Характеристика, роль, типы, изменение и охрана окружающей среды

Классификация сред жизни

Среда жизни – совокупность всех факторов, действующих на организм. Как самих факторов среды, так и их комбинаций достаточно много. Однако в разных условиях на организм будут оказывать значимое влияние разные факторы

Если в пустыне наличие воды будет ключевым в жизнедеятельности организмов, то в море это уже не так важно. Для организмов, населяющих озеро и лес, освещенность важна, но для обитателей почвы – нет

По наиболее значимым факторам были выделены четыре среды жизни.

Типы сред жизни:

• Водная;
• Наземно-воздушная;
• Почвенная;
• Другой организм как среда обитания.

В процессе развития Земли сначала возникла водная среда. Организмы приспосабливались к ней в течение нескольких сотен тысяч лет. Поверхность суши тогда была небольшой и полностью непригодной для жизни из-за интенсивной радиации и отсутствия почвы. После появления озонового слоя (а возник он в результате накопления в атмосфере кислорода) на сушу вышли бактерии. Под их воздействием на поверхности постепенно сформировалась почва. После этого стал возможен выход организмов на сушу – сначала растений, потом животных.

В то время правильно было бы говорить о наземной среде – воздух еще не был заселен живыми существами. Такая потребность возникла, когда количество организмов на поверхности Земли сильно увеличилось, и стал нужен поиск нового жизненного пространства. Первыми в воздух поднялись насекомые, затем – рептилии.

Почему воздух не выделяют как отдельную среду жизни, хотя ее условия сильно отличаются? Дело в том, что все организмы – обитатели поверхности нуждаются в кислороде (то есть без атмосферы их существование невозможно), а все обитатели воздушной среды используют поверхность суши (хотя бы только для откладывания яиц, как это делает стриж). В качестве исключения можно привести аэробактерии, которые обитают в атмосфере недалеко от озонового слоя. Они образуют особые колонии, для которых не нужна поверхность Земли.

Организм не может существовать без своей среды обитания. Есть такие живые существа, для которых характерна только одна среда жизни. Например, исключительно водными являются кораллы, иглокожие и многие рыбы, исключительно наземными – мокрицы и большинство насекомых. Иногда он может обитать сразу в двух средах жизни, и такие организмы называются амфибийными (лягушки, саламандры). В некоторых ситуациях смена среды жизни происходит на разных стадиях жизненного цикла. Личинка стрекозы живет в воде, взрослое насекомое – в наземно-воздушной среде. Паразит – печеночный сосальщик в процессе жизненного цикла обитает внутри организмов-хозяев, в воде и на поверхности травы (то есть в наземно-воздушной среде). У разных стадий жизненного цикла разные источники питания, значит, еды гарантированно хватит на всех и за нее не возникнет конкуренции.

Среды жизни подразделяются на среды обитания. Так, водная среда делится на пресную, морскую и солоноватоводную (эстуарную). В ней можно выделить также поверхность, дно и толщу воды различной глубины. Водоемы бывают стоячие и текучие. Все это – среды обитания. В свою очередь, они подразделяются на биотопы (места обитания биоценозов) и местообитания (места обитания отдельных видов).

Если сравнить среду жизни с многоквартирным домом, то среда обитания – это этаж, биотоп – квартира, местообитание – комната.

Окружающая среда постоянно воздействует на организм, и он вынужден адаптироваться к ней. Поскольку экологические факторы внутри среды обитания одинаковы, то у организмов разных групп возникают схожие адаптации к одинаковым условиям. Это называется конвергентная эволюция. Так, для полета нужны крылья, и они есть и у насекомых, и у птиц. Для того, чтобы быстро передвигаться в толще воды, нужны плавники и обтекаемая форма тела, — именно поэтому дельфин так похож на рыбу. Совокупность адаптаций к одной и той же среде обитания называется жизненной формой.

