Билет 1 Определение классической экологии, основные ее направления: аутэкология, демэкология, синэкология.

Экология классическая

(биоэкология) - наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин “экология” предложен в 1866 г. Геккелем. Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом.

B 1910 г. на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:

Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде).

Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой.

Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.

_____________________________________________________________________________

Билет 2 Сущность глобальной экологии, характеристика глобальных экологических проблем.

Глобальная экология

комплексная научная дисциплина, изучающая биосферу в целом. Основы глобальной экологии разработаны М. И. Будыко (1977), который ее центральной проблемой считает круговорот различных веществ в биосфере. Исследование этой проблемы необходимо для решения основной задачи глобальной экологии — разработки прогнозов возможных изменений биосферы в будущем под влиянием деятельности человека. Так как от этого прогноза будет существенно зависеть долгосрочное, хозяйственное планирование, связанное с крупными капиталовложениями, очевидно, что он должен обладать высокой достоверностью. Глобальная экология как научная дисциплина находится в стадии формирования, ее границы точно не определены. Одни ученые считают ее разделом общей экологии, другие отождествляют с охраной природы, экологией человека, третьи (в том числе М. И. Будыко, И. И. Дедю) относят к самостоятельной научной дисциплине.

Общая характеристика глобальных проблем

• Загрязнение биосферы

• Загрязнение атмосферы

• Загрязнение гидросферы

• Загрязнение почв

• Радиация в биосфере

• Токсическое действие загрязняющих веществ

• Экологические последствия загрязнения биосферы и бесхозной деятельности людей

• контаминантов и безопасность пищевых продуктов

• \"Парниковый эффект\"

• Истощение озонового слоя

• Кислотные дожди

• Массовое сведение лесов

• Отходы производства

• Сельское хозяйство

• Производство энергии

• Экологический кризис, как кризис антропоцентрической сознания и бесхозной деятельности людей

Среди глобальных проблем человечества в начале XXI-го века на первое место выходят глобальные экологические проблемы

Современная экологическая ситуация на планете Земля характеризуется, почти повсеместно, резким ухудшением качества окружающей среды

То, что человек сделал с окружающей природой, по своим масштабам катастрофически Загрязненная атмосфера, гидросфера, уничтожены миллионы гектаров плодородных почв, ядохимикатами и радиоактивными отходами и загрязненная планета, огромных размеров достигло обезлесивание и опустынивание - разрушается биосфера Большой риск самоуничтожения человечества в результате собственной деятельноститі.

Экологические проблемы в той или иной степени всегда сопровождали становление и развитие цивилизации Однако то, что было в прошлом, не может идти ни в какое сравнение с противоречиями, возникающими при взаимо Одии общества и природы в современную эпоху Неограниченное использование природных ресурсов и свободное выброса отходов в окружающую среду привело к тому, что во многих странах практически не осталось я ненарушенных природных экосистем, способных в полной мере выполнять свои функции сохранения состояния окружающей среды Устойчивое развитие общества все более сдерживается глобальными экологическими проблемамами.

_____________________________________________________________________________

Билет 3 Содержание понятий: биосфера, ноосфера, живое вещество, биокосное вещество, косное вещество, биогенное вещество.

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году[1].

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

Ноосфе́ра (греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»)[1].

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»

Понятие «ноосфера» было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (англ.)русск. (1870—1954), который трактовал её как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Э. Леруа подчёркивал, что пришёл к этой идее совместно со своим другом — крупнейшим геологом и палеонтологом-эволюционистом и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые в 1922/1923 годах читал в Сорбонне Владимир Иванович Вернадский (1863—1945).

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.

Это понятие не следует путать с понятием «биомасса», которое является частью биогенного вещества.Термин введён В. И. Вернадским

Специфика живого вещества заключается в следующем:

Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. В неорганическом мире по количеству свободной энергии с живым веществом могут быть сопоставлены только недолговечные незастывшие лавовые потоки.

Резкое отличие между живым и неживым веществом биосферы наблюдается в скорости протекания химических реакций: в живом веществе реакции идут в тысячи и миллионы раз быстрее.

Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и пр. – устойчивы только в живых организмах (в значительной степени это характерно и для минеральных соединений, входящих в состав живого вещества).

