Экологическая толерантность организмов

Дыхательный акт происходит с участием подвижных ребер и грудины  и в принципе не отличается от грудного дыхания рептилий и млекопитающих. Прежнее представление о том, что в поле те дыхательные движения определяются взмахами крыльев, не соответствует действительности: точные эксперименты показывают, что в большинстве режимов полета синхронизация взмахов крыльев и дыхательных движений не соблюдается (По-видимому, лишь у голубя взмахи крыльев всегда синхронизированы с дыхательными движениями (Tomlinson, 1957); поскольку голубь - обычный объект физиологических исследований, это положение и было распространено на всех птиц.

Как уже сказано, первичные бронхи (мезобронхи) образуют в легких многочисленные ответвления; от заднего их отдела отходят несколько вторичных бронхов, соединяющихся с передними воздушными мешками. В свою очередь, вторичные бронхи соединяются между собой многочисленными третичными бронхами (парабронхи). Каждый парабронх представляет собой тонкую трубочку (у цыпленка, например, диаметр ее составляет около 0,5 мм), от центрального канала которой отходят еще более тонкие канальцы - бронхиолы, делящиеся на воздухоносные капилляры диаметром 3-10 мкм. Бронхиолы и воздушные капилляры оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Комплекс воздухоносных и кровеносных капилляров, образующих вокруг парабронхов сеть толщиной 50-200 мкм, представляет собой аппарат газообмена между воздухом, проходящим через легкие, и кровью.

Первичноводные животные используют для дыхания кислород, растворенный в воде. Растворимость кислорода  невелика: при 15°С и давлении сухого газа над водной поверхностью в 1 атм (101,3 кПа) в 1 л воды растворяется около 34 мл О2. Помимо парциального давления кислорода в газовой среде, граничащей с водной поверхностью, на его растворимость в воде оказывают существенное влияние температура и присутствие других растворенных веществ.

На содержание кислорода в воде влияет и ряд экологических факторов. Так, перемешивание воды (быстрое  течение, пороги и водопады, шторм, волнение) повышает насыщение воды кислородом, тогда как в штилевую погоду или  в замкнутых стоячих водоемах наблюдается противоположная ситуация. Зеленые растения также способствуют увеличению количества кислорода в  воде. Сильно обедняются кислородом воды, содержащие большое количество органики (ил, детрит), поскольку расход кислорода  на ее разложение может превышать  его поступление в водоем. Это  явление особенно выражено при высокой  температуре и в зимний период, когда водоемы покрыты льдом  и поступление кислорода практически  приостанавливается. В силу всех этих обстоятельств количество кислорода, растворенного в естественных водах, не толь ко мало, но и очень изменчиво: концентрация порядка 7—11 см3/л характерна для хорошо аэрированных водоемов; нередко эта вели чина может снижаться до десятых долей кубических сантиметров на 1 л воды.

3. Колебание численности  популяций. Половой и возрастной  состав.

Стабильная популяция характеризуется примерным постоянством численности в течение некоторого промежутка времени и формируется при одинаковой интенсивности рождаемости и смертности. Однако, в отдельные моменты этого промежутка времени численность популяции может отклоняться от среднего значения. В этом случае внешние условия относительно стабильны и состояние самой популяции тоже примерно стабильно.

В растущей популяции рождаемость превышает смертность, поэтому численность возрастает вплоть до такого значения, что может наступить вспышка массового размножения. При резком увеличении популяции возникает ее переуплотнение, условия существования ухудшаются, смертность увеличивается, численность популяции начинает сокращаться.

Если смертность превышает рождаемость, то популяция - сокращающаяся.

Плотность популяции - число особей, приходящихся на единицу площади  или объема. Изменение плотности  популяции позволяет сделать  вывод о соотношении рождаемости  и смертности, но только в тех  условиях, если ареал популяции остается неизменным и не происходит ни эмиграции, ни иммиграции особей. Если в качестве критерия изменения численности популяции использовать чистую скорость размножения r₀, равную среднему числу потомков, производимых данной особью вида за всю жизнь, то при:

• r > 1 - популяция растущая
• r = 1 - популяция стабильная
• r < 1 - популяция сокращающаяся

Колебания численности особей любой  популяции называются волнами жизни  или популяционными волнами. Могут  быть сезонными (периодическими), то есть обусловленными генетически, а также  несезонными (апериодическими), то есть обусловленными непосредственным воздействием на популяцию биотических и абиотических факторов.

