Организм который относится к группе бентос. Классификация водных организмов (экологические группы)

Бентос состоит из организмов, живущих на дне водоемов и не способных продолжительное время плавать в воде. В систематическом отношении делится на растительный бентос, или фитобентос , и животный бентос, или зообентос .

В противоположность планктическим организмам донные животные и растения не нуждаются в облегчении своего веса, поэтому многие из них, в особенности живущие в прибрежной области, отличаются крепостью строения и нередко значительным отложением извести. Личиночные стадии большого числа морских бентических животных входят в состав планктона, в пресных водах это является лишь исключением. Между бентосом и планктоном нельзя провести резкой границы . Имеется довольно большое количество животных, главным образом из ракообразных и червей, которые могут на некоторое время подниматься в толщу воды в период размножения или для добывания пищи. Те из них, которые пребывают в воде продолжительное время, могут, другими словами, вести и бентический и планктический образ жизни, относятся к группе планктобентоса или бентопланктона.
Строение бентических организмов в большей степени зависит от характера субстрата, на котором они живут, а также от освещенности, силы волнения и т. п. Поэтому наблюдаются сильные отличия в строении близких форм, живущих на мягком грунте или на камнях, в зоне прибоя или на больших глубинах, на полном свету или в темноте.
По отношению к субстрату организмы бентоса делятся на следующие группы.

1. Прикрепленные организмы (сессильный бентос ). Главная масса растительного бентоса относится к числу прикрепленных форм; цветковые растения укрепляются обычно на мягком грунте при помощи корневищ, большое количество водорослей прикрепляется к твердому субстрату своими ризоидами. Среди зообентоса сидячими являются губки, гидроиды, кораллы, морские лилии, многие черви, мшанки, многие двустворчатые моллюски, усоногие раки, асцидии и ряд других животных. Общая форма тела прикрепленных животных обычно вытянутая. Очень часто они являются колониальными организмами, как, например, губки, гидроиды, кораллы и мшанки, образующие колонии путем почкования. Органы движения обычно редуцируются или изменяют спою функцию. Прикрепленные животные, несмотря на отсутствие передвижения, легко распространяются благодаря образованию свободноплавающих личиночных стадий, переносимых течениями. Животные могут вести сидячий образ жизни только в водной среде, так как только в ней они могут получать необходимую им пищу в виде приносимого водою планктона или опускающегося сверху органического детрита. Среди пресноводных животных особенно сильно развиты органы прикрепления у реофильных форм, живущих на быстром течении. Форма тела уплощенная, обтекаемая. Прикрепление происходит благодаря различным присоскам, прицепкам (личинки ряда насекомых).
2. Лежащие организмы . Животные, лежащие на мягком грунте, отличаются сильно расширенным и низким телом. Много плоских форм находится среди донных рыб, например, камбаловых, а также головоногих моллюсков. Плоской формой тела обладают также некоторые крабы, двустворчатые моллюски, морские ежи и другие животные, некоторые из них имеют выросты, расположенные в одной плоскости.
3. Закапывающиеся организмы . Закапывающиеся в грунт животные, совокупность которых называется инфауной , в противоположность эпифауне , представленной, главным образом, прикрепленными и свободно двигающимися организмами, встречаются во многих группах животного мира, преимущественно среди червей, морских ежей, голотурий, брюхоногих и двустворчатых моллюсков, плеченогих, ракообразных, личинок насекомых и ряда других групп. Многие животные погружаются в грунт в защитных целях. Они живут в ходах или трубках, часто укрепленных какими-либо выделениями; длина ходов иногда в несколько раз превышает длину самого организма. Некоторые животные свободно двигаются в грунте, поглощая его для извлечения находящегося в нем органического вещества или активно отыскивая добычу. Закапывание в грунт вызывает ряд изменений в строении животных . Закапывающиеся в песок неправильные морские ежи лишены аристотелева фонаря, их иглы превращены в органы копания. Раковина живущих в грунте моллюсков становится гладкой, тонкой, неплотно закрывающейся; хорошо развитая нога лишена биссусной железы; для сообщения с внешней средой служат длинные сифоны, нередко превышающие длину самого животного.
4. Сверлящие организмы. Сверлению подвергаются плотные осадочные породы, скалы, сложенные из известняка, песчаника, сланцев и даже гранита, а также мрамор, бетон, кирпич, дерево и раковины моллюсков. К числу морских сверлящих организмов относятся некоторые водоросли, губки, черви, моллюски и раки. В пресных водах наиболее обычными сверлящими животными являются личинки некоторых насекомых, минирующие листья и стебли водных растений или делающие ходы в глинистых берегах.
   Водоросли, а из животных губки, черви и некоторые моллюски прокладывают ходы в известняке или в раковинах при помощи выделяемой кислоты, растворяющей известь. Некоторые моллюски механически сверлят горные породы и дерево зубцами и гребнями, расположенными на раковине; представители бокоплавов и равноногих раков сверлят дерево сильно развитыми ротовыми придатками. Сверлящие организмы обычно никогда не покидают своего жилища, увеличивая его объем по мере роста, поэтому, по существу, являются узниками. Питание происходит за счет взвешенных в воде мелких организмов планктона и органического детрита; животные, поражающие дерево, могут питаться древесиной. Наличие свободноплавающих личинок обусловливает широкое распространение сверлящих организмов.

