- •Аккредитованное образовательное частное учреждение высшего профессионального образования Московский финансово-юридический университет мфюа
- •Раздел 1. Предмет, задачи и особенности современного естествознания Тема №1 Естествознание как система наук о Природе
- •Раздел 2. История естествознания Тема №2. Зарождение естествознания
- •Тема №3. Развитие естествознания
- •Раздел 3. Физические концепции Тема №4. Основные определения и понятия физических концепций
- •Тема №5. Механическое движение и его описание
- •Тема №6. Термодинамические и статистические закономерности
- •Тема №7. Радиоактивность
- •Ядерное оружие. Неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом размножения нейтронов осуществляется в атомной бомбе. Взрывчатым веществом служат чистый уран или плутоний.
- •Тема №8. Свойства частиц
- •Тема №9. Теории относительности а. Эйнштейна
- •Садохин а. П. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М. 2007 г., 462 стр. Isbn: 5-699-11853-5.
- •Тема №10. Принципы в физике
- •Раздел 4. Астрономические концепции Тема №11. Концепция развития и эволюция Вселенной
- •Тема №12. Солнечная система. Солнце
- •Тема №13. Предмет, задачи и методы химии
- •Тема №14. Основные понятия и законы химии
- •Тема №15. Неорганическая химия
- •Тема №16. Органическая химия
- •Основные положения теории а.М.Бутлерова:
- •1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенном порядке и в соответствии с их валентностью.
- •3. Атомы или группы атомов в молекуле оказывают друг на друга взаимное влияние.
- •Раздел 6. Биологические концепции Тема №17. Структура современных биологических знаний
- •Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды.
- •Синтетическая теория эволюции. Особую роль в становлении новых представлений о развитии сыграла генетика, которая легла в основу неодарвинизма.
- •Тема №18. Происхождение и сущность жизни
- •В биологии существует шесть концепций, объясняющих происхождение жизни:
- •Тема №19. Уровни организации живой материи
- •19.3 Молекулярно-генетический уровень.
- •1. Молекулярно-генетический уровень жизни. Биохимические основы жизни.
- •Молекулярно-генетические механизмы изменчивости. Биотехнологии.
- •Тема №20. Основы генетики
- •Раздел 7. Экологические концепции Тема №21. Экологические системы и их структура
- •Раздел 8. Антропологические концепции Тема №22. Концепция человека в естествознании
- •Раздел 9. Понятие о синергетике Тема №23. Синергетика
- •Глоссарий
- •Список рекомендуемой литературы Основная:
- •Дополнительная:
- •13. Садохин а. П. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М. 2007 г., 462 стр. Isbn: 5-699-11853-5.
Раздел 7. Экологические концепции Тема №21. Экологические системы и их структура
План:
21.1 Структура экосистемы.
21.2 Взаимодействие экосистемы и окружающей ее среды.
21.3 Энергетическая характеристика экосистем.
21.4 Человек как часть биосферы.
К экологическим системам (экосистема, биогеоценоз) обычно относят все живые системы вместе с их экологической нишей, т.е. окружающей средой, начиная от отдельной популяции и кончая биосферой. Все они являются открытыми системами, которые обмениваются с окружающей природной средой веществом, энергией или информацией. Наименьшей единицей экологии является популяция. Следовательно, ни молекулярный, ни клеточный, ни организменный уровни не рассматриваются в экологии, хотя и живая молекула, и клетка, и тем более организм представляют собой открытые системы, которые могут существовать благодаря взаимодействию со средой.
Еще более крупным системным объединением в экологии считается биом, который включает в свой состав живые системы и неживые факторы на обширной территории, например лиственные породы деревьев на Среднерусской возвышенности.
Наконец, биосфера охватывает, согласно Вернадскому, все живое, биокосное и косное вещество на поверхности нашей планеты. И хотя она в известных пределах функционирует автономно, но может существовать и развиваться только благодаря энергии Солнца и потому является также открытой системой, которую в отличие от других систем называют экосферой.
В экологии наибольшее значение для изучения структуры ее систем приобретает анализ тех трофических, или пищевых, связей, которые соединяют различные популяции друг с другом. В экосистеме можно выделить два уровня:
на верхнем, автотрофном уровне, который называют также зеленым поясом, мы встречаемся с растениями, содержащими хлорофилл и перерабатывающими солнечную энергию и простые неорганические вещества в сложные органические соединения;
на нижнем, гетеротрофном уровне происходит преобразование и разложение этих органических соединений в простые, неорганические.
