezet számára a legjobb (optimális) szintje derül ki. amelynél az aktivitása (A) maximális lesz (2. ábra). De ha a faktor rezsimjei egyik vagy másik (kisebb vagy nagyobb) irányba eltérnek az optimumtól, akkor az aktivitás csökkenni fog. Egy bizonyos maximum vagy minimum érték elérésekor a faktor összeegyeztethetetlenné válik az életfolyamatokkal. A testben olyan változások következnek be, amelyek halálát okozzák. Ezek a szintek így végzetesnek vagy halálosnak bizonyulnak (Smolder és Tyr).
Elméletileg hasonló, bár nem teljesen hasonló eredményeket kaphatunk kísérletekben más tényezők változásával is: levegő páratartalma, víz különböző sótartalma, környezet savassága stb. (lásd 2. ábra, b). Minél szélesebb az ingadozások amplitúdója annak a tényezőnek, amelynél a szervezet életképes maradhat, annál nagyobb a stabilitása, azaz toleranciája egyik vagy másik tényezővel szemben (a lat. tolerancia türelem).
Rizs. 2. A környezeti tényező hatása a szervezetre
Ezért a "toleráns" szót stabilnak, toleránsnak fordítják, a tolerancia pedig úgy definiálható, mint egy szervezet azon képessége, hogy ellenálljon a környezeti tényezőknek az élettevékenysége szempontjából optimális értékektől való eltéréseinek.
A fentiek mindegyikéből az következikW. Shelford törvénye, vagy az úntolerancia törvénye.
Bármely élő szervezet rendelkezik bizonyos, evolúciós úton öröklött felső és alsó rezisztencia (tolerancia) határokkal bármely környezeti tényezővel szemben.
Ebben a megfogalmazásban a törvény egy módosított görbével szemléltethető (2. ábra, b), ahol a vízszintes tengely mentén más különféle fizikai és kémiai tényezők értékeit ábrázoljuk. Egy szervezet számára nemcsak a faktor változási tartománya a fontos, hanem az is, hogy milyen sebességgel változik a faktor. Kísérletek ismeretesek, amikor a levegő hőmérsékletének +15 ° C-ról -20 ° C-ra való hirtelen csökkenésével egyes lepkék hernyói elpusztultak, és lassú, fokozatos lehűléssel sokkal alacsonyabb hőmérséklet után tudtak visszatérni az életbe. A törvény úgy van megfogalmazva, hogy bármely környezeti tényezőre érvényes legyen. Általában véve ez igaz. De kivételek is lehetségesek, amikor a stabilitásnak nincs felső vagy alsó határa. Az alábbiakban egy ilyen kivétel konkrét példáját fogjuk megvizsgálni.
A tolerancia törvényének azonban más értelmezése is van. A tolerancia törvénye az ökológiában széles körben elterjedt elképzelésekkel függ össze a korlátozó tényezőkről. Ennek a fogalomnak nincs egységes értelmezése, és a különböző ökológusok teljesen más jelentést adnak bele.
Úgy gondolják például, hogy a környezeti tényező korlátozó tényező szerepét tölti be, ha hiányzik, vagy a kritikus szint felett vagy alatt van (Dajo, 1975, 22. o.); egy másik értelmezés szerint a korlátozó tényező az, amely egy szervezet bármely folyamatának, jelenségének vagy létezésének keretét meghatározza (Reimers, 1990, 544. o.); ugyanezt a fogalmat használják a népességnövekedést korlátozó és a verseny alapot teremtő erőforrásokkal kapcsolatban (Riklefs, 1979, 255.). Odum (1975, 145. o.) szerint minden olyan állapot, amely megközelíti vagy túllépi a tolerancia határait, korlátozó tényező. Tehát az anaerob szervezetek esetében az oxigént korlátozó tényezőnek tekintik, a vízben lévő fitoplankton esetében - foszfort stb.