5. Свободно двигающиеся организмы (вагильный бентос ). Многие животные двигаются по дну при помощи различно устроенных конечностей, иглокожие обладают амбулакральными ножками, органом движения моллюсков служит нога, простейшие двигаются при помощи ресничек или псевдоподий. Некоторые растения, как, например, донные диатомеи, также обладают способностью к движению.

Обитатели водной среды - гидробионты, населяют практически всю гидросферу от её поверхности до максимальных глубин. Значительная часть гидробионтов обитает на дне или на другом субстрате - растениях, подводных сооружениях, днищах судов и т.п. Этих гидробионтов называют бентосом. Бентос делится на две большие группы - зообентос и фитобентос [Крылова, 1982]. Иногда выделяют также протозойный и бактериальный бентос, биомасса которого в ряде водоёмов достаточно велика, несмотря на малые размеры слагающих организмов [Алимов, Финогенова, 1976].

Зообентос - это экологическая группа организмов, характеризующихся связью с дном водных объектов как субстратом, на котором или внутри которого организмы проводят свою жизнь. Организмы бентоса, пребывающие в толще воды продолжительное время, относятся к группе планктонобентоса или бентопланктона [Жадин, 1950].

Зообентосные организмы являются наиболее многочисленной группой гидробионтов, имеющей огромное экологическое и хозяйственное значение. Они потребляют формирующееся в водоёмах и приносимое извне органическое вещество, осуществляют самоочищение водоёмов и водотоков, составляют основу питания большинства видов рыб. Наконец, могут использоваться в пищу человеком, на корм домашним животным и как промышленное сырьё [Свешников, 1989].

Традиционно зообентос разделяется на несколько групп в зависимости от размеров - микробентос (менее 0,1 мм), мезобентос (0,1-2,0 мм) и макробентос (более 2 мм) [Поляков, 1994].

В систематическом плане пресноводный макрозообентос состоит из личинок амфибиотических насекомых (хирономиды и другие двукрылые, ручейники, веснянки, стрекозы, подёнки, жесткокрылые), ракообразных, олигохет, моллюсков, пиявок и некоторых других животных. По способу питания в нём встречаются фитофаги, фильтраторы, хищники, некрофаги и сапрофаги, способные осуществлять полный цикл круговорота веществ [Рылов, 1930].

Преобладающее большинство донных беспозвоночных животных составляет группу так называемого "кормового зообентоса", непосредственно используемого в пищу рыбами. Все эти деления в значительной форме условны. Как показывали исследования последних лет, инфузории, другие простейшие и даже микроорганизмы в составе детрита могут потребляться рыбами - детритофагами. Максимальные размеры кормового бентоса определяются максимальными размерами обитающих в водоёмах рыб - бентофагов [Арабина, 1988].

Бентос подразделяется на эпи - и инфауну. Представители первой обитают в грунте, второй - внедряются, закапываются в него. Среди донных форм часты колониальные виды, например, губки, многие кишечнополостные.

По приуроченности к определённому грунту различают пелофильные формы, обитающие в иле, псаммофильные - живущие на песке, литофильные - заселяющие камни и т.д. [Жадин, Герд, 1961].

Характер грунта, а также глубина, рельеф дна часто оказывают определяющее влияние на состав и численность донных организмов.

Приспособления донных форм к жизни на грунте или в нём сводятся к развитию средств, противостоящих сносу, действию волн, засыпанию оседающей взвесью. Прикрепление к субстрату, вытягивания тела вверх, заглубление в субстрат, уплощение тела, миграции донных животных - основные способы их защиты от неблагоприятного воздействия среды [Арабина, 1988].

Прикрепление к субстрату характерно для простейших, губок, некоторых иглокожих, моллюсков, кишечнополостных, водорослей и достигается пневматическим способом, с помощью корневидных выростов, биссуса - клейкого секрета. Оно бывает временным (актинии, двустворчатые моллюски) или постоянным (асцидии) [Рылов, 1930].

Заглубление в субстрат отмечается у некоторых моллюсков, иглокожих, червей личинок насекомых. Моллюски способны проникать в дерево или камень на глубину до 0,5 м. Гидробионты, живущие на дне рек, приспосабливаются к жизни на сильном течении за счёт крючьев, присосок, коготков [Крылова, 1982].

По отношению к субстрату в бентосе выделяют следующие группы:

Прикреплённые организмы (сессильный бентос). Обычно характерна вытянутая форма тела. Часто колониальные организмы, как например, губки, мшанки, кораллы. Органы движения редуцируются или меняют форму.

Лежащие организмы. Отличаются сильно расширенным и низким телом. К таким организмам относятся крабы, двустворчатые моллюски и др.

Закапывающиеся организмы. Черви, голотурии, брюхоногие и двустворчатые моллюски, личинки насекомых и др. Способность закапываться связана с морфологическими изменениями: сильная нога у двустворчатых моллюсков и в связи с этим неплотно закрывающаяся раковина, длинные сифоны, мощная мускулатура червей и др.

Сверлящие организмы. В пресных водах личинки некоторых насекомых минируют листья и стебли водных растений. Сверлящие организмы по существу являются узниками своего жилища, в котором они прокладывают ходы при помощи выделяемой кислоты или механически.

