
- •В.И. Саускан общая экология курс лекций
- •1.Введение в экологию. Обзор современных экологических проблем.
- •2.Происхождение жизни на Земле и её современные формы
- •1. Архейская эра - 4-2,6 млрд. Лет назад
- •2. Протерозойская эра - 2600-570 миллионов лет назад.
- •3. Палеозойская эра -570-235 млн. Лет назад.
- •4.Мезозойская эра (235-66 млн.Лет назад).
- •5.Кайнозойская эра (66 млн. Лет назад - настоящее время).
- •5.3.Антропоген(четвертичный),современный период -1 млн.Лет назад - настоящее время.
- •3. Основные геосферы Земли. Понятие о биосфере и ноосфере по в.И.Вернадскому.
- •4. Среда обитания. Адаптации. Экологические факторы – биотические, абиотические и антропогенные.
- •5. Аутэкология
- •8. Круговороты веществ в природе, биогеохимичнские циклы.
- •9. Антропогенное воздействие на природу. Урбанизация.
- •1. Минеральные и энергетические ресурсы океана.
- •2. Земельные ресурсы.
- •4.Ресурсы недр (полезные ископаемые).
- •5. Другие, в том числе альтернативные источники энергии.
- •6.Ресурсы атмосферы.
- •7. Ресурсы пресной воды.
- •8.Ресурсы плодородных земель.
- •9. Живые, или биологические ресурсы. Проблемы сохранения биоразнообразия.
- •Международные экологические конференции (основные) –
- •Калининградская область: биоресурсы, биотические компоненты экосистем и проблемы устойчивого развития региона.
- •1.Растительность (включая леса)
- •2.Животный мир (в том числе рыбы), по в.Н.Российскому, в.И.Саускану и в.И.Шкицкому (1999)
- •2.1. Наземные животные.
- •3. Радиационная обстановка (по в.Л.Болдыреву и в.И.Сухоруку, 1999)
- •4.Состояние здоровья населения (по г.М.Бариновой).
- •Первоочередные меры по решению медико-экологических проблем
- •4. Стратегия развития области как Особой экономической эоны на период 1998-2005 гг. Реализации этой программы помешал экономический кризис 1998 г.
1. Архейская эра - 4-2,6 млрд. Лет назад
3,5 млрд. лет назад - образование “первичного органического бульона”,затем - “коацерватных капель” из молекул белков, жиров и углеводов.
Коацерваты, соединяясь с нуклеиновыми кислотами образовывали пробионты- протоклетки, способные к самовоспроизводству. Это прокариоты - первые безядерные живые организмы(бактерии и синезелёные водоросли).
2. Протерозойская эра - 2600-570 миллионов лет назад.
1,9 млрд. лет назад появились первые автотрофы,начался процесс фотосинтеза, начало насыщения атмосферы кислородом и формирования озонового экрана.1,1 млрд.лет назад появились первые многоклеточные беспозвоночные организмы.
3. Палеозойская эра -570-235 млн. Лет назад.
3.1.Кембрий (570-490 млн. лет назад). Переход от медленной эволюции к быстрой (начало эволюционного взрыва).
3.2.Ордовик (490-435 млн.лет назад).Появляются трилобиты и моллюски. 450 млн.лет назад появляются первые позвоночные - рыбы и рыбообразные.
3.3.Силур (435-400 млн.лет назад). Окончание установления озонового экрана.Первый выход растений и животных на сушу.
3.4.Девон (400-345 млн.лет назад). Появление хрящевых рыб (400 млн. лет назад).
3.5.Карбон (345-280 млн.лет назад).Появление земноводных (330 млн.лет назад) и пресмыкающихся (300 млн.лет назад).
3.6.Пермь (280-235 млн.лет назад. Смена флоры и фауны.
4.Мезозойская эра (235-66 млн.Лет назад).
4.1.Триас (235-185 млн.лет назад).Появление первых динозавров. Появление первых млекопитающих (200 млн. лет назад).Появление и развитие хвойной растительности,в водоёмах -черепах, крокодилов, ихтиозавров.
4.2. Юрский период (185-135 млн.лет назад).На суше доминирование динозавров. Появление и развитие птиц (160 млн.лет назад).
4.3.Меловой период (135-66 млн.лет назад).Похолодание климата и усиление радиоактивного излучения. Вымирание ранее господствовавших динозавров, птерозавров, аммонитов, беленнитов и др.В фауне бурно развиваются млекопитающие и костистые рыбы, во флоре - цветковые растения.
5.Кайнозойская эра (66 млн. Лет назад - настоящее время).