Mit jelent valójában ez a kifejezés? A kérdésre adott válasz rendkívül fontos az alkalmazások szempontjából, és a környezetszennyezéssel kapcsolatos. Térjünk vissza az ábrához. 2, a. Amint láthatja, a Tlet és a Tlet közötti tartomány a túlélés határait jelenti, amely után a halál bekövetkezik. Ugyanakkor a szervezet rezisztenciájának tényleges tartománya sokkal szűkebb. Ha a kísérletben a faktor módusa eltér a Topt-tól, akkor a szervezet életállapota (A) csökkenni fog, és a faktor bizonyos felső vagy alsó értékeinél visszafordíthatatlan kóros elváltozások lépnek fel a kísérleti szervezetben. A test depressziós, pesszimális állapotba kerül. Még ha leállítja a kísérletet, és visszaállítja a faktort az optimálisra, a szervezet nem tudja teljesen helyreállítani állapotát (egészségét), bár ez nem jelenti azt, hogy biztosan meghal. Hasonló helyzetek jól ismertek az orvostudományban: amikor az embereket munkatapasztalataik során káros vegyszerek, zaj, rezgés stb. érik, foglalkozási megbetegedések alakulnak ki. Így, mielőtt a faktor halálos hatást gyakorolna a szervezetre, lehet, hogy korlátozza annak létfontosságú állapotát.
Bármely időben és térben dinamikus környezeti tényező (fizikai, kémiai, biológiai) lehet halálos és korlátozó is, nagyságától függően. Ez alapot ad a következő, törvényi jelentőségű posztulátum megfogalmazására.
A környezet bármely eleme korlátozó környezeti tényezőként működhet, ha szintje visszafordíthatatlan kóros elváltozásokat okoz a szervezetben, és visszafordíthatatlanul pesszimális állapotba viszi azt (a szervezetet), amelyből a szervezet nem tud kilépni, még akkor sem, ha a ez a tényező visszaáll az optimumra.
Ez a posztulátum közvetlenül kapcsolódik a környezet egészségügyi védelméhez, valamint a levegőben, talajban, vízben és élelmiszerekben található kémiai vegyületek egészségügyi és higiéniai szabályozásához.
ábrán. 2, és a tényező értékeit, amelyek felett ez korlátozóvá válik, Tlim és Tlim jelöli.
Valójában a korlátozó tényező törvénye egy általánosabb törvény - a tolerancia törvényének - speciális esetének tekinthető, és a következő alkalmazott megfogalmazással adható.
Bármely élő szervezet rendelkezik bármely környezeti tényezővel szembeni ellenállás felső és alsó küszöbével (korlátaival), amelyen túl ez a faktor bizonyos szervekben és élettani (biokémiai) folyamatokban visszafordíthatatlan, tartós funkcionális eltéréseket okoz a szervezetben, anélkül, hogy közvetlenül halálhoz vezetne.
A 2. a, b ábrán szemléltetett és szemléltetett törvényszerűségek egy általános elméletet képviselnek. De a valós kísérletben kapott adatok általában nem teszik lehetővé ilyen ideálisan szimmetrikus görbék felépítését: egy szervezet életállapotának tényleges romlási sebességét, amikor a faktor szintje egy irányban eltér az optimumtól, ill. a másik nem ugyanaz.
A szervezet ellenállóbb lehet pl. alacsony hőmérsékletek vagy más tényezők szintjei, de kevésbé ellenállnak a magas tényezőknek, amint az az ábrán látható. 3. Ennek megfelelően a tűrésgörbék pesszimális részei többé-kevésbé "meredekek" lesznek. Tehát a hőszerető szervezetek számára a környezet hőmérsékletének enyhe csökkenése is káros (és visszafordíthatatlan) következményekkel járhat az állapotukra, míg a hőmérséklet emelkedése lassú, fokozatos hatást fejt ki.