Угрозы для морской жизни

Несмотря на относительно малое представление об океане и его обитателях, человеческая деятельность нанесла этой хрупкой экосистеме колоссальный вред. Мы постоянно видим по телевидению и в газетах, что очередной морской вид оказался под угрозой исчезновения. Проблема может казаться удручающей, но есть надежда и много вещей, которые каждый из нас может сделать, чтобы спасти океан.

Угрозы представленные ниже не имеют какой-либо определенный порядок, поскольку в одних регионах они более актуальны, чем в других, а некоторые обитатели океанов сталкиваются с многочисленными угрозами:

Окисление океанов – если у вас когда-либо был аквариум, вы знаете, что правильный рН воды является важной частью поддержания здоровья ваших рыбок. Изменение климата – мы постоянно слышим о глобальном потеплении, и не зря – оно негативно влияет, как на морскую, так и на наземную жизнь

Перелов – это всемирная проблема, которая истощила множество важных промысловых видов рыбы.
Браконьерство и нелегальная торговля – несмотря на законы принятые для защиты морских обитателей, незаконный вылов процветает по сей день.
Сети – морские виды от мелких беспозвоночных до крупных китов могут запутаться и погибнуть в заброшенных рыболовных сетях.
Мусор и загрязнения – различные животные могут запутаться в мусоре, как и в сетях, а разливы нефти наносят огромный ущерб большинству морских обитателей.
Потеря среды обитания – по мере роста населения мира увеличивается антропогенная нагрузка на береговую линию, водно-болотные угодья, леса водорослей, мангровые заросли, пляжи, скалистые берега и коралловые рифы, которые служат домом для тысяч видов.
Инвазивные виды – виды введенные в новую экосистему способны нанести серьезный вред родным обитателям, так как из-за отсутствия естественных хищников у них может произойти демографический взрыв.
Морские суда – корабли могут нанести смертельные повреждения крупным морским млекопитающим, а также создают много шума, переносят на себе инвазивные виды, уничтожают якорями коралловые рифы, приводят к выбросу химических веществ в океан и атмосферу.
Океанский шум – в океане много естественных шумов являющихся неотъемлемой частью этой экосистемы, но искусственные шумы способны нарушить ритм жизни многих морских обитателей.

Мне нравится1Не нравится

Понятие «адаптация»

Определение 1 Приспособление человеческого организма к изменяющимся условиям среды, получило название адаптация.

В научном исследовании живого организма это понятие является ключевым, потому что его механизмы выработаны в ходе эволюции и обеспечивают возможность организма существовать в меняющихся условиях среды.

Замечание 1

Адаптация –динамический процесс, благодаря которому подвижные системы организма поддерживают устойчивость существования, развития и продолжения рода.

Французский физиолог К. Бернар проблему функционирования живого организма как единого целого, начал изучать одним из первых. Он предположил, что любой живой организм существует, потому что имеет возможность сохранять благоприятные для себя параметры внутренней среды. Их сохранность связана с тем, что все системы и протекающие в организме процессы, находятся в равновесном состоянии. Организм будет жить и действовать пока сохраняется это равновесие.

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Адаптация и климатические условия 410 руб.
• Реферат Адаптация и климатические условия 220 руб.
• Контрольная работа Адаптация и климатические условия 250 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

По мнению Бернара, условием жизни является постоянство внутренней среды. Позже это постоянство американский физиолог У. Кэннон назвал гомеостазом.

Стремлением любой системы является сохранение стабильности – это один из центральных моментов учения о гомеостазе.

Кэннон считал, что если организм получает сигналы об изменениях, которые угрожают системе, то он включает устройства, которые продолжат работу до тех пор, пока не вернется равновесное состояние.

Нарушение систем организма и процессов равновесия приводят к нарушению параметров внутренней среды, и живой организм начинает болеть. Болезненное состояние будет сохраняться до полного восстановления параметров.

При невозможности достижения прежних параметров, организм делает попытку достижения равновесия уже при измененных параметрах. Проявление такого равновесия часто приводит к хроническим заболеваниям.

