Краткий курс лекций по дисциплине «Экология и устойчивое развитие»

Составлены доцентом кафедры «Экология» Агибаевой А.К.

Лекция 1. Введение в экологию

Предмет и задачи экологии. Термин «экология» был введен немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1869 году. Экология – наука об взаимоотношениях организмов или групп организмов к окружающей их среде или наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.

Задачами экологии как науки являются:

- исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом;

- создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека и управления процессами, протекающими в биосфере, и сохранение среды обитания человека;

- регуляция численности популяций;

- разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами;

- экологическая индикация при определении свойств тех или иных компонентов и элементов ландшафта в том числе индикация загрязнения природных сред;

- восстановление нарушенных природных систем, в том числе рекультива-ция выведенных из пользования сельскохозяйственных угодий, восстановление пастбищ, плодородия истощенных почв, продуктивности водоемов и др.;

• переход от промысла к хозяйству;

• сохранение эталонных участков биосферы.

Разделы экологии. В соответствии с уровнями организации жизни экология подразделяется на аутэкологию, демэкологию и синэкологию. Если исследуется отдельный организм, его индивидуальные связи со средой, жизненные отправления и поведение, то он как бы изолируется от других компонентов системы, рассматривается вне этой системы («аут» - вне). Таким образом, аутэкология изучает взаимодействие со средой отдельной особи. Демэкология изучает взаимодействия популяционных групп организмов с окружающей средой. Синэкология – комплексное изучение групп организмов, составляющих определенные единства.

История развития науки экологии. Экология как наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика), связана и с небиологическими науками (физика, химия, геология, география, математика и др.), на методы и понятийно-терминологический аппарат которых опираются экологические исследования. В связи с этим в последние годы введены понятия «географическая экология», «глобальная экология», «химическая экология», «математическая экология» и др.

В последние годы появились онкологическая экология (экология тканей) и даже молекулярная экология и экологическая генетика.

Лекция 2. Аутэкология. Экологические факторы и их действие

Уровни организации живого. Окружающий нас мир живых организмов биосферы представляет собой сочетание различных биологических систем разной структурной упорядоченности и разного организационного положения. Учитывая эти обстоятельства, можно выделить различные уровни существования живого вещества - от крупных молекул до растений и животных различных организаций. В настоящее время можно представить себе следующие уровни организации живой материи:

1. Молекулярный.

2. Клеточный.

4. Органный.

5. Организменный.

6. Популяционно-видовой.

7. Биоценоз и биогеоценоз.

8. Биосферный.

Взаимодействие организмов с внешней средой происходит путем обмена веществ – путем питания, дыхания, выделения экскрементов. По способу питания все организмы подразделяются на автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные питаются непосредственно неорганическими веществами внешней среды.

К ним относятся большая часть растений, осуществляющих фотосинтез. Гетеротрофные организмы питаются органическими веществами, которые представлены свежими телами или остатками автотрофных организмов. К гетеротрофным относятся животные и большая часть микроорганизмов. Однако четкая граница между автотрофами и гетеротрофами не прослеживается. Эвгленовые организмы (жгутиковые), например, сочетают автотрофный и гетеротрофный способы питания. Они относятся к миксотрофам и представляют собой водные одноклеточные организмы, которые в условиях хорошей освещенности питаются автотрофно, а в темных условиях (при наличии в воде растворенной органики) переходят к гетеротрофному питанию.

Большинство организмов биосферы относится к аэробным, существую-щим в присутствии свободного кислорода. Меньшая часть, куда входят микроор-ганизмы, – к анаэробным, обитающим вне кислородной среды, преимущес-твенно в придонных слоях замкнутых водоемов и в почвах.

Взаимодействие живых организмов, играющих выдающуюся роль в природных экосистемах, с внешней средой происходит путем обмена веществ с атмосферой, гидросферой, почвой и определяет динамику многих химических элементов в биосфере.

Экологический фактор – это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития.

Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на две категории:

1) факторы неживой природы (абиотические);

2) факторы живой природы (биотические).

А.С. Мончадский в своей классификации экологических факторов исходил из того, что приспособительные реакции организмов к тем или иным факторам среды определяются степенью постоянства воздействия этих факторов и их периодичностью. Так, например, он выделяет периодические факторы, вторичные периодические факторы, непериодические факторы.

К первичным периодическим факторам относятся в основном явления, связанные с вращением Земли: смена времен года, суточная смена освещен-ности. Эти факторы, которым свойственна правильная периодичность, действо-вали еще до появления жизни на Земле, и возникающие организмы на Земле должны были сразу адаптироваться к ним.