- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Естествознание в мировой культуре
- •1.1. Естествознание как единая наука о природе
- •1.2. Естественнонаучная и гуманитарная культура, их взаимосвязь
- •2. Структура и методы естественнонаучного познания
- •2.1. Методы научного познания
- •2.1.1. Системный метод
- •2.2. Структура научного познания
- •2.3. Логика и динамика развития естествознания
- •2.4. Естественнонаучная картина мира
- •3. Важнейшие этапы развития естествознания
- •3.1. Натурфилософский период
- •3.2. Период схоластики
- •3.3. Механистический период (XVI–XVIII вв.)
- •3.4. Стихийно-диалектический период
- •3.5. Период современного развития естествознания
- •4. Структурные уровни организации материи
- •4.1. Типы материальных систем
- •Окружающий мир
- •4.2. Микромир: концепции современной физики
- •4.3. Фундаментальные взаимодействия в природе
- •4.4. Мегамир – современные концепции
- •4.5. Эволюция и строение галактик
- •4.6. Строение и эволюция звезд. Солнечная система. Земля
- •5. Законы сохранения и принципы симметрии
- •5.1. Законы сохранения
- •5.2. Принципы симметрии физических законов
- •6. Пространство и время в современной научной картине мира
- •6.1. Развитие взглядов на пространство и время
- •6.2. Специальная теория относительности
- •6.3. Общая теория относительности
- •6.4. Свойства пространства и времени
- •7. Современные концепции химии
- •7.1. Предмет познания химической науки
- •7.2. Система химии, логика ее построения
- •7.3. Проблемы и перспективы химии
- •7.3.1. Проблемы и решения на уровне учения о составе
- •7.3.2. Проблемы и решения на уровне структурной химии
- •7.3.3. Проблемы и решения на уровне учения о химических процессах
- •7.3.4. Эволюционная химия – высшая степень развития химических знаний
- •8. Особенности биологического уровня организации материи
- •8.1. Сущность живого, его основные признаки
- •8.2. Концепция возникновения живого
- •8.3. Химический состав и значение клетки
- •8.4. Структурные уровни живого
- •8.5. Эволюция живой природы
- •8.6. Генетика в биологическом знании и культуре общества
- •9. Человек как предмет естественнонаучного познания
- •9.1. Сходства и отличия человека и животных
- •Место человека в структуре живого
- •9.2. Эмоции и творчество
- •9.3. Здоровье и работоспособность
- •10. Концепции самоорганизации
- •10.1. Порядок и беспорядок в природе
- •10.2. Синергетика
- •10.3. Неравновесная термодинамика
- •10.4. Самоорганизация в природе
- •11. Экология и учение о биосфере
- •11.1. Эволюция представлений о биосфере
- •11.2. Состав биосферы
- •11.3. Структурные единицы биосферы
- •11.4. Закономерности развития экосистем
- •11.5. Концепции ноосферы и устойчивого развития
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Практические занятия
- •1. Естествознание в мировой культуре План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •2. Научный метод и процесс познания План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •Темы докладов и рефератов
- •Темы докладов и рефератов
- •5. Фундаментальные взаимодействия и законы План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •6. Мегамир – современные концепции План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •7. Пространство и время в современной научной картине мира План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •8. Современные концепции химии План занятий
- •Контрольные вопросы и задания
- •9. Эволюционная химия – высшая ступень развития химических знаний План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •Темы докладов и рефератов
- •11. Человек как предмет естествознания План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •12. Самоорганизация в природе План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •13. Учение о биосфере План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •14. Современное естествознание и будущее науки План занятия
- •Контрольные вопросы и задания
- •Темы докладов и рефератов
- •Приложение 2
- •Алфавитно-именной указатель
- •Аль-Хорезми Мухаммед бен Муса (787–ок. 850 гг.) 19
- •Аристотель (384–322 до н.Э.) 18, 19, 87
- •Вант-Гофф Якоб Хенрик (1852–1911) 51
- •Ньютон Исаак (1643–1727) 14, 20, 21, 40, 41
- •Цицерон Марк Тулий (106– 43 до н.Э.) 9
- •Алфавитно-предметный указатель
- •ШтабноваВалентина Леонидовна концепции современного естествознания
- •644099, Г. Омск, ул. Красногвардейская, 9 к оглавлению
11.3. Структурные единицы биосферы
Основные уровни организации живой материи рассмотрены в разделе. Здесь мы остановимся на надорганизменными уровнями: популяционным, уровнем биоценозов, биогеоценозов, или экосистемном и биосферном.
Популяция– это совокупность особей одного биологического вида, населяющих одну территорию и имеющих общий генофонд и возможность свободно скрещиваться. Популяция – элементарная форма существования вида в природе. Популяции эволюционируют и являются единицами эволюции видов и видообразования.
Для поддержания длительного существования популяций главными факторами устойчивости являются:
– сохранение определенного уровня разнообразия и дрейфа генов в популяции, для чего необходима связь между популяциями одного вида;
– сохранение нормального соотношения между всеми параметрами популяционной структуры, а также между ними и совокупностью экологических условий;
К оглавлению
– сохранение эффективной численности популяции.
В общем случае ожидаемая продолжительность существования популяции как критерий ее «жизнеспособности» зависит от средней величины биотического потенциала (разности между удельной рождаемостью и удельной смертностью). Исследования показали, что для высокой, 95%-й, вероятности выживания в течение ближайших 100 лет популяция слонов должна иметь численность не ниже 100, а популяция мышей – не ниже 10 000.
Основной объект экологии – экосистема– совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом.
Термин «экосистема» введен английским ботаником А. Тенсли (1935 г.). Понятие экосистема применимо как к искусственным (аквариум, теплица, космический корабль), так и к естественным комплексам организмов и среды их обитания (озеро, лес, океан). В каждой экосистеме присутствуют абиотический компонент – биотоп(экотоп)– участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями – и биотический компонент – сообщество (биоценоз)– совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп.
Биоценоз часто трудно рассматривать отдельно от биотопа. Например, участок земли это не просто «место», но и множество почвенных организмов и продуктов жизнедеятельности растений и животных. Поэтому их объединяют под названием биогеоценоза: «биотоп + биоценоз = биогеоценоз». Биогеоценоз – это элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем.
Каждая экосистема имеет определенную функциональную структуру, в нее входят группы организмов разных видов, различаемые по способу питания – автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы(самопитающие) – организмы, трансформирующие лучистую энергию Солнца. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды синтезируются органические вещества.
Автотрофы– растения – составляют основную массу всехживых существ и являются производителями продукции – продуцентами.
Гетеротрофы(питающиеся другими) – организмы, потребляющие готовое органическое вещество других организмов и продуктов их жизнедеятельности.
В отличие от автотрофов – продуцентов – гетеротрофы выступают как потребители и деструкторы органических веществ. В зависимости от источников питания и участия в деструкции они подразделяются на консументы и редуценты.
К оглавлению
Консументы– это животные – гетеротрофы, потребляющие готовые органические вещества. КонсументыIпорядка – травоядные животные. КонсументыII,IIIи т. д. порядков – плотоядные животные.
Редуценты– это гетеротрофные микроорганизмы, грибы, разрушающие и минерализирующие органические остатки.
Все названные группы организмов в любой экосистеме тесно взаимосвязаны между собой, согласуя потоки вещества и энергии.