Длина волны жизни прямо пропорциональна  продолжительности цикла развития организма.

Численность популяции зависит  от множества факторов, которые можно  условно разделить на 2 группы:

• факторы, не зависящие от плотности популяции. Например, абиотические (наиболее важны - климатические).
• факторы, зависящие от плотности популяции: конкуренция, деятельность паразитов, хищников, болезни, пища. Если плотность популяции приближается к некоторому верхнему пределу, то влияние этих факторов усиливается, но в некоторых случаях может и снижаться.

1. Отвечает случаю, когда скорость роста популяции уменьшается с увеличением ее численности. Это характерно для большинства популяций растений и животных и проявляется двумя способами: 
   - при увеличении плотности популяции - снижение плодовитости; 
   - при увеличении плотности популяции изменяется возраст наступления половой зрелости.
2. Соответствует максимальному темпу роста популяции при средних, а не при низких значениях плотности. Однако, достигнув максимального значения, скорость роста популяции начинает уменьшаться при дальнейшем увеличении плотности популяции. Характерно для некоторых птиц, насекомых, видов, для которых характерен эффект группы.
3. Наблюдается тогда, когда темпы роста популяции примерно постоянны при высоких значениях плотности. После достижения предельного значения плотности популяции, темп роста сильно падает. Характерно для видов с сильными колебаниями численности (мышевидные грызуны, насекомые). 

4. Понятие биотехносферы и ноосферы как изменяемой человеком биологической среды.

Даже человеку, специально не занимающемуся  естественными науками, несложно представить  себе, что возникновение новых  компонентов в биогеносфере должно было приводить — и приводило — к возникновению новых производных продуктов. Так появилась вода и появились морские и речные осадочные породы. Производное растительности — каменный уголь, торф. Мельчайших живых организмов — толщи известняков, доломитов и т. п. Климат, бактерии, растительность и животные коллективно «организовали» из горных пород почву…

Вполне закономерно, что и человечество, став еще одной системой земного  шара, еще одной его сферой («антропосферой», — этот термин еще в 1902 году употреблял крупный русский ученый Д. Н. Анучин), — вполне закономерно, что человечество вызвало к жизни новые продукты, новые явления, причем столь значительные, что их точнее определять как новые компоненты.

Иначе говоря, если возникновение  человечества явилось в эволюции планеты этапом колоссального значения, то это отнюдь не означает, что эволюция на нем закончилась и в дальнейшем возможно лишь изменение природы  человеком. Планетная эволюция продолжается, темпы ее колоссальны — она  имеет революционный характер, — но определяется планетная эволюция теперь человечеством.

Сейчас уже определенно выделились два основных производных от человеческой деятельности, от ноотехнизации компонента; техносфера и ноосфера. (У ноотехнизации, как отмечалось, две сложнейшие сами по себе составляющие — техногенез и ноогенез, практически неразрывно переплетенные.)

Появление техносферы и ноосферы в истории планеты столь же важно, как и появление атмосферы, гидросферы, жизни, — исторически они в одном ряду с ними, но роль их выходит за рамки бытия нашей планеты; как и человечество, они соответствуют более грандиозному космическому процессу, и не случайно оба компонента уже дали «всплески», далеко ушедшие за пределы Земли.

Еще в двадцатых годах нашего века натуралисты (А. Е. Ферсман и  другие) осознали, что на земном шаре в планетарном масштабе идет техногенез — сотворение техносферы. Как элементы в нее входят городские и сельские поселения, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, колоссальный — миллиардный-парк всяческих машин и механизмов, средства транспорта и средства связи, энергетические системы снабжения и обслуживания, дороги, мосты и т. п.

В сущности, вся или почти вся  материальная жизнь цивилизованного  человека связана с каналами техносферы, а сама техносфера уже вышла из прямого, непосредственного подчинения человеку — закономерности ее развития приобрели характер объективных закономерностей.

Более подробного разговора требует  «сфера разума», ноосфера. Понятие это  было предложено в 1927 году французскими философами Леруа и Тейяр де Шарденом и введено в отечественную литературу В. И. Вернадским в 1931 году. Недавно оно вошло в учебные пособия для средней школы, но последнее не означает, что оно прояснено до конца. Догадываясь, что мое публицистическое выступление подчас начинает страдать от излишества понятий и терминов (а в данном случае мне очень трудно «держать рубеж» между наукой и литературой), я ограничусь в этой главе самыми краткими сведениями, а в следующих главах вернусь к ноосфере с позиций, определенно близких искусству.

