Живі організми і довкілля

РЕФЕРАТ

з біології на тему

Живі організми і довкілля

Г. Донецьк 2004р.

Зміст

Введення

1 Екологічні фактори, що впливають на живий організм

1.1 Фактори неживої природи.

1.2 Фактори живої природи (взаємозв'язок між живими організмами)

1.3 Господарська діяльність людини

2. Тайга і тундра. Приклад рослинного співтовариства (рослини входять до нього)

3.Ізмененіе навколишнього середовища в результаті діяльності людини

Список літератури

ВСТУП

Реферат присвячений екології - області біології, що вивчає взаємодії між організмами та оточуючим їх середовищем. Середовище складається з фізичних факторів (сонячне світло, температура, наявність чи відсутність води, товщина грунтового шару і структура грунту), хімічних факторів (склад повітря, грунту і речовин, розчинених у воді) і біологічних факторів (інші організми, що мешкають в даній місцевості) . До 60-х років нашого століття більшість людей не чули про екологію, проте на той час зга наука могла б відсвяткувати сторіччя свого існування. Екологія виникла з такої вже цілком сформованою дисципліни, як природна історія-спостереження за організмами у природі і їх опис.

У країнах Європи та Америки здавна утвердилося уявлення, що призначення людини полягає в «підкорення природи». Останнім часом, проте, людина стала усвідомлювати, що він становить частину природи, а не стоїть над нею і що збереження цивілізації залежить від того, чи виживуть навколишні рослини і тварини, бактерії і гриби. У багатьох випадках діяльність людини загрожує його виживанню і в даний час перед нами стоїть завдання ні в якому разі не допустити надто сильного порушення екосистеми Землі. Але перш ніж вирішити, як нам слід (або не слід) діяти, ми повинні зрозуміти закони взаємодії організмів у природі.

Ми почнемо зі з'ясування питання про те, чому організми мешкають саме там, де вони мешкають. Це питання виникло у натуралістів, коли вони, обстежуючи земну кулю і складаючи переліки населяють його живих організмів, виявили дві загальні характерні риси, що спостерігаються повсюдно. По-перше, у кожній знову обстежуваної області виявляються види організмів, колись невідомі науці, і список офіційно визнаних видів неухильно зростає По-друге, незважаючи на все зростаюче число відомих видів, існує всього лише кілька основних типів спільнот-груп організмів, що живуть в одному і тому ж місці. Найбільші наземні спільноти, що займають величезні простору суші, називають біома. Кожен біом можна розпізнати за характерною структурі домінуючою в ньому рослинності. Чому в різних частинах земної кулі можна зустріти такі подібні співтовариства організмів?

1. Екологічні фактори, що впливають на живий організм.

1. Фактори неживої природи.

Для областей з однаковим кліматом характерні біоми одного і того ж типу; клімат визначає тип рости ності в даній місцевості, а рослинність у свою чергу визначає вигляд спільноти.

Клімат залежить головним чином від сонця. Поблизу екватора сонячні промені падають на землю майже вертикально, і тому тропічні рослини отримують набагато більше сонячної енергії, ніж рослини за межами тропіків, висвітлювані косими променями сонця (рис. 1.1).

Внаслідок нахилу земної осі в позатропічних областях погода в різні пори року буває різною, тоді як у тропіках сезонні зміни довжини дня та температури незначні.

Від сонця залежить не тільки інтенсивність світла, що використовується при фотосинтезі, але також температура середовища. Оскільки тропічні області круглий рік отримують майже вертикальні сонячні промені, для них характерна досить постійна висока температура. В інших областях земної кулі температура повітря варіює залежно від кількості сонячного світла і його інтенсивності в різні пори року. Загалом при більш високій температурі рослини ростуть швидше. Межі коливань температури строго визначають видове різноманіття організмів, що мешкають в тій чи іншій конкретній області.

