24. Прикладная экология. Разные формы добывания и культивирования биологических ресурсов: с/х, аквакультура, биотехнологии

Прикладная экология — это та часть экологической деятельности, которая проектирует преобразования экологических систем на основе комплексного использования достижений в области экологии и других областей знания. Другими словами, прикладная экология – это научно-практическая часть экологической деятельности, результатом которой является экологический проект, пригодный для практического воплощения, и система управления этим проектом.

Содержание прикладной экологии составят три крупных блока деятельности:

а) прикладные экологические исследования и анализ (научно-технической, социальной, правовой, экономической и др. направленности), позволяющие решить вопросы применимости соответствующих результатов теоретической экологии и других областей знания на практике, а также решить вопросы управления созданием соответствующего проекта;

б) экологическое проектирование и конструирование, позволяющее создать проекты технологий для экологически чистых производств, систем очистки воды, воздуха, почвы, для систем экологической информатики и экологического мониторинга, для экологического образования, просвещения, информированности и воспитания, приборы для очистки воздуха и воды, устройства для аналитического контроля загрязнений окружающей среды, проекты социально-экологической деятельности, проекты нормативно-правового обеспечения экологической деятельности и т.д. Эти проекты могут быть самостоятельными, а также могут быть частью других проектов производства товаров и услуг;

в) разработка системы экологического управления реализацией и развитием проекта, включая вопросы экспертизы, лицензирования, аудита, контроля, производства экологической направленности.

Во всех этих разделах прикладной экологии основным объектом экологической деятельности являются взаимодействия с окружающей средой соответствующих производств (промышленных, образовательных, научных и др.), степень полезности и вредности появляющихся воздействий.

Метод прикладной экологии направлен на недопущение, предупреждение, упреждение, ликвидацию, снижение или компенсацию нежелательных воздействий на окружающую среду путем создания проектов экологических системных технологий. Для этого используются экологический анализ, экологическое исследование, экологическое проектирование, экологическое производство, экологическое управление, экологическая экспертиза, экологическое лицензирование, экологический аудит, экологический контроль, экологический архив.

Б иотехнология

Биотехнология — это производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов.

Возможности биотехнологии необычайно велики благодаря тому, что ее методы выгоднее обычных: они используются при оптимальных условиях (температуре и давлении), более производительны, экологически чисты и не требуют химических реактивов, отравляющих среду и др.

Объектами биотехнологии служат многочисленные представители групп живых организмов — микроорганизмы (вирусы, бактерии, протисты, дрожжи и др.}, растения, животные, а также изолированные из них клетки и субклеточные структуры (орга-неллы). Биотехнология базируется на протекающих в живых системах физиолого-биохимических процессах, в результате которых осуществляются выделение энергии, синтез и расщепление продуктов метаболизма, формирование химических и структурных компонентов клетки.

Главными направлениями биотехнологии являются: 1) производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эука-риотических клеток биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормональных препаратов), лекарственных препаратов (антибиотиков, вакцин, сывороток, высокоспецифичных антител и др.), а также белков, аминокислот, используемых в качестве кормовых добавок; 2) применение биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязнений почвы и т. и.) и для защиты растений от вредителей и болезней; 3) создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т. п.

Задачи, методы и достижения биотехнологии. Человечеству необходимо научиться эффективно изменять наследственную природу живых организмов, чтобы обеспечить себя доброкачественной пищей и сырьем и при этом не привести планету к экологической катастрофе. Поэтому не случайно главной задачей селекционеров в наше время стало решение проблемы создания новых форм растений, животных и микроорганизмов, хорошо приспособленных к индустриальным способам производства, устойчиво переносящих неблагоприятные условия, эффективно использующих солнечную энергию и, что особенно важно, позволяющих получать биологически чистую продукцию без чрезмерного загрязнения окружающей среды. Принципиально новыми подходами к решению этой фундаментальной проблемы является использование в селекции генной и клеточной инженерии.

Аквакультура

Аквакультура – это выращивание водных организмов в искусственно контролируемых условиях. Повышенная потребность населения в морепродуктах в совокупности со сравнительно небольшими объемами продукции, предлагаемыми американскими компаниями, подтолкнуло специалистов, работающих в научных и производственных сферах, объединить усилия по поиску путей использования морской биотехнологии в целях повышения эффективности производства морепродуктов. Методы биотехнологии позволяют исследователям детально изучать процессы роста и развития рыб и других водных организмов для последующей идентификации признаков, ответственных за скорость роста, устойчивость к заболеваниям и неблагоприятным условиям среды.

Идентификация и комбинирование генов, отвечающих за хозяйственно ценные признаки, используются биотехнологами для повышения продуктивности рыб и моллюсков, а также для улучшения качества продукции. Кроме манипуляций с генами, отвечающими за продукцию естественных факторов роста и веществ, используемых водными организмами для защиты от микробных инфекций, специалисты также работают над созданием пищевых добавок, вакцин и других

(25+35). Системы флористического и фаунистического районирования суши. Принципы флористического и фаунистического районирования суши. Синператы. Понятие «эндемизм».

Сравнительный анализ изучения флор и фаун разных континентов привел к необходимости фаунистического (зоогеографического) и флористического районирования суши. Сущность районирования - подразделение территории на взаимно соподчиненные регионы, для которых характерна та или иная степень сходства, близость населяющих их флор и фаун. Иными словами, флористическое или фаунистическое районирование представляет иерархическую систему соподчиненных регионов разного уровня, выделенных по степени различия - сходства.

