1. Экология как наука. Предмет, задачи и структура современной экологии.

Термин «экология» (от греч. oikos — дом, родина и logos — учение, слово) впервые введен в 1866 г. немецким биологом, профессором Йенского университета Э. Геккелем (1834—1919)

Экология - наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей неживой природой. ^ Основным содержанием современной экологии является исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение функционирования биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем), биосферы, их продуктивности и энергетики. Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяция, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве. ^ Задачи экологии - изучение закономерностей размещения живых организмов в пространстве, изменения численности организмов, потока энергии через живые системы и круговорота веществ и т.д.

Экология как общая биологическая наука также может быть расчленена на составные части: экологию растений, экологию насекомых, экологию лесных пород и т. д. Однако, если для других наук индивидуум является наикрупнейшей единицей, то для эко­логии он — мельчайшая единица исследований.

В настоящее время экология распалась на ряд научных отраслей и дисциплин, подчас далеких от первоначального понимания се как биологической науки (биоэкологии) об отношениях живых организ­мов с окружающей их средой. (Экологию по размерам объектов изу­чения делят на ауткологию (особи, организм и его среда), демэкологию или поппуляционную экологию (популяция и ее среда'), синэкологию (биотическое сообщество, экосистема и их среда), географическую или ландшафтную экологию (крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среды) и глобаль­ную экологию (мегаэкология, учение о биосфере Земли).

По отношению к предметам изучения экологию подразделя­ют на экологию микроорганизмов (прокариот), грибов, расте­ний, животных, человека, сельскохозяйственную, промышленную (инженерную), общую экологию. По средам и компонентам различают экологию суши, пре­сных водоемов, морскую. Крайнего Севера, высокогорий, хими­ческую (геохимическую, биохимическую). По подходам к пред­мету выделяют аналитическую и динамическую экологии.

С точки фактора времени рассматривают историческую и эволюционную экологии (в том числе археологию). В системе экологии человека выделяют социальную экологию (взаимоот­ношение социальных групп общества с их средой жизни), отли­чающуюся от экологии индивида и экологии человеческих попу­ляций по функционально-пространственному уровню, равную синэкологии, но имеющую ту особенность, что сообщества лю­дей в связи с их средой имеют доминанту социальной организа­ции (социальную экологию рассматривают для уровней от эле­ментарных социальных групп до человечества в целом)

2. Эколого-биотехнологические альтернативы в сельском хозяйстве

Эффективность сельскохозяйственных технологий в производстве про-

дуктов питания зависит от многих факторов, включая эколого-географи-

ческие, экономические, и тд.

Биотехнологические методы традиционно используются в

сельском хозяйстве для повышения плодородия почв, борьбы с вредите-

лями и возбудителями болезней культурных растений и животных, приго-

товления продовольственных продуктов, их консервирования и улучше-

ния питательных свойств.

БИОПЕСТИЦИДЫ

Химические пестициды не обеспечивают полную

защиту сельскохозяйственных культур; большое число насекомых и сор-

няков остались неконтролируемыми и продолжают наносить огромный

вред сельскому хозяйству. Более того, вредители начинают приобретать

резистентность к пестицидам. Появились данные о том, что для уничто-

жения некоторых вредителей приходится применять сверхвысокие дозы

пестицидов, в тысячи раз превосходящие начальные дозы токсикантов в

первые годы их применения. В настоящее время в литературе описаны

сотни видов членистоногих, резистентных к различным пестицидам (ДДТ,

карбаматам, пиретроидам, фосфорорганическим соединениям). Таким

образом, применение пестицидов вступило в явное противоречие с гло-

бальной проблемой защиты окружающей среды.

Это вызывает необходимость поиска других, более эффективных

средств и методов защиты, не оказывающих отрицательного воздействия

на человека и окружающую среду в целом. Большие перспективы среди

разрабатываемых подходов имеют биологические методы.

Использование микроорганизмов в качестве биопестицидов – сравни-

тельно новое направление биотехнологии, но уже имеющее существенные

достижения. В настоящее время бактерии, грибы, вирусы находят все бо-

лее широкое применение в качестве промышленных биопестицидов. Технология производства этих препаратов весьма различна, как различна природа и физиологические особенности микроогранизмов-продуцентов.

Многочисленные виды энтомопатогенных грибов широко распростране-

ны в природе; они поражают широкий круг насекомых, обладая для этого

различными механизмами, включая контактный, что облегчает их примене-

ние. Грибы хорошо сохраняются в виде спор и продуцируют разнообразные

биологически активные вещества, усиливающие их патогенность.

Весьма перспективны для защиты растений энтомопатогенные вирусы.

Вирусы чрезвычайно контагиозны и вирулентны, узко специфичны по

действию, хорошо сохраняются в природе вне организма-хозяина. Эти

препараты вследствие высочайшей специфичности практически полно-

стью безопасны для человека и всей биоты.

БИОГЕРБИЦИДЫ

Гербициды – химические препараты для борьбы с сорняками, состав-

ляют около 50 % суммарного рынка химикатов для сельского хозяйства.

Химическим гербицидам свойственны те же недостатки, что и аналогич-

ным пестицидам. Поэтому потребность в создании биогербицидов оче-

видна. К последним относятся микроорганизмы-патогены растений, фер-

менты, а также полупродукты, получаемые биоконверсией.

Для борьбы с отдельными видами сорняков, устойчивых к химическим

препаратам, применяют специфические и токсичные для них микроорга-

низмы.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ

Микроорганизмы играют большую роль в повышении плодородия

почвы, так как в процессе роста и развития улучшают ее структуру, обо-

гащают питательными веществами, способствуют более полному исполь-

зованию удобрений.

Интенсивное растениеводство обедняет почву азотом, так как значи-

тельная его доля ежегодно выносится из почвы вместе с урожаем. С древ-

них времен для восстановления и улучшения почв существует практика

использования бобовых растений, способных в симбиозе с азотфикси-

рующими микроорганизмами восполнять почвенные запасы азота в ре-

зультате диазотрофности (усвоения атмосферного азота).

Для улучшения питания сельскохозяйственных культур фосфатами

эффективен метод применения фосфоробактерина. Препарат получают

на основе спор культуры Bacillus megaterium var. phosphaticum. Эти бакте-

рии превращают трудно усвояемые минеральные фосфаты и фосфорорга-

нические соединения (нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды) в доступ-

ную для растений форму.