Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине: «Концепции современного естествознания».

 

На тему: «Многообразие  живых организмов –

 

основа организации  и устойчивости биосферы».

 

Содержание

 

Введение

 

1. Основа  организации и устойчивости биосферы

 

2. Распределение  живого вещества

 

3. Классификация  живого вещества

 

4. Миграция  и распределение живого вещества

 

5. Постоянство  биомассы живого вещества

 

6. Функции  живого вещества в биосфере  Земли

 

Заключение

 

Список литературы

 

 

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.

Быстрый поиск  по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

 

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.

 

Таким образом

 

1. Устойчивость  биосферы в целом, ее способность  эволюционировать определяется  тем, что она представляет собой  систему относительно независимых  биоценозов. Взаимосвязь между ними  ограничивается связями посредством  неживых компонентов биосферы: газов,  атмосферы, минеральных солей,  воды и т.д.

 

2. Биосфера  представляет собой иерархически  построенное единство, включающее  следующие уровни жизни: особь,  популяция, биоценоз, биогеоценоз.  Каждый из этих уровней обладает  относительной независимостью, и  только это обеспечивает возможность  эволюции всей большой макросистемы.

 

3. Многообразие  форм жизни, относительная устойчивость  биосферы как среды обитания  и жизни отдельных видов создают  предпосылки для морфологического  процесса, важным элементом которого  является совершенствование реакций  поведения, связанных с прогрессивным  развитием нервной системы. Сохранились  лишь те виды организмов, которые  в ходе борьбы за существование  стали оставлять потомство, несмотря  на внутренние перестройки биосферы  и изменчивость космических и  геологических факторов.

 

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.

 

 

4. Миграция  и распределение живого вещества

 

В связи с  действием солнечной энергии  и внутренней энергии Земли в  биосфере совершаются постоянные процессы движения и перераспределения вещества. В ней осуществляется массовый перенос  твердых, жидких и газообразных тел  при различных температурах и  давлениях. На Земле ежегодно разрушатся 1012 тонн живого вещества из общего запаса 1013 тонн. Такой интенсивный круговорот веществ, создавший биосферу и определяющий ее устойчивость и целостность, связан с жизнедеятельностью биомассы планеты. В отличие от мертвой, материи  живое вещество способно к аккумуляции  энергии, размножению и обладает огромной скоростью реакций. На Земле  нет силы более постоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим последствиям, чем живые  организмы, взятые вместе. Жизнь на Земле невозможна без круговорота  веществ. Аккумуляция и минерализация  происходит в биоценозах. Основной круговорот углерода состоит в превращении  СO2 в живое вещество, из которого при разложении бактериями и дыханием вновь образуется СО2

 

Круговорот  азота связан с превращением в  нитраты молекулярного азота  атмосферы за счет деятельности некоторых  бактерий и энергии грозовых разрядов. Нитраты усваиваются растениями. В составе их белков азот попадает к животным, а после отмирания  растений и животных — в почву, где гнилостные бактерии разлагают  органические остатки до аммиака, который  затем окисляется бактериями в азотную  кислоту. Таким образом, накопление химических элементов в живых организмах и освобождение их в результате разложения мертвых — характерная особенность биогенной миграции.