Жизнедеятельность организма обеспечивает не только внутреннее равновесие, но ещё и постоянный учет факторов, которые оказывают воздействие извне.

Ищешь идеи для учебной работы по данному предмету? Задай вопрос преподавателю и получи ответ через 15 минут! Задать вопрос

Живой организм существовать вне среды не может, потому что получает из неё необходимые компоненты, например, воздух.

Изоляция организма от внешней среды чревата для него гибелью, поэтому, стремясь к достижению внутреннего равновесия, он должен приспособиться к тем условиям среды, в которых находится.

Замечание 2

Гомеостаз сохраняется благодаря процессу адаптации.

Организм и среда находятся в динамическом равновесии, а это значит, что их соотношение постоянно меняется и также постоянно осуществляется процесс адаптации.

Феномен адаптации, несмотря на многочисленные определения, объективно существует в нескольких проявлениях, позволяющих утверждать, что адаптация:

• это свойство организма;
• это процесс приспособления к условиям среды, часто меняющимся;
• это результат взаимодействия в системе «человек-среда»;
• это цель, к которой стремится живой организм.

Работы И.П. Павлова, И.М. Сеченова, П.К. Анохина, Г. Селье являются основой современного представления об адаптации.

Определение

Термин «окружающая среда» произошел от французского слова «environia», что означает окружение. Оно включает как абиотическую (физическую или неживую), так и биотическую (живую) среды. Слово среда представляет собой совокупность природных условий, благодаря которым возможна жизнь организмов. Окружающая среда и организмы являются двумя динамическими и сложными . Окружающая среда регулирует жизнь организмов, включая людей. Люди более энергично взаимодействуют с окружающей средой, чем другие живые существа. Обычно окружающая среда относится к материалам и силам, окружающим живой организм.

Окружающая среда – это совокупность условий, которые окружают нас в данный момент времени и пространства. Она состоит из взаимодействующих физических, биологических и культурных элементов, которые взаимосвязаны как индивидуально, так и коллективно. Окружающая среда представляет собой совокупность условий, в которых организму приходится выживать или поддерживать свой жизненный процесс. Она влияет на рост и развитие живых форм.

Окружающая среда состоит из атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. Главными ее компонентами являются почва, вода, воздух, организмы и солнечная энергия. Она предоставляет человечеству все природные ресурсы для обеспечения комфортной жизни.

1. По словам П. Гисберта «Окружающая среда – это нечто, окружающее объект и оказывающее на него непосредственное влияние».

2. По словам Е. Росса «Окружающая среда – это внешняя сила, которая влияет на нас».

Таким образом, среда относится ко всему, что окружает объект и оказывает на него непосредственное влияние. Наша окружающая среда влияет на нашу жизнь или деятельность. Окружающая среда человека подвержена воздействию различных факторов, которые могут быть естественными, искусственными, социальными, биологическими и психологическими.

Адаптация человека к окружающей среде: что относится к природным условиям

Каждая страна имеет определенные природные условия. Африканский континент кардинально отличается от европейских государств. Азия – полная противоположность странам Южной или Северной Америки. К существующим природным условиям относятся:

• Особенности географического положения;
• Климатические условия;
• Характер внутренних вод;
• Тип почвы и рельефа;
• Растительность;
• Представители животного мира.

Организм проходит двустороннюю адаптацию. Он приспосабливается к экологии самостоятельно, параллельно стараясь сделать новые условия комфортными для своего организма. Человек обустраивает жилище, изучает население, подбирает подходящий продукт. Он может строить привычный для себя дом или приобрести транспорт для передвижения по новой местности. 

Процесс адаптации организма к погодным и климатическим условиям на новой местности называется акклиматизацией. Основное отличие акклиматизации от адаптации – отсутствие генетически закрепленных новых свойств в организме. Это временный процесс, который происходит в организме вынуждено и не отпечатывается на дальнейшей жизни. После возвращения из страны, где погодные условия отличались от природных условий дома, полученные навыки постепенно забываются. При следующей поездке на другой континент будет повторно проходить процесс акклиматизации. 