Свободно двигающиеся организмы. Многие животные передвигаются по дну при помощи различно устроенных конечностей [Кузьмина, 2007].

Таким образом, на основе анализа имеющихся литературных источников можно заключить, что зообентос - многочисленная и разнообразная группа донных беспозвоночных, играющая важную роль как в морских, так и в пресноводных экосистемах.

СРЕДА ОБИТАНИЯ И ОБРАЗ ЖИЗНИ ОРГАНИЗМОВ

(основные термины)

Среда обитания организмов представлена водным и наземным пространствами.

Водная среда обитания. Основная среда обитания организмов на протяжении более 4 млрд лет.

Водные бассейны состоят из двух частей: 1) дно – бенталь; 2) толща воды – пелагиаль.

Относительно этих составляющих выделяются две группы организмов: 1) БЕНТОС – донные организмы; 2) ПЕЛАГИЧЕСКИЕ организмы живут в толще воды.

Основные группы бентоса : подвижный, прикрепленный, свободнолежащий, зарывающийся, сверлящий.

Бентос

Основные группы пелагических форм : планктон, нектон, псевдопланктон.

● Планктон – организмы, свободно парящие в воде, находятся в пелагиали во взвешенном состоянии. Удельный вес таких организмов меньше удельного веса воды. Могут передвигаться самостоятельно с помощь жгутиков, ресничек и др. приспособлений.

● Нектон – активно плавающие организмы, неспособные к парению в воде без дополнительных усилий.

● Псевдопланктон – сидячие организмы, прикрепляющиеся к плавающим предметам или другим планктонным формам.

Пелагические организмы

Главные физические факторы среды обитания организмов: соленость бассейна, глубина, температура. Относительно солености выделяются следующие категории бассейнов: гиперсоленые (> 40‰), нормальносоленые (34–40‰), солоноватые (< 34‰) и пресноводные.

По отношению к условиям обитания выделяют две группы организмов: 1) эврибионтные – приспособлены к широкому диапазону колебаний факторов среды; 2) стенобионтные – приспособлены к очень узкому диапазону колебаний факторов среды.

БИОНОМИЧЕСКИЕ ЗОНЫ МИРОВОГО ОКЕАНА

Дно Мирового океана (бенталь ) подразделяется на 5 составляющих: шельф, континентальный склон, континентальной подножие, ложе океана, глубоководные желоба. Относительно структурных элементов дна и особенностей распространения организмов выделяют 5 биономических зон моря: 1) литораль, 2) неритовая зона, 3) батиаль, 4) абиссаль, 5) ультраабиссаль.

Литораль – прибрежная часть морей и океанов с глубинами до 20 м. Характерные черты: приливы, отливы, волнения.

Неритовая зона соответствует шельфу с глубинами от 20 м до 200 м. Нижняя граница (200 м) – нижний предел обитания донных (бентосных) водорослей (индикатор света). На большем своем протяжениишельф представляет собой почти ровное морское дно с глубинами 20–50 м . Органический мир отличается наибольшим разнообразием и огромной биомассой.

Батиаль соответствует континентальному склону. Нижняя граница неотчетлива – 2000–3000 м. Здесь обитают главным образом пелагические организмы.

Абиссаль совпадает с площадью распространения ложа Мирового океана. Нижняя граница – около 6000 м.

Ультраабиссаль занимает глубоководные желоба.

Наземная среда обитания составляет 29% поверхности Земли, подвержена солнечной радиации. Характерны резкие колебания физико-географических факторов. Освоение суши началось в середине силурийского периода. Наземные организмы обитают 1) на поверхности земли и в почве; 2) в наземных пресноводных водоемах; 3) в воздушной среде.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИСКОПАЕМЫХ ОРГАНИЗМОВ

1. Стратиграфическое значение. Зная время существования организмов, можно определить возраст породы , содержащей их остатки. Наибольшее стратиграфическое значение имеют организмы с высокими темпами эволюции и быстро расселяющиеся по поверхности Земли (с широким географическим распространением). К таковым относятся пелагические животные (стеногалинный планктон и нектон): головоногие моллюски, граптолиты, конодонты.

2. Фациальное значение. Зная условия существования и образ жизни организмов, можно определить условия образования породы, содержащей их остатки, и палеогеографическую обстановку. Наибольшее фациальное значение имеет морской стеногалинный бентос, так как условия обитания таких организмов совпадают с условиями захоронения. Наибольшее фациальное значение в этой связи имеют стенобионтные организмы, показывающие соленость, глубину и температуру бассейнов: колониальные кораллы, археоциаты, фузулиниды, нуммулитиды.

3. Породообразующее значение. Организмы участвуют в биогенном осадконакоплении. Осадки превращаются в органогенные породы. Органогенными называются породы, которые на 30–40% и более состоят из минеральных скелетов или образованы за счет биоминеральной деятельности бактерий и цианобионтов.

План описания окаменелостей

Рисунок (1 балл),

Диагноз: общий план строения скелета, скелетные элементы (показать на рисунке), доказательства систематической принадлежности (1 балл).

Систематика по-русски и по-латыни (1 балл).

Время существования группы организмов, период расцвета. (0,5 балла).