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

_____________________________________________________________________________

Билет 4 Биотические взаимоотношения: паразитизм, конкуренция, коменсализм, симбиоз, мутуализм, нейтрализм.

Паразитизм - форма антибиоза, когда представители одного вида используют питательные вещества или ткани особей другого вида, а также его самого в качестве временного или постоянного местообитания.

Кокуренция - тип биотических взаимоотношений, при котором организмы или виды соперничают друг с другом в потреблении одних и тех же обычно ограниченных ресурсов. Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.

Внутривидовая кокуренция - соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегулирования популяции. Примеры: птицы одного вида конкурируют из-за места гнездования. Самцы многих видов млекопитающих (например, оленей) в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись семьей.

Межвидовая кокуренция- соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями разных видов. Примеры межвидовой кокуренции многочисленны. И волки, и лисы охотятся на зайцев. Поэтому между этими хищниками возникает конкуренция за пищу. Это не значит, что они непосредственно вступают в борьбу друг с другом, но успех одного означает неуспех другого.

Комменсализм - форма симбиоза, при которой один из сожительствующих видов получает какую-либо пользу, не принося другому виду ни вреда, ни пользы.

Комменсализм, в свою очередь, подразделяется на квартиранство, сотрапезничество, нахлебничество. "Квартиранство" - форма комменсализма, при которой один вид использует другой (его тело или его жилище) в качестве убежища или своего жилья. Особую важность приобретает использование надежных убежищ для сохранения икры или молоди. "Сотрапезничество" - форма комменсализма, при которой несколько видов потребляют разные вещества или части одного и того же ресурса."Нахлебничество" - форма комменсализма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого.

Симбиоз - сожительство (от.греч.сим - вместе, биос - жизнь) - форма взаимоотношения, из которых оба партнера или хотя бы один извлекают пользу.

Симбиоз подразделяется на мутуализм, протокооперацию и комменсализм.

Мутуализм- форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга.

Нейтрализм - тип биотической связи, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно.

_____________________________________________________________________________

Билет 5

Сущность понятий: гомеостаз, резистентность, иммунитет, здоровье.

ГОМЕОСТАЗ,способность живых организмов сохранять относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций в условиях изменяющейся внешней среды. Предположение о существовании физиологических механизмов, обеспечивающих подобное равновесие, было высказано французским физиологом К. Бернаром в сер. 19 в. В 1930-х гг. американский физиолог У. Кеннон ввёл термин «гомеостаз».

У человека и высших животных гомеостаз обеспечивает постоянство объёма, клеточного и гуморального состава крови, тканевой жидкости и лимфы, температуры тела, кровяного давления и других показателей, что достигается за счёт взаимодействия нервной системы и желёз внутренней секреции (нейрогуморальная регуляция). Особо важную роль играют кора больших полушарий головного мозга, гипоталамус, гипофиз, эндокринные железы. К наиболее совершенным механизмам гомеостаза относятся процессы терморегуляции. Нарушения механизмов, обеспечивающих постоянство внутренней среды человека, расцениваются как «болезни гомеостаза».

Механизм гомеостаза у растений изучен слабо. Одним из доказательств его существования служит избирательное поступление катионов и анионов при всасывании воды из почвы в корень и распределение их по органам растений. У некоторых растений (полынь, джузгун) в течение суток водный режим меняется 5–8 раз. В критический период у них увеличиваются концентрация клеточного сока и осмотическое давление при снижении транспирации листьев. Неодинаков механизм поддержания водного баланса у галофитов (накопление солей в организме; выделение их наружу через специальные железы; ограничение их поступления). Только благодаря срабатыванию механизмов поддержания гомеостаза достигается жизнеобеспечение растений в неблагоприятных условиях существования.

Резисте́нтность (от лат. resistentia — сопротивление, противодействие) — сопротивляемость (устойчивость, невосприимчивость) организма к воздействию различных факторов — инфекций, ядов, загрязнений, паразитов, и т. п.

Термин чаще применяется в отношении микроорганизмов (возникновение механизмов невосприимчивости к антимикробным лекарственным средствам, к антибиотикам); или растений (к болезням).В отношении человека и животных чаще используется термин иммунитет.

