Возникновение жизни на Земле связано с биологическим круговоротом веществ в пределах границ, определяемых областью распространения жизни, т.е. биосферой. Такой круговорот осуществляется посредством взаимодействия огромного множества различных живых организмов, которые относятся к тому или иному виду растений, животных или микроорганизмов. Элементарной единицей в круговороте веществ и основной формой организации материи является вид. Эволюция видов - основной вопрос эволюционной теории.

Живые организмы, населяющие Землю, не разбросаны хаотично по ее поверхности, а организованы в определенные развивающиеся группы. Такие группы, начиная с отдельных индивидов, составляют уровни организации живого, или структурные уровни. Жизнь предстает перед нами как сложная иерархическая система, в которой элементы низшего уровня организации служат составными частями для структур более высокого уровня.

В настоящее время имеется множество схем, отражающих иерархическую соподчиненность уровней живого. Еще сравнительно недавно высшим уровнем организации живого считался организменный уровень, рассматривающий организм как наиболее целостный и самостоятельный элемент организации живого. Прогресс биологических наук заставил пересмотреть эту точку зрения. Успехи молекулярной биологии, с одной стороны, и экологии, с другой - способствовали выявлению более сложной иерархии уровней. Вопрос об уровнях организации живых систем в настоящее время до конца еще не решен, поскольку разные авторы называют неодинаковое число уровней.

Чаще всего выделяют до десяти уровней организации живой материи: молекулярно-генетический, органоидный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, экосистемный (биогеоценотический) и биосферный.

Отличительная особенность организации живого па Земле состоит в том, что все функциональные единицы структурных уровней находятся в иерархическом соподчинении. Это означает, что меньшие подсистемы составляют большие системы, а сами в то же время являются подсистемами более крупных систем. Например, клетка является составной частью живой ткани, последняя включается в систему органа, из органов состоит организм (особь), организмы же одного вида составляют популяцию и т.д. По мере усложнения уровня организации подсистем, системы их включающие усложняются и увеличиваются. Причем в одних случаях системы и их подсистемы оказываются относительно независимыми образованиями (например, особь в популяциях), в других же случаях эта самостоятельность намного меньше (орган, клетка в живой ткани).

Следует отметить, что экология в качестве поля деятельности для своих исследований охватывает несколько уровней организации жизни: организменный и надорганизменные - от популяционно-видового до биосферного. Несомненно, такие исследования нельзя проводить в отрыве от факторов окружающей среды.

Не все трактуют систему форм организации живого единообразно. K. M. Завадский, например, отмечает четыре формы организации живого: организменный, популяционно-видовой, биоценотический и биосферный. Н.П. Наумов рассматривает три уровня организации органического мира: видовой (популяционный), ассоциации видов (сообщества) и биосферу в целом. М.А. Голубец все разнообразие живых систем сводит к трем уровням: организменному, популяционному и экосистемному, что фактически очень напоминает схему K. M. Завадского; различие состоит только в объединении последним биоценотического и биосферного уровней в один - экосистемный. Обоснованность выделения этих трех уровней подтверждается тем, что в системах организменного, популяционного и экосистемного уровней организации происходят все биохимические, физиологические, биогеоценотические, биофизические и биогеохимические процессы, обеспечивающие существование и эволюцию биосферы. Изучая взаимосвязи живого с окружающей абиотической средой, экология решает разные задачи на каждом системном уровне организации жизни.

На организменном уровне рассматриваются проблемы адаптации организмов, механизмы, обеспечивающие устойчивость их функционирования. На популяционном уровне - это исследование форм взаимоотношений между организмами, обеспечивающих существование популяции как целостной саморегулирующейся системы. Основное здесь - определение тех свойств популяции, которые предоставляют возможность ее неограниченно длительного существования в постоянно изменяющихся условиях среды. Следует отметить, что популяционный уровень наиболее важен из-за возможности управления популяциями со стороны человека. Воздействие на отдельный организм никакого эффекта не дает, поскольку организм смертен и его отдельно взятые индивидуальные свойства во взаимоотношениях между особями и средой в целом ничего не изменят. Но если воздействию подвергается вся популяция, то в случае ее гибели возможно ограничение (или уничтожение) какого-то природного ресурса, важного для человека.

На экосистемном (биогеоценотическом) уровне основной задачей является исследование закономерностей функционирования и продукционных процессов многовидовых биоценозов вместе с их неорганическим окружением.