Форма сохранности (0,5 балла).

Геологическое значение (полностью, с пояснением терминов) – 1 балл.

Итог – 5 баллов за 1 образец

Вода — среда обитания многих живых организмов. Немало ор-ганизмов так и осталось жить в океане или в пресноводных водоёмах. Океан был и остаётся ареной развития бурной и многообразной жизни. Его населяет 300 тысяч видов животных и микроорганизмов и 30 ты-сяч видов растений.

Почему такая большая разница в видовом составе флоры и фауны Мирового океана ? Дело в том, что животные заселяют всю толщу вод океана, а растения могут жить всего лишь до глубины 100 м, куда до-стигают солнечные лучи. И хотя по сравнению с толщей океана стоме-тровая глубина кажется не очень значительной, именно этот слой обе-спечивает жизнь в нём.

Живые организмы в океане и пресных водоёмах делятся на три группы: планктон , нектон и бентос .

Планктон (от греч. planktos — блуждающий) — это все организмы, населяющие пресные и солёные водоёмы и почти не способные к само-стоятельному движению (рис. 167). Они живут во взвешенном состоя-нии, словно парят, так как не обладают органами передвижения, спо-собными противостоять движению вод, например течениям. Величина этих обитателей колеблется от микроскопической до нескольких сан-тиметров. Планктон делится на животный — зоопланктон и расти-тельный — фитопланктон .

Понятно, что представители фитопланкто-на — водоросли, способные к фотосинтезу, населяют океаны и моря лишь на глубине до 100 м. Фитопланктон служит пищей для зоопланк-тона и других водных животных.

Рис. 168. Горбатый кит

Зоопланктон распространён по всей толще воды. Он представлен мелкими ракообразными, простейшими, кишечнополостными, ик-ринками и личинками рыб. Для большинства планктонных организ-мов характерны приспособления для парения в толще воды: длинные выросты, газовые или жировые включения, студенистость тела и др.

Планктоном питаются различные мелкие рыбы (сардины , анчоусы и др.). И не только. Это излюбленное лакомство крупнейших морских животных — китов (рис. 168), которые поглощают громадное количе-ство этих мельчайших обитателей океана, постоянно пропуская воду через пластины китового уса.

Нектон (от греч. nektos — плавающий) — активно плавающие вод-ные животные, которые способны противостоять силе течения и пере-мещаться на значительные расстояния. К ним относятся рыбы , каль-мары, китообразные , ластоногие , водные змеи , черепахи , пингвины и др. Материал с сайта

Бентос (от греч. benthos — глубина) — организмы, обитающие на грунте и в грунте дна рек, морей и океанов. К активно передвигаю-щимся животным бентоса относятся морские звёзды , крабы , раки (рис. 169). Есть организмы, которые то всплывают, то лежат на дне, — камбалы (рис. 170) и скаты. Малоподвижны моллюски (гребеш-ки , блюдечки ). Ко дну прикрепляются устрицы и другие моллюски, а в грунт закапываются ланцетники . Основная масса бентоса живёт на мелководных участках морей.

На этой странице материал по темам:

• Информация о бентосе в океане

• Доклад на тему бентос

• Планктон нектон бентос как передвигаются

• Доклад на тему планктон нектон бентос

• Презентация по теме бентос

Вопросы по этому материалу:

Бентос (от греч. benthos — глубина) - совокупность животных и растений, обитающих на дне или связанных с дном; многие из этих организмов проходят планктонную стадию развития, способствующую их расселению. По преобладающим размерам составляющих Бентос организмов его разделяют на микробентос (бактерии, простейшие, донные диатомовые водоросли и др.), мейобентос (мелкие черви, рачки и др. организмы с длиной тела обычно не более2 мм) и макробентос (донные организмы крупнее2 мм). Различают фитобентос — водоросли и морские травы, которые заселяют лишь освещенные части шельфа, и зообентос — донных животных, заселяющих дно океана вплоть до ультраабиссальных глубин. Организмы зообентоса могут обитать на слоевищах растений, на поверхности грунта (эпифауна), зарываться в относительно мягкий грунт (инфауна) или вбуравливаться в непрочные скальные породы (эндолитофауна); они различаются степенью подвижности (от прикрепленных форм до активно ползающих). Виды, связанные с грунтом, но способные к активному плаванию, выделяются в нектобентос (скат, камбала и др.). Среди животных Бентоса часть питается непосредственно растениями (фитофаги), другие потребляют органические вещества, взвешенные в придонном слое воды (сестонофаги) или содержащиеся в грунте (детритофаги), хищники питаются животными; кроме того, есть питающиеся падалью (некрофаги) и всеядные. Организмы Бентоса играют большую роль в природных экосистемах, образуя сложные пищевые (трофические) цепи и оказываясь пищей для рыб, млекопитающих и птиц. Многие представители Бентоса издавна употребляются в пищу людьми и служат объектами промысла и культивирования.

Фитопланктон является основой питания для зоопланктона и бентоса. В тоже время развитие гидробионтов зависит от видового состава и обилия погруженных растений и растений с плавающими листьями. Чем разнообразнее состав и структура зарастания водной растительности, тем разнообразнее и богаче в ней зоопланктон (Баклановская, 1956).