Сравнительный анализ флор и фаун основан на изучении ареалов систематических таксонов. Виды растений или животных, образующих в совокупности соответственно флору или фауну какого-либо региона, различны по особенностям их географического распространения. Анализ сходств и различий ареалов разных видов позволяет установить типы их распространения, виделить так называемые географические элементы (геоэлементы) флоры и фауны (например, таксоны тропического, бореального распространения).

Геоэлемент – группа видов со схожими ареалами.

Каждая флора или фауна характеризуется сочетанием видов, относящихся к разным геоэлементам. Соотношение различных геоэлементов – один из важных критериев флористического и фаунистического районирования.

Своеобразие флоры и фауны отдельных регионов определяется наличием эндемичных видов, родов, семейств.

Энде́мики (от греч. ἔνδημος — местный) — биологические таксоны, представители которых обитают на относительно ограниченном ареале. Такая характеристика таксона, как обитание на ограниченном ареале, называется эндемизмом. Эндемизму противопоставляется космополитизм.

Оценка эндемизма, т.е. абсолютного количества эндемичных видов и других таксонов, их роли в сложении флоры и фауны того или иного района – одна из наиболее значимых характеристик.

В системах флористического и фаунистического районирования выделяются единицы различного ранга :

Первопричиной дифференциации биот на уровне царств является тектоника плит: расхождение материков от первичной одиной суши – Пангеи, что впервые было показано А. Вегенером в 1925 г. Сложен вопрос о границах между территориями, занятыми различными флорами и фаунами; как и границы между типами биоценозов, они выражены недостаточно четко.

Основной метод установления границ - сопоставление многочисленных карт ареалов, что позволяет выявить более или менее ясно выраженные полосы сгущения границ таксонов разного ранга, - так называемые синператы. Это рубежи, разделяющие территории, состав флоры и фауны которых обладает некой однородностью и отличается от смежных. Фаунистическое районирование суши основывается главным образом на фауне позвоночных, в первую очередь млекопитающих, птиц, амфибий и рептилий. В основу флористического районирования положено распространение покрытосеменных, голосеменных и папоротникообразных.

Ф лористическое деление суши

Один из первых опытов создания флористической системы суши принадлежит датскому ботанику Д. Скоу, который в 1823 г. Выделил 25 царств, часть из которых он подразделил на провинции. В качестве одного из критериев учитывалась степень эндемизма таксонов разного ранга, присущая тем или иным территориям. Этот критерий и сейчас сохраняет свое значение.

Большой вклад в развитие флористического районирования внесли А. Энглер (1924), Л. Дильс (1918), Р. Гуд (1946), А. И. Толмачев (1974) и др.

Высшая единица флористического районирования – царство. Ранг царства присваевается регионам, характеризующимся максимальным своеобразием флоры в целом и наличием эндемичных таксонов высокого ранга (семейств, подсемейств) в сочетании с очень высоким числом эндемиков родового и видового ранга. Всего выделяют 6 царств.

Типичные представители: семейство шейхцериевые (ЭНДЕМИК!), магнолиевые, лавровые, березовые, ореховые, чайные, бобовые, сосновые, кипарисовые и т.д.

Подокарпус, фицройя, араукария, южный бук, кергеленская капуста, агатис

Вереск, серебряное дерево, солнечник, фрезия, гербера, декоративная спаржа

Род Эвкалипт,Акация, Росянка; протейные, бобовые, орхидные, бамбуки, розоцветные, чайные

Типичные представители: анноновые, лавровые, страстоцветные, орхидные, пальмы, бромелиевые; канновые, настурциевые, циклоцветные, маркгравиевые (эндемичные семейства)

Типичные представители: непентосовые, панданусовые, диптерокарповые

Ф аунистическое деление суши.

Выделение категорий фаунистического районирования разного ранга проводится в основном по уровню и глубине эндемизма, т.е. по количеству эндемичных групп и их рангу. Так, царства определяются по наличию (или отсутствию) эндемичных отрядов, области – по характеру распроостранения эндемичных семейств, подобласти – по распространению эндемичных родов, иногда семейств.

Царство являются высшими категориями фаунистического районирования. В настоящее время большинство ученых выделяют 4 царства.

Почти полное отсутствие сумчатых млекопитающих, господство разл. Отрядов плацентарных (но среди них нет эндемиков). Эндемики-птицы: гагарообразные, чистиковые; эндемики-млекопитающие: выхухолевые, бобровые, тушканчиковые, пищуховые, вилороговые и тд. Также эндемиками явл. Ящерицы ядозубы, углозубы, гигантские скрытожаберники, саламандры и тд.

Эндемичны отряды ящеров (панголинов), даманов, трубкозубых, хоботных (слонов), подотряд обезьян (лемуры, лори, долгопяты)

Присутствие однопроходных (эндемики этого царства), господство сумчатых млекопитающих и почти полное отсутствие плацентарных, за искл. грызунов, рукокрылых и ластоногих

Отсутствие однопроходных, наличие 2х семейств сумчатых, отряда неполнозубых (сем-ва броненосцев, муравьедов и ленивцев), практич. отсутств. насекомоядные млекопитающие