5.1.Палеоген (нижнетретичный период) - 66-25 млн. лет назад. Поднятие новых горных хребтов на месте высыхающего океана Тетис. Формирование современной фауны и флоры. Широкое распространение в фауне теплокровных животных млекопитающих и птиц, наиболее приспособленных к меняющейся среде обитания.
В водной среде - развитие костистых рыб. Во флоре на суше доминируют покрытосеменные цветковые растения.
5.2.Неоген (верхнетретичный период) - 25-1 млн.лет назад. Опускание дна океанов, климат становится более холодным, сухим и континентальным.
5.3.Антропоген(четвертичный),современный период -1 млн.Лет назад - настоящее время.
Океаны и материки приобретают современный вид. Ледниковые периоды чередуются с периодами потеплениями климата. Появляется человек - Homo sapiens.10-12 тыс. лет назал после последнего ледникового периода флора и фауна Земли приобретает современный вид.
Как мы уже знаем,первые беспозвоночные,по современным представлениям, произошли 1,1 млрд. лет назад (в протерозойской эре),первые позвоночные - 450 млн. лет назад (в силуре), хрящевые рыбы - 400 млн.лет назад (в девоне),земноводные - 330 млн. лет назад (также в девоне),пресмыкающиеся - 300 млн. лет назад (в карбоне),млекопитающие - 200 млн. лет назад (триас, мезозойская эра) и позднее всех птицы - 160 млн. лет назад (юрский период).
Большинство морских животных - более древние, чем животные суши.
Именно в мелководных водоёмах произошли все типы и классы современных животных.
Эволюция и современный состав флоры и фауны Земли.
Первые следы жизнедеятельности организмов, как мы уже знаем, по данным археологии, относятся к архейскому периоду и обнаружены в архейских породах, имеющих возраст от 2,6 до 3,5 млрд. лет. В течение почти трёх миллиардов лет до начала палеозойской эры на Земле процветали доядерные организмы-прокариоты, бактерии и синезелёные водоросли, эволюция шла чрезвычайно медленно. Эволюционный взрыв начался в палеозойскую эру, начавшуюся 570 млн. лет назад и закончившуюся 235 млн. лет назад, и продолжался в мезозойскую (235-66 млн. лет назад).В палеогеновом периоде (235-66 млн.лет назад) последней, кайнозойской эры, получили широкое распространение в фауне теплокровные животные - млекопитающие и птицы, жизнь которых уже в меньшей степени зависела от влияния меняющейся среды обитания ,а в водной среде - костистые рыбы, заселившие морские и пресные воды, во флоре на суше завоевали доминирующую роль покрытосеменные цветковые растения.
Современный вид флора и фауна Земли приобрела уже после последнего ледникового периода - 10-12 тыс. лет назад.
Всего за историю жизни на планете существовало около 500 млн. видов живых организмов, большая часть которых давно вымерла: современная флора и фауна Земли насчитывает приблизительно 2,73 млн. известных и описанных видов
(фактическое число, конечно, больше).
Все современные живые организмы на Земле делят на два надцарства - доядерных организмов, Прокариот (Procariotae) и ядерных организмов, Эукариот (Eucariotae).
К надцарству Прокариот относится лишь одно царство - Дробянки (Mycota), объединяющее отделы бактерий и сине-зелёных.
Надцарство Эукариот включает три царства - растений (Vegetabilia), животных (Animalia) и Грибов (Fungi).
В современную эпоху на Земле насчитывается примерно 5 тыс. известных видов прокариот, в том числе 3 тыс. видов бактерий и 2 тыс. видов сине-зелёных (всего 0,2% общего числа видов).
Общее число известных видов эукариот насчитывает приблизительно 2727 тыс. видов (99,8%), в том числе 352 тыс. известных видов растений (12,9%), 2274 тыс. известных видов животных (83,2%), и около 101 тыс. известных видов грибов (3,7%).
Из растений больше всего цветковых (около 250 тыс. видов). из животных - членистоногих (1,5 млн. видов),в том числе насекомых (1 млн. видов),круглых червей (0,5 млн. видов),моллюсков (107 тыс. видов) и хордовых (41-46 тыс. видов).
Данные о присутствии основных групп живых организмов на Земле в морских, пресных водах и на суше, а также сведения об общем числе видов по группам и предполагаемой эпохе происхождения (наиболее древних находках) представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Основные таксономические группы современных живых организмов, их встречаемость на суше, в морских и пресных водах, приблизительная оценка числа видов и эпоха происхождения.