Обратная зависимость наблюдается между растительностью и биомассой зообентоса. Высокая продуктивность бентоса в пресных водоемах отмечается на слабо заросших грунтах, с небольшим количеством растительных остатков и слабой аккумуляцией (Воноков, 1956; Косова, 1958). Ухудшение в водоеме кислородного режима, уменьшение притока биогенных элементов и преобладания в балансе процессов накопления органических веществ, приводят к доминированию моновидовых или обедненных растительных группировок и, следовательно, к снижению продуктивности фитопланктона, зоопланктона и зообентоса.

По наблюдениям М.В.Павловой среднегодовая биомасса бентоса наиболее продуктивных участков озера Иссык-Куль -заливов, составляет 104,2 кг/га. Для сравнения: средняя биомасса бентоса в прибрежной зоне Байкала равна 220 кг/га. По величине продуктивности бентоса Иссык-Куль относится к водоемам средней кормности.

1. 2.Сущность биологической целесообразности.

Во взаимосвязанности всех явлений Вселенной лежат истоки целесообразности, царящей в живой природе. То есть истоки феномена жизни следует искать в структуре и особенностях развития Вселенной.

Феномен целесообразности (телеологичности) изначально присущ природе. В его основе лежит принцип оптимальности, причина которого в единстве Вселенной и взаимодополнительности всех протекающих в ней процессов. Раздражимость, инстинкт, психика, разум - все это лишь некоторые наиболее привычные нам проявления феномена целесообразности. Можно показать, что все они являются конкретными механизмами, найденными природой для реализации принципа оптимальности. Так человек, использует свой разум для оценки последствий своих шагов в целях нахождения наиболее оптимального варианта поведения. Психика животных также служит этой цели, но “степень проникновения в будущее” у психики гораздо меньше, чем у разума. То, что мы понимаем под конкретными законами природы, выполняет аналогичные функции, но еще с более незначительной “степенью проникновения в будущее”. Так из квантовой теории известно, что даже в процессе взаимодействия двух элементарных частиц присутствует парадоксальная фаза, когда частицы каким-то образом получают информацию (прогноз) о ближайшем будущем. В основу принципа оптимальности могут быть положены два взаимодополнительных постулата:

1) любая система стремится занять состояние, в котором любое изменение внутри системы практически не влияет (влияет минимально возможным образом) на состояние системы в целом;

2) из всех возможных состояний в каждый момент времени реализуется то состояние, с которым связано наименьшее количество изменений.

Первый постулат лежит в основе динамики Вселенной, заставляя ее эволюционировать от неравновесных состояний ко все более равновесным. Второй постулат запрещает скачкообразные переходы в равновесные состояния, заставляя всегда выстраивать четкие причинно-следственные цепи событий. Можно видеть, что второй постулат возникает вследствие действия принципа Ле Шателье - Брауна (природа пытается затормозить любые изменения) при попытках системы перейти в равновесное состояние, то есть он взаимодополнителен к первому постулату.

Резонно возникает вопрос: если в любой момент времени природа реализует только оптимальные состояния и процессы, почему же в мире так много абсурда, ошибок, далеких от понятия оптимальности? Или может быть человек, приведший планету к экологической катастрофе, является исключением, для которого закон оптимальности не писан? Но ведь не только человек совершает абсурдные поступки. Разве есть какая-то оптимальность в поведении ночной бабочки, летящей на огонь, или стаи саранчи, уничтожающей всю растительность в округе и затем гибнущей от голода, или мухи, бьющейся о стекло? Оказывается есть. Так, например, муха, бьющаяся о стекло, задействует один из самых эффективных алгоритмов поиска оптимального решения: метод случайного поиска. Муха не имеет того аналитического аппарата, который есть у человека. Это мы понимаем, что нужно чуть отклониться в сторону и вылететь в открытую форточку. Мухе же не известно, есть ли вообще выход из той ситуации, в которую она попала. Но случайный поиск гарантирует, что решение рано или поздно будет найдено, если оно, в принципе, возможно. Более того, случайный поиск позволяет иногда находить выход даже из, казалось бы, тупиковых ситуаций (так муха может найти свое решение задачи, а не то, которое для нее приготовили мы, например, она может отыскать и вылететь в щель, о которой мы даже не подозревали). Причем если функция (ситуация) сама имеет случайный характер (или ее характер неизвестен), то данный метод дает наименьшее среднестатистическое время поиска ее экстремума.

Природа очень часто задействует подобные алгоритмы оптимизации. Так, например, очень показательна в этом смысле тактика поиска мест взятка (нектара и пыльцы), осуществляемая пчелиной семьей. Если одна из пчел найдет богатую цветочную поляну, то при возвращении в улей она совершает свой знаменитый “танец на сотах”, который “рассказывает” другим пчелам, куда нужно лететь, сколько энергии для этого потребуется, какие именно цветы растут на поляне и т.п. После этого множество пчел вылетает по месту назначения. При этом они демонстрируют хорошее понимание переданной им информации. Но почему-то не все пчелы, наблюдавшие танец, достаточно пунктуальны.