Значение

Роль окружающей среды сложно переоценить, ведь она представляет совокупность всех необходимых условий, которые нужны любому живому организму для питания, размножения, функционирования и т.д.

Если окружающая среда изменяется под воздействием различных антропогенных факторов, она не способна в полной мере обеспечить здоровье экосистем и каждого организма, в частности.

Окружающая среда предоставляет:

• различные места обитания;
• природные ресурсы;
• биологическое разнообразие видов;
• климатические условия;
• воздух и пищу;
• строительные материалы;
• медикаменты;
• эстетическую красоту и многое другое.

Экологические факторы

Экологические факторы — это отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов.

Экологические факторы классифицируют на абиотические, биотические, антропогенные и т.д.

Абиотические факторы — компоненты неживой природы. К ним относят:

• климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление и др.),
• геологические (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.),
• орографические (рельеф местности),
• эдафические, или почвенно-грунтовые (плотность, структура, pH, гранулометрический состав, химический состав и др.),
• гидрологические (вода, течение, соленость, давление и др.).

Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие, взаимоотношения между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). При этом взаимоотношения могут быть:

• внутривидовыми (взаимодействия между особями одного вида),
• межвидовыми (между особями разных видов).

По типу взаимодействия различают:

• протокооперацию (симбиоз),
• мутуализм,
• комменсализм,
• внутривидовую и межвидовую конкуренции,
• паразитизм,
• хищничество,
• аменсализм,
• нейтрализм.

В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на:

• фитогенные (влияние растений),
• зоогенные (животных),
• микробогенные (микроорганизмов).

Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, вырубка лесов, загрязнение, эрозия почв и др.). При этом различается воздействие человека как биологического организма и его хозяйственная деятельность (техногенные факторы).

Экологические факторы могут оказывать на организм прямое и косвенное воздействие. Косвенное воздействие осуществляется через другие экологические факторы. Например, высокая температура может вызвать ожог (прямое воздействие), а может привести к обезвоживанию организма (косвенное воздействие).

Разные экологические факторы обладают различной изменчивостью в пространстве и во времени. Одни из них относительно постоянны (например, сила тяготения, солнечная радиация, соленость океана), другие очень изменчивы (например, температура и влажность воздуха, сила ветра).

Изменения факторов среды могут быть периодическими и непериодическими. Периодические факторы регулярно повторяются во времени (например, изменение температуры воздуха и освещенности в течение суток или года). Непериодические факторы не имеют периодичности (например, извержение вулкана, нападение хищника). Периодические факторы делят на первичные и вторичные. Первичные периодические факторы связаны с космическими причинами (освещенность, приливы, отливы и др.). Вторичные периодические факторы возникают как следствие действия первичных факторов (температуре, количество осадков, биомасса, продуктивность и др.).

В природе экологические факторы действуют совместно, т.е. комплексно. Комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называет условиями жизни.

Положительные примеры влияния

К положительному воздействию человека на природу относят попытки исправить причиненный вред, избежать экологических катастроф, создать экосистемы для улучшения природных условий. Разумное, рациональное использование ресурсов позволяет направить действия людей в положительное русло.

Завершенный участок рекультивации полигона

Создание заповедников и парков

С помощью национальных парков и заповедников решаются вопросы сохранения определенных видов фауны и флоры. Не будь специальных выделенных территорий, некоторые представители животного и растительного мира давно исчезли бы с планеты. Условия жизни на ней для дикой природы продолжают ухудшаться.

Забайкальский национальный парк, Алтайский заповедник, Лазовский заповедник – на огромных территориях произрастают эндемичные и реликтовые растения, обитают редкие животные.

Высадка зеленых насаждений

Создание парков в черте города, лесополос, посадок позволяет в целом улучшить состояние экологии. Также высадка деревьев укрепляет почву на склонах и вдоль дорог, снижает количество шума, распространение пыли, вредных выбросов в атмосферу.

Пример создания парка в черте города – Центральный парк, Нью-Йорк.

