Міністерство освіти республіки Білорусь
Білоруський державний технологічний університет
з основ екології
1. Поняття біологічної системи. Класифікація систем і їх властивості. Принцип емерджентність. Позитивні і негативні зв'язку в системі, їх значення для підтримки гомеостазу
2. едафічної чинники. Особливості температурного, водного і повітряного режимів грунту. Засолені грунти, адаптація організмів до проживання в умовах підвищеної солоності ґрунтів
3. Популяційна структура виду. Межі популяцій. Специфічні властивості популяційного рівня. Статичні показники популяції: чисельність і щільність
4. Еволюція добіологічних систем (молекулярна еволюція). Гіпотеза Опаріна-Холдейна. Етапи еволюції біосфери. Біотичний кругообіг як основа розвитку біосфери
5. Земельні ресурси, їх роль а біосфері. Проблема опустелювання і виснаження грунтів. Забруднення грунтів. Шляхи збереження грунтів і підвищення їх родючості
1. Поняття біологічної системи. Класифікація систем і їх властивості. Принцип емерджентність. Позитивні і негативні зв'язку в системі, їх значення для підтримки гомеостазу
Біологічна система - сукупність функціонально пов'язаних елементів або процесів, об'єднаних в ціле для досягнення біологічно значущого результату.
Біологічна система - цілісна система компонентів, що виконують певну функцію в живих системах. До біологічних систем відносяться складні системи різного рівня організації: біологічні макромолекули, субклітинні органели, клітини, органи, організми, популяції.
результат як системоутворюючий фактор;
наявність зв'язків і відносин (значна увага приділяється системоутворюючим зв'язків);
наявність структури та організації;
емерджентність (система має властивість або властивостями, відсутніми у її компонентів);
мультіпараметріческая регуляція і ін.
Суть принципу емерджентність полягає в тому, що властивості цілого неможливо звести до суми властивостей його частин.
Гомеостаз - саморегуляція, здатність відкритої системи зберігати сталість свого внутрішнього стану за допомогою скоординованих реакцій, спрямованих на підтримку динамічної рівноваги. Прагнення системи відтворювати себе, відновлювати втрачену рівновагу, долати опір зовнішнього середовища.
Коли відбувається зміна в змінних, спостерігаються два основних типи зворотного зв'язку, або фідбека, на які реагує система:
Негативний зворотний зв'язок, що виражається в реакції, при якій система відповідає так, щоб змінити напрям зміни на протилежне. Так як зворотний зв'язок служить збереженню сталості системи, це дозволяє дотримуватися гомеостаз.
Наприклад, коли концентрація вуглекислого газу в організмі людини збільшується, легким приходить сигнал до збільшення їх активності і видихання більшої кількості вуглекислого газу.
Терморегуляція - ще один приклад негативного зворотного зв'язку. Коли температура тіла підвищується (або знижується) терморецептори в шкірі і гіпоталамусі реєструють зміна, викликаючи сигнал з мозку. Даний сигнал, в свою чергу, викликає відповідь - зниження температури (або підвищення).
Позитивний зворотний зв'язок, яка виражається в посиленні зміни змінної. Вона надає дестабілізуючий ефект, тому не призводить до гомеостазу. Позитивний зворотний зв'язок рідше зустрічається в природних системах, але також має своє застосування.
Наприклад, в нервах пороговий електричний потенціал викликає генерацію набагато більшого потенціалу дії. Згортання крові і події при народженні можна привести в Як інші приклади позитивного зворотного зв'язку.
Стійким системам необхідні комбінації з обох типів зворотного зв'язку. Тоді як негативний зворотний зв'язок дозволяє повернутися до гомеостатичного стану, позитивний зворотний зв'язок використовується для переходу до абсолютно новому (і, цілком можливо, менш бажаного) стану гомеостазу, - така ситуація називається "метастабільній". Такі катастрофічні зміни можуть відбуватися, наприклад, зі збільшенням поживних речовин в річках з прозорою водою, що призводить до гомеостатичного стану високої евтрофікації (заростання русла водоростями) і замутнена.