Некоторые из них сбиваются с пути или даже изначально летят в неправильном направлении, иногда в совершенно противоположном. Это уменьшает количество принесенного в улей взятка. Но, оказывается, подобные ошибки изначально запрограммированы и несут в себе большую пользу. В принципе, природа могла бы наградить пчел абсолютной роботоподобной безошибочностью в понимании друг друга. Но она дала пчелам “право на ошибку”. Даже процент пчел, сбившихся с пути, определен достаточно строго (около 5%). Именно “ошибочные” вылеты приносят как правило в улей информацию о других богатых источниках взятка, на которые эти пчелы иногда случайно натыкаются.

Без определенной доли ошибки, абсурда, случайности природа не смогла бы развивать и усложнять свои формы. Поэтому, наверное, А.С.Пушкин назвал случай “богом-изобретателем”. Именно здесь реализуется та самая свобода выбора, без которой немыслима гармония в системе. Системы, структура которых лишена неопределенности, случайности, ошибки, нежизнеспособны, так как они далеки от гармонии - наиболее объективного оптимального состояния. Они неспособны развиваться, а потому для Вселенной они бесполезны. Поэтому они довольно быстро разрушаются (накапливают ошибку). Механизмы этого разнообразны. Гармоничное соотношение между строгой предопределенностью и свободой выбора в структуре системы определяется “золотой пропорцией”.

1. 3.Биологическая изоляция и её роль в преобразовании популяций.

Изоляция (от франц. isolation — отделение, разобщение) (биологическая), ограничение или нарушение свободного скрещивания индивидов и перемешивания разных форм организмов; один из элементарных факторов эволюции. Ч. Дарвин на примере островных фаун и флор показал роль И. в возникновении, расширении и углублении различий между близкими формами живых организмов. Если какая-либо, чаще периферическая, часть исходной популяции изолируется какими-либо географическими преградами, то со временем эта часть популяции может превратиться в самостоятельный вид. Такой географический способ видообразования , по мнению многих биологов, — единственный или, во всяком случае, главный путь видообразования.

В макроэволюционном плане И. обусловливается нескрещиваемостью разных видов, т. е. преимущественно носит характер репродуктивной И. В микроэволюционном плане, т. е. на внутривидовом уровне, различают 2 основные группы И.: территориально-механическую, к которой относятся все случаи возникновения преград между разными частями населения или разными популяциями (например, водные барьеры для сухопутных и суша для водных организмов, горы для долинных и долины для горных видов и др.), и биологическую, которая подразделяется на 3 подгруппы:

а) экологическая И. — индивиды двух или большего числа биотипов редко или совсем не встречаются в течение репродукционного периода:

б) морфо-физиологическая И. — копуляция затруднена или невозможна по морфологическим или этологическим (поведенческим) причинам;

в) собственно генетическая И., обусловленная неполноценностью (снижение жизнеспособности, плодовитости или полная стерильность) гибридов, полученных в результате соответствующих скрещиваний.

Все виды И. могут оказывать на популяции различное давление, так как любая форма И. может быть количественно выражена в разной степени. Территориально-механическая И. (на больших территориях — географическая) приводит к аллопатрическому формообразованию и при достаточно длительном действии обычно вызывает появление какой-либо формы биологической И. Случаи первичного возникновения биологической И. могут повести к симпатрическому формообразованию.

Биологическую изоляцию обеспечи-вают две группы механизмов: устра-няющие скрещивание (докопуляционные) и изоляция при скрещивании (послекопуляционные).

Спариванию близких форм препят-ствуют различия во время половой активности и созревания половых про-дуктов. В природе обычна биотопическая изоляция, при которой потенциальные партнеры по спариванию не встречают-ся, так как они чаще обитают в разных местах. Так, часть зябликов (Fringillacoelebs) гнездится в Московской облас-ти в лесах таежного типа, а другая — в невысоких и редких насаждениях с большим числом полян. Потенциаль-ная возможность перекрестного спари-вания особей этих групп несколько ограничена. Интересный пример биотопической изоляции - симпатрические внутривидовые формы у обыкно-венной кукушки (Cuculuscanorus). В Европе обитает несколько «биологи-ческих рас» кукушек, различающихся генетически закрепленной окраской яиц. В Восточной Европе одни откла-дывают голубые яйца в гнезда обыкно-венной горихвостки и лугового чекана, другие — светлые в крапинку яйца в гнезда мелких воробьиных птиц, имею-щих яйца сходной окраски. Изоляция между этими формами кукушек под-держивается за счет уничтожения вида-ми-хозяевами недостаточно замаски-рованных яиц. У многих видов пред-почтение биотопа — эффективный изо-ляционный механизм.

Большое значение в возникнове-нии и поддержании биологической изо-ляции у близких форм имеет этоло-гическая изоляция — осложнения спа-ривания, обусловленные особенностя-ми поведения. Ничтожные на пер-вый взгляд отличия в ритуале ухажи-вания и обмене зрительными, звуко-выми, химическими раздражителями будут препятствовать продолжению ухаживания.

Важным изолирующим механиз-мом, затрудняющим скрещивание близ-ких видов, оказывается возникновение морфофизиологических различий в органах размножения (морфофизиологическая изоляция).

Вторая большая группа изолирую-щих механизмов в природе связана с возникновением изоляции после опло-дотворения (собственно-генетическая изоляция), включающей гибель зигот после оплодотворения, развитие пол-ностью или частично стерильных гиб-ридов, а также пониженную жизнеспо-собность гибридов.