Иммунитет (лат. immunitas — освобождение, избавление от чего-либо) — невосприимчивость, сопротивляемость организма к инфекциям и инвазиям чужеродных организмов (в том числе — болезнетворных микроорганизмов), а также воздействию чужеродных веществ, обладающих антигенными свойствами. Иммунные реакции возникают и на собственные клетки организма, измененные в антигенном отношении.

Обеспечивает гомеостаз организма на клеточном и молекулярном уровне организации. Реализуется иммунной системой.

Биологический смысл иммунитета — обеспечение генетической целостности организма на протяжении его индивидуальной жизни. Развитие иммунной системы обусловило возможность существования сложно организованных многоклеточных организмов

Здоровье – естественное состояние организма, характеризующееся его уравновешенностью с окружающей средой и отсутствием каких-либо болезненных изменений.Здоровье – это состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов.

_____________________________________________________________________________

Билет 6 Определение и сравнение понятий: ксенобиотик, мутагены, аллергены, канцерогены.

Kсенобиотики (от греч. ξένος — чуждый и βίος — жизнь) — условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот. Как правило, повышение концентрации ксенобиотиков в окружающей среде прямо или косвенно связано с хозяйственной деятельностью человека. К ним в ряде случаев относят: пестициды, некоторые моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, полиароматические углеводороды и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать повышение частоты аллергических реакций, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом.

Изучение превращений ксенобиотиков путём детоксикации и деградации в живых организмах и во внешней среде важно для организации санитарно-гигиенических мероприятий по охране природы.

Мутагены (от мутация и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном и Г. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действием иода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические

Аллергены — это антигены, вызывающие у чувствительных к ним людей аллергические реакции.

В зависимости от происхождения аллергены можно разделить на несколько групп:

бытовые — домашняя и бытовая пыль, мел и его раствор в воде, продукты переработки нефти;

эпидермальные — шерсть, пух, перо, перхоть, экскременты, слюна домашних животных (кошек, собак, морских свинок, хомяков, птиц, кроликов, лошадей, овец и др.), эпидермис человека;

инсектные — синантропные микроклещи, тараканы, жалящие и кровососущие насекомые, паукообразные;

пыльцевые — пыльца различных растений, чаще злаковых, сорных трав, деревьев;

пищевые — потенциально любой пищевой продукт может быть аллергеном. Высокая степень аллергизирующей активности у коровьего молока, рыбы и морепродуктов, куриного белка, куриного мяса, клубники, малины, цитрусовых, шоколада, орехов;

лекарственные — аллергенами могут быть любые лекарственные препараты, включая и противоаллергические средства;

грибковые — основной компонент домашней пыли, чаще речь идет о плесневых и дрожжевых грибках;

гельминтные — антигены аскарид, остриц власоглава и других гельминтов.

Кроме того, аллергенами в переносном смысле называют причины возникновения аллергии:

термические — ветер, мороз, незначительный холод и любые его проявления;

морально-биологические — нервный срыв, переживание, страх, волнение

Канцероген (от лат. cancer — рак и др.-греч. γεννάω — рождаю) — химическое (вещество) или физическое (излучение), воздействие которого на организм человека или животного повышает вероятность возникновения злокачественных новообразований (опухолей). Наиболее известный физический канцероген — ионизирующие излучения.

Среди химических канцерогенов чаще всего называют следующие:Нитраты, нитриты — поступают в организм с переудобренными азотом овощами, например парниковыми. В желудочно-кишечном тракте нитраты могут превращаться в нитриты. Нитриты, вступая в реакцию с аминами, образуют канцерогенные нитрозамины. Нитриты добавляют также в колбасы и консервы

Пищевые добавки. Некоторые пищевые добавки (например: Е123-Амарант, Е121-Цитрусовый красный 2) являются доказанными канцерогенами, и запрещены законодательством во многих странах.

Полициклические ароматические углеводороды и их производные - образуются при неполном сгорании нефтепродуктов, бытового мусора и выхлопных газов, более 15 встречаются в табачном дыму, среди них имеются чрезвычайно канцерогенные вещества, которые бывают подчас в сотни раз опаснее бензола. Некоторые могут образовываться при жарке пищи, перекаливании растительных масел.Бензопирены — образуются при жарке и при приготовлении пищи на гриле. Их много в табачном дыме. Продукты белкового пиролиза образуются при длительном нагреве мяса в духовке. Найдены также в продуктах пиролиза древесины и некоторых других органических продуктов.