2. едафічної чинники. Особливості температурного, водного і повітряного режимів грунту. Засолені грунти, адаптація організмів до проживання в умовах підвищеної солоності ґрунтів
Едафіческіе чинники (від грец. Edaphos - земля, грунт), грунтові умови, які впливають на життя і поширення живих організмів. До едафічної чинників відносять водний, газовий і температурний режими грунту, її хімічний склад і структуру, яка обумовлена переважно органічними речовинами. Вони грають важливу роль в житті тих організмів, які тісно пов'язані з грунтом. Особливо залежать від едафічних факторів рослини.
Грунт населяють різні грунтові мікроорганізми (бактерії, водорості, гриби), представники мн. груп безхребетних (найпростіші, черви, молюски, комахи та їх личинки), що риє хребетні. Організми, що живуть в грунті (ґрунтова фауна), відіграють важливу роль у формуванні родючості грунтів і т. О. служать одним з істот, факторів грунтоутворення.
До основних властивостей ґрунту, позначається на житті організмів, належать її фізична структура, тобто нахил, глибина і гранулометрія, хімічний склад самого грунту і циркулюючих в ній речовин - газів (при цьому необхідно з'ясувати умови її аерації), води, органічних і мінеральних речовин, що знаходяться в формі іонів.
Основною характеристикою грунту, що має велике значення як для рослин, так і для риють тварин, є розмір її частинок.
Засолені грунти утворюються в результаті накопичення солей в грунті і грунтово-грунтових водах, а також від затоплення суші морською солоною водою. Обов'язковими чинниками накопичення солей на суші і засолення ними грунтів є посушливий клімат і утруднений відтік поверхневих і підгрунтових вод. На зрошуваних землях часто спостерігається т. Н. вторинне засолення, якщо в підгрунті або грунтових водах багато солей. При зрошенні безстічних рівнин відбувається підйом рівня солоних грунтових вод, що і призводить до засолення грунту.
Солестійкість рослин, здатність рослин виростати на засолених грунтах. Найбільш солестійкого галофитами, однак і вони дуже чутливі до раптового засолення. Будь-яка рослина пристосовується до високого вмісту солей в процесі онтогенезу у відповідності зі своєю спадковою природою. Адаптація рослин залежить від виду засолення. При хлоридном засоленні рослини стають м'ясистими - суккулентами. при сульфатному - зазвичай набувають ксероморфную структуру.
Основна причина пошкодження рослин на засолених грунтах - токсичність солей, а не високий осмотичний тиск, як вважали до початку 20 ст. С. р. при культивуванні на грунтах хлоридного, сульфатного і карбонатного (содового) засолення підвищують шляхом адаптації рослин у відповідних сольових розчинах (намочування насіння). При такій "загартуванню" знижується проникність протоплазми для солей, підвищується поріг її коагуляції солями, змінюється характер обміну речовин. На засолених грунтах у рослин спостерігаються зміни нуклеїнового, білкового, вуглеводного і фосфорного обміну.
3. Популяційна структура виду. Межі популяцій. Специфічні властивості популяційного рівня. Статичні показники популяції: чисельність і щільність
емерджентність гомеостаз грунт популяція
Популяцією в екології називають групу особин одного виду, що знаходяться у взаємодії між собою і спільно населяють загальну територію.
Увазі і популяціям властива структурованість. Вид, як правило, включає безліч популяцій. Ізоляція між ними майже ніколи не буває абсолютної: між окремими популяціями відбувається обмін особинами завдяки міграції. Ступінь ізольованості популяцій залежить від здатності до розселення, від наявності географічних перешкод в межах ареалу виду (широкі річки, протоки, гірські хребти і т.п.), а також від характеру середовища існування.