Ирригационные системы

Орошение почвы с целью увеличения плодородия дает возможность увеличить количество урожая. Озеленение пустынь, заброшенных территорий приводит к появлению новых экосистем в районах, ранее непредусмотренных для этого. Зеленые зоны нуждаются в постоянной поддержке со стороны человека. Природа искусственных систем на протяжении многих лет требует непрестанного ухода и контроля.

Рациональное использование сельскохозяйственных земель

Продуманное эффективное освоение имеющихся угодий снижает скорость истощения почвы. Плодородие повышается с помощью разработки новых сортов, применения удобрений нового поколения, рационального подхода к выращиванию культур: подбора технологий возделывания культуры, благоустройства полей.

Системы очистных сооружений

Новые системы очистки стоков и выбросов отходов существенно снижают попадание вредных веществ в окружающую среду и, как следствие, ее загрязнение. Таким образом, человек нейтрализует негативное воздействие промышленных предприятий, заводов. Несколько этапов фильтрации позволяют очистить выбросы до нормативных показателей в регионе.

Система очистки и водоподготовки, Россия

Прочие положительные моменты

Чтобы сохранить природные источники ресурсов, человек старается создавать альтернативные. Чтобы меньше воздействовать на среду залежей ископаемых, разрабатываются новые, не такие разрушительные, как прежде, способы добычи. Скважинные методы используются для отработки участков месторождений драгоценных минералов в Мадагаскаре, Якутии, золота – в Монголии, африканских странах. В Курской области с помощью бурильно-крановой техники добывают строительный песок.

Для получения электричества берется энергия ветра, солнца, приливов и отливов. Самая крупная солнечная электростанция расположена в Китае. Мощность солнечного парка Тэнгэр составляет 1,5 гигаватта, что примерно соответствует уровню показателей атомных электростанций. Наиболее активно гелиоустановки применяются в восточных странах и на территории Америки. Ветровые парки охватывают большее количество стран: не только восточные, но и западные, среди которых Германия, Дания, Испания. Альтернативные источники энергии позволяют восполнить ее нехватку.

Общие закономерности формирования адаптаций

Каковы результаты эволюции органического мира? Приспособленность живых существ к условиям окружающей среды была осознана человеком еще в античные времена. Однако, до середины XIX века это объясняли начальной целесообразностью природы.

Научное объяснения приспособленности живых существ дал Чарлз Роберт Дарвин, изложив его в труде «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных пород в борьбе за жизнь». Ученый считал, что приспособленность не является извечной и абсолютной, а вырабатывается в процессе эволюции. Он рассматривал эволюцию как процесс необратимых изменений строения и функций организмов в течение их исторического существования, следствием которого является приспособленность живого к условиям окружающей среды. В работе также отмечено, что все современные виды являются потомками вымерших предковых форм.

Дарвин приводил примеры различных взаимоотношений между организмами и между организмами и условиями неживой природы, которые назвал борьбой за существование. Уступая в эти сложные взаимоотношения, одни организмы выживают, а другие — погибают. Почему же не все имеют шанс выжить? В природе существует противоречие между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью ресурсов среды обитания (еда, территория и т.п.). В результате борьбы за существование происходит естественный отбор — процесс выживания наиболее приспособленных организмов определенного вида к условиям существования. Ч. Р. Дарвин в своей книге отмечал: «Естественный отбор действует только путем сохранения и накопления малых наследственных изменений, каждое из которых, если оно выгодно для существа, сохраняется». Новые виды возникают на основе случайных изменений, происходящих в каждом организме индивидуально, передаются потомкам и не имеют приспособительного характера, то есть материалом для эволюции служит наследственная изменчивость.