A fentiek nemcsak a környezeti hőmérsékletre vonatkoznak, hanem más tényezőkre is, mint például a víz bizonyos vegyi anyagtartalmára, nyomásra, páratartalomra, stb. Sőt, az átalakulással fejlődő fajoknál (sok kétéltű, ízeltlábú) az ugyanezekkel szembeni tolerancia. Az ontogenezis különböző szakaszaiban lévő tényezők eltérőek lehetnek.
Minden ilyen helyzetben elsősorban természetes tényezőkről beszélünk, vagyis azokról, amelyek időbeli és térbeli dinamikája meghatározta az evolúciót, a szelekciót és az alkalmazkodás fejlődését.
Az antropogén tényezők szervezetre gyakorolt hatásának sajátosságai
A céltudatos cselekvés egyes antropogén tényezői (lásd a besorolást az 1. ábrán) a szervezet rezisztenciájának leküzdésére, túlélésének vagy alkalmazkodásának kizárására szolgálnak.
Ilyenek például a növényi kártevők vagy gyomok elpusztítására használt peszticidek (mérgező vegyszerek), antibiotikumok, szintetikus mérgek háztartási használatra – a szinantróp rovarok és rágcsálók elleni küzdelemre. Az ilyen anyagok sajátossága, hogy nem voltak az evolúció és a természetes szelekció tényezői: egyszerűen nem léteztek a környezetben, vagy szinte észrevehetetlen volt a szintjük. Nem volt szükség arra, hogy az organizmusok alkalmazkodó reakciókat fejlesszenek ki velük kapcsolatban.
Ez utóbbi vonatkozik a nem irányított (mellék)hatású abiotikus tényezőkre is. A zaj-, rezgés-, hőmérséklet- stb. szintek tehát gyártási körülmények között jóval túlmutatnak a test tűrőképességén, de ebben az esetben ezek a tényezők ökológiailag csak akkor jelentősek, ha paramétereik meghaladják a test ellenállásának felső határát, azaz tényezők korlátozóvá vagy halálossá válnak.
Ugyanezt kell elmondani a környezetvédelem fő tárgyáról - a levegőben, vízben, talajban szétszórt szennyező anyagokról. A hiány pl. SO2 illetve a levegőben lévő azbesztpornak nincs semmilyen káros hatása a szervezetre. És jelenlétük okozhat Negatív következmények. Ezért az ábrán látható. 2, b, a környezeti tényezők szervezetre gyakorolt hatásának általános sémája (a továbbiakban csak az emberi szervezetről lesz szó) más formában is bemutatható (2. ábra, c).
A szennyezőanyag koncentrációja a környezetben (C) a vízszintes tengely mentén van ábrázolva, ennek az anyagnak a hiánya (C = 0) optimális a szervezet számára, élettevékenységének optimuma pedig az y tengelyen található. Nézzük meg, mi történhet, ha ez az anyag megjelenik a környezetben. A szervezet egyéni jellemzőitől (morfológiai, fiziológiai) függően még egy káros anyag (C\u003e 0) csekély jelenléte is csökkentheti a létfontosságú aktivitást, bár a szervezetben nem fordulnak elő visszafordíthatatlan változások. Így természetesen sok nagy ipari központ lakói némi kellemetlenséget, esetleg rosszullétet tapasztalnak bizonyos szennyező anyagok jelenlétében a levegőben vagy a vízben. Nyilvánvaló, hogy ezen anyagok tartalom növekedésével (C>>0) az emberek állapota romlik, azaz csökken az élettevékenység. De ugyanakkor egy szennyező anyag koncentrációja elérheti azt az értéket, amelynél a szervezetben visszafordíthatatlan kóros elváltozások léphetnek fel, amelyek a modern orvostudomány módszereivel kimutathatók. Ez azt jelenti, hogy a szervezetnek van egy bizonyos ellenállási küszöbe (toleranciája) egy adott anyaggal szemben; az a tényező, amelynek szintje meghaladja ezt a küszöböt, ökológiai szempontból korlátozónak tekinthető.