На биосферном (глобальном) уровне выявляются причины и механизмы изменения элементов биосферы в результате воздействия человеческой деятельности. Двоякое положение человека в биосфере (с одной стороны, это гетеротрофный живой организм, а с другой - высокоразвитое живое существо, наделенное разумом и вооруженное достижениями научно-технической революции) диктует необходимость предельной осторожности и взвешенности решений при любой его попытке вмешательства в исторически сложившиеся взаимосвязи и процессы живой природы.

Экологию можно подразделить на два больших раздела: на общую и частную (специальную).

Общая экология (биоэкология) изучает популяции, взаимоотношения между организмами, организмом и средой, экологию сообществ (биогеоценозов), природные комплексы и биосферу.

Вопрос 12. Обязательные условия существования экосистемы, важнейшие природные экосистемы Земли (биомы)

Экосистема - совокупность сообщества живых организмов и условий их существования. Компоненты экосистемы обязательно взаимодействуют.

Биоценоз - сообщество живых организмов

В составе биоценоза различают:

Зооценоз - сообщество животных

Фитоценоз - сообщество растений

Микоценоз - сообщество грибов

Микробоценоз - сообщество микроорганизмов

Все компоненты биоценоза взаимодействуют друг с другом. Между организмами возникают различные отношения. Например, живые организмы могут изменять условия жизни других организмов, использовать другие организмы для проживания и др. Но главным видом взаимоотношений между организмами являются пищевые или трофические отношения. Пищевые отношения лежат в основе процессов саморегуляции.

Экотоп - условия существования живых организмов (температура, влажность, освещённость, химический состав воздуха, почв, воды и др.)

Экосистема - универсальное понятие, экосистемы могут быть любого размера, могут быть искусственными или естественными, устойчивыми (климаксными) и неустойчивыми, существующими длительное время и недолговечными.

Определённый вид экосистем называют биогеоценозами. Как и любая другая экосистема биогеоценоз состоит из биоценоза и экотопа. Но у биогеоценозов есть ряд особенностей:

Биогеоценоз - естественная экосистема

Биогеоценоз - устойчивая экосистема, существующая длительное время

Биогеоценоз имеет определённые размеры и занимает однородный участок земной поверхности.

Самая крупная экосистема нашей планеты - биосфера (живая оболочка планеты). Биосфера представляет собой совокупность всех биогеоценозов планеты. Поэтому биогеоценоз называют структурной единицей биосферы.

Биом - совокупность экосистем одной природно-климатической зоны.

В других источниках биом - более крупная, чем биоценоз, биосистема, включающая в себя множество тесно связанных биоценозов. Так, в определении Юджина Одума, биом - "термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта".

Существует несколько классификаций биомов, включающих от 10 до 32 типов. Распределение биомов происходит по принципу широтной и вертикальной зональностей а также секторности.

На территории России и сопредельных стран выделяют 13 наземных биомов.

Примеры крупных биомов:

· Сухие субтропики: Южный берег Крыма (ЮБК) - средиземноморский климат.

· Влажные субтропики на причерноморском участке Туапсе-Трабзон.

· Субтропический финбош: Капской области ЮАР

· Тропические болота Эверглейдс: штат Флорида, США

Вопрос 22. Экологические факторы среды. Биотические факторы

Условия и ресурсы среды - взаимосвязанные понятия. Они характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ.

Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы.

Биотические факторы - это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление насекомыми растений, конкуренция, поедание одних насекомых другими, паразитизм) и на среду. Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный и своеобразный характер и также могут быть прямыми и косвенными.

Биотическая среда - часть экосистемы, которая состоит из групп организмов, отличающихся друг от друга по способу питания: продуценты, консументы, дедритофаги и редуценты.

Продуценты (producentis - производящий) с помощью фотосинтеза создают органическое вещество и выделяют в атмосферу кислород. К ним относятся зеленые растения (трава, деревья), синезеленые водоросли и фотосинтезирующие бактерии.

живая материя утилизация отход

Консументы (consumo - потребляю) питаются продуцентами или другими консументами. К ним относятся звери, птицы, рыбы и насекомые.

Детритофаги (detritus - истертый, phagos - пожиратель) питаются отмершими растительными остатками и трупами животных организмов. К ним относятся дождевые черви, крабы, муравьи, жуки-навозники, крысы, шакалы, грифы, вороны и др.

Редуценты (reducentis - возвращающий) - разрушители (деструкторы) органического вещества. К ним относятся бактерии и грибы, которые в отличие от детритофагов разрушают мертвое органическое вещество до минеральных соединений. Эти соединения возвращаются в почву и снова используются растениями для питания.

Но главными биотическими факторами являются все же не организмы, а взаимотношения между ними.

Переработка и утилизация отходов производства и потребления