3. Краткое содержание изучаемых тем. Вопросы для подготовки к контрольным работам, зачетам и экзаменам

3.1. Предмет и задачи экологии

В современном понимании экология – это наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды. Расширение предмета экологии позволяет определить ее как междисциплинарную область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе и их взаимосвязи.

Основные разделы современной экологии: общая (теоретическая) экология, биоэкология, геоэкология, экология человека и социальная экология, прикладная экология.

Каждый раздел имеет свои подразделы и связи с другими частями экологии и смежными дисциплинами.

Контрольные вопросы:

1. Назовите главные цели и задачи учебной дисциплины «Экология».

2. Почему экологию называют синтетической или междисциплинарной наукой?

3. В чем проявляется мировоззренческая функция экологии? Ответ поясните примерами.

4. Что является предметом изучения общей экологии?

5. Определите предмет изучения биоэкологии.

6. Что изучает геоэкология? Из каких основных частей состоит этот раздел современной экологии?

7. Что такое социальная экология и экология человека?

8. Определите основные задачи прикладной экологии.

Литература: [1], [4], [7], [9], [13], [21], [23], [27], [34], [36], [37], [38].

3.2. Закономерности, характеризующие жизнь

Центральным объектом изучения в экологии является живая материя в различных ее проявлениях. Для всех земных форм жизни обязательным субстратом являются белковые тела со всеми присущими им атрибутами (или отличительными чертами) живой материи.

Главные отличительные черты живой материи:

1. Постоянный обмен с окружающей средой веществом и энергией. Живое существует как открытая система; через каждый организм идут непрерывные потоки вещества и энергии. Благодаря этому каждый организм находится в единстве со средой, а физические, химические и биологические свойства окружающей среды обуславливают осуществление всех процессов жизнедеятельности. В то же время, организмы также влияют на среду, изменяя ее в результате своей жизнедеятельности.

2. Способность к репродукции.

В связи с тем, что жизнь существует в виде отдельных (дискретных) биологических систем (клетки, организмы и др.) и существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поддержание жизни на любом уровне связано с репродукцией, т.е. воспроизведением. Любой вид живых организмов состоит из отдельных особей, каждая из которых рано или поздно перестает существовать. Хотя продолжительность жизни каждой особи ограничена, благодаря репродукции вид не исчезает, и жизнь продолжается.

3. Способность к передаче информации.

Эта отличительная черта обеспечивает наследственность, т.е. материальную преемственность между поколениями организмов. Хранение и передача наследственной информации осуществляется нуклеиновыми кислотами. Благодаря наследственности из поколения в поколение передаются признаки, обеспечивающие приспособление организмов к среде обитания.

Информация может передаваться на разных уровнях организации живой материи и в различных формах: изменение внешнего вида, поведения, выделение специфических химических веществ, речь человека или система звуковых сигналов, издаваемых животными, письмо, электронные и другие формы связи и т.д.

4. Раздражимость.

Способность живого организма отвечать на внешнее воздействие изменением своего состояния называют раздражимостью. Эта отличительная черта связана с передачей любой биологической системе информации из внешней среды. Раздражимость обусловлена химическим строением самой живой материи и направлена на поддержание равновесия биологической системы и среды ее существования.

5. Адаптация

Под адаптацией понимается способность живого приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. В основе адаптации лежит явление раздражимости и характерные для нее адекватные реакции. Эта отличительная черта обеспечивает выживание наиболее приспособленных организмов.

Адаптация организмов к действию факторов среды может проявляться:

‑ на уровне внешних изменений – морфологическая адаптация (изменение формы тела, покровительственная окраска);

‑ как изменение интенсивности процессов обмена веществ т. е. как биохимическая адаптация (например, состояние анабиоза, или временной остановки жизненных процессов при неблагоприятных климатических условиях, чаще всего при пониженных температурах);

‑ на уровне функционирования отдельных органов или их систем – физиологическая адаптация (например, уменьшение потоотделения и отдачи воды со слизистых оболочек у некоторых организмов в условиях недостаточной влажности);

‑ в изменении поведения отдельных особей или популяций – поведенческая адаптация (например, сезонная миграция птиц).

Для человека важнейшей разновидностью адаптации является иммунитет – способность организма противостоять чужеродным биологическим объектам (бактериям, вирусам, собственным измененным опухолевым клеткам), а также другим неблагоприятным воздействиям со стороны окружающей среды. Тяжелые физические и психические травмы, перенесенные заболевания, загрязненная среда обитания, а также курение, употребление любых наркотических препаратов и алкоголя негативно сказываются на иммунитете. Для его укрепления необходимо регулярно проводить физическую тренировку организма, закаливание, использовать адаптогены – природные продукты питания и пищевые добавки, имеющие в своем составе биологически-активные вещества.

6.Способность к индивидуальному развитию.

Организмы, появляющиеся в результате репродукции, наследуют не готовые признаки, а определенную генетическую информацию, в которой заложена возможность развития тех или иных признаков. Наследственная информация реализуется во время индивидуального развития организма и проявляется в росте (увеличении массы) и в дифференцировке (образовании различий в структуре, усложнении функций и появлении новых свойств организма). Все это обусловлено таким важным свойством живого, как изменчивость. Изменчивостью называют свойство, противоположное наследственности. Изменчивость проявляется в появлении признаков, отличающихся от типичных. В первую очередь изменчивость связана с ошибками при репродукции, когда по-иному построенные молекулы нуклеиновых кислот несут отличную наследственную информацию и приводят к формированию новых свойств сначала на уровне клетки, а затем и организма.

Контрольные вопросы:

9. Какие отличительные черты живой материи обеспечивают ее самовозобновление?

10. Какие отличительные черты живой материи обеспечивают ее самосохранение?

11. Что такое адаптация организма? Поясните на примерах.

12. Какие отличительные черты живой материи обеспечивают ее эволюцию?

13. Дайте понятие иммунитета. Какие виды иммунитета Вы знаете?

14. Что такое адаптогены? Приведите примеры. Для чего применяют адаптогены?

15. Какие формы адаптации к действию экологических факторов характерны для человека?

16. Какие стадии можно выделить в процессе адаптации человека к экстремальным условиям среды, например, в случае длительного морского плавания?

17. Обоснуйте пользу закаливания, рационального питания, физических тренировок для изменения адаптивных способностей организма человека.

18. Что такое СПИД? Объясните механизм этого заболевания.

19. Что такое стресс? Поясните на примерах.

20. Что такое раздражимость? Какое свойство живой материи обеспечивает эта отличительная черта?

21. Подтвердите примерами, что живая материя любого уровня организации способна передавать информацию.

22. Дайте понятие мутагенеза. Какими причинами он может быть вызван? Приведите примеры положительных и отрицательных мутаций.

23. Что такое репродукция? Приведите примеры репродукции живой материи различного уровня организации.

24. Какие отличительные черты живой материи обуславливают многообразие видов?

Литература: [1], [11], [14], [29], [30].