Інший важливий кліматичний фактор-це вологість, що залежить, принаймні частково, від кількості сонячного світла і температури. Тепле повітря піднімається вгору, а крім того, він утримує більше водяної пари, ніж холодний. При охолодженні повітря частина міститься в ньому вологи конденсується, випадаючи у вигляді дощу, снігу чи роси. У районі екватора нагріте повітря піднімається вгору, разрежіваясь і охолоджуючись у міру переміщення у все більш високі сдоі атмосфери і вивільняючи частина які в ньому водяної пари; в результаті в багатьох областях, що знаходяться поблизу екватора, випадає велика кількість опадів. Прикладами служать басейн річки Конго в Африці і басейн Амазонки в Південній Америці, де рясні опади роблять можливим існування тропічних лісів. На більшій висоті повітряні маси переміщаються як на північ, так і на південь від екватора; зрештою повітря достатньо охолоджується і знову опускається на землю, по дорозі нагріваючись і поглинаючи додаткові кількості водяної пари. Саме в цих областях земної кулі знаходяться великі пустелі. Ще далі на північ і на південь в помірних широтах, в яких розташована велика частина території США, Європи та Азії, сильні вітри приносять повітряні маси іноді з холодних полярних, а іноді з теплих тропічних областей, обумовлюючи мінливу погоду.

Ще один чинник, який впливає на розподіл організмів - це грунт. Грунт утворюється в результаті руйнування підстилаючої материнської (корінної) породи та додатки до цього мінеральному компоненту органічної речовини, головним чином мертвих рослин або їх частин. Таким чином вміст у грунті тих чи інших мінеральних речовин залежить від складу материнської породи; при відсутності будь-яких необхідних мінеральних речовин, рослини будуть рости погано, незважаючи на наявність всіх інших факторів. Органічні сполуки, що містяться в грунті, створюють запас біогенних елементів, хто в круговорот; крім того, вони служать своєрідно «губкою», вбирає дощову воду і зберігає її в грунті, де вона продовжує залишатися доступною рослинам, а не стікає в річки

2. Фактори живої природи. Взаємозв'язок між живими організмами.

Кожна рослина живе не відокремлено, а взаємодіючи з іншими рослинами, бактеріями, грибами, тваринами (рис. 199), Зв'язки між організмами різних видів, що мешкають спільно, дуже різноманітні: вони можуть приносити користь всім організмам або тільки одним із них, мати негативні наслідки для деяких з них. Всі форми взаємозв'язків між організмами різних видів називають симбіозом (в буквальному сенсі - співжиття). Це такі взаємини між двома організмами, при яких організм отримує користь від присутності іншого і не може існувати без нього.

Взаємовигідні зв'язки існують, наприклад, між корінням вищих рослин і грибницею шапинкових грибів (берези і підберезники, осики і підосичники) бобовими рослинами і азотфіксуючими бульбочкових бактерій.

Приклад з тваринного світу: Волове птах, що мешкає в Африці, проводить велику частину життя викльовуючи паразитів з шкури африканських рослиноїдних ссавців. Птах при цьому забезпечено їжею, а ссавець позбавляється від паразитів

Особини одного або різних видів можуть конкурувати між собою за ресурси навколишнього середовища - воду, світло, поживні речовини, місця зростання. При цьому споживання певних ресурсів одними організмами зменшує їх доступність для інших. Такі відносини між організмами називають кон куренції (від лат. Конкуренції - стикатися).

Прикладом конкуренції між особинами одного виду, тобто внутрішньовидової, може служити сосновий ліс, в якому всі дерева одного віку і конкурують за світло. Зростаючі швидше дерева затінюють відстають у рості, чим ще більше затримують їх зростання або навіть викликають загибель. Міжвидова конкуренція спостерігається між видами однієї спільноти з подібними вимогами до умов середовища проживання. (Наприклад, у змішаних лісах між дубом і грабом.)

Рослини різних видів можуть несприятливо впливати один на одного за допомогою біологічно активних речовин, які вони утворюють і виділяють у грунт, воду, атмосферу. Такі речовини пригнічують ріст і навіть викликають загибель інших організмів, у тому числі й рослин.

Серед рослин відомі види паразитів (повитиця, петрів хрест, вовчок) Згадайте, що паразитичні бактерії, гриби і інші організми викликають різноманітні захворювання рослин.

Деякі види рослин, наприклад орхідей, поселяються на стовбурах і гілках тропічних дерев, не завдаючи їм шкоди. Вони використовують дерева тільки як місце поселення. Воду такі рослини поглинають з вологого повітря за допомогою повітряних коренів, мінеральні речовини - з пилу, що накопичується в тріщинах дерев.

Багато тварин живляться тканинами живих рослин (різні види кліщів, комахи, гризуни). Такі види називають рослиноїдних. На пасовищах тварини поїдають тільки певні види рослин, уникаючи отруйні або з гірким смаком. В якості захисту від виїдання у кропиви на листках є волоски з пекучим речовиною, яка при попаданні в шкіру тварин або людини викликає опіки. У багатьох видів листя (кактуси), прилистки (біла акація), пагони (глід) видозмінюються в колючки або ж на стеблі утворюються особливі вирости - шипи (шипшина) для захисту від тварин.

