51. Экологический мониторинг его цели и задачи

Мон-г (от греч. определяющий)- многолетние наблюдения за состоянием ОС, выявление критических и экстремальных ситуаций и источников создания таких ситуаций через антропогенное воздействие на ОС, в оценке и прогнозе состояния объектов наблюдения, в управлении воздействием. Эл-ты, к-рые включает в себя м-г:1). Наблюдение за ф-рами, воздействующими на о.с., наблюдение за состоянием среды;2). Оценку физ-кого состояния о.с. (оценку «здоровья» среды);3). Прогноз состояния о.с. на перспективу.Задачи м-га:1). Наблюдение за состоянием о.с., оценка изменения состава, стр-ры, функ-ния и динамики с-мы;2). Разработка средств контроля – это выбор средств кач-го и кол-го контроля о.с. в пространстве и во времени;3). развитие с-мы модел-ния и на этой основе прогнозирование, как инструмента изучения среды с целью рацион-го использ-ия природы;4). Развитие метода управления пр-ными процессами в зависимости от тяжести антроп-го давления на с-му.Наиважнейшая задача мон-га – ранние предупреждение возможных резких изменений состояний о.с. с целью защиты жизни ч-ка.

52. Развитие эволюционной экологии: идея сопряженного развития.

До 30-х годов ХХ века основной формой существования жизни биологи-эволюционисты считали организм, а эволюцию живого сводили в основном к формированию адаптации организмов к окружающей среде.

Чрезвычайные изменения во второй половине ХХ века во всех блоках биосферы под влиянием деятельности человека существенно повлияли на мышление биологов-эволюционистов в плане понимания проблемы эволюции надвидовых форм организации живого. Теперь уже ни у кого не вызывает сомнения, что эволюционный процесс затрагивает организмы, виды, экосистемы разного уровня, включая и биосферу. Появляется все больше данных, что эволюция органического мира заметно влияет на энергетику биосферы, её геохимическое строение, биогеохимические функции, биогеохимический круговорот элементов и веществ. Одновременно происходящие преобразования биосферы сами становятся фактором дальнейшей эволюции её основного компонента – органического мира.

На тесную связь между процессами видообразования и эволюцией экосистем указывал Пианка (1981) и другие исследователи. Например, совершенствование защиты хозяина (в системе хозяин-паразит) и жертвы снижает перенос энергии с одного трофического уровня на другой, а эволюция хищника, напротив, усиливает перенос энергии. Способность хищника и паразита варьировать свою диету в зависимости от доступности жертвы (полифагия) создает дополнительный механизм сохранения популяций и, в конечном счете, способствует стабилизации и развитию экосистемы.

Формирование и становление любых экологических систем (от популяции до биосферы) неразрывно связано с определенной спецификой сопряженного развития организмов различных таксонов (от бактерий и грибов до высших растений и млекопитающих), сообществ живых организмов, локальных экосистем, ландшафтов и т.д. Именно сопряженное развитие организмов, близких и далеких друг от друга по уровню развития (морфологически, экологически, физиологически, генетически, функционально), определило возможность существования весьма разнообразных в зональном и поясном вариантах экологических систем со свойственным для разных условий видовым составом.

В каждой экологической системе обособились многочисленные группы таксонов, включая высшие растения (производители энергии), а также трофически и топически связанные с ними различные группы грибов, бактерий, животных, объединенные в такие функциональные группы, как автотрофы, биотрофы, сапротрофы и эккрисотрофы. Сопряженность развития столь разнотипных группировок обусловила выработку определенной системы взаимоотношений как между отдаленными организмами, так и между различными группами таксономически близких объединений (популяции, виды, роды) в определенных условиях местообитания, что естественно не могло не сказаться в целом на структурном разнообразии экологических систем.

Сопряженность в развитии организмов обусловила не только общие принципы построения отдельных систем, но и определила характер их сезонного и погодичного развития. Сопряженность эволюционного развития организмов предопределила в прошлом и определяет сейчас освоение организмами различных экологических ниш и более эффективное использование отдельными видами основных ресурсов.

Развитию различных направлений сопряженной эволюции организмов и формированию разнообразных систем способствовали широкие вариации условий на нашей планете (на суше, в воде и воздухе), что определялось возникновением новых субстратов, выделением поверхностных пресных и слабо засоленных водоемов, равнинных и горных рельефов и т.д. Иными словами, сопряженная эволюция организмов проходила в условиях непрерывных метеорологических, экологических, географических и геологических изменений, происходивших как в течение относительно короткого (сукцессии), так и относительно длительного временного периодов (филогенез), что также привело к выделению различных видов бактерий, грибов и растений, способных осваивать новые (освободившиеся) экологические ниши.