Ezekkel az eltérésekkel a normális életállapottól (optimális) a szervezet még sok évig élhet, de már nem tekinthető egészségesnek. Emlékezzünk vissza a jól ismert fogalomra Foglalkozási betegség A 2. ábrán a megfelelő pontot két szimbólum jelzi: az ökológia nyelvén C-ként lim , és a toxikológia nyelvén - mint C mivel (küszöbkoncentráció).
Egy anyag koncentrációjának további növekedése a környezetben halálhoz vezethet (Cévek ).
Így, ha objektív körülmények miatt nem reális bizonyos szennyeződések nulla tartalmát biztosítani, akkor azok koncentrációját azokra az értékekre kell korlátozni, amelyek nem haladják meg a C-t. mivel állatkísérletekben vagy bármely más kísérletben kísérletileg megállapított. Így az anyagtartalom megállapított küszöbértéke a legnagyobb megengedett koncentrációt (MAC) jelenti. Nyilvánvaló, hogy a kísérletileg megállapított C értékhez képest mivel a maximálisan megengedhető koncentrációt egy bizonyos "résszel" fogadják el, azaz általában alacsonyabb, mint Cóta .
Ezt a kérdést részletesebben az „Antropogén környezeti hatások értékelése” című előadás tárgyalja. Itt mindezekre a magyarázatokra csak az ökológia és a környezet higiénikus védelme közötti kapcsolat bemutatására volt szükség. Mint látjuk, ez utóbbi a korlátozó tényező ökológiai törvényén alapul.
A korlátozó tényező törvénye egy sor életbiztonsági intézkedés alapja is. A fentebb tárgyalt antropogén környezeti tényezők azért veszélyesek, mert rendszerük és szintjük meghaladja az emberi szervezet tűrőképességét és korlátozóvá válik.
A fentiekből következik a környezetvédelem első, az ökológia nyelvén kifejezett szabálya.
A környezet védelme azt jelenti, hogy a környezeti tényezők összetételét és rezsimjét az élő (elsősorban emberi) szervezet öröklött tűrőképességének határain belül biztosítjuk, pl. úgy kezelje, hogy semmilyen tényező ne legyen korlátozva vele kapcsolatban.
Az élőlények osztályozása a környezeti tényezők függvényében
A faktorok ingadozásának amplitúdóira (tűrési határra) vonatkozó követelmények különböző élőlényeknél eltérőek: egyeseknél ezek a határok szélesebbek, másoknál szűkebbek. Például a ponty csak benne élhet friss víz, és a jól ismert közönséges pálcika elvisel némi sótartalmat. Növények lehetnek higrofil (vízigényes), mezofil (mérsékelt páratartalmú), xerofil (szárazkedvelő). A nyír viszonylag száraz és mérsékelten nedves talajon egyaránt jól terem, míg a lucfenyő a mérsékelten folyó nedvességet kedveli. Így minden fajnak megvannak a tűréshatárai a különféle környezeti tényezőkkel szemben, amelyek meghatározzák eloszlását, abundanciáját és számának időbeli és térbeli változását.
A 3. ábra a tűréshatárokat mutatja különféle fajták: az egyik ilyen fajnak széles stabilitási korlátai vannak - euritermikus (a görög evry szóból széles, különböző), és nagy amplitúdójú hőmérséklet-változások körülményei között élhet ( II ); a másik kettő - stenotermikus (a görög stenos - keskeny) - sokkal szűkebb stabilitási határokkal rendelkezik, az egyik viszonylag alacsony, a másik pedig viszonylag magas hőmérséklet. Azonban a kilátásén , alacsony hőmérséklethez alkalmazkodott, kriofil (a görög kriosz szóból - hideg), és III - termofil. Amint látjuk, az euritermikus fajok a faktor széles ingadozása mellett képesek aktivitást kifejteni és fenntartani, míg a stenotermek már az optimumtól való kismértékű eltérésekkel is csökkentik aktivitásukat.
