Многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

Федеральное государственное бюджетное  образовательное  учреждение высшего профессионального  образования 

«Российский государственный  гуманитарный университет»

(РГГУ)

Филиал  РГГУ  в г. Балашихе

 
 

Кафедра математических и

естественнонаучных  дисциплин

                                         Васильцов Антон Викторович

 

«Многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости»

Реферат по «Концепции современного естествознания»

студента 1 курса  сокращенной заочной формы обучения

направления подготовки 081100 «Государственное и  муниципальное управление» 

Научный  руководитель

Канд. Педогогических наук

(ученая  степень, ученое  звание)

Борисова  Т.Ф.

(личная  подпись)     (расшифровка

                                   личной подписи) 
 
 

Балашиха 2012

Содержание: 

Введение……………………………………………………………..3

1. Основа  организации и устойчивости биосферы……………....5

2. Распределение живого вещества…………………………….….6

3. Классификация  живого вещества…………………………….…9

4. Миграция  и распределение живого вещества……………..….11

5. Постоянство биомассы живого вещества……………………...12

6. Функции  живого вещества в биосфере Земли……………...….13

Заключение…………………………………………………………..14

Список  литературы……………………………………………..…..15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

Огромное  видовое разнообразие живых организмов обеспечивает постоянный режим биотического круговорота. Каждый из организмов вступает в специфические взаимоотношения  со средой и играет свою роль в трансформации  энергии. Это сформировало определенные природные комплексы, имеющие свою специфику в зависимости от условий  среды в той или иной части  биосферы. Живые организмы населяют биосферу и входят в тот или иной биоценоз – пространственно-ограниченные части биосферы не в любом сочетании, а образуют определенные сообщества из видов, приспособленных к совместному обитанию. Такие сообщества называются биоценозами.

Важное  экологическое правило состоит  в том, что чем разнороднее  и сложнее биоценозы, тем выше устойчивость, способность противостоять  различным внешним воздействиям. Биоценозы отличаются большой самостоятельностью. Одни из них сохраняются в течение  длительного времени, другие закономерно  изменяются. Озера превращаются в  болота - идет образование торфа, а  в итоге на месте озера вырастает лес.

Процесс закономерного изменения биоценоза  называется сукцессией. Сукцессия - это  последовательная смена одних сообществ  организмов (биоценозов) другими на определенном участке среды. При  естественном течении сукцессия  заканчивается формированием устойчивой стадии сообщества. В ходе сукцессии  увеличивается разнообразие входящих в состав биоценоза видов организмов, вследствие чего повышается его устойчивость.

Повышение видового разнообразия обусловлено  тем, что каждый новый компонент  биоценоза открывает новые возможности  для вселения. Например, появление  деревьев позволяет проникнуть в  экосистему видам, живущим в подсистеме: на коре, под корой, строящим гнезда на ветвях, в дуплах.

В ходе естественного отбора в составе  биоценоза неизбежно сохраняются  лишь те виды организмов, которые могут  наиболее успешно размножаться именно в данном сообществе. Формирование биоценозов имеет существенную сторону: «соревнование за место под солнцем» между различными биоценозами. В  этом «соревновании» сохраняются лишь те биоценозы, которые характеризуются  наиболее полным разделением труда  между своими членами, а следовательно, более богатыми внутренними биотическими связями.

Так как  каждый биоценоз включает в себя все  основные экологические группы организмов, он по своим возможностям приравнивается биосфере. Биотический круговорот в пределах биоценоза - своеобразная уменьшенная модель биотического круговорота Земли. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Основа организации  и устойчивости  биосферы 

Термин "биосфера" был введен для обозначения  общего облика поверхности Земли, обусловленного наличием на ней всей массы живых  организмов. Два главных компонента биосферы - живые организмы и среда  их обитания (включая нижние слои атмосферы, водную среду) сосуществуют в постоянном взаимодействии, образуя целостную систему. Отдельные популяции живых организмов не являются изолированными от окружения. В ходе эволюции образуются биоценозы - сообщества животных, растений, микроорганизмов. В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы. В них происходит непрерывный обмен веществом и энергией, которые реализуются множеством трофических цепочек и биогеохимических циклов. Биогеоценозы служат элементарными ячейками биосферы, которые, взаимодействуя между собой, устанавливают динамическое равновесие в ней. Живое вещество выполняет системообразующую роль в суперсистеме жизни - биосфере. Высокая степень согласованности всех видов жизни в биосфере есть результат совместно протекающей эволюции взаимодействующих биологических систем - коэволюции. Коэволюционное развитие проявляется в тонкой взаимной приспособляемости видов, во взаимодополнении живых систем. В конечном итоге коэволюция приводит к увеличению разнообразия и сложности в природе. В этом представлении состоит суть концепции коэволюции. Согласно ей многообразие живых организмов - это основа организации и устойчивости биосферы. Каждый биологический вид выполняет свою функцию в биосферном циркулировании вещества, энергии, в обмене информацией и осуществлении обратных связей. В связи с этим очевидна опасность уменьшения численности видов живых организмов и сокращение генофонда, которые непрерывно происходят под давлением человеческой цивилизации на природу. 

2. Распределение живого вещества 

«Быть живым, - отмечал В.И. Вернадский, - значит, быть организованным». На протяжении миллиардов лет существования биосферы организованность создается и сохраняется благодаря деятельности живых организмов.