Примечание: присутствие той или иной группы отмечено знаком “+”
Таксономические группы |
Океаны и моря |
Пресные воды |
Суша |
Число видов |
Эпоха происхождения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Надцарство Eucariota |
+ |
+ |
+ |
5 тыс. |
|
1.Царство дробянки (Mycota) |
+ |
+ |
+ |
5 тыс. |
|
1,1 Отдел Бактерии |
+ |
+ |
+ |
3 тыс. |
|
1.2. Отдел Сине-зелёные
|
+ |
+ |
- |
2 тыс. |
докембр. |
Надцарство Procariota
|
+ |
+ |
+ |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2.Царство Растения (Vegetabilia)
|
+ |
+ |
+ |
352 тыс. |
|
2.1. Пирофитовые водоросли Pyrrophyta |
+ |
+ |
- |
1100 |
|
2.2. Золотистые водоросли Crysophyta |
+ |
+ |
- |
400 |
|
2.3. Диатомовые водоросли Bacillariophyta
|
+ |
+ |
+(влажн.) |
20 тыс. |
|
2.4. Жёлтозелёные водоросли Xanthophyta |
+ |
+ |
+ |
400 |
|
2.5. Бурые водоросли Phaeophyta |
+ |
- |
- |
1500 |
Палеоген
|
2.6. Красные водоросли, багрянки Rhadophyta |
+ |
- |
- |
4 тыс |
Мел,архей
|
2.7.Эвгленовые водоросли, жгутиковые Euglenophyta |
- |
+ |
- |
900-1000 |
Архей
|
2.8. Зелёные водоросли Chlorophyta |
+ |
+ |
+ |
5700 |
Древнейш.
|
2.9. Харовые водоросли Charophyta
|
+ |
+ |
- |
200-300 |
Силур Девон
|
2.10. Лишайники Lichenophyta |
- |
- |
+ |
26 тыс. |
|
2.11. Моховидные Briophyta |
- |
- |
_ |
25-30 тыс. |
|
2.12. Плауновидные Licopodiphita |
- |
- |
+ |
970 |
Силур Карбон |
2.13. Псилотовидные Psilotophyta |
- |
- |
+ |
4 |
Древние |
2.14. Папоротниковые Polipodiophyta |
- |
+ |
+ |
Более 10 тыс. |
Девон |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2.15.Хвощевидные Equisetophyta |
- |
- |
+ |
30-35 |
Девон |
2.16. Голосеменные Pinophyta |
- |
- |
+ |
600 |
Палеозой |
2.16.1. Класс Саговниковые |
- |
- |
+ |
|
|
2.16.2. Класс Гнетовые |
- |
- |
+ |
|
|
2.16.3. Класс Гинкговые |
- |
- |
+ |
|
|
2.16.4. Класс Хвойные |
- |
- |
+ |
|
Карбон |
2.17.Покрытосеменные, цветковые Magnoliophyta |
- |
- |
+ |
250 тыс. |
Мел |
2.17.1. Двудольные |
- |
- |
+ |
180 тыс. |
|
2.17.2. Однодольные |
- |
- |
+ |
70 тыс. |
|
3. Царство Грибы |
- |
- |
+ |
101 тыс. |
|
3.1. Слизевики, Mixomycota |
- |
- |
+ |
400-500 |
|
3.2. Настоящие грибы, Fungi |
- |
- |
+ |
Более 100 тыс. |
Мезозой |
О д н о к л е т о ч н ы е 4.1.Тип простейшие (Metazoa) |
+ |
+ |
+ |
25-30 тыс. |
|
М н о г о к л е т о ч н ы е 4.2. Тип Губки Porifera, Spongia |
+ |
+ |
- |
5 тыс. |
Кембрий |
4.3.Тип Кишечнополостные Coelenterata |
+ |
- |
- |
9 тыс. |
Конец протерозоя |
4.4.Тип Плоские черви Plathelmintes |
+ |
+ |
+ |
15 тыс. |
|
4.5.Тип Круглые черви Nemathelmintes |
+ |
+ |
+ |
500 тыс. |
|
4.6. Тип Немертины Nemertines |
+ |
+ |
+ |
2 тыс. |
|
4.7. Тип Кольчатые черви Annelidae |
+ |
+ |
+ |
9,4-9,5 тыс. |
Средний кембрий |
4.8.Тип Мшанки Briozoa |
+ |
- |
- |
4500 |
Ордовик |
4.9. Тип Плеченогие Brachiopoda |
+ |
- |
- |
200 |
Ордовик |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
4.10.Тип Моллюски Mollusca |
+ |
+ |
+ |
107 тыс. |
Кембрий |
4.11. Тип Членистоногие Arthropoda |
+ |
+ |
+ |
1,5 млн. |
Кембрий |
4.12.Тип Погонофоры Pogonophora |
+ |
- |
- |
100 |
Палеозой |
4.13. Тип Щетинкочелюстные Chaetognatha |
+ |
- |
- |
50 |
Средний кембрий |
4.14. Тип Иглокожие Echinodermata |
+ |
- |
- |
6 тыс. |
Ранний кембрий |
4.15.Тип Хордовые Chordata |
+ |
+ |
+ |
41-46 тыс. |
|
4.15.1. Класс Бесчелюстные Agnatha |
+ |
+ |
- |
60 |
Силур |
4.15.2. Класс Хрящевые рыбы Chondrichthyes |
+ |
- |
- |
600 |