Rizs. 3. Az élőlények környezeti tényezőkkel szembeni rezisztenciájának (toleranciájának) határai a hőmérséklet példáján és az organizmusok rezisztenciájának osztályozása
Hasonló minták érvényesek más tényezőkre is. Például már említettük a higrofileket és a xerofileket. Az élőhely sótartalma tekintetében megkülönböztetik az euryhalokat és a stenohalokat (a görög hals - só szóból), a megvilágítás tekintetében - eurifotokat és sztenofotokat, a környezet savasságával kapcsolatban - eurionos és sztenoionos fajokat.
Teljesen világos, hogy az élőlények szennyezőanyagokkal szembeni ellenálló képességének is vannak határai: egyes növények vagy állatok jobban ellenállnak a levegőben vagy vízben lévő szennyeződéseknek, mint mások.
A számunkra már ismert fogalmakat használva, felmérve az élőlények alkalmazkodóképességét a tág és szűk amplitúdójú tényezők változásai körülményei között, beszélhetünk olyan fajokról, amelyek változatos élőhelyeken (eurytopikus) élhetnek, illetve olyan fajokról, amelyek elterjedését korlátozza egy a környezeti tényezőkre való szűk igényesség (stenotopiás).
A változó környezeti tényezőkhöz való állandó alkalmazkodás körülményei között az evolúció és a természetes szelekció folyamatában lévő élőlények örökletesen rögzült tulajdonságokat fejlesztenek ki, amelyek biztosítják a normális életet különböző környezeti feltételek között, ún. adaptációk . Azok az egyének, akik valamilyen oknál fogva elveszítették a környezeti tényezők változásaihoz való alkalmazkodás képességét, kihalásra vannak ítélve.
Az alkalmazkodás legjellemzőbb példái a morfológiai adaptációk, például a vízi állatok gyors úszásához való alkalmazkodás, a kaktuszok és más pozsgások magas hőmérsékletű és nedvességhiányos túlélése.
A viselkedési (otológiai) adaptációk megnyilvánulnak például a madarak szezonális vándorlásában, egyes állatok téli álmában stb.
Egyéb kapcsolódó munkák, amelyek érdekelhetik.vshm> |
|||
10640. | Élőhely, környezeti tényezők és hatásuk általános mintái | 345,17 KB | |
Minden környezeti tényezőre van egy kedvező hatásintenzitás, amelyet optimális zónának nevezünk. A faktor hatásának ilyen intenzitásával, legjobb körülmények között az élőlények életéért. Attól függően, hogy a fajok számára melyik optimum a legelfogadhatóbb, megkülönböztetik a meleg- és hidegkedvelő nedvességet, valamint a magas vagy alacsony sótartalomhoz alkalmazkodó, szárazon kedvelőt. Minél jobban eltér a faktor dózisa az ehhez az értéktípushoz tartozó optimális értéktől, annál inkább gátolt élettevékenysége. | |||
16033. | A jármű profilakadályok leküzdéséhez szükséges erő- és kinematikai tényezők kialakulásának mintái | 927,96 KB | |
Az üzemeltetett terepjárók keresztmetszeti terepjáró képességének szintjét – néhány speciális, a katonai osztály sajátos követelményei szerint megalkotott jármű kivételével – csak azok tervezési paraméterei - az alapon lévő tengelyelrendezések - biztosítják. | |||
6643. | Az élőlények szaporodása és fejlődése | 269,28 KB | |
Oszthatók attól függően, hogy hány sejt vesz részt az ivartalan szaporodás folyamatában: ivartalan szaporodás, amelyben a leánynemzedék egy sejtből jön létre: sejtosztódás többszörös sejtosztódás skizogónia sporuláció sporuláció bimbózó egysejtű élesztőben ... | |||
3574. | A világ pénzügyi piacainak kölcsönhatásai. A pénzügyi piacok interakciós ciklusa Martin Pring szerint. Intermarket elemzés | 187,24 KB | |
Az intermarket elemzés négy pénzügyi piac – deviza, áru, kötvény és részvény – egyidejű vizsgálatát foglalja magában. E négy piac egymás közötti kölcsönhatásának természete határozza meg prediktív értéküket. | |||