В основе индивидуальной адаптации лежит генотип — закодированная в структуре молекул ДНК наследственная информация, которая реализуется в фенотип — совокупность признаков и свойств. Фенотип является результатом взаимодействия генотипа и условий среды обитания. Это согласуется с утверждением И. И. Шмальгаузена: наследственным является не внешнее проявление какого-то признака, а способность реагировать определенным образом на изменения в окружающей среде, то есть норма реакции на эти условия. Наличие такой пластичности позволяет поддерживать гомеостаз, несмотря на различия условий, в которых происходит развитие отдельных особей. Под нормой адаптивной реакции понимают пределы изменений биологической системы под влиянием действующих на нее факторов среды, при которых не нарушается гомеостаз. Адаптацию, приобретенную в ходе индивидуальной жизни организма при его взаимодействии с окружающей средой, называют фенотипической.

Процесс выработки адаптации начинается с элементарного адаптационного явления — появления ценного генотипа. Если в отношении него начинает действовать движущая форма отбора, возникает устойчивое изменение генофонда популяции. Это формирование в процессе эволюции новых приспособлений, способствующих адаптации биологических систем к условиям окружающей среды, называют адаптогенезом.

Основу нового приспособления часто составляет структура, сформировавшаяся ранее с участием естественного отбора и выполнявшая определенную функцию, а при изменении условий взяла на себя и новую функцию без ущерба для старой. Наличие структур, способных расширить или изменить круг функций, называют преадаптации. В своей работе Ч. Р. Дарвин так писал о преадаптации: «Но свойства, приобретенные таким посредственным путем и в начале совсем бесполезные для вида, могли быть впоследствии обращены в пользу измененных потомков при новых условиях их жизни и обретенных привычках».

Непосредственным результатом естественного отбора являются постадаптации (от лат. Post — после и адаптация) — эволюционные изменения организмов, которые совершенствуют имеющиеся приспособления этого вида к уже освоенным им условиям существования или уже используемую функцию этого органа. Примерами постадаптации есть усложнения и совершенствования у животных органов пищеварения, кровообращения, дыхания и тому подобное.

Относительный характер приспособленности

Признаки определяются конкретными условиями среды. Так, на суше рыба не способна к дыханию, так как не происходит поступление кислорода в жабры. Зелёный окрас насекомых служит спасением от птиц и животных лишь при их нахождении на зелёных частях растения. 

Слаборазвитые ноги и удлинённые крылья ласточки хотя и очень помогают ей при полёте, но будут существенным недостатком при передвижении птицы по земле.

Адаптации, защищающие от одного вида, не смогут спасти от иного. К примеру, панцирь степной черепахи спасает от множества хищников, но не защитит её от некоторых хищных птиц, которые сбрасывают животное с какой-либо высоты. Колючки ежа не смогут спасти его от хищников, если те бросят его в воду. Ядовитые змеи беззащитны перед мангустами.

Белую куропатку, которую сложно заметить на белом снегу, поможет выявить тень. Организмы с новыми признаками, действующими в конкретном промежутке времени, могут легко погибнуть, выйдя за диапазон. Продолжают жить лишь особи, приспособившиеся к изменённой среде при естественном отборе.

Положительные последствия антропогенных факторов

Воздействие человека на природу может иметь и положительные стороны. Разумное природопользование и бережное отношение к окружающей среде способствуют сохранению видового разнообразия живых существ. Такие меры, как лесомелиорация и преднамеренная интродукция растений позволяют восстановить разрушенные по каким-либо причинам ландшафты. Разработка охранных мероприятий, создание заповедников, заказников и национальных парков помогают сохранять уникальную флору и фауну, а селекция и дальнейшее разведение животных и растений приводят к возникновению видов, способных выживать в изменяющихся условиях окружающей среды. Примером удачного скрещивания разных видов животных является появление на Земле зубробизона – гибрида зубра и американского бизона. Представители нового вида дают плодовитое потомство как при скрещивании между собой, так и с представителями исходных видов.

Забота о природе, понимание важности сохранения её богатства, восстановление естественных экосистем и прочие природоохранные мероприятия позволят снизить негативный эффект антропогенного воздействия на окружающую среду и сохранить нашу планету для будущих поколений. Мне нравится4Не нравится

Мне нравится4Не нравится