5.Важнейшие проблемы биоэкологии.

Важнейшими проблемами, современной биоэкологии являются:

- экологические механизмы адаптации организмов к окружающей среде, в т.ч. к экстремальным условиям (зачастую возникающим по вине человека);

- механизмы регуляции численности популяций, что позволяет разрабатывать мероприятия по управлению численностью вредителей сельского и лесного хозяйства, переносчиков болезней человека и животных, промысловых и разводимых видов;

- продукционные процессы, в т.ч. образование первичной (фотосинтез) и вторичной продукции;

- устойчивость природных и антропогенных сообществ, экологическая индикации;

- оздоровление ландшафтов и восстановление нарушенных экосистем.

Лекция 2.

Тема: Возникновение и эволюция живых систем.

1. Концепции возникновения жизни.

2. Свойства и уровни организации живого вещества.

3. Основные этапы химической и биотической эволюции жизни.

4. Концепции видообразования.

5. Основные положения современной систематики.

1.Концепции возникновения жизни.

В нашей Галактике (возраст 12,0 – 15,0 млрд. лет) насчитывается до 200 млрд. звезд, среди которых есть небольшая (Д=1,5 млн. км) и средняя по яркости звезда Солнце. В его систему входят большие планеты (9), их спутники (42), астероиды, кометы, метеорные тела и «солнечный ветер».

Предполагается, что все планеты возникли почти одновременно (4,5-7,0 млрд.л.н.) путем конденсации межзвездной газово-пылевой туманности. Даль нейшая эволюция «протоземли» привела к формированию нашей планеты, в которой выделяют несколько оболочек – «геосфер», в т.ч. биосферу – сферу жизни.

Существует несколько гипотез происхождения жизни:

- креационистская - все многообразие живых существ создано Всевышним;

- панспермии - жизнь в Космосе существует вечно, хотя на разные планеты ее зачатки попадают в разное время. Подтверждением этому служат недавно найденные в углистых метеоритах фрагменты ДНК;

- автохтонного возникновения и развития. Согласно последней…

2.Основные этапы химической и биотической эволюции жизни на Земле.

По современным представлениям в истории жизни на Земле выделяют следующие этапы:

- образование из неорганических соединений сначала моно-, а затем полимер ных соединений (сахаров, аминокислот и других, образовавших т.н. «первичный бульон»;

-образование (из аминокислот) нуклеиновых кислот и первичных белков;

-образование «коацерватов», предшественников клеточных организмов;

Этим закончилась «химическая эволюция» и началась – эволюция биотическая. Ее важнейшим начальным событием стало создание генетического кода, обеспечивающего воспроизведение себе подобных и наследование последую щими поколениями свойств предыдущих. Первые живые организмы были гетеротрофами, потребляющими органику «первичного бульона». Позднее преимущество получили организмы, которые приобрели способность синте зировать органические вещества из неорганических, используя сначала энергию химических процессов, а затем энергию солнечного света (фотосинтез), что завершилось около 2,0 млрд. л.н.

Переход от хемосинтеза к фотосинтезу называют «великим революционным переворотом», «кислородной революцией», с которой связан переход от прокариот к эукариотам и начало накопления 02 , что со временем привело к формированию озонового экрана и гибели большинства анаэробов. Эволюция эукариот была связана с их разделением на растительные и животные организмы, что произошло в протерозойскую эру, когда мир был заселен одноклеточными организмами.

Следующим важнейшим этапом в развитии жизни стало возникновение примерно 900,0 млн.л.н. полового размножения, резко ускорившего эволюцию, позволяя быстрее и эффективнее адаптироваться организмам к изменениям окружающей среды.

Примерно 700,0-800,0 млн.л.н. появились многоклеточные организмы с дифференцированным телом, развитыми тканями и органами, выполняющими определенные функции. Все это привело к тому, что к началу палеозойской эры растения были представлены прикрепленными ко дну зелеными и бурыми водорослями, а в толще воды обитали золотистые, красные и другие водоросли. Первые многоклеточные животные были представлены губками и кишечнополостными, а в кембрийском периоде палеозойской эры в морях существовали почти все основные типы животных, которые впоследствии лишь специализировались и совершенствовались.

Важнейшей вехой в истории жизни на Земле стало появление около 500,0 млн.л.н. первых позвоночных - бесчелюстных рыбообразных существ, которые впоследствии сменились челюстноротыми: хрящевыми (акулы, скаты) и костными (двоякодышащие, кистеперые и др.) рыбами.

Около 400,0 млн.л.н. в девонском периоде кистеперые рыбы дали начало первичным земноводным стегоцефалам, эволюция которых привела к форми рованию сухопутных позвоночных животных. В это время сформировалась и другая прогрессивная группа животных – насекомые.

Исключительным событием в эволюции растений и животных стал их выход на сушу. Первыми наземными растениями были псилофиты (промежуточные формы между водорослями и сосудистыми растениями), положившие начало озеленению Земли в силурийское время (около 400, млн. л.н.). Первые наземные позвоночные амфибии-стегоцефалы появились 350,0-400,0 млн. л.н. в девонское время, но активное освоение земной суши позвоночными началось позднее - в карбоне (280,0- 350,0 млн .л. н.); в это же время появились и летающие насекомые.

Последующая эволюция растений сопровождалась усилением дифферен циации тела (на корень, стебель, лист), совершенствованием всех тканей, органов размножения, специализацией опыления и распространения семян, улучшением их защиты дополнительными оболочками и другими приспособлениями. Уже в меловом периоде мезозойской эры это привело к формированию покрытосемянных растений, которые в современную кайнозойскую эру достигли расцвета (насчитывается до 500,0 тыс.видов), а их травянистые и древесно-кустарниковые формы образуют многочисленные сообщества разного ранга.

Пути эволюции позвоночных животных связаны в основном с рептилиями, которые оказались наиболее перспективными формами. В юрском периоде от одной из ветвей рептилий возникают птицы, а от каких-то примитивных форм еще в перми обособилась ветвь, приведшая к возникновению в триасовое время млекопитающих , эволюция которых завершилась формированием человека.