6644. | Az élőlények egyéni fejlődése (ontogenezis) | 78,69 KB | |
Úgy gondolják, hogy csak egy spermium nukleáris tartalma kerül be az állatok petesejtjébe. Az emberek és néha még magasabb rendű állatok esetében a születés előtti fejlődési időszakot gyakran születés utáni, születés utáni időszaknak nevezik. A legtöbb többsejtű állatban, szervezetük összetettségétől függetlenül, az embrionális fejlődés azon szakaszai, amelyeken az embrió áthalad, ugyanazok. A zúzás természete és a blastula típusai különböző gerincesekben... | |||
21332. | korlátozó tényezők. Az élőlények alkalmazkodása a tényezőkhöz | 303,8 KB | |
Egyes állatok a szélsőséges hőséget szeretik, mások jobban tolerálják a mérsékelt környezeti hőmérsékletet stb. Ezen túlmenően, az élő szervezeteket azokra osztják, amelyek képesek bármilyen környezeti tényező változásának széles vagy szűk tartományában létezni. Ha a környezeti feltételek hatása nem éri el a határértékeket, arra az élő szervezetek bizonyos cselekvésekkel vagy állapotváltozásokkal reagálnak, ami végső soron a faj fennmaradásához vezet. Ebben a munkában a környezeti tényezők, a témát korlátozó tényezők és az élőlények alkalmazkodása a ... | |||
12700. | A kártevők biológiai jellemzői és a leküzdésükre irányuló intézkedések | 62,79 KB | |
Különösen jelentős termésveszteség lép fel a talajból tápanyagot és nedvességet eltávolító, a termesztett növényeket árnyékoló gyomnövények jelenléte miatt, valamint sok esetben a termékeket mérgező anyagokkal, magvakkal szennyezik, amelyek ember- és állatmérgezést okoznak. A mezőgazdaság vegyszerezésének fő irányai: műtrágyahasználat, növényvédőszerek kártevőktől, betegségektől és gyomoktól vegyi eszközei, vegyszerek alkalmazása az állattenyésztésben, mezőgazdasági termékek megőrzése és ... | |||
9281. | A környezetvédelmi alapok rendszere az Orosz Föderációban | 14,17 KB | |
Természetvédelmi alapok létrehozása Oroszország 38 régiójában egy környezetvédelmi és gazdasági kísérlet során, kétszintű alaprendszer kialakítása: szövetségi és regionális. 1. szakasz - kísérleti, és magában foglalta a módszertani megközelítések finomítását a környezetszennyezési díjak nagyságának és felszámítási eljárásának meghatározásához, figyelembe véve | |||
12741. | Környezetszennyezés ellenőrzése | 38,19 KB | |
A higanyt aktívan felhalmozzák a plankton élőlények, amelyek a rákfélék táplálékai, az utóbbiakat pedig a halak megeszik. Általánosan elfogadott, hogy a 20 mg kg-ban megadott higanyszint halálos a halak számára. Irak metil-higannyal kezelt gabonát vásárolt Mexikóból vetőmagként, de a helyi lakosság kenyérkészítéshez használta a gabonát. Epidemiológiai adatok azt mutatják, hogy a kadmium rendkívül veszélyes az emberre. | |||
13714. | Az élőlények egyéni fejlődése és viselkedése. Ontogenezis. Életciklus növényekben és állatokban | 9,96 KB | |
Az ontogén személyiség eredet a szervezet egyéni fejlődése a zigóta kialakulásától a haláláig. Az ivarsejtek olyan nemi sejtek, amelyek örökletes információkat hordoznak, és haploid készlettel rendelkeznek. A megtermékenyítés a növények vagy állatok hím és női ivarsejtjeinek egyesülési folyamata, amely a szexuális folyamat alapja. Az embrionális csírázási periódus a zigóta kialakulásától a születésig vagy a tojáshártyákból való kiemelkedésig vagy a csírázásig terjedő ontogenetikai időszak. |
Bármely környezeti tényező dinamikus, időben és térben változó.