3. Господарська діяльність людини.

Всі ми знаємо, чому діяльність сучасних ого людини призводить до руйнування природних середовищ існування: він винищує рослинність, з тим щоб розчистити місце для своїх потреб з опутствующіх всім його починанням автостоянок. Тому коли ми говоримо що тип спільноти в даній місцевості визначається кліматом, ми маємо на увазі те співтовариство, яке існувало б у цій місцевості, якщо б її не тривожили протягом досить тривалого часу, а не те, що існує там насправді. Спільнота, що складається в даній місцевості за відсутності втручання ззовні і залишається незмінним до тих пір, по ка не виникає ніяких порушень, називають Клімаксное спільнотою.

У разі руйнування спільноти в результаті діяльності людини або стихійних лих, таких, як повінь або пожежа, в ньому починається мед ленний процес відновлення початкового стану, відомий під назвою сукцесії. Сукцесія представляє собою послідовний ряд змін, вича в кінцевому рахунку призводять до утворення Клімаксное співтовариства (за умови, що подальших порушень не виникає).

Прикладом сукцесії може служити відновлення Клімаксное листопад ного лісу на занедбаному полі у Новій Англії. Коли поле перестають обробляти, воно незабаром заростає однорічними трав'янистими рослинами, ворюючі строкатий килим: чорна гірчиця, амброзія, кульбабки. Ці «першопрохідці», що прийшли на нове, місце проживання, швидко розростаються і виробляють насіння, пристосовані до поширення по відносно про Ширнусь території за допомогою вітру або тварин. Незабаром тут з'являються більш високорослі рослини, такі, як золота різка і багаторічні трави. Оскільки ці прибульці затінюють землю, а їх великі кореневі системи забирають з грунту всю вологу, проросткам видів, що потрапили на поле першими, стає важко рости. Але точно так само, як ці високі бур'яни заглушають солнцелюбівие перші види, їх у свою чергу затінюють і позбавляють води про паростки дерев-піонерів, таких, як пенсильванська черемха і осика, які обгрунтовуються повільніше, але, досягнувши достатніх розмірів, забирають се бе левову частку всіх ресурсів. Сукцесія на цьому не завершується, оскільки дерева-піонери не відносяться до видів, що створює зрілий Клімаксное ліс, повільно зростаючі дуб і гікорі або бук і клен види, які з'являються ся останніми і витісняють піонерів, затінюючи їхні молоді деревця.

Сукцесія у занедбаному полі-приклад вторинної сукцесії, протікають щей відносно швидко, тому що вона відбувається на грунті, що залишилася після первісного Клімаксное лісу. Якщо грунт сильно виснажена в результаті безгосподарного її використання або ж зовсім відсутня (як на голих скелях, обнажившихся після відступу льодовиків, або на застиглих потоках лави), то сукцесія протікає набагато повільніше, оскільки зростання більшості рослин стає можливим лише після утворення грунту.

Сукцесію, що починається на голих скелях, називають первинною сукцесій. Освіта грунту може відбуватися в результаті ерозії поверхні материнської породи під дією кислоти, що виділяється лишайниками, або ж замерзання і відтавання води, що скупчується в ущелинах, що викликає руйнування породи. Відмираючі лишайники вносять, крім того, у знову утворюється грунт органічна речовина, а мохи можуть закріпитися навіть на дуже тонкому шарі залишків лишайників та мінеральної пилу. У міру того як мохи все сильніше руйнують породу і додають до накапливающейся грунті власний мертвий матеріал, стає можливим проростання та ріст крейда ких укоріняються рослин, початківців процес, в основному схожий з сук цессией «занедбаного поля».

Сукцесію можна спостерігати навіть на міській вулиці. Мохи, лишайники і бур'яни заселяють тріщини на тротуарах; в якому-небудь кутку, де скаплі вають опале листя та бруд, можуть виростати досить великі рослини, а на що вимагають ремонту дахах - мохи. Якщо припинити прибирання і ремонт вулиць, то навіть центр великого міста протягом життя одного покоління може пре брехати в лісисту місцевість, засіяну камінням.