Таким образом, в механизме трофических связей можно выделить следующие элементы:
а) продуценты, автотрофные организмы, главным образом зеленые растения, которые могут производить пищу из простых, неорганических веществ;
б) фаготрофы, гетеротрофные животные, к которым принадлежат животные, питающиеся другими живыми организмами, растительными и животными;
в) сапротрофы, организмы, которые получают энергию путем разложения мертвых тканей или растворенного органического вещества.
В связи с этим гетеротрофные организмы разделяют на биофагов, поедающих живые организмы, и сапрофагов, питающихся мертвыми тканями. Одна из характерных черт всех экосистем состоит в том, что в них происходит постоянное взаимодействие автотрофных и гетеротрофных подсистем организмов. Такое взаимодействие приводит к круговороту вещества в природе, несмотря на то, что иногда организмы разделены в пространстве. Автотрофные процессы наиболее интенсивно протекают на зеленом ярусе системы, где растениям доступен солнечный свет, а на нижнем ярусе усиленно протекают гетеротрофные процессы. Причем значительный временной разрыв между производством органического вещества автотрофами и его использованием приводит к его накоплению. Именно благодаря такому временному разрыву на нашей планете образовались огромные запасы ископаемого топлива, которые до сих пор служат важнейшим источником энергии для человечества.
Взаимодействие экосистемы и окружающей ее среды. В биологических исследованиях, в особенности в классической теории эволюции, обычно делается упор на изучение воздействия окружающей среды на живые организмы и их системы. Именно под таким углом зрения рассматривается действие различных факторов на эволюцию.
Энергетическая характеристика экосистем. Если проследить процессы превращения и получения энергии в экосистемах, то можно прийти к выводу, что жизнь есть создание солнечного луча. Действительно, лучистая энергия Солнца с помощью фотохимического синтеза сначала преобразуется зелеными растениями в органические соединения, которые впоследствии служат пищей для растительноядных животных, а последние, в свою очередь, пищей для других животных. В экосистемах происходит постоянное преобразование рассеянной в пространстве солнечной энергии в более концентрированные ее формы сначала автотрофными растениями, а затем гетеротрофными животными и человеком. При этом на каждой стадии превращения энергии происходит также ее диссипация, или рассеяние, в окружающее пространство. Для характеристики этих процессов нам необходимо привлечь известные законы термодинамики, которые необходимо конкретизировать применительно к экосистемам.
Человек как часть биосферы. Биосфера является открытой, диссипативной и нелинейной системой. Открытость биосферы лежит в основе ее функционирования. Биосфера по определению непрерывно обменивается энергией и веществом на всех уровнях. Все живые организмы являются объектами питания других организмов. Создаются пищевые цепи, в которые вовлечена, в частности через процесс фотосинтеза, и энергия Солнца. Продукты выделения животных и их остатки участвуют в геологических и биохимических процессах. Энергия и материя находятся в биосфере в процессе непрерывного движения, то есть биосфера является динамической средой, находящейся в период между катастрофами в состоянии динамического равновесия. Биосфера рассеивает поступающую и вырабатываемую энергию, то есть является диссипативной системой.
Вернадский понимал неизбежность перехода биосферы в качественно новое состояние. По Вернадскому биосфера, преобразованная трудом человека и его мыслью – это ноосфера или «сфера разума».
Контрольные вопросы:
1.Что такое экология?
2. Какова структура экосистем?
3.На какие группы делятся организмы по типу питания?
4. Что такое ноосфера?
Рекомендуемая литература:
Байков А.Ю., Бадаев Р.Р., Дегтяренко В.Т., Искандорян Р.А., Кесслер Г.Э., Петров Д.М., Покревский П.Е., Прокофьев М.Н., Солдатова И.В. Концепции современного естествознания. Учеб.пособие. – М.: МФА, 2008. – С. 126.
Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. М.: Юнити, 2010. ISBN: 5-238-00564-4.
Интернет ресурсы:
http://www.lookatme.ru/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F- сайт об экологии.
http://www.ebio.ru/index-5.html - электронный учебник.