1. 4.Представление о гено- и фенотипе.

Генотип, совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма. В более широком смысле Г. — совокупность всех наследственных факторов организма — как ядерных (геном), так и неядерных, внехромосомных (т. е. цитоплазматических и пластидных наследственных факторов). Термин предложен датским биологом В. Иогансеном (1909). Г. — носитель наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению. Он представляет собой систему, контролирующую развитие, строение и жизнедеятельность организма, т. е. совокупность всех признаков организма — его фенотип . Г. — единая система взаимодействующих генов, так что проявление каждого гена зависит от генотипической среды , в которой он находится. Например, красная окраска цветков у некоторых сортов душистого горошка возникает только при одновременном присутствии в Г. доминантных аллелей двух различных генов, тогда как порознь каждая из этих аллелей обусловливает белую окраску цветков. Взаимодействие Г. с комплексом факторов внутренней и внешней среды организма обусловливает фенотипическое проявление признаков. Примером влияния среды на фенотипическое проявление Г. может служить окраска меха у кроликов т. н. гималайской линии: при одном и том же Г. эти кролики при выращивании на холоде имеют чёрный мех, при умеренной температуре — «гималайскую» окраску (белая с чёрными мордой, ушами, лапами и хвостом), при повышенной температуре — белый мех. Потомки этих трёх групп животных наследуют не какую-то одну неизменную окраску меха, а способность давать определенную окраску, различную в разных условиях среды. Поэтому в общем виде правильнее говорить, что Г. определяет наследование не конкретных признаков, а норму реакции организма а все возможные условия среды. На разных этапах развития особи в активном состоянии находятся то одни, то др. гены; поэтому Г. в онтогенезе функционирует как изменчивая подвижная система.

Термин «Г.» иногда употребляют в более узком смысле для обозначения лишь группы генов или даже отдельных генов, наследование которых составляет предмет наблюдения.

Например, в расщепляющемся потомстве от моногибридного скрещивания АА (аа принято говорить о генотипах АА, Аа и аа, отвлекаясь от возможных различий между соответствующими особями (или группами особей) по др. генам.

Фенотип, особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды. В широком смысле термин «Ф.», предложенный дат. биологом В. Иогансеном в 1909, обозначает всю совокупность проявлений генотипа (общий облик организма), а в узком - отдельные признаки (фены), контролируемые определёнными генами . Понятие Ф. распространяется на любые признаки организма, начиная от первичных продуктов действия генов - молекул РНК и полипептидов и кончая особенностями внешнего строения, физиологических процессов, поведения и т.д.

На уровне первичных продуктов действия генов связь между генотипом организма и его Ф. вполне однозначна: каждой последовательности нуклеотидов в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) соответствует одна вполне определённая последовательность нуклеотидов в молекуле рибонуклеиновой кислоты (РНК) и соответственно одна определённая последовательность аминокислот в полипептидной (белковой) цепи. Однако и на этом уровне последовательность нуклеотидов в ДНК, т. е. её первичная структура, однозначно определяет только строение синтезируемых на её основе РНК и белков, но не время их синтеза или количество этих продуктов, подобно тому, как типографская матрица определяет содержание текста, но не время его печатания или тираж. Время же активации отдельных генов и интенсивность их «считывания» зависят как от предшествовавшей работы др. генов, так и от комплекса внутриклеточных факторов и факторов внешней среды.

На вышестоящих уровнях биологической организации, т. е. на уровне клеток, тканей, органов, систем органов и организма в целом, взаимоотношения между генотипом и Ф. ещё сложнее. В этих случаях каждый признак - результат взаимодействия продуктов многих генов, которое, в свою очередь, зависит от конкретных условий среды. Особенно наглядно это видно на примере количественных признаков. Изучая вес зёрен в нескольких самоопыляющихся, т. е. генетически однородных, линиях растений фасоли, Иогансен обнаружил, что у растений одного генотипа зерна варьируют по весу, т. е. имеют разный Ф. Причём границы изменчивости веса зёрен разных линий часто перекрываются (одни и те же Ф. могут соответствовать разным генотипам). Вместе с тем между разными линиями, выращиваемыми в одинаковых условиях, имеются стабильные наследственные различия в среднем весе зёрен. Однако и средний вес зёрен в каждой линии может изменяться в зависимости от условий среды, например режима питания растений. Т. о., относительная роль наследственности и среды в становлении признаков может быть очень разной. Изучение количественных признаков, имеющих важное практическое значение в сельском хозяйстве и медицине, проводят специальными биометрическими методами анализа наследуемости признаков.

1. 5.Загрязнение почвы.

Загрязнение почв вызывают самые различные вещества - микроэлементы металлов, микродозы органических загрязнителей, продукты ассенизации и дезинфекции, средства защиты растений, углеводороды и радиоактивные вещества. Загрязнение почв губительно сказывается на растениях, приводя к накоплению в них токсичных элементов; эта биоаккумуляция опасна и для человека. Кроме того, попавшие в землю химикаты могут вызвать коррозию подземных коммуникаций. В наибольшей степени загрязнению подвергаются почвы в горнодобывающих районах, в местах интенсивного земледелия, а также почвы прилегающих к автодорогам лугов и пашен, земли, куда сбрасываются стоки агропромышленных предприятий или отстойный ил, образовавшийся после очистки городских стоков. Большая часть загрязненных земель находится в крупных промышленных регионах. Техногенное загрязнение почвы потребовало разработки особых методов ее регенерации и охраны.