Вероятно, мы вправе считать провозвестниками техногенеза каменные топоры и ловчие ямы, первые гончарные изделия и улучшенные жилища — пещеры… Но безусловно, что с появлением человека на Земле начался ноогенез — производство знания, накопление пусть примитивной, но жизненно совершенно необходимой древнему человеку информации, которая потом передавалась из поколения в поколение.

В неолите, когда произошло расселение человека по земному шару, точечные огоньки ноогенеза затеплились на всех его континентах. Они разгорались кострами в густо населенных древних цивилизациях.

«Костры» сомкнулись над планетой после изобретения книгопечатания, телеграфа, телефона, радио, телевидения, и тогда возникла ноосфера, сфера  разума, еще одно реальное земное явление.

Ноосфера — это планетизированный непрерывный поток информации, поддерживающий или изменяющий структуру мира, это постоянно возникающее и развивающееся знание, которое воплощается в социальных, идеологических, научных, технических, художественных комплексах, а также в преобразованной человеком природе… Ноосфера зафиксирована в электромагнитных волнах, в книгах, документах, в социальных и научных организациях, в нервных тканях, на страницах газет и журналов, в архитектуре городов, в культурных ландшафтах и парковых ансамблях… Как известие, заключенное в телеграмме, может вызвать взрыв радости или обморок, так и волны ноосферы то радуют, то тревожат народы, сплачивают тысячи людей в трудовых усилиях, приводят в боевую готовность войска, вызывают кризисы на биржах. Вне потока информации, вне постоянной включенности в ноосферу невозможна ныне ни политическая, ни экономическая жизнь, — вообще невозможна человеческая жизнь в современном ее понимании.

Итак, мы имеем дело с совершенно реальным всемирным потоком информации, с реальной массой информации, передаваемой с абсолютной непрерывностью по бесчисленным каналам связи и буквально  заполонившей земное и околоземное  пространство.

Помимо тех весьма общих определений  новых компонентов земного шара, которые только что были мною даны, техносфера и ноосфера могут быть, так сказать, подведены под одну общую категорию — они рычаги, с помощью которых человечество приступает к управлению как своей жизнью, так и природой земного шара.

И тут необходимо напомнить о  следующем: помимо многочисленных социально-исторических революций, человечество уже пережило две социально-пространственные революции («географические») и сейчас начинает осуществлять третью пространственную революцию. Первая пространственная революция  произошла в неолите, когда, какими-то неизвестными нам путями, человечество расселилось по всему земному  шару («эпоха георасселения», ее своеобразный рецидив — расселение по Антарктиде в наши дни). Вторая пространственная революция произошла в эпоху Возрождения, когда человек заселил материки («эпоха геозаселения»; она имеет материковую фазу, которая вскоре будет завершена в Антарктиде, и океаническую — заселение океана только-только начинается). Наконец, на наших глазах человек вступает в третью — космическую — пространственную революцию, которая выразится в расселении по космосу (фазы — космические пространства и планеты). Грядет четвертая революция — заселение космоса, тоже с неизбежными фазами.

Тем обязательнее подчеркнуть отмеченную выше подробность; ни техносфера, ни ноосфера не привязаны намертво к земному шару. Общеизвестно, что они уже прокладывают дорогу в космос своему создателю, человеку. С их помощью жизнь выходит на новый пространственный и исторический рубеж, и они же — «рычаги» — будут непосредственно способствовать выполнению человечеством его управленческой миссии в природе.

Все это лишний раз подтверждает объективность процесса выхода в  космос, его предопределенность эволюцией  планеты.

Список используемой литературы.

1. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю. А. «Предельно допустимые концентрации в окружающей среде» Л., Химия, 1985-528с.
2. Горбатовский В.В., Рыбаньский Н.Г. «Здоровье человека и окружающая среда» Информ - спрв., бюл, "Экологический вестник

России" М.: 1995-59с.

3. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Российской Федерации в 1995 году. М.: 1996-456с.
4. Гинецинский А. Г., Физиологические механизмы водно-солевого равновесия, М. — Л., 1963
5. Кравчинский Б. Д., Физиология водно-солевого обмена жидкостей тела, Л., 1963
6. Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967