Живая природа является основной чертой проявления биосферы, она резко отличает ее тем самым от других земных оболочек. Строение биосферы прежде всего и больше всего характеризуется жизнью. Эта самая мощная геологическая сила, живое вещество планеты, представляет собой совокупность весьма хрупких и нежных живых организмов, по массе составляющих ничтожную часть созданной ими биосферы.

Если  живое вещество равномерно распределить по поверхности нашей планеты, то оно покроет ее слоем всего в 2 см толщиной.

Химический  состав элементов живого вещества нашей  планеты характеризуется преобладанием  немногих элементов: водород, углерод, кислород, азот являются главными элементами земного живого вещества и поэтому  названы биофильными. Атомы их создают в живых организмах сложные молекулы в сочетании с водой и минеральными солями.

Живые вещества нашей планеты существуют в виде огромного множества организмов со своими индивидуальными признаками, разнообразных форм и размеров. Среди  живых организмов встречаются мельчайшие по форме микроорганизмы и многоклеточные животные и растения крупных размеров. Размеры колеблются от микрометров (малые бактерии, инфузории) до десятков метров.

Население биосферы в видовом и морфологическом  отношении так же чрезвычайно  разнообразно. Подсчеты количества видов, населяющих нашу планету, проводились различными авторами, но их все же можно считать только приближенными.

Согласно  современным оценкам, на Земле существует около 3 млн. видов организмов, из которых на долю растений приходится 500 тысяч видов, а на долю животных - 2,5 млн видов. Весь органический мир нашей планеты со времен Аристотеля традиционно разделяется на растения и животных. В настоящее время, благодаря изучению структуры организации живых существ, можно провести более совершенную классификацию, чем это было раньше.

Живое вещество, по В.И. Вернадскому, «растекается по земной поверхности и оказывает  определенное давление на окружающую среду, обходит препятствия, мешающие его продвижению, или ими овладевает, их покрывает». Внутренняя энергия, производимая жизнью, проявляется в переносе химических элементов и в создании из них  новых тел. По мнению В.И. Вернадского, геохимическая энергия жизни  выражается в движении живых организмов путем размножения, идущего в  биосфере непрерывно. Размножение организмов производит «давление жизни», или  «напор жизни». В этой связи между  организмами возникает борьба за площадь, питание и в особенности  «за газ», нужный для дыхания свободный кислород.

При этом происходит биогенная миграция атомов: атомы, захваченные растениями, переходят к травоядным животным, затем - к хищникам, которые питаются травоядными. Мертвые растения и животные служат пищей для микроорганизмов, а выделяемые микроорганизмами в результате жизнедеятельности минеральные вещества снова потребляются растениями. Из этого биологического круговорота выпадает лишь небольшой процент атомов. Эти вышедшие из жизненного процесса биогенные атомы попадают в косную (неживую) природы, тем самым играя огромную роль в истории биосферы.

Процесс размножения замирает только при  недостатке кислорода в окружающей среде, действии низких температур и  отсутствии места для обитания новых организмов.

В.И. Вернадский вычислил время, необходимое различным  организмам для «захвата» поверхности планеты.

Таким образом, он сделал вывод о том, что  мелкие организмы размножаются быстрее  крупных, а домашние животные размножаются быстрее диких. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Классификация живого  вещества 

Весь  мир живых существ в настоящее  время подразделяют на две большие  систематические группы: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты (от лат. pro - вперед, вместо и греч. кагуоп - ядро) - организмы, не обладающие, в отличие от эукариотов, оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация у них реализуется и передается через ДНК, типичный половой процесс отсутствует. К ним относятся бактерии, например, сине-зеленые водоросли. В системе органического мира прокариоты составляют над-царство.

Эукариоты (от греч. еu - хорошо, полностью и karyon - ядро) - организмы, обладающие в отличие от прокариотов, оформленным клеточным ядром, отделенным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал у них заключается в хромосомах, характерен половой процесс. К ним относится все, кроме бактерий.

Самыми  низкоорганизованными живыми организмами  являются те, у которых отсутствует  истинное ядро клетки, ДНК располагается в клетке свободно, не отделяясь от цитоплазмы ядерной мембраной. Эти организмы получили название прокариоты. Все остальные организмы называются эукариоты.

Именно  прокариотам обязана наша планета  появлением атмосферы. Прокариоты могли  существовать в совершенно немыслимых условиях, которые сложились на нашей  планете 3 млрд лет назад - интенсивная ультрафиолетовая радиация, не удерживаемая озоновым слоем, активнейший вулканизм - и были одними из самых приспособленных живых существ. Их потомки, например, сине-зеленые водоросли и сейчас обладают необыкновенной живучестью.

Огромный  шаг в эволюции живого вещества был  сделан, когда появились эукариоты  с их кислородным дыханием. На переход  от прокариотов к эукариотам, вызвавшем грандиозную перестройку биосферы, ушло еще около миллиарда лет. За обретение кислородного голодания прокариоты заплатили тем, что они стали смертны в обычном смысле слова, в отличие от эукариотов, которые, по-видимому, не имели естественной смерти. Но вместе с этим они приобрели и значительно большую, чем у прокариотов, эффективность использования энергии, благодаря чему смогли гораздо быстрее эволюционировать и стали способны к самосовершенствованию.