Химическое загрязнение почвы - изменение химического состава почвы , возникшее под прямым или косвенным воздействием фактора землепользования (промышленного, сельскохозяйственного, коммунального), вызывающее снижение ее качества и возможную опасность для здоровья населения .

Биологическое загрязнение почвы - составная часть органического загрязнения, обусловленного диссеминацией (распространением) возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, а также вредными насекомыми и клещами, переносчиками возбудителей болезней человека, животных и растений.

1. 6.Кислотные дожди, их происхождение, последствия воздействия на природные объекты.

Впервые термин «кислотный дождь» был введен в году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O —> H2CO3). . Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

В году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина - кислота и основание . Он назвал кислотами вещества, котoрые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+). Основаниями он назвал вещества, котрые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Термин рН изпользуют в качестве показателя кислотности воды. Термин рН значит в переводе с английского - показатель степени концентрации ионов водорода.

Значение рН измеряется на шкале от 0 до 14. В воде и водных растворах присутствуют как ионы водорода (Н+), так и гидроксид-ионы (ОН). Когда концентрация ионов водорода (Н+) в воде или растворе равна концентрации гидроксид-ионов (ОН-) в том же растворе, то такой раствор является нейтральным. Значение рН нейтрального раствора равняются 7 (на шкале от 0 до 14). При растворении кислот в воде повышается концентрация свободных ионов водорода (Н+). Они то и повышают кислотность воды. При этом, с повышением концентрации ионов водорода (Н+) понижается концентрация гидроксид-ионов (ОН-). Те растворы, значение рН которых на приведенной шкале находится в пределах от 0 до <7, называются кислыми. Когда в воду попадают щелочи, то в воде повышается концентрация гидроксид-ионов (ОН-). При этом в растворе понижается концентрация ионов водорода (Н+). Растворы, значение рН которых находится в пределах от >7 до 14, называются щелочными.

Следует обратить внимание ещё на одну особенность шкалы рН. Каждая последующая ступенька на шкале рН говорит о десятикратном уменьшении концентрации ионов водорода (Н+)(и соответственно кислотности) в растворе и увеличении концентрации гидроксид-ионов (ОН-). Например, кислотность вещества со значением рН4 в десять раз выше кислотности вещества со значением рН5, в сто раз выше, чем кислотность вещества со значением рН6 и в сто тысяч раз выше, чем кислотность вещества со значением рН9.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций.

Соединения серы (— H2S(в малых количествах, при недостаточном обжиге или неполном сгорании, при низкой температуре). Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе (так как азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые). При сжигании таких ископаемых образуются оксиды азота (кислотные оксиды, ангидриды) — например, оксид азота (IV) NO2.Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы - озера, реки, заливы, пруды - повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН6 погибают пресноводные креветки . Когда кислотность повышается до рН5.5, погибают донные бактерии , которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон - крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий , кадмий , и свинец из донных отложений и почв.

Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.

Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

1. 7.Технологии утилизации отходов промышленности.

Необходимость обеспечения экологической безопасности и повышения экономической эффективности утилизации отходов вынудили ученых и специалистов осуществить разработку отечественной технологии высокотемпературной (1500-1600°С) утилизации твердых бытовых отходов с получением пиролизного газа и выработкой электроэнергии. Эта технология позволяет перерабатывать отходы любой калорийности и влажности, одновременно с ТБО возможна переработка некоторых видов промотходов. Высокотемпературный пиролиз газов с полным разложением органических составляющих и их очистка позволяют производить их дальнейшее дожигание в промышленных котлах. Получаемая электроэнергия для собственных нужд и продажи потребителям в 2 раза дешевле, чем получаемая традиционными способами.

Экологически безопасная технология утилизации жидких отходов предприятий горной промышленности. Технология очистки сточных вод основана на хемосорбционном извлечении ионов тяжелых и редких металлов полимерными фильтрующими материалами ВИОН и включает следующие стадии:

1) предварительная фильтрация и отстаивание с целью удаления из водных растворов механических примесей;

2) сорбционная очистка от ионов Те (II), Те (III), Cо (II) и Cu (II) катионитом КН-1 и от ионов W (VI) и Mo (VI) аниониом АС-1 в динамическом режиме при рН среды 6-8;

3) раздельная кислотно-щелочная регенерация катионо- и анионообменных фильтров с концентрированием десорбированных ионов в элюатах;

4) утилизация содовых реагентов в качестве промпродуктов в основной схеме технологического процесса;

5) использование очищенной воды в замкнутой системе водооборота.

Передвижных установки для переработки жидких радиоактивных отходов. Назначение передвижных установок: переработка жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности с целью очистки воды до норм радиационной безопасности, концентрирование токсичных примесей в малом объеме с целью снижения общего количества радиоактивных отходов.

В установках ГУП МосНПО «Радон» используются процессы фильтрации, сорбции, ультрафильтрации, обратного осмоса, электродиализа, коагуляции, электроосмоса.