A megfelelő időszakos meleg évszakot a hideg váltja fel; Napközben kisebb-nagyobb ingadozások figyelhetők meg a hőmérsékletben, a megvilágításban, a páratartalomban, a szélerősségben stb.. Mindezek természetesek, a környezeti tényezők ingadozásai, de az ember is képes ezeket befolyásolni. Az antropogén tevékenység környezetre gyakorolt hatása általános esetben a környezeti tényezők rezsimjének (abszolút értékeinek és dinamikájának) változásában, valamint a tényezők összetételében nyilvánul meg, például amikor a xenobiotikumokat természetes anyagokba juttatják. rendszerek a termelés során vagy különleges események, mint például növényvédelem növényvédő szerekkel vagy szerves és ásványi trágyák talajba juttatása.
Azonban minden élő szervezet szigorúan meghatározott szinteket, mennyiségeket (dózisokat) követel meg a környezeti tényezőktől, valamint ezek ingadozásának bizonyos határait. Ha az összes környezeti tényező rezsimje megfelel a szervezet örökletesen rögzített igényeinek (azaz genotípusának), akkor képes túlélni és életképes utódokat nemzeni. Az egyik vagy másik típusú organizmus környezeti tényezőkkel szembeni igényei és ellenállása meghatározza annak a földrajzi zónának a határait, amelyben élhet, azaz elterjedési területét. A környezeti tényezők meghatározzák az adott fajok számának időben és térben történő ingadozásának amplitúdóját is, amely soha nem marad állandó, hanem többé-kevésbé széles körben változik.
A korlátozó tényező törvénye
Egy élő szervezet természetes körülmények között egyszerre van kitéve nem egy, hanem sok környezeti tényezőnek, biotikusnak és abiotikusnak egyaránt, és mindegyik tényezőre bizonyos mennyiségben vagy dózisban szüksége van a szervezetnek. A növényeknek jelentős mennyiségű nedvességre, tápanyagra (nitrogénre, foszforra, káliumra) van szükségük, de más anyagokra, például bórra vagy molibdénre elenyésző mennyiségben van szükség. Ennek ellenére bármely anyag (makro- és mikroelem) hiánya vagy hiánya negatívan befolyásolja a szervezet állapotát, még akkor is, ha az összes többi a szükséges mennyiségben jelen van. A mezőgazdasági kémia egyik megalapítója, Justus Liebig (1803-1873) német tudós megfogalmazta a növények ásványi táplálkozásának elméletét. Megállapította, hogy egy növény fejlődése, állapota nem azoktól a kémiai elemektől (vagy anyagoktól), vagyis olyan tényezőktől függ, amelyek kellő mennyiségben jelen vannak a talajban, hanem azokon, amelyek nem elegendőek. Például a növény számára elegendő nitrogén- vagy foszfortartalom a talajban nem tudja kompenzálni a vas-, bór- vagy káliumhiányt. Ha a talajban lévő tápanyagok közül bármelyik (legalább egy) kevesebb az adott növény által igényeltnél, akkor az abnormálisan, lassan fejlődik, vagy kóros eltérésekkel rendelkezik. Yu. Liebig kutatásai eredményeit fundamentális formában fogalmazta meg a minimum törvénye.