Існування різноманітних ділянок, претерпевающих сукцесію, забезпечує постійне джерело «мандрую щих» рослин - швидко зростаючих бур'янів, раптово з'являються і так само раптово зникають. Насіння цих видів можуть поширюватися на досить значні відстані за допомогою вітру або тварин. Крім то го, насіння багатьох «мандрівних» рослин здатні протягом тривалих періодів перебувати в стані спокою, проростаючи після того, як будь-яке порушення середовища створить відповідні умови, наприклад посилить освітлений ність.

Мандрівні види існують не тільки серед рослин, але і серед жи Вотня. Комахи, спеціалізовані до харчування одним певним ві будинок рослин, можуть подорожувати на великі відстані, використовуючи добре розвинені органи чуття в пошуках нових місць, де є їх кормове расте ня. Багато проблем, що виникають у зв'язку з шкідниками сільськогос дарських культур, є наслідком того, що більшість культурних рослин відбувається від мандрівних видів, головний захист яких від комах з стояла в розсіяному розподіл і мігруючим способі життя (ці рослини ніколи не займали одні й ті ж ділянки кілька років поспіль). Засіваючи з року, в рік земельні угіддя лише однією культурою, фермери створюють ідеальні вус ловія для таких мандрівних комах, як совка капустяна і листоїди менту, котрим не доводиться витрачати енергію на пошуки їжі, а залишається лише то їмо й розмножуватися.

При багаторазових порушеннях середовища в даній області вона вже не може повернутися до Клімаксное стану. Власники дач і жителі передмість витрачають масу часу, і енергії і сил, безперервно порушуючи співтовариство, з тим щоб на їх галявинах залишалося лише кілька видів низькорослих трав; при цьому вони постійно переривають сукцесію "занедбаного поля" - високі бур'яни, чагарники і світлолюбні проростки дерев , які безсумнівно візьмуть верх, якщо ослабити пильність. У багатьох районах Середнього заходу поверненню до Клімаксное лісі перешкоджало корінне населення Америки: виявивши, що полювання на бізонів, численні стада яких мешкали в преріях, набагато більш ефективна, ніж полювання на одиночних білохвостих оленів у молодих лісах, вони спеціально випалювали ліси.

Експедиція, яка побувала на цьому острові в 1962 р., повідомила, що цей вид вимер, хоча й були знайдені залишки особин, загиблих всього лише близько двох років тому. Причина виміра ня була зрозуміла: рослини, що складали їжу цих черепах, були повністю знищені козами, ввезеними на острів в 1957 р. групою рибалок, яким хотілося отримувати свіже молоко і м'ясо, поки вони перебували далеко від материка.

2. Тайга і тундра

Тайга, або північний ліс, як її іноді називають, тягнеться майже нескінченним одноманітним поясом через всю Канаду і Сибір. Одноманітність її обумовлено невеликим числом видів дерев (ялин, сосен і ялиць), адаптувалися до вкрай холодного клімату цих областей (рис. 2.1). Тут різко виражена зміна сезонів. Через дуже тривалої зими велика частина опадів випадає у вигляді снігу. Взимку, коли грунт промерзає, дерева не можуть заповнювати запаси води, що втрачається шляхом випаровування, хоча ігловідние листя і їх товста восковидная кутикула уповільнюють випаровування.

На північ від тайги знаходиться безлісна тундра, в якій домінують низькі трав'янисті рослини, карликові дерев'янисті чагарники і лишайники. Клімат тут дуже холодний, щоб забезпечити зростання дерев, а шар грунту неглибокий, часто з прошарком вічної мерзлоти (тобто ніколи не відтає); влітку, коли буває достатньо тепло, грунт відтає на глибину до декількох десятків сантиметрів. Вегетаційний сезон у тундрі дуже короткий, і тому у випадку порушення рослинного покриву він відновлюється повільно. Це було однією з причин, чому екологи заперечували проти спорудження нафтопроводу через Аляску.

Тундра існують не тільки на крайній півночі (у Південній півкулі їх немає, оскільки материки не доходять до таких високих широт), але і на великих висотах в горах.

3. Зміна навколишнього середовища в результаті діяльності людини

Діяльність людини може несприятливо впливати на живі організми, і викликати зникнення певних видів (приклад з черепахою). У цьому розділі ми розглянемо, яким чином деякі види діяльності людини, наприклад будівництво електростанцій та скидання відходів, призводять до забруднення озера і як можна звести подібне забруднення до мінімуму.