Борьба за существование. Растения пустынь борются с окружающей средой, вырабатывая многочисленные приспособления, которые защищают их от чрезмерного перегрева, заноса песками и т.д. (Сухов, 1922). В благоприятных условиях (в лесу, на лугу и т.д.) между растениями возникает соперничество, конкуренция за свет, влагу, пищу. В борьбе с окружающей средой, защищаясь от негативно действующих на них условий, организмы кооперируются, обеспечивая свое существование лучше, чем если бы они тратили усилия еще и на борьбу между собой. Нередко порознь они не могли бы существовать там, где существуют сейчас. Изучены различные кооперации многочисленных одинаковых организмов, образующих семьи, например, насекомых: пчел, муравьев, термитов и т.д.

В мире растений примеры общественной жизни встречаются в форме колоний (монотипные сообщества), хотя и непродолжительное время (например, сообщества свинороя, пуэрарии и некоторых других видов на юге нашего края). В растительном мире широко распространено сожительство растений различных видов (природные экосистемы, ландшафты). Встречается кооперация между растениями и животными. Остается недооцененным эволюционное значение исторически обусловленных сопряженных связей между организмами на физиологической основе, не затрагивающей генетической самостоятельности экобионтов (например, лишайники, микориза, эндофитизм). Коэволюцию таких организмов в форме разной плотности связей следует рассматривать в качестве важной черты общей эволюции экосистемы.

Взаимоотношения “паразит-хозяин”. Тупиковым вариантом считаются отношения растений и животных с паразитирующими формами грибов и бактерий. В процессе их эволюции выработался ряд приспособлений, которые сдерживают паразита и снижают его возможный вред. Цветковых паразитов не так уж много, несколько больше цветковых полупаразитов, но участие и роль тех и других в сложении и функционировании природных и даже агроландшафтных экосистем незначительны. В некоторых случаях (в нарушенных человеком сообществах) цветковые паразиты могут оказывать весьма ощутимое влияние через снижение конкурентоспособности автотрофов (например, на лугах).

Развитию цветковых паразитов (например, заразихи подсолнечника, повилики и др.) способствует также засуха. Низкий уровень участия цветковых паразитов и полупаразитов в природных экосистемах свидетельствует о том, что в процессе сопряженной эволюции различных видов и организмов такая форма взаимоотношений в природе не получила широкого распространения и развития. В противном случае широкое присутствие в системах таких форм способствовало бы быстрому вымиранию видов-хозяев и снижению их конкурентоспособности (Селиванов, 1981).

В отношениях автотрофы-паразиты можно выделить следующие направления защиты, выработанные растениями в результате их сопряженной эволюции с паразитирующими формами грибов и бактерий:

– выделение фунгицидных веществ (например, эфироносы слабо поражаются грибами);

– некоторые формы наружного покрова (опушение, кутикула, одревеснение), препятствующие проникновению инфекции в их ткани.

– особый химический состав, который сдерживает распределение инфекции или даже вызывает её гибель (например, высокое содержание алкалоидов и сапонинов, сдерживающих развитие инфекции) (Агаев, 1976; Айола, 1981; Благовещенский, 1966; Бондарева, 1989).

Широко известны многообразные формы отношений между растениями и паразитами (грибами, бактериями), освоившими как почвенное, так и воздушное пространство обитания автотрофов. Наиболее широкое распространение паразитарная форма отношений между автотрофами, грибами и бактериями получила в сообществах, нарушенных человеком, а также в периоды природных стрессовых ситуаций (засуха и недостаток воды и питательных веществ, избыток влаги и недостаток свободного кислорода и т.д.).

Паразитизм растений и животных представляет собой явление, очевидно, вторичного эволюционного происхождения. Растительный паразитизм является новым для автотрофов чужеродным способом питания, перерастающим постепенно в новый образ жизни, включая также размножение, расселение и другие жизненные процессы. В мире растений специфический образ жизни приобрели представители примерно 30 семейств, включающих около 1000 родов и 30000 видов. В их число, кроме растений-паразитов, входят хищные растения, некоторые таксоны микотрофных растений, предпочитающих симбиоз цветковых с грибами (орхидные и др.). Растения-паразиты составляют около 5 % всех цветковых.

Паразитизм является широко распространенным явлением в биосфере и представляет собой устойчивое неравновесное сосуществование двух или более организмов, связанных энергетически. В системе паразит-хозяин равновесия не существует: хозяин выполняет работу, чтобы поддержать равновесие, а паразит усиливает метаболизм, подавляя защитные реакции хозяина. В экологии, кроме трех абиотических сред (вода, почва и воздух), выделяется четвертая специфическая биотическая среда – организм, паразиты которого составляют паразитоценоз.