Сущность и структура экологии

Иная точка зрения, выдвинутая и разработанная, в частности, академиком А.И. Опариным вам известна из школьного курса биологии. Она состоит в том, что первично живое вещество все-таки возникло из неживого в особо благоприятных для этого условиях дна мелководных теплых морей катархея, воды которых были богаты сложными органическими веществами неорганического происхождения. Там и могло начаться об

разование двойных сахарофосфатных спиральных нитей высокополимерных нуклеиновых кислот с закрепленными на них основаниями, служащими “кодами" для дальнейшего синтеза белков. Эти нити, при некоторых внешних условиях могли разворачиваться в одинарные спирали и синтезировать на каждой из них недостающую вторую спираль, то есть порождать пару себе подобных, передавая им информацию, заложенную в основаниях. Подобные полимеры, обеспечивающие достаточно длительное сохранение и воспроизводство уже можно рассматривать в качестве первичных организмов. Их развитие, в свою очередь, исключило условие дальнейшего самозарождения жизни. Энергетическими источниками подобного процесса могли служить грозовые разряды, энергия действующих вулканов или, возможно - ультрафиолетового излучения не сдерживаемого озоновым экраном.

Подобные условия и эффекты, напоминающие преобразование природных неорганических химических соединений в органические, были обнаружены в горячих газах курильского вулкана Алаид, в гидротермальных растворах источников Камчатки и Курильских островов, смоделированы в лабораторных условиях. Сложные органические вещества, вплоть до аминокислот, и синезеленых водорослей обнаружены в ряде каменных метеоритов, в частности, так называемых углистых хондритах.

Наиболее древние остатки жизнедеятельности организмов, обнаруженные в Трансваале в породах, возраст которых определяется 3,1-3,4 млрд. лет (напомним. что возраст планеты Земля составляет около 4,5 млрд. лет) представляют собой микроскопические изолированные палочки. длиной 0,45-0,7 мк и диаметров 0,18-0,32 мк, имеющие двухслойные оболочки толщиной 0,015 мк. Там же обнаружены нитеподобные образования, а также многочисленные шаровидные, дисковидные и многоугольные оболочки микроскопических водорослей. Палеонтологические данные позволяют, однако, полагать, что при любых причинах образования жизни, ее дальнейшее развитие состоит в непрерывном изменении, эволюционировании живых организмов. Согласно теории эволюции современные организмы возникли от более древних форм жизни, унаследовав от них ряд признаков и претерпели различные модификации.

Генетические основы эволюции. Любой организм содержит в себе информационный запас развития, который определяется содержащимся в нем генетическим материалом, унаследованным от организмов предыдущего поколения. Единицами такого генетического материала (и информации) являются гены. Однако гены могут нести не только сходные черты, но и различия, вызванные наследственными изменением генетического материала, называемым мутациями. Мутации могут, в свою очередь, вызываться ошибками при копировании генетического материала, возникать в результате химического воздействия или излучения. Они случайны, весьма редки (лишь у нескольких особей одна на 100 000) и в большинстве случаев неблагоприятны для своего носителя.

Помимо мутационной, изменчивость также возникает в результате смешивания генов при половом размножении, потому что каждый потомок получает половину генов от каждого из родителей. Общая сумма всех генов, имеющихся у данной популяции составляет ее генофонд.

Можно оценить, сколько раз встречается тот или иной ген в данной популяции и определить частоту его встречаемости, например в первом и втором поколении. Разница покажет нам изменения в генетическом фонде, то есть эволюцию, происходящую в популяции. Под популяцией в экологии понимается совокупность организмов одного вида, в той или иной степени изолированная от других таких же совокупностей, способная длительно существовать на единой территории, самовоспроизводиться и изменяться вследствие преимущественного размножения тех или иных групп входящих в ее состав особей. Таким образом, эволюция популяции есть изменение частоты встречаемости одного или нескольких генов в данной популяции, от поколения к поколению. Эволюционирующая компонента то есть компонента, изменяющаяся во времени, определяет популяцию, а не отдельный, входящий в нее организм. Однако, накопление изменений частоты некоторых генов в генофонде на протяжении многих поколений может привести к резким изменениям и в популяции.

Находки организмов, ныне не существующих на Земле, убеждали в том, что в разное время Землю заселяли разные их виды. Геолог Чарльз Лейаль (рис.1.4) опубликовал в 1830 г. первый том “Основания геологии", в котором доказывал постепенность геологического развития Земли.

В 1809 г. Жан Батист де Ламарк (рис.1.5) выдвинул идею, что организмы на протяжении всей своей жизни могут приобретать признаки, повышающие их приспособленность к среде обитания, эти признаки они могут передавать своим потомкам. Суть этой теории, получившей название ламаркизм, чаще всего иллюстрируют примором с шеей жирафы. Так как жирафам постоянно приходилось вытягивать шею, чтобы дотянуться до листьев на деревьях, рассуждал Ламарк, то их шеи вытягивались и они передавали такую удлиненную шею своим потомкам.

Однако вскоре появилась революционная теория эволюции путем естественного отбора выдвинутая Чарльзом Дарвиным (рис.1.6) и Альфредом Расселом Уоллесом (рис.1.7).

Примечательно, что за несколько дней до того, как Ч. Дарвин готовился передать свой доклад в издательство, Альфред Рассел Уоллес прислал ему свой очерк, посвященный вопросам эволюции. Между тем идеи, относящиеся к эволюции, были практически идентичны и Лейаль настоял на том, чтобы тот и другой материалы были опубликованы совместно. Соответственно в 1858 г. ими и была выдвинута теория эволюции на заседании лондонского Линеевского общества. А в 1858 г. была опубликована монография Ч. Дарвина “Происхождение видов" в которой была описана эволюция на основе механизма естественного отбора. Книга была иллюстрирована многочисленными примерами и вызвала множество споров, ибо противоречила библейским положениям о происхождении видов и утверждала, что эволюция может происходить и без вмешательства человека или божественного начала.

Основные экологические проблемы

По ходу курса мы познакомимся с современными экологическими проблемами, которые в перечислении Н.Ф. Реймерса (рис.1.9) с уточнениями и добавлениями, представляются следующими:

Изменение климата Земли в результате естественных геологических процессов, усиленных тепличным эффектом, вызываемым изменениями оптических свойств атмосферы выбросами в нее главным образом СО, СО2, других газов;

 Скачать реферат