Шкода, що наноситься деякими видами забруднень, очевидний. Хлоровані вуглеводні, такі, як ДДТ та поліхлорбіфеніли (ПХБФ), і такі токсичні метали, як ртуть, просто отруйні для більшості організмів, у тому числі для людини. Багато з цих речовин не виділяються з організму, а накопичуються в живих тканинах і потім передаються в усі зростаючих концентраціях хижакам, які належать до більш високим трофічних рівнів. Особливо велику небезпеку вони представляють для м'ясоїдних вищих рівнів, наприклад для соколів, людини і морських птахів, що харчуються рибою. Популяції сапсанів у східних районах США і пеліканів у Каліфорнії майже загинули через те, що під дією ДДТ самки стали відкладати яйця з дуже тонкою шкаралупою, яка роздавлюється, коли птахи сідали на них. Накопичення ртуті у морській меч-рибі і всієї рибі, що живе в озері Онтаріо, досягло такого високого рівня, що їх споживання людиною було тимчасово заборонено.

Додавання в озеро елементів живлення також може принести велику шкоду; повчальним прикладом служить історія з фосфатним детергентом. У природні екосистеми весь фосфор спочатку надходить з гірських порід, а оскільки багато екосистеми розташовані на породах, що містять мало фосфору, їх продуктивність обмежується недоліком цього елемента. Найпереконливішим чином це було продемонстровано в озерах (рис. 5.19). Люди безперервно вносять до озера фосфор разом зі стічними водами, детергентами або добривами, що стікають з оброблюваних земель. Це підвищує продуктивність озера і прискорює його евтрофікацію, змінюючи характер озера.

Багато глибокі оліготрофні озера, подібно озера Тахо на кордоні між Невадою і Каліфорнією, з початку п'ятдесятих років стали помітно ев-трофіціроваться внаслідок забруднення елементами живлення. Самий явний симптом евтрофікації-помутніння води, створюване посиленим розмноженням планктону. Інша ознака - зменшення чисельності таких риб, як форель, що люблять чисту воду, багату киснем. Забруднюючі елементами живлення озеро проходить через кілька стадій, перш ніж досягне добре знайомого всім стану з смердючою тванню на дні і берегами, засіяними загиблої рибою. Спочатку забруднення елементами живлення сприяє «цвітінню», або надзвичайно сильним вибухів чисельності популяції, водоростей. Деякі водорості виділяють токсини, отруйні рибу і роблять воду непридатною для пиття. При відмирання водоростей бактерії розкладають їх тканини і використовують багато кисню. У мулі, позбавленому кисню, розкладання мертвих рослин деякими бактеріями супроводжується виділенням сірководню (газу з запахом тухлих яєць). У «здоровому» озері мешкають на дні фотосинтезуючі бактерії використовують цей сірководень у міру його освіти. Однак при великому змісті в озері добрив або стічних вод у його поверхні з'являється так багато водоростей і бактерій, що до дна доходить дуже мало світла і фотосинтезуючі сірчані бактерії ростуть погано. Вони не можуть використовувати весь утворюється сірководень, що надає забрудненого озера його специфічний запах.

Ще один вид забруднення озер, що досяг за останній час масштабів, що викликають тривогу, пов'язаний з кислими дощами. Дощова вода в східних районах США набуває все більш кислу реакцію, стаючи іноді такий же кислої, як оцет. Проблема кислих дощів в східних штатах пов'язана з тим, що вітри, що дмуть із заходу на схід, несуть із собою сірку містять промислові забруднення, які, з'єднуючись з містяться в повітрі водяними парами, утворюють кислоти. Потім ці кислоти випадають на землю у вигляді дощу або снігу. Кислий дощ роз'їдає фарбу і камінь, пошкоджуючи будівлі і завдаючи економічні збитки, але, крім того, він завдає шкоди і природних екосистем. Обстеження, проведене в 1979 р. в горах Адірондак (шт. Нью-Йорк), показало, що в 264 озерах і ставках вода стала настільки кислому, що вся риба в них загинула. Ікра риб і мальки особливо чутливі до кислоти. Фахівці з охорони навколишнього середовища розуміють, що з кислими дощами можна боротися, якщо вимагати, щоб на електростанціях та промислових підприємствах були встановлені газоочисники для видалення сірку містять речовин з диму, що викидається трубами. Однак, оскільки підприємства, що вважаються джерелами кислих дощів, знаходяться дуже далеко від тих місць, де вони заподіюють реальної шкоди, довести їх вину буває дуже важко.