Поздний силур |
4.15.3. Класс Костные рыбы Osteichthyes |
+ |
- |
- |
19 тыс. |
Девон |
4.15.4. Класс Земноводные Amphibia |
+ |
- |
- |
2140 |
Карбон |
4.15.5. Класс Пресмыкающиеся Reptilia |
+ |
+ |
+ |
6430 |
Триас |
4.15.6. Класс Птицы Aves |
+ |
+ |
+ |
8590 |
Триас |
4.15.7. Класс Млекопитающие Mammalia |
+ |
+ |
+ |
3200 |
Триас |
И т о г о |
+ |
+ |
+ |
Около 2732 тыс. видов |
|
Таблица 3. Распределение приблизительного числа описанных наукой видов по царствам Дробянок, Грибов, Растений и Животных, в тыс. видов и в %%.
|
Царство |
Количество видов, тыс. |
%% |
1 |
Дробянки |
5 |
0,2 |
2 |
Грибы |
101 |
3,7 |
3 |
Растения |
352 |
12,9 |
4 |
Животные |
2274 |
83,2 |
Таким образом (табл.2), из 38 крупных таксонов (отделов, типов) только в гидросфере обитают представители 14 таксонов, в гидросфере и на суше - представители 16 таксонов и только на суше – лишь 8 таксонов.
Мировой океан - важнейшая, основная часть биосферы нашей планеты ,
в которой жизнь представлена от поверхности до максимальных глубин в виде большего числа форм, чем в пресных водах и на суше. В целом, гидросфера – это колыбель жизни.
Исследуя пути развития форм жизни на Земле, большинство современных биологов считает, что они развиваются как эволюционно, так и скачкообразно. Теория “прерывистого равновесия” Э. Майра и Д. Симпсона доказывает, что “массовые перестройки флор и фаун происходят в периоды перестройки лика Земли” (Никольский,1980).Благоприятные условия для возникновения новых видов и более высоких таксонов обычно создаются в периоды усиления тектонической деятельности на Земле, трансгрессии и регрессии морей и океанов, смен климата, и, кроме того, некоторые исследователи полагают, что скачки в эволюции жизни на Земле связаны с появлением каждые 50 млн. лет сверхновых звёзд, создающих на поверхности Земли дозу облучения 200-500 Р (около 1/2 летальной для человека дозы, по Кальвину,1971).
Кроме того ,по теории Ч. Дарвина, виды живых организмов могут изменяться постепенно, используя механизмы естественного отбора и постепенно совершенствуясь путём адаптаций к изменяющимся условиям внешней Среды.
Весьма примечательно, что многие весьма удалённые друг от друга систематические группы живых организмов в результате одинакового приспособления к среде обитания испытывают конвергентную эволюцию, то есть приобретают сходные черты внешнего и внутреннего строения. Например, в океане - это акулы (класс хрящевые рыбы),тунцы (класс костные рыбы) и дельфины (класс млекопитающие),которые в результате независимой конвергентной эволюции приобрели ряд общих признаков (форма тела, строение и форма плавников и т.д.). Большое значения для понимания закономерностей развития форм жизни на нашей планете имеет также учение Н.И.Вавилова о гомологических рядах, которое доказало, что близкие в генетическом отношении виды и роды растений в совершенно разных регионах Земли имеют сходную наследственную изменчивость и склонны, вероятно, к параллельной направленной эволюции.
Таким образом, мы видим, что в развитии природы есть определённая целесообразность, её совершенствование и адаптация к изменяющимся условиям среды, то есть эволюция - необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся изменениями генофондов популяций и видов, формированием адаптаций, вымиранием и образованием новых видов, преобразованием биоценозов и биосферы в целом (см. эволюция видов, экосистем и биосферы).