Пероксиды — образуются в прогорклых жирах и при сильном нагреве растительных масел.Афлатоксины — смертельно опасные микотоксины, относящиеся к классу поликетидов. Производящие токсин грибы нескольких видов рода аспергилл растут на зёрнах, семенах и плодах растений с высоким содержанием масла (например, на семенах арахиса) и других субстратах. Из всех биологически производимых ядов афлатоксины являются самыми сильными гепатоканцерогенами из обнаруженных на сегодняшний день. При попадании в организм высокой дозы яда смерть наступает в течение нескольких суток из-за необратимых поражений печени.

Диоксины — хлорорганические соединения, образующиеся при сжигании бытового мусора.Винилхлорид — вещество является чрезвычайно огнеопасным и взрывоопасным, выделяет при горении токсичные вещества. Оказывает на организм человека канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие

Бензол — токсичное и канцерогенное вещество. Пары бензола могут проникать через неповрежденную кожу. Если организм человека подвергается длительному воздействию бензола в малых количествах, последствия также могут быть очень серьёзными. В этом случае хроническое отравление бензолом может стать причиной лейкемии (рака крови) и анемии (недостатка гемоглобина в крови). Бензол входит в состав бензина, широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства различных пластмасс, синтетической резины, красителей.

Формальдегид — обладает токсичностью и оказывает сильное негативное воздействие на центральную нервную систему. Формальдегид внесён в список канцерогенных веществ ГН 1.1.725-98 в разделе «вероятно канцерогенные для человека», при этом доказана его канцерогенность для животных

Кадмий — кумулятивный яд (способен накапливаться в организме). Является канцерогеном. Соединения кадмия ядовиты.

Мышьяк — ядовитое и канцерогенное вещество. Все соединения мышьяка ядовиты.

Шестивалентный хром — является признанным канцерогеном при вдыхании.

Асбест — среди канцерогенов стоит особняком. Его сложно отнести к химическим канцерогенам, которые, как правило, являются химически активными веществами. Канцерогенность асбеста напротив выражается в том, что живой организм не в состоянии вывести микроскопические, крайне химически инертные, частицы этого вещества

Билет 7 Содержание понятий: биогеоценоз, биоценоз, биотоп, экотоп.

Биогеоценоз — совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.Совокупность всех живых организмов биогеоценоза — биоценоз — включает продуцентов (земные растения), образующих органическое вещество, а также консументов (животные) и редуцентов (микроорганизмы), живущих за счет готовых органических веществ и осуществляющих их разложение до простых веществ, которые снова используются, усваиваются растениями.В биогеоценоз входят также: приземный слой атмосферы с ее газовыми и тепловыми ресурсами, почва, вода и др. химические компоненты, участвующие в биотическом круговороте. Постоянный приток солнечной энергии — необходимое условие существования биогеоценоза. Каждый биоценоз характеризуется определенной однородностью абиотической среды и составом почвы.

В биогеоценозе осуществляется биогенный круговорот веществ. Он является незамкнутой и динамичной экосистемой (то есть постепенным накоплением массы живого вещества и усложнением структуры). Рациональное использование и охрана природных биогеоценозов невозможны без знания их структуры и функционирования.

Биоценоз (от греч. βίος — «жизнь» и κοινός — «общий») — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой и окружающей их средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях[1]. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии. Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в нём) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).

Виды структур биоценоза: видовая, пространственная (вертикальная (ярусность) и горизонтальная (мозаичность) организация биоценоза) и трофическая.

Определяется видовым многообразием. Для биотопов характерно определенное видовое многообразие— совокупность популяций входящих в его состав. Количество видов зависит от продолжительности существования, стойкости климата, производительности типа биоценоза (пустыня, тропический лес).

БИОТОП, участок суши или водоёма, занятый определённым биоценозом, видовой состав которого определяется комплексом абиотических факторов (условиями рельефа, климата и др.). В более узком смысле биотоп рассматривается как среда существования комплекса животных и растений, входящих в биоценоз. Напр., биотопом можно считать открытый пресноводный водоём и его мелководье, где щуки охотятся, мечут икру и нагуливаются, или же участок со старыми деревьями, где грачи устраивают гнездовые колонии и находят пищу.